塑料门窗具有一系列的优良性能，但也存在着一些严重缺陷，其中最重要的就是型材产品的料脆问题。
料脆的表现形式在于切锯崩口、机械清理焊角时崩料及低温冷冲不合格，这受多方面的因素影响。现去除切割加工设备（如切割刀具钝化、锯片缺齿、锯片转动颤抖、加工进锯速度过快等）及焊接工艺的影响因素，仅从型材产品使用原材料的选择、配方的优化设计以及成型加工的角度出发，浅析影响原因。
一、原材料的选择方面
１、ＰＶＣ分子量的分布
ＰＶＣ树脂是相对分子质量大小不等的ＰＶＣ分子的多分散体系，因此对产品的物理机械性能和加工特性有极大影响。
相对分子质量，以Ｋ值表示。Ｋ值高，型材制品的力学性能（机械性能）就高，Ｋ值对型材的强度、刚性、冲击韧性有明显影响。主要是因为随ＰＶＣ树脂相对分子量增加，ＰＶＣ大分子链间范德华引力或缠绕程度相应增加，使其力学性能提高，耐低温性能得以改善。综合平衡相对分子量对材料力学性能的影响，生产ＰＶＣ异型材产品时应选用Ｋ值为６５～６８，聚合度为９５０～１０５０的ＰＶＣ－Ｓ１０００型树脂较为适宜。
另外，ＰＶＣ相对分子质量对制品性能影响的大小，还和添加抗冲击改性剂等其它助剂有关。
２、抗冲改性剂的用量
目前我国ＰＶＣ－Ｕ型材配方中常用的抗冲击改性剂主要是氯化聚乙烯（ＣＰＥ）。这类改性剂是与ＰＶＣ具有一定相容性的高分子弹性体，它可使共混体系既能保持ＰＶＣ－Ｕ的高模量、高刚性，又可大幅度提高常温及低温抗冲击性能，改善抗冲击韧性。但配方中抗冲击改性剂的用量应优化选择。通常情况下，抗冲改性剂用量增加，抗冲击强度、断裂伸长率等韧性指标上升，而拉伸强度、弹性模量等刚性指标下降。但随改性剂用量进一步增加时，冲击强度会在显示一极大值后，增长趋势明显变缓。因而改性剂用量过少，材料中形成的可诱发局部屈服—剪切带的应力集中区域较少，改性效果不明显；用量过大时，常会形成较大的凝胶区，可能导致过大的应力，使ＰＶＣ链断裂，导致冲击强度不高及其它性能变差。
３、稳定剂的选择
稳定剂的使用可以抑制型材成型加工过程中ＰＶＣ树脂的降解，保证制品的正常加工及使用过程中由于光、热、氧化等作用引起的分解，保护产品的性能。
目前国内使用大多为复合稳定剂，将稳定体系同润滑体系综合在一起。在型材成型挤出过程中，物料加工流动性相当重要，现在稳定体系的相关技术相对比较成熟，而不同稳定剂生产厂家有着不同的润滑体系，选用的润滑剂档次也有高低之分，型材生产厂家应结合自己的设备情况在多次试验的基础上慎重选用。
４、加工助剂ＡＣＲ的添加
加工助剂ＡＣＲ是甲基丙烯酸甲酯与少量丙烯酸酯的共聚物，从形态结构上看，其颗粒无明显壳层。它可以改善加工物料的流动性和均匀性。在型材配方中加入适量的加工助剂ＡＣＲ－４０１，可以加快ＰＶＣ的塑化速度，提高熔体强度，改善型材表面光洁度，但其用量要适当，过多的加入不但会增加原材料的成本，而且还会降低型材的冲击韧性。
５、活化ＣａＣＯ３的采用
在塑料中填充碳酸钙等无机填料会束缚周围ＰＶＣ分子链的旋转和移动能力，由此那些与分子链段运动有关的材料性质会发生改变。除节省树脂、降低成本外，还可以改善制品的硬度、弹性模量、尺寸稳定性和热变形温度，但也往往导致冲击强度、拉伸强度等力学性能的下降，加工性能也可能变差。原因是无机填料与高分子材料界面缺乏亲和性。对碳酸钙进行表面活化处理，可以改善物料的流变性能和加工性能，但不能改善制品的物理力学性能。选用高品质偶联剂改性的活化碳酸钙不仅可以改善物料的流变性和加工性，而且也可改善制品的物理力学性能。
６、原材料组分中的挥发物含量
挥发物含量大、料潮等容易引起型材生产时形成气泡导致料脆。应加强原材料用前的质检。
二、配方的优化设计方面
根据原材料对制品料脆的影响，在配方设计时应注重各原料的选择、各组分间的组合搭配、份额比例、互相影响及协同效应。作到配方体系的合理性与科学性。
ＰＶＣ树脂是生产型材产品的最基本、用量最大的材料，性能指标合格的ＰＶＣ树脂是生产优质型材产品的基础。应在允许的成本范围内选择质量可靠的供应商。由于抗冲击改性剂ＣＰＥ的性能发挥受到添加剂量及工艺温度的影响，选择含氯量为３６％，添加９份左右为佳。加工助剂ＡＣＲ—４０１能够减少树脂在挤出过程中的剪切应力，改进ＰＶＣ熔体的力学性能，防止熔体破裂，但用量须适当，一般为２．２份。活性碳酸钙的用量通常不超过１０份，否则会导致型材的焊接性能和力学性能下降。稳定剂应选用含高档润滑体系的产品，用量视制品加工过程中螺杆转矩和制品各项性能指标适定，保持在５份（复合铅盐系列）左右为宜。也可以选用稀土稳定剂，据悉该稳定剂有优良的长期热稳定性和光稳定性，耐硫化污染性好，并有良好的增韧效果。
三、成型加工工艺方面
型材的料脆问题，其根源就在于物料的塑化效果不好。有良好的配方，在产品成型加工过程中，却不能使物料得到良好的塑化，这与混合工艺、挤出工艺有相当大的关系。
１、混合工艺对产品脆性的影响
ＰＶＣ型材产品在挤出成型过程中，物料的变化是相当复杂的，混料工序是整个生产流程的源头，混料质量的优劣将直接影响到挤出型材制品的质量。
配方中各组分的混合过程不是简单的机械混合，而是各组分通过相互摩擦、碰撞，使物料不断的升温、逐步凝胶化的过程，是挤出前的预塑化。混合中可提高干粉料的表观密度，进而提高制品的密度，利于挤出过程中的塑化，降低制品的脆性。
一般，物料混合时加料量应是高速混合釜容积的５０％～７０％，过多马达负荷大，热混机主轴转速下降，物料翻腾不好，混合不均匀；过少则摩擦热低，升温慢，耗时长。
另外，加料顺序也是影响混合效果。ＰＶＣ－Ｕ配方的组分很多，其加入顺序应考虑利于各种助剂相辅相成，避免相克相消。不良协同，并利于提高分散速度。典型的铅盐稳定体系配方加料顺序如下：
①低转速下将ＰＶＣ树脂加入到热混釜内；
②在６０℃高速混合时加入稳定剂，以保证ＰＶＣ的稳定，防止物料过热分解；
③８０℃时加入抗冲击改性剂及加工助剂，为了分散良好应缓慢的加入；
④在１０５℃左右时加入填料如碳酸钙、钛白粉等；
⑤１２０℃时放料至冷混釜中；
⑥冷混料温降至４０℃时放料，熟化２４小时后再用，以便消除混合料之间的温差。
实际生产中，由于设备及其它条件的制约，往往达不到以上理想效果，因此应根据实际情况制定出适宜本企业生产特点、条件的投料顺序。以得到理想的干混粉料。尽量避免由于物料的塑化缺陷导致制品出现料脆问题。
２、挤出工艺对产品脆性的影响
挤出工艺是影响产品质量的重要环节。型材挤出成型的过程是物料从玻璃态——高弹态——粘流态的转变过程，该过程是通过挤出机分区分部加热、剪切挤压来完成的。温度、压力和速度决定异型材制品的质量，要根据挤出理论、化学原理和生产实践相结合反复验证，并根据具体情况进行调整。
①温度的控制
由于纯ＰＶＣ在１４０℃就开始分解，１８０℃时分解加速，因此须严格控制成型温度。再说用于ＰＶＣ型材产品的抗冲改性剂ＣＰＥ的增韧效果对成型加工条件有强烈的依赖性，只有选择合适的成型加工工艺参数，才能获得理想的增韧效果。温度过高，制品会过塑化，还会产生过多的气体不得排出滞留在制品内；温度过低，物料塑化不良，制品表面会出现麻点，造成表面粗糙、无光泽（一般地认为塑化度为７０％左右时，制品力学性能指标最佳）。过塑化会使产品内部存在过分解产生的气泡，甚至出现裂痕；塑化不良会使制品加热后出现麻点、毛刺等缺陷。这些都影响产品质量，使制品的抗冲击性能降低，材料脆性大。
生产中，主机排气不充分或工艺温度过高，都有可能产生气泡，影响制品性能。对此，首先应检查原材料是否挥发物含量超标，可在真空排气口视镜上观察有无水珠附着，其次检查主机真空排气系统，看真空泵及排气孔是否存在堵塞和密封不良情况。工艺温度应据物料的塑化状态调整到合理范围内，在保证物料塑化的前提下（在视镜口观察，物料应处于豆腐渣状的半塑化状态且包覆于螺杆表面），温度尽量不要过高，以防产生过塑化、物料分解。
物料的塑化温度受到多种因素的制约和影响，在初开机设定温度时严格执行操作工艺纪律，尽量减少长时间保温造成的物料分解。
②压力的控制
压力是使物料得到均匀密实的熔体并最终成型的重要条件。挤出压力主要用来克服螺杆、料筒、分流板、多孔板、机头、口模等部位的流动阻力及自身内部的粘性摩擦。型材生产过程中压力（背压）小，型材产品就会密度小、力学性能差，就难以达到国标要求；压力（背压）过大，除了可能对设备造成损伤外，还可能导致物料摩擦热太大，发生分解。
③速度的控制
挤出物料的波动会造成挤出速度不均匀，从而影响型材的几何形状、尺寸及型材产品内在性能。
物料波动与螺杆的转速稳定性、温控情况和加料情况有密切关系。生产操作时，应重点关注加料的连续性，避免间歇加料。同时要防止架桥现象发生。加料速度应与螺杆转速匹配，对于锥型双螺杆挤出机应采用饥饿式喂料法。如果喂料速度过快，物料受到过分的挤压，除会导致真空排气孔逸料，严重时还会引起物料分解发泡。但如果喂料不足，又会使物料塑化不良，背压低、型材密度小，导致制品料脆。另外，牵引速度与挤出速度要匹配，在型材挤出过程中，由口模挤出的熔融型坯在牵引力的作用下会产生拉伸取向，如果牵引速度过大，冷却定型后会产生较大的内应力，在制作门窗时会出现切割崩料现象。因此应选定合理的喂料速度、螺杆转速、挤出速度和牵引速度。不断摸索挤出操作的最佳工作点。
另外，冷却水系统、设备、模具等也是不可忽略的影响因素，因此，在生产实践中我们应注意观察、分析，不断地完善、优化工艺操作，才能保证和提高产品的质量。
·熟悉型材用原料、助剂的性能，选择优良的原材料；加强材料进厂的控制检测。以形式检验和在线试验相结合。杜绝使用不合格的原材料。
·根据影响料脆的指标，结合现有原材料进行配方优化。抗冲改性剂ＣＰＥ的用量不得低于９份，ＡＣＲ－４０１控制在１．８至２．２份之间，活性碳酸钙不得高于１０份，稳定剂应选用含高档润滑体系的产品，视制品加工过程中螺杆转矩和制品各项性能指标适定份额。
·加强配混料工艺的控制，制定合理的工艺并严格实施，以获得良好的塑化物料；
·合理优化现行的挤出工艺参数，通过挤出加工过程中的温度控制、压力控制、三速（喂料速度、主机转速、牵引速度）控制，获得塑化良好的型材。
参考文献：
［１］韩宝仁、朱元吉、冯连勋 《塑料异型材制造原理与技术》 北京：化学工业出版社 ２００１年９月
［２］王亚明、申长雨 《塑料门窗制造新技术》 北京：中国轻工业出版社 ２０００年６月
［３］龙文保 《挤出成型用聚氯乙烯干混粉料的制备》 聚氯乙烯 １９９０
［４］钱之勉、朱昌辉 《塑料助剂手册》 上海：上海科学技术文献出版社 １９８５
［５］李志英 《硬聚氯乙烯塑料异型材和塑料窗制造与应用》 北京：中国建材工业出版社 １９９７
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