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旋转模塑聚乙烯专用树脂实验研究二

发布时间:2021-06-17 19:00:42 阅读: 来源:焦化缓蚀剂厂家
旋转模塑聚乙烯专用树脂实验研究二

旋转模塑聚乙烯专用树脂实验研究二

2 实验结果与讨论

2.1 不同质量配比对共混树脂性能的影响

国外聚乙烯旋转模塑专用树脂大多为PE-LLD,其流动性、热稳定性、耐环境应力开裂性、冲击性和刚性均优于传统的PE-HD。国内目前生产的通用PE-LLD,不能满足旋转模塑工艺的要求。旋转模塑工艺是将定量的粉状树脂装入模具内,加热模具,同时使模具绕互相垂直的主、副轴旋转,使树脂熔融并借助旋转离心力作用均匀地涂布于模具内腔表面,再经冷却、脱模得到制品。该工艺要求树脂有较佳的热稳定性、适宜的熔体流动速率和密度。树脂热稳定性达不到要求,则制品颜色发黄,甚至变焦。树脂的熔体流动速率也要求在一定的范围内,若成型过程中模腔内熔体流动速率过大,制品的内表面易出现凹凸不平的流迹线,致使制品强度降低;若熔体流动速率过小,则树脂流动性差,成型困难。着色剂选择时,要考虑颜料对加工温度的耐热性,对制品收缩变形的影响,与树脂中其他助剂的相容性等。笔者研制的制品要求为军绿色,颜料总浓度控制在5‰内。经共混、着色、造粒得到的旋转模塑专用树脂性能与美国Dowlex旋转模塑专用树脂性能比较见表4。

从表4可以看出,两种不同牌号的PE-LLD树脂分别与PE-HD树脂共混后,随着PE-HD含量增加,其密度、熔体流动速率、拉伸强度和硬度随之提高,但冲击强度随之下降;考虑共混料的熔体流动速率、拉伸强度及冲击强度,并与Dowlex旋转模塑专用料比较,认为质量比分别为A/B=20/80(1#配方)、A/C=35/65(2#配方)时,共混料综合性能较适合于旋转模塑成型加工工艺要求。

2.2 温度的影响

旋转模塑成型过程中要求树脂不但具有适宜的熔体流动性能,而且能够承受一定时间内的高温作用,这是得到优良旋转模塑产品的必要条件。1#配方和2#配方两种原料在300℃下经旋转模塑成型制备的试样的红外光谱见图1。

图1的红外光谱表明,在1600~1800cm—1处没有出现羰基伸缩振动特征峰,说明两种共混聚乙烯树脂在旋转模塑成型工艺条件下没有发生氧化反应,原料可以承受一定时间的高温作用,具有较好的热稳定性,满足了旋转模塑工艺专用树脂的要求。

成型温度的不同同样会对产品的性能产生影响,当温度小于290℃时,树脂熔结不足,制品内表面粗糙,壁面有气泡或孔隙;当温度(300±5)℃时,树脂熔结达到最佳状态,制品断面密实,制品表面光滑平整,内外壁色泽一致。当温度高于310℃时,树脂产生熔结过度现象,制品内表面原料发生氧化降解,使制品内表面变色并发出光亮,脱膜时可闻到刺激性酸味。图2是2#配方料在三个加热温度下旋转模塑制得试样的断面扫描电镜照片。

从图2扫描电镜照片表明,成型温度为300℃时,树脂粉末熔融充分,气泡数目减少,试样断面密实。由SEM照片和IR谱图可见,成型温度300℃能同时满足树脂熔体流动性和热稳定性的要求。

2.3 风冷时间的影响

旋转模塑成型后期要进行风冷,当模具内温度下降到200℃以下时,熔体无序的分子结构将趋于有序,导致结晶形成,它对最终制品的性能和力学行为有很大影响。熔体快速冷却时,结晶生长被抑制,最终制品的结晶度和密度相对较低,制品冲击性能较高,韧性也较好,但制品翘曲和变形较大;熔体缓慢冷却时,结晶度和密度相对较高、制品翘曲和变形较小,但材料会变脆,冲击性能变差。经实验,在一定的冷却时间范围内,制品无明显的强度降低和翘曲变形。

图3为2#配方不同风冷时间下旋转模塑制得试样的X射线衍射图。晶粒尺寸与橡胶疲劳试验机的操作步骤衍射峰的半峰宽有关,晶粒越小,衍射峰的半峰宽越大。利用Scherrer方程计算晶粒平均尺度,由分峰法计算结晶度,结果见表5。

从表5可见,在20~25 min风冷时间范围内结晶度和晶粒大小变化较小。因此,在保证风冷时间对熔体的结晶度或晶格形态影响较小的情况下,可适当减少风冷时间,提高生产效率。

2.4 制品的环境适应性

分别用1#和2#配方共混树脂为原料,生产了两种规格的专用仪器设备防水包装箱(图4),在国家包装产品质量监督检验中心进行了箱体环境适应性检测,在我国空军某部空投试验场区进行了箱体负载空投试验。试验结果见表6。

表6测试结果表明,共混树脂达到了旋转模塑防水包装箱的性能要求。制品具有优良的环境适应性。

3 结论

本文通过共混改性的方法制得的两种聚乙烯旋转模塑专用树脂符合旋转模塑原料要求。该原料制得的制品具有优良的力学性能和环境适应性,可作为旋转模塑的专用原料。(田丰 成国祥 刘圣军 杨荆泉 张彦军山东思达高科生产的疲劳实验机中有几款是专门针对疲劳寿命的 杨健)

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