如何改善共挤彩色型材塑料门窗力学性能

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1、NT1N型蛰盔垒如何改善共挤彩色型材塑料门窗力学性能杨忠久许学清山东金达双鹏集团摘要：本文分析了共挤彩色塑料异型材冲击破裂和采用无缝焊接焊缝易开裂的原因，提出对应改进措施。关键词：共挤；彩色；异型材；冲击；破裂；焊接性能低；原因；改进；措施1前言自本世纪以来，各类彩色塑料门窗逐渐取代白色塑料门窗，成为塑料门窗市场的主流产品，受到消费者欢迎。尤其是PMMA、ASA彩色原料与PvC—U基料采用复合共挤工艺生产的塑料异型材制作的门窗，因装饰层具有优异稳定性、耐侯性、耐热性、色彩更加光艳、靓丽，改变了白色塑料门

2、窗和通体彩色塑料门窗固有的质量缺陷，在彩色塑料门窗家族中一枝独秀，得到迅猛发展。但在低温条件下，彩色共挤型材装饰面不耐冲击和采用无缝焊接塑料门窗焊缝易开裂的现象，也13渐引起消费者重视。为什么在白色塑料异型材主体上仅仅共挤一层厚度0．2mm装饰层，对塑料异型材抗冲击和焊接性能影响那么大?许多业内技术人员也颇为不解。对此，凭笔者多年工作实践，谈一点浅薄认识和处理措施，供行业有关人员参考。不当之处，敬请批评指正。2共挤彩色塑料异型材共挤层冲击破裂的原因分析2．1PMMA与ASA共挤料低温脆性比聚氯乙烯基料大

3、玻璃化温度是高聚物一项重要技术指标，通常用取表示。在此温度以上，高聚物表现出弹性；在此温度以下，高聚物表现出脆性。因此玻璃化温度也是衡量高聚物脆性的一个标志。硬度是检验材料抗变形能力的一项性能指标，硬度越高，材料抗变形能力越大，也就越脆。硬质聚氯乙烯塑料(PVC—U)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈，苯乙烯一丙烯酸酯组成的三元共聚物(ASA)等材料玻璃化温度、硬度指标见表l。表1PVC-U、PMMA、ASA玻璃化温度、硬度表玻璃化温度硬度材料名称℃HRCPVC—U8085PMMA90一10493—

4、97ASA8587由表l知：PMMA比PvC—U基料有更高的玻璃化温度与硬度，属于高硬而脆性材料，且具有缺口敏感性，在应力下易开裂；ASA玻璃化温度、硬度虽然低于PMMA，也高于UPVC基料，脆性也比PVC—U大。在低温环境条件和外力冲击下，共挤材料则容易发生破裂。2．2PMMA与ASA共挤料塑化温度高于与PVC—U基料PMMA、ASA二者和PVC—U熔融温度和流变性能差异较大。通常PMMA熔融温度为2200C一2400C，ASA熔融温度是190。C～2100C，并随丙烯腈一苯乙烯一丙烯酸酯三者单体共聚

5、时配比而变化。PVC—U物料熔融温度仅有185℃左右。两类不同类型聚合物材料在同一模具中复合挤出，会产生界面不稳定性流动，型材挤出后，共挤面和基料之间聚集较大截面与拉伸应力，使共挤面尺寸变化率及差值远大于非共挤面，这也是其在低温环境条件下，承受外力冲击时，更容易破裂的一个重要因素。见表2。182010．09型垫查整袭2共挤型材共挤面尺寸变化率与冲击破裂对应表型材口模共挤料温度基面共挤面冲击破种类变化率裂个数℃88推拉扇2002202．02．643，588推拉框2002261．992．351／580推拉框

6、1932191．942．101／556推拉扇1982181．902．10l／560平开框19822l1．612．161，52．3PMMA与ASA共挤料、PVC—U基料线膨胀系数有差异PvC-IU塑料异型材的线膨胀系数是5×10-5／(m·K)，PMMA的线膨胀系数是6x10-6／(m·K)一8x10。6／(m·K)，ASA的线膨胀系数是9×10—5／(m·K)。线膨胀系数是指温度每变化1℃，材料长度变化的百分率。线膨胀系数不同材料共挤组合为一体后，在一定温度作用下，相互界面之间因线膨胀差值，会积聚相应内

7、应力。内应力越大，抵抗外力冲击性能也就越小。2．4PMMA与ASA共挤料粘度大于PVC—U基料PMMA与ASA共挤料粘度大于PVC—U基料熔体。两种粘度不同聚合物熔体在复合流道中流动时，粘度较低聚合物熔体总有把粘度较高聚合物熔体包覆在中间趋势，低粘度熔体总是向高剪切区流动，会在共挤出界面上产生不稳定流动。表面共挤型材共挤方式是在生产单色型材模具基础上，增加共挤流道，在单色型材的表面覆合一层只有0．2ram～0．3ram厚度彩色共挤料，仅是PVC—U基料厚度的8．69％-13．6％左右。两种不同厚度料层流

8、动属于不对称流动，随其体积流量增大，压力损失减少，高粘度熔体被低粘度熔体所包围并随粘度比增大而加快；在不对称流动中，两个熔体除共有流动界面外，另一界面均与模具壁接触、摩擦。界面流动状态不仅与熔体粘度、压力损失及流率有关，还与机头流道长径比有关。长径比越大，高粘度熔体被低粘度熔体包围的速度和范围越大111。两种不同粘度聚合物在口模内流动差异，则会影响共挤层厚度与两相界面之间粘接强度，在低温和外力作用下，亦容易遭受破坏，而产生破裂。由以上论述可