常用塑料的简易燃烧鉴别方法

对于普通的塑料品种利用燃烧方法即可比较准确鉴别。燃烧时的火焰颜色、气味以及离火后的状态等可以作为鉴别的根据。

下表为一些常用塑料的燃烧特征。

对于有些改性品种，其燃烧特征已经改变，须在实践中反复验证确定。

塑料造粒之7种常见切粒问题及解决方案

之前，给大家介绍过挤出造粒过程中常见的五大问题及对策。今天，小编将以线料切粒与水下切粒两种工艺为出发点，再为您分析常见的7种切粒问题及相应的解决方案，并为您的切粒生产线能持续大量生产出优质产品提供一些建议。

01

连粒问题

连粒是指一系列粒子彼此相连的情形，即在某些情况下，粒子之间通过薄膜端面对端面或者以切向的方式连接在一起。在加工过程中，几个工艺问题可能独自或共同导致此种现象的发生。

加工水太热就是造成连粒的一个原因，在此情况下，应该降低水温以给予粒子表面足够的淬冷。

水流速度过低也是引起连粒的一个原因，它会导致粒子切粒室速度减慢，进而出现粒子团聚。

如果模头的孔眼距离过近，在加工过程中出口膨胀将会造成粒子触碰，其解决方法就是采用大间距、孔数少的模头替换现有模头。

02

拖尾问题

所谓拖尾，就是粒子边缘有些突出，切割边缘就像曲棍球杆的形状，它看起来像一个位于切口底部的污染物或者撕扯物。

其产生的原因是，切割装置在此处没能进行干脆利落的切割。一般情况下，从线料切粒机出来的正确切割粒子应该是一个直角圆柱体，从水下切粒机出来的正确切粒应该是一个近乎完美的球形。

通常，不容易出现料末的材料也会因为拖尾而产生料末。假定所有的加工参数都经过了检查，拖尾一般可能被诊断为切割问题。

对于线料切粒生产线而言，其解决方法是更换滚刀与底刀以提供崭新且锋利的切刃；或按照制造商手册规定的数值重新确定设备间距。

对于水下切粒线而言，需要检查模板与刀刃，以确保没有刻痕，因为刻痕和沟槽常常引起拖尾。

03

料末问题

对于许多结晶性材料而言，如通用聚苯乙烯，料末似乎是一种常见且特有的危害。它们之所以成为加工商需要面对的问题，是因为它们会改变材料的体积密度，在挤出机机筒中降解或烧焦，为输送过程带来麻烦。树脂生产商的主要目标是生产均一的粒形，即具有既定的长度和直径，没有来自料末或外来物质的污染。

针对此问题，可通过调节设备并控制一些重要的工艺参数，达到减轻料末的目的。当进入切刀时，线料生产线的温度应尽可能接近材料的维卡软化点，以确保线料尽可能受到热切，从而避免破裂。

针对特定的聚合物，选择带有适当切粒角度的滚刀，在减少料末方面发挥着重要作用。对于未填充聚合物，应尽量使用司太立合金钢或工具钢滚刀，并使滚刀和底刀刀口保持锋利，以避免弄碎聚合物。对于切粒之后的后续设备，无论加压还是真空设备，都要避免裹入空气。

对于水下切粒线，要确保在加工过程中保持足够的顶住模面的刀压，并适当调节切粒后的停留时间，以确保粒子进入干燥机时是热的。

04

底刀破裂问题

切粒设备的底刀是一种坚硬的碳化钢片，在其适当位置上焊有因瓦合金，能使它通过螺纹安装到支架上。通常，底刀的刀刃转动后就会出现底刀破裂的现象，对此，可采取适当措施来避免这种问题，在此过程中需要仔细遵照制造商设备手册上推荐的办法进行。

在此，需要特别强调的一点是，有螺纹的因瓦合金芯棒是通过银焊固定到位的，它有一个剪切限制，容易在安装时被过大的转矩破坏。另外，在旋转或安装中，破裂的底刀易发生移位，并会在切粒机中飞散，破坏滚刀的刀刃，提高维修费用。

05

收缩空隙问题

收缩空隙和空心粒料表明线料的回火不恰当。收缩空隙轻微时可能只是粒子端面上的一个小坑，而严重时可能会产生空心粒子，就像调酒棒一样，这种现象出现的情况是，线料的芯部温度接近熔融状态，且线料被切粒后马上收缩。而得到正确回火的线料，其界面的温度梯度会保持恒定，且其被切割时对冷却介质（空气或水）没有响应。

收缩空隙出现的具体原因是，当加工水对特定的聚合物太冷时，线料的外表层冷冻住，产生了一个硬壳，而把热量留在了线料芯部；另外，线料在空气或水中没有足够的浸泡时间，导致线料芯部的热量不能转移到线料表面，从而无法进行良好的截面冷却。

水下切粒生产的粒子，由于熔体中存在被困的挥发物，也会出现收缩空隙，一种有效的预防措施是检查挤出机上的真空孔。

06

线料漂移问题

线料漂移是线料在喂入平台上存在的向一边集束的倾向状态，它会引起料粒质量变差、存在细长条和加工紊乱等问题。

如果切粒机切割平面没有平行于挤出机挤条模板，那么线料将会出现向左边或右边拥挤的趋势，最终导致线料漂移。

另外，造成线料漂移的其他原因还包括下喂入辊与刮刀的间隙不恒定、下喂入辊的直径不一致等。

07

线料控制问题

细长条是切粒机生产出的一类非正常的产品，顾名思义，其长度比常规粒子尺寸长，长出的尺寸通常在几英寸范围内变动。细长条（也称为斜角切割粒子）的出现表明线料喂入滚刀时的线料姿态控制不好，具体而言是由于线料在喂入滚刀时并非处于垂直角度，因此在切割时，线料末端将出现一个倾斜角度。

喂入辊（咬入点）和滚刀（切割点）之间的距离称为压进距离，在这个跨度上没有任何东西用以控制线料。切粒机不同于木板刨床，如果喂入辊安装不正，或者工况差，那么塑料线料将不会以垂直于切割面的角度喂入到切割装置中，如此一来，线料开始彼此交叉，引起切割质量的进一步恶化，最终产生严重问题。交叉的线料将迫使两个喂入辊彼此分开，使线料失去张力，进而导致线料暂时垂落，使线料偏向喂入辊的两边。出现上述问题的预警信号是，上喂入辊处于糟糕的工况，存在沟槽、裂纹或者变色（老化或热导致的硬化）等现象。

其他线料控制方面的常见问题还包括：下喂入辊磨损，这将引起牵引力的损失；不正确的线料淬火工艺，这将会导致线料象蛇一样剧烈弯曲；还有磨损的线料模板，它将产生各种直径不同的线料。不仅如此，制造商们还要警惕极端磨损的滚刀和顶住线料的底刀，因为底刀负责把线料推到切割点，防止切刀在超高转速下运转，因为这种超高转速会引起线料摇摆。

在水下切粒系统中，细长条产生的主要原因是由于喂入速度与切刀速度不匹配，在此情况下，需要增加切刀速度来匹配喂入速度，或者减小喂入速度来匹配切刀速度。另外，在加工过程中还要确保切割刀头上有足够的刀片，以保证粒子具有正确的几何形状，并检查是否有模孔发生聚合物料流的慢动或阻塞。

PVC制品中增塑剂的迁移机理、影响因素及抑制方法

PVC制品中增塑剂的迁移扩散会导致制品出现发黄、变硬、变脆等现象，影响制品使用性能。更为严重的是，用量最大的邻苯二甲酸酯类(PAEs)增塑剂具有潜在的致癌风险，从PVC制品中迁出后存在危害人类健康、污染环境等问题。因此，研究PVC制品中增塑剂迁移机理及抑制方法，对抑制迁移的发生及开发非迁移性PVC制品具有重要的意义。

1

增塑剂迁移机理

增塑剂与PVC分子之间作用力为较弱的范德华力和氢键，在加工和使用时增塑剂容易向外界发生迁移扩散。

增塑剂的迁移扩散方式主要有四种：

①从PVC制品表面挥发至大气中；

②被PVC制品接触的液相抽出；

③向PVC制品接触的固体或半固体物质中发生迁移扩散；

④在压力作用下由PVC制品中渗出。

增塑剂的迁移扩散主要经历三个阶段：增塑剂向内表面扩散，在内表面形成“横卧”状态，扩散离开制品表面。

增塑剂的迁移扩散可视为聚合物中小分子物质的传递，是在聚合物链段间的空隙进行迁移。聚合物分子链段通常包括线型、支链型及交联型，而链段间又会产生排列和堆砌，因此，聚合物内部空间网络结构极其复杂，同时存在晶区与非晶区。非晶区多为无定形形式，链段间空隙多于晶区，因此，小分子在晶区的迁移扩散速度低于非晶区。晶区、非晶区、分子链段形态会随温度等外界条件的变化而发生变化。

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增塑剂迁移影响因素

影响增塑剂在PVC制品中迁移扩散的因素主要有温度、PVC制品特性、增塑剂分子特性、增塑剂含量、介质等。

①温度：温度能够显著影响扩散的发生，温度越高，原子热激活能越大，迁移越容易发生。

②PVC制品特性：主要体现在链段自由体积和链段运动特性。当增塑剂分子移动所需最小自由体积小于高分子链段自由体积时，增塑剂分子能够扩散通过该高分子链段。PVC中自由体积越大，增塑剂分子越容易发生迁移。PVC分子链段不饱和度越高，运动性越强，增塑剂越容易发生扩散。

③增塑剂分子特性：增塑剂的相对分子质量直接影响其迁移能力，相对分子质量越大，在PVC制品中越难发生扩散。当增塑剂分子体积相同时，扁平或长形分子的增塑剂要比球形分子的增塑剂易于发生扩散。

④增塑剂含量：其它条件相同时，增塑剂含量越大，迁移越容易发生。

⑤介质：一般来说，增塑剂被油相溶剂抽出较易，被水相抽出较难。

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增塑剂迁移抑制方法

为了抑制增塑剂迁移扩散过程的发生，抑制增塑剂迁移的方法有PVC表面处理、PVC接枝改性、与高分子增塑剂共混、加入纳米粒子、加入蒙脱土、有机溶剂浸泡、与PVC形成共价键、增塑剂改性等。

（1）PVC表面处理

①表面交联。

对PVC表面进行交联，可减少PVC链段间的空隙，从而抑制增塑剂的迁移扩散。PVC表面交联可形成二维交联网状结构，对增塑剂分子形成“牵拉”、“包裹”作用，阻碍增塑剂的迁移扩散。交联改性的方法通常是将PVC与叠氮化物、硫化钠等反应，进行等离子处理，或进行紫外光照射。

②表面涂层。

为了减少聚合物内增塑剂的迁移和抽出，可以采用在聚合物表面包覆一层非迁移物质的方法。将Cl原子被取代的改性PVC溶解在有机溶剂中，将其涂在软质PVC制品表面，通过加热或紫外光照射使涂层固化，采用该方法形成一层30μm的薄层就可以阻止增塑剂的迁移。

（2）PVC接枝改性

对PVC接枝改性可将PVC分子链与其它功能链通过分子键连接起来，限制或减少PVC链段运动，减少增塑剂的迁移扩散。β–环糊精(β–CD)是由7个吡喃葡萄糖分子连接形成的环状化合物，具有圆台形空腔结构，两端由于羟基存在具有亲水性，空腔内由于C—H键存在具有疏水性，疏水性的空腔结构可吸附并包埋增塑剂分子，从而抑制增塑剂的迁移。同时，接枝后β–CD形成的弯曲通道可抑制增塑剂的迁移。添加β–CD技术简单，但与PVC相容性较差，配伍不均匀。

（3）与高分子增塑剂共混

有些高分子材料与PVC共混时，和PVC具有良好的相容性，可以降低PVC的玻璃化转变温度，提高柔性，起到与小分子增塑剂类似的作用，可看作是PVC的高分子增塑剂。同时，该类增塑剂分子量较高，通常大于1000，与小分子增塑剂相比具有良好的耐迁移性和耐低温性，又称为永久型增塑剂。高分子增塑剂一般价格昂贵，加入后会降低PVC制品透明度，同时，高分子增塑剂存在塑化效率不足的问题，与小分子增塑剂复配后能够增强塑化效率。

高分子增塑剂主要有三类，分别是聚酯、乙烯共聚物及弹性体。聚酯增塑剂由饱和二元酸和二元醇缩聚而成，分子量在800～8000。聚酯增塑剂与小分子增塑剂复配后，能够吸引和固定小分子增塑剂，阻止其向PVC表面扩散。乙烯共聚物主要有乙烯–乙酸乙烯酯共聚物、乙烯–丙烯酸共聚物、乙烯–一氧化碳–乙酸乙烯酯共聚物(Elvaloy)等。Elvaloy为杜邦公司产品，具有优良的增塑效果。丁腈橡胶(NBR)是一种弹性体增塑剂，NBR与DOP复配后，能够减少DOP的迁移。

（4）加入纳米粒子

纳米粒子比表面积大，表面原子多，表面原子周围缺少相邻原子，有较多悬空键，具有不饱和性，易吸附其它物质，如极性小分子增塑剂。同时，纳米粒子在PVC中本身不易迁移，可对PVC分子链及增塑剂分子的运动起到阻碍作用。因此，在PVC中加入纳米粒子能够减少增塑剂的迁移。

加入纳米粒子技术简单，成本低，但会降低增塑剂迁移效率，并且可能会降低PVC制品耐水性、透明性和力学性能等。

（5）加入蒙脱土

蒙脱土是一种含水硅铝酸盐粘土，具有独特的片层结构，片层厚度约l nm。蒙脱土经过有机改性处理后，片层间层间距增大，将蒙脱土与PVC混炼，可以使蒙脱土片层以单片的形式分散在PVC中，片层结构可以对增塑剂分子形成“迷宫通路”，阻碍增塑剂的迁移，从而起到抑制增塑剂迁移的作用。

然而，蒙脱土的加入会增加PVC加工难度，同时不利于PVC热稳定性。

（6）有机溶剂浸泡

增塑剂在PVC中的迁移扩散是通过PVC链段间的空隙进行的，含有增塑剂的PVC可看作处于橡胶态，PVC分子链段柔软；当PVC中不含增塑剂时，可看作处于玻璃态，PVC分子链结构致密，没有空隙。将PVC制品短时间浸泡在有机溶剂中时，PVC制品表面增塑剂先迁移至有机溶剂中，形成两层不含增塑剂的玻璃态“结晶薄层”，PVC内部的增塑剂再向溶剂迁移时，遇到“结晶薄层”的阻挡，迁移扩散速度减慢。

（7）与PVC形成共价键

PVC分子链与增塑剂分子之间无化学键存在，相互作用弱，在加工及使用过程中，增塑剂容易发生迁移扩散。如果将增塑剂分子接枝到PVC分子链上形成共价键，使增塑剂成为PVC的一部分，就可以有效避免增塑剂的迁移扩散，一般是将小分子增塑剂亲核取代PVC分子链上的Cl。

（8）增塑剂改性

为了降低或消除小分子增塑剂渗出，可以对小分子增塑剂进行改性处理，以增大小分子增塑剂的极性或分子量。常用的方法有向增塑剂中引入Cl原子、氯化原位接枝、在小分子增塑剂上接枝大分子基团等方法。利用自由基取代连锁反应，将Cl引入脂肪酸甲酯中，得到氯代甲氧基脂肪酸甲酯，改善了增塑剂与PVC的相容性和耐迁移性，且具有一定的阻燃性能。