PVC的混料工藝決定著PVC產(chǎn)品的質(zhì)量，本文章分為兩部分闡述，本文為第二部分，主要闡述混料工藝對(duì)混料效果的影響；

二、混料工藝對(duì)混料效果的影響

1?投料順序及其對(duì)混料效果的影響

根據(jù)各種原料的作用和相互之間的協(xié)同效應(yīng)，配方中各種原料的加入應(yīng)該分段加入。合理的投料順序是首先在低速攪拌下加入PVC；高速攪拌啟動(dòng)后溫度升到60℃時(shí)加入穩(wěn)定劑與皂類穩(wěn)定劑（對(duì)復(fù)合顆粒狀穩(wěn)定劑適宜與PVC同時(shí)加入）；80℃度左右時(shí)，將加工助劑、內(nèi)潤(rùn)滑劑、顏料以及抗沖改性劑加入（如果潤(rùn)滑劑復(fù)合在穩(wěn)定劑中則同穩(wěn)定劑一同加入）；當(dāng)溫度升到100℃左右時(shí)加入蠟類等外潤(rùn)滑劑；110℃時(shí)，加入碳酸鈣與鈦白粉等無機(jī)物。首先加入PVC與穩(wěn)定劑，可以充分發(fā)揮穩(wěn)定劑對(duì)PVC的穩(wěn)定作用；內(nèi)潤(rùn)滑早加入利于原料的初步凝膠化作用；然后加入加工助劑、抗沖改性劑等以利于其與PVC的混合；外滑劑稍后加入，是為了避免外滑劑作用影響到原料之間的摩擦和分散；碳酸鈣、鈦白粉等無機(jī)粒子最后加入，一方面避免了無機(jī)填料對(duì)潤(rùn)滑劑的吸收，另一方面也減少這些較硬粒子對(duì)混料設(shè)備的磨損。這樣的加料順序?qū)⑹拐麄€(gè)混料更為科學(xué)。但是，這樣的加料方式工藝復(fù)雜，對(duì)設(shè)備與控制的要求更高，另外明顯延長(zhǎng)混料周期，使混料效率下降。所以，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，很多廠家實(shí)行所有原料同時(shí)投入進(jìn)行混料的工藝。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)投料進(jìn)行混合，只要有合適的混料工藝，其干混料一樣能很好地滿足生產(chǎn)需要。

2?熱混與冷混溫度對(duì)混料效果的影響

如上所述，熱混溫度需要高于PVC的玻璃化溫度。其具體設(shè)定值要根據(jù)熱混的目的是否達(dá)到來定。如果熱混溫度偏低，首先是干混料中小粒徑組份仍有很多（如圖3熱混溫度與粒徑分布圖所示），干混料易產(chǎn)生靜電，不利于流動(dòng)，甚至在管道輸送過程中容易出現(xiàn)原料分層的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量；其次是干混料的預(yù)塑化程度不夠，不利于后期生產(chǎn)取得較好的塑化水平，產(chǎn)品的材料性能受影響；第三是原料中的水份等揮發(fā)份沒除盡，使后期加工中析出增加，產(chǎn)品易出現(xiàn)氣泡、甚至降解等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響產(chǎn)品外觀和材料性能。如果熱混溫度設(shè)置太高，則干混料預(yù)塑化程度過高，穩(wěn)定劑在混料時(shí)即消耗太多，影響后期生產(chǎn)時(shí)的工藝控制和產(chǎn)品的材料與外觀性能，甚至影響產(chǎn)品的耐候性。設(shè)定熱混溫度不僅要根據(jù)干混料本身的狀態(tài)來定，還需要根據(jù)配方和后期擠出機(jī)的塑化能力來進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。通常配方中小粒徑組份比例較高，或者后期擠出機(jī)的塑化能力不夠，則熱混溫度應(yīng)適當(dāng)高一些。反之亦然。通常情況下，u-PVC異型材配方的熱混溫度設(shè)定在120℃左右。冷混溫度的設(shè)定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)通常設(shè)定在40～45℃。冷混溫度過高，干混料未充分冷卻即被儲(chǔ)放，將使中間部位原料受過多余熱影響，消耗過多穩(wěn)定劑，干混料甚至出現(xiàn)粉紅等降解現(xiàn)象。冷混溫度過低，不利于提高混料效率。

3?投料量對(duì)混料量的影響

混料時(shí)每一鍋的投料量通常以熱混鍋凈空間的55～75%為宜?；炝狭刻?，則熱混時(shí)摩擦熱產(chǎn)生不足，干混料溫度上升緩慢，不僅延長(zhǎng)熱混時(shí)間，還可能消耗太多的穩(wěn)定劑；混料量太多，則原料不容易混合均勻，水氣等不易排盡，也最終影響到干混料質(zhì)量。

4?干混料靜置時(shí)間對(duì)混料效果的影響

經(jīng)過熱混和冷混的干混料需靜置一段時(shí)間，一般要在儲(chǔ)料罐中至少靜置12小時(shí)以上。如果干混料靜置時(shí)間太短，擠出時(shí)容易發(fā)生型材發(fā)喘（平行雙螺桿反應(yīng)尤甚）的情況，在*自重喂料的設(shè)備上易發(fā)生“架橋”現(xiàn)象。試驗(yàn)表明，靜置24小試后，混合料的表觀密度明顯增加（如表1）[5]。另外，如果能使用大容量的儲(chǔ)料罐放置干混料，在儲(chǔ)料罐中加入均化管，在通過自重取料時(shí)將對(duì)大批量的干混料再進(jìn)行一次均化作用，利于加工與產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。

5?冷卻速度對(duì)干混料的影響除了上述條件對(duì)混料質(zhì)量的影響外，經(jīng)驗(yàn)表明，冷卻速率對(duì)干混料的表觀密度影響也較大（如表2）。冷卻速率越快，產(chǎn)品的表觀密度越大，更利于高速擠出。冷混的冷卻水溫度通?？刂圃?3℃～15℃。

四、混料效果的評(píng)價(jià)

如前所述，混料有四個(gè)目的。表觀密度、流動(dòng)性、揮發(fā)份是可以直接進(jìn)行檢測(cè)的，除此之外，還可以通過干混料白度、流變塑化性能、篩余物、熱穩(wěn)定時(shí)間和粒徑分布來評(píng)判混料質(zhì)量。這八項(xiàng)指標(biāo)都可以做到量化，但標(biāo)準(zhǔn)卻不是固定的。不同廠家可根據(jù)自己的實(shí)際情況，確定檢測(cè)的項(xiàng)目并確定適合自己的最佳干混料的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，用以分析和控制混料過程的質(zhì)量和穩(wěn)定性。下面分別闡述如何通過這些指標(biāo)進(jìn)行干混料分析。

1?表觀密度

如前所述，熱混的目的之一是取得較高的干混料表觀密度。具體測(cè)試方法可參照PVC表觀密度測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T?20022-2005進(jìn)行。在目前的技術(shù)水平下，優(yōu)質(zhì)異型材配方的填料量不超過10份，以鉛系配方為例，未熱混配方料的表觀密度大約在0.55g/ml，經(jīng)過熱混后可提高到0.62g/ml。干混料表觀密度與熱混溫度之間并不是直線關(guān)系。當(dāng)熱混溫度達(dá)到一定程度（小粒徑組份基本消失）后，再提高熱混溫度，干混料的表觀密度變化不明顯。僅觀察表觀密度是不夠的，必須結(jié)合白度、篩余物和流動(dòng)性等指標(biāo)進(jìn)行分析。另外填料比例很高的配方，表觀密度會(huì)明顯高于正常配方的表觀密度。

2?白度

干混料的白度可用白度計(jì)檢測(cè)。它能反映配料的計(jì)量準(zhǔn)確與否，更重要的是可反映原料的初步凝膠化程度。在投料準(zhǔn)確的情況下，如白度低于正常值時(shí)，則反映熱混過頭了，原料的凝膠化作用過強(qiáng)，受熱時(shí)間過長(zhǎng)，需檢查熱混溫度的控制是否準(zhǔn)確，如熱電偶是否接觸不良導(dǎo)致實(shí)際熱混溫度過高等等。反之，白度更高，可能熱混程度不夠。

3?熱穩(wěn)定時(shí)間

熱穩(wěn)定時(shí)間分靜態(tài)和動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間。靜態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間通常通過剛果紅試驗(yàn)測(cè)定（GB/T?2917.1?以氯乙烯均聚和共聚物為主的共混物及制品在高溫時(shí)放出氯化氫和任何其它酸性產(chǎn)物的測(cè)定?剛果紅法）。動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定時(shí)間可通過雙輥混煉壓片和轉(zhuǎn)矩流變?cè)囼?yàn)兩種方法進(jìn)行分析。在相同試驗(yàn)條件下，雙輥混煉壓片的變色程度越深，說明動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性越差，反之亦然。通過轉(zhuǎn)矩流變時(shí)間可直接在流變圖上讀出干混料的降解時(shí)間。動(dòng)態(tài)熱穩(wěn)定性更能準(zhǔn)確判定干混料的熱穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定時(shí)間出現(xiàn)異常，一方面可能是原料的加入計(jì)量不準(zhǔn)，導(dǎo)致熱穩(wěn)定劑實(shí)際比例不足或過多；也可能是混料的溫度控制系統(tǒng)有問題。當(dāng)熱混鍋里原料的填充量不夠，或者攪拌葉片磨損嚴(yán)重時(shí)，溫度上升更為緩慢，在以溫度控制熱混時(shí)間的情況下，其結(jié)果都使物料經(jīng)受過長(zhǎng)時(shí)間的熱混，消耗過多的熱穩(wěn)定劑，并最終導(dǎo)致干混料熱穩(wěn)定時(shí)間縮短。

4?流動(dòng)性

干混料的流動(dòng)性俗稱干流性。其方法是使用標(biāo)準(zhǔn)漏斗對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體積的干混料進(jìn)行流動(dòng)時(shí)間檢測(cè)。干流性時(shí)間的長(zhǎng)短反映干混料中小粒徑組份的多少，良好的干混料粒徑較大而均勻，很容易流動(dòng)，反映混料效果較好。分析圖3中，四種混料工藝下的混合料，粒徑分布相差很大。對(duì)這四種混合料進(jìn)行相同條件的干流性檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)其流動(dòng)時(shí)間相差也很大，結(jié)果如表3。干混料的流動(dòng)性，還受原料濕度的影響。因此需要首先排除濕度因素。另外，高填充量的配方，僅僅通過熱混工藝的提高是不可能將干混料中的小粒徑組份完全消除的。由于存在大量的小粒徑組分，干混料的流動(dòng)性會(huì)受到嚴(yán)重影響，甚至導(dǎo)致原料分層，影響加工與產(chǎn)品質(zhì)量。干混料的流動(dòng)性還可以通過檢測(cè)干混料的靜止角來分析。但這種方法不易量化，操作相對(duì)更為困難。

5?揮發(fā)份含量

揮發(fā)份檢測(cè)可按GB/T?2914?塑料氯乙烯樹脂和共聚樹脂?揮發(fā)物（包括水）的測(cè)定方法進(jìn)行。揮發(fā)份含量超標(biāo)，反映熱混時(shí)揮發(fā)份排除不良。一方面要控制原料的揮發(fā)份含量，縮短原料露天堆放的時(shí)間，另一方面要檢查熱混鍋的揮發(fā)份排空通道是否堵塞等等。

6?流變性能

流變?cè)囼?yàn)使用轉(zhuǎn)矩流變儀，主要考察干混料的加工工藝性能。在投料準(zhǔn)確的情況下，待查干混料的流變曲線與標(biāo)準(zhǔn)曲線相差太大時(shí)，說明干混料的預(yù)凝膠化程度明顯變化，混料過程出現(xiàn)問題，需要進(jìn)行設(shè)備檢查和工藝糾正。流變?cè)囼?yàn)的結(jié)果相差太大，反映到擠出生產(chǎn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)較大的工藝變化，必須進(jìn)行擠出工藝的大幅調(diào)整才能正常生產(chǎn)，甚至于不能正常生產(chǎn)而導(dǎo)致干混料作廢。如圖4中，樣品1和標(biāo)準(zhǔn)樣品的塑化曲線重復(fù)性較好，可認(rèn)為樣品1的配方計(jì)量和混料工藝良好。而樣品2的塑化比標(biāo)準(zhǔn)要慢一些，可能在原料添加或混料環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，需找尋原因加以解決。在正常生產(chǎn)中利用轉(zhuǎn)矩流變?cè)囼?yàn)控制和分析干混料時(shí)，通?？刂扑芑瘯r(shí)間和塑化扭矩兩項(xiàng)指標(biāo)。

7?篩余物

篩余物檢測(cè)使用一大一小兩種目數(shù)的振動(dòng)篩，通過分析干混料中過小粒徑和過大粒徑組分的比例情況，來反映混料的效果。檢測(cè)方法可參照PVC篩余物檢測(cè)方法進(jìn)行（GB/T?2916或附錄B）。如果干混料中小粒徑組份含量太多，則反映混料程度不夠；而大顆粒含量超標(biāo)，則可能實(shí)際的熱混過頭，也可能存在混料鍋排氣不良，鍋壁結(jié)垢，混料鍋排料不盡等等情況，使粘結(jié)成硬塊的過度熱混料落入鍋中，無法被充分打碎。

8?粒徑分布

如果說篩余物是通過兩個(gè)標(biāo)尺來判斷混料的程度，那么粒徑分布則是通過對(duì)干混料粒徑的完全分析來進(jìn)行判斷的。如前所述，混合良好的干混料，其粒徑分布呈現(xiàn)一個(gè)高而窄的粒徑分布峰（如圖3中的圖d）。出現(xiàn)雙峰分布，或者分布峰矮而寬，都說明干混料的顆粒并不均勻，混料效果不好。根據(jù)檢測(cè)，混料效果良好的干混料的平均粒徑Dav在160～190μm。

通過上述八項(xiàng)指標(biāo)的監(jiān)控，不僅可以控制混料過程，甚至可以監(jiān)控投料量是否準(zhǔn)確，如果再加上灰份檢測(cè)和元素分析，甚至就可以對(duì)投料、混料工藝進(jìn)行完全的分析與控制。

五、結(jié)論

1、u-PVC制品的生產(chǎn)需經(jīng)過原料的熱混與冷混過程。通過混料，取得干混料良好的均勻分散程度，適當(dāng)?shù)谋碛^密度和流動(dòng)性、以及適度的預(yù)塑化程度，并充分排除原料中的水份和低揮發(fā)份。?2、u-PVC制品干混料的制備效果主要受熱、冷混溫度，混料鍋投料量，冷混鍋冷卻速度和干混料靜置時(shí)間的影響；

3、評(píng)價(jià)混料效果的方法包括表觀密度、白度、熱穩(wěn)定時(shí)間、干流性、揮發(fā)份含量、篩余物含量、轉(zhuǎn)矩流變?cè)囼?yàn)以及粒徑分布等方面，通過這些項(xiàng)目分析還可以判斷投料的準(zhǔn)確性。

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