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聚氯乙烯及聚烯烴管材的配方ppt課件

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聚氯乙烯及聚烯烴管材的配方ppt課件

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這是聚氯乙烯及聚烯烴管材的配方ppt課件下載,主要介紹了概論;塑料管材的種類;管材配方設計的原則;聚氯乙烯下水管材配方設計;交聯聚乙烯管配方設計;硅烷交聯聚乙烯熱收縮管,歡迎點擊下載。

聚氯乙烯及聚烯烴管材的配方 設計原理 概論 1、塑料管材的性能及用途 管材是擠出成型法加工的主要產品之一。塑料管材的突出優點:相對密度小,相當于金屬的1/4-1/7;電絕緣性能、化學穩定性優良;安裝、施工方便,維修容易;單位能耗低廉。但與金屬相比,它的力學性能較低,使用溫度范圍較窄,膨脹收縮變形較大。 2塑料管材的種類 塑料管材的用途是輸送液體、固體、氣體,并可以作為電線電纜護套和結構材料。主要應用范圍是:建筑給水管、建筑排水管、埋地排水管、燃氣管、護套管、農業用管、工業用管。住宅建設,環境保護與治理,農業節水灌溉,交通、通訊、水利、能源等基礎建設工程使得塑料管材有著非常廣闊的市場 3. 管材配方設計的原則 塑料管材的種類很多,按照所用原料的不同,管材性能與結構的不同,工藝不同考慮。 如原料為管材專用牌號的樹脂,且成型后能夠滿足管材性能指標要求的,可采用直接擠出工藝,聚烯烴樹脂的牌號對最終性能影響極大。 若現有牌號樹脂不能滿足產品性能或加工過程要求,在成型管材之前應先設計配方。 設計配方的原則是根據使用要求,根據我國已經制定了各類管材標準進行 PVC管材 PVC給水管 PVC排水管 PVC埋地排污管 密度: 1.350-1.460 - ≤1.5 拉伸強度Mpa ≥40 斷裂伸長率% ≥80 維卡軟化溫度℃ ≥ 80 ≥ 79 ≥79 落錘沖擊 ≤5 % 9/10 9/10 縱向回縮率 ≤9 % ≤5 % ≤5 % 公稱壓力 2.0 ∮40 1.0Mpa 扁平實驗50%無裂 環剛度5%變形 2,4,8kP 二氯甲烷浸漬 無變化 無變化 PVC給水管 公稱壓力 2.0 ∮40 1.0Mpa 2.0 ∮50 0.8Mpa 2.0 ∮63 0.6Mpa 是對材料的拉伸強度,剛性的要求 影響材料的拉伸強度,剛性的因素: 樹脂:聚合度;雜質;降解 助劑:都有影響,其中CPE,增塑劑,填料影響最大 加工: 混合均勻程度,塑化質量 模具: 機頭壓力 冷卻狀態 PVC排水管 拉伸強度Mpa ≥40 斷裂伸長率% ≥80 維卡軟化溫度℃ ≥ 79 扁平實驗 50% 無 裂 是對材料的拉伸強度,韌性的要求 影響材料的拉伸強度,韌性的因素: 樹脂:聚合度;雜質;降解 助劑:都有影響,其中CPE,填料影響最大 加工: 混合均勻程度,塑化質量 模具: 機頭結構,壓力 冷卻狀態 PVC埋地排污管 環剛度5%變形 2,4,8kP 落錘沖擊 9/10 是對材料的剛性的要求 影響材料的剛性的因素: 樹脂:聚合度;雜質;降解 助劑: CPE,填料影響最大 加工: 混合均勻程度,塑化質量 模具: 機頭壓力 冷卻狀態 提高韌性的方法 1.改變分子的聚集狀態 控制結晶度,晶形. 2.提高分子鏈段的運動能力 減少分子間作用力,. 3.增加柔順鏈段 增加改性劑 提高剛性的方法 1.改變分子的聚集狀態 增加結晶度,晶形 2.增加分子間作用力 交聯,偶聯,擴鏈 3.增加剛性助劑 填料,增強纖維. 聚氯乙烯管材配方設計原則 二.聚氯乙烯下水管材配方設計 1.聚氯乙烯下水管材與聚氯乙烯異型材標準測試項目及指標的差別 下水管材 異型材 測試指標 拉伸強度Mpa 43 40 37 拉伸伸長率% 80 100 維卡軟化溫度℃ 79 83 落錘沖擊 20℃ 0℃ -10℃ 扁平實驗 ∨ - 加熱尺寸變化率 - ∨ 彎曲彈性模量 - ∨ 2.管材的配方 管材配方中包含: PVC樹脂,抗沖擊改性劑,穩定劑,加工改性劑,填充劑、色料及外潤滑劑等成分 1).PVC樹脂 為了獲得迅速與均勻的塑化,應該采用懸浮法疏松型樹脂、樹脂的型號多為:SG—5;SG-4 用于雙壁波紋管的樹脂,特別應具有良好分子量分布和雜質量,以減少管材中的“魚眼”,避免管材波紋的塌陷和管壁的破裂。 用于給水管的樹脂,應屬“衛生級”,樹脂中殘留氯乙烯在lmg/kg以內。 為了保證管材的質量,減少次品率,樹脂的來源要穩定。 2).穩定劑 目前國內采用的主要熱穩定劑為 三堿式硫酸鉛與二堿式鉛鹽,金屬皂類并用 復合鉛鹽穩定劑 稀土復合穩定劑 有機錫穩定劑 含重金屬的穩定劑(如含Pb,Ba,Cd)對人體健康有害,這些穩定劑在給水管配方中的用量有限制.。 穩定劑用量 單螺桿擠出流程,物料受熱歷史較雙螺桿擠出流程要長,穩定劑用量前者較后者要增加25%以上。雙壁波紋管的機頭溫度較高,物料在機頭內停留時間較長,配方中穩定劑的用量比普通管配方要多。 4).填料 填料的作用是可降低成本。盡量采用超細活性的填料,(價格較高).管材用量比型材大. 填料用量過大會造成抗沖擊性降低和管耐壓性下降,所以,在化工用管和給水管中,填料用量在10份以內。 排水管,冷彎穿線套管中填料用量可多些,同時加大CPE的用量來改變沖擊性能的下降。 對管材性能要求較低的管材,和落雨管,填料量可很大,但是對雙螺桿擠出機磨損較嚴重。 改性劑 加工改性劑: 普通管材可以少用或不用, 波紋管和薄壁管多用. 沖擊改性劑: 比型材用量少, 兩方面原因:1.性能,耐低溫,拉伸強度 2.成本 其它助劑 顏色: 鈦白用量,型材作為耐老化劑來使用,必須用.硬PVC管的配方中主要是色素,主要是鈦白粉或炭黑,可依管材外觀要求選用。 潤滑劑: 管材配方中的潤滑劑用量可以大些, 雙螺桿生產中配方的潤滑劑用量比單螺桿擠出機略大些,穩定劑少一些. 注意:金屬皂類穩定劑的潤滑作用. 配方例1 上水管材配方: PVCSG-5(無毒) 100 T-175穩定劑 1-3 Ca/Zi復合穩定劑 1-2 Caco3 8-15 鈦白 1-2 石蠟 0.5-1 配方例2 下水管材配方: PVCSG-5 100 復合鉛穩定劑 3-5 Caco3 10-30 鈦白 (碳黑) 1-2(0.1-0.3) 石蠟 0.5-1 H-st 0.5-1 CPE 4-8 拉伸強度Mpa 43 40 37 拉伸伸長率% 80 100 維卡軟化溫度℃ 79 83 落錘沖擊 20℃ 0℃ -10℃ 扁平實驗 ∨ - 加熱尺寸變化率 - ∨ 彎曲彈性模量 - ∨ 配方例3 冷彎穿線管材配方: PVCSG-4-5 100 復合鉛穩定劑 3-5 Caco3 20-40 鈦白 1-2 石蠟 0.5-1 H-st 0.5-1 CPE 4-8 增塑劑 4-6 配方例4 波紋管材配方: PVCSG-6-8 100 復合鉛穩定劑 3-5 Caco3 10-30 鈦白 (顏色) 1-2(適量) 石蠟 0.5-1 H-st 0.5-1 CPE 4-8 ACR 1-2 配方例5 停車配方: PVCSG-5 100 復合鉛穩定劑 10-15 Caco3 30-50 石蠟 1-5 H-st 1-5 二.交聯聚乙烯管 配方設計 1.交聯聚乙烯管廣泛用于飲用水、熱水和食品工業。石油化工工業中的流體輸送,其特點為:具有良好的強度、耐熱性。耐熱老化性、耐環境應力開裂性、電絕緣性、耐芳烴、抗蠕變等性能。 交聯聚乙烯管一般采用高密度聚乙烯,交聯的方法可以是物理方法或化學方法。物理方法是利用高能輻射鉆源或電子加速器射線交聯。 化學方法是采用化學引發劑使聚乙烯大分子之間產生交聯鍵。聚乙烯原來的線形結構,經交聯轉變為三維網狀結構,使得性能發生變化。 硅烷交聯聚乙烯管工藝。 1.硅烷交聯聚乙烯原理 引發劑在受熱情況下,生成自由基① 接觸PE鏈后攝取鏈段上的H,使PE鏈引發成帶自由基的活性鏈② PE活性鏈與帶活性官能團(含不飽和鍵)的硅烷進行反應,使硅烷中的。鍵打開,按上硅烷生成硅烷接枝PE③ 接枝后的PE鏈上的硅氧乙基在催化劑作用下快速水解,換出乙醇,并形成硅羥基⑤。硅羥基之間經進一步結合,在大分子之間形成三維一O--Si—O-一鍵而達到交聯 2.硅烷交聯聚乙烯管生產工藝 1)兩步法這種方法是將聚乙烯和硅烷引發劑在反應型混合機中進行接技反應,使硅烷接枝到聚乙烯鏈側端,經擠出造粒而制得接枝共聚物A料;再將聚乙烯加入交聯催化劑及其他助劑混合擠出造粒,制得催化劑母粒B料,在應用時按一定比例混合A、B料擠出成型制品,經溫水交聯后成交聯聚乙烯管。 兩步法工藝流程示意如下: (2)一步法 一步法是將聚乙烯與硅烷交聯劑、引發劑和催化劑等一起混合,將接技聚合與成型、交聯各步驟一次完成的生產過程。 其工藝流程如 : 兩方法區別: 兩步法優點: 可以控制較低的溫度接枝,避免交聯反應.擠出歷程長,接枝率高.付反應小. 投入大,成本高 一步法優點: 省設備,省工藝,成本低.專用設備 控制難,接枝率低.付反應大 配方 樹脂:高密度聚乙烯以選擇管材專用料為宜,密度約為0.95g/cm3,熔體流動速率6—8g/10min。 接枝單體:可以是乙烯基三甲基丙烯酰氧基硅烷(VTMS)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)或 3一甲基丙烯酰酸氧基三甲氧基硅烷(VMMS)。 引發劑:可以是過氧化二異丙苯(DCP)或 過氧化苯甲酰(BPO)。 配方中還應含有催化劑、抗氧劑、流動改性劑等。 配方例 注意點 (2)有機過氧化物在一定的溫度條件下發生熱分解,引發PE交聯。 (3)擠出溫度擠出機各段溫度的設定與樹脂的熔融溫度和接技引發劑的分解溫度、分解速度有關,進而影響接枝反應速率。過氧化二異丙苯(DCP)的分解半衰期與溫度的關系如圖所示。溫度升高有利于接枝反應速率,同時也加大PE自身的交聯 物料應在料筒中的停留時間 當選擇的加工溫度不同時,物料應在料筒中有不同的停留時間,以保證DCP分解,引發接枝。生產中將物料在擠出機中的平均停留時間控制在DCP分解半衰期的5—10倍。物料在擠出機中的停留時間是非常重要的工藝操作因素,若停留時間不足,會造成最終管材的交聯度不夠,但若停留時間過長,會造成在擠出機中提早發生交聯,使得擠出成型困難,更嚴重的是管材的性能和使用壽命大大降低。 水解縮合交聯的溫度及時間 水解縮合交聯的過程需要適當的溫度和濕度,交聯反應需要充足的時間,管材壁越厚,徹底交聯的反應時間越長 生產工藝參數舉例 (1)兩步法硅烷交聯聚乙烯管 ①接枝A料及含催化劑B料的造粒工藝。造粒選用平行同向雙螺桿擠出機,螺桿直徑為58mm。料簡各段溫度控制如表,螺桿轉速為35r/min ②管材成型 采用單螺桿擠出機成型管材,料筒、機頭溫度. 為190—230℃, 螺桿轉速30—40r/min 冷卻水槽冷卻 機頭為直通式結構,擠出的管坯用真空定型裝置定型,噴淋式 ③交聯反應 管材在沸水中浸泡8—10h,完成水解縮合反應,成為交聯管。 (2)一步法硅烷交聯聚乙烯管 采用單螺桿反應式擠出機,長徑比為28:1。樹脂進行預干燥處理,含水量<0.0002%。原料中固相、液相分別計量加料。擠出機溫度設置如表 三.硅烷交聯聚乙烯熱收縮管 熱收縮管的形成是將一定直徑的管材在可形成大分子取向條件下沿徑向拉伸,使其產生“彈性記憶”。為了保證拉伸過程較小大分子松弛,使拉伸后有一定的“記憶”性能,可將聚合物材料在拉伸之前先形成交聯。交聯后的三維網狀結構成為熱致形狀記憶材料的固定相。拉伸使大分子沿拉伸方向取向,材料宏觀上發生形狀和尺寸變化,這種形變是在材料彈性形變之內,將大分子拉伸狀態凍結,一旦遇到適當溫度條件,材料表現彈性回復。 成型工藝原理 有機硅烷交聯聚乙烯熱收縮管的管材成型是將聚乙烯樹脂中加入硅烷單體及引發劑等,通過熔融混合制成可交聯管,再經水解縮合達到一定的交聯度,擴管后制得熱收縮管。交聯管工藝也可分為一步法和兩步法 造粒 接枝成型 3.熱收縮管的擴管工藝 熱收縮管的擴管方法很多,其原理為:將已成型好的,有一定交聯度的管子加熱至一定溫度,在力的作用下使管徑增加,冷卻后得到可收縮的管子。 交聯聚乙烯管配方特點: 引發劑的種類和用量 與加工溫度的協同 硅烷交聯劑接枝, 與水解交聯 完

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《聚氯乙烯及聚烯烴管材的配方ppt課件》是由用戶huangyixuan于2020-11-20上傳,屬于房產裝修PPT。

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