高分子材料成型加工及力学性能检测实验指导书
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高分子加工与力学性能测试综合实验塑料加工与力学性能综合实验是材料学院设置的基础实验课—专业实验的内容之一,要求学生针对高分子材料的加工特性进行自我设计加工工艺和加工条件,完成加工成型的全过程,并对成型产品的力学性能进行表征和分析。
让学生掌握高分子材料加工设备的基本原理及常用的高分子材料的加工设备的操作方法,培养学生实际动手能力,并初步了解塑料配方的基本设计过程,为其毕业设计打下良好的基础。
(一)热塑性塑料挤出造粒实验1.实验目的:(1)通过本实验,应熟悉挤出成型的原理,了解挤出工艺参数对塑料制品性能的影响。
(2)了解挤出机的基本结构及各部分的作用,掌握挤出成型基本操作。
(3)初步掌握塑料增韧配方设计方法及其增韧机理。
2.实验原理(1)塑料造粒:合成出来的树脂大多数呈粉末状,粒径小成型加工不方便,而且合成树脂中又经常需要加入各种助剂才能满足制品的要求,为此就要将树脂与助剂混合,制成颗粒,这步工序称作“造粒”。
树脂中加入功能性助剂可以造功能性母粒。
造出来的颗粒是塑料成型加工的原料。
使用颗粒料成型加工的主要优点有:①颗粒料比粉料加料方便,无需强制加料器;②颗粒料比粉料密度大,制品质量好;③挥发物及空气含量少,制品不易产生气泡;④使用功能性母料比直接添加功能性助剂更容易分散。
塑料造粒可以使用辊压法混炼,塑炼出片后切粒,也可以使用挤出塑炼,塑化挤出后切粒。
本实验采用挤出冷却后造粒的工艺。
(2)挤出成型原料及应用热塑性塑料的挤出成型是主要的成型方法之一,塑料的挤出成型就是塑料在挤出机中,在一定的温度和一定的压力下熔融塑化,并连续通过有固定截面的模型,得到具有特定截面形状连续型材的加工方法。
不论挤出造粒还是挤出制品,都分两个阶段,第一阶段,固体状树脂原料在机筒中,借助于料筒外部的加热和螺杆转动的剪切转动的剪切挤压作用而熔融,同时熔体在压力的推动下被连续挤出口模;第二阶段是被挤出的型材失去塑性变为固体即制品,可以分条状、片状、棒状、筒状等。
一.实验目的要求1. 理解单螺杆挤出机、移动螺杆式注射机、拉力试验机的基本工作原理,学习挤出机单螺杆挤出机、移动螺杆式注射机、拉力试验机的操作方法。
2. 了解聚烯烃挤出、流变、及注射成型、拉伸的基本程序和参数设置原理。
二.实验原理挤出造粒原理:在塑料制品的生产过程中,自聚合反应至成行加工前,一般都要经过一个配料混炼环节,以达到改善其使用性能或降低成本等目的。
一般用螺杆挤出机进行混炼,其组成部件有(1)传动部分(2)加料部分(3)机筒(4)螺杆(5)机头和模口(6)排气装置。
流变性能测试原理:由于流体具有粘性.它必然受到自管体与流动方向相反的作用力.根据粘滞阻力与推动力相平衡等流体力学原理进行推导,可得到毛细管管壁处的剪切应力和剪切速率与压力、熔体流率的关系。
(33-I)(33-2)(33-3)式中R 毛细管半径,cm;L 毛细管长度,cm;毛细管两端的压差,pa;Q 熔体流率,;熔体表观粘度,Pa。
在温度和毛细管长径比L/D一定的条件下。
测定不同压力下聚合物熔体通过毛细的流动速率Q.由式(33—1)和式(33—2)计算出相应的和,将对应的和在双对数坐标上绘制—流动的曲线图.即可求得非牛顿指数n和熔体表观粘度。
改变温度和毛细管径比.可得到代表粘度对温度依赖件的粘流活化能以及离模膨胀比B等表征流变特性的物理参数。
注射过程原理:注射成型是高分子材料成型加工中一种重要的方法,应用分广泛,几乎所有的热塑性塑料及多种热固件塑料都可用此法成型。
热塑性塑料的注射成型又称注塑,是将粒状或粉状塑料加入到注射机的料筒。
经加热熔化后呈流动状态,然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下。
从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。
充满模腔的熔体在受压的情况下,经冷却固化后,开模得到与模具型腔相应的制品。
分为以下几个工序:(1)合模与锁紧、(2)注射充模、(3)保压、(4)制品的冷却和预塑化、(5)脱模。
高分子材料制备技术作业指导书第1章引言 (4)1.1 高分子材料概述 (4)1.2 制备技术简介 (4)第2章高分子合成基本原理 (5)2.1 高分子合成方法 (5)2.1.1 加聚反应 (5)2.1.2 缩聚反应 (5)2.1.3 模板聚合 (5)2.1.4 原子转移自由基聚合 (5)2.2 高分子聚合反应 (5)2.2.1 自由基聚合 (5)2.2.2 离子聚合 (6)2.2.3 配位聚合 (6)2.2.4 缩聚反应 (6)2.3 高分子结构及其功能 (6)2.3.1 高分子链结构 (6)2.3.2 高分子结晶性 (6)2.3.3 高分子取向 (6)2.3.4 高分子复合材料 (6)2.3.5 高分子功能材料 (6)第3章均相聚合反应 (7)3.1 溶液聚合 (7)3.1.1 原理 (7)3.1.2 操作步骤 (7)3.1.3 注意事项 (7)3.2 乳液聚合 (7)3.2.1 原理 (7)3.2.2 操作步骤 (7)3.2.3 注意事项 (7)3.3 悬浮聚合 (7)3.3.1 原理 (8)3.3.2 操作步骤 (8)3.3.3 注意事项 (8)第4章非均相聚合反应 (8)4.1 本体聚合 (8)4.1.1 概述 (8)4.1.2 基本原理 (8)4.1.3 实验操作 (8)4.2 熔融聚合 (8)4.2.1 概述 (8)4.2.2 基本原理 (9)4.3 水相聚合 (9)4.3.1 概述 (9)4.3.2 基本原理 (9)4.3.3 实验操作 (9)第5章高分子材料添加剂 (9)5.1 稳定剂 (9)5.1.1 光稳定剂 (9)5.1.2 热稳定剂 (10)5.1.3 抗氧化剂 (10)5.2 填充剂 (10)5.2.1 无机填充剂 (10)5.2.2 有机填充剂 (10)5.3 润滑剂 (10)5.3.1 外润滑剂 (10)5.3.2 内润滑剂 (10)5.4 阻燃剂 (10)5.4.1 无机阻燃剂 (10)5.4.2 有机阻燃剂 (11)第6章热塑性高分子材料制备 (11)6.1 热塑性塑料概述 (11)6.2 聚乙烯制备 (11)6.2.1 制备方法 (11)6.2.2 工艺流程 (11)6.2.3 影响因素 (11)6.3 聚丙烯制备 (11)6.3.1 制备方法 (12)6.3.2 工艺流程 (12)6.3.3 影响因素 (12)6.4 聚氯乙烯制备 (12)6.4.1 制备方法 (12)6.4.2 工艺流程 (12)6.4.3 影响因素 (12)第7章热固性高分子材料制备 (13)7.1 热固性塑料概述 (13)7.2 酚醛树脂制备 (13)7.2.1 原料选择与配比 (13)7.2.2 缩合反应 (13)7.2.3 凝胶化与固化 (13)7.2.4 后处理 (13)7.3 环氧树脂制备 (13)7.3.1 原料选择与配比 (13)7.3.2 开环聚合 (13)7.3.3 固化 (14)7.4 不饱和聚酯树脂制备 (14)7.4.1 原料选择与配比 (14)7.4.2 酯化反应 (14)7.4.3 固化 (14)7.4.4 后处理 (14)第8章橡胶材料制备 (14)8.1 天然橡胶 (14)8.1.1 橡胶树种植与采集 (14)8.1.2 天然橡胶的制备 (14)8.1.3 天然橡胶的性质与应用 (14)8.2 合成橡胶 (14)8.2.1 丁苯橡胶 (14)8.2.2 顺丁橡胶 (15)8.2.3 丁腈橡胶 (15)8.2.4 氯丁橡胶 (15)8.3 硫化橡胶 (15)8.3.1 硫化橡胶的制备原理 (15)8.3.2 硫化橡胶的配方设计 (15)8.3.3 硫化橡胶的功能评价 (15)8.3.4 硫化橡胶的应用 (15)8.4 特种橡胶 (15)8.4.1 硅橡胶 (15)8.4.2 氟橡胶 (15)8.4.3 聚氨酯橡胶 (15)8.4.4 氯磺化聚乙烯橡胶 (15)8.4.5 热塑性弹性体橡胶 (15)第9章复合材料制备 (15)9.1 复合材料概述 (16)9.2 纤维增强复合材料 (16)9.2.1 纤维的选择 (16)9.2.2 基体材料 (16)9.2.3 制备工艺 (16)9.3 层状复合材料 (16)9.3.1 层状复合材料的结构 (16)9.3.2 制备工艺 (16)9.4 颗粒增强复合材料 (17)9.4.1 颗粒的选择 (17)9.4.2 制备工艺 (17)第10章功能性高分子材料制备 (17)10.1 功能性高分子概述 (17)10.1.1 功能性高分子的定义与分类 (17)10.1.2 功能性高分子的基本性质与特点 (17)10.1.3 功能性高分子的应用领域 (17)10.2.1 导电高分子材料的类型与结构 (17)10.2.2 导电高分子材料的制备方法 (17)10.2.3 导电高分子材料的应用实例 (17)10.3 磁性高分子材料 (17)10.3.1 磁性高分子材料的结构与分类 (18)10.3.2 磁性高分子材料的制备技术 (18)10.3.3 磁性高分子材料的应用研究 (18)10.4 光学活性高分子材料 (18)10.4.1 光学活性高分子材料的特性与分类 (18)10.4.2 光学活性高分子材料的制备方法 (18)10.4.3 光学活性高分子材料的应用领域 (18)10.5 生物医用高分子材料 (18)10.5.1 生物医用高分子材料的特性与要求 (18)10.5.2 生物医用高分子材料的分类与选用 (18)10.5.3 生物医用高分子材料的制备与加工技术 (18)10.5.4 生物医用高分子材料的应用实例 (18)第1章引言1.1 高分子材料概述高分子材料是一类由相对分子质量较高的化合物构成的材料,具有独特的物理、化学及生物学功能。
实验一转矩流变仪实验一、实验目的1、了解转矩流变仪的基本结构及应用范围;2、了解转矩流变仪的工作原理及使用方法;3、掌握聚氯乙烯热稳定性的测试方法。
二、实验原理高分子材料的成型过程,如塑料的压制、压延、挤出、注射等工艺,化纤抽丝,橡胶加工等过程,都是利用高分子材料熔体进行的。
熔体受力作用,不但表现有流动和变形、而且这种流动和变形行为强烈地依赖于材料结构和外界条件,高分子材料的这种性质称为流变行为(即流变性)。
测定高聚物熔体流变性质,根据施力方式不同,有多种类型的仪器,转矩流变仪是其中的一种。
转矩流变仪由微机控制系统、混合装置(挤出机、混炼器)等组成。
测量时,物料被加到混炼室中,受到两个转子所施加的作用力,使物料在转子与室壁间进行混炼剪切,物料对转子凸棱施加反作用力,这个力由测力传感器测量,在经过机械分级的杠杆和臂转换成转矩值的单位牛顿⋅米(N m⋅)读数。
其转矩值的大小反应了物料黏度的大小。
通过热电偶对转子温度的控制,可以得到不同温度下物料的黏度。
转矩数据与材料的粘度直接有关,但它不是绝对数据。
绝对粘度只有在稳定的剪切速率下才能测得,在加工状态下材料是非牛顿流体,流动是非常复杂的湍流,有径向的流动也有轴向的流动,因此不可能将扭矩数据与绝对粘度对应起来。
但这种相对数据能提供聚合物材料的有关加工性能的重要信息,这种信息是绝对法的流变仪得不到的。
因此,实际上相对和绝对法的流变仪是互相协同的。
从转矩流变仪可以得到在设定温度和转速(平均剪切速率)下扭矩随时间变化的曲线,这种曲线常称为“扭矩谱”,除此之外,还可同时得到温度曲线、压力曲线等信息。
在不同温度和不同转速下进行测定,可以了解加工性能与温度、剪切速度的关系。
转矩流变仪在共混物性能研究方面应用最为广泛。
转矩流变仪可以用来研究热塑性材料的热稳定性、剪切稳定性、流动和固化行为。
三、实验原料和仪器设备1、原料:硬质PVC干混料在硬质PVC干混料配方中,除PVC树脂外,为了获得合适的工作及加工性能,需要配合各种成分,这些成分对干混料熔体的流变性有不同的影响,从而显著地影响物料最终的加工性能。
第一部分高分子材料成型加工基础实验实验一测定高分子材料的塑化性能一、实验目的1、了解转矩流变仪的工作原理和使用;2、了解高分子材料塑化性能与成型加工的关系;3、掌握由高分子材料塑化特性拟定成型加工工艺的方法;4、熟悉测定高分子材料塑化性能的方法及原理;5、学会运用扭矩-时间曲线图评价加入配合剂后的材料性能。
二、实验原理高分子材料的成型过程,如塑料的压制、压延、挤出、注塑等工艺,化纤纺丝,橡胶加工等过程,都是利用高分子材料熔体的塑化特性进行的。
熔体受力作用,表现有流动和变形,而且这种流动和变形行为强烈地依赖材料结构和外界条件,高分子材料的这种性质称为流变行为(即流变性)。
测定高分子材料熔体流变性质的仪器很多,转矩流变仪是其中的一种。
它由微机控制、混合装置(挤出机、混合器)等组成。
测量时,被测试物料放入混合装置中,动力系统对混合装置外部进行加热并驱使混合装置的混合元件(螺杆、转子)转动,微处理机按照测试条件给予给定值,保证转矩流变仪在实验控制条件下工作。
物料受混合元件的混炼、剪切作用以及摩擦热、外部加热作用,发生一系列的物理、化学变化。
在不同的变化状态下,测试出物料对转动元件产生的阻力转矩、物料热量、压力等参数。
微处理机再将物料的时间、转矩、熔体温度、熔体压力、转速等测量数据进行处理,得出图形式的实验结果。
利用转矩流变仪可以测量高分子材料在凝胶、熔融、交联、固化、发泡、分解等作用状态下的塑化曲线,如转矩-时间曲线、温度-时间曲线以及转矩-转速曲线,以此了解成型加工过程中的流变行为及其规律。
还可以对不同塑料的挤出成型过程进行研究,探索原材料与成型工艺、设备间的影响关系。
所以,测量塑料熔体的塑化曲线,对于成型工艺的合理选择,正确操作,优化控制,获得优质、高效、低耗的制品以及制造成型工艺装备提供必要的设计参数等,都具有重要的意义。
三、实验所用原料硬质PVC颗粒47g×6 硬脂酸钙(Ca-St)0.5g硬脂酸钡(Ba-St)0.7g 硬脂酸(H-St)0.6g邻苯二甲酸二辛酯(DOP) 1.9g 碳酸钙(CaCO3)7.1g原材料应干燥、不含对设备有损伤的组分,材质和粒度均匀,添加剂粒径小于3mm。
塑料拉伸强度性能实验一、实验目的1、了解热塑性塑料注射成型工艺性能,了解注射成型工艺对塑料制品性能的影响。
2、测定两种塑料的屈服应力σy、拉伸强度σE、断裂延伸率ε断,并绘制拉伸过程应力-应变曲线;比较不同材料的性能。
3、观察结晶性聚合物的拉伸特征。
4、掌握聚合物的静载拉伸实验方法。
二、实验内容和要求(一)实验原理1、应力-应变曲线本实验是在规定的实验温度、湿度及不同的拉伸速度下,于式样上沿纵轴方向施加静态拉伸载荷,以测定塑料的力学性能。
拉伸样条的形状如下图。
拉伸实验是最常见的一种力学实验,由实验测定的应力-应变曲线,可以得出评价材料性能的屈服强度(σ屈),断裂强度(σ断),断裂延伸率(ε断)等表征参数,不同聚合物、不同测定条件,测得的应力应变曲线是不同的。
结晶性聚合物的应力-应变曲线分为三个区域,如下图所示:(1)OA段:曲线的起始部分,近乎是条曲线,试样被均匀拉长,应变很小,而应力增加很快,呈普弹形变,是由于分子的键长、键角以及原子间距离的改变所引起的,其变形是可逆的,应力和应变之间服从虎克定律,即:σ=Eε式中:σ——应力,MPa;ε——应变,%; E——弹性模量,MPa。
A为屈服点,A点对应的应力叫屈服应力(σ屈)或屈服强度(2) BC段:到达屈服点A后,试样突然在某处出现一个或几个“细颈”现象,出现细颈部分的本质是分子在该处发生了取向的结晶,该处强度增大,故拉伸时细颈不会变细拉断,而是向两端扩展,直至整个试样完全变细为止,此阶段应力几乎不变,而变形却增加很多。
(3)CD段:被均匀拉细后的试样,再度变细即分子进一步取向,应力随应变的增加而增大,直至断裂点D,试样被拉断,对应于D点的应力称为强度极限,是工程上最重要指标,即抗拉伸强度或断裂强度σE,其计算公式如下:σ断= P/(b×d)(PMa)式中:P——最大破坏载荷,N; b——试样宽度,mm; d——试样厚度,mm。
断裂点D可能高于或低于屈服点A断裂延伸率ε断是材料在断裂时相对伸长,ε断按下式计算:ε断=(L-Lo)/Lo×100%式中:Lo——试样标线间距离,mm;L——试样断裂时标线间距离,mm。
实验一热塑性塑料熔融指数的测定一、实验目的1、测定高压聚乙烯的熔融指数;2、了解热塑性塑料在熔融状态时的流动黏性及其重要性;3、熟悉测定塑料熔体流动指数的原理及操作。
二、实验原理衡量高聚物流动性难易程度的指标有: 熔融指数、表观黏度、流动长度等多种方法。
这里介绍熔融指数。
熔融指数是指热塑性高聚物在规定的温度、压力条件下, 塑料熔体每10min通过标准口模的质量或体积, 习惯用MFR(MI)或MVR表示。
在塑料成型加工中, 熔融指数是用来衡量熔体流动性的一个重要指标, 其测试仪器通常称为熔体流动速率测试仪(熔融指数仪)。
对一定结构的塑料熔体, 可用MI来比较其相对分子质量的大小, MI越小, 其相对分子质量越高, 反之MI越大, 其相对分子量越小, 说明它的流动性越好, 其加工性能就相应好一些, 但其它性能如断裂强度、硬度、耐老化稳定性等将差一些。
此法测定熔体流动速率简便易行, 对材料的选择和成型工艺条件的确定有其重要的实用价值, 工业生产上得到广泛采用。
三、实验仪器与材料1、试样: ABS粉料或颗粒, 测试前进行干燥处理仪器:塑料熔体流动速率测试仪, 天平, 秒表, 装料漏斗, 锋利刮刀, 玻璃镜, 液体石蜡, 绸布和棉砂, 镊子, 清洗杆和铜丝。
四、实验步骤1、准备。
熟悉仪器结构和操作规程。
接通电源, 选择测试条件, 安装好口模, 在料筒插入料杆。
调节加热控制系统使温度达到要求温度, 恒温至少15min。
加料。
取出料杆将试料加入料筒, 把料杆再插入料筒并压紧试料, 预热4min使炉温回复至要求温度。
2、注意: 取出料杆后置于耐高温物体上, 避免料杆头部与其它坚硬物体碰撞;3、切勿用料杆去压紧物料, 避免损伤;4、在料杆顶托盘上加上砝码, 随即用手轻轻压下, 促使料杆在1min内降至下环形标记距料筒口5-10mm处。
待料杆(不用手)继续降至下环形标记与料筒口相平行时, 切除已流出的样条, 并按规定的切样时间间隔开始切样, 保留连续切取的无气泡样条三个。
福建工程学院高分子材料成型工艺课程实验指导书学生姓名:____________班级:____________学号:____________指导教师:____________材料科学与工程学院2019.2实验一PVC混合配制实验1. 实验目的1.1了解聚氯乙烯塑料的组成,各组分作用原理及配制方法;1.2初步掌握聚氯乙烯塑料的配料、混合与塑炼工艺;1.3 了解高速混合机、双辊开放式炼塑机工作原理及操作技能。
2. 实验原理PVC是应用很广泛的一种通用树脂之一,单纯的PVC树脂是较刚硬的原料,其熔体粘度大,流动性差,虽具有一般非晶态线型聚合物的热力学状态,但T g~T f 范围窄,对热不稳定,在成型加工中会发生严重的降解,放出氯化氢气体、变色和粘附设备。
因此在成型加工之前必须加入热稳定剂、加工改性剂、抗冲改性剂等多种助剂。
PVC成型的生产包括下列工序:①混合按一定配方称量PVC及各种组分,按一定的加料顺序,将各组分加入到高速混合机中进行混合;②双辊塑炼拉片用双辊炼塑机将混合物料熔融混合塑化,得到组成均匀的成型用PVC片材。
硬质PVC,可以制透明的或不透明的两种类型。
硬聚氯乙烯塑料的配制是在PVC树脂中加入适量的稳定剂和少量的增塑剂(或不加增塑剂)及其他添加剂,构成多组分的体系。
软质PVC需要加入25份以上的增塑剂。
混合是利用对物料加热和搅拌作用,使树脂粒子在吸收液体组分时,同时受到反复撕捏、剪切,形成能自由流动的粉状掺混物。
塑炼是使物料在黏流温度以上和较大的剪切作用下来回折叠、辊压,使各组分分散更趋均匀,同时驱出可能含有水分等挥发气体。
PVC混合物经塑炼后,可塑性得到很大改善,配方中各组分的独特性能和它们之间的“协同作用”将会得到更大发挥,这对下一步成型和制品的性能有着极其重要的影响。
因此,塑炼过程中与料温和剪切作用有关的工艺参数、设备物性(如辊温、辊距、辊速、时间)以及操作的熟练程度都是影响塑炼效果的重要因素。
《高分子材料专业实验》实验指导书王炳喜 林起浪 吕秋丰 谢琼琳编福州大学材料科学与工程学院实验教学中心二○○七年三月福州大学材料科学与工程学院实验教学中心目 录实验一偏光显微镜法观察聚合物球晶形态 (1)实验二粘度法测定高分子溶液的相对分子质量 (6)实验三GPC法测聚合物的分子量及分布 (10)实验四傅里叶红外表征有机物结构 (14)实验五聚合物的差热分析 (18)实验六聚合物的蠕变 (22)实验七聚合物流变性能测定 (25)实验八聚合物的电性能测定 (28)《高分子材料专业实验》实验指导书实验一偏光显微镜法观察聚合物球晶形态一.实验目的1.了解偏光显微镜的基本结构和原理。
2.掌握偏光显微镜的使用方法和目镜分度尺的标定方法。
3.学习用熔融法制备聚合物球晶,观察聚合物的结晶形态,并测量聚合物的球晶半径。
二. 实验原理众所周知,随着结晶条件的不同,聚合物的结晶可以具有不同的形态,如单晶、球晶、纤维晶及伸直链晶体等,当结晶性的高聚物从熔体冷却结晶时,在不存在应力或流动的情况下,聚合物倾向于生成球状多晶聚集体,通常呈球形,故称为球晶。
球晶是高聚物结晶的一种最常见的特征形式。
球晶可以长的很大,直径甚至可达厘米数量级。
对于几微米以上的球晶,用普通的偏光显微镜可以进行观察;对于小于几微米的球晶,则用电子显微镜或小角放光散射法进行研究。
结晶聚合物材料的使用性能,如光学透明性、抗冲击强度等与材料内部的结晶形态,晶粒大小及完善程度有着密切的联系。
因此,对于聚合物结晶形态的研究具有重要的理论和实际意义。
球晶的基本结构单元是具有折叠链结构的晶片,厚度在10nm左右。
许多这样的晶片从一个中心(晶核)向四面八方生长,发展成为一个球状聚集体。
电子衍射实验证明了球晶分子链总是垂直于球晶半径方向排列的。
球晶的生长过程如图1所示。
球晶的生长以晶核为中心,从初级晶核生长的片晶,在结晶缺陷点发生分叉,形成新的片晶,它们在生长时发生弯曲和扭转,并进一步分叉形成新的片晶,如此反复,最终形成以晶核为中心,三维向外发散的球形晶体。
高分子成型工艺及设备实验指导书湖南工业大学包装与材料工程学院高分子材料与工程系李祥刚编制实验一物料混合一、实验目的1.掌握物料混合的方法;2.认识配方中各组分的作用;3.学会使用高速混合机。
二、实验原理混合过程是使多相不均态的各组分转变为多相均态的混合料,常用的混合设备有Z 型捏合机和高速混合机:高速混合器是密闭的高强力、非熔融的立式混合设备,由圆筒型混合室和设在混合室底部的高速转动的叶轮组成,在固定的圆筒型容器内,由于搅拌叶的高速旋转而促使物料混合均匀,除了使物料混合均匀外,还有可能使塑料预塑化。
在圆筒型混合室内,设有挡板,由于挡板的作用使物料呈流化状,有利于物料的分散均匀,在混合时,物料沿容器壁急剧散开,造成旋涡状运动,由于粒子的相互碰撞和摩擦,导致物料温度上升,水分逃逸,增塑剂被吸收,物料与各组分助剂分散均匀。
为提高生产效率,混合过程一般需要加热,并按需要顺序加料。
三、实验原料及仪器设备高速混合机SHR-10 型最大容积10L,功率:3.3/4KW,转速720~1440 r/min。
四、实验步骤1.配料按照性能要求设计的配方称量树脂及各种助剂,要求配料总量3000g 左右。
2.混合(1)准备将混合器清扫干净后关闭釜盖和出料阀,在出料口上接上接料用接料袋。
(2)调速开机空转,在转动时将转速调至700r/min。
(3)加料及混合将已称量好的树脂及辅料倒入混合器中,盖上釜盖,将时间继电器调到5min,按启动按钮。
(4)出料到达所要求的混合时间后,马达停止转动,打开出料阀,点动按钮出料。
(5)清理待大部分物料已排出后,静止5min,打开釜盖,将混合器内的余料全部扫入袋内待用。
五、实验记录五、注意事项1.配料时称量必须准确;2.高速混合器必须在转动情况下调整。
六、思考题1. 物料混合的机理是什么?2. 聚合物成型加工用物料的主体是什么?有何作用?3. 粉料粒度大小对混合有何影响?实验二填充聚合物的制备一、实验目的1.了解填充改性聚丙烯的挤出造粒原理,挤出机的工作特性,以及挤出成型工艺对粒子制品质量的影响.2.掌握挤出造粒的操作过程.二、实验原理将聚丙烯(PP)以及各种无机填料(CaCO3 或CaSO4)按照一定比例加入到双螺杆挤出机中,经过加热,剪切,混合以及排气作用,PP 以及填料塑化成均匀熔体,在两个螺杆的挤压下熔体通过口模,水槽冷却定型,鼓风机冷却排水,切粒机切割造粒,最终成为聚丙烯填充改性料。