1、热混过程
热混不是物料简单的混合、搅拌过程,是配方中不同组分与用量的物料,在高速旋转的搅拌桨叶推动下,沿混料机内壁急剧散开,并从机内中心部位落下,形成漩涡状运动的过程。在物料与搅拌桨叶以及混料机内壁相互撞击、磨擦而产生的剪切作用下,物料由固体、单相、不均态向多相、均态、部分凝胶态转化,而且物料温度不断上升, PVC颗粒和其他组分不断相互渗透, PVC颗粒表面逐渐吸收或吸附稳定剂、润滑剂等,可通过表观密度的增加来衡量密实度。通常PVC树脂的表观密度仅为0. 45~0. 55 g/cm3,而热混料表观密度可增大至0. 63~0. 70 g/cm3。
热混过程包括扩散、对流、剪切3种作用过程。扩散作用使物料组分之间的分布更均匀,使组分微粒从较多的区域向较少的区域迁移,从而达到组成均一;对流和剪切都是利用机械力作不规范流动,使物料组分达到均匀分散。
随着温度的不断升高, PVC粒子不断吸收稳定剂、润滑剂等,逐渐被各组分包覆;当物料温度升至100℃左右时,很容易除去PVC树脂及助剂中的水分和其他易挥发物,避免了在挤出过程中产生气泡;当物料升至110~120℃时,可形成均匀、稳定的干混粉料。
2.、PVC混合料的凝胶化
热混也是PVC混合料凝胶化的过程。未经混料的PVC树脂在常温状态下颗粒大小不一,小颗粒较多,在挤出成型过程中极易引起塑化不均匀。在热混过程中, PVC树脂逐渐熔融、塑化,再结晶形成网络形态结构。
从常温到50℃以下时, PVC结团粉粒和较大的颗粒被摩擦、冲击后,虽然表观密度变化不大,但大的堆积粒子被剪切破碎后逐渐变成小粒子,并在吸收了热能和机械能后活性增大,逐渐结合其他颗粒,粒径增大。当料温在90℃以下时,混料机升温速度较快,之后升温较慢,扩散、剪切、对流作用较为剧烈。当料温达到115℃时, PVC树脂小颗粒变得大而均匀,小颗粒逐步消失,且颗粒边缘因部分凝胶化而变成透明和半透明状。 在一定条件下, PVC树脂颗粒部分凝胶化的程度是由出料温度所决定的。当料温达到120℃时, PVC颗粒趋向稳定,且凝胶化程度加剧。
整个热混过程PVC颗粒反复结合和均化,粒径增大,起到致密化作用,使PVC颗粒的表观密度达到最大值,利于提高挤出产量,促进物料的均匀塑化,提高PVC型材的焊接强度、冲击性能及其他性能。均一性和干流性较好的PVC干混粉料,可观察到PVC树脂既有颗粒细化、粒径均匀的形态变化,又表现出表观密度大、部分凝胶化的特点。
3、热混出料温度
热混出料温度决定了PVC物料均匀塑化的进程。热混温度过低, PVC物料塑化不均匀,影响PVC型材的性能;热混温度过高, PVC物料在混料罐内易发生降解,甚至“糊料”,影响生产。
因此一般情况下,大部分PVC型材生产企业把120℃作为热混的额定温度指标。当碳酸钙用量较大时,可适当提高热混出料温度,以利于PVC物料及低熔点组分均衡吸附碳酸钙,提高表观密度。
4、热混时间
除热混出料温度需要控制外,还需要密切注意热混时间,以便对出料温度控制进行监控。当连续混料时,如果热混达到出料的时间较短(如低于7min),应延长每批料间隔时间当混料机长期使用后,如果升温过慢(如超过12 min仍达不到出料温度),可及时卸料,认真检查热电偶、温度表是否指示失灵,并进行处理。
当发现人热混料机桨叶磨损严重时应及时进行更换,以防影响混料质量。一般情况下,当混料时间超过正常混料时间的2倍或桨叶端部的磨损大于15 mm时,则应更换叶片。