Page 84 - 《橡塑技术与装备》2024年11期

橡塑技术与装备 CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

（a）主机转矩随时间的变化曲线图 （b）停机料及 （c）CPVC 管材挤出图
图 5 螺杆主机转矩对制品性能影响

的共同作用下，初级粒子破碎，裸露出更多的一次粒 试验中管材由开始的破裂到后续的无裂缝，表明增加
子，晶体熔化边界模糊或消失，再结晶形成 CPVC 大 喂料和主机的转速后，物料的热稳定性和抗冲击性能
分子链缠结或穿过初级粒子连接边界形成一体的三维 均得到极大的改善。但是，喂料和主机的转速也不能
网络结构，该三维网络的形成过程称为塑化过程。适 过大，过大将使得熔体压力过高，物料在螺杆内停留
当增加喂料和主机的转速更有利于物料的塑化，产品 时间过长，流动减慢，有可能发生分解，进而影响制
的维卡软化温度由 95.9 ℃增加增 96.8 ℃，落锤冲击 品的力学性能和外观。
表 2 喂料及主机的转速、转矩对熔体压力和产品性能的影响
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序号 转速 /(r min ) 转矩 /(N·m) 熔体压力 /MPa 产品性能（维卡软化温度、落锤冲击试验）
喂料 16 17.5
1 21.4 95.9 ℃ ；冲击一次后管材破裂
主机 14 41.9
喂料 17 18.0
2 22.6 96.8 ℃ ；冲击一次后管材未破裂，无裂缝
主机 15 47.0
3 喂料 19 18.7 25.6 95.3 ℃ ；冲击一次后管材未破裂，但有裂缝
主机 15 52.0
2.2.3 加工工艺温度对制品性能的影响 一般原则是螺杆供料段的温度设定高一些，通常
对于温度变化敏感的 CPVC 物料，若螺杆温度设 为 210~215 ℃。这是因为物料刚加入挤出机时温度较
置过高，会导致 CPVC 物料在螺杆内发生分解，释放 低，需要快速补充热量，而此时物料之间尚无摩擦热，
出 HCl 气体，一些相对低分子量的助剂也会因高温而 只能靠外加热源。螺杆压缩段的温度设定居中，一般
分解，挤出的管材表面出现如图 6(a) 所示的气泡。当 为 200~210 ℃，此时物料之间开始摩擦生热，螺杆剪
螺杆温度设置较低时，挤出管材的表面灰暗无光泽， 切也产生热量，对外部热量的需求减少。螺杆计量段
有云纹等缺陷，如图 6(b) 所示，制品发脆，一摔即破， 温度设定偏低，一般为 165~175 ℃，此时物料处于黏
这是由于螺杆温度太低，物料达不到熔融状态，料较 流态，物料之间、物料与料筒、螺杆间产生大量的摩
为粗散，流动性较差，导致螺杆对物料的剪切力减小， 擦热，此时物料的温度往往会高于设定温度，因而温
物料难以塑化。因此要想获得性能较好的产品，需严 度自控系统经常处于关闭状态，有时还要开风扇进行
格控制好料筒及模具各段温度。 风冷，甚至进行水冷。机头的设定温度基本上与螺杆
计量段的温度保持一致，而成型口模的设定温度最好
比机头高一些，以保证管坯表面光滑平整。
2.2.4 牵引速度对制品性能的影响
在挤出管材过程中，可通过调节牵引速度的大小
实现管材的管径和壁厚均匀性控制。管材的牵引装置
由滚轮式和履带式牵引两部分组成。滚轮式牵引位于
真空冷却定径水箱内，主要用于水箱内逐步冷却的管
图 6 螺杆温度设置过高及过低对管材表面的影响
坯的向前移动。履带式牵引位于真空冷却定径水箱之

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