PP與HDPE混合管材的設(shè)計講解

1、學(xué)院名稱: 專業(yè)名稱: 學(xué)號:學(xué)生姓名:塑料制品設(shè)計與制造論文題目： PP與HDPE昆合管材的設(shè)計化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院高分子材料與工程1213040133陸桂玉指導(dǎo)教師姓名（職稱）： 劉鈺馨（副教授）目錄【摘要】 1【關(guān)鍵詞】 1Abstract 1Key Words 11. 前言 12. 實驗部分 22.1實驗原理 22.2實驗原料 32.3實驗設(shè)備 32.4實驗配方 32.4.1配方設(shè)計思路 32.4.2 配方 42.5相關(guān)設(shè)備的工藝參數(shù) 42.6實驗步驟 42.7實驗工藝流程 42.8注意事項 53. 結(jié)果與討論 54結(jié)論 75.參考文獻 7PP與 HDPE昆合管材的設(shè)計高分子材料與工程陸

2、桂玉【摘要】pp管材抗腐蝕性好、使用壽命長、加工方便以及良好的衛(wèi)生性、環(huán)境友好性等優(yōu)點而受到市場的青睞。PE管材具有密度低、強度與質(zhì)量比高、脆化溫度低、韌性好、耐腐蝕、絕緣性能好、 易著色、易于施工和安裝等特點，廣泛應(yīng)用于市政和建筑給排水、燃氣、供熱采暖、電線電纜穿線、 農(nóng)用節(jié)水灌溉和工業(yè)排污。成本比較低，工作壽命長、維護費用低。本文通過添加各種加工助劑， 主要包括填料(碳酸鈣)等，固定PP/HDPE=70/30不變，改變碳酸鈣的用量，通過擠出、注塑等工藝制成試樣，比較不同配方的試樣的拉伸性能和沖擊強度，從而得到較優(yōu)的PP與HDPE昆合管材的配方組成?！娟P(guān)鍵詞】助劑不變擠出注塑性能The de

3、sign of PP and HDPE mixed tubePolymer materials and engin eeri ng,LuGu iYuAbstract: PP pipe corrosi on resista nee is good, the use of long service life, convenient process ing and good health, environmen tal frien dly adva ntages by the market of all ages. PE pipe has the adva ntages of low den sit

4、y, high stre ngth and mass ratio, low brittle temperature, good tough ness, corrosi on resista nee, good in sulati on properties, easy colori ng, easy con struct ion and in stallati on and other characteristics, widely used in muni cipal and build ing to the dra in age, gas, heat ing, wire and cable

5、 threadi ng, agricultural water-sav ing irrigati on and in dustrial sewage. Lower cost, l ong service life and low maintenance cost. This article by add ing a variety of process ing aids, mai nly in cludi ng filler (calcium carb on ate), con sta nt fixed PP/HDPE=70/30, cha nge the amount of calcium

6、carb on ate, by extrusi on, inject ion mold ing, such as process, the specime ns were prepared. The ten sile properties and impact stre ngth of comparis on of differe nt formulations of the specimen, and obtained better PP and HDPE mixed tubing formulation composition.Key Words: Auxiliary Unchanged

7、Squeeze produce plastic articles by injection moulding performa nee1. 刖言現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，管材除大量用于氣體和液體管道工程外，在航空航天、機械、化工、輕工、交通運輸?shù)裙I(yè)部門也被廣泛使用。特別是進入20世紀90年代，由于燃料和原材料成本的原因及環(huán)保法規(guī)對廢氣排放的嚴格限制。塑料管材與金屬、水泥等傳統(tǒng) 材料管材相比，具有重量輕、易著色、不需涂炭、耐腐蝕、不生銹、導(dǎo)熱系數(shù)低、絕緣 性能好、不生苔、內(nèi)壁不結(jié)垢、流動阻力小、施工安裝和維修方便、生產(chǎn)、安裝、維護 能耗低等優(yōu)點。因此，工業(yè)發(fā)達國家早于30年代就已有實用，目前更廣泛應(yīng)用于

8、住宅建設(shè)、市政工程、農(nóng)業(yè)和工礦企業(yè)等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。在國外，塑料管材正不斷代替金屬或其他傳統(tǒng)材料的管材，獲得迅速發(fā)展。1980-1990年的10年中，塑料管的應(yīng)用量每年以 8%1 勺速度增長，是其他各類材料管材 中最大品種。美國1985年塑料管的比例已占所有管材市場的 42%用于塑料管材的材料 有聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC、聚丙烯（PF） 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚丁 烯（PB）、各種玻璃鋼和尼龍等。我國50年代后期就有PVC軟管生產(chǎn)，從60年代初開始研制和生產(chǎn)PVC-Ut材，1965 年，頒布了硬質(zhì)聚氯乙烯管材的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，使生產(chǎn)PVC-Ut有章可循，促進了其發(fā)展。60年代末

9、70年代初，也有了 PE和 PP管的生產(chǎn)。近年，中國也已有 ABS管的生產(chǎn)，但 產(chǎn)量不大。80年代前，中國管材的發(fā)展十分緩慢。進入 80年代后，尤其是90年代后， 各種塑料管材的發(fā)展有所加快。PP管材以其密度小，抗腐蝕性好、使用壽命長、加工方便以及良好的衛(wèi)生性、環(huán)境 友好性等優(yōu)點而受到市場的青睞。PE管材具有密度低、強度與質(zhì)量比高、脆化溫度低、 韌性好、耐腐蝕、絕緣性能好、易著色、易于施工和安裝等特點，廣泛應(yīng)用于市政和建 筑給排水、燃氣、供熱采暖、電線電纜穿線、農(nóng)用節(jié)水灌溉和工業(yè)排污、礦山礦物輸送 等領(lǐng)域。成本比較低，工作壽命長、維護費用低。所以，PP與PE混合管材的設(shè)計已日益受到重視，成為一

10、種必然。為了得到性能優(yōu)良的PP與 HDPE混合管材，本文添加各種加工助劑，主要包括填料（碳酸鈣、滑石粉）、阻燃劑（氫氧化鎂、氫氧化鋁）等，固定PP/HDPE=70/30不變，改變碳酸鈣的用量，通過擠出、注塑等工藝制成試樣，比較不同配方的試樣的拉伸性能 和沖擊強度，從而得到較優(yōu)的 PP與HDPE昆合管材的配方組成。2. 實驗部分2.1實驗原理PP與HDPE以及碳酸鈣在高速混合機混合均勻后，在擠出機內(nèi)高溫作用下熔融，經(jīng)過模具擠出管狀物。管狀物經(jīng)過切粒機切粒，切粒后在70C的真空干燥箱中干燥 4h,最后通過注塑機注塑成型。再將制成的試樣進行測試。2.2實驗原料樹脂：PP、HDPE助劑：填料（碳酸鈣）

11、等2.3實驗設(shè)備表2-1主要實驗設(shè)備設(shè)備名稱型號廠家電子天平LT3001A常熟市天量儀器有限責(zé)任公司高速混合機HTF90W1寧波海天塑機集團有限公司雙螺桿擠出機SHJ-20南京杰亞擠出裝備有限公司冷切粒機LQ-25泰州市恒鑫機械制造有限公司電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱GZX-GF101-2-BS上海躍進醫(yī)療器械有限公司塑料注射成型機HTF90W1寧波海天塑機集團有限公司游標(biāo)卡尺SHRN0-200mm桂林量具刀具有限責(zé)任公司萬能試驗機XWW-20承德市金建檢測儀器有限公司缺口制樣機XQZ-I承德市金建檢測儀器有限公司電子懸臂梁沖擊實驗機XJUD-5.5承德市金建檢測儀器有限公司2.4實驗配方2.4.1配方

12、設(shè)計思路固定PP/HDPE=70/30不變，比較不同碳酸鈣的用量的性能（拉伸、沖擊），以尋找 幾個配方中中最適合制作 PP與 HDPEg和管材的配方。242配方每個配方總質(zhì)量為400g具體每種原料重量按照以下配方進行稱量。配方一：PP-280g HDPE-120g CaCQ-Og配方二：PP-252g HDPE-108g CaCQ-40g配方三：PP-224g HDPE-96g CaCOa-80g配方四：PP-196g HDPE-84g CaCOa-120g2.5相關(guān)設(shè)備的工藝參數(shù)雙螺桿擠出機：溫度：機頭（C）六區(qū)（C）五區(qū)（C）四區(qū)（C）三區(qū)（C）二區(qū)（C）一區(qū)（C）210220225230

13、220200290擠出機主機頻率：=10Hz擠出機喂料頻率:apw度強裂斷20 J0 IIIIII20406080100120CaCO3 (g)圖3-3屈服強度與CaCO的關(guān)系 圖3-4斷裂強度與CaCO的關(guān)系沖擊強度24-22200204060801UU120CaC03 (g)圖3-5沖擊強度與CaCd勺關(guān)系由各圖可知彈性模量不隨 CaCO改變，拉伸強度和屈服強度隨 CaCO勺增加而減低， 斷裂強度和沖擊強度隨CaCO的增加而增加。碳酸鈣可增加塑料產(chǎn)品體積，降低成本,提 高硬度和剛度，減小塑料制品的收縮率，提高尺寸穩(wěn)定性；改進塑料的加工性能、提高其 耐熱性、改進塑料的散光性、抗擦傷性、平滑度

14、；同時對缺口抗沖擊強度的增韌效果及 混煉過程中的粘流性等方面都具有明顯的效果。填充碳酸鈣后，由于碳酸鈣的硬度大，會提高塑料制品的硬度和剛度，力學(xué)性能增強。制品的抗拉強度和抗彎強度得到改進，并使 塑料制品的彈性模量顯著提高，與玻璃鋼相比它的抗拉強度、抗彎強度和抗彎模量與玻 璃鋼大致相同，唯一不如玻璃鋼的是它的缺口沖擊強度較低，但這一缺點可通過添加少 量短玻璃纖維而被克服。對于管材，填充碳酸鈣可提高它的幾項指標(biāo)，如鋼球壓痕強度、 缺口抗沖擊強度、粘流性、耐熱性等；但同時會降低它的幾項韌性指標(biāo)，如斷裂延伸率、 快速開裂、懸臂梁沖擊強度等。4. 結(jié)論試驗結(jié)果表明，通過比較四個配方試樣的性能，發(fā)現(xiàn)CaCO的用量為40g時，各方面的性能相對其他的配方較好。是四個配方中最適合用來制作管材的。由于實驗條件的 限制，只做了一部分的研究，所以還是存在其他方面的可能性。如滑石具有潤滑性、抗 黏、助流、耐火性、抗酸性、絕緣性、熔點高、化學(xué)性不活潑、遮蓋力良好、柔軟、光 澤好、吸附力強等優(yōu)良的物理、化學(xué)特性，由于滑石的結(jié)晶構(gòu)造是呈層狀的，所以具有 易分裂成鱗片的趨向和特殊的滑潤性，如果Fe2Q的含量很高則會