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談PVC-U管材加工工藝及應(yīng)用
溫度對PVC-U塑料管材的影響體現(xiàn)在PVC-U塑料管材的整個生命周期中，從生產(chǎn)加工，產(chǎn)品貯存到使用，溫度的不同直接決定了管材的使用壽命和使用強度。下面從塑料受溫度的影響原理來說明溫度對塑料管材的影響?！ ?塑料制品是高分子聚合物，隨溫度的不同會呈現(xiàn)出玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三種狀態(tài)（這三種狀態(tài)是不同于低分子物質(zhì)的，低分子物質(zhì)三態(tài)是固、液、氣三態(tài)分明），由于高分子物質(zhì)的分子量分布和分散，所以三態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化時不是一個非常明確的溫度值，而是一個比較寬溫度范圍（低分子物質(zhì)三態(tài)轉(zhuǎn)化有比較精確的熔點、沸點）。玻璃態(tài)下的塑料具有一定的強度，在常溫下多數(shù)塑料處于玻璃態(tài)，我們通常是在這個溫度下應(yīng)用各種塑料；高彈態(tài)下，高聚物分子可以相對容易的伸展，塑料具有很好的彈性，可以進行一些簡單的后成形加工（如擴口、彎曲）；在粘流態(tài)時，高聚物分子具有相對良好的流動性，可以進行復(fù)雜的加工如：擠出，注塑件等等。 在我們的PVC-U管材擠出生產(chǎn)中，由于溫度的不同，物料三態(tài)的變化為：在擠出機中，物料在螺桿末端（計量段）應(yīng)達到粘流態(tài)，在機頭中呈粘流態(tài)；離開口模后漸呈高彈態(tài)，接觸定徑套后，在表層迅速降溫，溫度降至玻璃化溫度以下，冷卻的部分表現(xiàn)出玻璃態(tài)，保持一定的形狀，然后逐漸冷卻，直至管材整體呈玻璃態(tài)；擴口工序，對管材加熱，使擴口部分處于高彈態(tài)，利用它的彈性可以使注塑件模具輕松進入，并且管材不受損傷，然后加壓冷卻至玻璃態(tài)定型。 在整個生產(chǎn)過程中，只有熔溫是直接測量物料溫度，所以熔溫反映的是物料的真實溫度，而其它工序的各個溫度只是通過設(shè)備溫度間接的反映物料溫度（擠出機機身、機頭、加熱爐），溫度顯示值和物料溫度存在一定的偏差。 1、混料 混料過程分為熱混和冷混，熱混主要是使配方中各組分充分的進行物理混合，使其分散均勻，并排出其中的水蒸氣。熱混終止溫度設(shè)置一般在110攝氏度以上，熱量來源是靠高速混合機的高速旋轉(zhuǎn)帶動物料高速運動， 物料與鍋壁和攪拌槳摩擦生熱，物料之間的摩擦生熱，使溫度上升。這個過程的溫度設(shè)置主要考慮不要使用樹脂分解，水分充分氣化揮發(fā)，潤滑劑類物質(zhì)能夠熔化并分散均勻。熱混結(jié)束后，將物料排入冷混機中降溫，當(dāng)溫度降到40攝氏度左右時將物料排出，如果沒有這個冷卻過程，熱的物料堆積在一起，熱量散發(fā)不出去，會造成物料過熱分解。 2、擠出 擠出過程中涉及到溫度的地方主要有機身和機頭，在機身和機頭部位，主要是吸熱，具體的熱量來源是，機身部位的摩擦熱和外加熱，機頭部位的外加熱。在擠出過程中，吸熱過程與溫度高低和受熱時間有很大關(guān)系。 機身主要包括螺桿和機筒。螺桿通常分為三段，加料段、塑化段和計量段?！ ?加料段：在喂料口位置，防止物料架橋通有冷卻水；根據(jù)固體輸送理論，為了實現(xiàn)大擠出量，要求螺桿有較大的輸送能力，螺桿溫度不宜高，現(xiàn)在的設(shè)備多數(shù)沒有螺桿溫度控制，螺桿只能靠不同部位之間的熱傳導(dǎo)和摩擦熱來調(diào)節(jié)溫度；即使機筒溫度設(shè)的高，也只是反映機筒溫度，而不是物料的實際溫度。 塑化段：通過吸收各種熱量物料溫度上升，溫度達到潤滑劑熔點以上，潤滑劑熔化后會有一定的粘連作用，物料形成一種非常疏松的塊狀物，在物料經(jīng)過真空抽吸孔時，靠負(fù)壓脫出其中的水分、揮發(fā)分，如果溫度高（確切的應(yīng)當(dāng)是吸熱量太多），物料將變成一種堅實的塊狀物，則水分、揮發(fā)分將被包覆在塊狀物內(nèi)部，不能靠負(fù)壓脫出。若溫度低（確切的說應(yīng)當(dāng)是吸熱量不足），其中的水分、揮發(fā)分不能充分氣化排出，粉狀的物料也將從真空孔被吸出，堵塞抽真空管道。 計量段：物料將逐漸壓實，并建立壓力，以克服機頭阻力，摩擦熱將成為主要的熱量來源，在此階段物料已不需要大量吸熱，物料常常需要向外散熱。機筒可以借助外設(shè)風(fēng)機散熱，所以機筒散熱是最簡單且有效的；而螺桿的散熱問題則不易解決，因為無論是控溫外循環(huán)油散熱還是利用熱管技術(shù)的內(nèi)冷散熱，都因螺桿的內(nèi)部散熱面積小，而制約了其散熱功效，尤其在高速生產(chǎn)時，摩擦熱大，產(chǎn)生的熱量散不出去，會造成料溫太高，影響管材內(nèi)壁成形和物理性能?！ ?熔溫是一個非常重要的工藝參數(shù)，熔溫在擠出機與機頭的連接體處測量，熔溫受擠出機中計量段的溫度影響非常大，通常通過調(diào)節(jié)計量段的溫度來控制熔溫。測量熔溫的熱電偶直接與物料接觸，所以，熔溫反映的是物料的實際溫度。 機頭主要是使物料塑化的更加均勻，使物料壓得更加密實，使物料由不規(guī)則流動變成規(guī)則的直線流動，并形成制品的形狀。機頭主要分為芯子和機頭體，由于物料在機頭的停留時間較長，所以溫度不宜高。機頭的溫度、壓力、口模長度直接影響著合料線的情況和產(chǎn)品的性能。 在擠出過程中，由于擠出機的轉(zhuǎn)數(shù)不同，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)高時，在機筒部位的摩擦熱量高，由于擠出速度快，物料在機頭中的停留時間短，機頭區(qū)的溫度可以適當(dāng)?shù)脑O(shè)高一點；當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)比較低時，物料在機頭中的停留時間長，機頭的溫度應(yīng)當(dāng)比轉(zhuǎn)數(shù)高時低一點。
