润滑剂对 U -P V C 管生产过程的影响

        PV C 管材 广 泛 地用 于 农 业灌 溉 、城 市 污水排放等 领域。而 U —P V C 管材 的配方则 决定了产 品 的性 能和 加 工工 艺 。P V C 配 方 设 计 主 要 是 热 稳 定剂 的设 计 ，这对于软制品来讲确实如此 。制品的软硬度 可以通 过 调 整 增 塑 剂 的 用 量 来 达 到 ，所 用 的 外 润 滑剂 很 少 ，只 要 加 入 少 量 的 硬 脂 酸 或 石 蜡 即 可 。若用 固体 金属皂 时甚至可以不加外润滑剂 。但对于硬质 P V C 配方设计而言，配方设计 的难点及主要内容是 内外润滑剂 的比例 及加 入总量的设计 。润滑剂加入量不能少，多了也不行 ，而内、外润滑剂 比例 更重要 ，尽 管总 量够，但 其比例失 调 ， 也不 能连 续 的 生 产 出合 格 的产 品 。所 以在 配方 设 计 和 生产 工 艺 控 制 方 面 影 响 最 大 的就是润滑剂的选择和用量。

1、润滑剂特性

      润滑剂 的定义是为 了改善 塑料在成 型加工时 的 流 动 性 和 脱 模 性 从 而 提 高 制 品 性 能 的 一 种添加剂 。一个 优良的润 滑剂应 满足以下要 求 ：分散性能好 ，与树脂有适 当的相容 性 ，热稳 定性 良 好 ，不 引 起 颜 色 漂 移 ，不 影 响 制 品 性 能 ，无毒、价廉。润滑 剂按作用机 能分 类 ，可分为内润滑和外润滑 ，但内 、外润滑剂之 间并没有严格 的界限 ，都是 相对而言 ，往往一种润滑剂.。

      同 时具有这两种 作用 。内润滑剂与树脂间有 一定的相容性 ，它能够减少树脂分子链间的内聚力 ，降 低 熔 融 黏 度 减 弱 高 分 子 间 的 内 摩 擦 ，延 长 加 工 时 间 ，改善 流 动性 及 提 高 透 明 性 的 作用。外润滑剂 与树脂的相容性差 ，它附着于熔融树 脂 表 面 、 加 工 机 械 表 面 、模 具 表 面 ，形 成润滑分子层 ，从而降低树脂 与加 工设备之 间的摩擦 。因此分子碳链长 的润滑剂 ，能使两 个摩擦面间的距离更远些 ，具有更大的润滑效果 。

2、润 滑剂在混料过程 中的影响

       润 滑 剂 因 为 用 量 不 大 ，所 以对 混 料 时 的 电流 、混 料 时 间影 响 不 是 很大 ，在 P V C 硬管 配方中 ，P V C 树 脂 、碳 酸钙 、稳 定 剂不 变的 情 况下 ，增加 或者减少润滑剂 ，混料 电流、混料 时间几乎没有变化。对混料 电流 和混料时间影响最大的是填 充 剂 ，特别 是 C aC O ，，如 图 1。从 图 1 可 以 看 出 随 着 C aC O 的 增加 混料 电流 逐渐 下 降 ，主 要原 因是 C aC O 的流 动 比较 好 ，特 别 是 在 高温 时流 动 性 能 更 好 ，所 以在 混 料 过程 中由于 C aC O 的加 入而 降低 了 P V C 颗粒之间 、PV C 颗粒 与 机 械 表 面的 摩 擦 ，从 而使 得总摩擦力减少，C aC O 加入的越多 ，这种效 果越明显 。

3 润滑体 系对生产加工制品影响

      润 滑 剂 的 加 人 对 混 料 的 影 响 不 大 ，但 是 在挤 出 工艺控 制方 面润 滑 剂起 着非 常 重要 的作 用 。因为 挤 出 机 的基 本 原 理 是 将树 脂在 9I部 温 度 加热 和 旋 转 的螺 杆 对 物 料 的 剪 切 摩擦 的 共 同 作 用下 ，使树 脂 成 为 熔 融 状 态 ，然 后 再 通 过 模 具 成型 ，在生 产 PV C 硬 管时所 需的热 量来 自 两部分：一是外部加热 ；二是物料与物料之间、物料与螺杆 和 料 筒 之 间 的 剪 切摩 擦 。而 且 主要 的 是 物料与物料之间 、物料与螺杆和料筒之 间的剪切摩擦 ，润 滑剂 的作 用 就 是 调 节 物 料分 子 之 间 的作 用 力和 物 料 与 机 械 表 面 的摩 擦 力 ，所 以润 滑剂对产 品质量 ，生产过程中的工艺温度的控制起着 重要 的作用 。    

     内润滑 剂 可 以促 进 塑化 并 能降低塑化 扭矩 ，而 外润 滑剂 能 延 迟 塑 化 并 能防 止 树 脂 熔体 黏 附在 加 工 设备 的金 属 表 面 。所 以通 过 调 整 内外润滑剂的比例来调控树脂混合物的塑化时间 ，使它能满足特定的加工设备及工艺所要求的塑化速 率 。如 果 加 工 设 备 的 剪 切 力过 大 ，生 产 摩 擦热过多，在加工较容易分解的树脂 时，就必须降 低 加 工 温 度 ，以 便 避 免树 脂 内部 过 热 而 造 成分解。但是树脂是热的不 良导体 ，单靠降低 加热温度的作用很有限 ，而最可靠的方法是降低树脂黏度来从根本上减少摩擦热 的生成 ，而适当 的 按 比例 增加 内 外 润 滑剂 的用 量 即能 降 低 树脂熔体的黏度，也使润滑体系能保证特定的加工 设 备 及 工 艺要 求 ，能 连续 生 产 出 合 格 的 塑料制品。反之 ，加工设备 剪切力较小 ，则适 当的减 少内外润滑剂的用量 ，也可满足特定设备 的要求。在生产过程中只有内、外润滑剂的使用量合适 ，才 能经济地 、连续地生产出高质量的产品 ，如果 内、外润滑剂使用失去平衡 ，即使其 他 条 件 均 达 到 工 艺 要 求 ，也 不 能 正 常 生 产 ，必然 造 成 内 在 质 量 及外观 的 下 降 。如 果 内 润 滑作 用过 剩 ，外 润 滑不 足 ，则 造 成 过早 塑 化 ，不仅使能耗增加 ，并黏附加 工设备表面，局部过热 及 热 降解 ，使 产 品 质 量 下 降 ，废 品 上 升 ，停机 率 也跟 着上 升 。内润 滑 作用 不 足 ，外润 滑 作用 过 剩 ，则 使 制 品 变 脆 ，力 学 性 能 及 二 次加 工性 能 下 降 。内 、外 润 滑 作 用 均 不 足 则 熔体 黏 度及 黏 附 性 均 增 加 ，更 易 造 成 局 部分 解 ，而 严重影 响 产 品 质 量 及 增大 停 机 率 。内 、外 润 滑 作用均 过 量 ，不 仅 浪 费 了 润滑 剂 并且 造 成 与 外 润滑作 用过量 相 同的后 果 ，力学性 能下 降 。、

4 润滑剂在实际生产 中的调整

    在我们 的实验过程中 ，内外润滑平衡的问题 也很明显 ，在实验初期 ，我们在 配方当中只加了 4．5 份的稳定剂和 0．2 份的炭黑 ，因为稳定剂 属于复合稳定剂，其中已经配制好 了润滑体系，而 且在 C aCO3 为 6 份 时，我们 就使用 4．5份 的稳 定剂 和 0．2 份的 炭黑 ，管材 质量 、外 观等各项 指标都 合格 ，所 以在 C aC O3 增加到 8 份 时 ，我们仍然借用 6 份 时的配比，在实验过程中就出现了塑化段温度无法控制的现象 。在 多次实验 中 塑 化 段 的 温 度 比设 定 值 高 10 ℃ 左 右 ，居高 不 下 ，管 材 的 力 学 性 能 指 标 也不 合 格 。主 要原 因 就是 因为 润 滑体 系不 适 合 。因 为 在 C aC O3 ，为 6 份 时虽然 配方使 用 良好 ，但 当轻钙 增加到 8份时 ，物料与螺杆和料筒的摩擦 比轻钙在 6 份时大 的 多 ，造 成 了物 料 在 螺 杆 的塑 化 段 剪 切 摩擦 力 过 大 ，产 生 的 摩 擦 热 过 高 ，使 物 料 过 度 塑化影响了产品质 量。并且在 没有调整润滑体系时由于螺杆塑化段温度居高不下经常出现糊料的 现 象 ，给 我 们 的 实 验 带 来 了 很 大 的 困难 。我们通过对上述实验现象的分析 ，判 断为外润滑不 足 造 成 ，所 以 在 主 体 配方 不 变 的 情 况 下 ，我们在配方中增加了石蜡和 C P E ，用调整后的配方再进行实验 时没有 出现塑化段温度失控现象 ，最后通过工艺温度的调整 ，管材的各项性 能都合格 ，调整后配比为 PV C：100；轻质碳酸钙：8；稳 定 剂：4 ．5；C P E ：5；硬脂 酸 ：2．5；石蜡 ：3．5。

5 结束语

     通 过 上 述 大 量 的 理 论 分 析 和 实验 现 象 的 总结 ，我们可以明 白 PV C 硬管配方设计的关键在于 配 方 中 润 滑 体 系 的 调 整 。现 在 很 多 生产 厂 家为 了降 低 生 产 成 本 ，在 配方 中 加 入 了大 量 的轻钙。由于轻钙的加入增加 了物料与螺杆和料筒的 剪 切 摩 擦 ，这 时 润 滑 体 系 更显 得 重 要 ，只 有内外润滑剂的种类和份 量使用合适 ，才能有效的控 制 剪切摩 擦 热 ，生产 出合格 的产品 。