第二章 塑料包装材料的成型工艺（二）

表2-4　几种塑料的干燥条件

　　一些粉末状树脂和添加剂在混炼造粒前，除了应干燥外，还需要过筛，例如PVC树脂粉，过筛的目的是使树脂粉颗粒大小均匀一致，可以使树脂吸收增塑剂的量和速度比较一致，塑化的温度和时间比较一致，便于操作控制。过筛可以把过大的粗颗粒树脂粉和杂质清除出去。
各种助剂在塑料中的添加方式有：
　　①直接添加：无论是粉末、结晶的固体或液体，直接同树脂粉末直接混合，然后高速搅拌、造粒；
　　②浆料添加：把各种助剂同塑料液体增塑剂以一定的比例混合后，在三辊研磨机中研磨成浆状物后，再添加到树脂中去，这个配比如表2－5所示；

表2－5　添加剂与增塑剂配比

　　③使用母料添加：使用色母料、填充剂母料、阻燃母料、抗静电母料、开口剂母料等直接同塑料粒子按一定的比例混合均匀后，再去成型加工，效果好，简便。由于各种助剂的添加效果直接同助剂的颗粒大小有关，为了更大的发挥助剂的作用，固体一般均应研磨，固体可直接使用球磨机研磨细。

　　4　PVC造粒的生产工艺如何？
　　答：虽然PVC可以直接使用混合了的粉料进行加工成型，但是通过造　粒，由粒子进行成型在以下优点：
　　①加料比较方便，可以依靠粒料的自重，由料斗进入机筒内，不需要强制加料器。而粉料为了防止料斗中出现“架桥”现象，最好要使用螺旋强制加料器；
　　②粒料已经经过了初步的塑化和压实，因此制品的质量比较好；
　　③颗粒料中的易挥发成分比较少，成型制品中发生气泡的可能性小；
　　④颗粒料不易发生粉尘飞扬，卫生条件好。
　　PVC造粒过程中应注意下列事项：
　　①PVC制品有软、半硬质、硬质之别，制品中增塑剂含量在10份以下的制品为硬质PVC制品，10－40份的为半硬质制品，超过40份的PVC制品为软质制品；
　　②PVC是热敏性、热塑性塑料，其熔融温度为215℃，而在100℃就可热分解，160－180℃时分解剧烈，不到熔点很快就能分解完毕。为此，PVC配方中不能没有热稳定剂，热稳定剂用量在4－6份，选用具有协同效应的热稳定剂并用，可提高热稳定效果；
　　③PVC配方中正确选用润滑剂可提高制品光泽性，防止成型过程中对模具、流道　的粘附性，对提高制品流动性有很大作用。正确使用内外润滑剂对PVC成型大有益处，典型的内润滑剂是硬脂酸，用量0.5－1份；外润滑剂为石蜡，用量0.5－1份；
　　④正如前述，PVC制品成型加工中，对硬质PVC制品而言，没有加工助剂是不能成型的，而软质PVC制品也是很难成型的。因此，PVC配方中一定要有3－5份的加工助剂，最大不要超过12份，如ACR和CPE等。加工助剂还可以提高PVC制品的冲击强度，提高韧性、耐低温冲击性、耐针孔性、易加工成型性，降低PVC加工中　摩擦力和摩擦热，提高PVC加工时的流动性。
　　造粒的工艺流程如下：

PVC树脂─┐　　　　　　　　　┌密炼→二辊炼胶拉片→冷却→平板切粒机切粒条
　　　　 │→配方→高速混合─│
添加剂─┘　　　　　　　　　└挤出机粉料供料→冷却（水冷）→切粒机切粒┌→圆
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ├→水下切粒
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ├→空气切粒
└→干切粒

　　配方后的料可以在高速混合机中混合7－10min，出料温度在90－100℃。二辊车前辊同后辊的速比1:1.2－1.4，而前辊温度比后辊高5－10℃，为此，包辊能包在前辊，便于操作，塑料在二辊车上的包辊原则是塑料包在温度高、车速快的辊筒上。挤出机的要求较低，直径40－250mm，长径比（L/D）15－20，压缩比2－3，转速15－30r/min，挤出机温度140－180℃。
　　其他塑料，如PE、PP、PS、HIPS、ABS、PET、PA等，一般是不需要造　粒的，实际上它已在石油化工内已经按牌号的要求配方后造过粒子了，塑料加工业只需选择合适的牌号就可直接用于成型加工。但在在下列情况下，热塑性塑料要重新造粒：
　　①需要进行填充改性或增强改性时，可以把PE、PP、PA等塑料粒子和填充剂或增强剂在二辊车上混炼薄通多次，充分混炼后拉片冷却切粒而得新粒子；也可以在高速混合机中，树脂粒子和填充剂充分混合均匀后，经挤出机挤出造粒法得新粒子；
　　②PE进行交联，生产新的可交联PE粒子或者生产可化学发　粒子时，在热塑性塑料中需混入交联剂和发泡剂时，可使用二辊车或挤出法重新造粒；
　　③PE、PP等热塑性塑料进行接枝改性时，可使用二辊混炼法和挤出法生产出接枝改性的新聚合物粒子。

　　5　什么叫挤出工艺？它有哪些优缺点？挤出工艺如何分类？
　　答：这里指的是使用螺杆为主要塑化工具，使熔融状态的塑料连续地通过口模而成型的工艺叫搞出工艺。
　　挤出工艺的特点是：
　　①可以连续生产，产量大。一个标准的螺杆直径为65mm的单螺杆挤出机，年产量可达450u；
　　②产品的质量好。由于塑料熔体在螺杆中的挤压力大，可达到20ΜΡα以上，为此挤出制品被压得严实，质量好；
　　③挤出工艺设备简单，投资少，上马快；
　　④挤出工艺可以一机多和，只要变更口模模头就可以改变生产的制品。例如：既可以生产挤吹薄膜，又可以生产板材、管材、瓦楞板、异型材，还可以挤吹中空容器等制品；
　　⑤挤出工艺占地面积小，维修保养方便。
　　挤出工艺有多种分类方法：
　　①按螺杆的数量来分，有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机和无螺杆挤出机；
　　②按加热的方式来分，有绝热式挤出机和外加热式挤出机；
　　③按挤出机用途来分，有造凿用挤出机和成型用挤出机；
　　④按螺杆的型式来分，有渐变型螺杆挤出机和突变型螺杆挤出机之别。

　　6　单螺杆挤出机的构造如何？什么叫塑化？螺杆的技术参数有哪些？这些参数设计时应如何考虑？挤出机其他部件有何特点？
　　答：单螺杆挤出机是由成型部分、加热冷却部分、传动部分三个部分组成的。挤出成型部分是由螺杆、机筒、螺杆头、加料斗、过滤板和过滤网、机头等主要部件组成。
　　（1）螺杆
　　螺杆是塑料在机筒内的主要塑化工具。所谓塑化是聚合物分周围均匀地发布其他材料分子的过程叫塑化。如果已经达到均匀分布上，我们说塑料已经塑化了；还室，我们说这个塑料没有塑化。
　　螺杆分三段：第一段是加料段，第二段是压缩段，第三段是计量段。
　　加料段的作用是：
　　①接受从料斗来的料，并把它加热到熔融温度；
　　②塑料粒子在进料段受到初步的压缩，粒子之间的距离变小，堆积密度变大，有利于快速传热传质，有利于塑化。进料段螺槽体积不变，