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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1、材料科学与冶金工程学院《高分子材料成型加工及力学性能检测》实验指导书编写：鲁圣军罗筑适用专业：高分子材料与工程贵州大学二OO七年十二月1—刖吞《聚合物加工原理及成型工艺》介绍了了解高分子材料成型加工的基木原理、生产制造方法和工艺过程,《高分子材料研究方法》止学住掌握光谱、波谱、电镜、X■光衍射、流变仪以及差热分析等原理,会从基木理论出发去解决物质的结构、性能问题。针对两门课程设置了《高分子材料成型加工及力学性能检测》课程，让学生理论联系实际，学习高分了材料成型加工的基本原理及方法，了解高分了材料力学性能检测的基木原理及方法。木实验课程适用于高分子材料与工程专业

2、木科生。目录实验一：酚醛塑料的模压成型3实验二：热塑性塑料挤出造粒7实验三：热塑性塑料注射成型11实验四：塑料冲击强度测定16实验五：塑料拉伸强度测定23附录1：验报告基本内容要求31附录2：实验报告格式32实验(_)酚醛塑料的模压成型U!实验学时：4实验类型：验证实验要求：必修一、实验目的了解热固性塑料加工成型的基本原理并掌握酚醛压塑粉的配合工艺及酚醛塑料和模压成型方法。二、实验内容实际操作酚醛压犁粉的配合工艺及酚醛塑•料和模压成型方法，掌握热固性犁料加工成型的基本原理，掌握酚醛压塑粉的配合工艺，掌握酚醛塑料和模压成型方法。三、实验原理、方法和手段热固性塑料

3、是由热固性树脂为主要原料，加上各种配合剂所组成的对塑性物料。常见的冇酚醛、腺醛、蜜胺、环氧和不饱和聚酯等儿大类。这些树脂的共同特点都是含冇活性官能团的聚合物，在加工成型过程小能够继续发住化学反应，最终固化为制品。热固性塑料也可以通过多种的成型方法和工艺，加工成空为各式各样的塑料制品。不同类型的热固性塑料的成型工艺冇所不同，其中以酚醛塑料的压制成型授为重要。压制成型又分为模压和层压，模压又叫压缩模槊“木节仅就酚醛压槊•粉模压实验为例，讨论热固性塑料的加工成型。酚醛树脂是酚类化合物和甲醛缩聚反应的聚合物，其聚合方法又分为酸法和碱法，碱法树脂多为层压用料，酸法多为模

4、压料。纯粹的酚醛树脂通常是不肓接加工和应用的，人多数情况F,酚醛树脂都是与填料和其他配合剂通过一定的加工程序而成为热固性物料。川得最多的是酚醛压塑粉，其加工方法主要是压制，其次是注塑和挤出等成型。酚醛塑料制品有良好的物理力学性能和电性能。其制品种类繁多，应用广泛，特别是电工、电器和电了工业等部门。酚醛压駛粉是多组分駛料，一般由酸法酚醛树脂、固化剂、添加剂等组成。酸法酚醛树脂是线形分子低聚物，分子量通常是儿百到儿千。它是塑料的主体，六次甲基四胺是树脂的固化剂，它是碱性的，在受热或潮湿条件F分解出甲醛和氨气。(CH2)6N4+4OH2厶6CH2O+4NH3酸法酚醛

5、树脂与甲醛在碱性条件下，将进一步的缩合并口交联。0H木粉是一种有机填料，实质是纤维素高分子化合物，使它分散于酚醛树脂的网状结构中，冇增容，增韧及降低成木的作用。此外，纤维索中的嶷慕也可能参与树脂的交联，冇利于改善制品的力学性能。石灰和氧化镁都是碱性物质，対树脂的固化起到促进作用，也可以中和酚醛树脂中可能残存的酸，使交联固化完善，有利于提高制品的耐热性和机械强度。硬脂酸盐类作为润滑剂，不但能增加物料混合和成型时的流动性，也有利于成型时的脱模。酚醛树脂色深，其制品多为黑色或棕色，常用苯胺黑作着色剂。酚醛压塑粉是酚醛树脂和上述各种配合剂通过一定的加工程序而制成的。首

6、先是树脂粉碎后和配合剂的捏合混合，然后再在130C左右的温度F进行規压塑炼，再经冷却、磨碎而成。压劇粉屮的树脂已从原来的甲阶段到达乙阶段，具有适宜的流动性，也有一定的细度、均匀度及挥发物的含量。可以满足制品成型及使用的要求。酚醛压塑粉的模压成型是一个物理•化学变化过程，压塑粉中的树脂在一定的温度和压力下，熔融、流动、充模而成型。树脂上的活性官能团发生了反应，分了间继续缩聚以致交联起來；在经过适宜的时间后，树脂从乙阶段推进到丙阶段，即从较难熔难溶的状态逐步发展到不熔不溶的三维网状结构，最终固化完全，保证了制站的性能。模压成型工艺参数是温度、压力和时间。温度决定着

7、压塑粉在模具中的流动状况和固化的速度。高温有利于缩短模压成型的周期，而目.又能提高制品的表面粗糙度等物理力学性能。但若过高的温度，树脂会因硬化太快而充模不完整，制晶中的水分和挥发物來不及排除.存在于制品山使制品性能不良。反Z,若温度过低，物料流程矩，流量小，交联固化不完善，生产周期延长，也是不宜的。通用型酚醛压報粉的模压成型温度，一般控制在145〜185°C为宜。不同种类和不同的制品的模压温度须通过实验方法来确定。模压压力是指完全闭模到脱模前这段吋间的维持压力。压力的高低主要取决压塑粉的性能，模压温度高低与压制品的结构和压塑粉是否经过预热预压等都有关，过高过低

8、都不宜。酚醛压塑粉模压成型压强通常是1