PVC-U共擠型材共擠層厚度與型材性能的關系探討

原金金

【摘要】本文主要闡述了通過對共擠型材做拉伸屈服強度、斷裂伸長率、拉伸沖擊強度、簡支梁沖擊強度試驗來判定共擠厚度是否影響型材。

【關鍵詞】型材; 共擠層; 厚度; 簡支梁沖擊強度;斷裂伸長率;指標; 關系

眾所周知，PVC-U共擠型材的共擠厚度可以在很大的范圍內選擇，最厚的時候可以遠遠大于覆膜型材的覆膜厚度，最薄的時候相當于涂裝型材的涂層厚度的幾倍。但是很多人仍對共擠的厚度顧慮重重，擔心此厚度小于0.3mm會使型材的性能下降。為此，用同一種共擠材料在同一臺設備上試驗五種顏色，以便觀察共擠層的厚度σ對型材共擠面性能的影響。本文對非共擠面的性能不做討論。

1.? 加熱后尺寸變化率R及兩面R值之差△R

從以上五個圖可以看出，只有兩種顏色的R值隨σ值增加有較大的下降趨勢，但充其量也只有0.3%的差別，有4個顏色的△R值隨σ值增加明顯增大。

2.? 拉伸屈服強度以及斷裂伸長率

從以上五個圖可以看出，拉伸屈服強度隨σ值增加而下降，而斷裂伸長率則十分明顯隨σ值增加而下降，對于顏色D，σ值增加0.13mm的斷裂伸長率竟下降65%。

3.拉伸沖擊強度以及簡支梁沖擊強度

從以上五個圖可以看出，這兩項指標均隨σ值的增加而明顯下降，最嚴重的顏色Cσ值增加0.14拉伸沖擊強度下降36%，簡支梁沖擊強度下降78%。

4.型材共擠層厚度、性能與顏色的關系

從以下六個圖可以看出，同一厚度同一指標的性能好壞同顏色的品種沒有必然的聯系。

5.共擠層厚度試驗

低溫落錘沖擊：10個試樣均打擊共擠面，選三種顏色不同共擠層厚度試驗，其破裂個數如下。其中“加嚴”指落錘質量1kg，高度1mm，其他條件相同的試樣個數同顏色以及共計層厚度沒有直接的關系，但是共計層厚度薄的破裂幾率較小。假如所試的型材做非共擠產品時此項性能就很差，那么做共擠產品時此項性能也不可能好。值得一提的是，假如同一套設備換別的材料進行共擠，其試樣破裂個數則有很大差別，但仍是共計層薄的破裂個數較小;但有的材料不論多厚的共擠層均不能通過Ⅰ類試驗;有的材料通過調整模具流道可以通過Ⅰ類試驗。

6.? 紫外光老化性能

用同一支紫外燈在相同條列下對不同顏色，不同共擠層厚度的試樣進行照射試驗，結果見以下三個圖。

顏色Ⅰ不同共擠層厚的UV光老化結果

顏色C不同共擠層厚的UV光老化結果

顏色A不同共擠層厚的UV光老化結果

從以上三個圖可以看出，UV光老化的△E同共擠層的厚度沒有必然的關系，但是同顏色的品種有較大的關系。

用顏色C的試樣在華東地區作特殊條件下的自然老化試驗，兩年后在試樣的共擠面竟出現不均勻的發白現象（△E=2），而同一地區正常使用的同一種型材無此現象（△E∠1）。經測定，發白處的共擠層的厚度分別有0.36mm、0.04mm、0.13mm、0.12mm，無發白處共擠層厚度有0.10mm、0.07mm、0.04mm。顯然發白的程度同共擠層的厚度并無必然的關系。曾有人認為此現象是下層的PVC粉化穿過共擠層浮現出來所致。但事實上，上述的白色物質用橡皮擦去以后仍顯露出正常的顏色C，而不是想象中的白色，可見上述猜測缺乏根據。但這種白色物質是何物尚待今后探討。

7.? 結論及討論

對于本文測試的共擠材料的R值同共擠層的厚度σ關系不大，但是拉伸屈服強度、斷裂伸長率、拉伸沖擊強度、簡支梁沖擊強度都同共擠層的厚度有較大關系，基本上是隨σ的增大而變差，其中變化最顯著的是簡支梁沖擊強度、斷裂伸長率、拉伸沖擊強度。同一厚度這些指標性能的好壞同顏色的品種沒有必然聯系;對于本文測試的共擠材料，低溫落錘沖擊性能同σ大小關系不大。但紫外光老化的性能好壞同顏色品種有較大關系。特殊條件下自然老化所出現的發白現象同σ大小沒有必然聯系。

本試驗此探討的幾項指標中，拉伸屈服強度、斷裂伸長率、簡支梁沖擊強度以及紫外光老化性能在GB/T8814-2004中均沒有規定。所測的簡支梁沖擊強度，由于試樣取自C類型材，，不符合GB/T8814-2004的規定，因此試驗結果不一定能代表A、B類型材。對于拉伸沖擊強度，試驗的20組（每組5個樣）試樣中，波動范圍達到平均值40%以上的占了9組，可見測試結果的重復性很差。拉伸沖擊強度這個情況在PVC-U型材測試中是司空見慣的。平時PVC-U型材性能測試表明這項指標跟試樣制作的好壞有密切的關系，而跟配方、工藝基本上沒有必然的聯系。因此筆者認為這項指標能否能正確反映型材的性能非常令人懷疑。

綜上所述，共擠層厚度不宜千篇一律規定死，此厚度必須以型材的性能來決定。也就是說，能滿足型材性能的最小厚度就是共擠層的最佳厚度。

參考文獻

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（作者單位：山西中德投資集團有限公司）