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熱塑性彈性體常見問題和解答

在強調環境適應性材料的開發過程中,不需硫化和混煉工藝的熱塑性彈性體,具有省能,省資源,高生產效率等特點,其年增長率高達6%.在這一背景下,加工制造廠使用新型熱塑性彈性體材料的用途在逐漸擴大,但隨之而出現的問題(成型品表面粗糙,變形等)也有所增加.一,與材料有關的問題及其對策


熱塑性彈性體來自材料的主要的問題 
問題
現象
原因
對策
白化


成型品表面的白化
(a)添加劑過量 (b)聚合物與穩定劑 不適宜或不相容
(a)降低用量,最佳化 (b)用相容性良好的穩定劑 或用高相對分子質量穩定劑
發粘


制品表面發粘
(a)因熱分解而產生 低分子 (b)增塑劑,穩定劑 的遷移
(a)降低成型溫度,低剪切化 (b)不要放置在高溫下,減少 用量,更換種類
老化


機械強度下降,外觀質量變差
(a)熱 (b)紫外線
(a)添加熱穩定劑 (b)添加耐候性穩定劑或有屏蔽 效果的填料


1.1 白化
白化是指穩定劑等配合劑遷移至成型品的表面,其表面像噴上粉一樣呈現出一種白色現象.其原因主要是由于穩定劑過量配合或與聚合物不相容而引起的.因此,應選擇與聚合物相容性良好的穩定劑或將穩定劑的用量控制在最佳的范圍.其次,更換成相對分子質量高的穩定劑也是十分有效的. 
另外,也有通過遷移至成型品表面發揮其功能的穩定劑.例如,抗靜電劑,潤滑劑等.對這種穩定劑來講,選擇即使遷移也難以出現白化的穩定劑是非常必要的.
熱塑性彈性體在一般的環境下使用時很少會出現白化的問題,但在高溫,潮濕,戶外長期使用的場合,為提高耐久性在配合上追加耐熱穩定劑(防老劑),耐侯穩定劑是十分必要的.特別是高溫下,因其極易引起遷移,所以穩定劑的選擇也是相當重要的.


1.2 發粘 
與樹脂相比,軟質熱塑性彈性體表面更容易產生發粘的現象.其原因主要是因老化而生成低相對分子質量聚合物和增塑劑,穩定劑遷移至表面而引起的.但無論屬哪種情況,采用紅外光譜法(IR)等分析手段,通過分析發粘成分便能夠比較容易地確定出與此相關的物質. 發粘主要是成型溫度過高,聚合物因熱分解而形成低相對分子質量物質的緣故.盡管成型機的設定溫度本身未達到熱分解溫度,但在成型工藝中的剪切生熱有時也會使其暫時達到高溫.作為其對策,降低成型溫度,低剪切化,用氮氣凈化成型機液壓缸體內部都是十分有效的.另外,在成型機暫停時,膠料長時間以熔融狀態置留在成型機的模腔內,有時也會因熱老化而發粘. 另外,在高溫下使用的制品很容易出現發粘的現象.因此,穩定劑,軟化劑種類的選擇和用量的確定是非常重要的.


1.3 老化 
與無機材料和金屬材料相比,高分子材料的耐熱,耐紫外線性較差(比較容易老化).多數制品因老化而使其機械特性明顯降低,外觀質量變差.通過配合耐熱,耐候性等穩定劑,在一定程度上可以抑制老化現象的產生.


二,與擠出成型有關的問題及其對策 
問題
現象
原因
對策
粗糙
表面粗糙
(a)塑化,混煉不良
(b)流動性較差
(c)材料受潮
(a)采用混煉效果好的擠出機,提高設定溫度,采用細的濾網
(b)提高設定溫度
(c)成型前充分地干燥


結垢
在口型邊緣滯留沉積物
(a)材料受潮
(b)材料本身的特性
(a)成型前充分地干燥
(b)使用潤滑劑,用特氟隆涂敷口型,對材料進行改性


擠出量不穩定
擠出量不穩定
(a)擠出機內的熔融點不 穩定
(b)擠出機的溫度波動大
(c)螺桿與粒料打滑
(a)變更擠出條件和螺桿形狀
(b)提高溫度控制精度
(c)預熱粒料,提高填料斗下機筒溫度


變形
制品變形
(a)冷卻不均勻
(b)收縮率不同的雙層擠出
(a)均一冷卻
(b)調整收縮率


條紋
在同一部位出現條紋
(a)口型損傷,結垢
(b)出現異種材料
(c)未消除熔接部位
(a)清洗口型
(b)清洗機筒內部,螺桿,機頭部位
(c)加大從會合(熔接)部位到口型的長度,提高口型端部壓力和樹脂溫度


特別是近年來,在環境等問題的背景下,加快了烯烴類熱塑性彈性體材料替代軟質聚氯乙烯樹脂的步伐.但采用軟質聚氯乙烯用擠出機進行烯烴類熱塑性彈性體的擠出成型時,不能夠順利成型的實例還是比較多.對含結晶性樹脂的烯烴類熱塑性彈性體的塑化來講,采用長徑比L/D在22以上,螺桿壓縮比在3以上的擠出機是非常必要的.但由于軟質聚氯乙烯用擠出機一般的L/D是在20以下,壓縮比是在2.5以下,所以不能使烯烴類熱塑性彈性體充分地達到塑化,這樣在成型品的擠出過程中就經常會出現表面粗糙,未熔融樹脂呈異物狀的不良現象.因此,選擇適合于材料的成型機也是十分必要的.


2.1 成型品表面粗糙
成型品表面不光滑,呈粗糙的狀態,