聚乙烯管材挤出过程的熔体破裂及解决方案-...

The PPA-Carbon Master Batch for PE Pipe,聚乙烯管材加工过程中的熔体破裂及解决对策,北京北化高科新技术有限公司,程红原 博士,内容介绍,聚乙烯挤出的熔体破裂聚乙烯熔体的流变特性鲨鱼皮现象的形成机理鲨鱼皮现象的解决方案,什么是熔体破裂现象？,What is the shack-skin phenomena?,在聚乙烯挤出过程中，当超过一定临界应力或切变速率时，一种小鳞状的粗糙现象出现在挤出物表面。熔体破裂也称“鲨鱼皮现象”。,管材挤出的熔体破裂,管材挤出的熔体破裂,熔体破裂现象的出现,When does the shack-skin phenomena appear?,原料种类 生产设备生产工艺 管材规格,聚乙烯分子链的模型,a. 无规线团 b. 弹簧珠链,聚乙烯分子链的蛇行,a. 具有障碍物 b. 在一个管道中,聚乙烯熔体在口模中的流动,P,F,F,聚乙烯熔体的剪切应变,聚乙烯挤出的流变曲线,聚乙烯熔体的粘流,粘流中的分子链取向,过度取向导致管材性能下降,聚乙烯熔体的壁面滑流,聚乙烯熔体的本体滑流,鲨鱼皮现象的分子机理,过高的剪切速率使界面分子链高度取向,界面的滑移使壁面取向的分子链回缩,鲨鱼皮现象的分子机理,聚乙烯熔体鲨鱼皮的形成,回缩,取向,解决熔体破裂的关键,2,/,s,Vb,g,=,Vs,b,a.粘流b.滑流,增加熔体滑流避免分子链的过度取向,聚乙烯的分子量及分布,可加工性,味道,气体,烟雾,迁移,机械强度连接分子,可加工性熔体强度挤出涨大,“主体”,双峰型,传统型,聚乙烯分子量及分子量分布,提高熔体的界面滑流,降低熔体口模壁面的吸附作用！,聚乙烯熔体的加工窗口,挤出速度,V,温度,T,高温光滑区,低温光滑区,光滑区,熔体破裂区,差的聚乙烯熔体加工窗口,挤出速度,V,温度,T,高温光滑区,低温光滑区,光滑区,熔体破裂区,好的聚乙烯熔体加工窗口,挤出速度,V,温度,T,高温光滑区,低温光滑区,光滑区,熔体破裂区,如何降低熔体与口模的吸附？,降低熔体温度对口模进行涂覆添加聚合物加工助剂(PPA),应对方案,What we can do?,如何解决管材的熔体破裂？,首先确认,设备工况是否良好？是否添加了回用料？管材料是否挥发分超标 ？ 是否添加了品质不良的色母或填充料 ？,PPA的应用,Polymer Processing Additives,PPA是指一系列用来改善，提高聚合体加工性能的、以含氟聚合物为基础的加工助剂。,PPA对粘滑转变的影响,含PPA,无PPA,PPA的功效,消除熔体破裂拓宽树脂的加工窗口 消除或减少模口积料提升产量/降低能耗,PPA功能母粒,PEPPA功能母粒的应用,PPA炭黑功能母粒,PPA炭黑功能母粒的应用,PPA炭黑功能母粒的优势,改善了炭黑的分散性能,改善了聚乙烯管材的加工性能,避免了聚乙烯管材承压性能的下降,节约了聚乙烯管材的生产成本,国家发明专利,发明名称：一种聚乙烯色母及其制备方法专利权人：北京北化高科新技术有限公司专利号： ZL200710176685.5 申请时间: 2007年11月1日授权时间: 2010年3月24日,北化高科,北化高科-高分子功能母料,PP-R 色母PP-R 色标线PE 黑色母PPA母粒PE 标识线PE-RT 色母,北化高科-德国IPT代理,致谢！,1.王十庆，海外高分子科学进展2.周彦豪，聚合物加工流变学 3.孙逊， 聚烯烃管道4.朱玉俊，弹性体力学改性,致谢！,1. 浙江中财管道科技股份有限公司2. 淄博洁林塑管有限公司3. 上海白蝶管业科