聚氯乙烯（PVC）膜（片）是聚氯乙烯的主要成品之一，它具有物理機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕性、耐候性和自熄性均較好等特點(diǎn)，是目前包裝行業(yè)流行的包裝材料，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日常生活用品、服裝等領(lǐng)域打聚氯乙烯膜（片）通常采用雙螺桿擠出機(jī)或行星螺桿擠出機(jī)配合壓延機(jī)壓延成型。在聚氯乙烯膜（片）生產(chǎn)常出現(xiàn)有析出物、晶點(diǎn)較多、粘輻等問題，現(xiàn)將各類問題的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析,并找到了相應(yīng)的解決措施。
1. 壓延膜的析出問題
1.1 問題簡(jiǎn)述
某PVC壁紙生產(chǎn)企業(yè)，在加工過程中壁紙表面出現(xiàn)較嚴(yán)重的水紋，多次調(diào)試無法排除。其生產(chǎn)配方中有20份增塑劑，冬季配方為保持壁紙相當(dāng)?shù)娜彳浶?，增塑劑需相?yīng)增加用量。生產(chǎn)工藝為物料配混一密煉機(jī)塑化一雙輻塑化一四輻壓延一卷取，其物料配混溫度為70～80℃,混料時(shí)間為 4～5 min。
1.2問題分析
通過查看用戶的壁紙樣品可以發(fā)現(xiàn)，所謂的水紋主要是由于液體助劑析出造成的。在用戶配方中，用量**的液體助劑即為增塑劑，因此初步判斷析出原因是由于物料配混時(shí),增塑劑和穩(wěn)定劑等液體助劑被樹脂吸收不完全造成的。
采用差示掃描量熱法（DSC）測(cè)試PVC樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg），如圖1所示。
從圖1可知:PVC樹脂的Tg為85.69℃。用“干點(diǎn)”法測(cè)試不同聚合度PVC樹脂的增塑劑吸收時(shí)間，如圖2所示。
“干點(diǎn)”試驗(yàn)方法：將Brabender星型混合器升溫到80℃，加入500g的PVC樹脂及10g有機(jī)錫穩(wěn)定劑，在100r/min時(shí)混合5min后加入250g增塑劑DOP,記錄增塑劑吸收時(shí)的扭矩變化，從增塑劑加入到扭矩達(dá)到最小所需時(shí)間即為增塑劑吸收時(shí)間。從圖2可知：3種不同聚合度的PVC樹脂,其增塑劑吸收時(shí)間隨樹脂聚合度的增大而縮短，但都不是在增塑劑加入后立即被吸收。在增塑劑吸收過程中，增塑劑小分子主要進(jìn)入到PVC樹脂的初級(jí)粒子和次級(jí)粒子內(nèi)部，此過程要求PVC樹脂處于高彈態(tài),也就是要高于Tg溫度同時(shí)也需要足夠的吸收時(shí)間。從客戶生產(chǎn)工藝看,物料的配混溫度過低、時(shí)間過短,這將造成增塑劑吸收不完全,從而產(chǎn)生析出問題。
1.3解決措施
在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了混料工藝調(diào)整試驗(yàn)，適當(dāng)提高物料配混溫度,延長(zhǎng)混料時(shí)間，壁紙表面水紋問題解決。
2壓延片材的析出問題
2.1問題簡(jiǎn)述
某PVC硬片生產(chǎn)企業(yè)所購(gòu)PVC S-800樹脂，在使用過程中析出物較多，需要1天清理4次壓延輥，析出物為黃色固體。
2.2問題分析
用紅外光譜法測(cè)試PVC S-800樹脂與對(duì)比樹脂分子結(jié)構(gòu)(官能團(tuán)、雙鍵含量等)的差異，如圖3所示。
從圖3可看出：2種PVC樹脂的差異不大，這是由于PVC樹脂聚合時(shí)所加的助劑用量都較少,其中用量**的分散劑(相對(duì)于聚合單體)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為0.05% ,由此造成的樹脂差異超過了儀器的靈敏度。
對(duì)析出物進(jìn)行紅外光譜分析，見圖4。從圖4可知:析出物含有C—C鏈結(jié)構(gòu)、羧酸鹽基團(tuán)和苯環(huán)、聯(lián)苯結(jié)構(gòu)。由于析出物在壓延輥上經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間受熱，其結(jié)構(gòu)可能已發(fā)生變化，因此紅外分析不能對(duì)析出物定性。對(duì)析出物樣品用熒光光譜儀測(cè)定其元素含量，結(jié)果見表1。從析出物元素含量看，金屬元素Sn的含量較大，同時(shí)還有非金屬元素S。PVC透明片材常用含有Sn和S元素的助劑為硫醇錫,而用戶所使用的穩(wěn)定劑確為硫醇錫, 也就是穩(wěn)定劑的質(zhì)量較差導(dǎo)致產(chǎn)生固體析出物。
2.3解決措施
對(duì)于此次出現(xiàn)的析出問題，通過更換穩(wěn)定劑后，問題消除。但是通常情況下出現(xiàn)析出問題，多與增塑劑、潤(rùn)滑劑等助劑有關(guān)，需要具體分析研究，在此不展開詳述。
3壓延片材晶點(diǎn)較多
3.1問題簡(jiǎn)述
某企業(yè)壓延生產(chǎn)雨披、桌布等方面的PVC薄膜，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品表面有較多透明小點(diǎn),在其下游用戶生產(chǎn)制品時(shí)造成其制品透明點(diǎn)部分無法上色。
3.2問題分析
對(duì)PVC片材的晶點(diǎn)（也稱“魚眼”）過多問題,筆者曾進(jìn)行過詳細(xì)的分析⑶,一般按照PVC樹脂、助劑和生產(chǎn)工藝的順序查找原因。對(duì)從客戶取回的樹脂樣品進(jìn)行性能檢測(cè)，結(jié)果見表2。
從表2可看出：PVC樹脂各項(xiàng)性能與對(duì)比樹脂相差不大,均滿足優(yōu)等品指標(biāo)。采用凝膠滲透色譜（GPC）測(cè)試2個(gè)批次PVC樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量及分子量分布，結(jié)果見表3。由表3可知：2個(gè)批次PVCS -700樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量及分子量分布寬度相差不大。只通過PVC樹脂本身性能檢測(cè)無法查找晶點(diǎn)較多的原因。用能譜儀測(cè)試用戶產(chǎn)品中晶點(diǎn)的元素成分，如圖5所示。
從晶點(diǎn)的元素組成（含氯、碳元素）可推斷出晶點(diǎn)為PVC樹脂。采用掃描量熱法（DSC）測(cè)試，有透明點(diǎn)薄膜和無透明點(diǎn)薄膜的成型過程中所受熱歷程，如圖6所示。從圖6可看出:2個(gè)薄膜樣品的DSC曲線不重合。這說明加工過程中所經(jīng)歷的熱歷程（加工溫度或時(shí)間）存在差異。消除受熱歷程后,2個(gè)樣品DSC比較如圖7所示。從圖7可看出：消除受熱歷程的差異后,2個(gè)樣品的DSC曲線形狀基本一致。這說明2個(gè)樣品的配方相同，產(chǎn)生晶點(diǎn)的原因是加工工藝發(fā)生波動(dòng)。
3.3解決措施
建議生產(chǎn)廠家對(duì)擠出機(jī)等設(shè)備，定期進(jìn)行檢修，對(duì)各區(qū)溫控要進(jìn)行校準(zhǔn)。
4壓延片材粘輥問題
4.1問題簡(jiǎn)述
某PVC醫(yī)藥包裝片材生產(chǎn)企業(yè)，在壓延片材發(fā)現(xiàn)粘輥問題非常嚴(yán)重。該企業(yè)使用的擠出機(jī)為行星螺桿擠出機(jī)，擠出溫度為153～155 C,壓延機(jī)為五輥壓延機(jī)，如圖8所示。輥1至輥3同一控溫,溫度為208～210 C，輥4溫度為185 C，輥5溫度為155 C,粘輥現(xiàn)象發(fā)生在片材向輥5輸送時(shí),粘在輥4上。
4.2問題分析
出現(xiàn)粘輥問題，一般是工藝和配方兩方面的原因。工藝上如果相鄰兩輥的溫差較大,則片材傾向于包覆溫度較高的輥。在配方中，如果潤(rùn)滑劑配合使用不平衡，尤其是外潤(rùn)滑作用偏弱，將造成粘輥問題。此次用戶出現(xiàn)粘輥的問題，主要是配方中潤(rùn)滑劑的外潤(rùn)滑作用偏弱。
4. 3解決措施
對(duì)客戶配方潤(rùn)滑體系進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，具體見表4。
針對(duì)潤(rùn)滑劑作用不足的問題，適當(dāng)減少外潤(rùn)滑作用較弱的ZB -74用量，增加了外潤(rùn)滑作用較強(qiáng)的PE蠟，保持配方的總體助劑用量不變，解決了粘輻問題。
5結(jié)語(yǔ)
對(duì)于聚氯乙烯壓延透明片材生產(chǎn)中常出現(xiàn)的問題,如片材表面有析出物、晶點(diǎn)較多、粘輻等,分析了產(chǎn)生原因并且提出了解決措施。如果由于原料產(chǎn)生質(zhì)量問題，應(yīng)及時(shí)更換原料;生產(chǎn)廠家應(yīng)該積累經(jīng)驗(yàn),總結(jié)常見問題，并適當(dāng)優(yōu)化調(diào)整工藝, 避免產(chǎn)品質(zhì)量糾紛。
