1、混合与分散 USk7NDx
为使炭黑填充复合型导电塑料获得较为满意的导电性与其它各项性能,混合与分散的程序以及工艺条件,都是极为重要的。在导电聚氯乙烯(PVC)制品生产过程中,捏合工艺有着举足轻重的作用[5]。投料顺序、捏合终点温度的控制等都会影响其导电性能、外观及力学性能。尤其是在添加增塑剂的情况下,需要保证增塑剂基本被PVC树脂吸收后,再加入炭黑。否则,具有很高比表面积的高结构性的碳黑,会优先地吸收增塑剂。这样,一是不利于增塑作用的发挥,不利于后续的塑化过程,未吸收到增塑剂的PVC树脂基体的粘流温度较高,粘度较大,因而炭黑不易分散;二是炭黑吸附了增塑剂液体后,更增大了颗粒间的凝聚力,而凝聚后的炭黑团聚体分散更为困难。分散程度的严重不足,无论是对导电性、外观还是韧性都是极为不利的。在捏合终点的控制上,当采用较高的终点温度时,PVC树脂分子链热运动加强,不仅使增塑剂在树脂颗粒内部得到了有效的扩散混合,而且使PVC助剂如金属皂类稳定剂、润滑剂等可熔固体助剂在混合过程中得到充分熔融、扩散,达到混合均匀,更有利于后续的塑化加工,使制品各项性能达到较佳状态。 )WRk!R
又如在制备GPPS/SBR/炭黑(75/25/炭黑)导电塑料时,将炭黑首先制成SBR母料,再与GPPS混炼,要比将炭黑先制成GPPS母料后与SBR混炼,或直接将炭黑、SBR、GPPS一步法混炼,其导电性要好得多。 `?? 2、成型加工条件 :LUPGSY8bK
炭黑填充复合型导电塑料的成型过程,实质上仍然是其中的炭黑凝聚与再分散的动态过程。所以尽管选择了导电性合乎要求的导电塑料粒料,但往往会由于成型加工条件不当,得不到合乎导电性要求的制品。相反,有时成型前半成品粒料的导电性看起来尚不符合要求,但经过恰当的工艺调节,成型品却达到了质量标准要求。种种情况说明最终成型加工条件的控制对炭黑填充复合型导电塑料制品的导电性有着至关重要的影响。尤其是对炭黑用量与电阻率范围处于逾渗区间的情况,材料的工艺敏感性很强。 >\!-?8o
由于在熔料的剪切流动过程中,过高的剪切应力会致使炭黑导电链的断开,从而使导电性下降。因此,通常情况下,在注射成型中,提高注射速率,增大注射压力,会使材料的导电性变差,而以较大的射口和喷嘴,较低的螺杆转速和背压,有利于改善导电性。同理,在挤出成型中,应避免使用带有混炼元件、屏障螺杆、高压缩比、熔体泵的挤出成型机。 5jTt(/>*^
塑料熔体在流道中作层流流动时,流道壁面处的剪切应力最大。尤其是模温较低的情况下,壁面处高的剪切应力同样会引起近壁处炭黑导电链的断开,使制品表面层的导电性下降[8]。所以,无论在挤出或注射成型中,提高模具温度,都可以降低制品表面电阻率。
此外,在挤出成型中,若采用真空定型,则过强的抽真空作用会使制品表层成为富树脂层,其中炭黑粒子浓度会有所降低,同样也使制品表面的导电性下降。因此,生产中对真空度的调节也必须十分细致。