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今日木塑复合材料成型加工工艺研究二

发布时间:2021-07-17 17:13:25 阅读: 来源:仓顶除尘器厂家
今日木塑复合材料成型加工工艺研究二

木塑复合材料成型加工工艺研究二

3.1.2.2 增塑剂

对于一些玻璃化温度和熔融流动粘度较高的树脂如硬度PVC,与木粉进行复合时加工困难,常常需要添加增塑剂来改善其加工性能。增塑剂分子结构中含有极性和非极性两种基因,在高温剪切作用下,它能进入聚合物分子链中,通过极性基因互相吸引形成均匀稳定体系,而它较长的非极性分子的插入减弱了聚合物分子的相互吸引,从而使加工容易进行。在木塑复合材料中常要加入的增塑剂有:邻苯二甲酸二丁酯(DOS)等。如在PVC木粉复合材料中,加入增塑剂DOP可以降低加工温度,减少木粉分解和发烟,改善随着增剂DOP含量的增加,复合材料的拉伸强度下降而断裂伸长率增加。

3.1.2.3 润滑剂

重点新材料细分行业到达国内先进水平的占60%以上

木塑复合材料常常需要加入润滑剂来改善熔体的流动性和挤出制品的表面质量,所使用的润滑剂分为内润滑剂和外润滑剂。内润滑剂的选择与所用的基体树脂有关,它必须与树脂在高温下具有很好的相容性,并产生一定的增塑作用,降低树脂内分子间的内聚能,削弱分子间的相互摩擦,以达到降低树脂熔融粘度、改善熔融流动性的目的。外润滑剂在塑料成型加工中实际上起了树脂与木粉之间界面润滑的作用,其主要功能是促进树脂粒子的滑动。通常一种润滑剂往往兼备内、外两种润滑性能。润滑剂对模具、料筒、螺杆的使用寿命,挤出机的生产能力,生产过程中的能耗,制品表面的光洁度及型材的低温冲击性能都有一定的影响。

常用的润滑剂有:硬胆酸锌、乙撑双脂肪酸酰胺、聚酯蜡、硬脂酸、硬脂酸铅、聚乙烯蜡、石蜡、氧化聚乙烯蜡等。美国Struktol公司介绍了许多新的润滑剂,加用于PVC木粉复合材料的TPW-012、用于聚烯烃木粉复合材料的TPW-101,与传统的硬脂酸锌/乙撑双脂肪酸酰胺润滑剂相比生产率可提高20~25%,TPW-113润滑剂中包含了偶联剂能明显改善加工性能;Honeywell公司的Optipak300兼具润滑剂和偶联剂的双重性能,对于PE、PP木塑复合材料既能改善产品性能又能提高产量。

3.1.2.4 着色剂

在木塑复合材料使用过程中,木粉中的可溶剂物质易迁移到产品表面,使产品脱色,并最终变成灰色。不同产品在一定使用环境下,还会产生黑斑或锈斑。所以,着色剂在木塑复合材料生产中也有着较为广泛的应用。它能使制品有均匀稳定的颜色,且脱经实践证明色慢。美国Americhem公司已经工业化生产了多种着色剂,并不断对其进行着改进。

3.1.2.5 紫外线稳定剂

紫外线稳定剂的应用也随着人们对木塑复合材料质量和耐用性要求的提高得到迅速发展。它能使复合材料中聚合物不发生降解或力学性能下降。常用的有受阻胺类光稳定剂和紫外线吸收剂。

3.1.2.6 防菌剂

为了使复合材料能保持良好的外观和完美的性能,常常需要加入防菌剂。防菌剂的选择要考虑木粉的种类、添加量、复合材料使用环境中的菌类、产品的含水量等多种因素。如硼酸锌可以防腐但不能防藻类。

3.1.2.7 发泡剂

木塑复合材料具有很多优点,但由于树脂与木粉的复合,使其延展性和耐冲击性降低,材料脆,密度也比传统木制品大近2倍,限制了它的广泛使用。而经发泡后的木塑复合材料由于存在良好的泡孔结构,可钝化裂纹尖端并有效阻止裂纹的扩张,从而显著提高了材料的抗冲击性能和延展性,且大大降低了制品的密度。发泡剂种类很多,常用的化学发泡剂主要有两种:吸热型发泡剂(如碳酸氢钠NaHCO。)和放热型发泡剂(偶氮二甲酰胺AC),其热分解行为不同,对聚合物熔体的粘弹目前市场上有些电子拉力机采取普通3相机电或变频机电性和发泡形态有着不同的影响。要根据制品试台上不得放置不用机件和用具的使用要求选择适当的发泡剂。如,选择AC为PVC/木粉发泡用的发泡剂,使用比例为0.5wt%-1wt%。Reedy Intermational新生产了专门用于木塑复合牌号为SAFETC TFPE-504发泡剂,它气体产生率高,用量少,降低了生产成本。

3.2 工艺参数的设置

3.2.1 螺杆转速

从固体输送理论公式和粘性流体输送理论公式中,可知转速与生产能力成正比。因此,提高转速可以有效地增加生产能力,但木塑复合材料挤出加工过程中螺杆转速的增加受到许多限制。比如对于PVC木粉复合材料,PVC和木粉都是热敏性的,过高的螺杆转速 会导致物料的降解和糊化。同时,螺杆转速还影响着物料的停留时间和挤出压力。只有在满足物料的挤出温度、剪切强度、混合质量及挤出机功率限制的前提下,才能最大限度地提高转速以提高生产率。

3.2.2 挤出机温度和压力

木塑复合材料挤出加工过程中,挤出机的温度和压力控制也十分重要。若挤出温度过高,物料易在实验进程中能均匀连续加荷降解,同时过高的温度使熔体的粘度较低,挤出压力不足,造成制品表面粗糙,强度差,影响挤出质量。而温度过低使得塑料塑化不良,不能充分包裹木粉,也会使制品的强度受到影响。同时,熔体破裂对口模温度比较敏感,过高与过低的口模温度都会造成熔体破裂。适当地降低挤出机的温度,提高机头压力,降低螺杆转速,可以有效地改善木塑复合体系的剂出加工性能。实际加工过程中各段温度设置如下:Ⅰ段:150~170℃;Ⅱ段:160~190℃;Ⅲ段:170~195℃;Ⅳ段复合聚氨酯胶粘剂逐渐进入油墨印刷、交通运输、安全防护等新兴领域:180~195℃;机头口模段:180~205℃。各段的温度应尽可能稳定,且总的停留时间少于15min。

(待续)

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