發(fā)泡塑料板材截面產(chǎn)生破泡或穿泡從理論上講主要有兩方面的因素:一是因熔體本身局部強度過低,破泡是由外向里形成的;二是因熔體周邊壓力偏小,局部泡孔發(fā)生膨脹,強度減弱,破泡是由里向外形成的。在生產(chǎn)實踐中,兩種作用沒有明顯區(qū)別,有可能同時存在,大部分破孔都是局部泡孔不均勻膨脹后,熔體強度降低所致。熔體本身強度過低與熔體周邊壓力偏小的因素很多,概括起來,主要有以下幾個方面。
分子量或聚合度過低
據(jù)有關資料介紹:PVC樹脂一般根據(jù)其聚合方法可分為乳液法PVC和懸浮法PVC及本體PVC三種。發(fā)泡調節(jié)劑生產(chǎn)硬質PVC發(fā)泡產(chǎn)品時,如采用乳液法PVC樹脂可得到泡孔均勻,表面光滑的制品,但制品的尺寸穩(wěn)定性難以控制;且乳液法PVC樹脂生產(chǎn)的成本較高;若采用懸浮法PVC樹脂,產(chǎn)品的外觀質量和泡孔均勻度稍差。
綜合工藝、價格及性能等方面,宜將兩者按一定比例混用,比例可以為80/20-20/80之間。板材成型橫截面積較寬,從擠出機頭進入口模要分布到一個相當于1.3米左右的寬度,要得到充分發(fā)泡的低密度塑料制品,采用的樹脂粘度不宜過高,為了有利于氣泡的分散與膨脹,板材整個橫截面壓力協(xié)調一致,對熔體流動性要求高。若PVC樹脂粘度過高,熔體流動性差,板面平整度難以保證,泡孔不易擴張,導致發(fā)泡倍率低;反之,若PVC樹脂粘度過低,又會致使熔體強度低,容易引發(fā)破泡。
生產(chǎn)實踐證明:生產(chǎn)結皮發(fā)泡塑料板材宜選用SC-7性樹脂,盡量不要選用SC-8型樹脂,或采用SC-8型樹脂與SC-5型或SC-6型樹脂混用。
熔體熱穩(wěn)定性差,擠出溫度設定或控制不當
熔體良好的塑化是發(fā)泡塑料板材制品的前提條件。如果熱穩(wěn)定劑存在問題,擠出溫度過高,鈣鋅穩(wěn)定劑容易發(fā)生熔體局部降解且會因熔體強度降低,氣泡過大而被撕裂;擠出溫度過低、熔體欠塑化、強度很低,同樣會出現(xiàn)破泡。發(fā)泡塑料板材生產(chǎn)時,一定要定期對穩(wěn)定劑進行180~200度的穩(wěn)定性能檢驗,不符合穩(wěn)定性能要求的原料不得使用或經(jīng)調整劑量,檢驗合格后再用。
除保證熔體在擠出過程中不發(fā)生降解外,穩(wěn)定劑還有一個重要的職能,即調節(jié)發(fā)泡劑分解溫度。如果穩(wěn)定劑加量過多或過少致使發(fā)泡劑分解溫度過低或過高,都不利于發(fā)泡。穩(wěn)定劑應根據(jù)采用樹脂的牌號進行調整,比如采用8型樹脂,塑化溫度較低,穩(wěn)定劑應適當增加,以便物料塑化溫度與發(fā)泡劑分解溫度相吻合。但若穩(wěn)定劑添加過多或熔體溫度過高,又會致使發(fā)泡劑在擠出機內提前分解,致使發(fā)泡氣體從加料孔與真空孔逸出,若穩(wěn)定劑添加過少或操作溫度過低,又會使發(fā)泡不完全。
擠出操作時,除保證熔體良好塑化外,擠出機內的熔體溫度一定要低于發(fā)泡劑分解溫度,防止發(fā)泡劑在機內過早分解;出口模的熔體溫度一定要達到發(fā)泡劑的分解溫度區(qū)域,以利于充分發(fā)泡。擠出溫度的設定和控制,還應根據(jù)真空孔物料和開機時熔體成型形態(tài),及時進行對應調整。確保物料在通過排氣孔時基本呈橘皮狀態(tài),螺桿底部不應有粉料流動;熔體從口模擠出時表面應光滑,有一定的彈性,不得一出口模就下垂或截面結晶粗糙。
發(fā)泡劑添加不當
發(fā)泡塑料板材生產(chǎn)一般采用發(fā)熱型、吸熱型或吸熱、放熱復合平衡型三種不同發(fā)泡劑。偶氮二甲酸銨,亦稱AC,屬于偶氮基化活化物。AC發(fā)泡劑分解溫度高,達232℃,遠遠超出PVC加工溫度,使用時需降低分解溫度。
放熱型發(fā)泡劑發(fā)泡率高,約190-260ml/g,分解速度快、放熱極大,但發(fā)泡時間短,突發(fā)性也強。因此當AC發(fā)泡劑用量過多時,發(fā)氣量過大,會使氣泡內壓力增長快,泡孔尺寸生長過大,急劇釋放氣體,使泡孔結構破壞,泡孔大小分布不均,乃至形成開孔結構,會在局部產(chǎn)生較大的氣泡和空穴。生產(chǎn)發(fā)泡塑料制品時,放熱型發(fā)泡劑AC不得單獨使用,應和吸熱型發(fā)泡劑配合使用或采用發(fā)熱與放熱平衡復合型化學發(fā)泡劑。無機發(fā)泡劑-碳酸氫鈉(NaHCO3)屬吸熱型發(fā)泡劑,雖發(fā)泡率較低,但發(fā)泡時間長,和AC型發(fā)泡劑混用,可以起到互補和平衡的作用。放熱型發(fā)泡劑提高了吸熱型發(fā)泡劑的發(fā)氣能力,吸熱型發(fā)泡劑又使前者冷卻、穩(wěn)定其分解和均衡釋放氣體,抑制厚板內部過熱降解,減少殘留物析出,有增白作用。
在不影響發(fā)泡率前提下,可適當多添加吸熱型發(fā)泡劑,取代部分放熱型發(fā)泡劑,以抑制多添加放熱型發(fā)泡劑引發(fā)的破泡。1232或BLA-616發(fā)泡劑屬放熱與吸熱平衡型發(fā)泡劑,分解無誘導期,分解速率快,10分鐘左右即可達到最大發(fā)氣量,放氣緩、無突發(fā),最大發(fā)氣量達156mL。其分解溫度介于PVC加工溫度范圍內,可用于尺寸較厚,形狀復雜的制品動態(tài)成型過程,以利消除破泡,保證發(fā)泡性能的穩(wěn)定。