[精品]聚丙烯填充复合材料挤出造粒实验.doc

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1、实验B聚丙烯填充复合材料挤出造粒实验一、实验目的1.了解挤出成型的原理，理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.学会分析和处理挤出成型过程中出现的问题。二、实验原理挤出成型是最重要的高分子材料成型方法之一，在塑料工业屮占有重要的地位，挤出成型塑料制晶产量占所有塑料制品总产量的一半以上。利用挤出成型方法，配合特定的成型附件，如口模等，可以生产管材、棒材、板材、男型材、丝、薄膜、线缆包覆物等多种塑料制殆。也可用于塑料的混合、着色、掺合等。由于双螺杆挤出机具有强制送料、螺杆长径比大等特点，常用

2、于复合材料的塑炼混合，而单螺杆挤出机主要用于制殆生产及PVC类材料的复合。三、塑料造粒合成出來的树脂大多数呈粉末状，粒径小造成成型加工不方便，而且合成树脂屮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”。树脂屮加入功能性助剂还可以制备各种功能性母粒。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，制品性能好；(3)挥发物及空气含量较少，制詁不容易产生气泡；⑷使用功能性母粒比直接添加功能性助剂更容易分散。燃料造粒可以使用辐压法混炼，燃炼出片后切粒，

3、也可以使用挤出法混炼，塑炼挤出料条后进行切粒。本实验采用挤出冷却后造粒的工艺。热塑性塑料的挤出成型是主要的成型方法乙一，塑料的挤出成型就是塑料在挤出机屮，在一定的温度和一定压力下熔融塑化，并连续通过有固定截面积的模型，得到具有特定断而形状连续型材的加工方法。不论挤出造粒还是挤出制品，都分为两个阶段，第一阶段，固体状树脂原料在机筒屮，借助料筒外部的加热和螺杆转动的剪切挤压作用而熔融，同时熔体在床力的推动下被连续挤出口模；第二阶段是被挤出的塑料失去塑性变为固体制詁，可为条状、片状、棒状、筒状等。因此，应用挤出的方法既可以造粒也能够生产型材或异型材。各种挤

4、出制站的生产工艺大体相同，一般包括原材料的准备、预热、干燥、挤出成型、挤出物的定型与冷却、制品的牵引与卷取（或切割），有些制品成型后还需要经过后处理，基本流程工艺见图B-k，图B・1挤出工艺流程图挤出工艺控制参数包括挤出温度（料筒、机头）、挤出速率、口模圧力、冷却速率、牵引速率、拉伸比等。对于单螺杆挤出机而言，物料熔融所需的热量主要来自料筒外部加热，挤出温度应在塑料粘流温度（Tin.Tr）至热分解温度范围之间,温度设置一般从加料口至机头呈逐渐升高，最高温度较塑料热分解温度Td低15°C以上。各段温度设置变化范围不超过6（）°C。挤出温度高，熔体塑化质

5、量较高，材料微观结构均匀，制品外观质量较好，但是挤出产率较低，能源消耗量大，所以挤出温度在满足制甜质暈要求的前提下应尽可能低。挤出速率同吋对塑化质量和挤出产率起决定作用，对给定的设备和制晶性能来说，挤出速率可调的范围则已定，过高的增加挤出速率，常会因物料在挤出机小停留时间过短造成塑化不良导致制甜质量下降。五、实验原料及设备1・原料聚乙烯，聚内烯，聚氯乙烯，加工助剂及功能性助剂。SJ・3O单螺杆挤岀机，切粒机等。挤出机的结构组成见图B・2、B-3o挤出机的技术参数如下：螺杆直径D：33mm,长径比L/D：25,螺杆转速：ll-100r/min,产量：0

6、.7-6.3kg/h,电机功率：3kW,加热功率：3.3kW。挤出机各部分结构的作用如下：（1）传动装置。由电动机、减速机构和轴承组成。具有保证挤出过程屮螺杆转速恒定、制品质量的稳定以及保证能够变速作用。（2）加料装置。无论是粒状、粉状和片状，加料装置都采用加料斗。加料斗内应有切断料流、标定料量和卸载余料等装置。图B・2挤岀机结构示意图li机廳；2—电动机$3—传动SSSi4-料斗)5亠料斗冷却区：6—料简；7—料筒加热器$8—热电偶控温点;9一釀杆・10-过龍网及多孔板」1-枇头如热罰12—机知拐怖出物传动马达底座冷却系统料筒和螺杆料筒加热器止推轴

7、承齿轮箱图B・3挤出机结构示总图(3)料筒。料筒是挤出机的主要部件之一，塑料的混合、須化和加丿衣过程都在其屮进行。挤圧时料筒内的斥力可以达到55Mpa,工作温度一般为18O-25O°C，因此料筒是受床和受热的容器，通常由耐高强度、坚韧耐磨和耐腐蚀的合金钢制成，料筒设有分区加热和冷却的装置，而且各自附有热电偶和自动仪表等。(4)螺杆。螺杆是挤出机的关键部件。一般的螺杆结构如图4・3所示。图B・4螺杆结构示意图H1■送料段螺槽深度；HZ计量段螺槽深度；D■螺杆直径；Q■螺旋角；L■螺杆长度;e■螺棱宽度；S■螺距通过螺杆的转动，料筒内的議料才能发牛移动，

8、得到增压和部分热量（摩擦热）。螺杆的儿何参数，诸如直径、长径比、各段长度比例以及螺槽深度等，对螺杆的工作特性