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高抗沖透明丁苯樹脂的加工工藝

時(shí)間:2019-11-25 03:40 閱讀:1402 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

丁苯透明抗沖樹脂,又稱K-Resin(K- 樹脂)。是以苯乙烯、丁二烯為單體,以烷基鋰為引發(fā)劑,采用陰離子溶液聚合技術(shù)合成的一種嵌段共聚物,其主要特性是兼有高透明性和良好的抗沖擊性、密度小、著色力強(qiáng)、加工性能優(yōu)異、無(wú)毒性,廣泛用于冰箱制造、制鞋、玩具制造、食品容器及包裝、醫(yī)療器械、日常高檔制品、電器儀表盤和與其他材料(如GPPS、SAN、SMA、PP、HIPS等)摻混改性等領(lǐng)域。 與其他透明聚合物相比較,K- 樹脂共聚物的特點(diǎn)是密度低,從經(jīng)濟(jì)角度上看更有吸引力。K- 樹脂的得率比非苯乙烯類的透明樹脂高20%~30%,符合美國(guó)食品藥品管理FDA 21 CFR 177 1640 條款和歐洲EEC 指引90/128/EEC 修訂條款的規(guī)定,可用作食品的包裝。 丁苯樹脂是部分結(jié)晶聚合物,流動(dòng)性好,加工出的產(chǎn)品表面光滑、光澤好、透明度高,可采用傳統(tǒng)加工方式加工,如注射、擠出、吹膜和流延、中空吹塑、熱成型等加工方法,并且可以在大部分通用的設(shè)備上加工,不需要改動(dòng)設(shè)備和注塑件模具。丁苯樹脂在生產(chǎn)過(guò)程中已除去揮發(fā)分,且一般不吸濕,除非在潮濕環(huán)境中存放和加工,加工前一般不需要干燥。但揮發(fā)分過(guò)高,制品透明度會(huì)降低,甚至產(chǎn)生氣泡,建議在40~65℃熱風(fēng)烘干2h左右,烘干溫度不能過(guò)高,否則丁苯樹脂可能黏結(jié)在一起。 加工中應(yīng)使用長(zhǎng)徑比小、壓縮比低到中等的螺桿,如注塑件成型的螺桿長(zhǎng)徑比應(yīng)小于26,吹膜一般為24,流延膜為28,壓縮比一般為2.3~2.8,且螺桿不應(yīng)有強(qiáng)混段,以降低對(duì)聚合物的剪切和在螺桿的停留時(shí)間。同時(shí),應(yīng)采用流線形的熔體流道,且流道最好拋光,減小熔體流動(dòng)方向的改變,避免熔體長(zhǎng)期滯留在流道中,消除長(zhǎng)期存料對(duì)產(chǎn)品的污染。口模內(nèi)部最好鍍鉻拋光處理;壓延等輥筒應(yīng)鍍鉻拋光無(wú)斑點(diǎn)。為了獲得最好的透明度和光澤,注塑件模具應(yīng)該拋光,排氣良好,轉(zhuǎn)角半徑應(yīng)大一些,也應(yīng)該避免器壁厚度突然變化,因?yàn)楸诤裢蝗蛔兓鶗?huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中,而導(dǎo)致不同的收縮率促使制品翹曲,制品外觀盡可能地對(duì)稱,厚度均勻。 注塑件成型 丁苯樹脂一般選用往復(fù)螺桿式注塑件成型機(jī)型,注射機(jī)避免使用自鎖式噴嘴,以免物料在機(jī)筒留太長(zhǎng)時(shí)間。物料在機(jī)筒內(nèi)依靠外部加熱和螺桿的剪切作用熔融塑化,并可通過(guò)調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速和背壓來(lái)改善塑化質(zhì)量,但過(guò)高的溫度(>250℃)會(huì)降低丁苯樹脂的性能和外觀劣化,丁苯樹脂對(duì)注射速度敏感。制品缺口敏感,破損多在缺口處,但缺口無(wú)銳角,收縮率為0.1%一0.8%,回料的用量建議最高不超過(guò)50%。該樹脂的一個(gè)特點(diǎn)是回用性好,經(jīng)過(guò)反復(fù)回用,其物理性能、光學(xué)性能和流變性能只有極小的變化。 片材擠出 純的丁苯樹脂或PS與丁苯樹脂的共混物可通過(guò)擠出成型制成片材,所生產(chǎn)的片材透明度高、韌性好、強(qiáng)度大、易成型加工,已廣泛地應(yīng)用于食品品、醫(yī)藥、紡織品、日用品和快餐等行業(yè)。 開停車時(shí),機(jī)筒內(nèi)的物料需要置換干凈,丁苯樹脂長(zhǎng)期在機(jī)筒內(nèi)或停車間歇均會(huì)導(dǎo)致晶點(diǎn)的產(chǎn)生,而且晶點(diǎn)會(huì)在機(jī)筒內(nèi)繼續(xù)生長(zhǎng),為防止該現(xiàn)象的發(fā)生,在開停車時(shí)要用100%的PS-GP進(jìn)行置換,清理機(jī)筒,嚴(yán)重時(shí)應(yīng)進(jìn)行人工清理。板片材擠出宜用單螺桿擠出,進(jìn)料段溫度在180℃左右。計(jì)量段在230℃左右。且采用能調(diào)節(jié)口模厚度的衣架式流道和扁平機(jī)頭;三輥壓光機(jī)的輥筒有獨(dú)立的溫度控制器,輥隙比所需要的片材厚度多0.05mm,下輥隙與目標(biāo)厚度一樣。上光輥與機(jī)頭的距離應(yīng)盡可能地靠近,一般為50~100mm。上光輥的溫度對(duì)片材的透明度影響明顯,調(diào)節(jié)溫度使片材貼在輥筒上;牽引速度要與壓光輥基本同步,比壓光輥稍快并能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 牽引上下輥的間隙也應(yīng)能調(diào)節(jié),卷取輥無(wú)級(jí)調(diào)速必須與牽引輥同步,并使片材保持一定的張力,收卷溫度應(yīng)低于丁苯樹脂的熱變形溫度,產(chǎn)品寬度應(yīng)比口模最大寬度小10―25mm。 吹塑薄膜和流延膜 丁苯樹脂薄膜具有剛挺、透明、死褶性、透氣性和可印刷性等特點(diǎn),特適合新鮮食品的包裝,一般采用單螺桿擠出吹膜機(jī),如PE-HD上吹法的吹膜設(shè)備。典型吹塑條件是:進(jìn)料段溫度不超過(guò)180℃。計(jì)量段不超過(guò)230℃,吹脹壓力在0.14~0.42,吹脹比3/1。一般用純的丁苯樹脂作單層或復(fù)合膜的內(nèi)中層,開停車置換料除了PS-GP外還可用PE-HD,在機(jī)筒和機(jī)頭之間加裝40―200目過(guò)濾網(wǎng),以清除凝膠粒子。 機(jī)頭一般采用直角式中心供料螺旋機(jī)頭或旋轉(zhuǎn)機(jī)頭,吹塑機(jī)頭的口??p隙寬度單層擠出為0.8―1.0mm,多層共擠則為1.0―1.5mm。冷卻采用小噴風(fēng)口或無(wú)噴風(fēng)的單唇風(fēng)環(huán)即可,風(fēng)環(huán)一般高于機(jī)頭30~100mm的位置,風(fēng)環(huán)的內(nèi)徑比口模的內(nèi)徑大150―300mm,風(fēng)環(huán)的冷風(fēng)吹出角最好為40度-60度,霜白線與機(jī)頭的距離應(yīng)在1~4個(gè)膜泡管直徑之間,夾角為15度一40度,可調(diào)的人字板也應(yīng)延伸到此處,并在霜白線上方70~150cm處與膜管接觸,以保持膜管穩(wěn)定,減少薄膜褶皺,如果人字板調(diào)節(jié)不到這么低,則應(yīng)調(diào)高霜白線。膜泡管應(yīng)盡可能短,薄膜應(yīng)保持在40~60℃的范圍,以減少褶皺。,設(shè)備安裝的關(guān)鍵是機(jī)頭口模、風(fēng)環(huán)、人字板和夾膜輥的中心線垂直成一線,才能保證薄膜無(wú)褶皺,最好采用自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的夾膜輥和人字板。 由于含有丁二烯結(jié)構(gòu)的原因,擠出薄膜的黏合性能特別好,若是采用丁苯樹脂生產(chǎn)單層薄膜或多層共擠薄膜的內(nèi)層,必須使用開口劑,以改善薄膜開口性能,防止薄膜之間的黏合。 流延膜擠出溫度可稍高于擠出吹膜,如機(jī)筒溫度范圍為190~215℃,機(jī)頭溫度為200~220℃。在不產(chǎn)生魚眼的情況下,可適當(dāng)提高溫度,使透明度提高,同時(shí)降低熔體壓力,減少物料滯留時(shí)間。機(jī)頭應(yīng)采用模唇厚度可調(diào)的衣架式機(jī)頭,??趯?.30~1.0mm,但如有共振現(xiàn)象,應(yīng)注意降低模口寬度、擠出速度及機(jī)頭與冷卻輥間的空隙。用風(fēng)刀把丁苯樹脂膜緊貼在冷輥之上,不適宜用急冷輥,兩個(gè)冷輥溫度應(yīng)控制在50~80℃之間。??谂c冷輥的空隙應(yīng)小于10cm。 丁苯樹脂薄膜的沖擊強(qiáng)度會(huì)隨著吹脹比和牽引比的增加而增強(qiáng),薄膜的收縮力低,在收縮包裝后不會(huì)產(chǎn)生變形現(xiàn)象或“狗耳”問題,適宜用來(lái)包裝各種免壓商品。丁苯樹脂薄膜可采用熱封技術(shù)來(lái)封口,可在較低的溫度條件下封合,封合時(shí)間較短。熱封強(qiáng)度取決于封合表面的溫度、承受的壓力和封合時(shí)間。 中空吹塑 丁苯樹脂可采用中空吹塑來(lái)生產(chǎn)既透明又具有高沖擊強(qiáng)度的、各種尺寸和形狀的產(chǎn)品,如小藥丸瓶、醫(yī)用引流裝置以及高身的陳列展示瓶等。典型加工條件是:加工溫度和薄膜加工溫度相似,吹氣和吹脹壓力在0.25~0.60,注塑件模具溫度16℃~40℃。 丁苯樹脂一般選用擠吹的中空成型設(shè)備,可采用匯流式機(jī)頭和散流式機(jī)頭,坯直徑在擠出時(shí)有不同程度的膨脹,膨脹率為-15%~+5%。丁苯樹脂的最大吹脹比建議為3:1,注塑件模具排氣效果差會(huì)在型腔壁與正在吹脹的型坯之間的空囊裹入空氣,使型坯不能與注塑件模具緊密地貼合,結(jié)果制品冷卻不均勻,表面變形。同時(shí),注塑件模具冷卻不均勻可能導(dǎo)致制品各部分殘留應(yīng)力和收縮程度不一,導(dǎo)致制品翹曲變形。丁苯樹脂收縮率低,收縮率小于1.5%,對(duì)于大件制品,在瓶頸和截坯口處截面厚的地方需要輔助冷卻以平衡整個(gè)制品的收縮率,對(duì)于厚壁制品必須考慮收縮因素。 熱成型 丁苯樹脂具有優(yōu)良的熔體強(qiáng)度,可做深拉、淺拉、厚壁和薄壁的制品,可采用PS-GP的加工設(shè)備來(lái)熱成型,制品溫度范圍為135~150℃,應(yīng)盡量降低出模溫度,避免制品翹曲,收縮率均為0.5%一0.8%。注塑件模具應(yīng)經(jīng)過(guò)高度拋光,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)去掉倒伐角或加大斜角,也可向排氣系統(tǒng)注入空氣以釋放制品和注塑件模具之間的真空,但過(guò)大的頂出氣壓會(huì)使制品破裂或變形。

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