|
新吨桶型坯的熔体破裂原因及解决方法
熔体破裂（MF)是挤出成型的一种不稳定流动。聚合物挤出过程中，起初为稳定阶段；随熔体剪切应力的增加，会出现表面熔体破裂，即挤出物表面失去镜面光泽性，流动呈表观稳定状态，直至挤出物出现较严敢的“鲨兔皮”状；之后发生整体馆体破裂.即压力与流速有波动，挤出物呈规则畸变（光滑段与粗槌段交变，螺纹状等），直至出现不规则崎变。对HDPE等聚合物，在表面熔体破裂弓整体焴体破裂之间会出现假稳定区，这时波动很细密（即波动頻率很高），挤出物表面呈现微小的粗糙度，不会影响制品的使用性能。假稳定区对应的剪切速率要比初始稳定区的大一两个数量级。
对熔体破裂已提出了不少理论解释。有一种机理认为，熔体破裂是由熔体在机头成型段表面的滑移引起的，即当定型段界面上熔体的剪切应力超过某一临界值时，会开始破坏熔体的黏附，产生起始滑移现象，发生表面熔体破裂；剪切应力的进一步提商会导致粮体馆体破裂。还有一种机理认为，访体在机头内流动时所受的剪切历程不尽相同，这样，离开机头后的松弛也就不同，从而引起不同程度的熔体破裂。
目前尚没能完全从理论上来解释熔体破裂。但与离模膨胀一样，熔体破裂也是聚合物焙体弹性的一种表现，即焙体弹性是熔体破裂的主要原因。
对LDPE等聚合物，流动曲线（即烙体黏度与剪切速串的关系曲线）不受熔体破裂的影响，呈连续状；而对线性PE (HDPE、LLDPE)等.流动曲线表现出明显的不连续性，这是由机头壁面处熔体的滑移（这会降低熔体黏度）引起的。
以LDPE为例，当焙体温度由130℃提高至230℃时，开始发生焙体破裂的剪切应力（即临界剪切应力rc）仅增加约30%，临界剪切速率（ye)则要增加100倍。因此，一般把r作为判断开始发生熔体破裂的指标。非极性聚合物(如PS、PP与PE)的&较低，如对线性PE，开始发生表面熔体破裂与整体熔体破裂的分别为0.10—0.14MPa与0.40—0.43MPa;对LDPE,则分别为0.12-0.14MPa与0.14—0.16MPa，即一经出现熔体破裂，很快就是整体熔体破裂3对极性聚合物（如PA、PET),开始发生熔体破裂的较高（约为 1MPa)。
研究表明，聚合物开始发生馆体破裂的随其重均分子置(Mw)的倒数呈线性关系增加，即随的提高而降低。挤出吹出—般采用分子里较高的聚合物，不宜高速挤出成型型坯。分子量分布（MWD)对rt的影响有不同的实验结果，原因与MWD对离根膨胀的影响相似，可能在于难以测量MWD中高分子量尾端的部分。
由于馆体破裂是因剪切应力超过临界值而出现的，故型坯挤出速串、熔体温度、机头结构与模口尺寸等均对熔体破裂的发生有影响。
型坯的连续挤出多数是在稳定流动区进行的，仅当挤出速率很高时，才会发生熔体破裂。采用间歇方式挤出HDPE等彻坯时，可考虑在假稳定区进行，以减小型坯挤出时间通过程序控制型坯以吹塑壁厚相差较大的制品时，由于机头模口间隙变化较大，有可能出现不同程度的熔体破裂。
通过适当提高机头温度（如加热口模、芯棒）或降低型坯挤出速率可消除烙体破裂，但这会增加吹塑的成型周期。消除馆体破裂较理想的方法有以下两种。
①在聚合物中加入加工助剂（如含氟弹性体）。这可改变机头壁面的流动边界条件，但不会影响熔体的流变性能。
②改善机头成型阶段材质的性能。这可通过采用合适的材料来实现，如铜锌合金（含锌20%-40%）。当溢度岛于150℃时，表面会发生脱锌现象，产生对某些聚合物（如PE)熔体有很大吸引力的某种化学形式的锏（如氧化铜），改善熔体与机头成型段表面的黏附力，以消除熔体破裂。还可在成型段表面涂覆四氟乙烯或镀上特殊合金来消除熔体破裂。
(责任编辑：admin) |
