張家港市科培達(dá)機(jī)械混合機(jī)組工作技術(shù)原理——

PVC型材擠出工藝主要有混料、擠出、真空冷卻定型等3個(gè)步驟組成。混料包括配料、熱混、冷混以及廢料的回收與摻混等。

混料是生產(chǎn)PVC型材的第1道工序，具有十分重要的作用。在擠出過程中，一般采用錐形雙螺桿擠出機(jī)，其正位輸送作用遠(yuǎn)大于對物料的混合作用，因此各種助劑的均勻混合和混煉主要由擠出之前的混料來完成。

因此，德國某專家說：“好的混料設(shè)備可以補(bǔ)償塑化性能差的擠出機(jī)，但塑化性能再好的擠出機(jī)也不能彌補(bǔ)混料設(shè)備較差帶來的影響。”

配料就是嚴(yán)格按配方組分、用量的要求，采用不同精度的計(jì)量器具，準(zhǔn)確對生產(chǎn)所需的各種原料進(jìn)行稱重、配比。配方組分、用量是經(jīng)過多次嚴(yán)格試驗(yàn)得出的，用量過大會增加成本，用量過少會影響PVC型材的性能，因此如果配料工作出現(xiàn)差錯，對PVC型材質(zhì)量影響*。

1,工作期間一定要穿戴工作服，嚴(yán)禁攜帶任何與工作無關(guān)的雜物，以免工作時(shí)掉入配料桶內(nèi)。

2,做好操作前的準(zhǔn)備工作，各類助劑應(yīng)開包檢驗(yàn)，原料碼放一定要整齊、有序、對號入座。

3,對各類原料的顏色、粒度、流動性（手感）、用量標(biāo)準(zhǔn)一定要十分清楚。

4,不同原料要采用不同精度的計(jì)量儀器。用量較大的（如穩(wěn)定劑、沖擊改性劑、、碳酸鈣等）可用精度為10 g的電子秤計(jì)量；用量較小的（如加工助劑、潤滑劑、色母料、抗氧劑等）必須用精度為1 g的電子秤計(jì)量。計(jì)量偏差：CaCO3≤50 g，UV-531、抗氧劑≤0. 1 g，其他物料≤5 g。

5,嚴(yán)格按制定好的程序操作，嚴(yán)防遺漏或重復(fù)計(jì)量。

6,配料時(shí)應(yīng)輕拿輕放，不得將物料泄漏到地面或揚(yáng)起粉塵，污染環(huán)境。

7電子秤等計(jì)量儀器一定要定期檢查、維護(hù)和檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)處理或更換。工作完畢后一定要清理黏附在儀器上的浮料，以免影響計(jì)量儀器的準(zhǔn)確性。

8,應(yīng)不定期復(fù)核配料質(zhì)量，對于計(jì)量不合格的原料，應(yīng)作為廢料處理，不可混入已稱量合格的原料中。

9,每班次的配料要有詳細(xì)記錄，包括原料牌號、產(chǎn)地、配料量、操作人員等。特別是新進(jìn)廠的原料，一定要詳細(xì)記錄，以便驗(yàn)證其性能。

10,配料工作完成后，各類原料一定要進(jìn)行封存處理，并核對稱量的助劑量及剩余的助劑量是否與助劑總量相符，防止出現(xiàn)漏配或重復(fù)配料現(xiàn)象。

二、熱混與冷混1、熱混過程

熱混不是物料簡單的混合、攪拌過程，是配方中不同組分與用量的物料，在高速旋轉(zhuǎn)的攪拌槳葉推動下，沿混料機(jī)內(nèi)壁急劇散開，并從機(jī)內(nèi)中心部位落下，形成漩渦狀運(yùn)動的過程。在物料與攪拌槳葉以及混料機(jī)內(nèi)壁相互撞擊、磨擦而產(chǎn)生的剪切作用下，物料由固體、單相、不均態(tài)向多相、均態(tài)、部分凝膠態(tài)轉(zhuǎn)化，而且物料溫度不斷上升， PVC顆粒和其他組分不斷相互滲透， PVC顆粒表面逐漸吸收或吸附穩(wěn)定劑、潤滑劑等，可通過表觀密度的增加來衡量密實(shí)度。通常PVC樹脂的表觀密度僅為0. 45~0. 55 g/cm3，而熱混料表觀密度可增大至0. 63~0. 70 g/cm3。

熱混過程包括擴(kuò)散、對流、剪切3種作用過程。擴(kuò)散作用使物料組分之間的分布更均勻，使組分微粒從較多的區(qū)域向較少的區(qū)域遷移，從而達(dá)到組成均一；對流和剪切都是利用機(jī)械力作不規(guī)范流動，使物料組分達(dá)到均勻分散。

隨著溫度的不斷升高， PVC粒子不斷吸收穩(wěn)定劑、潤滑劑等，逐漸被各組分包覆；當(dāng)物料溫度升至100℃左右時(shí)，很容易除去PVC樹脂及助劑中的水分和其他易揮發(fā)物，避免了在擠出過程中產(chǎn)生氣泡；當(dāng)物料升至110~120℃時(shí)，可形成均勻、穩(wěn)定的干混粉料。

2.、PVC混合料的凝膠化

熱混也是PVC混合料凝膠化的過程。未經(jīng)混料的PVC樹脂在常溫狀態(tài)下顆粒大小不一，小顆粒較多，在擠出成型過程中極易引起塑化不均勻。在熱混過程中， PVC樹脂逐漸熔融、塑化，再結(jié)晶形成網(wǎng)絡(luò)形態(tài)結(jié)構(gòu)。

從常溫到50℃以下時(shí)， PVC結(jié)團(tuán)粉粒和較大的顆粒被摩擦、沖擊后，雖然表觀密度變化不大，但大的堆積粒子被剪切破碎后逐漸變成小粒子，并在吸收了熱能和機(jī)械能后活性增大，逐漸結(jié)合其他顆粒，粒徑增大。

當(dāng)料溫在90℃以下時(shí)，混料機(jī)升溫速度較快，之后升溫較慢，擴(kuò)散、剪切、對流作用較為劇烈。當(dāng)料溫達(dá)到115℃時(shí)， PVC樹脂小顆粒變得大而均勻，小顆粒逐步消失，且顆粒邊緣因部分凝膠化而變成透明和半透明狀。

在一定條件下， PVC樹脂顆粒部分凝膠化的程度是由出料溫度所決定的。當(dāng)料溫達(dá)到120℃時(shí)， PVC顆粒趨向穩(wěn)定，且凝膠化程度加劇。

整個(gè)熱混過程PVC顆粒反復(fù)結(jié)合和均化，粒徑增大，起到致密化作用，使PVC顆粒的表觀密度達(dá)到zui大值，利于提高擠出產(chǎn)量，促進(jìn)物料的均勻塑化，提高PVC型材的焊接強(qiáng)度、沖擊性能及其他性能。均一性和干流性較好的PVC干混粉料，可觀察到PVC樹脂既有顆粒細(xì)化、粒徑均勻的形態(tài)變化，又表現(xiàn)出表觀密度大、部分凝膠化的特點(diǎn)。

3、熱混出料溫度

熱混出料溫度決定了PVC物料均勻塑化的進(jìn)程。熱混溫度過低， PVC物料塑化不均勻，影響PVC型材的性能；熱混溫度過高， PVC物料在混料罐內(nèi)易發(fā)生降解，甚至“糊料”，影響生產(chǎn)。

因此一般情況下，大部分PVC型材生產(chǎn)企業(yè)把120℃作為熱混的額定溫度指標(biāo)。當(dāng)碳酸鈣用量較大時(shí)，可適當(dāng)提高熱混出料溫度，以利于PVC物料及低熔點(diǎn)組分均衡吸附碳酸鈣，提高表觀密度。

4、熱混時(shí)間

除熱混出料溫度需要控制外，還需要密切注意熱混時(shí)間，以便對出料溫度控制進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)連續(xù)混料時(shí)，如果熱混達(dá)到出料的時(shí)間較短（如低于7min），應(yīng)延長每批料間隔時(shí)間；

當(dāng)混料機(jī)*使用后，如果升溫過慢（如超過12 min仍達(dá)不到出料溫度），可及時(shí)卸料，認(rèn)真檢查熱電偶、溫度表是否指示失靈，并進(jìn)行處理。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)混料機(jī)槳葉磨損嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換，以防影響混料質(zhì)量。一般情況下，當(dāng)混料時(shí)間超過正常混料時(shí)間的2倍或槳葉端部的磨損大于15 mm時(shí)，則應(yīng)更換葉片。

5、熱混加料順序

熱混加料順序?qū)炝腺|(zhì)量及混料罐磨損有一定影響。

加料順序通常是：

A.  在低速下加入PVC樹脂、熱穩(wěn)定劑；

B.  在高速和60℃條件下加入沖擊改性劑、加工助劑、內(nèi)潤滑劑；

C.  在高速和80℃條件下加入填料、，，粉、群青、外潤滑劑、UV-531、色母料、抗氧劑等。

作用：

A.  先加入熱穩(wěn)定劑可以充分發(fā)揮其對PVC樹脂的熱穩(wěn)定作用；

B.  較早加入內(nèi)潤滑劑有利于PVC物料的初步凝膠化；

C.  過早加入粉會影響制品表面光潔度和色澤，且對混料罐磨損較大；

D.  過早加入碳酸鈣不僅對混料罐磨損較大，而且會優(yōu)先吸收內(nèi)潤滑劑；

E.  過早加入加工助劑會優(yōu)先吸收鉛鹽穩(wěn)定劑，使PVC吸收鉛鹽穩(wěn)定劑的量減少，導(dǎo)致物料穩(wěn)定性下降；

F.  過早加入外潤滑劑會使混料摩擦熱與剪切熱降低，影響混料效果與穩(wěn)定劑的分散性能；

G.  過早加入色母料會影響PVC型材的色澤。

6、混料量

熱混料的總量也是不可忽視的。一般每批料應(yīng)控制在熱混罐容積的75%左右，以免混料時(shí)間過長（或過短），致使物料過塑化（或塑化不均勻）。

冷混與熱混的工作原理有所不同。熱混一般不設(shè)外加熱設(shè)備，主要靠高速旋轉(zhuǎn)的槳葉帶動物料與物料相互碰撞以及物料與料筒的摩擦、剪切產(chǎn)生的熱能，使常溫物料變成熱混料。而冷混機(jī)的料筒帶夾層，夾層中流動著冷卻水；并且一般冷混機(jī)的容積是熱混機(jī)的3倍左右。

進(jìn)入冷混機(jī)的熱混料在比較寬敞的環(huán)境和旋轉(zhuǎn)槳葉不停地?cái)嚢琛⒎瓭L下，其熱量被料筒內(nèi)壁夾層中的冷卻水吸收，自身逐漸冷卻。PVC物料熱混后應(yīng)立即冷混，以防止熱混料長時(shí)間在高溫下存放而發(fā)生降解。同時(shí)，熱混料如不經(jīng)過冷混，在自然狀態(tài)下冷卻易重新吸收水分，對擠出造成不良影響。

冷混不僅可以防止PVC物料在高溫下冷卻的吸水返潮現(xiàn)象，也是PVC物料在放熱過程中進(jìn)一步排出其分子間水分的過程。PVC物料的冷混出料溫度對保證干混料的質(zhì)量有很重要的作用。

一部分技術(shù)人員認(rèn)為： PVC物料是要進(jìn)入擠出機(jī)塑化的，趁熱加入即可，不必冷混，因此熱混料不經(jīng)過冷混直接加入擠出機(jī)，會導(dǎo)致制品質(zhì)量不合格。一般冷混出料額定溫度為40℃，冷卻水溫度通常控制在13~15℃。