谈型材内在质量和性能试验对生产的指导作用

作者：    来源：CPRJ中国塑料橡胶

欢迎访问e展厅 展厅 2 塑料挤出机展厅 片材生产线, 单螺杆挤出机, 双螺杆挤出机, 板材生产线, 木塑挤出机, ... 塑料异型材内在质量即JG/T8814–2004《门窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材》规定的各项理化性能指标，这些理化性能指标检验是衡量型材质量是否达标的依据，也是指导生产，改进和修订配方和工艺的基准。 稳定性试验 稳定性试验方法有三种方法。 一种是QB/T2976-2008《门、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）彩色型材》标准介绍的：“将型材PVC部分采用机械方式制成约为2mm*2mm的颗粒，将粒状试样放入试管内，至下环形标记处，然後用软木塞或胶塞塞住试管，放入盛有甘油、温度为200±2℃烧杯内，应使试样全部侵入油浴中，开始计时，准确到分钟，当刚果红试纸下边缘卡变兰时所经过的时间为热稳定时间，试验结果取两个试样的技术平均值，时间不得低於30分钟为合格。” 一种是对比性试验，同时取几个不同企业生产的型材，其中包括国内较大或型材质量信誉较好企业的型材，同时放入烘箱内，在190℃温度或180℃温度下置放20分钟或30分钟，观察型材变色情况，并以质量信誉较好企业的型材颜色为参考样，进行对比，如有差距，可调整稳定剂剂量或更换品种，直至达到和参照样同样颜色为准。还有一种是现场采集混合料若乾，放进烘箱将温度调至200℃，观察稳定时间，如果在30分钟内变色，则为稳定性差，若为30分钟内不变色，则为稳定性合格。 以上试验方法不仅对消除型材色差有作用，也对消除型材黄黑线，型材制作门窗後短期内变色有重要指导作用。稳定性差的型材，物化性能势必也很难达标。 150℃加热後状态 试验方法：从三根型材上各截取长度为200±10mm的试样一个。将试样水平放於150±2℃的电热鼓风箱内撒有滑石粉的玻璃板上，放置30＋3min，连同玻璃板取出，冷却至室温。目测观察是否出现气泡、裂纹、麻点或分离。 150℃加热後状态是验证型材挤出塑化情况是否良好的表征，并作为调试工艺的依据。一些企业对型材内在质量比较重视，也购置了低温冲击和焊接试验设备，但对加热後状态和尺寸变化率不是那么重视，不了解加热後状态、尺寸变化率和低温冲击、焊接强度之间的因果关系，当出现冲击性能和焊接性能缺陷，除配方因素外，意识不到塑化不良和内应力过大对型材以上两项理化性能指标的影响，不能对症下药，适时予以对应解决和处理。遇到因购进树脂或稳定剂质量缺陷，致使型材发生颜色泛黄时，操作人员不辨原因，盲目采用降低工艺温度操作，或当模具出现物料堵塞，型材出现断筋缺陷时，盲目采取提高工艺温度操作。单纯为解决外观质量，以牺牲内在质量为代价而浑然不知。而加热後状态检验可直接验证物料塑化是否良好，为排除不正常工艺操作方法提供了判断标准。 若采用优化工艺，经过检验验证型材塑化良好情况下，这项指标可不用频繁检验。但在挤出机磨损严重，工艺不正常，温度过低或过高时，应随机检验该项目，以便及时发现和处理问题，避免型材生产长期处於质量不稳定状态。 加热後尺寸化率及差值检验 检验方法：从三根型材上各截取长度为250±5mm的试样一个，在试样规定的可视面上划两条间距为200mm与纵向轴线垂直的标线，每一标线与试样一端的距离约为25mm。并在标线中部标出与标线垂直并相交的测量线。主型材在两个相对最大可视面各做一对标线，辅型材只在一面做标线。用精度为0.05mm的量具测量两交点间的距离L0，精确至0.1mm，将非可视面放於100±2℃的电热鼓风箱内撒有滑石粉的玻璃板上，放置60＋3min，连同玻璃板取出，冷却至室温，测量两交点间的距离L1，精确至0.1mm。 加热後尺寸化率即差值，是验证生产过程中因不当操作和模具质量缺陷，致使聚集在型材内应力大小的依据。通过加热後尺寸化率及差值检验可以掌控型材壁厚是否按口模设计参数操作？挤出速度和牵引速度是否匹配？口模设定温度是否有偏差？物料在口模两个对应面流动速度是否一致？并作为调整牵引速度和型材壁厚及口模温度的依据。 同以上两项指标一样，加热後尺寸变化率即差值超标的型材，致使型材抑制外力作用减弱，低温落锤和焊接性能很难达标。 一般在模具调试时，应严格控制挤出和牵引速度配比，正常生产时应以试模时，经检验加热後尺寸变化率与差值最小时所采取的工艺参数为依据。当模具经长期生产使用，发生磨损後，可随机检验该项目，以便调整工艺参数，作为重新确定型材壁厚或调修模具的依据。若经多次检验该项一直控制得较好，没有必要把该项目列为日常检验项目。 低温落锤冲击试验 试验设备：落锤冲击试验机，落锤质量为1000±5克，锤头半径为25±0.5mm 。检验方法：依照GB/T8814-2004《门窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材》和一号修改单规定的方法进行： 从三根型材上共截取长度为300±5mm的试样10个，将试样在-100-2℃条件下放置1h後，开始试验，在标准环境23±2℃下试验应在10s内完成。将试样的可视面向上放在支撑物上，冲击试样两支撑筋间的中心位置。每个试样冲击一次。落锤高度l类为1000+10 mm，ⅱ类为1500+10 mm，记录可视面破裂、裂纹和分离的试样数。 依据GB/T2976-2008《门窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）彩色型材》标准对彩色型材装饰面的落锤冲击，观察并记录共挤层、覆膜层和涂装层是否与型材出现分离。 试验时，应冲击型材暴露在室外的可视面。不能确认外可视面时，两个可视面各冲击五个试样；若其中一个可视面无法进行冲击试验时，则只对另一个可视面进行冲击试验。对非对称型材，为防止在冲击过程中型材发生倾斜，冲击前应给予辅助支撑；对多腔结构的可视面，应选择跨越可视面中心线的腔室面，若腔室分布在可视面中心线两侧，则应选择靠近中心线两腔室中较大的腔室面。 落锤冲击试验是检验型材是否具备作为门窗材料应有的韧性或刚性性能指标的依据。若型材可视面冲击时呈脆性破裂，主要是因型材刚性过大，在外力作用下，缺乏弹性变形吸收、缓冲冲击力的职能，基本属於配方中冲击改性剂添加量不足或碳酸钙添加量过多、挤出塑化不良以及型材内部聚集过大应力所致。若型材可视面冲击时呈韧性破裂，主要是型材在外力冲击作用下，虽然具有一定韧性，但因型材刚性尚差，当制品受冲击後变形到一定极限而破裂；基本属於型材规格过小或壁厚过薄所致。若型材小可视面破裂个数多，属於以上第一种因素可能性较大。若型材大可视面破裂个数多，属於第二种因素可能性较大。当型材可视面冲击时并没有破裂，而与可视面相连的内筋或周围过渡部位却出现线性开裂，一般是内应力集中所致，与配方关系不大。 焊接性能试验 试验方法：焊角试样为五个，不清理焊缝，只清理90度角的外缘。试样支撑面的中心长度为400±2mm；用精度为±1%，测量范围为0-20kN的试验装置，试验速度50±5mm/min。将试样的两端放在活动的支撑座上，对焊角或T型接头施加压力，直到断裂为止，记录最大力值Fc。 焊接试验是检验型材制作门窗後，在环境温度变化或外力冲击作用下，是否发生门窗杆件焊缝开裂的依据。型材焊接性能好坏主要取决於型材规格和壁厚是否达标？型材配方是否合理？挤出和焊接工艺是否优化？ 型材焊接性能不仅与配方有关，还和型材规格和壁厚、挤出和焊接工艺等有关。检验型材焊接性能大小一般可从试验时型材焊缝开裂特征分析对应原因： （1）若型材经试验直接沿焊缝开裂，开裂症状又分为沿焊缝“齐口开裂型”与开裂部位呈“相互交错开裂”型。一般齐口开裂为脆性断裂，相互交错开裂为韧性撕裂。直接沿焊缝开裂，有时先呈脆性开裂，後呈韧性开裂，有时先呈韧性开裂，後呈脆性开裂。脆性开裂既有型材配方原料原因、又有型材挤出塑化与焊接温度过高或过低，内应力过大等方面原因；韧性开裂可以基本排除型材配方与原料方面的原因，很可能是型材规格或壁厚过小所致。 （2）部分沿焊缝开裂，部分避开焊缝向型材轴向方向延伸开裂。一般正常开裂均属於这种开裂形式，而且该类开裂时，一般焊角力FC测试值也较高。但部分沿焊缝开裂与部分避开焊缝向型材轴向方向延伸开裂长度比例关系也可给人一定启示：如部分沿焊缝开裂部分比例较少，说明焊接塑化程度不如型材塑化程度；如部分沿焊缝开裂部分比例较大，说明型材塑化程度不如焊接塑化程度； （3）全部避开焊缝开裂。这种开裂比较少见。一般是型材生产中急速冷却或冬季焊接未安装预热保温装置时应力集中或受力点受到过大外力造成的。从型材开裂截面部位分析：如果经某焊机焊接的所有型材开裂口均在某个固定部位或固定部位的附近。可能和焊板加热圈分布不均有关。(end)

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