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PVC/Anion复合材料的滴塑与蘸塑成型微型试验探究
文章作者admin: 时间:2021-04-07 19:48

 PVC/Anion复合材料的滴塑与蘸塑成型微型试验探究
                                    吴舒,李青山
    (燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北秦皇岛066004)
    〔摘要〕对Anion负离子添加剂进行表面处理,通过掺杂共混的工艺调制出PVC/Anion复合糊,利用滴塑、蘸塑技术制备出了释放负离子的制品,制品释放负离子数可达1000个/cm3以上。实验操作简单,快速安全,占用空间小,实验现象明显,并且试剂用量少,对环境无污染,学生们能够人人动手参与,对提高学生的综合素质有良好的效果。
    〔关键词〕高分子;PVC糊树脂;负离子;滴塑;蘸塑
    〔中图分类号〕O6-3〔文献标识码〕A〔文章编号〕1008-5149(2009)04-0107-02
    高分子材料被广泛用于生活得各个领域,为了使人们对高分子材料的性能、加工应用、用途、各种加工助剂的作用等有更进一步的认识,本实验以PVC糊树脂为例,并加入Anion负离子添加剂,将PVC糊树脂从原料加工成日常生活中应用的成品,并且由于负离子发生源的存在,使制品具有释放负离子的功能,使产品健康化,功能化,制备过成包括助剂的选择、Anion负离子添加剂的表面处理、工艺条件的调控等,清晰地展现了一种高分子材料的制备和成型过程,实验具有小、省、快、好等优点。
    1 实验目的
    掌握PVC/Anion复合材料的配方及各种助剂在复合材料中所起的作用;掌握PVC糊树脂的成型原理及复合材料制备的工艺控制特点;了解负离子在生活中所起的作用;了解表面活性剂的做用;了解滴塑、蘸塑的定义。
    2 实验部分
    2.1 仪器和试剂
    仪器:增力电动搅拌器,电热鼓风干燥箱,真空干燥箱,注射器,烧杯,小型金属工件。可选择药品:PVC糊树脂、Anion负离子添加剂、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、表面活性剂、颜料、硬脂酸、硬脂酸铅、硬脂酸钙、硫醇锡、碳酸钙、ACR、CPE、石蜡、液体钙-锌复合稳定剂。
    2.2实验步骤
    2.2.1 Anion负离子添加剂的表面处理将Anion负离子添加剂放入烘箱,在100℃下干燥2h以除去表面上吸附的水分,然后将干燥的Anion负离子添加剂加入到溶有非离子表面活性剂的无水乙醇中,高速搅拌一小时,反应结束后静止、抽滤、放入烘箱中在150℃下干燥1.5h,取出后自然冷却,并研磨放好备用。
    2.2.2滴塑成型
                                                 表1参考配方
PVC糊树脂:100质量份       发泡剂:0~8质量份        热稳定剂:1~4质量份
Anion:0.5~12质量份       润滑剂:1~2质量份        表面活性剂:适量
增塑剂:60~80质量份       填充剂:0~30质量份       颜料:适量
      将PVC糊树脂、Anion负离子添加剂、复配增塑剂、稳定剂、发泡剂、填充剂和润滑剂加入到搅拌机中经充分搅拌混合均匀后,形成具有黏流性的糊状物,将其抽真空或静止放置10h以消气泡。将制备好的糊状料灌入注射器中,通过注射器针头将其滴印在织物上,形成凸起的圆点,将其放入烘箱中在160℃~170℃范围内焙烘3min~5min,取出后自然冷却。
    蘸塑成型
    蘸塑制件预热:将烘箱升温至180℃~190℃,然后把蘸塑制件进行表面净化处理放入烘箱中加热,时间约为10min~15min。
    蘸塑:将加热的蘸塑制件从烘箱中取出,插入PVC/Anion复合糊中停留1s~10s取出,蘸塑制件粘有一层糊,并凝胶,再将其放入烘箱加热塑化5min~15min。制备出释放负离子的PVC蘸塑制品。
    2.3实验原理
    滴塑技术主要是利用热塑性高分子材料在一定条件下有黏流性,而常温下又恢复固态的特性,使用适当的方法和专门的工具,在其呈黏流态时按要求将其塑造成不同形态,然后固化成型的技术。基本原理是在基布上连续滴塑成颗粒小圆点,然后通过外界热能不断渗透到由增塑糊形成的粘胶粒中,使之得到迅速的熔融塑化〔2~3〕。
    蘸塑是在金属表面上包覆一层塑料的方法之一,既将金属模胎直接蘸人流态的树脂糊中,然后将蘸塑层塑化而实现塑料包覆。蘸塑加工节省能源、用料少、操作简单,且在某些情况下是挤出、注塑、搪塑等加工方法难以实现的。聚氯乙烯(PVC)活性增塑糊使蘸塑层的硬度、与金属之间的附着力等大大增强〔4〕。增塑糊的黏度随增塑剂的加入量而降低,当温度升高时,增塑糊的黏度先下降,降到最低点后便开始急剧上升,此时增塑糊失去流动性,呈现凝胶状,引起此现象的温度称为凝胶化温度,随着温度进一步升高,增塑糊开始塑化,强度逐渐增大,表面也变得有光泽。继续升温,增塑糊的强度、光泽、透明性变得更好,并达到一个恒定的水平,此状态可看作是“熔融塑化”阶段,达到此状态的温度称之为塑化温度。在此温度下逐渐成为连续均一的有较高强度的制品。
    3 问题讨论
    3.1 Anion负离子添加剂是纳米级的超细粉体,作为添加剂能很好的应用于橡胶、塑料等高分子材料中〔5~6〕,而应用表面活性剂对Anion负离子添加剂进行处理目的是使其能更好地均匀地分散到PVC糊树脂中,防止出现团聚。3.2高分子糊的调制是一个关键步骤,在制糊过程中应把计量好的各类原辅材料充分混匀,搅拌混合时间一般在30min左右,因为增塑剂与聚氯乙烯掺混时,增塑剂会润湿PVC乳胶粒,使其缓慢渗透到胶粒内部,形成一个流动性能好的混合物;如果时间过短增塑剂无法渗透到粉体内部,胶粒没有被打开,此时去印花花型难以达到规定高度,搅拌完毕后一般将糊料放置10h以上后再使用。如使用高速搅拌机,其混合力较大、速度快,但容易造成过热,搅拌时要特别注意高分子糊的温度,否则造成坏料。糊料发生凝聚不能使用。
    3.3填充剂加入的目的是为了节约材料、降低成本,提高制品的刚性,调节增塑糊粘度。在滴塑印花中我们选择的是轻质碳酸钙(CaCO3),它是一种功能性填充剂。一方面其具有粒子细、纯度高、含无机杂质少的优点;另一方面它具有较高补强作用,可显著提高制品的冲击强度,并且使用它可减少热稳定剂的用量。产品中出现滴塑点扩散、渗胶、透底、粘接现象,主要原因是增塑剂用量过大,其解决办法是减少增塑剂用量或增加填充剂来调节糊黏度的方法来解决用量。
    4 结论将PVC与Anion负离子添加剂混合通过滴塑、蘸塑技术成功地制备出了释放负离子的滴塑与蘸塑制品,其负离子释放量均在在1000个/cm3以上。滴点不仅美观、时尚并且具有弹性,采用相同的工艺可制作释放负离子的箱包、防滑手套、沙发靠垫等。本实验操作简单、现象明显、快速安全、占用的空间小,并且试剂用量少(原料及助剂总质量约30g),对环境无污染,适合在实验室边进行教学,边由学生动手实验,使学生的综合素质得到提高。通过对实验的实际操作能够使人们对高分子材料的性能、加工应用、用途、各种加工助剂的作用等的有更进一步的认识。
    参考文献
    〔1〕王圣武,韩永芹.DOP与DBP对PVC糊树脂性能影响的比较〔J〕.工程塑料应用,2004,1(32):18
    〔2〕林其水.滴塑装饰在标签和广告中的应用于问题〔J〕.印制电路信息,2008,3:44
    〔3〕陈俊贤.滴塑技术在纺织品印花中的生产实践与探索〔J〕.苏州大学学报,2003,23(6):27-31
    〔4〕王建清,吴青.PVC蘸塑工艺研究〔J〕.工程塑料应用,1997,5(25):19
    〔5〕李青山,顾晓华,周可富.天然矿物纳米材料开发与应用〔J〕.纳米科技,2004,(1):12
    〔6〕高洁,李青山,周可富,等.负离子添加剂在纺织品的应用〔J〕.纺织科学研究,2004,15:27〔责任校对徐寿军〕

 



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