实验讲义彩色填充聚合物材料的设计和制备.docVIP

彩色填充聚合物 设计型8学时 化学与环境工程 杨 晓 鸿 目录 1．前言 1.1目的意义 1.2简介 2.实验部分 2.12.2原料及实验仪器2.3 实验方案思考题 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前言填充聚合物填充聚合物聚合物聚合物填充填充聚合物填充聚合物聚合物填充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；颗粒填充聚合物 (包括聚合物纳米复合材料 )熔体模量、频率依赖性屈服行为等流变行为。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。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。双螺杆挤出机喂料特性好，适用于粉料加工，且比单螺杆挤出机有更好的混炼、排气、反应和自洁功能，特点是加工热稳定性差的塑料和共混料时更显示出其优越性。近些年来国外双螺杆挤出机已经有很大的发展，各种形式的双螺杆挤出机已系列化和商品化挤出机应用范围广泛，可适用于多种物料的加工玻纤增强、阻燃料造粒（如：PA6、PA66、PET、PBT、PP PC增强阻燃等）、高填充料造粒（如： PE、 PP填充 75%CaCO）、热敏性物料造粒（如：PVC、XLPE电缆料）、浓色母粒（如：填充50％色粉）、防静电母粒、合金、着色、低填充共混造粒、电缆料造粒（如：护套料、绝缘料）、XLPE管材料造粒（如：用于热水交联的母粒）、热固性塑料混炼挤出（如：酚醛树脂、环氧树脂、粉末涂料）、热熔胶、PU反应挤出造粒（如：EVA热熔胶、聚氨脂）、K树脂、SBS脱挥造粒 图1 挤出机的2.实验部分 2.1填充聚合物填充聚合物 2.2原料及实验仪器（PP）（CaCO3）（CaSO4）硬脂酸硬脂酸丁酯油酰胺（SJSZ-实验室微型双螺杆挤出机武汉瑞鸣塑料机械有限公司电子天平搅拌机 图2 SJSZ-07实验室微型双螺杆挤出机2.3 实验方案（PP）（CaCO3或CaSO4）PP以及填料、颜料、助剂塑化成均匀熔体，在两个螺杆的挤压下熔体通过口模，自然风冷，最终成为聚丙烯填充改性料细丝。主要流程如下： 树脂、助剂、填料、颜料 预混合 螺杆挤出 丝料或造粒 挤出机螺杆和料筒结构直接影响塑料原料的塑化效果，熔体质量和生产效率。双螺杆挤出机和单螺杆相比，其塑化能力，混合作用，和生产效率相对较高。主要用于高速挤出，高效塑化，大量挤出造粒、造丝。 挤出工艺控制参数包括挤出温度（料筒各段，机头，口模），挤出速率，口模压力，冷却速率，牵引速率等。对于双螺杆挤出机而言，物料熔融所需要的热量主要来自于料筒外部加热，挤出温度应在塑料的熔点（Tm）（Tf）Td低15℃以上。各段温度设置变化不超过60℃。挤出温度高，熔体塑化质量较高，材料微观结构均匀，制品外观较好，但挤出产率低，能源消耗大，所以挤出温度在满足制品要求的情况下应该尽可能的低。挤出速率同时对塑化质量和挤出产率起决定性的作用，对给定的设备和制品性能来说，挤出速率可调的范围则已定，过高的增加挤出速率，追求高产率，只会以牺牲制品的质量为代价。挤出过程中，需冷却的部位包括料斗，螺杆。料斗的下方应通冷却水，防止PP过早的熔化粘结搭桥。另外牵引速率与挤出速率相应匹配，以达到所造的塑料粒、丝均匀为准。 实验操作步骤及说明： 以下所述为普通挤出机操作主要流程，学生在使用前必须严格阅读实验使用的具体的挤出机使用手册，按手册要求操作。 （1）（）30-60min。温度控制分为7段。 表一 聚丙烯原料挤出机主要参数设定值表 温度（℃）MPa 溶体温度，℃ 设定值 175 175 （2） （3） （4）PP到入料斗，启动喂料电动机，清洗螺杆，待挤出的熔体颜色变为PP的本色即可视为清洗完毕。接着将混合好的料倒入喂料斗，调整其转速，在调整的过程中密切注意电动机的电流的变化，要适当控制喂料量，以避免挤出机的负荷太大。 （5）将挤出的线状熔体自然冷却。 （6）更换不同配方重复以上实验。 其他参数：合模时间：12秒，注射时间5秒 表压：表1：≥0.5～10Mpa; 表