据报道,欧洲塑料母料加工行业最近执行了一项检测塑料熔体分布效果的新标准一DIN—EN 13900-5,这一新检测标准更直观地反映了母料的分散质量,欧洲从事着色母料和助剂母料生产及销售的企业将该标准简称为“滤网压力值(FPV)”。
该新标准可真实详细反映母料在聚合物母体材料当中的良好分散状况,据称要比美国的ASTM检测标准的分散度指标更为直观、可靠。总之,这是与其他母料产品作质量比较时,非常有效的一项性能指标。
1、何为滤网压力值
(FPV)
欧洲树脂生产供应商已在市场促销中采用了这一新的指标数据,声称他们的着色母料具有“非常低的滤网压力值。”一般而言,标准范围的FPV值为2。最近, 巴斯夫公司在DIN委员会的授权下,从事这项FPV性能指标的研究开发工作。该公司对外吹嘘自产的Paliotol牌号黄色母料FPV值可低至令人难以置信的程度,只有0.2 bar/g。
FPV的基本原理就是,当处于熔融状态的混合材料通过料筒的过滤网时,逐渐被滞留下来的颗粒料阻挡,紧接着开始发生滤网堵塞现象,并且出现明显的压力峰值,可把这时的压力值作为描述母料分散效果好与坏的一个理想指标。其检测程序是:在没有混进母料的情况下,只给挤出机喂料纯净的聚合物母体材料一段时间后,读取挤出模头处的基底压力值。然后加入母料到聚合物材料中一起挤出,由于存在有未分散的颜料或其他助剂堵塞在滤网的后面,记录下模头压力的变化波动情况,这样,该检测方法就把时间与压力峰值的关系综合起来。经过一段时间后,再把纯聚物新料投到挤出机中,读取出压力区域的开始段及消失段,这时即可完成全部检测工作。
整个检测过程大约需经过半小时,仅消耗5~10磅的材料。获得了FPV的单一直观数据,也就是添加使用了颜料后,所形成的模头压力增加值。而计算和记录过程可在书写板上用手工完成,也可在计算机上自动进行。
尽管这并不是全部细节,但总的来说检测过程所需的设备已明朗:一台实验室挤出机、一个配有压力传感器的1英寸直径标准熔体泵、过滤网、控制面板、压力显示屏。在“单丝级聚烯烃标准性能指标”方面与ASTM 检测方法(D-3218)有所区别的地方,就是ASTM方法没有加入熔体泵,只是检测将滤网放在单螺杆挤出机上测得的压力值。由ASTM 检测方法得出的检测结果存在的漏洞是, 由于滤网堵塞,背压增大,忽视了实际上可提高塑化、混炼质量效果,得到最终的检测结果也就不准确了。这时,ASTM方法得到的唯一结论可能是将造成产量下降。而DIN-EN检测标准却是在添加使用一个附加工具装置或熔体泵的前提下,可保证体积产量恒定不变。
2、提高产品质量控制
对于任何一家注塑加工厂和挤出加工厂而言,助剂体系的分散效果对制品的质量好坏都是重要的影响因素,对纤维抽丝生产厂和注塑汽车部件厂尤其重要。因为抽丝工序中出现分散不均匀的颜料就可能拉断单丝,而注塑汽车部件如果母料分散不良,会导致部件的颜色不均匀。
随着DIN-EN 1 3900-5测试标准的出现,对比ASTM 测试标准有了很大的提高,并且已影响着母料的产品质量。美国戴维斯·标准公司(康涅狄格州) 的业务经理SimonDominey说: “这种性能指标的出现,促使了混配料生产厂商注重提高质量控制管理,因为一旦厂家公布了某个产品数据,生产过程中就必须得经常抽查检验,以确保其销售的产品达到该项性能指标。” 戴维斯标准公司生产经销DIN EN13900-5 测试仪器, 以及KXE-FPV型号熔体泵。
“部分企业为了确保加工工艺稳定,已经制订了每小时抽样检验的制度。”Dmniney补宽说。对保证产品质量意识强的绝大部分混料生产厂,如某些生产碳黑分散体的工厂.已经在实验室挤出机上安装使用一个熔体泵,连续地抽样检查,连同ASTM 方法一起进行测试。
有部分从事色母料和助剂生产的厂商同样也购买了这种检测仪器,用于新产品开发或者帮助客户解决技术难题方面。Dominey举了一个例子进行说明,某家色母料生产厂为客户重新配制了某个牌号的红色母料 并不具备混配料加工技能的这家客户在收到这批后配制的红色母料之后,更换了正在使用的聚台物母体树脂品种,并配以不同助剂的另一个配方,准备用于加工生产,经过采用DIN标准进行样本测试.结果发现,新配色母料与聚合物母体树脂不相互匹配.加工得出的产品质量比原先的配方产品质量相差甚远。在过去,发生这种问题现象的责任统统归因于母料的质量问题。但现在有了新的检测标准后.该色母料生产厂能够判断.是哪些助剂添加到新的树脂品种配方中会对颜料的分散效果产生负面影响程度。
新检测标准具有广泛的应用用途,例如塑料回收加工厂可采用这种检测仪器分析量化回收物料的污染程度。
3、应用要点
“如果你竞争对手厂家出品的混料产品的FPV值为2.而你自己产品的FPV 值为3.那怀就有可能不会公布这一数据。有一些人曾拿自己的产品采用新标准进行检测.得到不理想的数据之后.就会对其客户说,他们厂还没有购置这种新的检测仪器。”戴维斯一标准公司的Dorlline强调表示。
这项检测标准草案也存在某些漏洞。万一混配料加工厂采用的是双螺杆实验规模挤出机,而不是单螺杆挤出机,或者使用一种特殊的混炼螺杆,有可能得出更好的FPV数值.但这样足没有实际意义的围为大多数的注塑厂或挤出加工厂在使用添加助剂时.所采用的多是标准单螺杆洼塑机和钎出机。总而言之,需经常更换检测仪器进行测试,才能确定FPV数值是否稳定,也就是说.聪明的母料买家不能仅仅相信自己的检测数据。