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PFF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回缩取向取向解决熔体破裂的关键1g2/sVbg=Vsba.粘流b.滑流增加熔体滑流增加熔体滑流避免分子链的过度取向避免分子链的过度取向聚乙烯的分子量及分布可加工性可加工性味道味道,气体气体,烟雾烟雾,迁移迁移机械强度机械强度连接分子连接分子可加工性可加工性熔体强度熔体强度挤出涨大挤出涨大“主体主体”双峰型双峰型传统型传统型聚乙烯分子量及分子量分布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高温光滑区高温光滑区低温光滑区低温光滑区光滑区光滑区熔体破裂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高温光滑区高温光滑区低温光滑区低温光滑区光滑区光滑区熔体破裂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高温光滑区高温光滑区低温光滑区低温光滑区光滑区光滑区熔体破裂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PPAPPA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功能母粒项目项目单位单位指标指标PEPPA80PEPPA100基体树脂基体树脂%PE80PE100PPA含量含量%0.41.0密度密度g/cm30.950.95熔融指数熔融指数, 190 ,10kgg/10min0.800.25PEPPA功能母粒的应用PPA炭黑功能母粒项目项目单位单位指标指标PECB-4025A04PECB-4025A10炭黑含量炭黑含量%4040炭黑粒径炭黑粒径nm2525PPA含量含量%0.41.0熔融指数熔融指数, 190 ,21.6kgg/10min5050PPA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！致谢！1.王十庆，王十庆，海外高分子科学进展海外高分子科学进展2.周彦豪周彦豪，聚合物加工流变学聚合物加工流变学 3.孙逊，孙逊， 聚烯烃管道聚烯烃管道4.朱玉俊，朱玉俊，弹性体力学改性弹性体力学改性致谢！致谢！1. 浙江中财管道科技股份有限公司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淄博洁林塑管有限公司3. 上海白蝶管业科技股份有限公司上海白蝶管业科技股份有限公司4. 四川煌盛管业有限公司四川煌盛管业有限公司5. 华亚东营塑胶有限公司华亚东营塑胶有限公司致谢！致谢！1.中关村中小企业创新基金中关村中小企业创新基金2.国家科技部科技创新基金国家科技部科技创新基金北化高科北化高科THE END