第三章成型用物料的配置

第三章成型用物料的配置J3.1物料的组成和添加剂的作用JJ3.3塑料的混合与塑化3.2配料工艺简介第一页，编辑于星期一：二点二十三分。1.熟悉各种添加剂的作用2.领会物料的配置对加工及制品性能的影响3.熟悉各种混合设备的结构和工作原理4.掌握塑料的混合和塑化的原理学习目标第二页，编辑于星期一：二点二十三分。简单组分塑料——主要成分聚合物，有时加少量添加剂。复杂组分塑料——除聚合物外，添加多种具有一定功能的辅助材料或添加剂。3.1物料的组成和添加剂的作用第三页，编辑于星期一：二点二十三分。（1）相对分子质量的影响分子量增大，有利于提高制品的强度，但流动性降低，成型困难。分子量减小，制品性能太差，甚至无法使用。（2）相对分子质量分布的影响对于塑料制品，一般要求相对分子质量分布较窄为宜。（3）粒度的影响主要影响混合的均匀性。1.聚合物第四页，编辑于星期一：二点二十三分。添加剂——某些材料在生产或加工过程中为改善生产工艺条件、提高产品性能而添加的各种辅助化学品。2.添加剂第五页，编辑于星期一：二点二十三分。增塑剂—凡添加到聚合物体系中，能增加聚合物的塑性，改善加工性，赋予制品柔韧性和伸长性的物质。增塑剂作用：①增加塑料的柔韧性②使塑料的Tg、Tm及Tf降低③黏度减小，流动性增加（1）增塑剂第六页，编辑于星期一：二点二十三分。增塑剂性能要求：①增塑剂与高聚物具有良好的相容性②塑化效率高③良好的耐久性第七页，编辑于星期一：二点二十三分。①隔离作用非极性增塑剂加入到非极性聚合物中通过聚合物-增塑剂间的溶剂作用，增大分子间距离，削弱分子间作用力。增塑机理第八页，编辑于星期一：二点二十三分。②相互作用极性增塑剂加入到极性聚合物中，增塑剂分子的极性基团与聚合物分子的极性基团相互作用，破坏原聚合物分子间的极性连接。第九页，编辑于星期一：二点二十三分。“老化”—高分子材料在加工、贮存和使用过程中，性能发生变化而逐渐失去应用价值。防老剂—抑制或延缓老化过程，提高制品稳定性的助剂。抗氧剂—用来防止高分子材料氧化老化的物质。（2）抗氧剂第十页，编辑于星期一：二点二十三分。抗氧剂性能要求：①抗氧化性好②与材料的相容性好③稳定性好第十一页，编辑于星期一：二点二十三分。①氢给予体链终止型抗氧剂AH与聚合物中产生的自由基反应，产生较稳定的自由基A·而达到抗氧化目的。ROO·+RH→ROOH+R·ROO·+AH→ROOH+A·受阻酚和芳胺是最常用的链终止型抗氧剂。链终止型抗氧剂作用机理第十二页，编辑于星期一：二点二十三分。②自由基捕获剂可使自由基反应并使其不能再引发链反应的物质。第十三页，编辑于星期一：二点二十三分。阻燃剂—赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂。阻燃剂性能要求：①不损害高分子材料的物理力学性能②有耐候性及持久性③无毒或低毒（3）阻燃剂第十四页，编辑于星期一：二点二十三分。①阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物碳化使塑料的热分解迅速进行，不停留在可燃烧性物质阶段而一直分解到碳为止。例：（C6H10O5）n→6nC+5nH2O有机磷化合物→磷酸→偏磷酸→聚偏磷酸阻燃机理第十五页，编辑于星期一：二点二十三分。②阻燃剂分解形成不挥发性的保护膜阻燃剂在树脂燃烧的温度下分解，其分解产物形成不挥发性的保护膜覆盖在树脂 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面，将空气隔绝达到阻燃目的。例：卤化磷（R4PX）受热分解生成膦（R3P）和烷基卤化物（RX），膦易被氧化生成膦氧化合物（R3PO），进一步分解生成聚磷酸盐玻璃体。第十六页，编辑于星期一：二点二十三分。③燃烧热的分散和可燃性物质的稀释燃烧时阻燃剂发生分解，吸收大量热，降低聚合物温度，减缓分解蒸发和燃烧。例：氢氧化铝Al（OH）3→Al2O3+3H2O–0.3KJ第十七页，编辑于星期一：二点二十三分。润滑剂—为改进塑料熔体的流动性，减少或避免对设备的黏附，提高制品表面光洁度而添加的助剂。润滑剂性能要求：①易分散性②与基体聚合物适当的相容性③良好的热稳定性和高温润滑性④不影响制品的最终应用性能（4）润滑剂第十八页，编辑于星期一：二点二十三分。①内润滑减少聚合物分子间作用力，降低熔体黏度，削弱聚合物间的内摩擦。②外润滑成型过程中，外润滑剂易从内部析至表面而黏附于设备接触表面，形成润滑剂层，降低熔体和接触表面间的摩擦。润滑机理第十九页，编辑于星期一：二点二十三分。3.2配料工艺简介一、物料的预处理1、物料的细化（1）粉碎通过相对运动对物体进行剪切、冲击、压缩、撕裂、摩擦等作用使物体碎裂第二十页，编辑于星期一：二点二十三分。（3）研磨研磨的作用：①是将物料研细，使之达到要求的细度；②是把混合时易结成块或易凝聚的混合物料打散研细，这时的研磨兼有了磨细与混合的双重作用。（2）筛析目的：除去较大的颗粒及机械杂质，使之达到细度和均匀度方面的要求，有利于混合及分散均匀。第二十一页，编辑于星期一：二点二十三分。干燥是指利用加热、热风、真空等动力源，在物料的配制或成型之前，除去原材料（合成树脂和各种添加剂）中水分及其挥发物的工艺过程。2.物料的干燥第二十二页，编辑于星期一：二点二十三分。不同的树脂吸湿性不同，吸湿性极小时可不必干燥；填充料吸湿性较大，在配混前必须进行充分干燥。（1）树脂与添加组分的吸湿性水分含量较多的不利因素：（1）配料不准。（2）混合难于分散均匀，制品各部位性能不一。（3）成型过程中水分挥发，在制品内部产生气泡或脱层，表面出现水纹、凹凸不平、无光泽，力学性能下降第二十三页，编辑于星期一：二点二十三分。（2）干燥设备第二十四页，编辑于星期一：二点二十三分。1.混合机理混合——混合是一种趋向于减少混合物非均匀性的操作，是在整个系统的全部体积内各组分在其基本单元没有本质变化的情况下的细化和分布过程。二、混合第二十五页，编辑于星期一：二点二十三分。（1）扩散组分的非均匀性减少通过组分的物理运动组分的细化分子扩散混合的基本运动形式涡流扩散体积扩散第二十六页，编辑于星期一：二点二十三分。分子扩散由浓度梯度驱使自发地发生的一种扩散，各组分的微粒子由浓度较大的区域迁移到浓度较小的区域，从而达到各处组分的均化。不同物态的物料，其分子扩散程度不同。聚合物的混合是高粘度熔体间的混合，不是靠分子扩散实现。第二十七页，编辑于星期一：二点二十三分。混合物状态和分子扩散程度的关系混合物料的状态分子扩散程度气体与气体较快地、自发进行低粘度液体与低粘度液体也能较显著进行低粘度液体与固体高粘度液体与高粘度液体不显著、较困难进行高粘度液体与固体固体极慢，很难进行第二十八页，编辑于星期一：二点二十三分。涡流扩散涡流扩散必要前提是体系黏度很低，或物料运动速度很高。聚合物流速很高，剪切速率一定很大，会造成聚合物降解，成型加工中不允许。因此，聚合物加工中通常很少发生涡流扩散。第二十九页，编辑于星期一：二点二十三分。体积扩散（对流扩散）流体质点、液滴或固体粒子由系统的一个空间位置向另一个空间位置的运动，或两种或多种组分在相互占有的空间内发生运动，以其达到各组分的均布。第三十页，编辑于星期一：二点二十三分。（2）混合过程要素混合的目的：使原来两种或两种以上各自均匀分散的物料从一种物料按照可接受的概率分布到另一种物料中去，以便得到组成均匀的混合物。第三十一页，编辑于星期一：二点二十三分。混合的问题在没有分子扩散和分子运动的情况下，为了达到物料所需的良好的扩散，混合问题就变成一种物料发生形变和重新分布的问题，同时还要防止分散颗粒的凝聚趋势。这样，混合就需要有外加的作用力（主要是剪切力），在一定温度下进行。作用力和温度主要起两个作用：（1）使物料发生形变和分布（2）克服颗粒的凝聚第三十二页，编辑于星期一：二点二十三分。2.混合的分类混合均匀基本过程分散非分散混合混合分散混合第三十三页，编辑于星期一：二点二十三分。混合均匀—将两种组分相互分布在各自所占空间中，即使两种或多种组分所占空间的最初分布情况发生变化。分散—混合过程中一种或多种组分的物理特性发生了一些内部变化的过程，如颗粒尺寸减小或溶于其他组分中。第三十四页，编辑于星期一：二点二十三分。（1）非分散混合（简单混合）在混合中仅增加粒子在混合物中空间分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程。主要通过对流实现。········································第三十五页，编辑于星期一：二点二十三分。（2）分散混合在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值，同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。····················································第三十六页，编辑于星期一：二点二十三分。分散混合的目的：把少组分的固体颗粒和液滴分散开来，成为最终粒子或允许的更小颗粒或液滴，并均匀地分布到多组分中。这一过程会出现少组分在变形黏性流体中的破裂，是靠强迫混合物通过窄间隙而形成的高剪切区来完成的。第三十七页，编辑于星期一：二点二十三分。3.3.1混合（简单混合）在聚合物熔点以下的温度和较为缓和的剪切应力下进行的简单混合。3.3塑料的混合和塑化根据混合组分中有无液体物料可分为固态混合和固液混合。第三十八页，编辑于星期一：二点二十三分。（1）Z形捏合机混合设备第三十九页，编辑于星期一：二点二十三分。（2）高速混合机第四十页，编辑于星期一：二点二十三分。3.3.2塑料的塑化塑炼目的：使物料在温度和剪切力作用下熔融，获得剪切混合的作用，驱出物料中的水分和挥发物，使各组分分散更趋均匀，得到具有一定可塑性的均匀物料。第四十一页，编辑于星期一：二点二十三分。（1）开炼机1.塑化设备第四十二页，编辑于星期一：二点二十三分。第四十三页，编辑于星期一：二点二十三分。影响开炼机熔融塑化和混合质量的因素有：辊筒温度、辊距的大小与调节、辊筒速度、物料在辊隙上方的堆放量。第四十四页，编辑于星期一：二点二十三分。（1）辊筒直径与长度（2）辊筒线速度与速比（3）生产能力（4）一次投料量（5）驱动功率开炼机主要技术参数第四十五页，编辑于星期一：二点二十三分。（2）密炼机第四十六页，编辑于星期一：二点二十三分。密炼机塑炼物料是以转动的转子为主要工作部件，其它部件配合来实现的。转子的结构不同，塑炼效果也有差异。目前，实际应用椭圆形转子较广，效果较好。因此，着重 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 椭圆形转子的塑炼作用。密炼机的工作原理（1）转子与混炼室壁间的捏炼作用（2）两转子的折卷与往返切割作用①折卷作用②轴向往返切割作用（3）转子与上下顶栓的搅拌作用第四十七页，编辑于星期一：二点二十三分。影响密炼机混合质量的重要因素转子是密炼机的核心部件，转子的形状、转速、速比、物料温度的控制，填充率、混合时间、上顶栓压力、加料次序都对密炼机混合质量产生重要影响。第四十八页，编辑于星期一：二点二十三分。（3）连续混合设备①单螺杆挤出机单螺杆挤出机是聚合物加工中应用最广泛的设备之一，主要被用来挤出造粒，成型板、管、丝、膜、中空制品等，也用来完成某些混合任务。虽然单螺杆挤出机具有一定的混合能力，在一定程序上能完成一定范围的混合任务，但由于单螺杆挤出机剪切力较小，分散强度较弱，分布能力有限。第四十九页，编辑于星期一：二点二十三分。②双螺杆挤出机双螺杆挤出机是极为有效的混合设备，其作用主要是将聚合物及各种添加剂熔融、混合、塑化，定量定压、定温地由口模挤出。另外还有行星螺杆挤出机，双阶挤出机，传递式混炼挤出机等。第五十页，编辑于星期一：二点二十三分。塑炼温度、时间、剪切力。2.塑炼的工艺控制条件3.塑化物的粉碎和粒化为了便于贮存、运输和成型加工时的喂料操作，必须将塑化后的物料进行粉碎或造粒制成粉状或粒状塑料。第五十一页，编辑于星期一：二点二十三分。1.高分子材料中添加助剂的目的是什么？2.试述增塑剂的作用机理。3.物料的混合有哪三种基本运动形式？聚合物成型时熔融物料的混合以哪一种运动形式为主？为什么？4.P926、10第五十二页，编辑于星期一：二点二十三分。