Введение в технологию смешивания ПВХ

В технологии переработки ПВХ (поливинилхлорида) технология смешивания играет жизненно важную роль как первый процесс в производстве изделий из ПВХ. Однако многие компании зачастую не уделяют должного внимания процессу смешивания, что приводит к непониманию среди работников технологии смешивания, считая, что достаточно просто равномерно перемешать материалы. В этой статье подробно представлены роль, принцип и процесс смешивания ПВХ, чтобы помочь читателям полностью понять технологию смешивания ПВХ.

1. Основной принцип смешивания ПВХ.

Изделия из ПВХ изготавливаются из полидисперсной системы, состоящей из ПВХ-смолы, стабилизатора, модификатора, наполнителя, красителя и других добавок, которые смешиваются и затем используются для формования. Основная цель смешивания – равномерно перемешать это сырье с образованием сухой смеси с высокой кажущейся плотностью, хорошей текучестью, сухостью и рыхлостью.

Процесс смешивания включает в себя два значения: смешивание и диспергирование:

1. Смешивание: изменение распределения двух или более компонентов в пространстве. Благодаря смешиванию материалы различных компонентов могут быть равномерно распределены, обеспечивая консистенцию и стабильность последующей обработки.

2. Дисперсия: относится к изменению физических свойств одного или нескольких компонентов смеси, например, к уменьшению размера частиц или растворению в других компонентах. Дисперсия помогает компонентам полностью контактировать и вступать в реакцию, а также улучшает характеристики продукта.

Смешивание и диспергирование обычно осуществляют и завершают одновременно. В процессе смешивания за счет механических действий, таких как дробление и измельчение, размер частиц смешанного материала постоянно уменьшается для достижения равномерного диспергирования.

2. Процесс смешивания ПВХ

Процесс смешивания ПВХ в основном включает в себя два процесса: горячее смешивание и холодное смешивание.

1. Технология горячего смешивания

1.1 Определение горячего смешивания

Роль горячего смешивания ПВХ имеет решающее значение. Горячее смешивание — это процесс, при котором материал быстро распределяется вдоль внутренней стенки смесителя и падает из центра под действием высокоскоростной вращающейся мешалки, образуя вихревое движение. Под действием сдвига, вызванного столкновением и трением материала с лопастями и внутренней стенкой смесителя, материал переходит из твердого однофазного неоднородного состояния в многофазное гомогенное частично гелеобразное состояние, а температура материала продолжает расти.

1.2 Основные функции горячего смешивания

• Материал вызывает определенную степень гелеобразования (предварительная пластификация): многие вещества с низкой температурой плавления (например, смазочные материалы и т. д.) плавятся и проникают в поверхность ПВХ или прилипают к ней.

• Материал приобретает хороший эффект начального гелеобразования и диспергирования.

• Материал приобретает большую кажущуюся плотность и улучшает его сыпучесть: это облегчает его транспортировку и повышает эффективность экструзии.

• Удалить из сырья влагу и малолетучие компоненты: исключить влияние этих компонентов на качество продукции.

Температура горячего конца смешивания является ключевым фактором, влияющим на качество смеси. После длительных экспериментов и исследований наиболее подходящая температура горячей смесительной части в настоящее время составляет 110-120 ℃. Если температура горячего смешивания слишком низкая, материал ПВХ пластифицируется неравномерно, и летучие вещества не могут быть полностью удалены, что влияет на производительность; Если температура горячего смешивания слишком высока, материал ПВХ потребляет больше стабилизаторов в смесительном резервуаре, что склонно к разложению и даже образованию пасты, что влияет на производство.

1.3 Процесс горячего смешивания

Процесс горячего смешивания включает три процесса: диффузию, конвекцию и сдвиг. Диффузия делает распределение между компонентами материала более равномерным; конвекция и сдвиг используют механическую силу для равномерного распределения компонентов материала. Поскольку температура продолжает повышаться, частицы ПВХ продолжают поглощать стабилизаторы, смазочные материалы и т. д. и постепенно покрываются различными компонентами. Когда температура материала повышается примерно до 100°C, из ПВХ-смолы и добавок легко удаляется влага и другие летучие вещества; когда материал поднимается до 110-120°С, может образоваться однородный и стабильный сухой смешанный порошок.

Горячее смешивание также является процессом гелеобразования ПВХ-смеси. Несмешанная ПВХ-смола при комнатной температуре имеет частицы разного размера, причем более мелкие частицы могут легко вызвать неравномерную пластификацию во время экструзионного формования. В процессе горячего смешивания смола ПВХ постепенно плавится, пластифицируется и рекристаллизуется, образуя сетчатую морфологическую структуру. Когда температура материала достигает 115°C, мелкие частицы ПВХ-смолы становятся крупными и однородными, мелкие частицы постепенно исчезают, а края частиц становятся прозрачными и полупрозрачными из-за частичного гелеобразования.

1.4 Температура нагнетания горячей смеси

Температура на выходе горячей смеси определяет равномерный процесс пластификации ПВХ-материала. Вообще говоря, большинство производителей изделий из ПВХ используют 120 ℃ в качестве номинального температурного индекса для горячего смешивания. Когда количество карбоната кальция велико, температуру выпуска горячей смеси можно соответствующим образом увеличить, чтобы облегчить сбалансированную адсорбцию карбоната кальция материалом ПВХ и компонентами с низкой температурой плавления, тем самым увеличивая кажущуюся плотность.

1.5 Время горячего смешивания

Время горячего смешивания также является важным параметром, который необходимо контролировать. При непрерывном смешивании, если время, необходимое для достижения горячего смешивания на выходе, короткое (например, менее 7 минут), интервал между каждой партией материалов должен быть увеличен; Если смеситель используется в течение длительного времени, если температура повышается слишком медленно (например, более 12 минут все еще не может достичь температуры нагнетания), его можно вовремя разгрузить и проверить термопару и датчик температуры на предмет неисправности. Износ лопастей миксера также необходимо регулярно проверять, а в случае сильного износа их следует вовремя заменять.

1.6 Порядок добавления при горячем смешивании

Порядок добавления горячего смешивания оказывает определенное влияние на качество смешивания и износ смесительного бака. Обычный порядок добавления: добавьте ПВХ-смолу и термостабилизатор на низкой скорости; добавьте модификатор удара, технологическую добавку, внутреннюю смазку на высокой скорости и 60 ℃; Добавьте наполнитель, диоксид титана, ультрамарин, внешнюю смазку, УФ-порошок, маточную смесь, антиоксидант и т. д. на высокой скорости и при температуре 80 ℃.

1.7 Объем смешивания

Объем смешивания также является фактором, который нельзя игнорировать. Как правило, каждая партия материалов должна составлять около 75% объема горячего смесительного резервуара, чтобы избежать слишком длительного (или слишком короткого) времени смешивания, приводящего к чрезмерной пластификации (или неравномерной пластификации) материала.

2. Технология холодного смешивания

Принципы работы холодного и горячего смешивания различны. Цилиндр холодного смесителя имеет прослойку, по которой течет охлаждающая вода; а объем холодного миксера обычно примерно в 3 раза больше, чем горячего миксера. Горячий смешанный материал, поступающий в холодный смеситель, находится в относительно просторном помещении, а вращающиеся лопасти постоянно перемешиваются и кувыркаются. Его тепло поглощается охлаждающей водой в прослойке внутренней стенки бочки, и она постепенно остывает.

Материалы ПВХ следует смешивать в холодном состоянии сразу после горячего смешивания, чтобы предотвратить длительное хранение горячего смешанного материала при высокой температуре и его разложение. В то же время, если горячий смешанный материал не является холодным, он легко реабсорбирует влагу при охлаждении в естественном состоянии, что отрицательно скажется на экструзии. Холодное смешивание может не только предотвратить явление поглощения воды и возврата влаги при охлаждении ПВХ-материалов при высоких температурах, но также представляет собой процесс дальнейшего вытеснения влаги между молекулами ПВХ-материалов в процессе выделения тепла.

Номинальная температура на выходе холодного смешивания обычно составляет 40 ℃, а температура охлаждающей воды обычно поддерживается на уровне 13-15 ℃.

Резюме: Технология смешивания ПВХ является важным звеном в процессе переработки ПВХ. Глубокое понимание роли, принципа и процесса смешивания ПВХ позволяет оптимизировать процесс смешивания, повысить качество продукции и эффективность производства. Я надеюсь, что эта статья может быть полезна читателям и способствовать развитию индустрии переработки ПВХ.

NANJING HAISI является профессиональным производителем экструдеров для ПВХ. Мы поставляем двухшнековые экструдеры, одношнековые экструдеры, экструдеры для переработки пластмасс, двухступенчатые экструдеры, лабораторные экструдеры, машины для смешивания и подачи, машины для охлаждения и гранулирования, дробильные машины и так далее.