Lubrifiants dans les additifs PVC
Le chlorure de polyvinyle (PVC), une matière plastique polyvalente largement utilisée dans la construction, l'emballage, l'électronique, l'automobile et de nombreux autres domaines, présente souvent des propriétés insuffisantes pour répondre aux exigences complexes de transformation et d'utilisation. Par conséquent, l'ajout de divers lubrifiants, aides à la transformation, modificateurs d'impact et autres additifs est devenu un moyen essentiel pour améliorer les performances du PVC et étendre son champ d'application.
Les lubrifiants externes jouent le rôle de « messagers lubrifiants » dans la transformation du PVC. Leur fonction principale est de faciliter le passage fluide de la masse fondue de PVC à travers les équipements de transformation, en réduisant les frottements et l'adhérence entre la masse fondue et les surfaces métalliques des équipements, assurant ainsi un processus stable et efficace.
D'un point de vue mécanistique, les lubrifiants externes possèdent généralement une faible tension superficielle. Dans l'environnement à haute température de la transformation du PVC, ils migrent rapidement vers la surface de la masse fondue et forment un film lubrifiant mince à l'interface de contact entre celle-ci et les équipements de transformation (comme la cuve et la vis d'une extrudeuse, ou le moule d'une machine d'injection).
Ce film lubrifiant agit comme une « barrière », réduisant efficacement le coefficient de frottement entre la masse fondue et la surface métallique, réduisant ainsi la consommation d'énergie pendant la transformation et empêchant toute surchauffe localisée due à un frottement excessif.
Simultanément, il empêche la masse fondue de PVC de coller à l'intérieur des équipements de transformation, permettant un démoulage ou une extrusion fluide des produits, garantissant ainsi la qualité esthétique et la précision dimensionnelle des produits finis.
Les lubrifiants externes courants incluent la cire de paraffine, la cire de polyéthylène, l'acide stéarique et ses sels. Différents types de lubrifiants externes présentent des caractéristiques de performance variées.
Par exemple, la cire de paraffine offre un bon effet lubrifiant, mais sa stabilité thermique est relativement faible. Dans des conditions de transformation à haute température, elle tend à se volatiliser ou à se décomposer, ce qui affecte la durabilité de la lubrification.
La cire de polyéthylène, en revanche, présente une excellente stabilité thermique et une bonne durabilité du lubrifiant, conservant un effet lubrifiant optimal sur une large plage de températures. Toutefois, sa compatibilité est relativement faible, et une surdose peut nuire aux propriétés mécaniques des produits en PVC.
Dans les applications pratiques, il est nécessaire de choisir rationnellement le type et la quantité de lubrifiant externe selon la technologie de transformation spécifique (par exemple, extrusion, injection, calandrage, etc.), la température de transformation et les exigences du produit.
En général, la quantité ajoutée de lubrifiant externe se situe entre 0,1 % et 1,0 %. Une dose insuffisante entraîne un effet lubrifiant négligeable, pouvant provoquer des difficultés de transformation et une surface rugueuse. Une surdose peut provoquer un phénomène de précipitation, nuisant à la brillance de surface et aux performances de traitement secondaire ultérieures (telles que l'impression et le revêtement).
Dans la pratique de la transformation du PVC, un seul additif est rarement utilisé seul ; généralement, plusieurs additifs sont combinés afin d'obtenir des effets synergiques et des améliorations de performance plus importantes.
Par exemple, l'association de lubrifiants avec des aides à la transformation permet non seulement d'améliorer la fluidité de transformation du PVC, mais aussi de favoriser la plastification de la résine, renforçant ainsi les propriétés de surface et mécaniques du produit. L'association de modificateurs d'impact avec des aides à la transformation permet d'améliorer la résistance au choc tout en optimisant le procédé de transformation et en assurant la stabilité de la qualité du produit.Toutefois, certains points doivent être pris en compte lors du choix et de l'utilisation de ces additifs. Premièrement, la compatibilité entre les additifs doit être considérée. Une mauvaise compatibilité entre différents additifs peut entraîner des phénomènes de stratification ou de précipitation, affectant l'efficacité des additifs et les performances du produit.Deuxièmement, la quantité totale d'additifs ajoutée doit être contrôlée. Bien que l'effet synergique de plusieurs additifs puisse améliorer les performances du PVC, une surdose peut non seulement augmenter les coûts de production, mais aussi nuire aux propriétés fondamentales du PVC. Enfin, le type et le ratio des additifs doivent être choisis judicieusement en fonction de la technologie de transformation et des exigences spécifiques du produit, afin d'obtenir un meilleur rapport coût-performance et des performances optimales.
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