搪胶用料基本原理

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1、搪膠用料基本原理(四之一)膠漿加熱變為固體的形成過程及生熟判定在搪膠過程中,將液體之PVC膠漿注入模子中,然後把整個模子放入搪膠燼中加熱及旋轉.(所用之搪膠爐為香港最通用的一種,當燼心轉四轉時,燼架轉一轉.)經適當時間在固定爐溫加熱後,模子中的膠漿會在模子內凝固,冷卻後即為搪膠制品.膠漿的主要成份為PVC粉及增塑劑,未加熱前PVC以致細之粉粒平均地懸浮於增塑劑中,由於增塑劑是油狀液體,固此PVC粉與增塑劑的混合物以漿狀存著.當膠漿加熱,膠漿中的PVC份子因能量增加,份子與份子會重新排列,互相結合為巨大膠體而成固體,原來為液體之增塑劑則填充於PVC份子之間,由於

2、增塑劑之存在把原來排列緊密之PVC份子推開,PVC亦由原來堅硬固體變為容易掘曲之膠體,增塑劑愈多則PVC份子之間距離愈大,膠體的硬度愈低.如圖1所示當膠漿配方其它成份不變,而增塑劑由四十PHR變為一百PHR時,硬度亦由九十度變為五十度,(PHR=PARTPERHUNDERRESIN)溫度９０５０４０１００增塑劑（ＰＨＲ）圖（１）加熱的溫度夠高,時間夠長,所有PVC份子均會重新排列,並且全部互相緊密地連結起來,在此情況下制成品的機械強度及耐化學性是最高的,我們稱該PVC熱透.若溫度過低或加熱時間不足,搪出的制品雖然已形成固體,但大部份PVC份子未能連結,則機械強

3、度及耐化學性較差,在加工時容易拉斷,我們稱該PVC未熟透或生膠.常用試驗PVC生熟的方法有兩種:A.塗丙酮法.1.把要試驗之樣本剪為一寸乘三寸的長方形.2.將樣本向外對摺,令一寸闊之邊互相對碰並使膠件貼近模面之平面貼齊.（如圖２Ａ）3.用夾子夾著已貼齊的平面,使膠件內部膠面向外彎曲至接近半圓形.（如圖２Ｂ）4.用毛筆塗丙酮(Acetone)於樣辦彎曲部份,待丙酮乾後再塗,共塗三次.5.塗丙酮後若無變化既樣本熟透.1.於塗丙酮過程中樣本裂開即未熟透.向模心貼近模面夾子圖２Ａ圖２ＢA.浸丁酮及甲苯法.1.樣本處理如A1､2､3.2.將樣本浸入丁酮(MEK)與甲苯(

4、Taluene)各一半的溶液中十分鐘.3.浸後若樣本無變化為熟透.4.若有裂開則未熟透.其他條件不變(同模子,膠漿,重量)爐溫升高令膠件熟透的搪爐時間可以縮短.（如圖３）爐溫３００２５０６８１０時間(min)圖（３）但爐溫過高亦會引起其他問題,例如:1.顏色不穩定.2.貼近模子的膠料容易氣化.3.縮水度高.4.容易滲油.常用之搪爐溫度為240°C~300°C.膠漿在模中加熱時黏度變化很大﹒開始一段由室溫漸升,膠漿中的增塑劑因升溫而流動性加強,膠漿的黏度因而降低,至溫度接近100°C時,部份增塑劑滲入膠粉中流動的增塑劑漸減黏度亦漸升.接近140°CPVC粉開始融

5、溶,互相結合為不流動的膠體.如圖４所示(不同的PVC配方融溶溫度不盡相同,140°C只為方便說明而使用.)黏度１４０溫度圖（４）搪膠模的形狀不一,常有明顯突出及凹入部份.例如馬身的搪膠模,四只腳是特別突出於主體,而馬肚部分為腳遮掩或為明顯凹入部份.突出部份因附近沒有遮檔,熱傳容易,內壁的溫度比其他部份早到達融熔溫度,PVC膠漿迅速在此凝固,當主體部份達到融熔溫度時突出部份之內壁已有相當厚之PVC凝固,此時膠漿會在主體及突出部份同時凝固,而凹入部份因被其他部份遮擋之內壁,溫度最後才達到融熔溫度,此時膠漿已快用盡,因此搪出的成品突出部份膠料特別厚而凹入部份特別薄.

6、補救厚薄不均最常用的方法是在模子突出部份之外加上薄鐵皮,令突出部份與主體的融溶溫度同時到達,因此減少突出部份厚度.每一個模注入的膠漿份量是固定的,突出部份減少消耗膠漿,省下之膠漿會平均分配到主體及凹入部份,因此凹入部份會比前加厚.有部份模子突出及凹入部份太接近,用包鐵皮方法除突出部份會減薄外,凹入部份亦會被鐵皮遮擋令原來已經太薄之膠料更薄,只可以在突出部分塗上高溫環氧樹脂(EPOXY)令遮蓋位置更精確.在製造膠漿過程中,會有大量的空氣混入膠漿中,若不除去搪出之膠件會有很多氣泡平均地分佈於整個膠件中,最常用之除泡方法是抽真空,有人將膠漿靜置數天,讓氣泡浮上上層而

7、用下層之膠漿,前法較可行,後法較廢時而效果不佳.在PVC粉的聚合過程中是要用溶濟做載體才容易得到均勻的分子量,聚合後所有溶劑是必需清除.但事實上有部分PVC仍有溶劑淺留著,此類PVC粉制成的膠漿在加熱時,溶劑會氣化並形成氣泡於成品中,因為愈接近模面膠體的溫度愈高,所形成的氣泡亦愈大,愈多,PVC粉中若有過量的水份亦會與有類似的氣泡,用73cm水銀柱的真空度處理可以除去大部份的溶劑及水份,在膠漿未搪成成品以前我們很難知道膠漿中是否有溶劑或水份,因此習慣上每一缸漿我們都假設是有問題的,都用73cm真空度抽過真空,既可除去空氣又可除去潛在的溶劑及水份.搪膠用料基本原

8、理(四之二)顏色PVC加熱會分解為氯化