下载文档原格式
项目4 填充母料制备一、教学单元单元4-1填充改性原理单元4-2填料种类与特性单元4-3填料的表面处理单元4-4填充母料的结构模型与配方制定单元4-5填充母料的制备单元4-6填充母料配混质量分析单元4-7功能性填充改性塑料单元4-8功能母料单元4-9纳米材料单元4-10纳米无机物/塑料复合材料讨论：填充母料的质量影响因素分析实操：制备PE管材用填充母料（1）熟悉塑料实训教学工厂的相关设备（2）选择填料与表面处理剂，制定表面处理工艺条件（3）完成填料表面处理操作，记录工艺条件与现象（4）制定填充母料配方与配混方案（5）完成填料表面处理操作，记录工艺条件与现象（6）测试填充母料性能（7）分析、总结二、学习目标通过课堂学习、资料查询、小组讨论、实操等环节，了解塑料填充改性、纳米复合改性、功能母料的概况与进展，掌握填充改性、纳米复合改性的基本概念与理论，了解常见原料的性质与用途，能够制定填充母料制备工艺，能够规范操作高速混合机、挤出机进行填充母料生产，注射制备试样、测试性能，并能够按照基础知识与理论指导解决生产中出现的故障和产品质量问题；了解功能性填充改性塑料、功能母料、纳米复合材料的原料、用途、生产设备与生产工艺。
在项目为导向的小组学习过程中不断实践，学会采用“资讯→计划→决策→实施→检查→评估”六步法学习，培养自身的资料检索能力、逻辑思维能力、协同创新能力，同时在小组工作中锻炼自身的社会能力，生产实践不断提升自身解决实际问题的能力。
三、模块导学本模块我们将围绕填充母料项目进行10个教学单元的引导总结性教学，学生针对每个学习单元具体的技术问题细节开展小组报告、小组讨论及头脑风暴等多种方式开展自主学习，结合实训环节学习，逐步学习掌握填充改性、塑料母料、纳米材料、纳米复合材料的基本概念与基础理论，了解行业发展，培养自己的自主学习能力、独立思考能力。
针对填充母料制备实操项目，教师现场讲解、学生按照任务工单要求开展实训，学生通过实操，熟悉填充母料生产从原料配方制定到产品质量分析的全过程，并延伸到其它塑料功能母料、纳米复合材料，同时培养规范的实操习惯。
塑料填充母料配⽅设计填充母粒是开发最早的⼀种，也是⽬前使⽤最⼴泛的母料品种。
⼀、填充母粒的组成填充母料主要由填料层、载体层、偶联层、及分散层四部分组成。
1.填料的选择填料是填充母料的核⼼，即母料核。
常⽤的填料品种有碳酸钙、滑⽯粉、⾼岭⼟、硅灰⽯、粉煤灰及红泥等。
对填料的要求是成本低，来源⼴，并能适当改善塑料制品的某些性能。
填料常常为⼯业废渣，如发电⼚的粉煤灰及铝⼚的红泥等。
填料的本⾝含⽔量往往都⽐较⼤，因此在制造母料前要充分⼲燥，使含⽔量降⾄0.5%以下。
填料的粒度对填充体系影响很⼤，⼀般情况下，填料的粒度越细，分散性越好；但填料粒度太细，容易产⽣凝聚，反⽽不利于分散。
所以填料的粒度要适当，⼀般碳酸钙粒径以3-6um，⽽滑⽯粉粒径以3-20um最理想。
填料的加⼊量往往都很⼤，⼀般可占母料质量的70%-85%。
2.载体的选择可⽤于填充母料的载体很多种，常⽤的载体主要有APP、LDPE、LLDPE、HDPE、PP、HIPS、CPE、EVA、PVC以及这些塑料的废旧料，如废PE、PP等。
废塑料的分⼦量低，流动性好，成本低。
载体既可以单独使⽤，也可以两种或两种以上混合使⽤，如LDPE/LLDPE及LLDPE/HDPE等。
复合载体同EVA和CPE等相同，与⼤多数树脂的相容性好，因⽽其母料适应性⼴。
单⼀载体从理论上讲应与被填充的基体树脂相同，这样相容性最好。
但实际上不可能制成太多种类母料，因⽽载体树脂与被填充树脂相近即可。
如PO⽤母料，常选LDPE或APP为载体；PS、ABS⽤母料，常选⽤HIPS为载体；PVC⽤母料，可选⽤CPE为载体。
载体的加⼊量⼀般为母料15%-30%左右，有时为了降低母料的成本，也有只⽤5%左右的。
3.偶联剂的选择由于填料与载体的相容性往往都很差，因此必须加⼊偶联层，以提⾼其与载体的相容性。
偶联剂的原理及品种，在具体选⽤时，主要根据填料的品种。
硅烷类偶联剂适⽤填料为黏⼟、云母、滑⽯粉、氢氧化铝及硅灰⽯等；适⽤树脂为PVC、PP及PU等。
彩色填充聚合物材料的设计和制备实验讲义(初稿)设计型8学时化学与环境工程学院杨晓鸿目录1．前言1.1目的意义1.2简介2.实验部分2.1 设计思路配方设计选材配合比设计2.2原料及实验仪器（1）原材料（2）主要设备2.3 实验方案基本要领实验操作步骤及说明实验结果与记录3. 思考题4. 实验报告附录1：安全知识附录2：SJSZ-7微型双螺杆挤出机使用说明书1前言1.1目的意义：培养学生进行填充聚合物材料配方设计、优化、制备等的基本应用技能，了解填充改性聚丙烯的挤出原理，挤出机的工作特性，以及挤出成型工艺对制品质量的影响，掌握挤出的操作过程。
1.2简介填充聚合物是非聚合物材料对聚合物的填充复合体，比如在树脂中填充混入其他非树脂物质而形成的复合体系，是聚合物料配方的基本形态。
通过填充可以极大地改变和延伸聚合物的性能，制备改良或新的品种，目前已成为聚合物材料研究与开发的重要领域。
填充的目的、方法和品种繁多，比如，添加填料来控制聚合物对固体表面的粘结强度；在系统中添加两种不同化学性质及宏观结构的填料来直接改变聚合物链间的相互作用，这些填料也就是纤维增强填料及精细的分散填料；用化学吸附长链脂肪族化合物分子得到的带有亲水或疏水表面特性的矿物性填料；颗粒填充改变聚合物(包括聚合物纳米复合材料)熔体的模量、频率依赖性、屈服行为等流变行为；等等。
这些内容表明，填充聚合物是近年来材料科学领域中的有效技术方法，具有极大的发展前景。
挤出机按作用类型可分为连续挤出和非连续挤出，是塑料机械的一种。
挤出机的主机由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成(见图1)。
挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续的挤出机头。
挤出机按其螺杆数量可以分为单螺杆、双螺杆和多螺杆挤出机。
目前以单螺杆挤出机应用最为广泛，适宜于一般材料的挤出加工。
双螺杆挤出机由于具有由摩擦产生的热量较少、物料所受到的剪切比较均匀、螺杆的输送能力较大、挤出量比较稳定、物料在机筒内停留长,混合均匀。
