一直以來塑料發(fā)脆是困擾一些企業(yè)正常運(yùn)營的因素，管材發(fā)脆無論從截面外觀上還是安裝認(rèn)同程度上都或多或少的影響著這些管材企業(yè)的市場份額和用戶信譽(yù)。管材發(fā)脆在制品的物理、力學(xué)性能上得到充分體現(xiàn)，主要性征為：下料時崩口、冷沖破裂。造成管材制品物理、力學(xué)性能差的原因有很多，主要表現(xiàn)為以下幾種：

1、 配方及混料工藝不合理　　

（1）填料過多。針對目前市場上型材價格低，而原材料價格上漲的格局，管材廠家都是在降低成本上作文章，正規(guī)的管材廠家通過配方的優(yōu)化組合，是在不降低質(zhì)量的前提下，降低了成本；有些廠家卻在降低成本的同時也降低了制品質(zhì)量。由于配方組份的原因，最直接有效的辦法是增加填料，在PVC-U塑料管材中常用的填料為碳酸鈣。在以前的配方體系中多數(shù)是填加重鈣，其目的是增加剛性和降低成本，但重鈣由于本身粒子形狀不規(guī)則而且粒徑比較粗與PVC樹脂本體的相溶性差，所以其添加份數(shù)很低，而且份數(shù)增大時會對管材的色澤和表觀造成影響。現(xiàn)在隨著技術(shù)的發(fā)展，大多采用超細(xì)輕質(zhì)活化碳酸鈣、甚至是納米級碳酸鈣、其不僅起到增加剛性和填充的作用，而且還具有改性的作用，但是其填加量并不是無限度的，其比例應(yīng)該加以控制。現(xiàn)在有些廠家為了降低成本將碳酸鈣加到20-50質(zhì)量份，這大大降低了型材的物理力學(xué)性能，造成管材發(fā)脆現(xiàn)PVC顆粒脆象。　

　（2）抗沖擊改性劑添加種類、數(shù)量。抗沖擊改性劑是在應(yīng)力作用下，能夠提高聚氯乙烯破裂總能量的一種高分子聚合物。目前硬質(zhì)聚氯乙烯的抗沖擊改性劑的主要品種有CPE、ACR、MBS、ABS、EVA等，其中CPE、EVA、ACR改性劑的分子結(jié)構(gòu)中不含雙鍵，耐候性能好，適宜pvc再生塑料顆粒做戶外建筑材料，它們與PVC共混，能有效的提高硬聚氯乙烯的抗沖擊性能、加工性、耐候性。在PVC/CPE共混體系中，其沖擊強(qiáng)度隨CPE的用量增加而增加，呈S形曲線。添加量在8質(zhì)量份以下時，體系的沖擊強(qiáng)度增長幅度非常小；添加量在8-15質(zhì)量份時增加幅度最大；之后增長幅度又趨于平緩。當(dāng)CPE用量在8質(zhì)量份以下時不足以形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；當(dāng)CPE用量在8-15質(zhì)量份時，其在共混體系中連續(xù)均勻分散，形成分相不分離的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使共混體系的沖擊強(qiáng)度增長幅度最大；當(dāng)CPE用量超過15質(zhì)量份時，就不能形成連續(xù)均勻的分散，而是有部分CPE形成凝膠狀，這樣在兩相界面上就不會有適宜分散的CPE顆粒來吸收沖擊能量，因而沖擊強(qiáng)度增長趨于緩慢。而在PVC/ACR共pvc料粒揭陽混體系中，ACR可顯著提高共混體系的抗沖擊性能。同時“核一殼”粒子可均勻分散在PVC基體中，PVC是連續(xù)相，ACR是分散相，分散在PVC連續(xù)相中與PVC相互作用，起到加工助劑的作用，促進(jìn)PVC的塑化和凝膠化，塑化時間短，具有很好的加工性能。成形溫度和塑化時間對缺口沖擊強(qiáng)度影響較小，彎曲彈性模量下降也小。一般用量在5-7質(zhì)量份，經(jīng)ACR改性的硬PVC制品有優(yōu)良的室溫沖擊強(qiáng)度或低溫沖擊強(qiáng)度。而經(jīng)實(shí)驗論證，ACR與CPE相比抗沖擊強(qiáng)度要高30%左右。因此在配方中盡可能采用pvc再生顆粒廠家PVC/ACR共混體系，而用CPE改性且用量低于8質(zhì)量份時往往會引起管材發(fā)脆。　　

（3）穩(wěn)定劑過多或過少。穩(wěn)定劑的作用是抑制降解，或與釋放出的氯化氫反應(yīng)以及防止聚氯乙烯加工時變色。穩(wěn)定劑根據(jù)種類不同用量也不同，但總的一點(diǎn)來說，用量過多會推遲物料的塑化時間從而使物料出口模時還欠塑化，其配方體系中各分子之間沒有完全溶合，造成其分子間結(jié)構(gòu)不牢固。而用量過少時會造成配方體系中相對低分子物降解或分解（也可以說成過塑化），對各組份分子間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性造成破壞。因此穩(wěn)定劑用量多少也會對管材的抗沖擊強(qiáng)度造成影響，過多或過少都會造成管材強(qiáng)度降低引起管材發(fā)脆現(xiàn)象。　　

（4）外潤滑劑用量過多。外潤滑劑與樹脂相溶性較低，能夠促進(jìn)樹脂粒子間的滑動，從而減少摩擦熱量并推遲熔化過程，潤滑劑的這種作用在加工過程早期（也就是在外部加熱作用和內(nèi)部產(chǎn)生的摩擦熱使樹脂完全熔化和熔體中樹脂失去識別特征之前）是最大的。外潤滑劑又分前期潤滑和后期潤滑、潤滑過度的物料在各種條件下都表現(xiàn)為較差的外形，如果潤滑劑用量不妥，可能造成流痕，產(chǎn)量低，渾濁，沖擊性差，表面粗糙、粘連，塑化差等。特別是用量過多時，就會造成型材的密實(shí)度差、塑化差，而導(dǎo)致沖擊性能差，引起管材發(fā)脆。　　

（5）熱混加料順序、溫度設(shè)值以及熟化時間對型材的性能也有決定性的因素。PVC-U配方的組分很多，所選擇加料順序應(yīng)有利于發(fā)揮每種助劑的作用，并有利于提高分散速度，而避免其不良的協(xié)同效應(yīng)，助劑的加料順序應(yīng)有助于提高助劑的相輔相成效果，克服相克相消的作用，使應(yīng)在PVC樹脂中分散的助劑，充分進(jìn)入PVC樹脂內(nèi)部。　　典型的鉛鹽穩(wěn)定體系配方加料順序如下：a． 低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，將PVC樹脂加到熱混鍋中；b． 在60℃時，高速運(yùn)轉(zhuǎn)下加入穩(wěn)定劑及皂類；c． 在80℃左右，高速運(yùn)轉(zhuǎn)下加入內(nèi)潤滑劑、顏料、抗沖擊改性劑、加工助劑；d． 在100℃左右，高轉(zhuǎn)速下加入蠟類等外潤滑劑；e． 在醫(yī)用pvc塑料顆粒110℃，高速運(yùn)轉(zhuǎn)下加入填料；f． 在110℃-120℃低轉(zhuǎn)速下排出物料至冷混桶中進(jìn)行降溫；g． 冷混至料溫降至40℃左右時，卸料。上面加料順序較為合理，但在實(shí)專業(yè)pvc再生粒料際生產(chǎn)過種中，根據(jù)自身的設(shè)備及各種條件也有所不同，多數(shù)廠家除樹脂外，其他助劑一同加入。還有的是輕質(zhì)活化碳酸鈣同主料一起加入等等。　　這就要求企業(yè)技術(shù)人員根據(jù)本企業(yè)的特點(diǎn)制定出適合自己的加工工藝及投料順序。　　一般熱混溫度在120℃左右，溫度太低時物料達(dá)不到凝膠化和混料均勻，高于此溫度部分物料可能會分解揮發(fā)，而且干混粉料發(fā)黃。混料時間一pvc顆粒生產(chǎn)工藝般在7-10min物料才能達(dá)到密實(shí)、均化、部分凝膠化。而冷混一般在40℃以下，而且要求冷卻時間要短，如溫度大于40℃且冷卻速度又慢，則制備的干混料會相對常規(guī)密實(shí)度差。干混料的熟化時間一般在24小時，大于這個時間物料易吸收水份或結(jié)塊，小于這個時間物料各分子間的結(jié)構(gòu)還不太穩(wěn)定，造成擠出時管材外形尺寸和壁厚波動較大。以上環(huán)節(jié)如不加強(qiáng)控制都會對管材制品的質(zhì)量造成影響，個別情況便會表現(xiàn)為管材發(fā)脆。

2． 擠出工藝不合理　　

（1）物料塑化過度或不足。這與工藝溫度設(shè)定和喂料比例有關(guān)，溫度設(shè)定過高會造成物料過塑化，其組分中部分分子量較低的成份會分解、揮發(fā)；溫度過低其組份中各分子間沒有完全熔合，分子結(jié)構(gòu)不牢固。而喂料比例太大造成物料受熱面積和剪切增大，壓力增大，易引起過塑化；喂料比例太小造成物料受熱面積和剪切減小，會造成欠塑化。無論是過塑化還是欠塑化都會造成管材切割崩口現(xiàn)象。　　

（2）機(jī)頭壓力不足。一方面與模具設(shè)計有關(guān)（這在下面單獨(dú)描述），另一方面是與加料比例和溫度設(shè)定有關(guān)，壓力不足時，物料的密實(shí)度就差，就會造成組織疏松出現(xiàn)管材料脆現(xiàn)象，這時應(yīng)調(diào)整計量加料轉(zhuǎn)速和擠出螺桿轉(zhuǎn)速使機(jī)頭壓力控制在25Mpa-35Mpa之間。　　

（3）制品中的低分子成份未排出。制品中的低分子成分產(chǎn)生一般有兩個途徑，一是在熱混時產(chǎn)生，這在熱混時通過抽濕和排氣系統(tǒng)可以排出。二是部分殘存的和擠出受熱受壓時產(chǎn)生的水份和氯化氫氣體。這一般通過主機(jī)排氣段的強(qiáng)制排氣系統(tǒng)來強(qiáng)制排出，真空度一般在-0.05Mpa—-0.08Mpa之間，不開或過低，都會在制品中殘存低分子成份，造成管材力學(xué)性能下降。　　

（4）螺桿轉(zhuǎn)矩太低。螺桿的轉(zhuǎn)矩是反應(yīng)機(jī)械在受力狀態(tài)下的數(shù)值，工藝溫度設(shè)值的高低，喂料比例的多少都直接在螺桿轉(zhuǎn)矩值上得到體現(xiàn)，螺桿轉(zhuǎn)矩太低從某種程度上反應(yīng)出溫度偏低或喂料比例小，這樣物料在擠出程度中同樣得不到充分塑化，也就會降低管材的力學(xué)性能。根據(jù)不同的擠出設(shè)備和模具，螺桿轉(zhuǎn)矩一般掌握在60%-85%之間就能滿足要求。　　

（5）牽引速度與擠出速度不匹配。牽引速度太快會造成管材壁薄力學(xué)性能下降，而牽引速度太慢，管材受到的阻力大，制品處于高拉伸狀態(tài)，也會對管材的力學(xué)性能造成影響。

3．模具設(shè)計不合理　　

（1）口模截面設(shè)計不合理。尤其是內(nèi)筋的分布和交界面角度的處理。這樣會造成應(yīng)力集中現(xiàn)象存在。需要改進(jìn)設(shè)計和消除交界面處的直角和銳角。　　

（2）模頭壓力不足。模頭處壓力大小是直接受模具的壓縮比，特別是模具平直段的長度來決定的。模頭的壓縮比太小或平直段太短都會造成制品不致密，影響物理性能。模頭壓力的改變一方面可以通過改變模頭平直段長度來調(diào)整流料阻力；另一方面在模具設(shè)計階段可選擇不同的壓縮比來改變擠出壓力，但必須注意機(jī)頭壓縮比要與擠出機(jī)螺桿的壓縮比相適應(yīng)；還可以通過改變配方，調(diào)整擠出工藝參數(shù)，增加多孔板來改變?nèi)垠w壓力的大小。　　

（3）對于因分流筋匯合不良造成的性能下降應(yīng)適當(dāng)增加筋與外表面、筋與筋匯流處的長度，或者增大壓縮比來解決。　　

（4）口模出料不均勻，造成管材壁厚薄不一致，或者密實(shí)度不一致。這也就造成了管材兩個面之間的力學(xué)性能上的差別，我們在實(shí)驗時有時冷沖一面合格一面不合格，也恰恰證明了這一點(diǎn)。至于壁薄等非標(biāo)管材這里就不再多說。　　

（5）定型模的冷卻速率。冷卻水溫往往沒有引起足夠的重視，冷卻水的作用是將管材拉伸的大分子鏈及時冷卻定型，達(dá)到使用目的。緩慢的冷卻可以使分子鏈有足夠的時間舒展，有利于定型。而急速冷卻，水溫與擠出管坯的溫差太大，制品受驟冷不利于制品低溫性能的提高。從高分子物理學(xué)解釋，PVC大分子鏈在溫度、外力的作用下，發(fā)生卷曲、拉伸過程，當(dāng)溫度、外力撤出后，大分子鏈沒有及時恢復(fù)自由狀態(tài)而處于玻璃態(tài)，大分子鏈雜亂無序排列，造成宏觀上制品低溫沖擊性能低。從塑料加工工藝學(xué)解釋PVC管材在擠出后，制品撤去溫度、外力后有應(yīng)力松弛過程。適宜的冷卻水溫有利于這個過程。冷卻水溫過低，制品中的應(yīng)力沒有來得及消除，造成制品性能下降。所以管材冷卻采用緩冷方式，并可防止成型后的制軟pvc顆粒品翹曲，彎曲和收縮現(xiàn)象，可以防止由于內(nèi)應(yīng)力作用而使制品沖擊強(qiáng)度降低。一般水溫控制在20℃。　　為了使型坯柔和地冷卻而不致驟冷，將連接冷卻定型套的水管接在定型的后部，讓水在定型套中流動方向與型坯運(yùn)動方向相反而從定型套前排出。這樣也不致于造成因水溫過低造成型坯驟冷、產(chǎn)生過大內(nèi)應(yīng)力，使管材脆化，型材的抗沖擊性能下降。加或減少PVC塑料顆粒環(huán)保填料，而增加填料又直接影響其柔性指標(biāo)。填料過多，管材便會出現(xiàn)冷沖不達(dá)標(biāo)。填料過少，管材便會出現(xiàn)尺寸變化率大。相同的是增加或減小柔性指標(biāo)，必然要增加或減小抗沖改性劑或加工助劑，而增加或減小加工助劑又直接影響其剛性指標(biāo)。加工助劑過多，則管材剛性指標(biāo)下降；加工助劑過少，則型材剛性指標(biāo)上升，在配方中這兩者是一個既矛盾又統(tǒng)一的相互制約的因素，但不能說要提高剛性指標(biāo)卻又要保持柔性指標(biāo)便可以在增加填料的同時又無原則增加加工助劑，這是不合理的。所以在配方體系中要確定一個最佳結(jié)合點(diǎn)，以達(dá)到其剛性和柔性的平衡。  來源：互聯(lián)網(wǎng)