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加工与应用
合成树脂及塑料,2010,27(1):64
CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS
PVC制品中形成“假鱼眼”的因素分析
刘容德谢侃李静刘浩
(中国石油化J股份有限公司齐鲁分公司研究院,山东淄博,255400
摘要:通过测试聚氯乙烯(PVの树脂的基本性能,剖析其颗粒内部结构,分析了PVC制品中形成“假鱼眼
的因素。结果表明:树脂颗粒分布较宽、质量平均粒径较大,易使制品形成“假鱼眼”;树脂相对分子质量偏大也易使
制品形成“假鱼眼”;树脂颗粒皮层结构较紧密、颗粒内部孔隙分布不均匀以及孔隙率较低影响了增塑剂的吸收量及
吸收时间,是造成PVC制品“假鱼眼”的内在因素。
关键词:聚氯乙烯树脂结构制品“假鱼眼
中图分类号:TQ325.3文献标识码:B文章编号:1002-1396(2010)01-0064-03
聚氯乙烯PVC)树脂在被加工成薄膜、薄片、企业标准QS.FO8-2005测试。颗粒内部结构、颗
电缆绝緣或护套等软制品的过程中,制品表面有粒分布在扫描电子显微镜(SEM下观察和统计。干
时会出现一些晶点(亦称“鱼眼”)。这种“鱼眼”的实点实验方法測树脂的增塑剂吸收时间:称取500g
质是由于聚合过程中形成的具有体型结构的超高PVC树脂及10g有机锡稳定剂加人P600星型混
相对分子质量PVC,因其吸收增塑剂膨润而不能合器中,温度为80℃,转速100r/min,5min后加
与体系中其他分子熔混和塑化凹,从而在加工成人250gDOP,直至完全吸收。
制品时形成的缺陷,即“鱼眼”。然而,实际加工过
程中的大部分“鱼眼”属于可塑化的“假性鱼眼”2结果与讨论
简称“假鱼眼”)。此类“假鱼眼”应为相对分子质量
“假鱼眼”在软质PVC加工中较易出现,提高
偏高的线型结构树脂,在通常的PVC加工工艺条挤出温度或加强塑化又会消失。从图1可清晰看
件下不易完全塑化。而当加工温度较高、剪切作用出用树脂B生产的电缆护套表面产生的晶点(而
较强时,这类“偎鱼眼”仍可塑化。本工作通过剖采用树脂A或树脂C则无此现象)。对树脂B生
析PVC树脂的性能及内在结构,分析了PVC制产的电缆护套粒料二次造粒后,再挤出加工电缆
品中“假鱼眼”的形成因素。
护套时发现这些“假鱼眼”完全消失,护套表面光
滑。说明图1表面的晶点是“假鱼眼”。
1实验部分
1原料
PVC,树脂A,树脂B,树脂C,均为聚合度
1000的乙烯法悬浮聚合树脂;有机锡稳定剂,TM
181,均为市售。增塑剂,邻苯二甲酸二异辛酯(①0P)
淄博增塑厂生产。
1.2仪器及设备
GPCV2695型凝胶渗透色谱仪,美国 Waters
图1用树脂B生产的电缆护套照片
公司生产;H-7000型扫描电子显微镜,日本日立
Fig. I Photo of cable sheath made from PVC B
公司生产;P600型星型混合器,德国 Brabander公
司生产。
收稿日期:2009-08-26;修回目期:2009-11-15
1.3性能测试
作者简介:刘容德,1966年生,高级工程师,1989年毕业
于青岛化工学院高分子材料系,现从事聚氯乙烯加工应用
老化白度按CBMT15595-2008测试。热稳定
研究。联系电话:(05337581678;E-mail: liuliufine@126.
时间按CBT9349-2002方法A测试。干流性按
第]期
刘容德等.PVC制品中形成“假鱼眼”的因素分析
2.13种树脂的基本性能对比
点増塑剂吸收基本完成,扭矩下降,至T点扭矩不
从表1看出,在颗粒流动性(即干流性)方面树再变化,此时的最高温度点为干点。干点时增塑剂
脂A和树脂B较好;3种树脂的增塑剂吸收量虽吸收结束,树脂颗粒分散均匀,扭矩达到加人增塑
有所差别,树脂B的增塑剂吸收量略小,但总的差剂后的最小值。B至T点的时间t为吸收增塑剂
别不是很大;与树脂A和C相比,树脂B的质量的总时间,亦即干点时间。由于星型混合器的转速
平均粒径较大,颗粒分布较宽。由此可知,树脂B较低(摩擦升温较慢),因而加人增塑剂后需保持外
出现“假鱼眼”与自身大颗粒多、颗粒分布较宽有加热以升高温度,此时,就不能通过温度点而是通
关,从而影响增塑剂的均匀吸收。
过扭矩确定干点的位置。于点时间越短,说明吸收
表13种PVC树脂的基本性能
增塑剂越快,反之则越慢。
Tab. 1 Basic properties of PVC A, B and C
项目
树脂A树脂B树脂(
0
千流性
增塑剂吸收量fg(100g)」26.825,0
50
2.0
老化白度,%
热稳定时间(变色法)s
1.0
质量平均粒径/pm
粒分布宽度
1.47
数均分子量
434124524044949
重均分子量
909529231691985
图2PVC.干点实验與型曲线
相对分子质量分布
2.02
2.05
2.04
Fig. 2 Typical curves of PVC dry-spot tesl
PVC树脂的相对分子质量及其分布是影响其
树脂A,B,C的增塑剂吸收时间分别为300,
加工性能和使用特性的基本因素之一。从表1还387,380s。由此看出,树脂A增塑剂吸收时间最
看出,树脂B的相対分子质量较大,树脂A较小。短,树脂B最长,约为树脂A的1.3倍。这说明在
树脂B中相对分子质量较大的部分也有可能影同样的混料工艺条件下,树脂A的增塑剂吸收效
响增塑剂的均匀吸收,使制品表面出现“假鱼眼”。果最好(吸收快),而树脂B的效果较差(吸收慢),
2.23种树脂的增塑剂吸收时间(干点实验)
这样,在以树脂B为基础树脂制备电缆护套料时,
干点指在加热条件下PVC共混吸收增塑剂若未达到理想的增塑剂吸收效果,则容易在后续
的过程中,共混料的温度不再上升而有所下降的加工电缆制品时出现塑化不良的麻点(如晶点)
温度点。图2中曲线起始点至B点为树脂与助剂2.3树脂颗粒形貌及内部结构分析
的混合过程。开始加料时料温较低,随着搅拌的进
树脂颗粒外部表皮薄、内部孔隙多则其增塑剂
行料温逐渐止升,经5min至B点后加入增塑剂,吸收量大。从图3看出:树脂A颗粒表皮结构较
料温先因加入増塑剂急速下降,然后因搅拌摩揉疏松,有较多孔隙结构,有利于吸收增塑剂;树脂B
生热及外加热而上升。此时,扭矩先因加入增塑剂表皮结构比较紧密,空隙较少,对增塑剂的吸收有
而剧增,B点至X点为增塑剂吸收的时间,过X一定影响;树脂C表皮有不少皱褶,且多于树脂B。
a树脂A
h树脂B
C树脂C
图33种PVC树脂颗粒外部形貌的SEM照片(x2000
ig. 3 Seanning electron microscopy(SE M)images of particles sampled from PVC A, B and C
从图4看出:树脂A内部孔隙结构均匀,孔隙率较高,有利于迅速吸收增塑剂;树脂B颗粒内