氟橡膠在聚烯烴加工中的作用研究
將自制的含氟橡膠的加工助劑(BF)應用在聚烯烴(硅烷交聯高密度聚乙烯接枝料XHDPE)中,考察BF對XHDPE的加工電流、力學性能、加工流動性、產能、制品質量等方面的影響。結果表明,少量(1%)BF的加入就能改善聚烯烴的加工性能,降低能耗,提高生產效率,使制品具有良好的外觀,并且由于添加量低,對材料的物理機械性能影響很小。
氟橡膠是我國三大氟材料之一,它有不同于其他橡膠的特殊性能,被廣泛應用在密封材料、膠布、膠帶,電線電纜的護套、汽車制造等領域。近幾年,氟橡膠作為一種新的用途是作為塑料擠出的添加劑,其優點可使摩爾質量分布狹窄的樹脂加工變得容易,提高機械性能,顯著降低加工擠出的扭矩,降低生產能耗,提高生產效率;也能解決擠出中產生的熔體破裂現象,消除鯊魚皮狀產品外觀,滿足了對制品表觀光滑細膩的要求。
結合生產應用實際,本文利用共混的方法研制出一種含氟橡膠的添加劑,用于解決生產實際中出現的熔體破裂現象,及硅烷交聯高密度聚乙烯接枝料(XHDPE)管材擠出時表面不光亮的問題,并解決加工過程中電流過高和扭矩過大的問題[6-7]。本研究無論對聚合物加工與共混理論,還是對塑料制品的工業化生產均具有重要的指導意義。
1、實驗部分
1.1、主要原料
氟橡膠:3F氟材料有限公司產品;線型低密度聚乙烯(簡稱PE):EXXON公司;配合劑A:醚類助劑,3M公司;配合劑B:沙林樹脂,杜邦公司;抗氧劑:汽巴精化;XHDPE:上海高分子功能材料研究所。
1.2、試驗儀器和設備
二輥塑化機:KX-160A,上海人民機器廠;密煉機:XSM-1/20-150,上海輕機模具廠;切粒機:JL-200A,湖南省衡陽塑料機械廠;雙螺桿擠出機:72,長徑比32/1,大連橡塑機械廠;熔體流動速率測試儀:上海思爾達儀器廠;轉矩流變儀:HAAKERC900,德國HAAKE公司;毛細管流變儀:Instron4465,長徑比40/1,英國Instron公司;扭矩流變儀:HAAKE82025,單螺桿長徑比為25/1,德國HAAKE公司;液晶電子拉力試驗:2303B,深圳新三思材料檢測有限公司;簡支梁缺口沖擊試驗儀:BCJ,上海湘杰儀器儀表科技有限公司;熱變形試驗儀:ZWK1302-B,美特斯工業系統。
結論
1)采用自制的含氟彈性體加工助劑BF,可改善聚烯烴的加工性能,降低能耗,提高生產效率。
2)BF在XHDPE中的應用,使硅烷交聯聚乙烯管材的表面亮而有光澤,滿足了用戶的需求。
3)加工助劑BF能降低口模壓力,減小螺桿所需的扭距,降低聚合物熔體與屬界面的剪切應力,消除口模積垢及聚合物鯊魚皮狀的熔體破裂現象,減小扭矩,擴大加工窗口,以及提高擠出量。
4)BF添加劑由于添加量較少,所以對XHDPE的物理機械性能影響微小。同時,其經國家衛生部門的檢測,BF添加劑不含有害物質,符合國家食品衛生標準要求。