PVC塑料異型材作為一種環(huán)保型材料，因?yàn)橘|(zhì)量輕、隔音好、絕緣性能好以及易于著色、造型美觀、防水，防潮、耐腐蝕、壽命長等優(yōu)良性能，而被廣泛的應(yīng)用于門窗。但隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對門窗檔次要求也在逐步提高，尤其在外觀質(zhì)量光澤度方面要求更高。本文介紹了光澤度儀在PVC塑料異型材表面光澤度測定中的應(yīng)用。
光澤是物體的一種外觀光學(xué)特性，表面平滑材料受到可見光的照射時(shí)都會產(chǎn)生有方向性的鏡面反射，鏡面反射的結(jié)果使材料表面帶有光澤稱為鏡面光澤，其反射能力的大小稱為鏡面光澤度。但影響塑料異型材表面光澤度因素較多，主要有以下幾個(gè)因素：
1.干混合料質(zhì)量對塑料異型材光澤度影響
干混料制備是PVC型材加工生產(chǎn)的第一道工序，對擠出生產(chǎn)來說屬半成品。干混料質(zhì)量對型材加工生產(chǎn)的工藝穩(wěn)定性、成品質(zhì)量都起到至關(guān)重要的作用。在干混料制備的過程中，多種因素會導(dǎo)致干混料的參數(shù)發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致PVC型材在外觀上出現(xiàn)光澤度不一致的情況。
2.塑化效果對異型材光澤度的影響
在塑化階段主要通過真空排濕系統(tǒng)將混合料中的水分及低分子化合物通過真空負(fù)壓進(jìn)行抽出，保證原料的加工質(zhì)量。干混合料通過混料至均化庫，在通過氣壓輸送到各使用平臺，其過程會致使原料本身吸收水分，同時(shí)受環(huán)境溫差的影響，會導(dǎo)致原料中的水分提高，不能保證原料生產(chǎn)時(shí)的干燥效果。為此在擠出生產(chǎn)時(shí)，水分及揮發(fā)份得不到充分排出，不僅使制品的物理性能造成很大影響，同時(shí)會使制品表面存在水泡、表面粗糙等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響表面光澤度。
3.模具成型及冷卻定型對光澤度的影響
具有流動(dòng)性的均勻熔體，利用螺桿的旋轉(zhuǎn)擠壓作用通過多孔板進(jìn)入模具，經(jīng)過預(yù)成型段流向芯模和口模成型為具有一定形狀的型坯。型坯受擠出壓力和牽引的作用，通過真空冷卻定型模后，形成具有一定強(qiáng)度、剛度和尺寸精度的制品。在模區(qū)內(nèi)，若不能保證物料達(dá)到粘流狀態(tài)，會直接導(dǎo)致物料流動(dòng)不均勻，分子間容易出現(xiàn)破裂，原本在筒區(qū)內(nèi)達(dá)到的包裹效果會惡化，導(dǎo)致脫模效果非常差，表面光澤容易出現(xiàn)亞光或粗糙，同樣影響到表面光澤度。
4. 填充劑對型材光澤度的影響
作為無機(jī)填料，碳酸鈣的使用不僅可以降低成本，還可以增強(qiáng)熔體強(qiáng)度，改進(jìn)型材散光性能。為此，在選用活性鈣原料中，要使用經(jīng)過表面活性處理的輕質(zhì)碳酸鈣，以增加與樹脂的親合力。同時(shí)在碳酸鈣原料選用中，要注重碳酸鈣的細(xì)度，在PVC塑料異型材加工中，一般使用的輕質(zhì)活性碳酸鈣粒徑平均控制在1~5um，并要保證能形成一定的分散性，避免在混料制備中發(fā)生物料團(tuán)聚現(xiàn)象，導(dǎo)致在擠出加工中不能得到充分塑化而形成碳化物或顆粒雜質(zhì)，影響型材表面光澤度。
5.抗沖改性劑對型材光澤度的影響
抗沖改性劑的含量會影響其與主原料樹脂的溶融，同時(shí)也影響其分散效果，對型材光澤度控制產(chǎn)生一定影響。另外，在控制型材光澤度中，要控制好抗沖改性劑的殘留結(jié)晶度，一般要求其殘余結(jié)晶度不得到超過5%-10%，否則會影響物料的塑化效果，造成制品表面上形成麻點(diǎn)，影響型材表面光澤度。
6.加工改性劑對型材光澤度影響
硬質(zhì)PVC熔體粘度較高，但其熔體強(qiáng)度卻較低，在一般的剪切速率下（通常的擠出速率下）就可能會出現(xiàn)熔體破裂。加入ACR可改善PVC復(fù)合物的熔體溫度，防止熔體破裂，并可承受較高的剪切速率。加入加工改性劑后，增加了模具表面對PVC熔體的剪切作用，相應(yīng)地離膜膨脹也增大了，同時(shí)這種剪切作用使得PVC熔體可以沿模具表面穩(wěn)定均勻地流動(dòng)，使得擠出物表面的光澤顯著提高。
7.潤滑劑對異型材光澤度的影響
潤滑劑按功能分為內(nèi)潤滑劑、外潤滑劑、兩性潤滑劑，內(nèi)外潤滑作用平衡以及前、中、后期潤滑作用的平衡，對異型材光澤度影響較大。初期潤滑保證粒子間有恰當(dāng)?shù)哪Σ亮?，可以向前輸送，壓?shí)和塑化物料，當(dāng)外潤滑劑使用不足時(shí)，摩擦力過大，物料的剪切可能會增加物料在金屬表面粘附，導(dǎo)致型材光澤度的下降。
光澤度衡量的是物體表面對于光的反射能力，用GU表示。光澤雖說是物體對光線反射所產(chǎn)生的光澤感，但從心理上來說，即便是觀察那種毫無光澤的物體也出現(xiàn)光澤感，我們一般稱之為心理光澤。由于PVC塑料異型材的表面結(jié)構(gòu)以及材料的特殊性，因而除反射光的方向以外，影響光澤的還有表面結(jié)構(gòu)、內(nèi)部反射比例和透明性等。對于PVC塑料異型材光澤度的評價(jià)，常用的方法就有目測法和儀器法。目測法，就是在穩(wěn)定的光源環(huán)境下，人眼通過特定的角度直接觀察PVC塑料異型材表面光澤，這種方式可以準(zhǔn)確的對比樣品和標(biāo)樣的光澤差異，不過對于具體的光澤度等級卻沒辦法評定，并且測定的結(jié)果容易受到光源、觀察角度、觀察者自身?xiàng)l件的影響。儀器測量法就是指，通過光澤度儀測量PVC塑料異型材樣品表面的光澤。
測量PVC塑料異型材光澤度的光澤度儀是利用光反射的原理對樣品的光澤度進(jìn)行測量，在規(guī)定入射角和規(guī)定光束的條件下照射樣品，得到鏡向反射角方向的光束。用光澤度儀測定試樣表面反射光通量與入射光通量的比值，即用反射率來評定表面光澤的強(qiáng)弱。光澤度計(jì)由光源、透鏡、接受器和顯示儀表等組成。其測量原理分為平行光路和會聚光路兩種，光澤度計(jì)又分為定角式及變角式。常用的角度為20°、60°、85°。
光澤度測量時(shí)，所選光入射角度不同，結(jié)果也不同。入射角越大，鏡面反射率越大，光澤度值越高，反之亦然。由此可見，光澤度值的高低不僅取決于物體的表面特性，而且取決于測量角度。在具體測量時(shí)，根據(jù)PVC塑料異型材表面光澤度級別不同，可采用不同的測量角度。目前許多光澤度儀的測量角是可調(diào)的，可任意選擇。對于大部分具有一定光澤度的表面來說，可以在60°入射角條件下進(jìn)行測量，其典型的光澤度測量值在10—70的單位范圍之內(nèi)。對于高度反光的光亮表面，如果用60°入射角條件進(jìn)行測量，測量值都會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過70個(gè)單位，相互比較過于接近，這時(shí)可以采用 20°入射角進(jìn)行測量。而在另一個(gè)比較極端的情況下，亦即表面的光澤很低的材料表面，如果用 60°入射角條件進(jìn)行測量，測量值都會遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于10個(gè)單位，相互比較也過于接近，這時(shí)可以采用85°入射角進(jìn)行測量。不過，需要注意的是，要比較一組試樣的光澤度時(shí)，需要在同一角度下進(jìn)行測量，否則測量值沒有可比性。多數(shù)的測量儀器對光澤度的測量以平面區(qū)域?yàn)橹?，帶有具有曲率的曲面測量，如果曲率太小，會影響到測量的精確性。
在測量PVC塑料異型材表面的光澤度時(shí)，由于不同區(qū)域的光澤度可能都一樣，為了更好的表達(dá)物體表面的平均光澤，就需要在測量樣品表面取點(diǎn)測量，通常會測量多次，取平均值。
