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1、脫模劑

在滾塑工藝過程的加熱階段,在聚乙烯粉末或熔體與模具內表面的分界面上,由于表面氧化的作用會發生化學或物理粘接。當模具內表面有局部缺陷時,聚乙烯熔體會流進這些缺陷而形成局部嵌入。這將使冷卻之后的制品難以從模具中取出。為了避免上述情況的發生,需要在模具內表面涂一層熱穩定的材料以防止粘聯,這類材料稱為脫模劑。工業用脫模劑有很多種,聚乙烯的滾塑工藝對脫模劑有較高的要求,主要是耐熱性能的要求。油類、蠟和硅油是常用的脫模劑,但它們需要每次加料前涂一次,故稱為一次性脫模劑。這類脫模劑成本較低,脫模效果很好,但易于遷移到制品表面影響其表面性能。交聯硅氧烷是一種半永久性的脫模劑,它不需要頻繁的涂抹,不會發生遷移現象,不會受溫度變化的影響,具有較好的脫模效果,但成本較高。

在模具型腔表面復合一層聚四氣乙烯薄層(就像市售的不粘鍋那樣)可獲得永久性的脫模效果,聚四氟乙烯屬于永久性脫模劑。

2、溫度控制

聚乙烯的滾塑上藝過程有一個特殊的現象:在粉末熔融過程中,粉末顆粒之間滯留的空氣形成了氣泡,隨著加熱過程的持續、這些氣泡又消失了。進一步的研究表明,這些氣泡的消失并非由于它們在浮力的作用下移向熔體的自由面,而是因為氣泡中的空氣逐漸融合在熔融的塑料熔體中。實驗表明當溫度升至150℃時,聚乙烯熔體中形成了不同尺寸的氣泡。由于聚乙烯熔體粘度很大,氣泡的浮力不足以把氣泡推向自由面。當溫度升至200℃時,所有的氣泡都消失了。因此,對于聚乙烯的滾塑來說,科學地控制加熱過程對消除聚乙烯制品中的氣泡,提高產品質量有十分重要的意義。由于滾塑的加熱時間有時會較長,特別是制品壁較厚時。可能會持續半小時到一小時以上。這時就要求采取措施以防止材料在加熱過程個的熱氧化和材料性能的降低,通常在聚乙烯塑料中加入抗氧化劑可達到預防的目的。但是,當聚乙烯材料被加熱到過高的溫度或加熱時間過長時,抗氧化劑并不能防止材料的氧化。當制品厚度較大需要加熱較長的時間時,必須降低加熱溫度。如果利用提高溫度來縮短加熱時間,則有可能因氣泡中的空氣來不及消失而使氣泡保留下來。當聚乙烯塑料被加熱到熔融狀態時,材料將經歷一個從結晶態向熔體轉化的過程,這正是聚乙烯顆粒開始熔化變軟時所發生的過程。它首先出現在和模具內壁接觸的一層材料,形成一個均勻的熔融材料層。然后,逐漸向內層擴展,直到全截面完全變成塑料熔體為止。接下來是繼續加熱使氣泡逐漸消失的過程。這一過程的溫度控制和時間控制需要調節。

3、冷卻過程

在冷卻過程中,聚乙烯熔體的溫度將從200℃降至接近室溫,聚乙烯的分子將從無序的狀態轉變為較為有序的晶態。結晶的過程需要一定的時間,結晶的速度和聚乙烯熔體的粘度有關。當聚乙烯熔體被迅速冷卻時,聚乙烯熔體的粘度迅速增加,使其晶粒的生長受到阻礙,從而影響聚乙烯的結晶度。當結晶度不同時,聚乙烯制品的密度就不同,物理性能也將有所差別。由此,急速冷卻的聚乙烯滾塑制品具有較低的密度,而緩慢冷卻的制品則具有較高的密度。當然,制品冷卻越慢,其生產周期越長,成本越高。用于滾塑生產的聚乙烯粉末本身具有一定的密度,它決定于材料的生產廠家。但經過滾塑生產后,由于冷卻速度的不同,聚乙烯滾塑制品的密度將發生一定的變化。

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