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聚乙烯 滚塑工艺过程中的关键控制要素

浏览次数: 日期:2016-11-04

聚乙烯 滚塑工艺过程中的关键要素控制在滚塑工艺过程的加热阶段,在聚乙 烯粉末或熔体与模具内表面的分界面上,由于表 面氧化的作用会发生化学或物理粘接。当模具 内表面有局部缺陷时,聚乙烯 熔体会流进这些缺陷而形成局部嵌入。这将使 冷却之后的制品难以从模具中取出。为了避 免上述情况的发生,需要在 模具内表面涂一层热稳定的材料以防止粘联,这类材料称为脱模剂。工业用 脱模剂有很多种,聚乙烯 的滚塑工艺对脱模剂有较高的要求,主要是 耐热性能的要求。油类、蜡和硅 油是常用的脱模剂,但它们 需要每次加料前涂一次,故称为一次性脱模剂。这类脱模剂成本较低,脱模效果很好,但易于 迁移到制品表面影响其表面性能。聚乙烯 的滚塑上艺过程有一个特殊的现象:在粉末熔融过程中,粉末颗 粒之间滞留的空气形成了气泡,随着加热过程的持续、这些气泡又消失了。进一步的研究表明,这些气 泡的消失并非由于它们在浮力的作用下移向熔体的自由面,而是因 为气泡中的空气逐渐融合在熔融的塑料熔体中。实验表明当温度升至150℃时,聚乙烯 熔体中形成了不同尺寸的气泡。由于聚 乙烯熔体粘度很大,气泡的 浮力不足以把气泡推向自由面。当温度升至200℃时,所有的气泡都消失了。因此,对于聚 乙烯的滚塑来说,科学地 控制加热过程对消除聚乙烯制品中的气泡,提高产 品质量有十分重要的意义。由于滚 塑的加热时间有时会较长,特别是制品壁较厚时。可能会 持续半小时到一小时以上。这时就 要求采取措施以防止材料在加热过程个的热氧化和材料性能的降低,通常在 聚乙烯塑料中加入抗氧化剂可达到预防的目的。但是,当聚乙 烯材料被加热到过高的温度或加热时间过长时,抗氧化 剂并不能防止材料的氧化。当制品 厚度较大需要加热较长的时间时,必须降低加热温度。如果利 用提高温度来缩短加热时间,则有可 能因气泡中的空气来不及消失而使气泡保留下来。当聚乙 烯塑料被加热到熔融状态时,材料将 经历一个从结晶态向熔体转化的过程,这正是 聚乙烯颗粒开始熔化变软时所发生的过程。它首先 出现在和模具内壁接触的一层材料,形成一 个均匀的熔融材料层。然后,逐渐向内层扩展,直到全 截面完全变成塑料熔体为止。接下来 是继续加热使气泡逐渐消失的过程。这一过 程的温度控制和时间控制需要调节。在冷却过程中,聚乙烯 熔体的温度将从200℃降至接近室温,聚乙烯 的分子将从无序的状态转变为较为有序的晶态。结晶的 过程需要一定的时间,结晶的 速度和聚乙烯熔体的粘度有关。当聚乙 烯熔体被迅速冷却时,聚乙烯 熔体的粘度迅速增加,使其晶 粒的生长受到阻碍,从而影 响聚乙烯的结晶度。当结晶度不同时,聚乙烯 制品的密度就不同,物理性 能也将有所差别。由此,急速冷 却的聚乙烯滚塑制品具有较低的密度,而缓慢 冷却的制品则具有较高的密度。

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