聚氯乙烯压延生产中的常见问题及解决措施

聚氯乙烯（PVC）膜（片）是聚氯乙烯的主要成品之一，它具有物理机械强度高，耐腐蚀性、耐候性和自熄性均较好等特点，是目前包装行业流行的包装材料，广泛应用于食品、医药、日常生活用品、服装等领域打聚氯乙烯膜（片）通常采用双螺杆挤出机或行星螺杆挤出机配合压延机压延成型。在聚氯乙烯膜（片）生产常出现有析出物、晶点较多、粘辐等问题，现将各类问题的产生原因进行分析,并找到了相应的解决措施。

1. 压延膜的析出问题

1.1 问题简述

某PVC壁纸生产企业，在加工过程中壁纸表面出现较严重的水纹，多次调试无法排除。其生产配方中有20份增塑剂，冬季配方为保持壁纸相当的柔软性，增塑剂需相应增加用量。生产工艺为物料配混一密炼机塑化一双辐塑化一四辐压延一卷取，其物料配混温度为70～80℃,混料时间为 4～5 min。

1.2问题分析

通过查看用户的壁纸样品可以发现，所谓的水纹主要是由于液体助剂析出造成的。在用户配方中，用量**的液体助剂即为增塑剂，因此初步判断析出原因是由于物料配混时,增塑剂和稳定剂等液体助剂被树脂吸收不完全造成的。

采用差示扫描量热法（DSC）测试PVC树脂的玻璃化转变温度（Tg），如图1所示。

从图1可知:PVC树脂的Tg为85.69℃。用“干点”法测试不同聚合度PVC树脂的增塑剂吸收时间，如图2所示。

“干点”试验方法：将Brabender星型混合器升温到80℃，加入500g的PVC树脂及10g有机锡稳定剂，在100r/min时混合5min后加入250g增塑剂DOP,记录增塑剂吸收时的扭矩变化，从增塑剂加入到扭矩达到最小所需时间即为增塑剂吸收时间。从图2可知：3种不同聚合度的PVC树脂,其增塑剂吸收时间随树脂聚合度的增大而缩短，但都不是在增塑剂加入后立即被吸收。在增塑剂吸收过程中，增塑剂小分子主要进入到PVC树脂的初级粒子和次级粒子内部，此过程要求PVC树脂处于高弹态,也就是要高于Tg温度同时也需要足够的吸收时间。从客户生产工艺看,物料的配混温度过低、时间过短,这将造成增塑剂吸收不完全,从而产生析出问题。

1.3解决措施

在生产现场进行了混料工艺调整试验，适当提高物料配混温度,延长混料时间，壁纸表面水纹问题解决。

2压延片材的析出问题

2.1问题简述

某PVC硬片生产企业所购PVC S-800树脂，在使用过程中析出物较多，需要1天清理4次压延辊，析出物为黄色固体。

2.2问题分析

用红外光谱法测试PVC S-800树脂与对比树脂分子结构(官能团、双键含量等)的差异，如图3所示。

从图3可看出：2种PVC树脂的差异不大，这是由于PVC树脂聚合时所加的助剂用量都较少,其中用量**的分散剂(相对于聚合单体)质量分数约为0.05% ,由此造成的树脂差异超过了仪器的灵敏度。

对析出物进行红外光谱分析，见图4。从图4可知:析出物含有C—C链结构、羧酸盐基团和苯环、联苯结构。由于析出物在压延辊上经历长时间受热，其结构可能已发生变化，因此红外分析不能对析出物定性。对析出物样品用荧光光谱仪测定其元素含量，结果见表1。从析出物元素含量看，金属元素Sn的含量较大，同时还有非金属元素S。PVC透明片材常用含有Sn和S元素的助剂为硫醇锡,而用户所使用的稳定剂确为硫醇锡, 也就是稳定剂的质量较差导致产生固体析出物。

2.3解决措施

对于此次出现的析出问题，通过更换稳定剂后，问题消除。但是通常情况下出现析出问题，多与增塑剂、润滑剂等助剂有关，需要具体分析研究，在此不展开详述。

3压延片材晶点较多

3.1问题简述

某企业压延生产雨披、桌布等方面的PVC薄膜，发现产品表面有较多透明小点,在其下游用户生产制品时造成其制品透明点部分无法上色。

3.2问题分析

对PVC片材的晶点（也称“鱼眼”）过多问题,笔者曾进行过详细的分析⑶,一般按照PVC树脂、助剂和生产工艺的顺序查找原因。对从客户取回的树脂样品进行性能检测，结果见表2。

从表2可看出：PVC树脂各项性能与对比树脂相差不大,均满足优等品指标。采用凝胶渗透色谱（GPC）测试2个批次PVC树脂的相对分子质量及分子量分布，结果见表3。由表3可知：2个批次PVCS -700树脂的相对分子质量及分子量分布宽度相差不大。只通过PVC树脂本身性能检测无法查找晶点较多的原因。用能谱仪测试用户产品中晶点的元素成分，如图5所示。

从晶点的元素组成（含氯、碳元素）可推断出晶点为PVC树脂。采用扫描量热法（DSC）测试，有透明点薄膜和无透明点薄膜的成型过程中所受热历程，如图6所示。从图6可看出:2个薄膜样品的DSC曲线不重合。这说明加工过程中所经历的热历程（加工温度或时间）存在差异。消除受热历程后,2个样品DSC比较如图7所示。从图7可看出：消除受热历程的差异后,2个样品的DSC曲线形状基本一致。这说明2个样品的配方相同，产生晶点的原因是加工工艺发生波动。

3.3解决措施

建议生产厂家对挤出机等设备，定期进行检修，对各区温控要进行校准。

4压延片材粘辊问题

4.1问题简述

某PVC医药包装片材生产企业，在压延片材发现粘辊问题非常严重。该企业使用的挤出机为行星螺杆挤出机，挤出温度为153～155 C,压延机为五辊压延机，如图8所示。辊1至辊3同一控温,温度为208～210 C，辊4温度为185 C，辊5温度为155 C,粘辊现象发生在片材向辊5输送时,粘在辊4上。

4.2问题分析

出现粘辊问题，一般是工艺和配方两方面的原因。工艺上如果相邻两辊的温差较大,则片材倾向于包覆温度较高的辊。在配方中，如果润滑剂配合使用不平衡，尤其是外润滑作用偏弱，将造成粘辊问题。此次用户出现粘辊的问题，主要是配方中润滑剂的外润滑作用偏弱。

4. 3解决措施

对客户配方润滑体系进行了相应调整，具体见表4。

针对润滑剂作用不足的问题，适当减少外润滑作用较弱的ZB -74用量，增加了外润滑作用较强的PE蜡，保持配方的总体助剂用量不变，解决了粘辐问题。

5结语

对于聚氯乙烯压延透明片材生产中常出现的问题,如片材表面有析出物、晶点较多、粘辐等,分析了产生原因并且提出了解决措施。如果由于原料产生质量问题，应及时更换原料;生产厂家应该积累经验,总结常见问题，并适当优化调整工艺, 避免产品质量纠纷。