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文档简介
摘要采用化学交联、化学发泡法挤出了低发泡PE棒材.研究发现,当口模温度为170℃左右、螺杆转速为55r/min~64r/min时,熔体的黏度、弹性适合发泡;而当每100gPE中,AC用量为2g,DCP用量为0.2g~0.4g,ZnO+Zn(St)2用量为2g时,可以得到外观光滑、手感好、泡孔细密的PE低发泡材料.
关键词挤压;发泡剂;交联0引言
聚乙烯(PE)泡沫塑料具有优异的物理、化学和力学性能,它的低发泡制品质轻、耐腐蚀、隔热、绝缘,具有一定的韧性,可进行钉、锯等机械性加工,广泛用于化工、建筑等领域.近年来装饰市场对化学建材需求的增长,给泡沫材料的开发提供了很好的机遇.PE泡沫的成型工艺分为化学发泡法和物理发泡法.物理发泡法需专用输送物理发泡剂的设备,或增加很繁琐的工艺,成本较高.化学发泡法又分化学交联和辐射交联,而辐射交联也需很昂贵的辐照设备,投资很大;化学交联生产PE发泡制品多见于模压法生产,生产不连续,制品应用受到很大限制.鉴于此,笔者对PE挤出化学交联发泡工艺及助剂进行了初步的探讨.1实验
1.1原料与设备
高密度聚乙烯HDPE,工业品;低密度聚乙烯LDPE,工业品;偶氮二甲酰胺AC,工业品;过氧化二异丙苯DCP,化学纯;氧化锌ZnO,硬酯酸锌Zn(St)2,碳酸钙等均为工业品.
SK-160B双辊炼塑机,上海橡胶机械厂;LSJ120转矩流变仪,上海轻机模具厂;其他实验仪器自制.
1.2工艺流程1.3性能测试
密度测定按GB1033-70进行;用肉眼观测发泡样条的外观及泡孔结构.2结果与讨论
2.1工艺条件对泡沫性能的影响
2.1.1温度对于挤出PE发泡材料,加工温度直接影响熔体的粘弹性和泡沫的稳定性.首先在混炼时,混炼温度须低于交联剂DCP的分解温度,否则DCP一旦分解发生交联反应,将影响PE挤出的顺利进行.因此交联剂、发泡剂应最后加入,且辊温应低于130℃.
挤出温度的控制如下:自料斗至口模第一段130℃~140℃;第二段140℃~150℃;第三段165℃~175℃;口模160℃~170℃.其中口模温度的控制是关键,口模温度对发泡制品的密度影响如图1.从图1可看出,随着口模温度的提高,制品密度呈下降趋势,当口模温度超过180℃时,制品表面毛糙,发泡出现不均匀大孔,密度有上升趋势,说明熔体弹性变差,气泡破裂,气体散失.当口模温度太低时,发泡剂分解不均匀,也不会得到均匀、密度较低的发泡制品.因此,在挤出发泡过程中,要求熔体的流变行为、发泡剂的分解和PE的交联作用相适应.温度过高,熔体的黏度太低,弹性变差,气泡不易保持而导致破裂,表面毛糙,因此口模温度在170℃左右为宜.图1口模温度与制品密度的关系2.1.2螺杆转速PE的熔体黏度对压力的敏感性较大,螺杆转速决定了熔体的剪切压力大小,即PE熔体的黏度直接受螺杆转速的影响,也即螺杆转速影响PE发泡材料的性能.提高螺杆转速,黏度下降.若螺杆转速过高,发泡剂分解后气体不易保持,易产生气泡破裂、表面毛糙的现象;相反,若转速过低,生产效率太低,且气泡会有大孔现象,发泡不均匀.因此,转速的控制应合理.在相同配方、相同工艺条件下,只改变螺杆转速得出结果如表1所示.从表1看出,随着螺杆转速的提高,制品的密度降低,当转速超过64r/min以后,密度又会增加,表面略粗糙,泡孔结构不均匀,说明螺杆转速过高过低对PE低发泡均不利,适合的转速范围应在55r/min~64r/min.表1螺杆轩速对制品性能的影响螺杆转速
/r.min-1密度
/g.cm-
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