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高抗沖透明丁苯樹脂的加工工藝
丁苯透明抗沖樹脂，又稱K-Resin(K- 樹脂)。是以苯乙烯、丁二烯為單體，以烷基鋰為引發(fā)劑，采用陰離子溶液聚合技術(shù)合成的一種嵌段共聚物，其主要特性是兼有高透明性和良好的抗沖擊性、密度小、著色力強(qiáng)、加工性能優(yōu)異、無毒性，廣泛用于冰箱制造、制鞋、玩具制造、食品容器及包裝、醫(yī)療器械、日常高檔制品、電器儀表盤和與其他材料(如GPPS、SAN、SMA、PP、HIPS等)摻混改性等領(lǐng)域。 與其他透明聚合物相比較，K- 樹脂共聚物的特點是密度低，從經(jīng)濟(jì)角度上看更有吸引力。K- 樹脂的得率比非苯乙烯類的透明樹脂高20%～30%，符合美國食品藥品管理FDA 21 CFR 177 1640 條款和歐洲EEC 指引90/128/EEC 修訂條款的規(guī)定，可用作食品的包裝。 丁苯樹脂是部分結(jié)晶聚合物，流動性好，加工出的產(chǎn)品表面光滑、光澤好、透明度高，可采用傳統(tǒng)加工方式加工，如注射、擠出、吹膜和流延、中空吹塑、熱成型等加工方法，并且可以在大部分通用的設(shè)備上加工，不需要改動設(shè)備和注塑件模具。丁苯樹脂在生產(chǎn)過程中已除去揮發(fā)分，且一般不吸濕，除非在潮濕環(huán)境中存放和加工，加工前一般不需要干燥。但揮發(fā)分過高，制品透明度會降低，甚至產(chǎn)生氣泡，建議在40～65℃熱風(fēng)烘干2h左右，烘干溫度不能過高，否則丁苯樹脂可能黏結(jié)在一起。 加工中應(yīng)使用長徑比小、壓縮比低到中等的螺桿，如注塑件成型的螺桿長徑比應(yīng)小于26，吹膜一般為24，流延膜為28，壓縮比一般為2.3～2.8，且螺桿不應(yīng)有強(qiáng)混段，以降低對聚合物的剪切和在螺桿的停留時間。同時，應(yīng)采用流線形的熔體流道，且流道最好拋光，減小熔體流動方向的改變，避免熔體長期滯留在流道中，消除長期存料對產(chǎn)品的污染。口模內(nèi)部最好鍍鉻拋光處理；壓延等輥筒應(yīng)鍍鉻拋光無斑點。為了獲得最好的透明度和光澤，注塑件模具應(yīng)該拋光，排氣良好，轉(zhuǎn)角半徑應(yīng)大一些，也應(yīng)該避免器壁厚度突然變化，因為壁厚突然變化往往會產(chǎn)生應(yīng)力集中，而導(dǎo)致不同的收縮率促使制品翹曲，制品外觀盡可能地對稱，厚度均勻。 注塑件成型 丁苯樹脂一般選用往復(fù)螺桿式注塑件成型機(jī)型，注射機(jī)避免使用自鎖式噴嘴，以免物料在機(jī)筒留太長時間。物料在機(jī)筒內(nèi)依靠外部加熱和螺桿的剪切作用熔融塑化，并可通過調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速和背壓來改善塑化質(zhì)量，但過高的溫度(>250℃)會降低丁苯樹脂的性能和外觀劣化，丁苯樹脂對注射速度敏感。制品缺口敏感，破損多在缺口處，但缺口無銳角，收縮率為0.1％一0.8％，回料的用量建議最高不超過50％。該樹脂的一個特點是回用性好，經(jīng)過反復(fù)回用，其物理性能、光學(xué)性能和流變性能只有極小的變化。 片材擠出 純的丁苯樹脂或PS與丁苯樹脂的共混物可通過擠出成型制成片材，所生產(chǎn)的片材透明度高、韌性好、強(qiáng)度大、易成型加工，已廣泛地應(yīng)用于食品品、醫(yī)藥、紡織品、日用品和快餐等行業(yè)。 開停車時，機(jī)筒內(nèi)的物料需要置換干凈，丁苯樹脂長期在機(jī)筒內(nèi)或停車間歇均會導(dǎo)致晶點的產(chǎn)生，而且晶點會在機(jī)筒內(nèi)繼續(xù)生長，為防止該現(xiàn)象的發(fā)生，在開停車時要用100％的PS-GP進(jìn)行置換，清理機(jī)筒，嚴(yán)重時應(yīng)進(jìn)行人工清理。板片材擠出宜用單螺桿擠出，進(jìn)料段溫度在180℃左右。計量段在230℃左右。且采用能調(diào)節(jié)口模厚度的衣架式流道和扁平機(jī)頭；三輥壓光機(jī)的輥筒有獨(dú)立的溫度控制器，輥隙比所需要的片材厚度多0.05mm，下輥隙與目標(biāo)厚度一樣。上光輥與機(jī)頭的距離應(yīng)盡可能地靠近，一般為50～100mm。上光輥的溫度對片材的透明度影響明顯，調(diào)節(jié)溫度使片材貼在輥筒上；牽引速度要與壓光輥基本同步，比壓光輥稍快并能實現(xiàn)無級調(diào)速。 牽引上下輥的間隙也應(yīng)能調(diào)節(jié)，卷取輥無級調(diào)速必須與牽引輥同步，并使片材保持一定的張力，收卷溫度應(yīng)低于丁苯樹脂的熱變形溫度，產(chǎn)品寬度應(yīng)比口模最大寬度小10―25mm。 吹塑薄膜和流延膜 丁苯樹脂薄膜具有剛挺、透明、死褶性、透氣性和可印刷性等特點，特適合新鮮食品的包裝，一般采用單螺桿擠出吹膜機(jī)，如PE-HD上吹法的吹膜設(shè)備。典型吹塑條件是：進(jìn)料段溫度不超過180℃。計量段不超過230℃，吹脹壓力在0.14～0.42，吹脹比3/1。一般用純的丁苯樹脂作單層或復(fù)合膜的內(nèi)中層，開停車置換料除了PS-GP外還可用PE-HD，在機(jī)筒和機(jī)頭之間加裝40―200目過濾網(wǎng)，以清除凝膠粒子。 機(jī)頭一般采用直角式中心供料螺旋機(jī)頭或旋轉(zhuǎn)機(jī)頭，吹塑機(jī)頭的口?？p隙寬度單層擠出為0.8―1.0mm，多層共擠則為1.0―1.5mm。冷卻采用小噴風(fēng)口或無噴風(fēng)的單唇風(fēng)環(huán)即可，風(fēng)環(huán)一般高于機(jī)頭30～100mm的位置，風(fēng)環(huán)的內(nèi)徑比口模的內(nèi)徑大150―300mm，風(fēng)環(huán)的冷風(fēng)吹出角最好為40度－60度，霜白線與機(jī)頭的距離應(yīng)在1～4個膜泡管直徑之間，夾角為15度一40度，可調(diào)的人字板也應(yīng)延伸到此處，并在霜白線上方70～150cm處與膜管接觸，以保持膜管穩(wěn)定，減少薄膜褶皺，如果人字板調(diào)節(jié)不到這么低，則應(yīng)調(diào)高霜白線。膜泡管應(yīng)盡可能短，薄膜應(yīng)保持在40～60℃的范圍，以減少褶皺。，設(shè)備安裝的關(guān)鍵是機(jī)頭口模、風(fēng)環(huán)、人字板和夾膜輥的中心線垂直成一線，才能保證薄膜無褶皺，最好采用自動旋轉(zhuǎn)的夾膜輥和人字板。 由于含有丁二烯結(jié)構(gòu)的原因，擠出薄膜的黏合性能特別好，若是采用丁苯樹脂生產(chǎn)單層薄膜或多層共擠薄膜的內(nèi)層，必須使用開口劑，以改善薄膜開口性能，防止薄膜之間的黏合。 流延膜擠出溫度可稍高于擠出吹膜，如機(jī)筒溫度范圍為190～215℃，機(jī)頭溫度為200～220℃。在不產(chǎn)生魚眼的情況下，可適當(dāng)提高溫度，使透明度提高，同時降低熔體壓力，減少物料滯留時間。機(jī)頭應(yīng)采用模唇厚度可調(diào)的衣架式機(jī)頭，?？趯?.30～1.0mm，但如有共振現(xiàn)象，應(yīng)注意降低?？趯挾取D出速度及機(jī)頭與冷卻輥間的空隙。用風(fēng)刀把丁苯樹脂膜緊貼在冷輥之上，不適宜用急冷輥，兩個冷輥溫度應(yīng)控制在50～80℃之間。?？谂c冷輥的空隙應(yīng)小于10cm。 丁苯樹脂薄膜的沖擊強(qiáng)度會隨著吹脹比和牽引比的增加而增強(qiáng)，薄膜的收縮力低，在收縮包裝后不會產(chǎn)生變形現(xiàn)象或“狗耳”問題，適宜用來包裝各種免壓商品。丁苯樹脂薄膜可采用熱封技術(shù)來封口，可在較低的溫度條件下封合，封合時間較短。熱封強(qiáng)度取決于封合表面的溫度、承受的壓力和封合時間。 中空吹塑 丁苯樹脂可采用中空吹塑來生產(chǎn)既透明又具有高沖擊強(qiáng)度的、各種尺寸和形狀的產(chǎn)品，如小藥丸瓶、醫(yī)用引流裝置以及高身的陳列展示瓶等。典型加工條件是：加工溫度和薄膜加工溫度相似，吹氣和吹脹壓力在0.25～0.60，注塑件模具溫度16℃～40℃。 丁苯樹脂一般選用擠吹的中空成型設(shè)備，可采用匯流式機(jī)頭和散流式機(jī)頭，坯直徑在擠出時有不同程度的膨脹，膨脹率為－15％～＋5％。丁苯樹脂的最大吹脹比建議為3：1，注塑件模具排氣效果差會在型腔壁與正在吹脹的型坯之間的空囊裹入空氣，使型坯不能與注塑件模具緊密地貼合，結(jié)果制品冷卻不均勻，表面變形。同時，注塑件模具冷卻不均勻可能導(dǎo)致制品各部分殘留應(yīng)力和收縮程度不一，導(dǎo)致制品翹曲變形。丁苯樹脂收縮率低，收縮率小于1.5％，對于大件制品，在瓶頸和截坯口處截面厚的地方需要輔助冷卻以平衡整個制品的收縮率，對于厚壁制品必須考慮收縮因素。 熱成型 丁苯樹脂具有優(yōu)良的熔體強(qiáng)度，可做深拉、淺拉、厚壁和薄壁的制品，可采用PS-GP的加工設(shè)備來熱成型，制品溫度范圍為135～150℃，應(yīng)盡量降低出模溫度，避免制品翹曲，收縮率均為0.5％一0.8％。注塑件模具應(yīng)經(jīng)過高度拋光，在設(shè)計時應(yīng)去掉倒伐角或加大斜角，也可向排氣系統(tǒng)注入空氣以釋放制品和注塑件模具之間的真空，但過大的頂出氣壓會使制品破裂或變形。
