第三章 成型用物料及其配制 塑料成型工艺学

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1、第三章成型用物料及其配制内容简介：塑料用树脂、助剂的基本性能，不同状态原料的配制方法。本章重点：3.1粉料的配制3.2粒料的配制学习目标：1、熟悉原料的性能2、掌握物料配制方法，熟悉配制中常用的操作。3掌握混合原理3.1概述为了成型工艺过程的需要，将合成树脂与添加剂配制成粉料、粒料、溶液和塑料糊等，配制过程中要通过混合使其形成均匀的复合物。本章将对物料各组分的作用，配制方法及配制过程中所用主要设备进行介绍。生产中用作成型的物料有粉料、粒料、溶液和塑料糊等几种，无论是哪一种物料，一般都不是单一的合成树脂，都加有不等量的各种添加剂，其目的是为改善成型工艺性能，提高制品质量，降低成本。通常

2、热固性塑料的配制多在合成树脂生产过程中进行，因此，本章主要讨论热塑性塑料的配制。工业上用作成型的塑料根据成型工艺的不同和成型设备的不同有粉料、粒料、分散体（溶胶塑料、糊塑料）和溶液等四种:•粉料：主要用于双螺杆挤出机的挤出成型，压延成型，滚塑。•粒料：主要用于单螺杆挤出机的挤出成型，注射成型。•分散体：主要用于涂覆成型，搪塑。•溶液：主要用于流涎成型，浇铸成型。塑料制品生产厂所需要的大多数塑料品种，均由树脂生产，直接提供粉料或粒料。对PVC塑料按产品性能要求常需进行配方设计和制备粉料或粒料。粉料和粒料的制备过程是将聚合物和各种助剂通过混台设备进行初混合后而制成粉料，再经塑炼机进行塑炼

3、。最后通过造粒机而制成粒料。3.2粉料及粒料在塑料成型加工中，压延和挤出都可采用粉料。一般配制粉料是把各组分混合分散均匀，因此这种粉料也称作干混料。3.2.1粉料和粒料的组成不管是粉料还是粒料，都是聚合物和助剂两类物质组成的。其中聚合物是主要成分，助剂则是为使复合物或其制品具有某种特性而加入的一些物质。常用的塑料助剂种类很多，主要有增塑剂、稳定剂、加工助剂、冲击改性剂、填充剂、增强剂、着色剂、润滑剂、防静电剂、阻燃剂、防霉剂等20多类。加至塑料中的助剂是随制品的不同要求而定的，并不是各类都需要，加入的各类助剂必须以相互发挥为要则，切忌彼此抑制。1、聚合物(树脂)聚合物的作用和要求：聚

4、合物既是塑料的主要成分，所以它决定了制品的基本性能。在塑料制品中，聚合物应成为均一的连续相，其作用在于将各种助剂粘结成一个整体，从而具有一定的物理力学性能。由聚合物与助剂配制成复合物需要有良好的成型工艺性能，例如，在成型过程中，一般应在一定的温度、压力下具有可塑性(连续流动的行为)。从配料的角度来考虑，对聚合物的选择要求主要是相对分子质量大小及其分布、颗粒大小、结构和它们与增塑剂、溶剂等相互作用的难易等。凡相对分子质量偏高，颗粒结构紧密，以及与增塑剂和溶剂作用较难的，则配制时即需较高的温度、较强的外作用力和较长的作用时间。1、聚合物(树脂)常用的聚合物树脂有：PE聚乙烯PVC聚氯乙烯

5、PP聚丙烯PS聚苯乙烯ABS丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物、PA聚酰胺PC聚碳酸脂PMMA聚甲基丙烯酯甲酯POM聚甲醛PPO聚苯醚PPS聚苯硫醚PUR聚氨酯PSU聚砜PF酚醛树脂PTFE聚四氟乙烯等2、增塑剂增塑剂的作用：为降低塑料的软化温度范围和提高其加工性，柔韧性或延展性，加入的低挥发性或挥发性可忽略的物质称为增塑剂，而这种作用则称为增塑作用。增塑剂通常是一类对热和化学试剂都很稳定的有机物，大多是挥发性低的液体，少数则是熔点较低的固体，而且至少在一定范围内能与聚合物相容(混合后不会离析)。经过增塑的聚合物，其软化点(或流动温度)、玻璃化温度、脆性、硬度、拉伸强度、弹性模量等均将下降

6、，而耐寒性、柔顺性、断裂伸长率等则会提高。目前工业上大量应用增塑剂的聚合物只有聚氯乙烯、醋酸纤维、硝酸纤维等少数几种。其中主要是聚氯乙烯，所耗增塑剂占其总产量的80％以上。因此，以下将着重讨论聚氯乙烯的增塑剂。但所述的原理部分对其它塑料也同样适用。2、增塑剂增塑剂的性能要求：与聚合物有良好的相容性；增塑效率高、增塑速度快；耐久性好（挥发度低、迁移性小、耐抽出性高）；环境稳定性高（耐光、耐热、耐霉菌、耐核心药品和阻燃性好）；卫生性好（无色、无臭、无毒）；电绝缘性好；黏度稳定性好；价廉等。要求一种增塑剂同时兼具这些性能是困难的，但其中相容性好和挥发度低是最基本的要求，在使用时，应在满足这

7、两项要求后再按具体情况作适当选择，在多数情况下，常将几种增塑剂混用来达到要求。2增塑剂增塑剂的分类：（1）化学组成：邻苯二甲酸酯类、己二酸酯类、壬二酸酯类、葵二酸酯类、柠檬酸酯类、硬脂酸酯类、油酸酯类等。（2）与聚合物的相容性：主增塑剂（重量比1:1）、辅助增塑剂（重量比1:3）、增量剂（重量比1:20）。（3）结构：单体型（分子量200-500、黏度0.03Pa.s）和聚合型（分子量＞1000、20-100Pa.s）（4）应用性能：耐热、耐寒、耐光、耐侯