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PVC异型材塑化质量的探讨冯伟刚

PVC异型材塑化质量，是指PVC树脂经过挤出机的高热和剪切加工通过模具定型后，在PVC异型材产品质量上的反映。它包括两方面内容，即内在质量在质量。外在质量在挤出后就可以观察到，包含挤出时的出料状态、成型物表面情况，即塑化效果。内在质量需要通过一系列检测手段测得，包含异型力学性能（角强度、低温落锤指标等），即塑化结果。所以，PVC异型材良好的塑化质量是保证PVC异型材产品质量的基本条件。

PVC树脂在塑化过程中的转化

我们知道，挤出成型是塑料成型加工的一种方式，PVC树脂在挤出机中的运动过程是一个塑化过程。从物料状态上看是一种转化，由玻璃态转化为高

，再转化为粘流态；从聚集态结构上看，是一种结构重组，从树脂颗粒被破碎到初级粒子被破碎，再到一级粒子的破碎，最后形成自由的大分子链。从意义上说，PVC树脂的塑化质量（塑化度）就是PVC粒子被破坏的程度。

PVC树脂在双螺杆挤出机机筒中的塑化，分：固体输送段、熔融段、熔体输送（挤出）段三段历程。

固体输送区 熔融区 熔体输送（挤出）区

在固体输送段，PVC粒子被致密地压实后，形成在螺槽上滑动的固体床或固体塞。固体塞运动是依靠机筒表面与固体塞之间的摩擦力，而螺杆与固体塞的摩擦力却阻止固体塞运动。所以在机筒内，造成PVC粒子不在同一方向前进，而是不时地翻滚、打滑，随螺杆旋转、“架桥”，在“桥”后堆积起来破“桥”，随着PVC物料挤出和PVC物料在料斗内的流动，过程反复进行。在这个区域，良好的塑化质量，从状态上看，PVC大分子由玻璃态转化为高

；从聚集态结构看，50～60%的PVC树脂颗粒被破碎变化为初级粒子，各种助剂粒子的表面与初级粒子表面充分接触、扩散。

在熔融段，PVC粒子在被挤压致密的同时，建立了相当大的压力，这些压力与周围热介质的软化作用一起，把压实的颗粒变成密实的“固体膏状床”时的“固体膏状床”是由一部分PVC高弹态与一部分PVC玻璃态、少量的PVC粘流态组成的混合状态。“固体膏状床”具有螺旋形螺槽的形状并且在螺滑动。由于这种相对运动，在“固体膏状床”和机筒表面之间的熔膜内便产生了速度分布。于是，熔膜中的熔体开始向螺纹推进、流动，当它遇到螺棱棱便将熔体从机筒上“刮下”，并且聚集在推进螺纹前方的螺槽后部的熔池中。当“固体膏状床”沿着螺槽移动时，越来越多的熔料被带入熔池，“固状床”被逐渐破坏而成为粘流态向前输送。良好的塑化质量，从状态上看，PVC大分子状态由高弹态转化为粘流态；从聚集态结构来看，PVC树脂颗粒基碎，有60～70%PVC初级粒子破碎变化为一级粒子，各种助剂分子表面与PVC一级粒子表面接触，形成物理与化学的结合。

熔体输送（挤出）段，熔融大分子在剪切作用下与各种助剂进一步反应，被均化。连续PVC物料粘流体不断地定量挤出，形成熔体压力，保证了PVC

型材最终成型产品的密实度。在这个区域，良好的塑化质量，从状态上仍保持PVC大分子粘流态，从聚集态结构看，是PVC一级粒子与少量初级粒子共成结晶体，这部分初级粒子可以提高最终材料的强度、韧性。当含有这种结晶体材料被挤出、冷却后，在外力的作用下，初级粒子能够阻碍一级粒子的

，达到强度提高；又由于初级粒子表面积大，在受到冲击时可以吸收部分冲击能，韧性提高[1]。[2]

综合上述，良好的塑化质量的标志：

1、经过挤出机的高热和剪切，PVC树脂的初级粒子、一级粒子相继破碎，PVC大分子处于互相缠绕的自由状态，在外力（牵引力）的作用下被拉伸，大进行结构重排。强度提高。

2、这种结构重排的结果，PVC树脂颗粒全部破碎，初级粒子60～70%破碎，未破碎的初级粒子中夹在具有柔性的大分子链之间。由于初级粒子的阻用，使大分子链在外力拉伸时受到一定的限制，有利于最终产品的热尺寸稳定性能。又由于初级粒子的存在，其表面积大，能够吸收外来的冲击能量，于最终产品的抗冲击性能。

3、产品的外观是均匀、细腻、有光泽的。

然而，要真正实现PVC树脂在这三段塑化过程的顺利转化，达到满意的塑化质量并不是件容易的事，必须在挤出工艺温控系统、配方系统、设备精度

面同时给以保证才能实现。

PVC异型材的塑化质量与挤出工艺温控曲线

PVC异型材塑化的条件之一是必须有热源。因其塑化质量是通过挤出机分区分部加热、剪切挤压来实现的。所谓分区加热，即挤出机机筒分1区、2区

区、4区、合流芯五个区进行加热。所谓分部加热，即按机筒、螺杆芯部、模头三部分加热。剪切挤压大小是通过挤出机螺杆的转速及喂料的转速来实现的

在生产实践中，良好塑化质量的实现以良好的工艺温控范围为前提。

在锥形双螺杆挤出机上进行了框材与扇材（中梃）的生产试验与观察，通过检测异型材的力学性能看异