PVCU管材的生产

混料需要注意以下几点： （１）要选择经实践证明的确系设计合理、制作 精良的热、冷混合机组。混合机组的好坏直接关 系到物料混合的质量和产量，混合机的质量应包 括：桨叶转速、桨叶和折流板的形状，桨叶旋转半 径：桨叶与锅底间隙，锅底平整度，桨叶、锅壁表面 光洁度、耐磨性，桨ｏｒ转轴与锅底密封牢固性，温 度监测和电力控制等。 （２）物料填充率是影响物料混合质量的一个 主要因素。一般选填充率为０．５～０．７适宜，对高 位式桨叶，填充率可高于此值。 （３）按一定顺序加料，既要考虑ＰＶＣ树脂与 各助剂的协同效应，有助于助剂在树脂中均匀分 散，又要便于生产操作。稳定剂要先加入，填料最 后加入，其间依次加入加工改性剂、内润滑剂、当 １００℃时加人石蜡。 ３挤塑设备 直接用干合粉料生产ＰＶＣ—Ｕ管材，可选用 平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机。双螺杆 挤出机由于两根螺杆全啮合，形成封闭的Ｃ形小 室，两根螺杆向外异向旋转，使Ｃ形小室向前作 轴向移动，所以它具有强制输送（正位移输送）物 料的作用；在螺棱与螺槽啮合处存在转速差，从而 对物料形成挤压和研磨作用，有利于物科的塑化， 同时也使粘附在螺杆上的物料得到自洁，物料在 料筒中所经历的过程比较接近，避免出现局部物
万方数据
２００１年第５期
Ｎｏ ５，２００１
马札中：ＰＶＣ—Ｕ管材的生产
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图２芯模外径鼓起图
对模头加热系统的设计，应保证模体流道内 壁各部分能达到相同温度，升温要快．控温要精确 可靠，对大管模芯要加热。 ４．３冷却定径套
对ＰｖＣ—Ｕ管冷却定型，由于国家标准要求 控制管外径，故一般均采用外径定径。外径定径 有两种方法，即内压法和真空法。对于小管工厂 多用内压法，水槽浸泡冷却，这对设备要求简单。 对于大管多采用真空法，其优点是便于生产，省去 ｒ加装气塞这类笨重繁杂的工作，消耗亦低。
ｍｏｌｄ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ
前言 ＰＶＣ—Ｕ管在众多塑料管材中占有重要地
位。由于其具有强度好、耐酸碱腐蚀、绝缘性优 良、流体输送性能好、管口连接方便、使用寿命长、 二次加工方便、原材料来源充足和价格低等优点， 被广泛应用于化工生产、水产养殖业、矿山通风、 人畜引水工程、排水设施及电缆穿线管等领域。 在国内外ＰＶＣ—Ｕ管产量位于其它塑料管材的 前列。
ＰＶＣ—Ｕ管的原料由ＰＶＣ树脂、热稳定剂、 润滑荆、填料、加工助剂及颜料按一定配方组成。 １．１ ＰＶＣ树脂
一般采用ＰＶＣ—ＳＧ５型树脂；疏松型树脂易 于塑化，浸润性好，成型时问短，该树脂聚合度不 高，流动性较好，适合生产不加增塑剂的硬管生 产。对于输送饮用水的ＰＶＣ～ｕ管，应选用氯乙 烯单体（ＶＣＭ）含量控制在１ ｍｇ］（ｋｇ·ＰＶＣ）范围 内的食品级卫生树脂。 １．２稳定剂
管模具是将塑化好的具有一定压力、温度和 流量的熔融聚合物，成型为具有一定尺寸、形状和 力学性能的ＰＶＣ—Ｕ管的重要部件，包括模头和 冷却定径套两部分。 ４．１对管模头的一般要求
（Ｉ）在一定的挤塑压力下达到一定的产量。 （２）熔体在口模处具有相同流速和密度，能均 匀地从口模挤出。 （３）考虑物料粘弹效应，使挤出管具有理想的
ＰＶＣ—Ｕ管冷却定径套内径比管材外径稍 大，主要考虑塑料管材冷却收缩，其长度约为塑料 管直径的２．５～６倍，大管取小值，小管取大值。 ５挤塑成型工艺
干合料通过挤塑机和管模具，变成内外质量 良好的ＰＶＣ—ｕ管，挤塑机关键在于生产出具有 一定产量、压力和温度的塑化良好的熔融体。以 异向向外旋转的双螺杆锥形挤出机为例，由物料 塑化和设备特点决定了机筒温度设定曲线，从加 料口起由高向低，而蓝线上下波动的幅度取决于 配方、螺杆转速、螺杆芯部调温设定、主机电流等 因素。螺杆转速决定产量高低，它的调整受到机 筒加热功率、螺杆芯部调温作用以及主机电流限 制不能过高，同时要兼顾到物料塑化的好坏，对于 生产较大的管材时，因为物料在大模具中流道长， 物料塑化可得到一些补尝。
（１）当加入填料多时，润滑荆应适当增加。 （２）当☆［１ｑ－温度高时，聚合物易与加工设备粘 合，润滑剂应适当增加。 （３）当使用较大的加工设备时，聚合物粘接的 表面会增大，润滑剂应适当增加。 （４）薄壁管与同规格的厚壁管相比，润滑剂应 适当增加。 （５）过量的润滑剂会降低物料塑化程度、降低 塑料管的力学性能。 （６）配方中内外润滑应平衡，避免造成ＪＪⅡＹ．困 难。 １．４加工改性剂 ＰＶＣ—Ｕ制品的抗冲击性能、耐热变形性、热
润滑剂按作用可分为外润滑剂和内润滑剂两 种。外润滑剂主要是减少聚合物熔体与螺杆、料 筒和模体之间的粘接强度，降低它们之间的摩擦 力；而内润滑剂是降低聚合物分子之间的摩擦力， 增加聚合物的加工流动性和均匀性。区分内、外 润滑剂的关键是润滑剂与聚合物的相容性，外润 滑剂相容性小。
ＰＶＣ—Ｕ管使用的润滑剂主要有硬脂酸、石 蜡及兼有稳定作用的硬脂酸钙、硬脂酸钡等。润 滑荆的用量一般为０．４～０．５份。在计算润滑剂 的用量时应考虑以下几个方面：
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尺寸和形状。 （４）能有效地控制模体和模芯温度。 （５）避免物料在管模内滞留，从而引起分解。 （６）熔体通过分流架，各股料流在一定的温度
和压力下所形成的熔接缝，具有足够的粘接强度。 （７）要求模具装拆、调整方便，耐磨抗腐蚀。
４．２管模头结构 对ＰＶＣ—Ｕ管模头主要采用如图１所示的
中央供料模芯支架形式。
稳定性、耐候性和加工流动性较差，其中为了改善 冲击性能和加工性能，在配方中需加入适量抗冲 改性剂和加工改性剂，如ＣＰＥ和ＡＣＲ等。 １．５填料
为了增加塑料容量，降低成本，同时提高管材 的冲击强度，可以加入一定量的活性超细碳酸钙。 ２混料
混料是ＰＶＣ—Ｕ管生产的一个重要环节，配 方中所包括的全部物料按一定顺序投入高速混合 机，在锅体加热或粉料与设备所产生摩擦热的作 用下，在高速旋转桨叶的搅动下，使助剂逐渐渗入 到树脂的空隙中，助剂均匀地分散于树脂各部，使 树脂半凝胶化，形成松散粉料，称为于台料，之后 将高达１２０℃左右的物料投入冷混合机，使其一 面继续混合，一面降温，在料温降至４０℃时，放出 锅外，留待下一步加工。
Ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＰＶＣ—Ｕ ｔｕｂｉｎｇ ＩＶＩＡＬｉ—ｚｌｍｎｇ
（Ｌａｎｚｈｏｕ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｐｌａｎｔ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＰＶＣ—Ｕ ｔｕｂｉｎｇ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ；ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ
ｐ㈣ｏｆ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ ｎｏＩＴｌｌａｌ ＰＶＣ—Ｕ ｔｕｂｉｎｇ ａｓ ｅｘａｍｐｌｅ．ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ
图ｌ 中央供料模芯支桨式管模头 设计ＰＶＣ—Ｕ管模头最重要的是选好口模 尺寸和定型段长度。确定口模尺寸要考虑熔体离 开１２１模既存在膨胀，同时熔体遇冷还存在收缩，～ 般情况下，口模内径不大于管材外径，芯模外径大 于管材内径。口模定型段长度很重要，对料流起 到阻碍作用，使料流更密实，同时对减轻接合线的 影响起到有利作用。对它的决定较复杂，可通过 经验公式计算，分流支架的尺寸主要取决于压缩 比。 Ｐｖｃ—ｕ管最薄的部分出在分流线，当物料 通过分流架后，形成若干股料流，这些料流汇合后 所形成的熔接缝强度较低，在扩管或液压试验时。 容易从此处裂开。为ｊ’解决这一问题，在模具设 计中须采取如下措施： （１）模具要有足够的压缩比，一般为４．５～６。 压缩比过大，摸体尺寸大，则模具造价高，同时物 料易过热分解；压缩比过小，管材不密实，熔接缝 强度较差。 （２）提高分流支架支撑筋的温度。 （３）在芯棒收缩角处和１２１模过渡套处开螺旋 槽，使料流穿过分流支架后形成旋转混合，从而减 轻料流接合缝的影响。 （４）芯棒与分流架相接处，把芯棒外径鼓起 （见图２），增加料流阻力，提高料流熔接强度。
目前，国内对中小规格的双螺扦挤出机多采 用锥形双螺杆挤出机，而对大规格的双螺杆挤出 机多采用平行双螺杆挤出机，究其原因，国内对研 究开发的双螺杆挤出机的工作还很欠缺，制造业 多是仿制国外挤出机。
双螺杆挤出机以锥形双螺杆挤出机为例，应 选大长径比、大锥角、最佳槽深的，这有利提高物 料塑化的质量和产量。螺杆和料筒应抗磨损、耐 腐蚀，对双螺杆挤出机的传动系统要求主电机、加 料电机选用直流电机或调频电机，用数字调速装 置进行控制，使其无级调速范围宽、调速精度高、 机械性能好、过载保护灵敏可靠。对料筒加热，系 统采用铸铝加热圈、云母加热圈和瓷环加热圈等 元件，要求加热均匀、寿命长。ＰＩＤ自动温控模块 控温精度高、工作可靠，料筒外表作成翅状，便于 风冷。螺杆芯部调温对小规格挤出机多用封闭式 液态调温管，对大规格挤出机多用外循环式恒温 硅油，真空排气系统选用水环真空泵。整套设备 采用专业工控机，人机界面操作系统，使得温度、 速度、压力等各项工艺参数均可实现设定、存贮、 查询等操作，实现智能化控制。 ４模具
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聚氯乙烯
Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ
２００１年—Ｕ管材的生产
马札中 （兰州塑料厂，甘肃兰州７３００５０）
［美键词］ＰＶＣ—Ｕ管材；生产工艺Ｉ设备 ［摘要】以普通ＰＶＣ—Ｕ管材为倒，探讨了生产ＰＶＣ—Ｕ管材的配方及原材料选择原则，阐述了ＰＶＣ —ｕ管材的成型工艺．对成型加工过程中容易出现的一些质量问题，提出了切实可行韵解决方案。全面介绍 了ＰＶＣ－Ｕ管材成型过程中使用的挤出设备、模具及辅助机械。 ［中圈分类号】ＴＱ３２５．３ ［文献标识码］Ａ ［文章编号】１００９—７９３７（２００１）０５—００３０—０４
ＰＶＣ—Ｕ管按管壁结构可分为双层夹套管、 双壁波纹管、内外面结皮芯部发泡管以及普通单 层管等；按管的圆孔数可分为单孔管、双孔管和多 孔管；按管内壁形状可分为螺旋内壁管和普通光 滑内壁管；按管口连接形式可分为承插粘接管和 Ｒ胶圈管。
尽管管材形式多样，生产方式多有差异，但究 其发展经历都是由普通ＰＶＣ～ｕ管衍生而来，下 面以这种管为典型，对其生产工艺和设备作一简 述。 １原材料