聚氯乙烯工艺知识（掌握PVC聚氯乙烯工艺特性）

聚氯乙烯（PVC）是最早投入到工业化生产的塑料品种之一，在注塑成型主要使用硬质聚氯乙烯(U-PVC），由于聚氯乙烯中含有较高的氯，故具有阻燃的特性，且具有良好的着色性、介电性能和化学性能，生活中广泛常用于管路、管材、插头、插座等阻燃类产品。

同样，聚氯乙烯的优点也反衬出其缺点，非常的容易受热分解，融化温度是注塑成型重要的工艺参数，聚氯乙烯在80℃左右以下是固体，当温度升至140℃时开始融化分解，当超过190℃快速分解并产生氯化氢的腐蚀性气体，融化温度热→分解温度受热范围太窄。

因此，聚氯乙烯受热后的热稳定性差，受热后会产生黄色→棕色→黑色的颜色变化，而且力学性能和化学性能都会下降。所以，在成型加工的时候会增加热稳定剂，解决分解温度低的问题。虽然增加稳定剂后热分解温度可以达到200℃，但是仍然不能使用高温条件注塑，仍需要避免滞留时间过长而导致的热分解。

在注塑成型中，聚氯乙烯材料的工艺特性

模具方面：聚氯乙烯是由石油提炼出的化合物，遇到高温会产生腐蚀性气体氯化氢和油等聚合物，批量生产的时候，模具上的排气槽会被油污和聚合物堵住，并且会腐蚀模具型腔的表面和流道表面，影响产品的稳定性。

在模具加工时都会采用耐腐蚀和耐高温的材料制造，或者模具的表面会采用镀铬以及氮化处理。在批量生产时需要定期清洗模具表面，生产完成做好下机保养。

材料方面：聚氯乙烯在生产中易出现料花（银丝）的现象，是因为材料中的含水率超过成型加工要求时（含水率不超过0.1），材料中的水气会凝结在产品表面而形成银丝。

在成型加工时，原料受潮存储不当时，需要先对其进行热风干燥处理2小时，干燥温度80℃后方可生产加工。

设备方面：聚氯乙烯在生产加工时需要单独设立一台注塑机，为了防止材料滞留而热分解，注塑机的前端无止逆环的渐变式螺杆（前粗后细）。由于聚氯乙烯材料流动性差，需要选择大口径/短的射嘴，并配有单独控制的灵敏加热装置用来控制料温。

模具温度：使用聚氯乙烯生产的模具需要开设冷却系统，材料本身冷却速率慢，模具温度过高会导致缩水，不利于聚氯乙烯材料成型加工。

通常使用冷水做为煤介，冷水温度为20℃-55℃，成型温度最高温度不能超过60℃。

材料温度：聚氯乙烯的成型温度在160℃–200℃左右，最高温度不能超过210℃。

当产品产生欠注、冷料纹等缺陷时，不宜提高料温来提高材料的流动性，而应提高螺杆速率而降低材料的黏度用来提高材料的流动性。

料筒温度设置应采用台阶式分布：前段中温，中段高温，后段低温，射嘴比前段低5℃-10℃。

成型时间：聚氯乙烯材料本身易发生热分解，所以成型时间太长（螺杆滞留时间）易使产品出现色差。材料本身的粘度高，冷凝速率相对较慢，取出产品后很长的时间才能冷凝定形达到环境温度。

通常，在成型加工中，成型时间不会超过80秒。成型时间也不能太短，不会低于20秒。

成型压力：聚氯乙烯是属于黏度高且流动性差的材料，所以在注塑成型加工中合理控制成型压力尤为重要，宜采用多级注射，合理分布成型压力。

关于在成型压力输出方面，材料粘度高，流动性差的特性，提高压力有助于克服填充阻力，将压力传递到熔体前端，故应使用高压力有助于成型。

成型速度：聚氯乙烯在料筒高温下已经是分解边缘，批量生产会产生腐蚀性气体和聚合物堵塞模具的排气系统，故使用较高的成型速度，剪切力增大产生更多的热量，且成型速度快，容易导致产品困气/烧焦等工艺缺陷。

在使用聚氯乙烯材料注塑成型时宜采用多级注射，一级低速填充型腔，搭配二级中速充满模腔，三级低速抑制飞边等产品缺陷。

熔料速度/背压：熔料背压可以使分子排列顺序空间密集，将料筒内的气体排出，并保证材料均匀同质。

提升熔料背压，螺杆旋转的摩擦热（剪切力）增加而使料筒温度上升。使用聚氯乙烯材料注塑，产品因为流动性差，而填充不足，恰好用到此处。

当产品出现气纹时，聚氯乙烯热分解产生气体，适当的提升熔料转速，可以缩短料筒的滞留时间（成型时间），分解的气体就会减少，气纹问题可以得到很好的改善。

在注塑成型中，聚氯乙烯的产品缺陷案例

如图所示，某汽车所使用的聚氯乙烯材料的零件，在注塑成型批量生产时，产片表面外观缺陷，中间区域出现熔接线痕迹大的问题。

解决方案：

1、产品产生这种现象主要是在注塑成型过程中，模具温度和熔体温度过低，而导致材料流动性差，无法充满型腔而导致。

2、提升料筒温度和射嘴温度 10℃，提升成型压力 10，提升二段成型速度 5和三段成型速度 10。调试后生产10模，效果稍微改善，但不是很明显。

3、在原基础上料筒温度和射嘴温度在提升 10℃，增加融料背压 3 。调试后熔接线效果明显好转，与首件无异。

4、批量生产，跟踪生产半小时后，发现浇口表面出现气纹，是由于料温提升和熔料背压的增加，使材料发生分解产生气体。

5、增加熔料转速，缩短螺杆滞留时间，并缩短冷却时间-5秒。批量生产，跟踪生产半小时，产品缺陷得以解决。

本文作者：微注塑特约作者 杨吉平

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