1、 挤出工艺成型温度是促进成型物料塑化和塑料熔体流动的必要条件,它对物料的塑化和异型材的质量均有十分重要的影响。在型材生产的三大工序(即混料、挤出成型和冷却定型)中均涉及到了温度。大家知道,由于PVC树脂本身热稳定性差,为使PVC树脂便于加工,在配方中加入了稳定作用,其他稳定均未起作用。所以,当温度过高时,必使部分物料分解,此时的干混料在挤出过程中很容易发生分解,物料提前塑化、型材颜色变黄、物理性能下降,而这在调整工艺中也无法弥补。控制温度过低,物料的凝胶化程度不够,物料水分分析出不彻底,俗说就是混出的干混料发生这种干混料在挤出时不容易塑化,从而影响产品质量。
2、 冷混,冷混放料温度需控制在40℃左右。冷混目的是将混后的物料温度迅速将下来,以免长时间的高温。造成物料分解,同时,物料的热混是一个吸热过程;冷混,是一个放热过程。冷混不仅可以阻止物料在高温下冷却出现的返潮现象,也是无聊在放热过程中排出分子间水分的过程。混合好的干混料,要求在温室下存放12小时以上,使物料进一步熟化,消除混料过程中产生的静电,提高干混料的流动性,避免在挤出过程中出现的架桥现象。这时,如果冷混温度偏高,由于干混料的导热系数很小,不易散热,也会使干混料在存放过程中发生分解,尤其在夏季,环境温度升高时,混合料冷却速度更慢。因此在夏季生产时,应在工艺上适当延长冷却时间,保证出料温度。

挤出温度的控制
温度控制在型材挤出过程中非常重要。挤出过程是塑料异型材成型并具有相应力学性能的技术难题中较大的一个环节,温度控制得是否合适,直接影响物料增大整个加工过程中的流变状态,同时,也影响产品的整体性能。由于树脂本身的加工性、流动性以及热稳定性较差,所以在加工中,温度过高会引起分解,温度过低,物料又塑化不好,同样会影响产品质量,要使机筒中各段物料都处于最佳状态,就必须严格控制各段温度。整个加工过程中,物料要实现从玻璃态到高弹态再到粘流态的转变,由于螺杆设计结构的不同,挤出机温度设定的“峰谷“是有区别的,不能一概而论。
1. 机筒一、二区温度设定
双螺杆挤出机一般都是排气式的,即在二、三段之间设有排气孔,并利用真空排气装置吸出混合料中的挥发成分,因此,要求物料在机筒内被输送到排气孔时必须呈半塑化状态,包覆于螺杆表面,且物料表面光滑,无凹凸不平现象。这时,挥发物即从已减压的物料中脱出,并在排气孔处被及时吸出。此时,如机筒一、二区温度过低,物料不但不能塑化,挥发物排不出去,而且还会把部分粉状料从排气孔吸出;温度过高,又会使物料过早塑化,提前进入高弹状态,长时间在高温下生产会使物料降解。因此说从真空排气孔观察,若物料呈现半塑化状态就说明机筒一、二区温度适中。当然,在生产过程中,可根据不同物料及不同挤出机螺杆设定该参数,当两取设定温度与显示温度差很小时,说明挤出机螺杆在这两段的塑化能力较强,剪切热较高。故,此时的设定温度不宜过高,反之则反;同时,当热混时偏长或螺杆转速偏高时,一、二区段从聚集状态看,50%~60%的PVC树脂颗粒被粉碎,变为初级粒子,各种助剂粒子表面与初级粒子表面要充分接触、扩散。
2、 机筒三、四区温度设定
2.1 机筒三区也称熔融段,物料在被挤出的同时,建立了相当大的压力,吧压实的颗粒变成密实的“固体床“,它是由部分高弹态与部分玻璃态和少量的粘流态组成的混合状态,由于在机筒内的相对运动而产生了速度分布,随螺杆的不断运动”固体床“被逐渐破坏而成为粘流态向前输送。
2.2 机筒四区也称计量段,PVC物料粘流体被均化的同时,不断地定量挤出逆形成熔体压力,保证最终产品的密实度和良好的塑化质量。
机筒三、四区从聚集态结构看,PVC树脂颗粒基本破碎,并有60%--70%的树脂初级粒子转变为一级粒子,当这种材料被挤出冷却后,在外力作用下,初级粒子阻碍一级粒子运动,又由于初级粒子表面积大,因而使最终产品提高了强度,并有效吸收种技能,同时提高了产品韧性。
2.3 根据螺杆结构以及上述挤出原理,物料在三、四区段已基本形成具有一定压力的熔体,并随螺杆运动而由曲线运动转变为直线运动。为克服运动阻力,进一步均衡塑化,还需一定热量,但此时的剪切热已超出物料独一热量的需求,依据物料脱离口模后的形态,适当降低三、四段温度,而温度过低会使物料塑化不充分,熔体粘度增大,扭矩增大,导致型材性能降低。当然,温度设定只是手段。挤出温度的控制对象是物料温度,对挤出速度、加了速度的合理控制,才是对物料内热有效调控的目的。

3、对过渡段,机头的温度控制
该段温度的设定,直接影响物料进入模具分流的流态状态,对型材各部位出料的均匀程度影响很大。温度偏低,会造成物料流动性差,熔压上升,扭矩值增加,导致主机被压升高,设备负荷增大,能耗上升。尽管扭矩增大会使型材密度增大、后收缩率减低,但型材表面光泽度差、型材发脆,而且可能造成型材壁厚不匀,表面有收缩痕。温度偏高,物料会很顺利地进入机头熔压,扭矩减小后型材收缩率偏大,型材表面痕容易出现分解发黄现象。物料在通过过渡段时,已基本不存在内热,这时的设定温度与物料温度趋于一致,并行对平稳,此时的外热主要作用于物料外部温度,为补偿物料通过该区段与过渡段、机头内壁的界面摩擦热损失,改变料流方向热损失,以及为提高型材表面光泽度等,并不能提高熔体内部温度,所以,在设定该区段温度时,应根据挤出机负载、型材成型状态,以及表面光泽度而定。
冷去水温对型材定型的影响
根据型材断面大小及牵引速度快慢而设置一段或几段定型模对型材进行冷却,冷却水一般是从每段后部流入、前部流出,即水流方向与挤出型材方向相反,这样能使型材冷却缓和形成的内应力较小。冷却中定性套前段的水温易稍高(通过水流调节),以使型材不能通过快冷却,否则,会使型材产生内应力,严重的会发生型材开裂。原因是聚合物熔体在快速冷却时,表层的降温速度比内层快,这样就使表层温度低于玻璃化温度,当内层进一步冷却时,会因收缩而使其处于拉伸状态,这种状态反过来又会使外层收到正应力。同样,当型材进入定型模后,在其内部产生效力持久的拉伸力,这些力的作用导致分子链回复力减弱,最终因型材周围冷却效果不一,而导致型材出现弯曲等现象,所以,水温的调控也是型材生产中的重点对象,一般要求生产用水的温度为18℃~25℃。

结论
可见,在型材生产过程中,温度是三个重要参数之一,对它的认识,必须从理论控制出发,结合实际经验以及生产对象,严格地掌握生产设备的不同特性,使生产在良好的工艺条件下进行。


