PVC 管材 广 泛 地用 于 农 业灌 溉 、城 市 污水排放等 领域。而 U -P V C 管材 的配方则 决定了产 品 的性 能和 加 工工 艺 。P V C 配 方 设 计 主 要 是 热 稳 定剂 的设 计 ，这对于软制品来讲确实如此 。制品的软硬度 可以通 过 调 整 增 塑 剂 的 用 量 来 达 到 ，所 用 的 外 润 滑剂 很 少 ，只 要 加 入 少 量 的 硬 脂 酸 或 石 蜡 即 可 。若用 固体 金属皂 时甚至可以不加外润滑剂 。但对于硬质 P V C 配方设计而言，配方设计 的难点及主要内容是 内外润滑剂 的比例 及加 入总量的设计 。润滑剂加入量不能少，多了也不行 ，而内、外润滑剂 比例 更重要 ，尽 管总 量够，但 其比例失 调 ， 也不 能连 续 的 生 产 出合 格 的产 品 。所 以在 配方 设 计 和 生产 工 艺 控 制 方 面 影 响 最 大 的就是润滑剂的选择和用量。
润滑剂 的定义是为 了改善 塑料在成 型加工时 的 流 动 性 和 脱 模 性 从 而 提 高 制 品 性 能 的 一 种添加剂 。一个 优良的润 滑剂应 满足以下要 求 ：分散性能好 ，与树脂有适 当的相容 性 ，热稳 定性 良 好 ，不 引 起 颜 色 漂 移 ，不 影 响 制 品 性 能 ，无毒、价廉。润滑 剂按作用机 能分 类 ，可分为内润滑和外润滑 ，但内 、外润滑剂之 间并没有严格 的界限 ，都是 相对而言 ，往往一种润滑剂.。
同 时具有这两种 作用 。内润滑剂与树脂间有 一定的相容性 ，它能够减少树脂分子链间的内聚力 ，降 低 熔 融 黏 度 减 弱 高 分 子 间 的 内 摩 擦 ，延 长 加 工 时 间 ，改善 流 动性 及 提 高 透 明 性 的 作用。外润滑剂 与树脂的相容性差 ，它附着于熔融树 脂 表 面 、 加 工 机 械 表 面 、模 具 表 面 ，形 成润滑分子层 ，从而降低树脂 与加 工设备之 间的摩擦 。因此分子碳链长 的润滑剂 ，能使两 个摩擦面间的距离更远些 ，具有更大的润滑效果 。
润 滑 剂 因 为 用 量 不 大 ，所 以对 混 料 时 的 电流 、混 料 时 间影 响 不 是 很大 ，在 P V C 硬管 配方中 ，P V C 树 脂 、碳 酸钙 、稳 定 剂不 变的 情 况下 ，增加 或者减少润滑剂 ，混料 电流、混料 时间几乎没有变化。对混料 电流 和混料时间影响最大的是填 充 剂 ，特别 是 C aC O ，，如 图 1。从 图 1 可 以 看 出 随 着 C aC O 的 增加 混料 电流 逐渐 下 降 ，主 要原 因是 C aC O 的流 动 比较 好 ，特 别 是 在 高温 时流 动 性 能 更 好 ，所 以在 混 料 过程 中由于 C aC O 的加 入而 降低 了 P V C 颗粒之间 、PV C 颗粒 与 机 械 表 面的 摩 擦 ，从 而使 得总摩擦力减少，C aC O 加入的越多 ，这种效 果越明显 。
润 滑 剂 的 加 人 对 混 料 的 影 响 不 大 ，但 是 在挤 出 工艺控 制方 面润 滑 剂起 着非 常 重要 的作 用 。因为 挤 出 机 的基 本 原 理 是 将树 脂在 9I部 温 度 加热 和 旋 转 的螺 杆 对 物 料 的 剪 切 摩擦 的 共 同 作 用下 ，使树 脂 成 为 熔 融 状 态 ，然 后 再 通 过 模 具 成型 ，在生 产 PV C 硬 管时所 需的热 量来 自 两部分：一是外部加热 ；二是物料与物料之间、物料与螺杆 和 料 筒 之 间 的 剪 切摩 擦 。而 且 主要 的 是 物料与物料之间 、物料与螺杆和料筒之 间的剪切摩擦 ，润 滑剂 的作 用 就 是 调 节 物 料分 子 之 间 的作 用 力和 物 料 与 机 械 表 面 的摩 擦 力 ，所 以润 滑剂对产 品质量 ，生产过程中的工艺温度的控制起着 重要 的作用 。
内润滑 剂 可 以促 进 塑化 并 能降低塑化 扭矩 ，而 外润 滑剂 能 延 迟 塑 化 并 能防 止 树 脂 熔体 黏 附在 加 工 设备 的金 属 表 面 。所 以通 过 调 整 内外润滑剂的比例来调控树脂混合物的塑化时间 ，使它能满足特定的加工设备及工艺所要求的塑化速 率 。如 果 加 工 设 备 的 剪 切 力过 大 ，生 产 摩 擦热过多，在加工较容易分解的树脂 时，就必须降 低 加 工 温 度 ，以 便 避 免树 脂 内部 过 热 而 造 成分解。但是树脂是热的不 良导体 ，单靠降低 加热温度的作用很有限 ，而最可靠的方法是降低树脂黏度来从根本上减少摩擦热 的生成 ，而适当 的 按 比例 增加 内 外 润 滑剂 的用 量 即能 降 低 树脂熔体的黏度，也使润滑体系能保证特定的加工 设 备 及 工 艺要 求 ，能 连续 生 产 出 合 格 的 塑料制品。反之 ，加工设备 剪切力较小 ，则适 当的减 少内外润滑剂的用量 ，也可满足特定设备 的要求。在生产过程中只有内、外润滑剂的使用量合适 ，才 能经济地 、连续地生产出高质量的产品 ，如果 内、外润滑剂使用失去平衡 ，即使其 他 条 件 均 达 到 工 艺 要 求 ，也 不 能 正 常 生 产 ，必然 造 成 内 在 质 量 及外观 的 下 降 。如 果 内 润 滑作 用过 剩 ，外 润 滑不 足 ，则 造 成 过早 塑 化 ，不仅使能耗增加 ，并黏附加 工设备表面，局部过热 及 热 降解 ，使 产 品 质 量 下 降 ，废 品 上 升 ，停机 率 也跟 着上 升 。内润 滑 作用 不 足 ，外润 滑 作用 过 剩 ，则 使 制 品 变 脆 ，力 学 性 能 及 二 次加 工性 能 下 降 。内 、外 润 滑 作 用 均 不 足 则 熔体 黏 度及 黏 附 性 均 增 加 ，更 易 造 成 局 部分 解 ，而 严重影 响 产 品 质 量 及 增大 停 机 率 。内 、外 润 滑 作用均 过 量 ，不 仅 浪 费 了 润滑 剂 并且 造 成 与 外 润滑作 用过量 相 同的后 果 ，力学性 能下 降 。
在我们的实验过程中，内外润滑平衡的问题也很明显，在实验初期，我们在配方当中只加了4．5份的稳定剂和0．2份的炭黑，因为稳定剂属于复合稳定剂，其中已经配制好了润滑体系，而且在CaCO3为6份时，我们就使用4．5份的稳定剂和0．2份的炭黑，管材质量、外观等各项指标都 合格，所以在CaCO3增加到8份时，我们仍然借用6份时的配比，在实验过程中就出现了塑化段温度无法控制的现象。在多次实验中塑化段的温度比设定值高10℃左右，居高不下，管材的力性能指标也不合格。主要原因就是因为润滑体系不适合。因为在CaCO3，为6份时虽然配方使用 良好，但当轻钙增加到8份时，物料与螺杆和料筒的摩擦比轻钙在6份时大的多，造成了物料在螺杆的塑化段剪切摩擦力过大，产生的摩擦热过高，使物料过度塑化影响了产品质量。并且在没有调整润滑体系时由于螺杆塑化段温度居高不下经常出现糊料的现象，给我们的实验带来了很大的困难 。我们通过对上述实验现象的分析，判断为外润滑不足造成，所以在主体配方不变的情况下，我们在配方中增加了石蜡和CPE，用调整后的配方再进行实验时没有出现塑化段温度失控现象，最后通过工艺温度的调整，管材的各项性能都合格，调整后配比为PVC：100；轻质碳酸钙：8；稳 定剂：4．5；CPE：5；硬脂酸：2．5；石蜡 ：3．5。
通过上述大量的理论分析和实验现象的总结，我们可以明白PVC硬管配方设计的关键在于配方中润滑体系的调整。现在很多生产厂家为了降低生产成本，在配方中加入了大量的轻钙。由于轻钙的加入增加了物料与螺杆和料筒的剪切摩擦，这时润滑体系更显得重要，只有内外润滑剂的种类和份量使用合适，才能有效的控制剪切摩擦热，生产出合格的产品。
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