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滾塑制品由導(dǎo)入進(jìn)滾塑模具的顆粒,一步一步旋轉(zhuǎn)成型為滾塑產(chǎn)品
滾塑制品由導(dǎo)入進(jìn)滾塑模具的顆粒,一步一步旋轉(zhuǎn)成型為滾塑產(chǎn)品。那么在滾塑產(chǎn)品加工過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量好壞的因素與過程是哪些呢?
1、氣泡成核
在滾塑制品加工成型過程中典型的氣泡形態(tài)及溫度。當(dāng)模具送入預(yù)熱至300~400℃的加熱爐中時,模具中的混合粉末開始逐漸被加熱。當(dāng)溫度升至聚合物熔融溫度時,聚合物粉末開始熔融。聚合物熔體隨著模具的旋轉(zhuǎn)而流動,包裹住發(fā)泡劑,形成發(fā)泡母體,其中分散著還沒有開始分解的發(fā)泡劑。 需要注意的是,如果聚合物熔體停止流動,而沒有很好地包裹住發(fā)泡劑的話,會在發(fā)泡劑和聚合物熔體間形成氣泡,這些氣泡會給氣泡形態(tài)帶來負(fù)面影響。滾塑制品發(fā)泡成型過程基本上沒有剪切運(yùn)動,因此在聚合物熔融過程中,聚合物熔體的零剪切黏度是一個重要的流變參數(shù)。 當(dāng)聚合物母體的溫度高于發(fā)泡劑的分解溫度時,發(fā)泡劑開始分解,在聚合物母體中產(chǎn)生氣體。這樣就形成了氣泡核。
2、氣泡生長
當(dāng)發(fā)泡劑分解形成氣泡核后,這些氣泡核繼續(xù)生長變成氣泡。值得注意的是,滾塑制品發(fā)泡成型中所采用的化學(xué)發(fā)泡劑的氣泡生長機(jī)理和物理發(fā)泡劑不同。物理發(fā)泡是將一種揮發(fā)性的液體在一定壓力下將其注入聚合物熔體中,壓力下降,聚合物熔體中的液體氣化,形成泡沫。 壓力差是氣泡生長的主要驅(qū)動力核內(nèi)的高壓氣體使氣泡膨脹,但是由于存在壓力差,部分氣體會溶解在聚合物熔體內(nèi)。氣泡生長率受到氣體產(chǎn)生率,氣體溶解率和聚合物熔體強(qiáng)度的影響。一般說來,氣泡生長主要受到氣泡生長時間、溫度、氣體量、,流體靜壓或聚合物熔體壓力和聚合物熔體黏彈性能的影響。
3、氣泡聚結(jié)
隨著氣泡生長,相鄰的氣泡會聚結(jié)起來。這些鄰近的氣泡開始只是相連,具有共同的氣泡壁,隨著空隙組分的增加,氣泡壁變薄,氣泡的密度開始減小。這是因為隨著氣泡壁強(qiáng)度減弱,氣泡開始不穩(wěn)定,更多的氣泡聚結(jié)在一起。根據(jù)熱力學(xué)定律,氣泡的表面積減小,相鄰氣泡趨向聚結(jié)。 氣泡尺寸較小,氣泡尺寸分布較窄的發(fā)泡材料具有更好的力學(xué)和熱性能,因此在滾塑發(fā)泡過程中應(yīng)該預(yù)防氣泡聚結(jié)以獲得理想的氣泡核密度。產(chǎn)生氣泡聚結(jié)主要原因是聚合物熔體強(qiáng)度不夠。熔體強(qiáng)度可以定義為在氣體體積膨脹,氣泡壁變薄的過程中,聚合物熔體抵抗氣泡擴(kuò)張的能力。 因此氣泡壁的穩(wěn)定性隨著熔體強(qiáng)度的增加而增加。熔體強(qiáng)度隨著溫度的降低而增加,因此在滾塑產(chǎn)品加工發(fā)泡成型過程中,必須保持低溫以盡量減少氣泡聚結(jié)。
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