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聚全氟乙丙烯树脂混炼配合剂的润湿分散性能
    在聚全氟乙丙烯树脂行业中, 由于生胶粘度很高, 为了让各种配合剂均匀混合和分散, 必须要使用炼胶机的强烈的机械作用来进行混合。这种炼胶机的功用类似干粉砂浆设备里面的混合机, 主要用于进行均匀混合操作的。在操作过程中, 使用各种配合剂, 但由于其表面性质的区别, 配合剂对于聚全氟乙丙烯树脂的活性也都不一致, 按照表面特性, 配合剂可以分为三种, 一种是具有疏水性, 如各种炭黑等。前者表面特性与生胶不同, 因此不易被聚全氟乙丙烯树脂润湿;后者表面特性与生胶相近, 易被聚全氟乙丙烯树脂润湿。为获得良好混炼效果, 对亲水性配合剂的表面须加以化学改性, 以提高它们与聚全氟乙丙烯树脂作用的活性, 使用表面活性剂即可起到此种作用。另外一种是亲水性, 如碳酸盐、陶土、氧化锌、锌钡白等;使用混炼的目的其实就是为了提高聚全氟乙丙烯树脂产品的使用性能, 改进生产工艺以及降低生产成本, 在这种要求下, 必须使用各种配合剂, 混炼不良, 胶料会出现配合剂分散不均, 胶料可塑度过低或过高、焦烧、喷霜等到现象, 使后续工序难以正常进行, 并且很可能还会导致成品聚全氟乙丙烯树脂产品性能下降。粉粒状配合剂分散于聚全氟乙丙烯树脂中的难易程度与其表面性质有关。按照其表面性质基本上可分为两类:一类是具有亲水性, 如碳酸盐、陶土、氧化锌、锌钡白、白炭黑、氧化镁及其他碱性无机物等;另一类是具有疏水性, 如各种炭黑等。前者的表面性质与生胶不同, 因而不易被润湿, 后者表面性质与生胶相近, 易被润湿。为了提高配合剂的分散程度, 有效的办法是加入表面活性剂, 表面活性剂大多为有机化合物, 其中含有-OH、-NH2、-COOH、-NO2、-NO、-SH等极性基团, 具有亲水性, 另外他们分子结构中还含有非极性长链或苯环式烃基, 具有疏水性。因而表面活性剂充当配合剂和聚全氟乙丙烯树脂之间的媒介的角色, 提高了混炼效果, 同时它还能稳定已分散的配合剂粒子在聚全氟乙丙烯树脂中的分散状态, 从而提高混炼胶的稳定性。加入分散剂后可明显缩短混炼时间, 减少动力消耗, 提高分散均匀性, 产品硫化时不含有分散剂或内脱模剂的胶料, 其流动性差, 易出现废边过厚、尺寸超差及其产品缺胶等缺陷, 污模粘模现象严重, 都要经常清洗模具, 制品光洁度差, 启模取件困难, 有时启模取件时产品被启破裂口, 加入内脱模剂、分散剂后上述现象得到解决, 特别是制品外观质量明显提高。丁基聚全氟乙丙烯树脂混炼时配合剂分散困难, 开炼机混炼时采用引料法 (即待引料胶包辊后再加生胶和配合剂) 或薄法——将配方中一半生胶以小辊矩反复薄通, 待包辊后再加入另一半。用密炼机混炼时, 装胶容量比天然聚全氟乙丙烯树脂大10﹪~20﹪, 混炼温度在150℃为好, 当填料多时也可采用两段混炼法和逆混炼法。乙丙聚全氟乙丙烯树脂混炼时不易发生过炼, 配合剂分散均匀, 但自粘性差。乙丙聚全氟乙丙烯树脂用开炼机混炼, 一般先采用小辊矩使其连续包辊后, 再逐步放宽辊矩, 加入配合剂, 辊温在60~70℃之间。采用密炼机混炼宜采用高温, 混炼温度在150~160℃有助于填充剂和软化剂的分散及力学性能的提高。装胶容量可比其它胶料高10﹪~15﹪。氯磺化聚乙烯聚全氟乙丙烯树脂具有热塑性, 加工中随着胶料温度上升, 粘度迅速下降, 该聚全氟乙丙烯树脂性能稳定, 不易过炼。炭黑分散到生胶或塑料胶的过程, 先是聚全氟乙丙烯树脂渗入炭黑附聚体的空隙中, 形成浓度很高的炭黑-聚全氟乙丙烯树脂聚集体团块, 分散在不含炭黑的生胶或塑料胶中, 然后这些炭黑-聚全氟乙丙烯树脂聚集体团块在足够大的物理剪切或拉伸力作用下被搓开, 团块逐渐减小, 逐渐混合, 直到充分分散。在炭黑-聚全氟乙丙烯树脂聚集体团块中, 炭黑形成的附集体, 其内部存在着一种物理吸附的内聚力, 只有受到大于这一物理吸附内聚力的物理剪切或拉伸力时才能将团块搓开。由于生胶或塑炼胶变形量所需的剪切或拉伸力与其粘度有关, 要达到克服炭黑附聚体的物理内聚力将其搓开, 要求生胶或塑炼胶有一定的粘度。随着分散过程的发展, 炭黑包含的生胶或塑炼胶逐渐减少, 胶料粘度逐渐下降。炭黑分散度和细粒子数目的提高, 炭黑与生胶或塑炼胶之间接触面积增加, 胶料的弹性恢复数值逐渐增大, 当此值不再增加时, 表明其分散过程终结。天然聚全氟乙丙烯树脂具有良好的混炼性能, 其包辊性好, 在机械捏炼时, 塑性增加快而生热量低, 因此对配合剂的湿润性好, 吃粉快, 分散也较容易, 混炼时间短, 混炼操作易于掌握。但混炼时间过长时, 会导致过炼, 使硫化胶性能明显下降, 严重时会产生粘辊现象。因此, 混炼时应严格控制混炼时间等工艺条件。开炼机混炼时辊温一般控制在50~60℃ (前辊应较后辊高5℃) , 液体软化剂的加入顺序要在填料之后, 混炼时间一般为20~30min。密炼机混炼时, 多采用-段混炼法, 排胶温度一般控制在140℃以下。www.tianjiexiangsu.com
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