高分子成型加工實驗

高分子成型加工實驗第1頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四2.

實驗原理

物料被加到混煉室中，受到兩個轉(zhuǎn)子所施加的作用力，使物料在轉(zhuǎn)子與室壁間進(jìn)行混煉剪切，物料對轉(zhuǎn)子凸棱施加反作用力，這個力由測力傳感器測量，在經(jīng)過機(jī)械分級的杠桿和臂轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩值的單位牛頓.米（N.m）讀數(shù)。其轉(zhuǎn)矩值的大小反應(yīng)了物料黏度的大小。通過熱電偶對轉(zhuǎn)子溫度的控制，可以得到不同溫度下物料的黏度。第2頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四3.

實驗原材料和儀器設(shè)備

原材料

聚氯乙烯（PVC）45份鄰苯二甲酸二辛酯（DOP）2份三鹽基硫酸鉛2份硬酯酸鋇(BaSt)

0.7份硬酯酸鈣(CaSt)0.5份石蠟0.2份儀器設(shè)備第3頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四4.

實驗步驟

稱量為便于對試樣的測試結(jié)果進(jìn)行比較，每次應(yīng)稱取相同質(zhì)量的試樣。合上總電源開關(guān)，打開扭矩流變儀上的開關(guān)(這時手動面板上

STOP和PROGRAM的指示燈變亮)，開啟計算機(jī)；

10min后按下手動面板上的START，這時START上的指示燈變亮；雙擊計算機(jī)桌面的轉(zhuǎn)矩流變儀應(yīng)用軟件圖標(biāo)，然后按照一系列的操作步驟（由實驗教師對照計算機(jī)向?qū)W生講解完成），通過這些操作，完成實驗所需溫度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及時間的設(shè)定；第4頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四當(dāng)達(dá)到實驗所設(shè)定的溫度并穩(wěn)定10min后，開始進(jìn)行實驗。先對轉(zhuǎn)矩進(jìn)行校正，并觀察轉(zhuǎn)子是否旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)不能進(jìn)行下面的實驗，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)正常時，才可進(jìn)行下一步實驗；點擊開始實驗快捷鍵，將原料加入密煉機(jī)中，并將壓桿放下用雙手將壓桿鎖緊；實驗時仔細(xì)觀察轉(zhuǎn)矩和熔體溫度隨時間的變化；到達(dá)實驗時間，密煉機(jī)會自動停止，或點擊結(jié)束實驗快捷鍵可隨時結(jié)束實驗；提升壓桿，依次打開密煉機(jī)二塊動板，卸下兩個轉(zhuǎn)子，并分別進(jìn)行清理，準(zhǔn)備下一次實驗用；待儀器清理干凈后，將已卸下的動板和轉(zhuǎn)子安裝好。第5頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

（1）圖1-3為PVC的典型轉(zhuǎn)矩－時間流變曲線。曲線上有三個峰。分別指出三個峰代表的意義。

（2）轉(zhuǎn)矩流變儀在聚合物成型加工中有哪些方面的應(yīng)用？

（3）加料量、轉(zhuǎn)速、測試溫度對實驗結(jié)果有哪些影響？圖1-3PVC干粉料密煉的扭矩譜5.思考題第6頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四聚合物熔體流動速率的測定第7頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗?zāi)康暮鸵罅私馑芰先垠w流動指數(shù)與分子量大小及其分布的關(guān)系掌握測定塑料熔體流動速率的原理及操作第8頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四熔體流動速率塑料熔體流動速率(MFR)是指在一定溫度和負(fù)荷下，塑料熔體每10min通過標(biāo)準(zhǔn)口模的質(zhì)量工業(yè)上常稱為熔融指數(shù)(MI)第9頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四在塑料成型加工過程中，熔體流動速率是用來衡量塑料熔體流動性的一個重要指標(biāo)，其測試儀器通常稱為塑料熔體流動速率測試儀（或熔體指數(shù)儀）一定結(jié)構(gòu)的塑料熔體，若所測得MFR愈大，表示該塑料熔體的平均分子量愈低，成型時流動性愈好。此種儀器測得的流動性能指標(biāo)是在低剪切速率下獲得的，不存在廣泛的應(yīng)力－應(yīng)變速率關(guān)系不能用來研究塑料熔體粘度與溫度，粘度與剪切速率的依賴關(guān)系，僅能比較相同結(jié)構(gòu)聚合物分子量或熔體粘度的相對數(shù)值第10頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四主要技術(shù)特性負(fù)荷由砝碼、托盤（0.231Kg）、活塞（0.094Kg）之和組成，分為0.325Kg、1.200Kg、2.160Kg、5.000kg等幾個檔次（2.095±0.005）mm和（1.180±0.010）mm；料筒長度160mm，料筒直徑（9.55±0.025）mm溫度范圍：室溫~400℃連續(xù)可調(diào)，出料口上端12.7~50mm間溫差≤1℃。標(biāo)準(zhǔn)口模直徑第11頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四序號標(biāo)準(zhǔn)口模內(nèi)徑實驗溫度負(fù)荷11.1801902.16022.0951900.32532.0951902.16042.0951905.00052.09519010.00062.09519021.60072.0952005.00082.09520010.00092.09522010.000102.0952300.325112.0952301.200122.0952302.160132.0952303.800142.0952305.000152.0952750.325162.0953001.200標(biāo)準(zhǔn)試驗條件第12頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四塑料種類實驗序號塑料種類實驗序號塑料種類實驗序號聚乙烯1、2、3、4、6ABS7、9聚甲醛3聚苯乙烯5、7、11、13聚苯醚12、14丙烯酸酯8、11、13聚酰按10、15聚碳酸酯16纖維素酯2、3常見塑料試驗條件第13頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗步驟吸濕性塑料，測試前應(yīng)按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行干燥處理熟悉熔體流動速率儀主體結(jié)構(gòu)和操作規(guī)程，根據(jù)塑料類型選擇測試條件安裝好口模，在料筒內(nèi)插入活塞。接通電源開始升溫，調(diào)節(jié)加熱控制系統(tǒng)使溫度達(dá)到要求，恒溫至少15min第14頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗步驟預(yù)計試料的MFR范圍，按下表稱取試料流動速率/g/10min試樣加入/g切樣時間間隔/s流動速率/g/10min試樣加入量/g切樣時間間隔/s0.1~0.53~4120~240>3.5~106~810~30>0.5~1.03~460~120>10~256~85~10>1.0~3.54~530~60第15頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗步驟取出活塞將試料加入料筒，隨即把活塞再插入料筒并壓緊試料，預(yù)熱4min使?fàn)t溫回復(fù)至要求溫度在活塞頂托盤上加上砝碼，隨即用手輕輕下壓，促使活塞在1min內(nèi)降至下環(huán)形標(biāo)記距料筒口5~10mm處。待活塞（不用手）繼續(xù)降至下環(huán)形標(biāo)記與料筒口相平行時，切除已流出的樣條，并按表2-6規(guī)定的切樣時間間隔開始切樣，保留連續(xù)切取的無氣泡樣條三個。當(dāng)活塞下降至上環(huán)形標(biāo)記和料筒口相平時，停止切樣；第16頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗步驟停止切樣后，趁熱將余料全部壓出，立即取出活塞和口模，除去表面的余料并用合適的黃銅絲頂出口模內(nèi)的殘料。然后取出料筒用綢布蘸少許溶劑伸入筒中邊推邊轉(zhuǎn)地清洗幾次，直至料筒內(nèi)表面清潔光亮為止；所取樣條冷卻后，置于天平上分別稱其質(zhì)量（準(zhǔn)確至0.001g）。若其質(zhì)量的最大值和最小值之差大于平均值的10%，則實驗重做第17頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)處理試料的熔體流動速率按下式計算式中MFR——熔體流動速率，g/10minW——切取樣條質(zhì)量的算術(shù)平均值，gt——切取時間間隔，min計算三次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差第18頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四聚合物沖擊性能測試簡支梁沖擊試驗懸臂梁沖擊試驗第19頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗?zāi)康呐c要求熟悉高分子材料沖擊性能測試的簡支梁和懸臂梁沖擊試驗方法、操作熟悉沖擊試驗的實驗結(jié)果處理方法了解測試條件對測定結(jié)果的影響第20頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四A型缺口B型缺口試樣類型基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差支撐線間距L180±210±0.54±0.260250±16±0.24±0.2403120±215±0.510±0.5704125±213±0.513±0.595長度L寬度b厚度d第21頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四缺口類型和制品尺寸(mm)試樣類型缺口類型缺口剩余厚度dk缺口底部圓弧半徑r基本尺寸極限偏差缺口寬度n基本尺寸極限偏差1,2,3,4A0.8d0.25±0.05//B0.8d1.0±0.05//1,3Cd≤0.1/2±0.22C≤0.1/0.8±0.1第22頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四試樣制備注塑標(biāo)準(zhǔn)試樣試樣表面應(yīng)平整、無氣泡、無裂紋、無分層和無明顯雜質(zhì)，缺口試樣在缺口處應(yīng)無毛刺板材試樣厚度在3~13mm之間時取原厚度。大于13mm時應(yīng)從兩面均勻地進(jìn)行機(jī)械加工到10±0.5mm。4型試樣的厚度必須加工到13mm第23頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四簡支梁沖擊試驗標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊刀刃和支座尺寸第24頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四操作步驟(1)對于無缺口試樣，分別測定試樣中部邊緣和試樣端部中心位置的寬度和厚度，并取其平均值為試樣的寬度和厚度，準(zhǔn)確至0.02mm。缺口試樣應(yīng)測量缺口處的剩余厚度，測量時應(yīng)在缺口兩端各測一次，取其算術(shù)平均值。第25頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四操作步驟(2)根據(jù)試樣破壞時所需的能量選擇擺錘，使消耗的能量在擺錘總能量的10%~85%范圍內(nèi)。(3)調(diào)節(jié)能量刻度盤指針零點，使它在擺錘處于起始位置時與主動針接觸。進(jìn)行空白實驗，保證總摩擦損失在規(guī)定的范圍內(nèi)。第26頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四操作步驟(4)抬起工鎖住擺錘，把試樣按規(guī)定放置在兩支撐塊上，試樣支撐面緊貼在支撐塊上，使沖擊刀刃對誰試樣中心，缺口試樣使刀刃對準(zhǔn)缺口背向的中心位置。(5)平穩(wěn)釋放擺錘,從刻度盤上讀取試樣破壞時所吸收的沖擊能量值。試樣無破壞的,吸收的能量應(yīng)不作取值,實驗記錄為不破壞或NB；試樣完全破壞或部分破壞的可以取值。(6)如果同種材料在實驗中觀察到一種以上的破壞類型時,須在報告中標(biāo)明每種破壞類型的平均沖擊值和試樣破壞的百分?jǐn)?shù)。不同破壞類型的結(jié)果不能進(jìn)行比較。第27頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)處理(1)無缺口試樣簡支梁沖擊強(qiáng)度a(kJ/m2)式中A為試樣吸收的沖擊能量值，J；

b為試樣寬度，mm；

d為試樣厚度，mm。(2)缺口試樣簡支梁沖擊強(qiáng)度ak(kJ/m2)式中Ak為試樣吸收的沖擊能量值，J；

b為試樣寬度，mm；

dk為缺口試樣缺口處剩余厚度，mm。第28頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四懸臂梁沖擊試驗?zāi)芰縀/J沖擊速度VS

/(m/s)無試樣時的最大摩擦損失/J有試樣經(jīng)校正后的允許誤差/J1.03.5(±10%)0.020.012.750.030.015.50.030.0211.00.050.0222.00.100.10懸臂梁擺錘沖擊實驗機(jī)的特性第29頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四方法名稱試樣類型缺口類型缺口底部半徑rN/mm缺口底部的剩余寬度bN/mmGB1843/1U1無缺口/GB1843/1A1A0.25±0.058.0±0.2GB1843/1B1B1.0±0.058.0±0.2方法名稱、試樣類型、制品類型及尺寸第30頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四操作步驟(1)測量每個試樣中部的厚度和寬度或缺口試樣的剩余寬度bN，精確到0.02mm。(2)檢查實驗機(jī)是否有規(guī)定的沖擊速度和正確的能量范圍，破斷試樣吸收的能量在擺錘容量的10%~80%范圍內(nèi)，若表11-1中所列的擺錘中有幾個都能滿足這些要求時，應(yīng)選擇其中能量最大的擺錘。(3)進(jìn)行空白實驗，記錄所測得的摩擦損失，該能量損失不能超過表11-1所規(guī)定的值。第31頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四操作步驟(4)抬起并鎖住擺錘，正置試樣沖擊。測定缺口試樣時，缺口應(yīng)放在擺錘沖擊刃的一邊。釋放擺錘，記錄試樣所吸收的沖擊能，并對其摩擦損失等進(jìn)行修正。(5)試樣可能出現(xiàn)四種破壞類型，即完全破壞（試樣斷開成兩段或多段）、鉸鏈破壞（斷裂的試樣由沒有剛性的很薄表皮連在一起的一種不完全破壞）、部分破壞（除鉸鏈破壞外的不完全破壞）和不破壞。測得的完全破壞和鉸鏈破壞的值用以計算平均值。在部分破壞時，如果要求部分破壞值，則以字母P表示。完全不破壞時用NB表示，不報告數(shù)值。(6)在同一樣品中，如果有部分破壞和完全破壞或鉸鏈破壞時，應(yīng)報告每種破壞類型的自述平均值。第32頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四(1)無缺口試樣懸臂梁沖擊強(qiáng)度aiu

(kJ/m2)式中W為破壞試樣吸收并修正后的能量值，J；

b為試樣寬度，mm；

h為試樣厚度，mm。(2)缺口試樣懸臂梁沖擊強(qiáng)度aiN(kJ/m2)式中W為破壞試樣吸收并修正后的能量值，J；h為試樣厚度，mm；

bN為缺口試樣缺口底部的剩余寬度，mm。第33頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

(3)標(biāo)準(zhǔn)偏差s(4)變異系數(shù)CV%兩個實驗結(jié)果都需要第34頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四邵氏硬度測定

第35頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四材料硬度的測試方法布氏硬度洛氏硬度維氏硬度莫氏硬度邵氏硬度第36頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四邵氏硬度計是將規(guī)定形狀的壓針在標(biāo)準(zhǔn)的彈簧力下壓入試樣，把壓針壓入試樣的深度轉(zhuǎn)換為硬度值。邵氏硬度分為邵氏A和邵氏D兩種，邵氏A硬度適用于橡膠及軟質(zhì)塑料，用HA表示，邵氏D硬度適用于較硬的塑料，用HD表示。邵氏硬度第37頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四第38頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四壓力彈簧對壓針?biāo)┘拥牧?yīng)與壓針伸出壓板位移量有恒定的線性關(guān)系。其大小與硬度計所指刻度的關(guān)系如下式所示：A型硬度計：D型硬度計：式中FA、FD分別為彈簧施加于A型和D型硬度計壓針上的力（mN）或gf；

HA、HD分別為A型硬度計和D型硬度計的讀數(shù)。第39頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四操作步驟將硬度計垂直安裝在硬度計支架上，用厚度均勻的玻璃平放在試樣臺上，在相應(yīng)的重錘作用下使硬度計下壓板與玻璃完全接觸，此時讀數(shù)盤指針應(yīng)指示100，當(dāng)指針完全離開玻璃片時，指針應(yīng)指示0。允許最大偏差為±1個邵氏硬度值;第40頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四操作步驟將待測試樣置于測定架的試樣平臺上，使壓針頭離試樣邊緣至少12mm，平穩(wěn)而無沖擊地使硬度計在規(guī)定重錘的作用下壓在試樣上，從下壓板與試樣完全接觸15s后立即讀數(shù)。如果規(guī)定要瞬時讀數(shù)，則在下壓板與試樣完全接觸后1s內(nèi)讀數(shù);第41頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四操作步驟在試樣上相隔6mm以上的不同點處測量硬度至少5次，取其平均值。注意：如果實驗結(jié)果表明，不用硬度計支架和重錘也能得到重復(fù)性較好的結(jié)果，也可以用手壓緊硬度計直接在試樣上測量硬度。第42頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)處理從讀數(shù)度盤上讀取的分度值即為所測定的邵氏硬度值。用符號HA或HD來表示邵氏A或邵氏D的硬度。如：用邵氏A硬度計測得硬度值為50，則表示為HA50。實驗結(jié)果以一組試樣的算術(shù)平均值表示。標(biāo)明測試結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差第43頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四聚乙烯發(fā)泡成型

1.實驗?zāi)康暮鸵?/p>

掌握生產(chǎn)聚烯烴泡沫塑料的基本原理，了解聚烯烴泡沫塑料的主要生產(chǎn)法；掌握生產(chǎn)聚乙烯泡沫塑料的基本配方，了解配方各種組分的作用；掌握實驗室制備聚乙烯泡沫塑料的操作過程。第44頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四2.實驗原理

泡沫塑料是以樹脂為基礎(chǔ)、內(nèi)部具有無數(shù)微孔性氣體的塑料制品。塑料產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu)的過程稱為發(fā)泡，發(fā)泡前原材料密度與發(fā)泡后泡沫塑料密度的比值叫做發(fā)泡倍數(shù)。第45頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

實驗時，先按配方配齊原料，而后在開煉機(jī)上進(jìn)行混煉，混煉溫度應(yīng)在樹脂熔點之上，但須注意保持在交聯(lián)劑和發(fā)泡劑分解溫度以下，以防止過早交聯(lián)和發(fā)泡致使以后發(fā)泡不足或降低制品的質(zhì)量。經(jīng)過充分混煉的料片裁切后即加入模具并放入壓機(jī)。在加熱和加壓下，交聯(lián)劑分解使樹脂交聯(lián)，隨之再進(jìn)一步提高溫度使發(fā)泡劑分解而發(fā)泡。發(fā)泡劑分解完畢后，卸壓使熱的熔融物膨脹彈出而完成發(fā)泡。第46頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四3.實驗原材料和儀器設(shè)備

原材料（配方）

低密度聚乙類烯（LDPE）過氧化二異丙苯（DCP）：工業(yè)一級品偶氮二甲酰胺（ADCA）：工業(yè)一級品氧化鋅（ZnO）：化工一級品硬脂酸鋅（ZnSt）：化工一級品第47頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

儀器設(shè)備天平：感量0.1g1臺天平：感量1g1臺密煉機(jī)1臺雙輥煉塑機(jī)（SK-160B）1臺平板硫化機(jī)（XLB-D350mm×350mm）

1臺發(fā)泡模具（160×160×3mm）1套整形模具(長×寬：350×300mm)1套泡沫材料測厚儀或游標(biāo)尺(精度0.02mm)1件第48頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四4.實驗步驟測定LDPE樹脂的密度和熔融流動速率；計算出LDPE質(zhì)量為45g時加入助劑的質(zhì)量。用天平(感量lg)稱量LDPE于容器中，按發(fā)泡促進(jìn)劑、交聯(lián)劑、發(fā)泡劑順序分別用天平(感量0.1g)稱量助劑并放入容器中；按密煉機(jī)的操作規(guī)程，開啟密煉機(jī)；設(shè)定密煉機(jī)混料參數(shù)，溫度為120℃，轉(zhuǎn)子速度為60rpm，時間10min;當(dāng)密煉機(jī)的溫度到達(dá)120℃，并在此溫度下恒定3min，校正扭矩，開始實驗；打開上頂栓加料，放下上頂栓；在實驗進(jìn)行過程中，觀察密煉室中時間——轉(zhuǎn)矩和時間——熔體溫度曲線，從物料的轉(zhuǎn)矩——溫度——時間曲線判斷物料熔融，并已均勻后或經(jīng)密煉10min后，打開密煉機(jī)卸料，立即輥煉放片；啟動雙輥煉塑機(jī)、調(diào)節(jié)輥距為3～4mm，在100～120℃的溫度下將密煉好的團(tuán)塊狀物料輥煉1～2次，取下成為發(fā)泡使用的片坯；

第49頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四片坯未冷卻變硬時，裁切為略小于160×160mm的正方塊；按發(fā)泡模具型腔容積(同學(xué)在實驗前)計算的質(zhì)量數(shù)值，用天平(感量lg)稱量片坯；將已恒溫160～180℃的發(fā)泡模具清理干凈，置于平板硫化機(jī)下工作臺中心部位，放入已稱量的片坯；合模加壓至平板硫化機(jī)液壓表壓強(qiáng)為10MPa(同學(xué)實驗前換算kgf/cm２)，開始計算模壓發(fā)泡成型時間；在模具溫度160～180℃下，模壓發(fā)泡成型10～12min。解除壓力，迅速開模取出泡沫板材，置于整形模具的二塊模板間定型2～6min；用三角尺(自備)在泡沫板材面畫出100×100mm的正方形，剪切成塊，用泡沫材料測厚儀或游標(biāo)尺測量各邊的厚度；用天平(感量0.1g)稱量泡沫塊的質(zhì)量；在泡沫板材表面及切斷面用肉眼或放大鏡觀查氣泡結(jié)構(gòu)及外觀質(zhì)量缺陷(如熔接痕、翹曲、僵塊、凹陷等)狀況；用切樣機(jī)切取試樣，測試?yán)鞆?qiáng)度及斷裂伸長率。第50頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四5.思考題（1）同一塑料的模壓成型與模壓發(fā)泡成型有何特點?第51頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四注射成型工藝實驗實驗?zāi)康囊?、驗證理論課程講述的注射成型工藝原理二、了解、熟悉實驗設(shè)備的基本構(gòu)成及工作原理三、掌握注射成型工藝條件的設(shè)計并進(jìn)行調(diào)控第52頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四正確把握實驗的三個環(huán)節(jié)要求預(yù)習(xí)實驗過程實驗報告查、看、寫觀察、記錄、思考數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)象解釋給出實驗結(jié)果提出問題并討論第53頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗設(shè)備注射機(jī)基本結(jié)構(gòu)注射系統(tǒng)鎖模系統(tǒng)液壓系統(tǒng)塑模加料裝置（料斗）料筒（塑化室）移動螺桿噴嘴第54頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四注射成型原理注射成型過程（每一周期）定量加料熔化塑料施壓注射充模冷卻啟模取件注射機(jī)所完成的任務(wù)是：物料升溫，熔化，在壓力下流動；閉模，將熔料注入模腔，冷卻固化定型；開模，頂出制品。注射成型的關(guān)鍵過程：塑化；流動；冷卻。第55頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗方法一、準(zhǔn)備工作1選擇實驗用原料：PP、PE、PS2根據(jù)原料特性及試樣質(zhì)量要求，擬定工藝條件：原料干燥工藝、各區(qū)段溫度、螺桿行程與背壓、注射壓力、保壓壓力及保壓時間、模溫與冷卻時間、制品后處理條件3模具安裝，并作好調(diào)整4熟悉注射機(jī)的操作規(guī)程第56頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗方法二、實驗操作1手動操作：按下手動按扭,依次進(jìn)行閉?！⑸渥耙啤⑸洹骸杷?冷卻—注射座后退—開?！敵鲋破?半自動:設(shè)定好各工藝參數(shù),按下半自動按扭,確認(rèn)溫度已達(dá)設(shè)定值.然后合上安全門,注射機(jī)會按動作程序自動工作直至頂出制品,打開安全門,人工取出制品.再合上安全門進(jìn)入下一個循環(huán).第57頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗結(jié)果記錄實驗相關(guān)的各類工藝參數(shù)作必要的數(shù)據(jù)分析與計算對制品質(zhì)量進(jìn)行觀察分析第58頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四擠出吹膜工藝實驗實驗?zāi)康囊?、驗證理論課程講述的擠出成型工藝原理二、了解、熟悉實驗設(shè)備的基本構(gòu)成及工作原理三、掌握擠出成型工藝條件的設(shè)計并進(jìn)行調(diào)控第59頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四正確把握實驗的三個環(huán)節(jié)要求預(yù)習(xí)實驗過程實驗報告查、看、寫觀察、記錄、思考數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)象解釋給出實驗結(jié)果提出問題并討論第60頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗設(shè)備單螺桿擠出機(jī)傳動系統(tǒng)擠出系統(tǒng)加熱和冷卻系統(tǒng)控制系統(tǒng)附屬裝置加料裝置料筒螺桿機(jī)頭口模第61頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四擠出成型基本過程

1、塑化

在擠出機(jī)內(nèi)將固體塑料加熱并依靠塑料之間的內(nèi)摩擦熱使其成為粘流態(tài)物料。2、成型

在擠出機(jī)螺桿的旋轉(zhuǎn)推擠作用下，通過具有一定形狀的口模，使粘流態(tài)物料成為連續(xù)的型材。3、定型

用適當(dāng)?shù)姆椒?，使擠出的連續(xù)型材冷卻定型為制品。第62頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗準(zhǔn)備1選擇實驗用原料：PE2根據(jù)原料特性和薄膜質(zhì)量要求，擬定擠出工藝參數(shù)：擠出機(jī)、機(jī)頭、口模溫控范圍、螺桿轉(zhuǎn)速、牽引速度、空氣壓力。3預(yù)熱擠出機(jī)和機(jī)頭4熟悉擠出機(jī)操作規(guī)程第63頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗操作1恒溫半小時，啟動主機(jī)，觀察口模出料狀況。待擠出的泡管壁厚基本均勻，用手（戴手套）將管狀物慢慢引向冷卻、牽引裝置，隨即通入壓縮空氣。觀察泡管質(zhì)量結(jié)合實際情況及時協(xié)調(diào)工藝、設(shè)備因素，使整個操作控制處于正常狀態(tài)。2取樣一組，并記錄此時的工藝條件。第64頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗操作改變工藝條件（如料溫、螺桿轉(zhuǎn)速、牽引速度、風(fēng)量調(diào)整），重復(fù)上述操作過程，分別觀察和記錄薄膜質(zhì)量情況。實驗完畢，逐漸降低螺桿轉(zhuǎn)速，停機(jī)。趁熱清理。對所取試樣進(jìn)行測量并稱重，作好記錄。第65頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四實驗結(jié)果記錄實驗相關(guān)的各類工藝參數(shù)。作必要的數(shù)據(jù)分析與計算，從而得出產(chǎn)率、吹脹比、牽伸比。對制品質(zhì)量進(jìn)行觀察分析。第66頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四一、實驗?zāi)康牧私釶VC硬板成型的基本原理熟悉掌握PVC硬板壓制成型的基本工藝了解PVC板材的基本配方及配方的要求PVC硬板壓制成型二、基本原理PVC的特性：1.剛性2.熔體粘度大3.熱穩(wěn)定性差配料：熱穩(wěn)定劑——

防加工過程中的熱降解使成型加工和應(yīng)用成為可能；第67頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四增塑劑——具有柔韌性、彈性；抗氧劑、紫外線吸收劑——防止老化；改性劑——物理力學(xué)性能著色劑——獲得特定色彩；此外還有填料等加工過程：前階段——備料，主要包括塑料的配制、塑化等。后階段——成型，主要包括成型、冷卻、卷取、切割等。第68頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

板、片材模壓成型分為冷沖壓和熱壓成型。

1．冷沖壓：在常溫下對塑料板、片材進(jìn)行沖壓成型的方法稱為冷沖壓

2．熱壓成型：板、片材熱壓成型又稱為片材成型，它是一種將塑料板材或片材加熱到一定溫度后，再對其進(jìn)行模壓的成型方法。加熱溫度既可低于塑料熔融溫度，亦可高于塑料熔融溫度，前者稱固態(tài)模壓成型，后者稱粘流態(tài)模壓成型。三、原料及設(shè)備

主要原料選擇及依據(jù)－見課本（略)第69頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四四、主要儀器設(shè)備

Ｚ型捏合機(jī)或高速混合機(jī)

SK—160B雙輥煉塑機(jī)壓力成型機(jī)不銹鋼模板(型腔尺寸120×120mm)

淺搪瓷盤水銀溫度計表面溫度計天平制樣機(jī)測厚儀或游標(biāo)卡尺小銅刀、棕刷、手套、剪刀等實驗用具。第70頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四五、實驗方法

粉料配制

1．以PVC樹脂500g為基準(zhǔn)，按上述配方在天平上稱量各添加劑，經(jīng)研磨、磁選后依次放置配料瓷盤中(與配方核對有無差錯)；

2．熟悉混合機(jī)模作操程，備好混合機(jī)的加熱、運(yùn)轉(zhuǎn)、測量器件。先將

PVC樹脂與穩(wěn)定劑等干粉狀組分加入混合機(jī)中，開動攪拌，同時對物料進(jìn)行加熱。2-3分鐘后在攪動下緩慢加入增塑劑等液體組分，注意控制物料混合溫度不超過80℃，使添加劑均勻分散吸附在PVC顆粒表面，固體潤滑劑最好在臨近混合終點前的一小段時間加入；

3．加熱混合約半小時后，可憑實踐經(jīng)驗觀察混合料顏色的變化；或取樣熱壓成試片，借助放大鏡觀看白色穩(wěn)定劑著色劑斑點的大小和分布以及有無結(jié)聚粗粒等狀況，由此判斷各組份大體分散均勻。停止加熱、攪拌、出料至配料瓷盤中待用。

第71頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四輥壓

1.按照雙輥煉塑機(jī)操作規(guī)程，利用加熱、控溫裝置將輥筒預(yù)熱至160士

5℃，，恒溫一定時間后開動輥筒機(jī)，調(diào)節(jié)輥間距為2～3mm。

2．在輥隙上部加上初混物料，操作開始后從兩輥間隙掉下來的物料應(yīng)立即再加往輥隙上去，不要讓其在底盤內(nèi)停留時間過長，且注意經(jīng)常保持一定的輥隙存料。待混合料已粘結(jié)成包輥的連續(xù)狀料帶后，適當(dāng)松寬輥隙以控制料溫和料帶的厚度。

3．塑煉過程中，用切割裝置或銅刀不斷地將料帶從輥筒上拉下來折迭輥壓，或者把物料翻過來沿輥筒軸向不同的位置重迭交叉再送入輥隙中，使各組分充分地分散，塑化均勻。

4．輥壓數(shù)分鐘后，再將輥距調(diào)至2—3mm進(jìn)行薄通1—2次，若觀察物料色澤已均勻，截面上不顯毛粒，表面已光澤且有一定強(qiáng)度時，輥壓過程可告終結(jié)。迅速將塑煉好的料帶成整片剝下，平整放置并剪裁成一定尺寸的片坯。第72頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

壓制成型

1.按照壓力成型機(jī)操作規(guī)程，檢查壓機(jī)上各部份的運(yùn)轉(zhuǎn)、加熱和冷卻情況并調(diào)整到工作狀況。利用壓機(jī)的加熱和控溫裝置將壓機(jī)上、下模板加熱至180℃左右。

2.升壓

3.保溫

4.冷卻脫模

5.改變配制成型工藝條件，重復(fù)上述操作過程進(jìn)行下一輪實驗，可制得不同性能的PVC板材。五、實驗結(jié)果及記錄（見課本）

六、思考題（P88-1、2）第73頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四天然橡膠硫化模壓成型一、實驗?zāi)康?/p>

1．掌握橡膠制品配方設(shè)計基本知識。熟悉橡膠加工全過程和橡膠制品模塑硫化工藝。

2．了解橡膠加工的主要機(jī)械設(shè)備如開煉機(jī)、平板硫化機(jī)等基本結(jié)構(gòu)，掌握這些設(shè)備的操作方法。二、基本原理生膠是橡膠彈性體，屬線型高分子化合物。高彈性是它的最寶貴的性能，但是過份的強(qiáng)韌高彈性會給成型加工帶來很大的困難，而且即使成型的制品也沒有實用的價值，因此，它必須通過一定的加工程序，才能成為有使用價值的材料。第74頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四不管天然的還是合成的生膠，其加工程序不外乎是干膠工藝和乳膠工藝兩條工藝路線，其中又以干膠工藝應(yīng)用得最多，最為廣泛。在配方制訂的基礎(chǔ)上進(jìn)行下列工藝程序（略），其中的半成品成型包括有幾種成型工藝方法。本實驗僅討論橡膠的干膠工藝。塑煉和混煉是橡膠加工的兩個重要的工藝過程，通稱煉膠，其目的是要取得具有柔軟可塑性，并賦予一定使用性能的、可用于成型的膠料。

生膠的分子量通常都是很高的，從幾十萬到百萬以上。過高的分子量帶來的強(qiáng)韌高彈性給加工帶來很大的困難，必須使之成為柔軟可塑性狀態(tài)才能與其他配合劑均勻混合，這就需要進(jìn)行塑煉。塑煉可以通過機(jī)械的、物理的或化學(xué)的方法來完成。

第75頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

本實驗是天然橡膠的加工，選用開放式煉膠機(jī)進(jìn)行機(jī)械法塑煉。天然生膠盱開煉機(jī)的兩個相向轉(zhuǎn)動的輥筒間隙中，在常溫(小于50℃)下反復(fù)被機(jī)械作用，受力降解；與此同時降解后的大分子自由基在空氣中的氧化作用下，發(fā)生了一系列力學(xué)與化學(xué)反應(yīng)，最終可以控制達(dá)到一定的可塑度，生膠從原先強(qiáng)韌高彈性變?yōu)槿彳浛伤苄?，滿足混煉的要求。塑煉的程度和塑煉的效率主要與輥筒的間隙和溫度有關(guān)，若問隙愈小、溫度愈低，力化學(xué)作用愈大，塑煉效率愈高。此外，塑煉的時間，塑煉工藝操作方法及是否加入塑解劑也影響塑煉的效果。第76頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

混煉是在塑煉膠的基礎(chǔ)上進(jìn)行的又一個煉膠工序。本實驗也是在開煉機(jī)上進(jìn)行的。為了取得具有一定的可塑度且性能均勻的混煉膠，除了控制輥距的大小，適宜的輥溫外，必須注意按一定的加料混合程序。即量小難分散的配合劑首先加到塑煉膠中，它有較長的時間分散；量大的配合劑則后加。硫磺用量雖少，但應(yīng)最后加入，因為硫磺一旦加入，便可能發(fā)生硫化效應(yīng)，過長的混合時間將使膠料的工藝性能變壞，于其后的半成品成型及硫化工序都不利。不同的制品及不同的成型工藝要求混煉膠的可塑度、硬度等都是不同的，混煉過程要隨時抽樣測試，并且要嚴(yán)格混煉的工藝條件.第77頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

本實驗所列的配方表明是通過實驗取得一軟質(zhì)的橡膠片(制品)。橡膠制品即硫化膠的硬度主要取決于其硫化程度，按軟硬程度通常可分軟質(zhì)膠、半硬質(zhì)和硬質(zhì)膠·本實驗配方中的硫磺含量在5份之內(nèi)，交聯(lián)度不很大，所得制品柔軟。選用兩種促進(jìn)劑對天然膠的硫化都有促進(jìn)作用；不同的促進(jìn)劑協(xié)同使用，是因為它們的活性強(qiáng)弱及活性溫度有所不同，在硫化時將促進(jìn)交聯(lián)作用更加協(xié)調(diào)、充分顯示促進(jìn)效果。助促進(jìn)劑即活性劑在煉膠和硫化時起活化作用?；瘜W(xué)防老劑多為抗氧劑，用來防止橡膠大分子因加工及其后的應(yīng)用過程的氧化降解作用，以達(dá)到穩(wěn)定的目的。石蠟與大多數(shù)橡膠的相容性不良，能集結(jié)于制品表面起到濾光阻氧等防老化效果，并且對于加工成型有潤滑性能。碳酸鈣作為填充劑有增容降低成本作用，其用量多少也影響制品的硬度。第78頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

本實驗要求制取一塊天然軟質(zhì)硫化膠片，其成型方法采用模壓法。它是一定量的混煉膠置于模具的型腔內(nèi)通過平板硫化機(jī)在一定的溫度和壓力下成型同時經(jīng)歷一定的時間發(fā)生了適當(dāng)?shù)慕宦?lián)反應(yīng)，最終取得制品的過程。天然橡膠是異戊二烯的聚合物，大分子的主鏈上仍有雙鍵，硫化反應(yīng)主要發(fā)生在大分子間的雙鍵上。其機(jī)理簡述見課本，所得的硫化膠制品實際上是松散的、不完全的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。成型時施加一定的壓力有利于活性點的接近和碰撞，促進(jìn)了交聯(lián)反應(yīng)的進(jìn)行；也有利于膠料的流動，以便取得具有適宜的密度和與模具型腔相符的制品。硫化過程要保持一定的時間，主要是由膠料的工藝性能來決定的，也是為了使交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到配方設(shè)計所要求的程度。硫化過后，不必冷卻即可脫模，模具內(nèi)的膠料已交聯(lián)定型為橡膠制品。第79頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四三、原料及設(shè)備

儀器設(shè)備

SK-160B型雙輥筒煉膠機(jī)電熱平板硫化機(jī)模板淺搪瓷盤溫度計(0～250℃)2支天平銅鏟、手套、剪刀等實驗用具備齊原料及配方（見課本）第80頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四四、實驗方法1．配料按上列的配方準(zhǔn)備材料，準(zhǔn)確稱量并復(fù)核備用。2．生膠塑煉

(1)在指導(dǎo)教師和實驗室工作人員指導(dǎo)下，按機(jī)器的操作規(guī)程開動開放式煉膠機(jī)，觀察機(jī)器是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常

(2)

破膠：調(diào)節(jié)輥距1.5mm

(3)

薄通：膠塊破碎后，將輥距調(diào)到約0.5mm，輥溫控制在45℃左右

(4)

搗膠：將輥距放寬至1.0mm

(5)

輥筒的冷卻：由于輥筒受到摩擦生熱，輥溫要升高，應(yīng)經(jīng)常以手觸摸輥筒，若感到燙手，則適當(dāng)通入冷卻水，使輥溫下降，并保持不超過50℃。

(6)

經(jīng)塑煉的生膠稱塑煉膠，塑煉過程要取樣作可塑度試驗，達(dá)到所需塑煉程度時為止。

第81頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

3．膠料混煉

(1)調(diào)節(jié)輥筒的溫度在50～60℃之間，后輥較前輥略低些。

(2)包輥：塑煉膠置于輥縫間，調(diào)整輥距使塑煉膠既包輥又能在輥縫上部有適當(dāng)?shù)亩逊e膠。經(jīng)2-3分鐘的輥壓、翻煉后，使之均勻連續(xù)地包裹在前輥筒上，形成光滑無隙的包輥膠層。取下膠層，放寬輥距至1.5rpm左右，再把膠層投入輥縫使其包于后輥，然后準(zhǔn)備加入配合劑。

(3)吃粉：小同配合劑要按如下順序分別加入。

(4)翻煉：

(5)混煉膠的稱量：第82頁，共89頁，2023年，2月20日，星期四

4．膠料模型硫化

成型實驗是要制備一塊160mmX120mmX2mm的硫化膠片，供機(jī)械性能測試用·模型硫化是在平板硫化機(jī)上進(jìn)行