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1、聚氯乙烯（PVC）加工工艺艺 简介 聚氯乙烯，英文简称 PVC（Polyvinyl chloride polymer = PVC 分子结构 ），是由氯乙烯在引发 剂作用下聚合而成的热 塑性树脂。是氯乙烯的 均聚物。氯乙烯均聚物 和氯乙烯共聚物统称之 为氯乙烯树脂。PVC为 无定形结构的白色粉末 ，支化度较小。 内容 1PVC加工工艺介绍 2PVC成型加工工艺与实验步骤 及设备 3PVC加工产品展示 1PVC加工工艺介绍 一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和 原盐； 二是乙烯法，主要原料是石油。 国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主 ，而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制 ，则主要以电石法
2、为主。 前几年，由于石油价格不断攀升，电石法 PVC生产工艺得到了飞速发展，到2008年底， 电石法PVC产能约占我国PVC总产能的70%以 上。 两种工艺的物料流程 2PVC成型加工工艺 1. PVC挤出成型加工 挤出机螺杆分3个区段：加料段(送料段)、熔化段(压缩 段)、计量段(均化段)，这三段相应的对物料组成了3个 功能区：固体输送区、物料塑化区、熔体输送区。 固体输送区的料筒温度一般控制在1001400。若 加料温度过低，使固体输送区延长，减少了塑化区和熔 体输送区的长度，会引起塑化不良，影响产品质量。 物料塑化区的温度控制在1701900。控制该段的 真空度是一个重要的工艺指标，若真
3、空度较低，会影响 排气效果，导致管材中存有气泡，严重降低了管材的力 学性能。为了使物料内部的气体容易逸出，应控制物料 在该段塑化程度不能过高，同时还要经常清理排气管路 以免阻塞。料筒真空度一般为0.080.09MPa 熔体输送区的温度应略低一些，一般为1601800 。在该段提高螺杆转速、减小机头阻力及在塑化区提 高压力都有利于输送速率的提高，对于pvc这样的热 敏塑料，不应在此段停留时间过长，螺杆转速一般为 2030r/min。 机头是挤出制品成型的重要部件，它的作用是产 生较高的熔体压力并使熔体成型为所需的形状。各部 分工艺参数分别为：口模连接器温度1650，口模温 度1700、1700、
4、1650、1800、1900。 挤出成型过程和挤出成型设备的组成 挤出成型过程: 塑料（粒状或粉状）=加热熔融=挤出模具=挤出型坯 =冷却定型=挤出制品 挤出主机的组成: 挤出系统 传动系统 加热冷却系 统 机身等 挤出机的工作过程 2. PVC注塑成型加工 各种各样的塑料制品是怎么制成的呢？塑料的主 要成型方法有挤出成型、注塑成型、吹塑成型、压 延成型、浇铸成形等，其中注射成型因形状适应性 广，是热塑性塑料成型主要工艺。 注塑也称注射成型或注射模塑，是用注塑机将 塑料粒子或塑料粉的原料熔融后，施加压力使其注 入温度较低的模具内冷却固化形成与模腔形状一致 的塑料制品的加工过程。 注塑工艺可生产
5、不同尺寸、形状、质量、满足 各种使用要求的工程制件（如结构件、传动件、外 观件、光学件等）和各种日用品。近年来，随着注 塑工艺技术发展，部分热塑性塑料已成功地用注塑 工艺制作，使注塑工艺运用更广泛 1.成型周期短，随着制件的形状、大小、厚度不同以及注塑机 的类型、物料品种和成型工艺条件等不同，周期为几秒至几分钟不 等。 2.能一次成型外形复杂、尺寸精度高、表面质量好、带有金属 或非金属嵌件的制作；制品的大小从钟表齿轮到大型储水箱，品种 之多是其他任何塑料成型方法都无法比拟的。 3.能适应各种塑料的成型，除聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯 等极少数品种外，几乎所有的热塑性塑料（通用塑料、纤维增强塑
6、料、工程塑料）、热固性塑料和弹性体都能用这种方法方便地成型 制品。 4.成型过程自动化程度高，生产率高，其成型过程的合模、加 料、塑化、注射、开模和制品顶出等全部操作均由注塑机自动完 成。 5.模具的磨损小，体积不大，便于装卸。 总体来说，注塑的优点很多，是较为优异的塑料成型加工方法 之一。 注塑成型特点： 注塑工艺过程 注塑工艺过程是注射工艺规程的中心环节，它包括成型前的准备、 注射过程、制品的后处理 为了使注射成型顺利进行，保证塑料制品质量，在注射成型之前应进行如下工 作： 1、原料的检验和预处理 在成型前应对原料进行外观和工艺性能进行检验，内容包括色泽、粒度及 均匀性、流动性（熔体指数、
7、粘度）、热稳定性、收缩性、水分含量等。有的制 品要求不同颜色或透明度，在成型前应先在原料中加入所需的着色剂，若在原料 中加入颜色母料则效果更好。 对于吸水性强的塑料（如聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯等），在成型 前必须进行干燥处理，否则塑料制品表面将会出现斑纹、银丝和气泡等缺陷，甚 至导致高分子在成型前产生降解，严重影响制品的质量。而对不易吸水的塑料（ 如聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等塑料）只要包装、运输、贮存良好，一般可以不必 干燥处理。对于聚苯乙烯、ABS塑料往往也进行干燥处理。干燥处理的方法应根 据塑料的性能和生产批量等条件进行选择。小批量生产用塑料，大多采用热风循 环烘箱和红外线加热烘箱
8、进行干燥；大批量生产用塑料，宜采用负压沸腾干燥或 真空干燥，效果好，时间短。干燥效果与温度的时间关系很大，一般来说，温度 高，时间长，干燥效果好，但湿度不宜过高，时间不宜过长，如果温度超过玻璃 化温度或熔点，会使塑料结块，造成成型时加料困难，对于热稳定性差的塑料， 还会导致变色、降解。干燥后塑料应马上使用，否则要加以妥善贮存以防再受 潮。 注塑成型前的准备 2、嵌件的预热 为了满足装配和使用强度的要求，塑料制品内常要嵌入金属嵌 件。由于金属和塑料收缩率差别较大，因而在制品冷却时，嵌件周 围产生较大的内应力，导致嵌件周围强度下降和出现裂纹。因此， 除了在设计塑料制品时加大嵌件周围的壁厚外，成型前
9、对金属嵌件 进行预热也是一项有效措施。 嵌件的预热应根据塑料的性能和嵌件大小而定，对于成型时容 易产生应力开裂的塑料（如聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等），其制品 的金属嵌件，尤其较大的嵌件一般都要预热。对于成型进不易产生 应力开裂的塑料，且嵌件较小时，则可以不必预热。预热的温度以 不损坏金属表面所镀的锌层或铬层为限，一般为110C-130C，对于 表面无镀层铝合金或铜嵌件，预热温度可达150C。 3、料筒的清洗 在注射成型之前，如果注射机料筒中原来残存的塑料与将要使用的塑料不同 或颜色不一致时，一般都要进行清洗。 对于螺杆式注射机通常采用直接换料清洗。换料清洗时，必须掌握料筒中的 塑料和欲换的新塑料
10、的特性，然后采用正确的清洗步骤。例如，新塑料成型温度 高于料筒内残存塑料的成型温度时，应将料筒温度升高到新料的最低成型温度， 然后加入新料（也可以是是新料的回料），连续对空注射，直到残存塑料全部清 洗完毕，再调整温度进行正常生产。如果新塑料的成型温度比料筒内残存塑料的 成型温度低，应将料筒温度升高到残存塑料的最好流动温度后切断电源，用新料 的降温下进行清洗。如果新料成型温度高而料筒中残存塑料的最好流动温度后切 断电源，用新料在降温下进行清洗。如果新料成型温度高，而料筒中残存塑料又 是热敏性塑料（如聚氯乙烯，聚甲醛和聚三氟氯乙烯等，）则应选热稳定性的塑 料（如聚苯乙烯，低密度聚乙烯等）作为过渡换
11、料，先换出热敏性塑料，再用新 料换出热稳定性好的过渡料。 目前已研制出一种新的料筒清洗剂，适用于成型温度范围在180-280C的各 种热塑性塑料的注射机机筒清洗。中小型注射机，清洗剂用量在50-200g左右 4、脱膜剂的使用 注射成型时，塑料制品的脱模主要依赖于合理的工艺条件和正 确的模具设计，但由于制品本身的复杂性或工艺条件控制不稳定， 可能造成脱模困难，所以在实际生产中通常使用脱膜剂。 常用的脱膜剂有三种：硬脂酸锌，除聚酰胺外，一般塑料均可 用；液体石蜡（白油），用于聚酰胺塑料件的脱模效果较好；硅油 ，润滑效果良好，但价格较贵，使用麻烦，需用配制甲醛溶液，涂 抹在模腔表面，还要加热干燥，使
12、用脱模剂时，喷涂应均匀，适量 ，以免影响塑料制品的外观及性能，尤其注射成型透明塑料时更应 注意。 注塑成型注射过程 塑料的注射成型是利用注射螺杆或注射柱塞的推力，将已塑化好的 熔融物料注入到闭合好的模具内，经过一段时间的硬化定型，最终 得到制品的工艺过程。各种注塑机的动作程序可能不完全一致，但 所要完成的工艺内容即基本过程还是相同的。现以螺杆注塑机为例 ，按时间先后顺序予以说明，如图： （1）闭模和锁紧 注塑机的成型周期一般从模具开始闭合时为起 点。闭模动作由注塑机合模机构来完成，成型模具首先以低压快速 进行闭合，当动模与定模快要接触时，合模机构的动力系统自动切 换成低压（即试模压力）、慢速，
13、此动作是为了保护模具不受损 坏。在确认模内无异物存在或模内嵌件无松动时，再切换成高压而 将模具锁紧。 （2） 注射座前移和注射 在确认成型模具达到所要求的锁紧程度后 ，注射座整体移动油缸带动注塑装置前移，使喷嘴与模具主浇道口 紧密贴合，于是就接通了喷嘴-模具-流道-成型模具型腔的通道，继 而向注射油缸内提供高压油，推动与注射油缸活塞杆相连接的螺杆 ，将机筒前端的熔料以高压高速注入模具的型腔中，并将模具型腔 中的气体从模具的分型面排除出去。此时螺杆头部作用于溶料上的 压力称为注射压力，又称为一次压力。 （3）保压 当熔料充满模具型腔后，为防止模具型腔内的熔料反流 和因低温模具的冷却作用而使模具型
14、腔内的溶料产生体积收缩，保 证制品的致密性、尺寸精度和力学性能，螺杆还需对模具型腔内的 熔料保持一定的压力进行补缩。此时，螺杆作用于熔料上的压力称 为保压压力，又称二次压力。在保压时，螺杆因补充模内熔料而有 少量的前移。 （4）制品冷却和预塑化 当保压进行到模具型腔内的熔料失去了 从浇口回流的可能性时（即浇口处熔料冷凝封口），注射油缸内的 油压力就可以卸去，制品在模具型腔内充分冷却定型；与此同时， 注射螺杆在螺杆传动装置的驱动下转动，把从料斗落入机筒中的塑 料随着螺杆的转动而向前输送，进行塑化。因制品冷却和螺杆预塑 化同时进行，为了缩短成型周期，在一般情况下希望螺杆预塑化计 量时间不超过制品的
15、冷却时间。 （5）注射座后退 这只是对部塑料品种而言。目的是为了不使喷 嘴长时间与冷模具接触而形成冷凝料，影响下一次的注射操作以及 制品的质量，而装喷嘴撤离模具，即注射座后退。 （6）开模和顶出制品 模具型腔内的制品经冷却定型后，合模装 置就开始打开模具。在注塑机的顶出装置和模具的顶出机构共同作 用下从模具内顶出制品。 完成（6）以后，注塑机又可以从（1）开始，进行下一个注塑 成型过程。习惯上把一个注射成型过程称为注塑机的一个工作循 环。 注塑设备的组成结构 一台通用注塑机主要由塑化注射系统、合模机构、液压传动（或气 动）装置、电器控制系统等组成，如图所示 4PVC加工产品展示 防水卷材板材 给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件薄膜 绝缘电缆 墙纸 塑料鞋玩具 包装材料透明板
