徐軍（整理）
  配方的設(shè)計原理和各類配方的特點(diǎn)
  PVC塑料型材配方主要由PVC樹脂和助劑組成的，其中助劑按功能又分為：熱穩(wěn)定劑、潤滑，劑、加工改性劑、沖擊改性劑、填充劑、耐老化劑、著色劑等。在設(shè)計PVC配方之前，首先應(yīng)了解PVC樹脂和各種助劑的性能。
  原料與助劑
  PVC樹脂
  生產(chǎn)PVC塑料型材的樹脂是聚氯乙烯樹脂(PVC)，聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而成的聚合物，產(chǎn)量僅次于PE，居第二位。
  PVC樹脂由于聚合中的分散劑的不同可分為疏松型(XS)和緊密型(Ⅺ)兩種。疏松型粒徑為0．1—0．2mm，表面不規(guī)則，多孔，呈棉花球狀，易吸收增塑劑，緊密型粒徑為0．1mm以下，表面規(guī)則，實(shí)心，呈乒乓球狀，不易吸收增塑劑，目前使用疏松型的較多。
  PVC又可分為普通級(有毒PVC)和衛(wèi)生級’ (無毒PVC)。衛(wèi)生級要求氯乙烯(VC)含量低于lOXl0-6，可用于食品及醫(yī)學(xué)。合成工藝不同，PVC又可分為懸浮法PVC和乳液法PVC。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB／T5761-93《懸浮法通用型聚氯乙烯樹脂檢驗標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，懸浮法PVC分為PVC-SGl到PVC-SG8Jk種樹脂，其中數(shù)字越小，聚合度越大，分子量也越大，強(qiáng)度越高，但熔融流動越困難，加工也越困難。具體選擇時，做軟制品時，一般使用PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3型，需要加人大量增塑劑。例如聚氯乙烯膜使用SG-2樹脂，加入50~80份的增塑劑。而加工硬制品時，一般不加或很少量加入增塑劑，所以用PVC-SG4、VC-SG5、PVC-SG6、PVC-SG7、PVC-SG8型。如PVC硬管材使用SG-4樹脂、塑料門窗型材使用SG-5樹脂，硬質(zhì)透明片使用SG-6樹脂、硬質(zhì)發(fā)泡型材使用SG-7、SG-8樹脂。而乳液法PVC糊主要用于人造革、壁紙及地板革和蘸塑制品等。一些PVC樹脂廠家出廠的PVC樹脂按聚合度(聚合度是單元鏈節(jié)的個數(shù)，聚合度乘以鏈節(jié)分子量等于聚合物分子量)分類，如山東齊魯石化總廠生產(chǎn)的PVC樹脂，出廠的產(chǎn)品為SK-700；SK-800；SK—1000；SK—1100；SK-1200等。其SG-5樹脂對應(yīng)的聚合度為1000—1100。PVC樹脂的物化性能見第四篇。
  PVC粉末為一種白色粉末，密度在1．35—1．45g／cm3之間，表觀密度在0．4-0．5g／cm3。視增塑劑含量大小可為軟、硬制品，一般增塑劑含量0-5份為硬制品，5-25份為半硬制品，大于25份為軟制品。
  PVC是一種非結(jié)晶、極性的高分子聚合物，軟化溫度和熔融溫度較高，純PVC一般須在160—210~C時才可塑化加工，由于大分子之間的極性鍵使PVC顯示出硬而脆的性能。而且，PVC分子內(nèi)含有氯的基團(tuán)，當(dāng)溫度達(dá)到120~C時，純PVC即開始出現(xiàn)脫HCl反應(yīng)，會導(dǎo)致PVC熱降解。因此，在加工時須加入各種助劑對PVC進(jìn)行加工改性和沖擊改性，使之可以加工成為有用的產(chǎn)品。
  PVC樹脂主要用于生產(chǎn)各類薄膜(如日用印花膜、工業(yè)包裝膜、農(nóng)用大棚膜及熱收縮膜等)、各類板、片材(其片材可用于吸塑制品)，各類管材(如無毒上水管、建筑穿線管、透明軟管等)、各類異型材(如門、窗、裝飾板)，中空吹瓶(用于化妝品及飲料)，電纜、各類注塑制品及人造革、地板革、搪塑玩具等。
  穩(wěn)定劑
  純的PVC樹脂對熱極為敏感，當(dāng)加熱溫度達(dá)到90Y：以上時，就會發(fā)生輕微的熱分解反應(yīng)，當(dāng)溫度升到120C后分解反應(yīng)加劇，在150C，10分鐘，PVC樹脂就由原來的白色逐步變?yōu)辄S色—紅色—棕色—黑色。PVC樹脂分解過程是由于脫HCL反應(yīng)引起的一系列連鎖反應(yīng)，最后導(dǎo)致大分子鏈斷裂。防止PVC熱分解的熱穩(wěn)定機(jī)理是通過如下幾方面來實(shí)現(xiàn)的。
  通過捕捉PVC熱分解產(chǎn)生的HCl，防止HCl的催化降解作用。
  鉛鹽類主要按此機(jī)理作用 ，此外還有金屬皂類、有機(jī)錫類、亞磷酸脂類及環(huán)氧類等。
  .置換活潑的烯丙基氯原子。金屬皂類、亞磷酸脂類和有機(jī)錫類可按此機(jī)理作用。
  .與自由基反應(yīng)，終止自由基的反應(yīng)。有機(jī)錫類和亞磷酸脂按此機(jī)理作用。
  .與共扼雙鍵加成作用，抑制共扼鏈的增長。
  有機(jī)錫類與環(huán)氧類按此機(jī)理作用。
  .分解過氧化物，減少自由基的數(shù)目。有機(jī)錫和亞磷酸脂按此機(jī)理作用。
  .鈍化有催化脫HCl作用的金屬離子。
  同一種穩(wěn)定劑可按幾種不同的機(jī)理實(shí)現(xiàn)熱穩(wěn)定目的。
  常用穩(wěn)定劑品種：
  1、鉛鹽類
  鉛鹽類是PVC最常用的熱穩(wěn)定劑，也是十分有效的熱穩(wěn)定劑，其用量可占PVC熱穩(wěn)定劑的70％以上。
  鉛鹽類穩(wěn)定劑的優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性優(yōu)良，具有長期熱穩(wěn)定性，電氣絕緣性能優(yōu)良，耐候性好，價格低。
  鉛鹽類穩(wěn)定劑的缺點(diǎn)：分散性差、毒性大、有初期著色性，難以得到透明制品，也難以得到鮮明色彩的制品，缺乏潤滑性，易產(chǎn)生硫污染。
  常用的鉛鹽類穩(wěn)定劑有：
  (1)三鹽基硫酸鉛
  分子式為3PbO．PbSO．H20，代號為TLS，簡稱三鹽，白色粉末，密度6．4g／cm’。三鹽基硫酸鉛是最常用的穩(wěn)定劑品種，一般與二鹽亞磷酸鉛一起并用，因無潤滑性而需配人潤滑劑。主要用于PVC硬質(zhì)不透明制品中，用量一般2~7份。
  (2)二鹽基亞磷酸鉛
  分子式為2PbO．PbHPO3.H2O，代號為DL，簡稱二鹽，白色粉末，密度為6．1g／cm3。二鹽基亞磷酸鉛的熱穩(wěn)定性稍低于三鹽基硫酸鉛，但耐候性能好于三鹽基硫酸鉛。二鹽基亞磷酸鉛常與三鹽基硫酸鉛并用，用量一般為三鹽基硫酸鉛的1／2。
  (3)二鹽基硬脂酸鉛
  代號為DLS，不如三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛常用，具有潤滑性。常與三鹽基硫酸鉛、二鹽基亞磷酸鉛并用，用量為0．5—1．5份。
  2、金屬皂類
  為用量僅次于鉛鹽的第二大類主穩(wěn)定劑，其熱穩(wěn)定性雖不如鉛鹽類，但兼具潤滑性。金屬皂類可以是脂肪酸(月桂酸、硬脂酸、環(huán)烷酸等)的金屬(鉛、鋇、鎘、鋅、鈣等)鹽，其中以硬脂酸鹽最為常用，其活潑性大小順序為：Zn鹽?Cd鹽?Pb鹽?Ca鹽7．Ba鹽。金屬皂類一般不單獨(dú)使用，常常為金屬皂類之間或與鉛鹽及有機(jī)錫等并用。除Gd、Pb外都無毒，除Pb、Ca外都透明，無硫化污染，因而廣泛用于軟質(zhì)PVC中，如無毒類、透明類制品等。
  常用的金屬鹽類穩(wěn)定劑有：
  (1)硬脂酸鋅(ZnSt)，無毒且透明，用量大后，易引起“鋅燒”制品變黑，常與Ba、Ca皂并用。
  (2)硬脂酸鎘(CdSt)，為一重要的透明穩(wěn)定劑品種，毒性較大，不耐硫化污染，抑制初期變色能力大，常與Ba皂并用。
  (3)硬脂酸鉛(PbSt)，熱穩(wěn)定性好，可兼做潤滑劑。缺點(diǎn)為易析出，透明差，有毒且硫化污染嚴(yán)重，常與Ba、Cd皂并用。
  (4)硬脂酸鈣(CaSt)，加工性能好、熱穩(wěn)定能力較低，無硫化污染，無毒，常與Zn皂并用。
  (5)硬脂酸鋇(BaSt)，無毒，長期熱穩(wěn)定性好，抗硫化污染，透明，常與Pb、Ca皂并用。復(fù)合品種常用的有：Ca／Zn(無毒、透明)、Ba／Zn(無毒、透明)、Ba／Cd(有毒、透明)及Ba／Cd／Zn。
  3、有機(jī)錫類
  有機(jī)錫類為熱穩(wěn)定劑中最有效的，在透明和無毒制品中應(yīng)用最廣泛的一類，其突出優(yōu)點(diǎn)為：熱穩(wěn)定性好，透明性好，大多數(shù)無毒。缺點(diǎn)為價格高，無潤滑性。
  有機(jī)錫類大部分為液體，只有少數(shù)為固體。可以單獨(dú)使用，也常與金屬皂類并用。
  有機(jī)錫類熱穩(wěn)定劑主要包括含硫有機(jī)錫和有機(jī)錫羧酸鹽兩類。
  (1)含硫有機(jī)錫類：
  主要為硫醇有機(jī)錫和有機(jī)錫硫化物類穩(wěn)定劑，與Pb、Cd皂并用會產(chǎn)生硫污。含硫有機(jī)錫類透明性好。主要品種有：
  a、二巰基乙酸異辛酯二正辛基錫(DOTTG)，外觀為淡黃色液體，熱穩(wěn)定性及透明性極好，無毒，加入量低于2份。
  b、二甲基二巰基乙酸異辛酯錫(DMTFG)，外觀為淡黃澄清液體，為無毒、高效、透明穩(wěn)定劑，常用于扭結(jié)膜及透明膜中。
  (2)有機(jī)錫羧酸鹽：
  穩(wěn)定性不如含硫有機(jī)錫，但無硫污染，主要包括脂肪酸錫鹽和馬來酸錫鹽。主要品種有：
  a、二月桂酸二正丁基錫(DBTL)淡黃色液體或半固體，潤滑性優(yōu)良，透明性好，但有毒，常與Cd皂并用，用量1-2份；與馬來酸錫及硫醇錫并用，用量0。5—1份。
  b、二月桂酸二正辛基錫(DOTL)，有毒且價高，潤滑性優(yōu)良，常用于硬PVC中，用量小于1．5份。c、馬來酸二正丁基錫(DBTM)，白色粉末，有毒，無潤滑性，常與月桂酸錫并用，不可與金屬皂類并用于透明制品中。
  4、有機(jī)銻類
  具有優(yōu)秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量時，熱穩(wěn)定性優(yōu)于有機(jī)錫類，特別適于用雙螺桿擠出機(jī)的PVC配方使用。
  有機(jī)銻類主要包括硫醇銻鹽類、巰基乙酸酯硫醇銻類、巰基羧酸酯銻類及羧酸酯銻類等。國內(nèi)的銻穩(wěn)定劑主要以三巰基乙酸異辛酯銻(ST)和以ST為主要成分的復(fù)合穩(wěn)定劑STH—I和STH-Ⅱ兩種為主。五硫醇銻為透明液體，可用作透明片、薄膜、透明粒料的熱穩(wěn)定劑。STH-I可以代替京錫C-102，可抑制PVC的初期著色，熱穩(wěn)定性好，制品透明，顏色鮮艷，STH—Ⅱ無毒，主要用于PVC水管等。
  5、稀土穩(wěn)定劑
  選材多為稀土氧化物和稀土氯化物為主，其氧化物和氯化物多為鑭、鈰、鐠、釹等輕稀土元素的單一體或混合體。
  稀土元素有著相似且異?；顫姷幕瘜W(xué)性質(zhì)，有著眾多的軌道可作為中心離子接受配位體的孤對電子，同時稀土金屬離子有較大的離子半徑，與無機(jī)或有機(jī)配位體主要通過靜電引力形成離子配鍵，作為絡(luò)合物的中心原子，常以d2SP3、d4dP3、f3d5Ssp3等多種雜化形式形成配位數(shù)為6—12的絡(luò)合物。
  稀土元素優(yōu)良的力學(xué)性能及其分組原理都與稀土元素的幾何性質(zhì)有關(guān)。因為原子和離子的半徑是決定晶體的構(gòu)型、硬度、密度和熔點(diǎn)等物理性質(zhì)的重要因素，在常溫、常壓條件下，稀土金屬鑭、鐠、釹呈雙六方晶體結(jié)構(gòu)，而鈰呈立方晶體密集(面心)結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度、壓力變化時，多數(shù)稀土金屬發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。由于鑭系收縮，鑭系元素的原子半徑、原子體積隨原子序數(shù)增加而減小，密度隨原子序數(shù)增加而增加，但鈰與鑭、鐠、釹相比，有異?，F(xiàn)象。
  在鑭、鈰、鐠、釹中，鑭的化學(xué)性質(zhì)是最活潑，但三價鑭與C1只能生成RECl正絡(luò)合物，而且此絡(luò)合物不穩(wěn)定，而鈰、鐠這些高價的稀土離子與Cl生成絡(luò)合物的能力比三價的鑭要強(qiáng)，它們與Cl配體能生成穩(wěn)定的負(fù)絡(luò)離子，因此，在稀土熱穩(wěn)定劑的選材上要綜合鑭、鈰、鐠、釹的各自優(yōu)點(diǎn)，在不同的應(yīng)用范圍，用其高純單一體、混合體或合理搭配。
  稀土離子為典型的硬陽離子，即不易極化變形的離子，它們與金屬硬堿的配位原子，如氧的絡(luò)合能力很強(qiáng)。稀土化合物對CaC03的偶聯(lián)作用，由于稀土離子和PVC鏈的氯離子之間存在強(qiáng)配位相互作用，有利于剪切力的傳遞從而使稀土化合物能有效地加速PVC的凝膠化，即可促進(jìn)PVC塑化，又可起到加工助劑ACR的作用。同時，稀土金屬離子與CPE中的C1配位，可使CPE更加發(fā)揮其增韌改性的作用。這些效能發(fā)揮的充分與否、平衡與否，與稀土復(fù)合物中的復(fù)配助劑有著相當(dāng)大的關(guān)系，復(fù)合物中的潤滑體系、加工改性體系都至關(guān)重要，因此復(fù)配工藝的好壞直接影響著稀土多功能復(fù)合穩(wěn)定劑的效能。性能優(yōu)良的稀土穩(wěn)定劑應(yīng)具有以下功能：
  (1)優(yōu)異的熱穩(wěn)定性能
  靜態(tài)動態(tài)熱穩(wěn)定性，均與京錫8831相當(dāng)，好于鉛鹽及金屬皂類，是鉛鹽的三倍及Ba／Zn復(fù)合穩(wěn)定劑的4倍?？蓮?fù)配成為無毒、透明的，還可部分代替有機(jī)錫類穩(wěn)定劑而廣泛應(yīng)用。稀土穩(wěn)定劑的作用機(jī)理為捕捉HCl和置換烯丙基氯原子，與環(huán)氧類的輔助穩(wěn)定劑具有較好的協(xié)同作用。
  (2)偶聯(lián)作用
  具有優(yōu)良的偶聯(lián)作用，與鉛鹽相比，與PVC有很好的相容作用，對于PVC-CaCO，體系偶聯(lián)作用較好，有利于PVC塑料門窗異型材強(qiáng)度的提高。用稀土穩(wěn)定劑加工的PVC型材的焊角強(qiáng)度比鉛鹽穩(wěn)定劑的PVC型材焊角強(qiáng)度要高，原料價格也高一些。
  (3)增韌作用
  與PVC樹脂和增韌劑CPE的良好的相容性以及與CaCO3，的偶聯(lián)作用，使PVC樹脂在加工中塑化均勻，塑化溫度低，型材的耐沖擊性能較好。
  稀土穩(wěn)定劑無潤滑作用，應(yīng)與潤滑劑一起加入， 目前我國生產(chǎn)的稀土復(fù)合穩(wěn)定劑是將稀土、熱穩(wěn)定劑和潤滑劑復(fù)配而成的，加入量一般為4-6份。
  6、復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑
  鉛鹽穩(wěn)定劑價格低廉，熱穩(wěn)定性好，一直被廣泛使用，但鉛鹽的粉末細(xì)小，配料和混合中，其粉塵被人吸入會造成鉛中毒，為此，科技人員又研究出一種新型的復(fù)合鉛鹽熱穩(wěn)定劑。這種復(fù)合助劑采用了共生反應(yīng)技術(shù)將三鹽、二鹽和金屬皂在反應(yīng)體系內(nèi)以初生態(tài)的晶粒尺寸和各種潤滑劑進(jìn)行混合，以保證熱穩(wěn)定劑在PVC體系中的充分分散，同時由于與潤滑劑共熔融形成顆粒狀，也避免了因鉛粉塵造成的中毒。復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑包容了加工所需要的熱穩(wěn)定劑組份和潤滑劑組份，被稱作為全包裝熱穩(wěn)定劑。它具有以下的優(yōu)點(diǎn)：
  (1)復(fù)合熱穩(wěn)定劑的各種組份在其生產(chǎn)過程中可得到充分混合，大幅度改善了與樹脂混合分散的均勻性。
  (2)配方混合時，簡化了計量次數(shù)，減少了計量差錯的概率及由此所帶來的損失。
  (3)簡便了輔料的供應(yīng)和貯備，有利于生產(chǎn)、質(zhì)量管理。
  (4)提供了無塵生產(chǎn)產(chǎn)品的可能性，改善了生產(chǎn)條件。
  總之，復(fù)合熱穩(wěn)定劑有利于規(guī)模生產(chǎn)，為鉛鹽熱穩(wěn)定劑的發(fā)展提供了新的方向。復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑一個重要指標(biāo)是鉛的含量，目前所生產(chǎn)的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑含鉛量一般為20％-60％；在PVC塑料門窗型材生產(chǎn)上的用量為3．5—6份。表2是一些PVC型材生產(chǎn)用的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑的牌號和用量。
  7、鈣鋅復(fù)合穩(wěn)定劑
  鈣鋅類穩(wěn)定劑可作為無毒穩(wěn)定劑，用在食品包裝與醫(yī)療器械、藥品包裝，但傳統(tǒng)意義上的鈣鋅穩(wěn)定劑，即鈣皂鋅皂復(fù)配的穩(wěn)定劑其穩(wěn)定性相對較差，而且鈣皂用量大時透明度差，易噴霜。近年來，各生產(chǎn)廠家紛紛將納米水滑石和β－二酮鈣鋅穩(wěn)定劑體系，使鈣鋅體系的復(fù)合穩(wěn)定劑穩(wěn)定性能大大提高，但是由于這兩種物質(zhì)價格均是非常昂貴的，從而復(fù)合鈣鋅價格仍然較高；同時，由于β－二酮與金屬離子的高絡(luò)合性，往往使PVC制品后期著色問題嚴(yán)重。鈣鋅穩(wěn)定劑的各項性能還有待進(jìn)一步提高。
  肇慶市森德利化工有限公司通過多年的研究，開發(fā)出了新一代復(fù)合鈣鋅穩(wěn)定劑，并通過省級技術(shù)鑒定，本技術(shù)是選取適合的鎂鋁鋅輕金屬鹽經(jīng)催化反應(yīng)復(fù)配制備，取代傳統(tǒng)的鉛鹽等有毒穩(wěn)定劑，是國內(nèi)領(lǐng)先，達(dá)到國際先進(jìn)水平的技術(shù)。其技術(shù)要點(diǎn)是：
  7.1  利用鎂、鋁、鋅等無毒輕金屬，結(jié)合中藥配伍原理，通過計算機(jī)配方優(yōu)選，合成出穩(wěn)定性優(yōu)異的新一代PVC用無毒環(huán)保型穩(wěn)定劑。其穩(wěn)定性能優(yōu)于普遍鉛鹽及鈣鋅系列穩(wěn)定劑，環(huán)保性能達(dá)到歐盟ROHS標(biāo)準(zhǔn)。
  7.2  利用結(jié)構(gòu)化學(xué)理論，利用微波能，將價廉的無機(jī)材料合成為具有籠式主體結(jié)構(gòu)的化合物，可以充分吸收PVC分解而產(chǎn)生的游離HCl分子，從而達(dá)到阻止PVC繼續(xù)分解的功能，穩(wěn)定效果優(yōu)異。
  7.3  利用高分子復(fù)合酯為載體，配以抗氧劑、螯合劑實(shí)現(xiàn)延緩“鋅燒”，增加初期白度。
  7.4  適當(dāng)配以潤滑劑、抗氧劑等輔助成份，形成“一包化”的復(fù)合型PVC熱穩(wěn)定劑。減輕下游企業(yè)工作量，提高工作效率。
  森德利利用該技術(shù)生產(chǎn)的的CZX系列無毒穩(wěn)定劑，己被廣大客戶所認(rèn)可，在廣東聯(lián)塑科技有限公司、順德遠(yuǎn)東窗藝有限公司、香港必達(dá)線纜公司、通盈塑膠（深圳）有限公司等等軟硬制品企業(yè)所廣泛使用。
  8、主要的輔助熱穩(wěn)定劑品種
  輔助墊穩(wěn)定劑本身不具有熱穩(wěn)定作用，只有與主穩(wěn)定劑一起并用，才會產(chǎn)生熱穩(wěn)定效果，并促進(jìn)主穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果。輔助熱穩(wěn)定劑一般不含金屬，因此也稱為非金屬熱穩(wěn)定劑。
  輔助熱穩(wěn)定劑的主要品種有：
  (1)亞磷酸酯類。是一重要的輔助熱穩(wěn)定劑，與Ba／Cd、Ba／Zn復(fù)合穩(wěn)定劑及Ca／Zn復(fù)合穩(wěn)定劑等有協(xié)同作用，主要用于軟質(zhì)PVC透明配方中，用量為0．1—1份。
  (2)環(huán)氧化合物類，與金屬皂類有協(xié)同作用，與有機(jī)錫類稀土穩(wěn)定劑并用效果好，用量為2-5份，常用的品種為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧脂。
  (3)多元醇類，主要有季戊四醇、木糖醇、甘露醇等，可與Ca／Zn復(fù)合穩(wěn)定劑并用。潤滑劑
  潤滑劑的作用是降低物料之間及物料和加工設(shè)備表面的摩擦力，從而降低熔體的流動阻力，降低熔體粘度，提高熔體的流動性，避免熔體與設(shè)備的粘附，提高制品表面的光潔度等。
  根據(jù)不同成型方法，其潤滑作用側(cè)重不同：
  壓延成型，防止熔料粘輥；
  注射成型，提高流動，提高脫模性；
  擠出成型，提高流動，提高口模分離性；
  壓制及層壓成型， 利于壓板與制品分離。
  潤滑劑的分類：
  .按潤滑劑成份分類，主要有飽和烴和鹵代烴類、脂肪酸類、脂肪酸酯類、脂肪族酯胺類、金屬皂類、脂肪醇和多元醇類等。
  .按潤滑劑的作用分類，分為內(nèi)，外潤滑劑。
  其主要區(qū)分是依其與樹脂的相容性大小。 內(nèi)潤滑劑與樹脂親和力大，其作用是降低分子間的作用力；外潤滑劑與樹脂的親和力小，其作用是降低樹脂與金屬表面之間的摩擦。
  內(nèi)外潤滑劑之分只是相對而言，并無嚴(yán)格劃分標(biāo)準(zhǔn)。在極性不同的樹脂中，內(nèi)、外潤滑劑的作用有可能發(fā)生變化。例如硬脂酸醇、硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯及硬脂酸單甘油酯對極性樹脂(如PVC及PA)而言，起內(nèi)潤滑作用；但對于非極性樹脂(如PE、PP)，則顯示外潤滑作用。相反，高分子石蠟等與極性樹脂相容性差，如在極性PVC中用做外潤滑劑，而在PE、PP等非極性樹脂中則為內(nèi)潤滑劑。
  在不同加工溫度下，內(nèi)、外潤滑劑的作用也會發(fā)生變化，如硬脂酸和硬脂醇用于PVC壓延成型初期，由于加工溫度低，與PVC相容性差，主要起外潤滑作用；當(dāng)溫度升高后，與PVC相容性增大，則轉(zhuǎn)起內(nèi)潤滑劑作用。
  按潤滑劑的組成可分為：飽和烴類、金屬皂類、脂肪族酰胺、脂肪酸類、脂肪酸酯類及脂肪醇類。
  1、飽和烴類
  飽和烴類按極性可分為非極性烴(如聚乙烯蠟和聚丙烯蠟)、極性烴(如氯化石蠟、氧化聚乙烯等)。飽和烴類按分子量大小可分為；液體石蠟(C16-C21)、固體石蠟(C26-C32)微晶石蠟(C32-C70)及低分子量聚乙烯(分子量1000—10000)等，主要用于PVC無毒外潤滑劑。
  (1)液體石蠟：俗稱白油，為無色透明液體，可用作PVC的透明性外潤滑劑，用量為0．5份左
右，用量大會嚴(yán)重影響焊角強(qiáng)度。
  (2)固體石蠟，又稱為天然石蠟，白色固體，可用作pvc的外潤滑劑，用量為0．1—1．0份，用量太大會影響透明度。
  (3)微晶石蠟，又稱為高熔點(diǎn)石蠟，外觀為白色或淡黃色固體，因結(jié)晶微細(xì)而稱為微晶石蠟。潤滑效果和熱穩(wěn)定性好于其他石蠟。在PVC中用量較小，一般為0．1-0．3份。
  (4)低分子量聚乙烯，又稱聚乙烯蠟，外觀為白色或淡黃色固體粉末，透明性差，可用于PVC擠出和壓延加工外潤滑劑，用量一般為0．5份以下。
  (5)氧化聚乙烯蠟，為聚乙烯蠟部分氧化產(chǎn)物，外觀為白色粉末。有優(yōu)良的內(nèi)、外潤滑作用，透明性好，價格低，用量在0．2-1．0份。
  (6)氯化石蠟，與PVC相容性好，透明性差，與其他潤滑劑并用效果好，用量0．5份以下為宜。
  2、金屬皂類
  既是優(yōu)良的熱穩(wěn)定劑，又是一種潤滑劑，其內(nèi)、外潤滑作用兼有，不同品種側(cè)重稍有不同，潤滑性以硬脂酸鈣、硬脂酸鉛為最好。
  3、脂肪族酸胺
  包括單脂肪酸酰胺和雙脂肪酰胺兩大類，單脂肪酸胺主要呈內(nèi)潤滑作用，主要品種包括乙基雙硬脂酰胺、N，N.亞乙基雙蓖麻醇酸酰胺等。
  4、脂肪酸類
  如硬脂酸，是僅次于金屬皂類而廣泛應(yīng)用的潤滑劑，可用于PVC，用量少時，起內(nèi)潤滑作用；用量大時，起外潤滑作用。硬脂酸的加入量低于0．5份。
  5、脂肪酸酯類
  (1)硬脂酸丁酯，外觀為無色或淡黃色油狀液體，在PVC中以內(nèi)潤滑為主兼具外潤滑作用，用量0．5—1．5份。
  (2)單硬脂酸甘油酯，代號GMS，外觀為白色蠟狀固體，為PVC優(yōu)良內(nèi)潤滑劑，對透明性影響小，加入量低于1．5份，可與硬脂酸并用。
  (3)酯蠟和皂化蠟，主要指以褐煤蠟為主要原料、經(jīng)漂白等工序制成的后序產(chǎn)品。漂白蠟有S蠟和L蠟，皂化蠟有0蠟和OP蠟。主要用于HPVC，用量0．1-0．3份。
  6、脂肪醇類
  硬脂醇，外觀為白色細(xì)珠狀物，起內(nèi)潤滑作用，透明好，在PVC中用量0．2-0．5份。還可用于PS中。如季戊四醇，作為PVC高溫潤滑劑，用量0．2-0．5份。
  加工改性助劑
  1、加工助劑的作用原理
  由于PVC熔體延展性差，易導(dǎo)致熔體破碎；PVC熔體松弛慢，易導(dǎo)致制品表面粗糙、無光澤及鯊魚皮等。因此，PVC加工時往往需要加人加工助劑，以改善其熔體上述缺陷。
  加工助劑為可以改善樹脂加工性能的助劑，其主要作用方式有三種：促進(jìn)樹脂熔融、改善熔體流變性能及賦予潤滑功能。
  .促進(jìn)樹脂熔融：PVC樹脂在加熱的狀態(tài)下，在一定的剪切力作用下熔化時，加工改性劑首先熔融并粘附在PVC樹脂微粒表面，它與樹脂的相容性和它的高分子量，使PVC粘度及摩擦增加，從而有效地將剪切應(yīng)力和熱傳遞給整個PVC樹脂，加速PVC熔融。
  .改善熔體流變性能：PVC熔體具有強(qiáng)度差、延展性差及熔體破裂等缺點(diǎn)，而加工改性劑可改善熔體上述流變性。其作用機(jī)理為：增加PVC熔體的粘彈性，從而改善離模膨脹和提高熔體強(qiáng)度等。
  .賦予潤滑性：加工改性劑與PVC相容部分首先熔融，起到促進(jìn)熔融作用；而與PVC不相容部分則向熔融樹脂體系外遷移，從而改善脫模性。
  2、常用加工改性劑一ACR
  ACR為甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸酯、苯乙烯等單體的共聚物。除可用做加工助劑外，還可用做沖擊改性劑。我．國的ACR可分為ACR201、ACR301和ACR401、ACR402幾種，國外的牌號有：K120N、K125、K175、P530、P501、P551、P700、PAl00等。表2—1-3是國內(nèi)外ACR加工助劑牌號對照。表3國內(nèi)外ACR加工助劑牌號對照。
  ACR加工改性劑的重要作用是促進(jìn)PVC的塑化，縮短塑化時間，提高熔體塑化的均勻性，降低塑花溫度。表4是用BLANBENDE塑度儀測得的ACR對塑化時間、溫度等的影響情況。
  在PVC塑料門窗型材中一般使用ACR201或ACR401，用量為1．5-3份。
  沖擊改性劑
  高分子材料改性的一個重要內(nèi)容是改善其耐沖擊性能，PVC樹脂是一個極性非結(jié)晶性高聚物，分子之間有較強(qiáng)的作用力，是一個堅硬而脆的材料；抗沖擊強(qiáng)度較低。加人沖擊改性劑后，沖擊改性劑的彈性體粒子可以降低總的銀紋引發(fā)應(yīng)力，并利用粒子自身的變形和剪切帶，阻止銀紋擴(kuò)大和增長，吸收掉傳人材料體內(nèi)的沖擊能，從而達(dá)到抗沖擊的目的。改性劑的顆粒很小，以利于增加單位重量或單位體積中改性劑的數(shù)量，使其有效體積份數(shù)提高，從而增強(qiáng)了分散應(yīng)力的能力。目前應(yīng)用比較廣泛的為有機(jī)抗沖擊改性劑。
  按有機(jī)抗沖擊改性劑的分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可將其分為如下幾類。
  1、預(yù)定彈性體(PDE)型沖擊改性劑，它屬于核一殼結(jié)構(gòu)的聚合物，其核為軟狀彈性體，賦予制品較高的抗沖擊性能，殼為具有高玻璃化溫度的聚合物，主要功能是使改性劑微粒子之間相互隔離，形成可以自由流動的組分顆粒，促進(jìn)其在聚合物中均勻分散，增強(qiáng)改性劑與聚合物之間相互作用和相容性。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有：MBS、ACR、MABS和MACR等，這些都是優(yōu)良的沖擊改性劑。
  2、非預(yù)定彈性體型(NPDE)沖擊改性劑，它屬于網(wǎng)狀聚合物，其改性機(jī)理是以溶劑化作用(增塑作用)機(jī)理對塑料進(jìn)行改性。因此，NPDE必須形成一個包覆樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，它與樹脂不是十分好的相容體。此類結(jié)構(gòu)的改性劑有：CPE、EVA。
  3、過度型沖擊改性劑，其結(jié)構(gòu)介于兩種結(jié)構(gòu)之間，如ABS。用于PVC樹脂的具體品種有：
  (1)氯化聚乙烯(CPE)是利用HDPE在水相中進(jìn)行懸浮氯化的粉狀產(chǎn)物，隨著氯化程度的增加使原來結(jié)晶的HDPE逐漸成為非結(jié)晶的彈性體。作為增韌劑使用的C?E，含C1量一般為25-45％。CPE來源廣，價格低，除具有增韌作用外，還具有耐寒性、耐候性、耐燃性及耐化學(xué)藥品性。目前在我國CPE是占主導(dǎo)地位的沖擊改性劑，尤其在PVC管材和型材生產(chǎn)中，大多數(shù)工廠使用CPE。加入量一般為5—15份。CPE可以同其它增韌劑協(xié)同使用，如橡膠類、EVA等，效果更好，但橡膠類的助劑不耐老化。
  (2)ACR為甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯等單體的共聚物，ACR為近年來開發(fā)的最好的沖擊改性劑，它可使材料的抗沖擊強(qiáng)度增大幾十倍。ACR屬于核殼結(jié)構(gòu)的沖擊改性劑，甲基丙烯酸甲酯—丙烯酸乙酯高聚物組成的外殼，以丙烯酸丁酯類交聯(lián)形成的橡膠彈性體為核的鏈段分布于顆粒內(nèi)層。尤其適用于戶外使用的PVC塑料制品的沖擊改性，在PVC塑料門窗型材使用ACR作為沖擊改性劑與其它改性劑相比具有加工性能好，表面光潔，耐老化好，焊角強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但價格比CPE，高1／3左右。國外常用的牌號如K-355，一般用量6—10份。目前國內(nèi)生產(chǎn)ACR沖擊改性劑的廠家較少，使用廠家也較少。
  (3)MBS是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯及苯乙烯三種單體的共聚物。MBS的溶度參數(shù)為94-9．5之間，與PVC的溶度參數(shù)接近，因此同PVC時相容性較好，它的最大特點(diǎn)是：加入PVC后可以制成透明的產(chǎn)品。一般在PVC中加人10-17份，可將PVC的沖擊強(qiáng)度提高6—15倍，但MBS的加入量大于30份時，PVC沖擊強(qiáng)度反而下降。MBS本身具有良好的沖擊性能，透明性好，透光率可達(dá)90％以上，且在改善沖擊性同時，對樹脂的其他性能，如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率等影響很小。MBS價格較高，常同其他沖擊改性劑，如EAV、CPE、SBS等并用。MBS耐熱性不好，耐候性差，不適于做戶外長期使用制品，一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。
  (4)SBS為苯乙烯、丁二烯、苯乙烯三元嵌段共聚物，也稱為熱塑性丁苯橡膠，屬于熱塑性彈性體，其結(jié)構(gòu)可分為星型和線型兩種。SBS中苯乙烯與丁二烯的比例主要為30／70、40／60、28／72、48／52幾種。主要用做HDPE、PP、PS的沖擊改性劑，其加入量5—15份。SBS主要作用是改善其低溫耐沖擊性。SBS耐候性差，不適于做戶外長期使用制品。
  (5)ABS為苯乙烯(40％-50％)、丁二烯(25％—30％)、丙烯腈(25％-30％)三元共聚物，主要用做工程塑料，也用做PVC沖擊改性，對低溫沖擊改性效果也很好。ABS加入量達(dá)到50份時，PVC的沖擊強(qiáng)度可與純ABS相當(dāng)。ABS的加入量一般為5—20份，ABS的耐候性差，不適于長期戶外使用制品，一般不用做塑料門窗型材生產(chǎn)的沖擊改性劑使用。（6）EVA是乙烯和醋酸乙烯酸的共聚物，醋酸乙烯酯的引入改變了聚乙烯的結(jié)晶性，醋酸乙烯酯含量大量差，而且EVA與PVC折光率不同，難以得到透明制品，因此，常將EVA與其它抗沖擊樹脂并用。EVA添加量為10份以下。上述幾種沖擊改性劑改性PVC性能比較見表5所示。
  4、橡膠類抗沖擊改性劑
  是性能優(yōu)良的增韌劑，主要品種有：乙丙橡膠(EPR)、三元乙丙橡膠(EPDM)、丁腈橡膠
(NBR)及丁苯橡膠、天然橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠、聚異丁烯、丁二烯橡膠等，其中EPR、EPDM、NBR三種最常用，其是改善低溫耐沖擊性優(yōu)越，但都不耐老化，塑料門窗型材一般不使用這類沖擊改性劑。
  常用的其它助劑
  1、光穩(wěn)定劑
  PVC制品多數(shù)暴露在陽光和其它各種光線下，根據(jù)制品應(yīng)用環(huán)境添加一定量的光穩(wěn)定劑可防止和延緩其分解和老化，延制品使用壽命。
  光穩(wěn)定劑大體可以分為四類：
  (1)光屏蔽劑。如鈦白和碳黑，可以阻擋紫外線進(jìn)入型材的內(nèi)部，以阻止聚合物的光降解進(jìn)行。如加入2％的碳黑的LDPE片材其耐老化程度比不加碳黑的LDPE片材提高20倍。鈦白對型材的耐老化程度有較大的提高，鈦白應(yīng)使用金紅石型的，在PVC塑料門窗型材中的使用量在3-6份。
  (2)紫外線吸收劑?？梢詮?qiáng)烈吸收280-400nm的紫外線，轉(zhuǎn)換成可見光或熱量。常用的有UV—531、UV-327、UV-326、UV-p等產(chǎn)品，用量一般為0．1-0．5％。但價格較高。
  (3)淬滅劑。主要是消滅受激發(fā)的聚合物分子的能量，使之回到基態(tài)。具體品種為鎳、鈷絡(luò)合物，品種有光穩(wěn)定劑2002、光穩(wěn)定劑1084等。一般與其它光穩(wěn)定劑配合使用，用量0．1-0．5％。
  (4)自由基捕捉劑。是一種高效的光穩(wěn)定劑，它捕捉光降解分解出的自由基，終止降解反應(yīng)的進(jìn)行。一般使用在LDPE農(nóng)膜中。品種主要有：光穩(wěn)定劑GW-540、GW—544、CW-310、BW—10LD、光穩(wěn)定劑744、光穩(wěn)定劑622、光穩(wěn)定劑944等，用量0．02-0．5％。
  2、填料
  使用填料的主要目的是占據(jù)空間以降低成本，當(dāng)然，一些填料也賦予材料一些特殊的性能，如阻燃、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、剛性等。
  填料的主要指標(biāo)為：白度、粒徑、顆粒形狀和顆粒表面活性。
  其主要品種有：
  (1)碳酸鹽類 主要為重質(zhì)碳酸鈣、輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣。一般在PVC塑料型材使用的是活性輕質(zhì)碳酸鈣，粒徑為300目—700目。
  (2)炭黑 如天然氣槽黑、混氣槽黑、高耐磨爐黑、熱裂法炭黑、乙炔炭黑等。主要作用橡膠的補(bǔ)強(qiáng)，有些品種亦作填充劑，如用于導(dǎo)電和防靜電高分子材料制品中。
  (3)硫酸鹽類 有硫酸鋇、硫酸鈣、鋅鋇白(立德粉)等，主要作填充劑，也有著色作用，硫酸鋇可減少X光透過度。
  (4)金屬氧化物 如氧化鋁、氧化鐵、氧化錳、氧化鋅、氧化銻、氧化鎂、氧化鐵、磁粉等，作填充劑和著色劑。
  (5)金屬粉 如鋁、青銅、鋅、銅、鉛等粉末，作裝飾用和改善導(dǎo)熱性。在塑料型材生產(chǎn)中有時用銅粉、鋁粉生產(chǎn)仿鋁窗的型材。
  (6)含硅化合物 陶土中最常使用的為高嶺土，作填充劑。硬質(zhì)陶土有補(bǔ)強(qiáng)作用?；圩魈畛鋭?
  (7)纖維類 如玻璃纖維、硼纖維、碳纖維等，作增強(qiáng)劑。
  型材的配方設(shè)計
  PVC塑料型材配方設(shè)計原則
  1、樹脂應(yīng)選擇PVC-SC5樹脂或PVC-SG4樹脂，也就是聚合度在1200-1000的聚氯乙烯樹脂。
  2、須加入熱穩(wěn)定體系。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求選擇，注意熱穩(wěn)定劑之間的協(xié)同效應(yīng)和對抗效應(yīng)。不同熱穩(wěn)定體系的特點(diǎn)如上表所述：
  3、須加入沖擊改性劑?？梢赃x擇CPE和ACR沖擊改性劑。根據(jù)配方中其它組成以及擠出機(jī)塑化能力，加入量在8—12份。CPE價格較低，來源廣泛；ACR耐老化能力、焊角強(qiáng)度高。
  4、適量加入潤滑系統(tǒng)。潤滑系統(tǒng)可以降低加工機(jī)械負(fù)荷，使產(chǎn)品光滑，但過量會造成焊角強(qiáng)度下降。
  5、加入加工改性劑可以提高塑化質(zhì)量，改善 制品外觀。一般加入ACR加工改性劑，加 入量1-2份。
  6、加入填料可以降低成本，增加型材的剛性但對低溫沖擊強(qiáng)度影響較大，應(yīng)選擇細(xì)度較高的活性輕質(zhì)碳酸鈣加人，加入量在5-15份。
  7、必須加入一定量的鈦白以起到屏蔽紫外線的作用。鈦白應(yīng)選擇金紅石型，加入量在4-6份。必要時可以加入紫外線吸收劑UV-531、UV327等以增加型材的耐老化能力。
  8、適量加入蘭色和熒光增白劑，可以明顯改善型材的色澤。
  9、在設(shè)計配方中應(yīng)盡量簡化，盡量不加入液體助劑，并且根據(jù)混合工序要求(見混合問題)分批按加料順序把配方分為I號料、Ⅱ號料、Ⅲ號料分別包裝。
  各類配方實(shí)例及特點(diǎn)
  從使用的熱穩(wěn)定劑分類：
  1、有機(jī)錫穩(wěn)定劑配方
  PVCSG-5 100份
  硫醇錫(京錫8113) 2-3份
  硬脂酸鈣 1-2份
  ACR401 1-2份
  CPE(35％) 8-10份
  活性輕鈣 6-8份
  鈦白(金紅石型) 4-6份
  PE蠟 0．5-1份
  該配方特點(diǎn)：無毒，粉塵污染小，型材焊接強(qiáng)度高。缺點(diǎn)：價格高，生產(chǎn)時有味，不能與使用鉛鹽穩(wěn)定劑的PVC物料混合使用。
  2、稀土穩(wěn)定劑配方
  PVC-SG5 100份
  稀土復(fù)合穩(wěn)定劑 4-6份
  ACR401 1-2份
  CPE(35％) 8-10份
  活性輕鈣 6-8份
  鈦白(金紅石型) 4-6份
  PE蠟 0．2-0．5份
  該配方特點(diǎn)：無毒，型材焊接強(qiáng)度較高。缺點(diǎn)：價格較高。
  3、復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑配方1
  PVC(K66-68) 100份
  復(fù)合鉛SMS50011FP 5份
  Baerorapid 10F 1份
  Baerodur EST-3 8份
  活性輕鈣 5份
  鈦白(金紅石型) 5份
  4、復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑配方2
  PVC-SG5 100份
  復(fù)合鉛(HJ-301) 5份
  硬脂酸 0．3份
  ACR401 2份
  CPE(35％) 10份
  活性輕鈣 6份
  鈦白(金紅石型) 4份
  該配方特點(diǎn)：生產(chǎn)中鉛污染小，加工流動性好，操作簡便，價格適中。
  5、鉛鹽穩(wěn)定劑配方
  PVC-SG5 100份
  三鹽 3份
  二鹽 1．5份
  硬脂酸鈣 0．5份
  硬脂酸鋇 0．5份
  硬脂酸鉛 0．5份
  硬脂酸 0．5份
  ACR401 2份
  CPE(35％) 10份
  活性輕鈣 8份
  鈦白(金紅石型) 4份
  氧化PE蠟 0．3份
  石蠟 0．3份
  該配方特點(diǎn)：成本低，穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)：生產(chǎn)中易發(fā)生鉛污染，配料操作麻煩。
  使用的沖擊改性劑有CPE和ACR兩種，以上列舉的均為CPE的配方，我國有許多工廠生產(chǎn)
CPE，價格較低。而ACR沖擊改性劑在國外使用較多，特點(diǎn)是加工性能好，型材焊接性能好，耐老化好，價格比CPE稍高一些。下面一例為使用ACR沖擊改性劑的配方：
   6、ACR沖擊改性劑配方
  PVC(K65) 100份
  二鹽 3份
  硬脂酸鈣 0．5份
  硬脂酸鋇 0．5份
  硬脂酸鉛 0．5份
  硬脂酸 0．5份
  ACR K125P 0．8份
  ACR K175 0．5份
  ACRKM355P 6份
  活性輕鈣 6份
  鈦白(金紅石型) 4份
  PE蠟 0．2份
7、鈣鋅配方
黑色電線料配方1：
PVC              100
DINP              60
大豆油D81      3.2
CZX-682         5
CC-R              30
H2500             30
SA1801           0.2
PE-Wax           0.4
黑漿               8
無毒電線基礎(chǔ)配方2:
PVC(5型)     100
DINP            42
大豆油          4
CZX-682       4.5
PE蠟           1
重鈣(1000目)   25
輕鈣(活性1250目)25

過電線電纜UL105測試實(shí)用配方
PVC          100
TOTM        60
鈣鋅 CZX-681   5
CACO3      50
抗氧劑        0.5
三氧化二銻    3
 Hst         0.2
PE-wax      0.4
45P(85A)PVC插頭料
PVC（K=58-60）    100  
增塑劑DOP/DIDP/TOTM    45
環(huán)氧大豆油（EPOXY）    3
CaC03    40-60
安定劑 CZX-681     4-6
內(nèi)潤滑劑LB-816    0.6
外潤滑劑LB-710    0.2
外潤滑劑PE蠟    0.2
UPVC給水管基準(zhǔn)配方
 
PVC                  100
TiO2                  3
ACR                  2
CPE                  8
CaCO3            20~30
CZX-118          4
PE-Wax            0.8
群青        適量
不規(guī)則型材配方
PVC          100
CaCO3      50
Hst            0.5
18醇      0.5
Wax            0.6
CZX-228    4.2
ACR          5
CPE            3
群青、增白劑    適量
TiO2            2.5

  上列配方僅供參考，企業(yè)在確定自己生產(chǎn)配方時還要根據(jù)企業(yè)的設(shè)備能力，各種助劑的來源以及質(zhì)量穩(wěn)定情況和價格成本來確定。一旦配方確定后，不要經(jīng)常改變配方，以穩(wěn)定生產(chǎn)。配方的改變往往造成物料流動性能的變化，影響模具和擠出工藝控制。
  ＰＶＣ塑料門窗型材加工工藝部分

  在ＰＶＣ塑料門窗型材生產(chǎn)中，往往因為型材的外觀出現(xiàn)一些問題造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格，不能正常生產(chǎn)，例如：型材的外觀質(zhì)量不好、型材的截面尺寸超差、型材彎曲度大、經(jīng)?？ㄔ诙ㄐ湍＞咧谢驍D出型坯邊部流速過快，造成波浪邊等問題。雖然這些并不是大問題，在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)，但對于生手，如解決不當(dāng)，就會嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。遇到這些問題應(yīng)認(rèn)真地分析一下毛病出在那里，找到了毛病所在，問題也就迎刃而解了。但情況往往是錯綜復(fù)雜、是多方面的，要逐一排除。

  型材外觀質(zhì)量問題

  經(jīng)常出現(xiàn)的影響型材的外觀質(zhì)量主要有：劃痕、收縮痕、麻點(diǎn)、雜質(zhì)。

  劃痕

  擠出生產(chǎn)中型材表面出現(xiàn)連續(xù)的劃痕一般是擠出模具和定型模具所造成的。首先分析確定劃痕是由那個部位造成的，簡單方法是在擠出生產(chǎn)中將定型模與機(jī)頭模具分開３０～５０ｍｍ距離，觀察物料從擠出模具擠出后的型材是否有劃痕。如果沒有，那肯定是通過定型模具產(chǎn)生的劃痕。打開定型模具找到劃痕產(chǎn)生的地方，問題往往出現(xiàn)在定型模具真空縫中，由于塑化的物料存在塑化不均勻的部分或分散不均勻的助劑等，在擠出中會從塑化的型坯中分離出來，被吸附在真空縫上，造成對所通過的型坯的劃傷。對于這種情況，只要將夾在真空縫中的雜質(zhì)清理干凈，劃傷也就解決了。有時因雜質(zhì)堅硬會造成定型模具中定型面的損傷，應(yīng)該用很細(xì)的砂紙（８００目以上）將損傷的表面磨平。千萬不能魯莽行事，否則會造成模具的根本性損壞。

  如果發(fā)現(xiàn)劃痕產(chǎn)生在擠出模具中，一般都是因物料中的雜質(zhì)卡在機(jī)頭模具中造成的。不要急于拆卸模具，應(yīng)先在擠出生產(chǎn)中試試是否可以將雜質(zhì)清除。一般最容易造成劃痕的位置在口模出口處，因為口模處縫隙小，最容易卡住雜質(zhì)。還有當(dāng)物料進(jìn)入口模時壓力升高，物料中的各種助劑與ＰＶＣ樹脂相容性隨壓力升高而變好。當(dāng)物料流出口模時壓力迅速下降為零，少量的助劑就會從物料里析出到型材的表面，物料在出口模時會出現(xiàn)高分子材料特有的熔體出口膨脹現(xiàn)象，型材表面的析出物被刮在接近口模出口處，造成口模出口處光潔度下降，嚴(yán)重時就會劃傷型材型坯。對于這種情況，可以采用０．５ｍｍ厚銅質(zhì)小片小心地插入到口模內(nèi)將吸附物刮掉。如果多次處理仍無效，可能吸附物的位置靠里面難以清除或者是雜質(zhì)卡在口模進(jìn)口處，只能通過拆模清理雜質(zhì)。

  在正常生產(chǎn)操作中，模具的光潔度是影響型材表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素。在維修中應(yīng)特別注意，嚴(yán)防劃傷模具內(nèi)部、定型模具的表面，尤其是口模平直段。如需要打磨，必須用很細(xì)的砂紙（如用８００目以上的砂紙）打磨，打磨后還應(yīng)拋光處理。

  析出物質(zhì)多且常被吸附在模具表面的原因，一是模具不夠光滑，尤其是口模平直段應(yīng)達(dá)到鏡面的光潔度，口模出口處應(yīng)有一個Ｒ０．５的圓弧角以減少因直角對物料的阻力。二是配方中潤滑劑以及在加工中熔化的助劑與ＰＶＣ樹脂相容性較差，易析出。析出時將粉狀助劑如填料、鈦白粉等帶出。其中具有外潤滑作用的助劑和ＰＶＣ樹脂相容性較差，析出情況最嚴(yán)重。降低這些助劑的用量可相應(yīng)減少析出。但應(yīng)在不影響擠出加工正常進(jìn)行為前提。一般生產(chǎn)中物料或多或少都有析出，如果模具內(nèi)部光滑，少量的析出并不影響正常生產(chǎn)。如果模具內(nèi)部粗糙，析出物的積累就多，型材外觀質(zhì)量也就難以保證。往往新的模具更容易造成劃痕，這是因為模具的光潔度還不夠高，使用中，物料的擠出流動過程也是對模具的拋光過程，模具的光潔度高了，劃痕就相對少了。

  收縮痕

  收縮痕不同于劃痕，它在型材表面呈光滑的凹痕。有時用手摸不到但在光線下可以看到。產(chǎn)生原因主要是型材內(nèi)腔室中的內(nèi)筋在冷卻收縮時拉動了外表面。內(nèi)筋對于型材的物理、力學(xué)性能和塑料門窗的使用性能起著非常重要的作用。內(nèi)筋的冷卻定型是靠外壁冷卻定型的間接定型，在內(nèi)筋相連外壁表面在冷卻定型后出現(xiàn)凹痕，原因有兩個：一是內(nèi)筋壁過厚，一般內(nèi)筋的壁厚應(yīng)是型材外壁厚度的１／５～１／３，壁厚收縮力大；二是外壁冷卻真空定型吸附力小。為了避免內(nèi)腔室筋收縮造成表面的凹陷，可減薄筋的厚度以減少其收縮力。加大表面的真空冷卻時真空度和冷卻速度，也可以避免出現(xiàn)外壁被內(nèi)筋拉出的凹痕。

  此外，加工工藝條件，特別是口模的溫度、擠出速度、牽引定型速度、真空度都是影響型材正常定型的因素，例如：擠出速度與牽引速度的協(xié)調(diào)，牽引速度低，型材壁厚，出口膨脹大，貼定型模具力也大，有利于型材的定型。相反，型材出口尺寸小，靠真空力也難以正常貼在定型模具上定型?？谀囟雀?，物料粘度低，容易被真空吸附冷卻定型。但物料溫度高，收縮也大，出口膨脹小，也是不利的因素。

  內(nèi)筋的正常冷卻定型不能看成是小事，內(nèi)筋彎曲不直不僅影響型材外觀質(zhì)量，也影響型材內(nèi)在質(zhì)量，往往會因冷卻不均勻，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力的存在會造成型材的物理力學(xué)性能如低溫沖擊性能的不合格或造成型材的彎曲變形。內(nèi)筋彎曲的主要成因是模具中內(nèi)筋部位出料速度快于周圍外壁的擠出速度；內(nèi)筋壁薄甚至破裂的成因則是內(nèi)筋出料速度低于周圍外壁的擠出速度被外壁拉薄或拉裂。內(nèi)筋斜的成因有工藝上操作的問題如冷卻定型時口模出口的型坯與定型模具不在同一軸線上，冷卻速度不均勻（有水的問題也有模具的問題）等，也有模具中物料流動分配狀況的問題，總之要綜合分析解決。

  麻點(diǎn)和雜質(zhì)

  麻點(diǎn)和雜質(zhì)是由物料中的揮發(fā)物（多為水分）和不熔化的雜質(zhì)造成的。這些雜質(zhì)和揮發(fā)物來自兩個途徑，一從原料來，ＰＶＣ樹脂、穩(wěn)定劑、改性劑、填料等。樹脂中的雜質(zhì)和揮發(fā)物在國家標(biāo)準(zhǔn)中有明文規(guī)定，進(jìn)廠時應(yīng)檢驗是否合格，特別應(yīng)嚴(yán)格控制ＰＶＣ樹脂的含水量、黑、黃點(diǎn)和晶點(diǎn)數(shù)。各種助劑的質(zhì)量也是麻點(diǎn)和雜質(zhì)的主要來源。一個企業(yè)應(yīng)建立起嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系，從進(jìn)廠的原料檢驗開始。否則出現(xiàn)事故，難以找出問題出在哪里，拖延了解決問題的時間，造成不應(yīng)有的損失。

  除了原料帶來的麻點(diǎn)、雜質(zhì)外，有時也因生產(chǎn)操作不當(dāng)造成麻點(diǎn)、雜質(zhì)增多，如配料、混料、運(yùn)輸時混進(jìn)其它雜質(zhì)。在摻入回收料時應(yīng)特別注意不得將已分解變色或污染的回收料加入，生產(chǎn)中這種因小失大的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。此外，在混合ＰＶＣ物料后應(yīng)將物料過篩，除去大顆粒物質(zhì)。同時注意在整個生產(chǎn)過程中防塵、防水，保持生產(chǎn)環(huán)境的整潔和對廢品的及時回收處理。杜絕和減少由各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)帶進(jìn)雜質(zhì)。

  再就是在高速捏合物料時，水分揮發(fā)后未及時排出卻被冷凝在鍋蓋上，高速捏合中微細(xì)粉末如鈦白、碳酸鈣遇到后被吸附，混合干燥結(jié)成顆粒。它們是不熔化的無機(jī)物質(zhì)，混入物料中難以與ＰＶＣ分散，從而造成型材麻點(diǎn)出現(xiàn)。解決的方法：用含揮發(fā)物低的樹脂；及時將揮發(fā)物排出高混鍋外；及時清理高混鍋，特別是鍋蓋內(nèi)部。

  型材的截面尺寸

  在模具調(diào)試正常后的實(shí)際生產(chǎn)時，經(jīng)常出現(xiàn)型材的截面尺寸超差，這是因為擠出中物料流經(jīng)機(jī)頭模具、定型模具是一個動態(tài)的過程。它是與物料的粘度、流動性能和擠出機(jī)產(chǎn)生的壓力和模具各個截面上所產(chǎn)生的阻力有關(guān)，也受生產(chǎn)環(huán)境和冷卻水溫度的影響。

  操作的原因

  牽引機(jī)的牽引速度與擠出機(jī)擠出速度的協(xié)同問題。牽引速度偏高，往往造成型材截面尺寸偏?。槐诤衿?，型坯通過真空定型模具時，充不滿模具，真空度也難以達(dá)到工藝要求，造成型材表面不平，截面尺寸偏小。牽引速度偏低，容易造成堵模。壁厚偏厚、膠條，毛條安裝處尺寸偏小。

  擠出速度與冷卻定型能力協(xié)同。當(dāng)擠出速度大于冷卻定型能力（包括冷卻水溫度過高）時，擠出型材通過冷卻定型模具后未能完全定型，在定型模具外仍有較大的冷卻收縮，使截面尺寸發(fā)生變化。一般來講，一套模具設(shè)計時有其最佳的生產(chǎn)速度，降低冷卻水的溫度有利于生產(chǎn)速度的提高，但溫度過低也會因冷卻速度過快，高分子分子鏈的運(yùn)動迅速被凍結(jié)而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成型材一些性能指標(biāo)的下降，如沖擊強(qiáng)度。因此應(yīng)根據(jù)模具設(shè)計的最佳速度生產(chǎn)。同樣，可以利用改變局部的冷卻速度改變型材該處的尺寸，例如膠條安裝處開口尺寸偏大，可以加大該處的冷卻水的流速，加強(qiáng)冷卻使開口尺寸變小。一般型材從冷卻定型模具出來時表面溫度應(yīng)在４０～５０℃。

  物料的配方與擠出溫度、速度的協(xié)同。在正常生產(chǎn)中，物料的配方是很少改變的，也應(yīng)盡可能不變，因為配方的改變往往會造成生產(chǎn)工藝條件的變化，模具也要隨之做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以適應(yīng)因配方改變造成物料的流動性能的變化。有時物料的配方并沒有改變，而物料的流動性能有變化。也會造成生產(chǎn)的不穩(wěn)定，應(yīng)檢查各種助劑、樹脂質(zhì)量是否合格；檢查配料、捏合操作是否符合規(guī)范；檢查擠出中溫度、速度設(shè)定是否合適，檢查實(shí)際指示溫度和物料的實(shí)際溫度是否一致。一個配方有其適應(yīng)的最佳溫度和擠出速度，因此，生產(chǎn)中往往因為擠出溫度、定型溫度的變化或擠出速度、牽引速度的變化使型材的質(zhì)量產(chǎn)生變化。

  模具的清理維護(hù)工作

  模具的維護(hù)保養(yǎng)十分重要，直接影響著正常生產(chǎn)的進(jìn)行，應(yīng)有專門技術(shù)人員負(fù)責(zé)。每次更換下來的模具都應(yīng)認(rèn)真清理，涂油保護(hù)。對于有磕碰有傷痕的模具應(yīng)仔細(xì)修復(fù)，拋光處理。在擠出生產(chǎn)中，因雜質(zhì)堵塞在模具中造成物料流速變化，使型材截面尺寸發(fā)生的變化，只要清理了雜質(zhì)，生產(chǎn)也就正常了。注意清理時一定使用銅制工具，小心操作避免模具損傷。

  型材平直度和彎曲度

  型材平直度是指型材截面上各個面的相互水平和垂直的問題。型材的彎曲度是指１米長的型材的翹曲程度，國家標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ８８１４—１９９８《門、窗框用聚氯乙烯（ＰＶＣ）型材》中規(guī)定將１米的型材側(cè)邊平放在平臺的面上，用塞尺測量試樣的底邊與平臺的最大距離，不得大于２．０ｍｍ。

  平直度和冷卻效果與牽引的壓緊度有很大關(guān)系。當(dāng)擠出模具擠出ＰＶＣ型坯各個截面上的流速基本相同時，往往是因為型材在冷卻定型模具中尚未完全真空被吸附冷卻定型；或因冷卻不均勻使各面收縮速度不同導(dǎo)致型材變形。簡單的方法是用雙手摸一下從冷卻水箱出來的型材，其溫度應(yīng)略高于體溫，各個面的溫度應(yīng)相同，如溫度過高或各個面的溫度不同，表明冷卻定型有問題，應(yīng)及時調(diào)整。各個面的真空度對各個面的定型也起著關(guān)鍵作用，也是造成型材變形的主因。此外，型材內(nèi)腔筋的收縮也往往可以拉動外壁變形。

  型材的彎曲主要是由于以下原因造成：

  １、型材壁厚不均。物料流經(jīng)模具兩邊速度有偏差，就會形成型材壁厚偏差，導(dǎo)致型材兩面收縮不一，致使型材彎曲。這種情況應(yīng)調(diào)整模具物流在各壁的流速，如果強(qiáng)制定型當(dāng)然也可將型材調(diào)直，但不是最佳的方法，仍會存在較大的內(nèi)應(yīng)力，經(jīng)存放或日曬往往還會使彎曲還原。

  ２、擠出生產(chǎn)線各設(shè)備生產(chǎn)中心線不在同一軸線上。檢查擠出機(jī)、模具、各段冷卻定型模具、牽引機(jī)、收集架的中心軸線是否在同一軸線上，尤其是各段冷卻定型模具，包括真空定型模具和水冷定型水槽中的定型過橋的同軸性以及冷卻定型模具與牽引機(jī)（包括牽引機(jī)前后導(dǎo)向輥）上下、左右應(yīng)在一條中心線上。

  ３、型材各面冷卻速度不均勻。型材在冷卻定型模具中應(yīng)得到均勻、充分的冷卻，如各面冷卻速度不一致，在出定型模具后會導(dǎo)致型材彎曲。應(yīng)經(jīng)常檢查定型模具冷卻水道是否暢通，尤其在水質(zhì)較硬的地方，應(yīng)１～２月清理一次定型模具的水道。同時也應(yīng)檢查真空道是否暢通，各面真空吸力不同也會影響型材的定型。

  冬季環(huán)境溫度低，型材的冷卻速度相應(yīng)較快，如模具冷卻速度有差異就更容易造成型材的彎曲。如型材偶然出現(xiàn)小量的彎曲，可以通過安在牽引機(jī)前的校正加熱板選擇性加熱來解決型材的彎曲往哪邊彎加熱那邊。見圖１０。如仍無法解決，則應(yīng)從上述問題一一查找。

  黑、黃線

  黑、黃線的出現(xiàn)，往往由于ＰＶＣ物料在模具某個部位滯留時間過長，被分解變色，再經(jīng)過此處的ＰＶＣ物料又被分解變色，形成型材的條狀黃、黑線。出現(xiàn)這種情況應(yīng)立即停止生產(chǎn)，將模具拆開檢查，清理分解物，并將該處進(jìn)行拋光，涂上硅油再用。如果經(jīng)常在一個位置出現(xiàn)黑、黃線，就應(yīng)認(rèn)真分析一下模具此處的結(jié)構(gòu)是否合理，是否有阻礙ＰＶＣ物料流動通過的部位。

  波浪邊

  波浪邊往往是邊緣的物料流速大于整體型材的流速造成。即邊緣物料流速快于中心物料流動時，依靠牽引力拉直型坯定型時邊緣仍然出現(xiàn)的波浪邊。邊緣速度過快的原因有三：一是邊緣處溫度較高，物料在該處粘度下降，流速加快。采用降低邊緣處溫度即可解決。二是物料的流動性突然變化。正常情況下，由于物料流動的邊緣效應(yīng)，邊的流速總比中心流速低，在設(shè)計模具流道時大都采取了加大邊緣流速的措施，在配方確定后，經(jīng)過模具調(diào)試修整使各部位流速勻一。但當(dāng)物料的流動性增加，邊緣的流速會明顯比中心流速增加的多，造成波浪邊現(xiàn)象。物料流動性的突然變化，往往是由于配料的不準(zhǔn)確和原料質(zhì)量變動造成。三是模具問題，在邊緣處物料流速過快，應(yīng)適當(dāng)降低該處的流速。

  總之，在實(shí)際生產(chǎn)中往往會遇到一些難以預(yù)料的問題，只要我們注意觀察，認(rèn)真分析，積累經(jīng)驗，并不難解決。

  ＰＶＣ型材低溫沖擊性能的改善和提高

  ＰＶＣ塑料門窗的異型材的低溫沖擊強(qiáng)度是異型材生產(chǎn)廠日常重要的檢驗項目，也是塑料門窗質(zhì)量控制的重要指標(biāo)。影響ＰＶＣ塑料門窗的異型材的低溫沖擊強(qiáng)度的因素很多，作為異型材生產(chǎn)廠來講，應(yīng)從三個方面來分析解決：一、原料和各種助劑質(zhì)量波動；二、生產(chǎn)加工工藝控制的變化；三、生產(chǎn)配方不合理。一些廠家往往把型材的低溫沖擊性能不好簡單歸結(jié)到配方的問題，頻繁地調(diào)整配方，這可不是解決問題的首要方法。工廠使用的配方一般是經(jīng)過篩選和生產(chǎn)檢驗被認(rèn)為是合格的，配方調(diào)整往往會造成生產(chǎn)工藝的變化，有的還會造成物料在模具中流動的變化，甚至?xí)o生產(chǎn)帶來一系列的變化。正確的方法應(yīng)按上列順序查找、排除。

  原料的質(zhì)量問題

  ＰＶＣ樹脂

  ＰＶＣ的主要檢驗指標(biāo)是①外觀；②粘數(shù)（或Ｋ值及聚合度）的測定；③表觀密度； ④增塑劑吸收量的測定；⑤揮發(fā)物（包括水）含量的測定；⑥篩余量的測定；⑦“魚眼”數(shù)的測定；⑧水萃取液電導(dǎo)率的測定；⑨雜質(zhì)粒子數(shù)測定；⑩殘留氯乙烯含量測定及白度測定（主要指標(biāo)將在后面介紹）。

  ＰＶＣ樹脂影響塑料異型材低溫沖擊強(qiáng)度的主要因素是粘數(shù)（或Ｋ值及聚合度）、揮發(fā)物（包括水）含量、雜質(zhì)粒子數(shù)。我們一般采用檢測ＰＶＣ樹脂在稀溶劑中的粘度（ＧＢ３４０１聚氯乙烯樹脂稀溶液粘數(shù)的測定）來考察ＰＶＣ樹脂的聚合度。ＰＶＣ樹脂按聚合度大小劃分為１～８型樹脂。聚合度大的樹脂平均分子量大，其強(qiáng)度也大，但加工困難，適合加入增塑劑生產(chǎn)軟制品。而聚合度小的，樹脂的分子量也小，其強(qiáng)度也小，加工時流動性好，適合加工生產(chǎn)硬制品。加工ＰＶＣ異型材通常使用ＰＶＣ－ＳＧ４、ＰＶＣ－ＳＧ５樹脂，也就是聚合度為１０００～１２５０的樹脂。聚合度過小，ＰＶＣ的分子鏈短，影響型材的抗沖擊強(qiáng)度。ＰＶＣ樹脂的聚合度大小，也直接影響著正常加工生產(chǎn)的進(jìn)行，同時也對最終制品的物理力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度產(chǎn)生影響。有人做過實(shí)驗，用不同廠家生產(chǎn)的同一種牌號，同一級別的ＰＶＣ樹脂制造ＰＶＣ型材、加工塑料門窗，雖然加工工藝相同，但型材的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和焊接門窗的焊角強(qiáng)度卻有不小的差別。這其中除了樹脂測定的準(zhǔn)確度外，也可能存在其它方面因素。

  ＰＶＣ樹脂的揮發(fā)物含量應(yīng)小于０．５％，雜質(zhì)和揮發(fā)物含量增加往往造成型材質(zhì)量下降，反映在所生產(chǎn)型材的截面上就會出現(xiàn)泡孔或表面出現(xiàn)麻點(diǎn)，這些泡孔和麻點(diǎn)往往是受沖擊時的應(yīng)力集中點(diǎn)。ＰＶＣ樹脂的含水量過大，會給物料的高速、高溫混合帶來麻煩，也會對型材的質(zhì)量產(chǎn)生較大影響，尤其是型材的抗沖擊能力上。揮發(fā)物（包括水）含量的測定并不復(fù)雜，各廠應(yīng)建立起入庫檢查揮發(fā)物含量的制度，可以有效地防止質(zhì)量的波動。

  助劑

  ＰＶＣ樹脂在加工中需要加入各種助劑，這些助劑的質(zhì)量都會影響型材的質(zhì)量，其中使用量較大的熱穩(wěn)定劑（３～６份）、沖擊改性劑（６～１０份）、填充劑（５～１５份）對型材的質(zhì)量影響較大，但也不能完全排除小用量助劑的質(zhì)量，如潤滑劑使用過量，會造成物料通過機(jī)頭模具分流梭后匯合困難，產(chǎn)生合?？p，嚴(yán)重影響型材的強(qiáng)度，對焊角強(qiáng)度影響也很大。加工改性劑則影響物料的塑化均勻度、影響物料的成型能力，也不容忽視。

  熱穩(wěn)定劑質(zhì)量的主要指標(biāo)是有效成分的含量，如使用復(fù)合鉛鹽，鉛和有效成分的含量就是一個重要指標(biāo)，它直接影響ＰＶＣ樹脂在加工中的穩(wěn)定性；復(fù)合鉛鹽中潤滑劑的含量和水分、揮發(fā)物含量對正常生產(chǎn)也有一定的影響。目前我國各廠的復(fù)合鉛鹽穩(wěn)定劑差異較大，應(yīng)認(rèn)真篩選使用。

  多數(shù)型材生產(chǎn)廠都使用ＣＰＥ作為沖擊改性劑，ＣＰＥ是由聚乙烯氯化得到的，氯化的程度直接影響其性質(zhì)，當(dāng)氯的含量達(dá)到３０％～４０％時，聚乙烯轉(zhuǎn)化成為高彈體，是我們所需要的沖擊改性劑。當(dāng)氯的含量超過５０％時，氯化的聚乙烯的性能則接近聚氯乙烯的性能。目前使用的沖擊改性劑為氯含量３５％的產(chǎn)品，氯的含量過低或過高都影響改善沖擊性能的作用。此外，在氯化聚乙烯的生產(chǎn)過程中往往加入無機(jī)粉末作為氯化聚乙烯的成粒劑，這些無機(jī)粉末并不起沖擊改性作用。過量加入能使生產(chǎn)氯化聚乙烯的成本降低，但嚴(yán)重影響ＣＰＥ的沖擊改性作用。

  ＰＶＣ異型材配方中的填充劑一般都使用碳酸鈣，碳酸鈣的種類較多，輕質(zhì)碳酸鈣是人工合成品；重質(zhì)碳酸鈣是由天然礦石磨細(xì)加工而成；膠體碳酸鈣則是在合成輕質(zhì)碳酸鈣過程中用硬脂酸與碳酸鈣共沉淀產(chǎn)生的一種活性碳酸鈣。碳酸鈣的一個重要指標(biāo)是細(xì)度，粉末越細(xì)比表面積越大，與聚合物接觸面也就越大；表面活化能相應(yīng)就大，容易自聚成團(tuán)，不易分散在聚合物中。因此，超細(xì)的碳酸鈣都應(yīng)是經(jīng)表面活化的、與聚合物易分散的產(chǎn)品。目前在塑料異型材生產(chǎn)中普遍使用的碳酸鈣是活性輕質(zhì)碳酸鈣，細(xì)度為４００目；超細(xì)的可達(dá)８００目。碳酸鈣在異型材中主要作用是降低成本，對型材的剛度也有一定的提高，但對低溫沖擊性能有較大的負(fù)面影響。碳酸鈣的細(xì)度、表面活化度、水分含量和白度是重要的質(zhì)量指標(biāo)。

  總之，原材料的質(zhì)量變化往往是型材質(zhì)量波動的首要因素，因此，建立進(jìn)廠原料主要質(zhì)量控制指標(biāo)的檢測制度是十分必要的。將不合格的原料擋在廠外，可以減少許多質(zhì)量問題的發(fā)生。

  生產(chǎn)工序的工藝控制

  在生產(chǎn)ＰＶＣ型材的生產(chǎn)工序中，配料、高混和擠出成型三個工段對型材質(zhì)量特別是對低溫沖擊性能影響較大。

  配料

  配料是對各助劑按配比用量稱量配制的過程。稱量的準(zhǔn)確與否對加工和制品質(zhì)量有很大的影響。一般采用復(fù)查方式（即檢查所配制物料總重）來檢查稱量的準(zhǔn)確性。復(fù)查發(fā)現(xiàn)有問題的物料，一律不能使用。以免影響加工過程和制品質(zhì)量。

  高混是將配置的物料按工藝要求，依次與ＰＶＣ樹脂高速混合。在此過程中，在高溫、高磨擦、高剪切的作用下，ＰＶＣ樹脂細(xì)小顆粒、助劑均勻混合，水分和揮發(fā)物揮發(fā)，低熔點(diǎn)助劑熔化包覆在ＰＶＣ樹脂表面或被ＰＶＣ樹脂吸收。在此過程中，一般是通過調(diào)整混合溫度控制混合質(zhì)量，通常在１２０～１３０℃結(jié)束高速混合進(jìn)入低速冷卻混合，冷卻到４０～５０℃時出料。溫度的高低決定混合時間的長短，結(jié)束高混的溫度過高，不僅耗時耗能，且易造成物料分解變色。溫度低混合時間短，達(dá)不到很好的混合效果。此外，冷卻混合的出料溫度過高，物料容易結(jié)塊分解；溫度過低，影響混合效率。高速混合與低速冷卻混合的時間應(yīng)相匹配，嚴(yán)格掌握。同時應(yīng)注意不能因低速冷卻時間長而將兩鍋料加在一起混合冷卻，那樣會因加料過多影響混合質(zhì)量。

  高混

  混合工序中常出現(xiàn)的問題是高速混合出料溫度不準(zhǔn)和高速捏合機(jī)的槳葉由于長期使用（１～２年）磨損，混合質(zhì)量達(dá)不到要求。第一，應(yīng)該經(jīng)常用水銀溫度計檢查校對溫度傳感器和顯示表，以保證混合物料溫度的準(zhǔn)確。第二，高速捏合機(jī)槳葉磨損后表現(xiàn)為高混時間延長，當(dāng)混合時間長到開始的一倍時間時，就須更換槳葉了，不然對混合效率和混合效果都有很大影響。

  擠出成型  擠出生產(chǎn)過程中，ＰＶＣ物料的塑化質(zhì)量和熔體成型后的冷卻定型工藝控制是影響ＰＶＣ異型材的主要因素。物料的塑化質(zhì)量主要是由溫度控制、擠出機(jī)轉(zhuǎn)速、喂料螺桿轉(zhuǎn)速比、擠出機(jī)扭矩及機(jī)頭壓力來決定的。溫度控制應(yīng)在１６５～１８５℃之間，溫度過低不利于塑化，擠出機(jī)轉(zhuǎn)動扭矩過大，物料較生，不易成型。溫度過高，物料分解嚴(yán)重。ＣＰＥ沖擊改性效果也和加工溫度有很大的關(guān)系，最佳加工溫度應(yīng)在１７５℃。但不同的設(shè)備，溫度控制也不相同，僅以某廠６５雙螺桿擠出機(jī)的溫度分布為例：一區(qū) １７５℃、二區(qū)１７５℃、三區(qū)１７５℃、四區(qū)１７５℃、匯合芯處 １７０℃、機(jī)頭１８５℃、１８５℃、１８５℃。機(jī)頭前物料壓力在４０～８０ＭＰａ，擠出機(jī)轉(zhuǎn)動扭距在允許最高扭距的５０～７０％。真空排氣壓力在 －０．０４～－０．０６ＭＰａ。

  熔融的ＰＶＣ物料冷卻過程中，ＰＶＣ大分子從運(yùn)動狀態(tài)被冷卻凍結(jié)固定下來。為了避免冷卻不均造成應(yīng)力，不僅要求四周冷卻速度均勻，而且要據(jù)擠出速度確定冷卻速度。冷卻速度過慢，有利于大分子的舒展，減少內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，但不利于高速擠出的要求。冷卻速度過快，容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，不利于耐沖擊性能的提高。如果冷卻效果不好，型材進(jìn)入牽引機(jī)時容易變形。型材的冷卻速度一定要與擠出速度匹配，一般型材在出冷卻水槽后溫度在４５℃～６５℃較為合適。另外，擠出成型的環(huán)境溫度對型材的耐沖擊性能也有一定影響，冬季室溫低，擠出的型材容易發(fā)脆；夏季室溫較高，擠出的型材耐沖擊性能相對來說就較高。

  模具和配方

  模具與配方問題一般在試生產(chǎn)時表現(xiàn)突出，在正常生產(chǎn)時出現(xiàn)的型材耐低溫沖擊性能不好往往是由于原輔材料和加工工藝條件的原因，但修正模具與調(diào)整配方也能部分彌補(bǔ)其不足。

  模具

  模具在試模修整時應(yīng)當(dāng)注意對內(nèi)腔室筋的修整，往往由于筋在冷卻收縮時在與腔室壁面接觸點(diǎn)處產(chǎn)生應(yīng)力集中點(diǎn)。如圖11所示。放大的Ａ視圖為未到角的筋與壁的連接，收縮時 圖11 模具內(nèi)腔筋的修整 出現(xiàn)尖角，在低溫沖擊時容易破裂。Ｂ圖為經(jīng)過倒角形成Ｒ＝１的角的連接，收縮時呈現(xiàn)圓角，不再成為應(yīng)力集中點(diǎn)被沖擊破壞。

  模具中的壓縮比是影響物料在模具中流動匯合后合?？p強(qiáng)度的關(guān)鍵，也是影響型材沖擊強(qiáng)度的重要因素。物料在模具中的流動狀態(tài)對制品性能影響很大。好的模具，物料在其中流動應(yīng)是平穩(wěn)的層流，無渦流現(xiàn)象。ＰＶＣ大分子鏈在流動中的內(nèi)應(yīng)力小，制品的強(qiáng)度大。差的模具，不僅生產(chǎn)不穩(wěn)定，而且制品的力學(xué)性能也差，經(jīng)常要用配方來調(diào)整，造成成本升高。

  當(dāng)然，截面形狀和壁厚也對型材的低溫沖擊性能有很大影響。

  配方

  配方問題多出在沖擊改性劑ＣＰＥ和填料碳酸鈣的加入量上。ＰＶＣ樹脂是非結(jié)晶的極性高分子材料，由于分子間的極性鍵使得其剛性強(qiáng)而脆性大，但它又可以與許多高分子樹脂和各種助劑相容，使自己的性能發(fā)生變化。可是通過加入增塑劑來提高ＰＶＣ材料的沖擊強(qiáng)度的辦法是不妥的。增塑劑的作用是減?。校郑梅肿娱g的作用力，使其變得柔軟，增塑劑在增強(qiáng)ＰＶＣ韌性的同時，卻也降低了ＰＶＣ的拉伸強(qiáng)度、剛性和耐熱溫度。每加入５％的增塑劑就會使ＰＶＣ材料的維卡軟化溫度下降５～１０℃（維卡柔軟溫度是ＰＶＣ塑料異型材的重要指標(biāo)）。因此，制作ＰＶＣ塑料門窗異型材時不應(yīng)該加增塑劑或者加增塑劑的量應(yīng)小于５％，否則會嚴(yán)重影響塑料門窗的剛性、拉伸強(qiáng)度和耐熱性能。

  改善ＰＶＣ型材的低溫沖擊性能一般加入具有高彈性的聚合物，即沖擊改性劑。常用的沖擊改性劑有ＣＰＥ（氯化聚乙烯）、ＡＣＲ（丙烯酸酯類）、ＥＶＡ（乙烯－醋酸乙烯共聚物）、ＭＢＳ（甲基丙烯酸甲酯－丁二烯－苯乙烯共聚物）、ＡＢＳ（丙烯晴－丁二烯－苯乙烯共聚物）等。其中ＭＢＳ、ＡＢＳ不耐老化，不適宜作塑料門窗型材的沖擊改性劑，ＥＶＡ與粉末狀的ＰＶＣ樹脂混合有一定困難，也很少使用。ＣＰＥ和ＡＣＲ是塑料門窗型材最合適的沖擊改性劑。目前國內(nèi)較多使用的是ＣＰＥ，價格低廉，使用方便。但ＣＰＥ的加入在改變ＰＶＣ沖擊性能的同時也降低了材料的拉伸強(qiáng)度，不利于焊角強(qiáng)度的提高。而ＡＣＲ在這方面比ＣＰＥ要好，但價格較高，國內(nèi)生產(chǎn)的也少。 加入沖擊改性劑對型材的耐低溫沖擊能力有明顯的提高。ＣＰＥ加入１４份以下ＰＶＣ低溫沖擊性能都是直線提高的，加入１４份以上其提高的速度逐步緩慢。因此ＣＰＥ的用量一般在６～１４份，更多的使用量是在８～１０份。加入過多的ＣＰＥ不僅使生產(chǎn)成本提高，同時型材拉伸強(qiáng)度還會下降，焊角強(qiáng)度也會下降。ＡＣＲ在改善ＰＶＣ沖擊強(qiáng)度的同時對拉伸強(qiáng)度的影響比ＣＰＥ小，用其制造的塑料門窗焊接性能比ＣＰＥ要好。

  碳酸鈣作為配方中的填料加入到型材中，可以提高型材的剛性，更主要的目的是可以降低成本。但提高碳酸鈣的加入量，又會使型材的沖擊性能降低。如果想加入較多的碳酸鈣使成本降低，又不更多地降低材料的力學(xué)性能和加工性能，往往采用加入表面活化的碳酸鈣和超細(xì)度的活化碳酸鈣，例如加入８００目輕質(zhì)活性碳酸鈣要比加入３００目普通輕質(zhì)碳酸鈣，其制成的型材沖擊性能要好。增大碳酸鈣的加入量，應(yīng)適當(dāng)提高ＣＰＥ的加入量，以彌補(bǔ)沖擊性能的降低。碳酸鈣加入量在５～１５份為宜。

  此外，潤滑劑的過量加入，會導(dǎo)致物料熔體通過分流錐后合模困難，使型材的合模縫強(qiáng)度不高，也是型材耐沖擊性能下降的原因之一。綜上所述，型材的沖擊性能差是綜合因素所造成的，應(yīng)逐一分析，針對問題加以解決。