聚碳酸酯纺织纱管的生产,选用光气法生产的PC为原料,其中新料为80%,再生料为20%。其生产工艺流程如下:
配料→干燥→注射→修整→抛光→热处理→制品。
烘箱干燥温度115-120℃, 16-20小时,物料在料盘上厚度为30毫米以下,使树脂含水量在0.03%以下。
料筒三区温度为200-220、 250-280、 260-290℃,喷咀温度比料筒稍低些,低5-10℃。注射压力60-100MPa,成型周期25秒,热处理温度115-120℃, 1小时,要采用倒悬式进行热处理。
该纱管比木质纱管使用寿命长3倍、尺寸稳定、耐候性好,不起毛、光洁度好,能提供各种颜色的纱管,便于搞好班组经济核算。
对于废旧再生PC料,还可以进行增韧处理,顶替新料使用。可在再生PC料中,共混少量的尼龙树脂,或高抗冲聚苯乙烯树脂,可使制品的冲击强度提高1倍以上,弯曲强度也有改善,对树脂的加工性能、表面光铎均有所提高了很多。
此外,由于尼龙在熔融时粘度极低,能对共混体系中的颜料有优良的浸润包复作用,破坏了颜料较子的聚集给构,增加了颜料分散性,为此可降低颜料用量的20%。
PC料一定要干燥,使之含水量降到0.02%以下。PC板原料的分子量应选在3.5万为好。
挤出机螺杆长径比为20:1,杆中的加料段和计量段长度各占全长的25%,而且螺槽深度一定,压缩段长度为全长的一半。螺杆压缩比为2.5-3;螺槽深度一般应小于4毫米;用销钉螺杆混炼效果更好。
过遮网组可采用80/120/200/120/80目型式。
衣架式机头比较常用,但造价较贵。
片材的压延方法有水平方向挤出压延片,倾斜方向挤出压延片,向下或向上挤出压延片。但目前最好的是辊筒倾斜压延法。
典型的PC板挤出条件:
机简温度260、 280、300℃,机头温度2801C、压延辊筒温度:上辊121-135℃、中辊129-139℃、下辊132--150℃,螺杆转速12-24转/分,过滤网组40/60/100目。
PC板可用于汽车,飞机风挡玻璃,波纹板,折板,建筑窗玻璃,体育设施天棚玻璃等。
其他:PC可和ABS共混,提高冲击强度,ABS添加量为50%时,提高幅度最大。ABS含量过少时如3%,冲击强度反而下降。
PC可和HDPE共混,共中HDPE含量为30%时共混效采较好,可改善冲击强度,加工流动性能提高,易于充模。LDPE共馄效果很差,出现分层,不能使用。
PC还可做成薄膜,其抗穿刺强度高,适合于焊接,热封。PC膜表面张力大,在印刷前不需进行电晕处理,电镀性能也好。可用于医药,食品包装,与纸板复合作装饰板等。
超过100 项研究探索了聚碳酸酯纤维的bisphenol A leachates 在生态的反应。Howdeshell 等发现在室温 一种内分泌干扰素Bisphenol A(C15H16O2)(双酚A) 看来从聚碳酸酯纤维动物笼子被渗入水,而它也许是引至对雌鼠生殖器官的发达的原因。由vom Saal 和休斯在2005 年8月出版在对分析bisphenol A leachate 低药量影响的文件,似乎发现了暗示在财政的资助和得出结论之间有关系: 工业界资助的研究看上去倾向于没有发现重大作影响; 政府资助的研究倾向于发现有重大影响。
易和其他物质发生化学作用
在聚碳酸酯纤维不应使用氧化钠和其它碱性清洁剂否则导致泄出Bisphenol-A(C15H16O2),一种已知的内分泌干扰素 (影响生殖系统)。
特性:
为非结晶性热塑性塑料,优质的耐热性能、良好的透明度和极高的耐冲击强度等物理机械性能。
优点:
1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;
2、高度透明性及自由染色性;
3、H.D.T.高;
4、耐疲劳性差;
5、耐候性佳;
6、电气特性优;
7、无味无臭对人体无害符合卫生安全;
8、成形收缩率低、尺寸安定性良好。
1.18 | g/cm³ | ASTM D792, ISO 1183 | |
熔流率 (260°C/2.16 kg) | 22 | g/10 min | ASTM D1238 |
溶化体积流率(MVR) (260°C/2.16 kg) | 23.5 | cm³/10min | ISO 1133 |
收缩率 - 流动 | 0.40 到 0.60 | % | ASTM D955 |
吸水率 (23°C, 24 hr) | 0.40 | % | ASTM D570 |
螺旋流长度 3 (260°C) |
额定值 | 单位 | 测试方法 | |
比重 | 1.14 | g/cm³ | ASTM D792, ISO 1183 |
熔流率 (260°C/5.0 kg) | 20 | g/10 min | ASTM D1238 |
溶化体积流率(MVR) (260°C/3.8 kg) | 13.0 | cm³/10min | ISO 1133 |
工业上应用的聚碳酸酯主要由双酚A和光气来合成,其主链含有苯环和四取代的季碳原子,刚性和耐热性增加,Tm=265-270℃,Tg=149℃,可在15-130℃内保持良好地力学性能,抗冲性能和透明性特好,尺寸稳定,耐蠕变,性能优于涤纶聚酯,是重要的工程塑料。但聚碳酸酯易应力开裂,受热时易水解,加工前应充分干燥。
聚碳酸酯的制法有酯交换法和光气直接法。
(1)酯交换法
原理与生产涤纶聚酯的酯交换法相似。双酚A与碳酸二苯酯熔融缩聚,进行酯交换,在高温减压条件下不断排除苯酚,提高反应程度和分子量。
酯交换法需用催化剂,分两个阶段进行:第一阶段,温度180-200℃,压力270-400Pa,反应1-3h,转化率为80%-90%;第二阶段,290-300℃,130Pa以下,加深反应程度。起始碳酸二苯酯应过量,经酯交换反应,排出苯酚,由苯酚排出量来调节两基团数比,控制分子量。
苯酚沸点高,从高粘熔体中脱除并不容易。与涤纶聚酯相比,聚碳酸酯的熔体粘度要高得多,例如分子量3万,300℃时的粘度达600Pa·s,对反应设备的搅拌混合和传热有着更高的要求。因此,酯交换法聚碳酸酯的分子量受到了限制,多不超出3万。
(2)光气直接法
光气属于酰氯,活性高,可以与羟基化合物直接酯化。光气法合成聚碳酸酯多采用界面缩聚技术。双酚A和氢氧化钠配成双酚钠水溶液作为水相,光气的有机溶液(如二氯甲烷)为另一相,以胺类(如四丁基溴化铵)作催化剂,在50℃下反应。反应主要在水相一侧,反应器内的搅拌要保证有机相中的光气及时地扩散至界面,以供反应。光气直接法比酯交换法经济,所得分子量也较高。
界面缩聚是不可逆反应,并不严格要求两基团数相等,一般光气稍过量,以弥补水解损失。可加少量单官能团苯酚进行端基封锁,控制分子量。聚碳酸酯用双酚A的纯度要求高,有特定的规格,不宜含有单酚和三酚,否则,得不到高分子量的聚碳酸酯,或产生交联。
PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工,最重要的加工方法是注塑。成型之前必须预干燥,水分含量应低于0.02%,微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽,银丝和气泡,PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。冲击韧性高,因此可进行冷压,冷拉,冷辊压等冷成型加工。挤出用PC分子量应大于3万,要采用渐变压缩型螺杆,长径比1:18~24,压缩比1:2.5,可采用挤出吹塑,注-吹、注-拉-吹法成型高质量,高透明瓶子。PC合金种类繁多,改进PC熔体粘度大(加工性)和制品易应力开裂等缺陷, PC与不同聚合物形成合金或共混物,提高材料性能。具体有PC/ABS合金,PC/ASA合金、 PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等,利有两种材料性能优点,并降低成本,如PC/ABS合金中,PC主要贡献高耐热性,较好的韧性和冲击强度,高强度、阻燃性, ABS则能改进可成型性,表观质量,降低密度。
聚碳酸酯的性能以及成型参数见表:(仅供参考)
密度 | 1.18~1.20 | 模具温度 | 50~80 | ||
收缩率 | 0.5~0.8 | 注射压力 | 80~130 | ||
预热 | 温度/°C | 110~120 | 工 艺 参 数 | 注射时间 | 20~90 |
时间/h | 8~10 | 高压时间 | 0~5 | ||
料桶温度/°C | 后段 | 210~240 | 冷却时间 | 20~90 | |
中段 | 230~280 | 总周期 | 40~190 | ||
前段 | 240~285 | 螺杆转数 | 28 | ||
喷嘴温度 | 240~250 | 使用注射机类型 | 螺杆式 |
一、原料的干燥
1、原料烘干:普通烘干箱温度110-130,时间2-4小时,机顶料斗烘干箱温度100-120,要求水分含量低于0.03%。
2、判断水含量是否合格:看空注射的料条情况,物料通过塑化后由喷嘴流出来的料条应是均匀无色、无银丝和无气泡的细条;否则则是烘干不彻底。
二、注射工艺
1、注塑机调整成型参数(视原料分子量高低调整):
料筒温度:前部250-310,中部240-280,后部230-250。
喷嘴温度:比后部低10。
模具温度:70-120。
注射压力:70-140MPa。
螺杆转速:30-120r/min。
成型周期:注射1-25s,冷却5-40s。
三、注意事项
1、注射温度视原料的分子量、制品的形状和尺寸、注塑机的类型而相应调整。
2、注射速度最好采取多级注射,采用慢-快-慢的方法。
3、注射压力视制品的形状和尺寸而定,柱塞式注塑机一般为100-160MPa,螺杆式注塑机为70-140MPa。
4、成型周期视制品壁厚和注射量而定,一般情况下充模时间较短,保压时间较长,冷却时间以脱模时不引起制品变形为原则。
5、模具温度视制品的形状、厚薄而定,适当提高模具温度有利于脱模,提高产品质量。
6、制品后处理:对于形状复杂、带有金属嵌件、使用温度极低或很高的制品有必要进行后处理--消除或减少内应力。
方法:制品置于烘干箱后开始升温,由室温升至100-105时保温10-20min,继续升温至120-125时保温30-40min,然后缓慢冷却至60以下取出。