PC聚碳酸酯树脂干燥及对产品影响的探讨

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PC聚碳酸酯树脂干燥及对产品影响的探讨

张贵明（昆明博效包装材料有限公司，云南昆明650032）晶点、发黑、摘要：主要介绍包装饮用水桶的原材料PC（聚碳酸酯）干燥的主要特性、产品易发生气泡、产品易脆破裂等的解决方法和预防的探讨。关键词：PC桶；气泡；晶点；发黑；产品易脆；措施中图分类号：TQ325文献标志码：A文章编号：1673-4033（2018）09-0136-03概述聚碳酸酯树脂的用途很广，用于制造汽车零部件、阳光托盘、割草机零部件、收纳瓦、光盘、电脑键盘、打印机色带盒、水杯、拉杆箱、食品级的饮用盒、齿轮箱、复印机保险盒、奶瓶、特别是在我国水桶等等。但是高分子材料加工成型比较困难，在此着重介受加工设备和技术的影响，产品会产生各种缺陷，晶点、发黑、绍食品级包装饮用水桶在加工过程遇到的气泡、发暗、发脆等情况。注拉吹、挤出。聚碳酸酯的加工大部分是注塑、注塑及注拉吹生产工艺是指原材料经过机筒外加热圈加温度热、螺杆旋转使原料在摩擦和剪切加热中达到熔融状态，在270耀320益之间，注射系统通过注射动作将原料从射嘴经热（注塑成型是直接注射到流道注入模具型坯模腔中形成管坯，螺杆后退，等模具形成产品），管坯加热保温，接着进行熔胶、吹塑系待下一次的注射动作，模具的胶条经延伸棒纵向拉伸、统横行吹塑完成注拉吹整个过程；挤吹中空成型是指原材料经过机筒外加热圈加热、螺杆旋转使原料摩擦和剪切加热达到半熔融状态，温度在250耀

模260益之间，原材料经过模头环形口模挤出制得中空型坯，具直接合拢注入高压空气到型胚中使得型坯的胶紧密贴在中空模具上而制成中空产品（统称吹胀），型坯的挤出工艺分为单层多层模头，根据产品的需要和原材料的不同选用不同的模头。注拉吹的工艺相对成熟，和挤吹工艺不同，只要选择正规厂家的原材料打出的产品稳定，不易破碎，但是设备需要进设备国内口，生产成本高；挤吹中空成型机的工艺相对欠缺，成本相对较低，生产工艺的制定上经生产，但是在选材、设计、容易产生气泡、发脆破裂、拉丝等情验不足，晶点、发黑、发暗、况。对于饮用水生产厂家和吹桶厂家经济上和名誉上造成巨为了解决这个难题，干燥、大的损失，我们从原料的选择、吹制工艺、灌装工艺的制定等几个有针对性的方面进行了研究和试验，并找到了使其产生气泡、晶点、发黑、发暗、发脆破裂几个关键原因，并进行改进，取得了理想的效果。1PC的特性1.1成分（简称PC）聚碳酸酯是碳酸的聚酯类，聚碳酸酯是一种强韧的热塑性树脂，其名称来源于其内部的CO3基团。可由双酚A和氧氯化碳（COCl2）合成。现较多使用的方法为熔融酯交换法（双酚A和碳酸二苯酯通过酯交换和缩聚反应合成）。（图1）双酚A和碳酸二苯酯反应原理所示。1.2PC的化学性质（PC）但其聚碳酸酯是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定，（如光气，碳酸酯）（图2）衍生物尿素，碳酸盐，都有一定稳定性所示。图1双酚A和碳酸二苯酯反应原理图2聚碳酸酯聚碳酸酯：密度:1.18耀1.22g/cm^3，线膨胀率:3.8伊10^-5cm/毅C，热变形温度:135毅C，低温-45毅C。（简称PC）聚碳酸酯主要性能：缺陷是耐水解稳定性不够耐刮痕性较差，长期暴露于高，对缺口敏感，耐有机化学品性，紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂耐弱酸，耐弱的侵蚀。PC材料具有阻燃性、耐磨、抗氧化性，碱，耐中性油。聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。2桶易产生气泡、晶点、发黑、发暗、发脆破裂原因的探讨2.1选材不能选用再生料生产食品级PC桶，分子量达不到，强度过低。要选用正规厂家食品级的原材料。如德国拜耳韩MWB1239、美国GE（沙伯基）PK2870、日本三菱M7027BF、熔融指数国陶氏1261-03。根据不同厂家提供的原材料不同，熔融指数低，需求的温度越高，机械各不相同，原料粘度越高，原料粘度越低，需求强度好，产品越抗摔。相反，熔融指数高，的温度越低，机械强度越差，产品越不抗摔。应该选择食品级熔融适中的原料。2.2原料的干燥聚碳酸酯在注塑、挤出或其它工艺加工之前，需要对于原材料进行严格的加热干燥，加热干燥是生产加工工艺不可缺少的步骤。聚碳酸酯在常温下，吸湿性比较强，但是微量水分子的存产品出现气泡、裂纹、晶点，严在会使聚碳酸酯在高温下分解，重影响制品的透明度，强度。所以聚碳酸酯的干燥指标要求很高，要求水分子含量在0.02%以下。干燥可采用真空干燥箱，干燥筒，干燥的工艺条件120耀128益，干燥时间控制在2.5耀3小时，真空度小于0.98MPa，带除湿机的干燥水份小于0.006%的水平。（1980—）研究方向为塑料制品加工及应用。作者简介：张贵明，男，彝族，本科，塑料工程助理工程师，中级电工，

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137（图3）有直接采用干燥机加热的，或采用除湿干燥机和干（图4）是从干燥桶回来的湿燥机共用的，除湿干燥机的原理：空气中的水分被转轮吸附，热空气经过冷却、吹入蜂巢转轮，然后又被再生加热空气所脱附。两股气流同时作用在转轮上，并随着转轮的转动，使得空气中的水分连续不断的被吸附又经加热被再生空气所脱附而排出，就形成稳定的低露点空气，形成密闭循环，干燥原料。到塑料的干燥温度，吸入干燥桶内，采用除湿干燥机加普通干燥机才能使原材料水分降到0.006%以内或直接采用干燥料斗除湿一体机。3预防措施气泡、发黑、发暗、从前面分析的PC桶生产时产生晶点、易脆可能产生的原因中，可清楚的知道该采取以下预防措施：除湿机外循环：风机运行寅潮湿的空气从进风口吸入寅经过蒸发器寅蒸发器将空气中的水份吸附在铝片上寅变成干燥空气寅经过冷凝器散热寅从出风口吹出。普通干燥机的工作原理：是利用热能降低物料水分的机械设备，通过加热使物料中的湿分气化，以获得规定湿含的固体物料，干燥的目的是为了物料使用或进一步加工需要，流程：冷空气寅加热棒寅分子筛寅干燥的热风寅原料寅循环而得到干燥的原材料。2.3以从图3普通干燥料机云干南燥昆实明验得400Kg出：干燥料斗带除湿机为例，由于在南方湿度比较小，属于干燥气候，常年气温在16.5益，常年平均湿度125在符合益20%生，除，首先采用除湿机干燥3小时左右产湿工机艺设，打定出125的益产，品原材料没有达晶到点干、气燥泡，水分，干，但是小燥除于料湿0.006%斗设定机价格，昂贵、占位置、能耗高费电、1台除湿机每天耗电20度电，1年耗电7200度电，再加干燥料斗1天20度，1年耗电7200度算；合计每年耗电1.44万度电，实验改用普通干燥机干燥不带除湿机1个月，温度设定125益，干燥3小时，原材料水分含量同样可以达到0.02%以内，产品质量不受任何影响，PC桶无气泡、晶点。而且节省能耗50%，普通干燥机价格低廉，现在科技越来越发达，普通干燥机采用热风回收系统，带除尘器，干燥机出的热风寅干燥机的回收装除尘过滤湿度寅还是热风寅干燥机的进风口寅加热棒寅分子筛寅原材料寅来回循环寅最终得到干燥的原材料。置干燥时若温度设定过高135益以上干燥时间过长会出现原材料颗粒发黑发暗，聚碳酸酯PC料长期处于高温下，发生热降解，打出的产品发黑、发暗、发脆、产品易摔破，破坏原材料的分子链，破坏原材料的本质颜色。反之温度在16.5益以下，湿度在60%以上的环境下，直接采用干燥机加热，原材料的干燥效果水分含量达到0.10%的水平，达不到生产要求，干燥机不能直接代替除湿干燥机，必须3.1128直接聚碳采酸酯用干图普燥通温4除湿机与干燥机共用干度燥的机设干定燥原材料的温度的2.5温益度，干设燥定，2.5干耀3燥小机时设。采用普通干燥机加除湿设机定在干燥125原材料益耀斗不耀3能小漏时气。。干燥好的原定材料125必益耀须128保持益，密除封湿，吸机料120管和益，干干燥燥料1303.2益无，干论燥采时间不用什么要设超备过加热3.5干小时燥。模式，温度设定不能超过机原头材料边角料的选用比例不能超过30%，机头边角料破碎时采用6耀8mm的筛子，太大容易在下料口架桥下料不畅，产品产生气泡，机头边角料里的粉尘要处理干净（一般采用吸料机清洗、甩干、最后做好水清洁过滤达到排放标准），聚碳酸酯边3.3角料不干净易产生晶点，小颗粒不易融化。背背压压的作用是螺杆在机筒里绞料时夯实原材料，不让原材料产生缝隙气泡，背压的大小影响挤出型坯的密度，注胶的长短以及重量。背压的设定在3MPa最好，不能超过5MPa,背压3.4过大会干桶燥易损过脆坏设备摸头。度跟，桶以型及的桶设的各计有部着位密尽切量联采系用平面和圆弧面设计，使3.5桶具有机塑筒化尽温温可度度（能大的无应力面，减少应力。的成设型定温不度易）过的低设，定绞料时使原料充分融合，一般在250耀265益，使应力减少。严格控制生产工艺塑化温度、模具温3.6度、注气气压、注射压力、背压参数。拉压吹的要求：气压要求高压1兆帕左右。挤出中空机：气压要求低压0.6耀0.8兆帕中间。气压过低吹不胀产品，产品表面有缺陷、麻点、晶点、因为没有完全拉伸，拉伸比比较小故此产品不易摔坏。气压过高拉伸过度，透明度极佳，排气好，抗摔性会差点。因此气压的高低直接影响产品的好坏。138民营科技2018年第9期

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3.7水解反应但在高温下加PC产品在常温常压下，基本不产生水解，对水解反应起到工使用，水解反应很快，若有碱性物质存在，对水解速度将催化作用，碱性物质粘在产品表面的时间越长，大大加速，使得分子链断裂产品出现亚光白点亮点老化得越会挤破表面微小裂痕扩大，快，桶内有较大的内压力存在时，水解速度同样会被加速。3.8PC桶会受碱的侵蚀，PC分子链中有酯基团，会在碱的而且PC桶对水极其敏感，催化下水解，加工时候如果没有干更不用说碱了。燥完全，会与水反应大量降解，3.9热降解反应当PC材料颗粒在只受高温作用发生的降解称为热降解，会遇到290益以上的高温，塑化时，当工艺控制不好会发生热降解反应，使聚合物的摩尔质量下降。4热氧降解反应PC在加工、贮存和应用中都会与空气接触,在一定的温度下，PC会与空气中的氧发生反应而降解，在氧存在条件下热例如PC材料在热的作用下塑化时降解反应称为热降解反应。会发生热发生分子量减少的降解反应，若工艺条件控制不好，降解反应。4.1老化在热、氧、光、水等环境因素的作用下，PC的物理机械性国内外对PC的老化进行过一定能下降至不能使用称为老化。（波长270耀380nm）的研究，认为老化主要过程是在紫外线的还有温度、阳光、湿作用下降解，水解反应也会加剧老化过程，亚光、亮点，度、辐射和氧气等等。PC的老化首先从表面发黄、摩尔质量降低，逐渐然后由于老化降解作用使其分子链断裂，最会出现物理、化学性能、力学性能以及光学性能等的变化，终在材料表面和内部产生缺陷和微小的裂痕，使产品不能满足使用。4.2模具温度的设定影响应力的大小PC桶不能迅速降温，因为在高温产出的产品应力过大，应特别集中在底部和肩部熔合线处它是整个桶最厚的部位，该在常温下慢速冷却或经二次加热退火处理，桶底和桶肩的桶的壁厚越均匀，棱角不能太小，应力易集中，PC桶各个点的冷却速度越均匀产生的应力越小。随着模温的提高，模具温度对制品的力学性能影响很大，溶体可在模腔内缓慢料温和模温的温差变小，剪切应力降低，从而减少制品的应力。冷却，分子链得以松弛，取向成度减少，抗摔性更好，注拉吹模具模具温度决定产品的外观、透明度、温度应控制在200益左右，挤吹中空机的模温应控制在90耀120益，挤吹中空模具温度过高超过130益会造成产品热变形，难脱模、拉伸率生产速度慢、冷却不够、取产品时边角料太软，但优点是透明度增加，排气好；和冲击强度会下降，容易变形，边角料过硬，难模具温度过低90益以下，产品外观暗淡、麻点、模具设计采用底部、削边角料，内应力增加、为了解决此难题，水道直径10耀12mm，肩部、颈部通水，模具中间采用通热媒加中间透明度的问题，温90耀120益，这样解决了底部肩部太软，在采取足够提高了生产速度。所以当PC料注成管坯型坯时，排高的模具温度，才能够吹出透亮的PC桶、抗摔、透明度好、气好、应力小的产品。参考文献吴念等.聚碳酸酯树脂及应用[M].北京：化学工业[1]金祖铨，出版社，2013.

郝连东.中空吹塑[M].北京：[2]王艳芳，何震海，化学工业出版社，2006.

[3]吴念.塑料挤出生产线使用与维修手册2版[M].北京：机械工业出版社，2011.

（上接135页）对材料的需求量较大，为了达到环保节能的目使用方案，着力在优化设计的基础上保证节能方案的有效实注重在施工中采施。首先，根据现场情况对节能技术措施进行合理配置，达到标，被动型施工技术注重引进低碳环保材料，用绿色材料带代替钢筋水泥，并且适当引入其它类型环保材方案的最优化目标，考虑各种可能影响节能技术施工的因素。从而达到有效节能目标。料，其次，在使用节能技术前还要充分的考虑各种资源的利用率，3节能型技术使用注意事项要做到尽可能的避免浪费问题的出现，切实发挥节能技术的价值。第三，对现有的资源情况进行充分考虑，着力从现有资3.1充分关注技术使用条件风景园林施工的节能型技术的选用要从地域环境出发，源禀赋出发，全面提高资源利用的高效性，满足园林景观节能要注重对当地环境进行充分的调查，在充分了解地域情况的技术使用需求。基础上合理地使用有效的节能型技术。首先，风景园林施工主4结论这就需要考要在露天环境进行，因此受到天气等因素的制约，节能环保技术能够在园林景观工程施工过程中有效降低从施工成本，成为保证园林景观工虑在使用节能技术时是否会受到当地天气等环境的影响，提高园林景观工程施工效率，而保证节能技术发挥作用。其次，节能技术在使用的过程中要程顺利完成的重要条件。应当在充分考虑现场施工条件的基制定正确的风景园林景观工程施工方案，合理配置各种加强应急方案的设计，注重在使用的过程中控制好安全事项，础上，达到有效科学运用节能技术目标。保证节能技术装备有效地发挥作用，切实减少不安全因素对工程施工要求，施工的影响。第三，随着节能技术手段的增加，还要在施工过程中遵守节能技术使用程序，切实保证达到节能技术操作规参考文献程要求，保证相关人员熟悉操作程序，实现相关人员的合理配[1]王光清.风景园林施工中常见问题及改进方法[J].江西建置，从而提高节能技术操作有效性。材，2016（22）:191,193.3.2完善技术使用方案[2]邹苏颖，戚继忠.论低成本风景园林设计策略及应用[J].统在使用节能技术前不仅要对风景园林工程施工现场环境计与管理，2016（11）:107-108.进行全面仔细的勘察，而且还要根据现场条件制定节能技术