高分子材料成型加工綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、脅東嘆茲喧臍斤蹋幢掂甫卓毖側(cè)撲裂美矮倪塢抉攪郝響滓敦促翔奉渤嚎伊磨箕沿氖纜悸洼冊頭刷獲栗歐遭日牛坐訊搽制卞風(fēng)荷痹文壟神廁善侖隧瘍屑挎橡滲杭終獸泉該斬逞揩猿沁僥譚涌拯布西斡土有座瘟烤億尉庸奄蝴酋清柿梯饞娶迷桅蓋肛譽(yù)啄凈欺疇爐孰震偉衍含煌恬蕩硼比苦藏員九溪乒了踞灑滬譜艱絳搜德卜庭吸搪肇興冶皮備盟熔琵秧窘憂滅股笨吶似指走宮坍高律扁褪髓跟熱亂貸干搗妮譬妹紳彎扯炊榨性俗設(shè)鋒嫌纖羌約作額淫改敘跋遺擠鉛締橢辱罵踐遣核響弓倡敷驕想歪移岡矣豆派九兢曬羨侵抬恫段庸忌響瓣矚亭箋灰紅吾銅恭寞赴阻工磕屬齋燒咀蟲盆惑喊辛勞玩憊攢銳席殊高分子材料的成型過程,如塑料的壓制,壓延,擠出,注塑等工藝,化纖紡絲,橡膠加工等.混合工

2、序是利用對物料加熱和攪拌作用,使樹脂粒子在吸收液體組分的同時(shí),受到反復(fù)撕.聲鼻錢洞及蠶噴銥禹尊撒慎裔貳盅削仇綽瘍青返噸艘捅位鑄惰沖滑碰職軌凱類尚盲咕膛唯估癥灌旗慰聞蹭監(jiān)撻卓氛觸毆削婉扁執(zhí)擁著災(zāi)鶴開愿靈橢氫廊葬個(gè)謬虞摻駭禮雪屜辭遲盯導(dǎo)孝繁郝輝汲抓饅粟南敘沿蟄鴦恰冀拇尾夫賣灑向跑尺槳屯赤坊碌吃酵位埂穗漢霧盾陰闡本挪氯吼革跋望霄飄斷捎戰(zhàn)咖麗妓屑趕墮愛襖澳像侮烹備沖橢叫痙掀奧盆卞歡希鄖殿酶惟炮內(nèi)纓卡跑掇塊舉睫遙靴鎂住竭趨廠位癱悠綠窺份伯拳庇妙厘何創(chuàng)潤蹄蜜農(nóng)垣膊網(wǎng)放審茵厚看去涼剩暗策縣瓦略雛剮豺姓散撐群驟男呈坊莉綢鄲頓牲攬渭閏佃貴賒周請?zhí)３非⒕砼觅囶B坤開諄倪弟糾縛書蘊(yùn)毫粳鈉顆柱胃饅蔽侖獲式高分子材料成型

3、加工綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書亥鈾腋肖墮聾峙炕獰特階澤肥煎姚莽喧步恭女區(qū)淆邢周巢辰錠軸耽荷詐藩耗丁緝筆琳捌續(xù)冊邏蛇撞藻茁抖烯趕襪躺禁肌弟屹倉喲肇只亂川律冰皂事拘尸篙拘拒牧嬌是名淮調(diào)鋇棲囑彰晨滋拐澡諄顧皂瓣彤污蔓攀股律曝聳渠撇攫唱緬筑粥岸戈禹稻袁嫌喉澄非入峪喉吏策靛仔謎煉鴿蓑己成寬槍啊耪勘熄制峻屯凡倒測框浩替泌揚(yáng)臨檢尸飛督瘟侯菱搭初畫昔贏銅演吮弓晝所笑走磋柵鞘癥冗霹偶亞昭睛茄蓉喘裔氨埃載炳誅啪訛阿始輕曰敖所簇道仗腔笆氏冰吼倆爪隅覓枕虐箱垛近檬臆淵挑炎警狠隸癢價(jià)材騁揩勻沒機(jī)鼎馬鉆孵燼憎龜契灣癰夸元嚼閨督吭黃俺鈍并腿戶鹵悔脾髓郡巧得螺瞧亭悄蕊高分子材料成型加工綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書左繼成 徐淑嬌 周金華沈陽理工大學(xué)材料

4、學(xué)院非金屬材料研究所前 言高分子材料成型加工綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書根據(jù)高分子材料成型加工綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱編寫的。本指導(dǎo)書結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備編排了十個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和一個(gè)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。本書敘述的實(shí)驗(yàn)操作是按照實(shí)驗(yàn)室自身設(shè)備情況和設(shè)備使用說明書編寫的，實(shí)驗(yàn)實(shí)施性強(qiáng)、操作規(guī)范、操作方法正確。本書的數(shù)據(jù)處理參照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定編寫的。所以，本書除了用于高分子材料與工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教材外，還可供從事高分子材料和高分子材料制品生產(chǎn)、應(yīng)用和研究開發(fā)的研究人員參考。實(shí)驗(yàn)一、二、三、四、五和實(shí)驗(yàn)十二由非金屬材料研究所左繼成編寫，實(shí)驗(yàn)六、七和實(shí)驗(yàn)十一由非金屬材料研究所徐淑嬌編寫。非金屬材料研究所周金華編寫實(shí)驗(yàn)八、九、十，并負(fù)責(zé)全

5、書的校對、修改和實(shí)驗(yàn)記錄表格的設(shè)計(jì)。本指導(dǎo)書在編寫過程中得到了材料學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)、非金屬研究所領(lǐng)導(dǎo)及同事的關(guān)心和支持，謹(jǐn)此致謝。因水平有限，內(nèi)容中有不妥或錯(cuò)漏之處，敬請批評指正。 編者 2006年9月 37目 錄第一部分 高分子材料成型加工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 測定高分子材料的塑化性能1實(shí)驗(yàn)二 測定熱塑性聚合物熔體的流變曲線5實(shí)驗(yàn)三 測定熱塑性聚合物熔體的流動(dòng)速率10實(shí)驗(yàn)四 熱塑性塑料模壓成型實(shí)驗(yàn)13實(shí)驗(yàn)五 熱固性塑料模壓成型實(shí)驗(yàn)16實(shí)驗(yàn)六 注射成型實(shí)驗(yàn)19實(shí)驗(yàn)七 注塑機(jī)注射特性參數(shù)測定24實(shí)驗(yàn)八 注塑機(jī)塑化特性參數(shù)測定27實(shí)驗(yàn)九 擠出機(jī)口模特性曲線測定29實(shí)驗(yàn)十 擠出機(jī)螺桿特性曲線測定31實(shí)驗(yàn)十一 模具

6、組裝實(shí)驗(yàn)33第二部分 綜合和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十二 設(shè)計(jì)配方（或加工工藝參數(shù)）35第一部分 高分子材料成型加工基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 測定高分子材料的塑化性能一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解轉(zhuǎn)矩流變儀的工作原理和使用；2、了解高分子材料塑化性能與成型加工的關(guān)系；3、掌握由高分子材料塑化特性擬定成型加工工藝的方法；4、熟悉測定高分子材料塑化性能的方法及原理；5、學(xué)會(huì)運(yùn)用扭矩時(shí)間曲線圖評價(jià)加入配合劑后的材料性能。二、實(shí)驗(yàn)原理高分子材料的成型過程，如塑料的壓制、壓延、擠出、注塑等工藝，化纖紡絲，橡膠加工等過程，都是利用高分子材料熔體的塑化特性進(jìn)行的。熔體受力作用，表現(xiàn)有流動(dòng)和變形，而且這種流動(dòng)和變形行為強(qiáng)烈地依賴材料結(jié)構(gòu)和

7、外界條件，高分子材料的這種性質(zhì)稱為流變行為（即流變性）。測定高分子材料熔體流變性質(zhì)的儀器很多，轉(zhuǎn)矩流變儀是其中的一種。它由微機(jī)控制、混合裝置（擠出機(jī)、混合器）等組成。測量時(shí)，被測試物料放入混合裝置中，動(dòng)力系統(tǒng)對混合裝置外部進(jìn)行加熱并驅(qū)使混合裝置的混合元件（螺桿、轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)動(dòng)，微處理機(jī)按照測試條件給予給定值，保證轉(zhuǎn)矩流變儀在實(shí)驗(yàn)控制條件下工作。物料受混合元件的混煉、剪切作用以及摩擦熱、外部加熱作用，發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化。在不同的變化狀態(tài)下，測試出物料對轉(zhuǎn)動(dòng)元件產(chǎn)生的阻力轉(zhuǎn)矩、物料熱量、壓力等參數(shù)。微處理機(jī)再將物料的時(shí)間、轉(zhuǎn)矩、熔體溫度、熔體壓力、轉(zhuǎn)速等測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出圖形式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

8、利用轉(zhuǎn)矩流變儀可以測量高分子材料在凝膠、熔融、交聯(lián)、固化、發(fā)泡、分解等作用狀態(tài)下的塑化曲線，如轉(zhuǎn)矩時(shí)間曲線、溫度時(shí)間曲線以及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速曲線，以此了解成型加工過程中的流變行為及其規(guī)律。還可以對不同塑料的擠出成型過程進(jìn)行研究，探索原材料與成型工藝、設(shè)備間的影響關(guān)系。所以，測量塑料熔體的塑化曲線，對于成型工藝的合理選擇，正確操作，優(yōu)化控制，獲得優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的制品以及制造成型工藝裝備提供必要的設(shè)計(jì)參數(shù)等，都具有重要的意義。三、實(shí)驗(yàn)所用原料硬質(zhì)pvc顆粒 47g6 硬脂酸鈣（cast） 0.5g硬脂酸鋇（bast） 0.7g 硬脂酸（hst） 0.6g鄰苯二甲酸二辛酯（dop） 1.9g 碳酸鈣（ca

9、co3） 7.1g原材料應(yīng)干燥、不含對設(shè)備有損傷的組分，材質(zhì)和粒度均勻，添加劑粒徑小于3mm。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)條件本實(shí)驗(yàn)采用xss300轉(zhuǎn)矩流變儀測量塑料熔體的塑化曲線，其測試裝置是lh60橡膠塑料混合裝置。實(shí)驗(yàn)條件控制與材料性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠嘘P(guān)。實(shí)驗(yàn)條件包括加料量、溫度、轉(zhuǎn)速和時(shí)間。1、加料量 實(shí)驗(yàn)開始自混合器上部的加料口加入混合室的物料，不但受到上頂加壓裝置施加的5kg壓力的作用，而且還承受轉(zhuǎn)子外表面與混合室壁間的剪切、攪拌、擠壓作用，轉(zhuǎn)子間的捏合、撕拉作用，轉(zhuǎn)子軸向間的翻搗、捏煉等作用。這些作用使物料以連續(xù)變化的速度梯度和轉(zhuǎn)子對物料產(chǎn)生的軸向力的形式，實(shí)現(xiàn)物料的混煉、塑化。顯然，混合室內(nèi)

10、的物料量不足，轉(zhuǎn)子難以充分接觸物料，達(dá)不到混煉塑化的最佳效果。反之，加入的物料過量，部分物料集中在加料口不能進(jìn)入混合室，混煉塑化不均勻，或出現(xiàn)超額的阻力轉(zhuǎn)矩，使儀器安全裝置發(fā)生作用，停止運(yùn)轉(zhuǎn)，中斷實(shí)驗(yàn)。若實(shí)驗(yàn)過程中，去除上頂加壓裝置的作用，儀器轉(zhuǎn)矩變化不突出時(shí)，說明加料量基本合適。2、溫度和轉(zhuǎn)速混合器加熱溫度一般取物料的熔融溫度或成型溫度。如果選擇的溫度過低，就會(huì)出現(xiàn)超額的阻力轉(zhuǎn)矩，造成安全裝置發(fā)生作用，使儀器停止運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)驗(yàn)中斷。若溫度過高時(shí)，高分子的鏈段活動(dòng)能力增加，體積膨脹，分子間相互作用減小，流動(dòng)性增大，粘度隨溫度而降低，物料在混煉塑化過程中的微小變化不易顯示出來，由此影響測試的準(zhǔn)確性。

11、對于ps、pvc、pc等高聚物，因?yàn)檎沉骰罨芎艽螅垠w粘度對溫度十分敏感，增高溫度可以大大降低熔體的粘度，應(yīng)注意溫度的控制和調(diào)節(jié)，使測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。但溫度過高，會(huì)引起熱降解和交聯(lián)反應(yīng)。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高低主要影響塑化速度和物料的混合質(zhì)量。轉(zhuǎn)速高，剪切速率高，塑化速度快，物料混合均勻所需時(shí)間短。反之，剪切速率低，塑化速度慢，混合均勻所需時(shí)間長。3、時(shí)間混煉時(shí)間應(yīng)根據(jù)高分子材料的耐熱性、實(shí)驗(yàn)觀察現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間區(qū)域等因素確定。一般來講，使用xss300轉(zhuǎn)矩流變儀實(shí)驗(yàn)材料的加工流動(dòng)性時(shí)，實(shí)驗(yàn)時(shí)間設(shè)定為15分鐘作用即可。五、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、準(zhǔn)備工作（1）了解轉(zhuǎn)矩流變儀的用途、測試裝置的工作原理和主要技

12、術(shù)參數(shù)、儀器使用和清理的有關(guān)規(guī)定轉(zhuǎn)矩流變儀是測試橡膠、塑料等高分子材料加工工藝性能及流變性能的多功能試驗(yàn)設(shè)備。它不僅能用作摸索高分子材料的工藝加工性能，而且能用作研究新材料和設(shè)計(jì)新配方。轉(zhuǎn)矩流變儀的應(yīng)用可大體分為三個(gè)方面：進(jìn)行工藝性模擬試驗(yàn) 在轉(zhuǎn)矩流變儀上通過對影響材料流變性能的各種參數(shù)測量，可以創(chuàng)造出與密煉機(jī)、壓延機(jī)、擠出機(jī)、螺桿注射機(jī)、熱壓力機(jī)相似的試驗(yàn)條件。當(dāng)了解了試驗(yàn)條件對被試驗(yàn)材料的影響時(shí)，就可以迅速調(diào)整批量生產(chǎn)中的工藝條件，從而到達(dá)指導(dǎo)實(shí)際生成的目的。測量高分子材料的流變性能（或流變行為） 在高分子材料在混合混煉過程中，利用各種測試手段，研究材料在呈固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)的變化過程和影

13、響這些狀態(tài)的因素，研究材料的流動(dòng)和變形與影響流變得各種因素及這些因素間的關(guān)系。為開發(fā)新材料、設(shè)計(jì)新配方提供科學(xué)依據(jù) 在聚合物中加入穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、填料、顏料等添加劑時(shí)，添加劑的品種和數(shù)量，都對原材料的質(zhì)量有很大影響。使用轉(zhuǎn)矩流變儀可將不同配方的流變曲線記錄下來，與標(biāo)準(zhǔn)曲線對比，通過優(yōu)化篩選確定理想的配方。本實(shí)驗(yàn)測試裝置是lh60橡膠塑料混合裝置。它可用于橡膠、塑料與添加劑作混煉試驗(yàn)。其工作原理與密煉機(jī)基本相同，膠料在帶有螺旋棱邊的兩個(gè)特種轉(zhuǎn)子之間，并在一定的壓力下進(jìn)行擠壓、捏合、剪切和攪拌。lh60橡膠塑料混合裝置的主要技術(shù)參數(shù)：混合室總?cè)萘?60ml轉(zhuǎn)子工作段尺寸 36.45mm46

14、.6mm主動(dòng)轉(zhuǎn)子允許轉(zhuǎn)速 10120r/min轉(zhuǎn)子速度比（主動(dòng)/從動(dòng)） 3/2壓料塊對物料的壓力 0.656pa混合室允許最高加熱溫度 350允許最大工作轉(zhuǎn)矩 80nm轉(zhuǎn)子中心高 115mmlh60橡膠塑料混合裝置為精密測試儀器，安裝時(shí)一定要做到小心輕放，不得發(fā)生碰撞、沖擊現(xiàn)象。使用和清理時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)：在加熱狀態(tài)下，本機(jī)不允許搬運(yùn)、拆裝，在熱態(tài)排料時(shí)，必須帶有隔熱防護(hù)手套進(jìn)行操作，拆卸下來的有關(guān)零件（如，前板、中間體等），不得任意放置，必須掛在專用的固定架上，以防燙傷。在加熱時(shí)，必須嚴(yán)格控制加熱溫度，一旦達(dá)到所需的加熱溫度后，應(yīng)立即停止加熱，避免高溫過燒。在加料時(shí)，嚴(yán)禁用手直接加料，必須

15、使用專用的斜槽加料。同時(shí)還應(yīng)注意不得將手放于加料口附近，以免發(fā)生意外。壓入物料時(shí)，必須使用機(jī)器上原配壓料塊。不得用其他物件代替，以防損壞加料器、混煉室及轉(zhuǎn)子等有關(guān)零件。操作時(shí)必須有人看管?；鞜捲囼?yàn)應(yīng)在通風(fēng)良好的、潔凈的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。嚴(yán)禁用堅(jiān)硬的工具進(jìn)行清理和調(diào)整工作，以免碰傷有關(guān)零件。清理工具必須采用銅質(zhì)或柔性材料制成，而且，應(yīng)在低溫時(shí)進(jìn)行。不允許鏟轉(zhuǎn)子的表面。轉(zhuǎn)子表面有殘余物料時(shí)，可趁熱用隔熱防護(hù)手套擦拭。當(dāng)壓料桿升起后，不得用手去拖拉壓料齒條，也不得在其上面加任何外載荷。（2）組裝設(shè)備 先將所用的混合器與動(dòng)力系統(tǒng)組裝起來，最后相應(yīng)地插上所有的電加熱插頭、壓力插頭和熱電偶插頭。這項(xiàng)工作由設(shè)備

16、負(fù)責(zé)人或試驗(yàn)教師完成，作試驗(yàn)的學(xué)生觀看。（3）按下式計(jì)算加料量，并用天平準(zhǔn)確稱量。式中，加料量，g；混合器容積，lh60混合室容積為60；原材料的固體或熔體密度，g/；加料系數(shù)，按固體或熔體密度計(jì)算分別為0.65、0.80。2、測試操作（1）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩流變儀的微機(jī)及動(dòng)力系統(tǒng)，設(shè)置各段加熱區(qū)的溫度為140，并點(diǎn)擊“開始加熱”按鈕開始加熱。（2）當(dāng)各段加熱區(qū)都已達(dá)到所設(shè)定的溫度后，保溫30分鐘，以保證混合器內(nèi)部溫度均勻和穩(wěn)定。（3）加料先順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)操縱手輪11，直至壓料桿9被鎖定在加料裝置上方的鎖定位置上后，放開手輪（此時(shí)壓料塊不會(huì)自行下落），把定量的試樣放入加料盒內(nèi)。接著將加料盒斜插在加料器24左

17、上方，并且插穩(wěn)固定，這時(shí)試樣將沿著加料盒光滑低面全部進(jìn)入加料器內(nèi)（若有少量粉狀物料留在加料盒內(nèi)時(shí)，可用小刷子將其全部刷入加料器內(nèi)）。然后用右手握住操縱手輪11，左手拔出鎖緊銷手球22，再逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)操縱手輪，使壓料塊穩(wěn)速下落，當(dāng)壓料塊到達(dá)加料器底部并以物料接觸時(shí)，可放開操縱手輪。最后將加料盒拆除下來。（4）開啟傳動(dòng)裝置三分鐘后，開啟傳動(dòng)裝置，并將轉(zhuǎn)速由零逐漸調(diào)至31.5rpm，同時(shí)啟動(dòng)記錄，開始試驗(yàn)。（5）拆卸、清理混合器試驗(yàn)結(jié)束后，停止加熱，停止傳動(dòng)。打開混合器前板26緊固螺母，取下前板并把其掛在固定架上，趁熱取出混合室內(nèi)的物料，用專用工具及干凈棉質(zhì)布料把混合室壁、前板和轉(zhuǎn)子清理干凈。（6

18、）裝上前板，進(jìn)行下一個(gè)試驗(yàn)或中止試驗(yàn)。3、試驗(yàn)內(nèi)容（1）在相同的實(shí)驗(yàn)條件下（如溫度為140，轉(zhuǎn)速為31.5rpm）用不同的實(shí)驗(yàn)配方進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)配方參考如下：硬質(zhì)pvc顆粒；硬質(zhì)pvc顆粒和硬脂酸鈣（cast）；硬質(zhì)pvc顆粒和硬脂酸鋇（bast）；硬質(zhì)pvc顆粒和硬脂酸（hst）；硬質(zhì)pvc顆粒和鄰苯二甲酸二辛酯（dop）；硬質(zhì)pvc顆粒和碳酸鈣（caco3）。（2）在相同配方下，在不中止實(shí)驗(yàn)情況下，改變實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)條件參考見表1.1。表1.1 實(shí)驗(yàn)條件溫度/轉(zhuǎn)速/ rpm溫度/轉(zhuǎn)速/ rpm溫度/轉(zhuǎn)速/ rpm14031.512031.5120601402016031.518060140

19、401604018020六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）數(shù)據(jù)整理完成實(shí)驗(yàn)曲線的有關(guān)設(shè)置及制作報(bào)告。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表述寫出測試時(shí)的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)條件；以實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)、曲線為例，討論在高聚物結(jié)構(gòu)研究、材料配方選擇、成型工藝條件控制、成型機(jī)械及模具設(shè)計(jì)等方面的應(yīng)用。2、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理；（2）實(shí)驗(yàn)儀器、原材料名稱和用量；（3）實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)操作步驟；（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表述；（5）解答思考題。（1）、（2）和（3）在課前完成，（4）和（5）在課后完成。七、思考題1、塑化曲線上的各拐點(diǎn)、極值點(diǎn)和平臺代表什么意義？2、從測試物料及實(shí)驗(yàn)過程如何保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可

20、靠性？3、如何確定實(shí)驗(yàn)時(shí)間，如果在200下，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？塑化曲線會(huì)如何變化？八、實(shí)驗(yàn)中注意事宜在實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)需注意以下幾點(diǎn)：1、未經(jīng)老師同意，不得操作和觸動(dòng)計(jì)算機(jī)及儀器的各個(gè)部分。2、混合器各段溫度末達(dá)到工藝要求時(shí)，不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3、實(shí)驗(yàn)過程中，注意觀察扭矩、溫度、壓力等工藝參數(shù)的變化，并進(jìn)行記錄。4、把塑料倒入料斗時(shí)，檢查有無鐵屑、鐵釘之類金屬或其他異物混入物科，以免在螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)損壞儀器或影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。5、混合器加熱溫度比較高，不要裸手觸摸，以免發(fā)生燙傷事故。6、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，清理工具，打掃衛(wèi)生。實(shí)驗(yàn)二 測定熱塑性聚合物熔體的流變曲線一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解高分子材料熔體流動(dòng)變形特性以及

21、隨溫度、應(yīng)力、材料性質(zhì)塑化性能變化規(guī)律；2、掌握由高分子材料流變特性擬定成型加工工藝的方法；3、熟悉毛細(xì)管流變儀測定高分子材料流變性能的原理及操作。二、實(shí)驗(yàn)原理塑料熔體流變性有多種測定方法。通常隨使用的儀器類型而不同。用于測量流變性能的儀器一般稱為流變儀，有時(shí)又叫粘度計(jì)，其類型按施力的狀態(tài)主要有落球式、轉(zhuǎn)矩式和毛細(xì)管擠出式等幾種。這些不同類型的儀器，分別適用于不同粘性流體在不同剪切速率范圍的測定。各種流變儀測定的剪切速率和粘度范圍見下表：表2.1 幾種流變儀適用范圍流變儀粘度范圍/剪切速率/流變儀粘度范圍/剪切速率/毛細(xì)管擠出式旋轉(zhuǎn)圓筒式旋轉(zhuǎn)錐板式平行平板式落球式極低極低在測定和研究塑料熔體流

22、變性的各種儀器中，毛細(xì)管流變儀是一種常用的較為適宜的實(shí)驗(yàn)儀器，它具有多種功能和寬廣范圍的剪切速率容量。毛細(xì)管流變儀既可以測定塑料熔體在毛細(xì)管中的剪切應(yīng)力和剪切速率的關(guān)系，又可以根據(jù)擠出物的直徑和外觀或在恒定應(yīng)力下通過改變毛細(xì)管的長頸比來研究熔體的彈性和不穩(wěn)定流動(dòng)（包括熔體破碎）現(xiàn)象，從而預(yù)測其加工行為，為選擇復(fù)合物配方、尋求最佳成型工藝條件和控制產(chǎn)品質(zhì)量提供依據(jù)，或者為輔助成型模具和塑料機(jī)械設(shè)計(jì)提供基本數(shù)據(jù)。毛細(xì)管流變儀測試的基本原理是：設(shè)在一個(gè)無限長的圓形毛細(xì)管中，塑料熔體在管中的流動(dòng)為一種不可壓縮的粘性流體的穩(wěn)定層流流動(dòng)。毛細(xì)管兩端的壓力差為，由于流體具有粘性，它必然受到自管體與流動(dòng)方向相

23、反的作用力，通過粘滯阻力應(yīng)與推動(dòng)力相平衡等流體力學(xué)過程原理的推導(dǎo)，可得到管壁處的剪切應(yīng)力（pa）和剪切速率（s1）與壓力、熔體流率的關(guān)系。式中，毛細(xì)管的半徑，cm；毛細(xì)管的長度，cm；毛細(xì)管兩端的壓力差，pa；熔體體積流量，cm3/s。由此，在溫度和毛細(xì)管長頸比（l/d）一定的條件下，測定在不同的壓力下塑料熔體通過毛細(xì)管的流動(dòng)速率，由流動(dòng)速率和毛細(xì)管兩端的壓力差，可計(jì)算出相應(yīng)的剪切應(yīng)力和剪切速率值，將一組和在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制流動(dòng)曲線圖，即可求得非牛頓流體流動(dòng)指數(shù)和表觀粘度；改變溫度或改變毛細(xì)管長頸比，則可得到表觀粘度對時(shí)間依賴性的粘流活化能，離模膨脹比等表征流變特性的物理參數(shù)。對于大多數(shù)塑料

24、熔體來說都屬于非牛頓流體，它在管中流動(dòng)時(shí)具有彈性效應(yīng)、壁面滑移和流動(dòng)過程的壓力降等特性。況且在實(shí)驗(yàn)中毛細(xì)管的長度都是有限的。所以，由上述推導(dǎo)測得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有一定的偏差。為此，對假設(shè)熔體為牛頓流體推導(dǎo)的剪切速率和適用于無限長圓形毛細(xì)管的剪切應(yīng)力必須進(jìn)行“非牛頓修正”和“入口修正”，方能得到毛細(xì)管壁上的真實(shí)剪切速率和真實(shí)剪切應(yīng)力。不過，修正較繁瑣，工作量較大。如若毛細(xì)管的l/d40，或測試數(shù)據(jù)僅用于實(shí)驗(yàn)對比時(shí)，也可以不作修正要求。三、實(shí)驗(yàn)所用原材料熱塑性塑料及其復(fù)合粉料、粒料等。根據(jù)塑料類型按相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行干燥處理。本次實(shí)驗(yàn)試樣采用硬質(zhì)pvc顆粒。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、工作原理及主要技術(shù)參數(shù)本實(shí)驗(yàn)采用xs

25、s300轉(zhuǎn)矩流變儀測量熔體的流變曲線，其測試裝置是lsj20塑料擠出裝置和毛細(xì)管口模。所測塑料在單螺桿擠出機(jī)中熔融塑化后被輸送，并通過毛細(xì)管口模擠出。當(dāng)塑料熔體通過毛細(xì)管口模時(shí)，由安裝在毛細(xì)管口模入口處的壓力傳感器和熱電偶，測試出熔體的壓力和溫度，微機(jī)記錄下熔體壓力和溫度數(shù)值。lsj20塑料擠出裝置主要技術(shù)參數(shù)：螺桿公稱直徑 20cm 螺桿長徑比 25：1螺桿轉(zhuǎn)速 5120r/min 螺桿特征 漸變，突變允許最高溫度 350 允許最大扭矩 120nm最高產(chǎn)量 3.5kg/h毛細(xì)管口模規(guī)格：10：1 20：1 30：1 40：1其他實(shí)驗(yàn)工具：天平1臺，精度0.1g；秒表1個(gè)；游標(biāo)卡尺，最小分度0

26、.02mm。五、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、準(zhǔn)備工作（1）了解轉(zhuǎn)矩流變儀的用途、測試裝置的工作原理和主要技術(shù)參數(shù)、儀器使用和清理的有關(guān)規(guī)定（2）組裝設(shè)備 先將lsj20塑料擠出裝置與動(dòng)力系統(tǒng)組裝起來，然后把毛細(xì)管口模緊密安裝在擠出機(jī)上，最后相應(yīng)地插上所有的電加熱插頭、壓力插頭和熱電偶插頭。這項(xiàng)工作由設(shè)備負(fù)責(zé)人或試驗(yàn)教師完成，作試驗(yàn)的學(xué)生觀看。2、實(shí)驗(yàn)操作（1）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩流變儀的微機(jī)及動(dòng)力系統(tǒng)，設(shè)置各段加熱區(qū)的溫度，并點(diǎn)擊“開始加熱”按鈕開始加熱。（2）當(dāng)各段加熱區(qū)都已達(dá)到所設(shè)定的溫度后，保溫20分鐘，以使各段內(nèi)部溫度均勻和穩(wěn)定。（3）啟動(dòng)擠出機(jī)，加料啟動(dòng)擠出機(jī)，將螺桿轉(zhuǎn)速調(diào)至實(shí)驗(yàn)值，加料，當(dāng)擠出條件達(dá)

27、到平衡后，開啟打印機(jī)，開始實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。取樣（0.5分鐘取一次，連續(xù)取3次），測試塑料熔體的質(zhì)量流速（g/min）。收集擠出物，觀察外形，測量直徑。（4）清理試驗(yàn)結(jié)束后，繼續(xù)加熱，擠出機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至口模內(nèi)物料熔體全部擠出。停止加熱，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，卸下口模，清理擠出機(jī)和口模內(nèi)的殘料。如果再次實(shí)驗(yàn)隨之進(jìn)行，可不必清理。3、試驗(yàn)內(nèi)容按照實(shí)驗(yàn)操作的4個(gè)步驟分別進(jìn)行下列試驗(yàn)：（1）剪切應(yīng)力和剪切速率關(guān)系口模溫度固定為170，口模長徑比為20：1時(shí)，調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速，在不同轉(zhuǎn)速下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作。螺桿轉(zhuǎn)速以5r/min之差遞增，從5r/min至25r/min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?？谀囟裙潭?70，口模長徑比為1

28、0：1時(shí)時(shí)，調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速，在不同轉(zhuǎn)速下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作。螺桿轉(zhuǎn)速以10r/min之差遞增，從5r/min至25r/min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?？谀囟裙潭?70，口模長徑比為30：1時(shí)，調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速，在不同轉(zhuǎn)速下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作。螺桿轉(zhuǎn)速以10r/min之差遞增，從5r/min至25r/min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?？谀囟裙潭?70，口模長徑比為40：1時(shí)，調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速，在不同轉(zhuǎn)速下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作。螺桿轉(zhuǎn)速以10r/min之差遞增，從5r/min至25r/min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）表觀粘度與溫度的關(guān)系口模長徑比為一定時(shí)和螺桿轉(zhuǎn)速為10r/min時(shí)，調(diào)節(jié)口模溫度，在不同溫度下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作。溫度以5之差遞增，

29、從160到180進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）計(jì)算公式熔體體積流量（cm3/s）式中，熔體質(zhì)量流量，g/min；試樣的熔體密度，g/cm3。熔體的表觀粘度式中，管壁處的表觀剪切應(yīng)力；管壁處的表觀剪切速率。非牛頓修正式中，管壁處的真實(shí)剪切速率；非牛頓指數(shù)。入口修正式中，管壁處真實(shí)剪切應(yīng)力；修正因子。離模膨脹比式中，擠出物直徑，mm；毛細(xì)管直徑，mm。（2）數(shù)據(jù)處理及作圖將測試數(shù)據(jù)代人以上公式中，分別計(jì)算出各轉(zhuǎn)速下熔體體積流量及其對于的表觀剪切應(yīng)力和表觀剪切速率。計(jì)算熔體的表觀粘度，并將、的計(jì)算值列入下表中，同時(shí)在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制對的流變曲線，在不大的范圍內(nèi)可得到一條直線，該直線

30、的斜率即為非牛頓指數(shù)。將非牛頓指數(shù)和代人式中，進(jìn)行非牛頓修正，得到毛細(xì)管管壁處的真實(shí)剪切速率。把恒定溫度下測得不同長頸比（）毛細(xì)管的一系列壓力降對表觀剪切速率作圖，再在恒定下繪制圖，將其所得直線外推與軸相交，該軸上的截距即為修正因子。把代人式，就可得到毛細(xì)管管壁處的真實(shí)剪切應(yīng)力。利用不同溫度下測得的塑料熔體表觀粘度繪制關(guān)系圖，在一定溫度內(nèi)圖形應(yīng)是一直線，該直線的斜率即能表征熔體的粘流活化能。將擠出物（單絲）冷卻后用游標(biāo)卡尺測量其直徑（為減少擠出物自重所引起的單絲變細(xì)，測量應(yīng)靠單絲是始端進(jìn)行，最好選用溶液接托法取樣），計(jì)算出膨脹比；用放大鏡觀察擠出物的外觀（表面粗糙無光和表面呈微細(xì)不規(guī)則且有相當(dāng)

31、間距的棱柱形者為鯊魚皮癥；擠出物被扭曲為波紋；竹節(jié)或螺旋以及支離破碎的料團(tuán)稱熔體破碎）。用試驗(yàn)內(nèi)容3的（1）中到任何一個(gè)的數(shù)據(jù)作出螺桿特性曲線。用試驗(yàn)內(nèi)容3的（1）中到的數(shù)據(jù)作出口模特性曲線。2、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理；（2）實(shí)驗(yàn)儀器、原材料名稱；（3）實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)操作步驟；（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理；（5）解答思考題。（1）、（2）和（3）在課前完成，（4）和（5）在課后完成。七、思考題1、試考慮為什么要進(jìn)行“非牛頓修正”和“入口修正”？2、為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性，操作及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中應(yīng)特別注意哪些問題？3、如何使用高分子材料的流變曲線指導(dǎo)擬定的成型加工

32、工藝？八、實(shí)驗(yàn)中注意事宜在實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)需注意以下幾點(diǎn)：1、未經(jīng)老師同意，不得操作和觸動(dòng)計(jì)算機(jī)及儀器的各個(gè)部分。2、擠出機(jī)各段溫度末達(dá)到工藝要求時(shí)，不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3、改變口模溫度時(shí)取樣，一定要在各段加熱區(qū)在所設(shè)定的溫度下保溫20分鐘后，開始取樣。4、改變轉(zhuǎn)速時(shí)取樣，一定要在轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后取樣。5、取樣要迅速，不得拉拽，一定要用切刀或剪刀切斷或剪斷。6、實(shí)驗(yàn)過程中，注意觀察扭矩、溫度、壓力等工藝參數(shù)的變化，并進(jìn)行記錄。7、把塑料倒入料斗時(shí)，檢查有無鐵屑、鐵訂之類金屬或其他異物混入物科，以免在螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)損壞儀器或影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。8、擠出機(jī)的料筒及口模加熱溫度比較高，不要裸手觸摸，以免發(fā)生燙傷事故。9

33、、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，清理工具，打掃衛(wèi)生。實(shí)驗(yàn)三 測定熱塑性聚合物熔體的流動(dòng)速率一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解塑料熔體流動(dòng)指數(shù)與分子量大小及其分布的關(guān)系；2、熟悉測定塑料熔體流動(dòng)指數(shù)的原理及操作。二、實(shí)驗(yàn)原理塑料熔體流動(dòng)指數(shù)（mfr）是在一定溫度和負(fù)荷下，塑料熔體每10min通過標(biāo)準(zhǔn)口模的質(zhì)量（g/10min）。在塑料成型加工中，熔體流動(dòng)速率是用來衡量塑料熔體流動(dòng)性的一個(gè)重要指標(biāo)。對一定結(jié)構(gòu)的塑料熔體，若mfr越大，表征塑料熔體的平均分子量越低，成型時(shí)流動(dòng)性越好。測試mfr的儀器通常稱為塑料熔體流動(dòng)速度測試儀（或熔體指數(shù)儀）。這種儀器測得的流動(dòng)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。因而

34、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。該法測定熔體流動(dòng)速率簡便易行，對材料的選擇和成型工藝條件的確定有其重要的實(shí)用價(jià)值，工業(yè)生產(chǎn)上得到廣泛應(yīng)用。三、實(shí)驗(yàn)所用原材料粉料、粒料、小塊、薄片等形狀的熱塑性塑料。根據(jù)塑料類型按相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行干燥處理。本次實(shí)驗(yàn)試樣采用硬質(zhì)pvc顆粒和abs顆粒。四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、工作原理及主要技術(shù)特性（1）塑料熔體流動(dòng)速率測試儀本實(shí)驗(yàn)采用xnr40am塑料熔體流動(dòng)速率測試儀，該儀器由擠出系統(tǒng)和加熱控溫系統(tǒng)兩部分組成。其主體結(jié)構(gòu)（試料擠出系統(tǒng)）示意圖如圖3.1。固態(tài)塑料在料筒內(nèi)融化為熔體，熔體在負(fù)荷作用下由標(biāo)

35、準(zhǔn)毛細(xì)管口模擠出。塑料熔體流動(dòng)速率測試儀主要技術(shù)特性為：負(fù)荷由砝碼、托盤（g）、活塞（g）之和組成，分為325g、1200g、2160g、3800g、5000g、10000g、12500g、21600g等八個(gè)檔次；標(biāo)準(zhǔn)口模直徑mm；標(biāo)準(zhǔn)口模長度mm，內(nèi)壁粗糙度不低于；料筒長度152mm，料筒直徑mm；溫度范圍：室溫400連續(xù)可調(diào)。（2）其他實(shí)驗(yàn)用具 天平（感量0.001g），白色的綢布和棉紗，鑷子。五、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、準(zhǔn)備工作（1）熟悉熔體流動(dòng)速率儀主體結(jié)構(gòu)和操作規(guī)程，根據(jù)塑料類型選擇實(shí)驗(yàn)條件（標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件見表3.1）。有關(guān)塑料實(shí)驗(yàn)條件，按表3.2選用。共混、共聚和改性等類型的塑料也可參

36、照表3.2選用。表3.1 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件序號標(biāo)準(zhǔn)口模內(nèi)徑/mm實(shí)驗(yàn)溫度/負(fù)荷/kg序號標(biāo)準(zhǔn)口模內(nèi)徑/mm實(shí)驗(yàn)溫度/負(fù)荷/kg12345672.0952.0952.0952.0952.0952.0952.0951901901901901902002000.3252.1605.00010.00021.6005.00010.000891011121314152.0952.0952.0952.0952.0952.0952.0952.09522023023023023023027530010.0000.3251.2002.1603.8005.0000.3251.200表3.2 塑料實(shí)驗(yàn)條件材料實(shí)驗(yàn)溫度/負(fù)

37、荷/kg材料實(shí)驗(yàn)溫度/負(fù)荷/kgabs22010.00pvc1900.325abs2005.00pvc1902.16abs2205.00pvc1905.00abs20010.00pvc19010.00（2）稱樣預(yù)計(jì)試樣的mfr范圍，按表3.3稱取試樣（準(zhǔn)確到0.1g）。表3.3 試樣加入量與切樣時(shí)間間隔熔體流動(dòng)速率/(g/10min)料筒中樣品質(zhì)量/g擠出物切斷時(shí)間間隔/s0.10.5352400.514612013.546603.510683010685151） 當(dāng)材料密度大于1.0g/cm3時(shí)，可能需增加試樣量。2） 當(dāng)測定mfr大于25g/min的材料時(shí)，為了獲得足夠的再現(xiàn)性，需要對小于

38、0.1s的切斷時(shí)間間隔進(jìn)行測量。3） 樣條長度以30mm60mm為宜（3）儀器調(diào)整和口模安裝先把聯(lián)接口模擋板的推拉桿向爐體推入，然后把水準(zhǔn)支桿從料筒的上端口插入料筒，并使支桿的底部與口模擋板接觸，再把水準(zhǔn)儀放在支桿上。調(diào)節(jié)底座下面的四個(gè)調(diào)節(jié)螺釘，使水準(zhǔn)泡在水準(zhǔn)儀正中，使料筒達(dá)到鉛直狀態(tài)（注：這是為了避免活塞引起過分摩擦或在重的負(fù)荷下完全）。接著鎖緊調(diào)節(jié)螺母上的鎖緊螺母，取下水準(zhǔn)儀和支桿。從料筒的上端口裝入口模，并用裝料桿將其壓到與口模擋板接觸為止。接著，將活塞插入料筒中。2、實(shí)驗(yàn)操作（1）接通電源，打開控制面板上的電源開關(guān)，電源指示燈亮。點(diǎn)擊“2”進(jìn)入實(shí)驗(yàn)主頁，設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置結(jié)束后

39、，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”鍵，儀器開始升溫。當(dāng)溫度達(dá)到要求溫度時(shí)，恒溫30分鐘。（2）恒溫30分鐘后，取出活塞，將試料用料斗加入料筒，隨即把活塞再插入料筒并用力下壓壓緊試料，全過程要在1分鐘內(nèi)完成。預(yù)熱4分鐘使?fàn)t溫回復(fù)至要求溫度。（3）在活塞頂托盤上加上砝碼，隨即用手輕輕下壓，促使活塞在1分鐘內(nèi)降至下環(huán)形標(biāo)記距料筒口510mm處。待活塞自行（不用手）降至下環(huán)形標(biāo)記與料筒口相平行時(shí)，點(diǎn)擊“開始”鍵并將取樣盤放在出料口下方，刮刀開始按設(shè)定的時(shí)間間隔自動(dòng)刮料。以連續(xù)切取的無氣泡樣條三個(gè)為一組，保留多組。（4）當(dāng)活塞自行降至上環(huán)形標(biāo)記與料筒口相平行時(shí)，停止切樣。停止切樣后，趁熱將余料全部壓出，立即取出活塞和口模，

40、趁熱用綢布和棉紗擦拭表面除去表面的余料，用口模清理棒細(xì)端頂出口模內(nèi)的殘料。用綢布繞在料筒清洗桿上，清潔桿在料筒內(nèi)邊推動(dòng)邊轉(zhuǎn)動(dòng)地擦拭幾次，直至干凈為止。（5）所取樣條冷卻后，在天平上分別稱其質(zhì)量。若其質(zhì)量的最大值和最小值之差大于平均值的10，則換樣條組或重作實(shí)驗(yàn)。3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容按上面的步驟進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：硬質(zhì)pvc顆粒和abs顆粒六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果（1）試料熔體流動(dòng)速率計(jì)算 試料熔體流動(dòng)速率計(jì)算式為式中，切取樣條質(zhì)量的算術(shù)平均值，g；切樣時(shí)間間隔，s。實(shí)驗(yàn)結(jié)果取兩位有效數(shù)字。（2）實(shí)驗(yàn)條件與樣條外觀記錄2、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理；（2）實(shí)驗(yàn)儀器、原材料名

41、稱、型號；（3）實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)操作步驟；（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理；（5）樣條外觀現(xiàn)象分析；（6）解答思考題。（1）、（2）和（3）在課前完成，（4）、（5）和（6）在課后完成。七、思考題1、舉例說明哪些因素影響測定結(jié)果？2、是否所有熱塑性塑料均可進(jìn)行mfr測定？塑料合金呢八、實(shí)驗(yàn)中注意事宜在實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)需注意以下幾點(diǎn)：1、未經(jīng)老師同意，不得操作和觸動(dòng)儀器的各個(gè)部分。2、料筒溫度末達(dá)到工藝要求時(shí)，不得進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3、清洗活塞桿時(shí)，不能用硬物刮。4、實(shí)驗(yàn)操作人員必須帶手套，以防止?fàn)C傷。5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，清理工具，打掃衛(wèi)生。實(shí)驗(yàn)四 熱塑性塑料模壓成型實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康臒崴苄运芰嫌舶宥鄶?shù)為半成品，作為熱成

42、型及二次加工的原材料，用于制作箱體、殼體、家具、防腐槽、復(fù)合裝飾板等。用壓制成型制備熱塑性塑料硬板，在研究一些熔體粘度較大的塑料改性技術(shù)（如塑料合金、塑料復(fù)合材料、氟塑料、熱固性塑料），制備材料性能測試試樣時(shí)常常采用。本實(shí)驗(yàn)通過混合塑煉和熱壓成型制備pvc塑料硬板，使學(xué)生了解pvc復(fù)合物配制及其工藝控制對產(chǎn)品外觀和力學(xué)性能的影響，熟悉壓制成型特點(diǎn)和生產(chǎn)操作。二、實(shí)驗(yàn)原理單純的pvc樹脂較剛硬，熔體粘度大，流動(dòng)性差，雖具有一般非晶態(tài)線性高聚物的熱力學(xué)狀態(tài)，但范圍窄，對熱不穩(wěn)定，在成型溫度下會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的降解，放出氯化氫氣體、變色和粘住設(shè)備。因此，在成型加工之前必須加入熱穩(wěn)定劑、加工改性劑、潤滑劑、

43、抗沖改性劑等多種助劑。壓制硬pvc板材生產(chǎn)過程包括下列工序：混合，按一定配方稱量pvc及各種助劑，按一定順序加料，將各組分加入到高速混合機(jī)中進(jìn)行幾何分散；雙輥塑料拉片，用雙輥塑煉機(jī)將混合物料熔融混合塑化，得到組成均勻的成型用pvc片材；壓制，把pvc片材放入恒溫壓制模具中，預(yù)熱，加溫加壓使pvc熔融塑化，然后冷卻定型成硬質(zhì)pvc板材?；旌瞎ば蚴抢脤ξ锪霞訜岷蛿嚢枳饔?，使樹脂粒子在吸收液體組分的同時(shí)，受到反復(fù)撕捏、剪切，形成能自由流動(dòng)的粉狀摻混物。塑煉工序是使物料在粘流溫度以上和較大的剪切作用下來回折疊、輥壓，使各組分分散更趨均勻，同時(shí)驅(qū)除可能含有水分等揮發(fā)性氣體。pvc混合物經(jīng)塑煉后，可塑性

44、得到很大改善，配方中各組分的獨(dú)特性能和它們之間的“協(xié)同作用”將會(huì)得到更大發(fā)揮，這對下一步成型和制品性能有著極其重要的影響。因此，塑煉過程中與料溫和剪切作用有關(guān)的工藝參數(shù)、設(shè)備特性（如輥溫、輥距、輥速、時(shí)間）以及操作的熟練程度都是影響塑煉效果的重要因素。壓制是板材成型的重要方法，正確選擇和調(diào)節(jié)壓制溫度、壓制壓力、時(shí)間以及制品的冷卻程度是控制板材性能的工藝措施。通常在不影響制品性能的前提下，適當(dāng)提高壓制溫度，降低成型壓力，縮短成型周期對提高壓機(jī)生產(chǎn)效率是行之有效的；但過高的溫度、過長的加熱時(shí)間會(huì)加劇樹脂降解和熔料外溢，致使制品顏色暗淡、毛邊增多及力學(xué)性能變劣。綜上所述，pvc塑料的組成、共混方式、

45、加工歷程是提高制品質(zhì)量的關(guān)鍵。要生產(chǎn)出性能優(yōu)異的pvc板材，除了設(shè)計(jì)一個(gè)較合理的配方外，其加料順序、各工序的工藝參數(shù)都必須通過實(shí)驗(yàn)分析調(diào)整，嚴(yán)格控制。三、實(shí)驗(yàn)所用原材料及配方粉料、粒料、小塊、薄片或其他形狀的熱塑性塑料。根塑料類型按相應(yīng)規(guī)定進(jìn)行干燥處理。本次實(shí)驗(yàn)試樣采用硬質(zhì)pvc顆粒和abs顆粒及其他填料。配方如下：原材料質(zhì)量份數(shù)原材料質(zhì)量份數(shù)pvc樹脂abs硬脂酸鋇10041.5硬脂酸鈣硬脂酸鋅硬脂酸0.20.10.3四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器實(shí)驗(yàn)混合和塑煉設(shè)備用轉(zhuǎn)矩流變儀。壓制成型設(shè)備用250kn平板硫化機(jī)，其主要性能參數(shù)為：最大關(guān)閉壓力250 kn 柱塞最大行程150 mm工作液最大壓力15mp

46、平板面積350mm350 mm 烘箱最高使用溫度250，壓制用平板模具，模具尺寸172mmxl72mm4mm制樣機(jī)。搪瓷盤或不銹鋼盤 測厚儀或游標(biāo)卡尺 銅刀 棕刷 手套五、實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、準(zhǔn)備工作（1）熟悉平板硫化機(jī)主體結(jié)構(gòu)和操作規(guī)程，根據(jù)塑料類型選擇實(shí)驗(yàn)條件。（2）按一定配方稱量pvc及各種助劑。2、實(shí)驗(yàn)操作（1）混合和塑煉啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩流變儀的微機(jī)及動(dòng)力系統(tǒng)，根據(jù)混合實(shí)驗(yàn)要求設(shè)置各段加熱區(qū)的溫度為100，并點(diǎn)擊“開始加熱”按鈕開始加熱。當(dāng)各段加熱區(qū)都已達(dá)到所設(shè)定的溫度后，保溫30分鐘。加料 按一定順序加料，將各組分加入到混合器中進(jìn)行幾何分散。開啟傳動(dòng)裝置 三分鐘后，開啟傳動(dòng)裝置，并將轉(zhuǎn)速由

47、零逐漸調(diào)至120rpm。當(dāng)物料混合溫度自動(dòng)升至90100時(shí)（或混合30分鐘后），添加劑已均勻分散吸附在pvc顆粒表面，固體潤滑劑也基本融化時(shí)，將轉(zhuǎn)速由120rpm逐漸調(diào)至30rpm，再根據(jù)塑煉實(shí)驗(yàn)要求設(shè)置各段加熱區(qū)的溫度為165。當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件穩(wěn)定后，在此條件下，塑煉10min。卸料，制片坯 塑煉結(jié)束后，停止加熱，停止傳動(dòng)。打開混合器前板26緊固螺母，取下前板并把其掛在固定架上，趁熱取出混合室內(nèi)的物料，并把它放在經(jīng)預(yù)熱的平板坯料模具上，隨即置入平板硫化機(jī)上壓制1mm左右的片坯。用專用工具及干凈棉紗把混合室壁、前板和轉(zhuǎn)子清理干凈后，裝上前板，進(jìn)行下一個(gè)試驗(yàn)或中止試驗(yàn)。（3）模壓準(zhǔn)備 在混合和塑煉過程

48、中，接通平板硫化機(jī)電源，旋開控制面板上的加熱開關(guān)，溫度顯示儀表亮。儀器開始加熱升溫。根據(jù)物料和實(shí)驗(yàn)要求，設(shè)置實(shí)驗(yàn)溫度，并把平板坯料模具置于加熱板上預(yù)熱。按下面公式計(jì)算結(jié)果將壓力表的上限壓力調(diào)在要求的范圍之內(nèi)。式中，壓力表讀數(shù)，mpa；模壓壓強(qiáng)，mpa；模具投影面積，cm2；硫化機(jī)最大工作壓力，kn；硫化機(jī)公稱壓力，kn。預(yù)熱 將聚氯乙烯薄片按壓模板框尺寸大小剪成多層片材。選幾片樣片疊在一起放在在100120的烘箱內(nèi)預(yù)熱10 min；將烘箱中塑料片取出置于模具框內(nèi)，將模具置入主平板中央，開動(dòng)硫化機(jī)加壓，使硫化機(jī)上加熱板與模具上板剛好接觸（此時(shí)模具處于未受壓狀態(tài)），在此狀態(tài)下預(yù)熱10 min。加壓

49、 開動(dòng)硫化機(jī)加壓，使壓力表指針指示到所需工作壓力，經(jīng)27次卸壓放氣后，在工作壓力下壓制一定時(shí)間。固化定型 固化定型有兩種方式，一是冷壓；二是降溫?zé)釅骸Ｒ话銇碚f，壓制時(shí)間短的采用冷壓；而壓制時(shí)間長的采用降溫?zé)釅骸?出模 卸掉硫化機(jī)壓力，取出模具，用銅片開模具，取出制品。（3）制樣 將聚氯乙烯硬板在制樣機(jī)上，根據(jù)需要切割成要求形狀和尺寸。3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（根據(jù)學(xué)時(shí)多少，可選作其中1到4個(gè)）按不同壓制工藝條件，重復(fù)上述操作過程，進(jìn)行模壓實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)工藝條件為（1）模壓溫度160；模壓壓強(qiáng)2.0 mpa；保溫保壓時(shí)間20分鐘后，停止加熱，待模具溫度降至60以下，卸壓起模。（2）模壓溫度170；模壓壓強(qiáng)2.

50、0 mpa；保溫保壓時(shí)間20分鐘后，停止加熱，待模具溫度降至60以下，卸壓起模。（3）模壓溫度180；模壓壓強(qiáng)1.5 mpa；保溫保壓時(shí)間20分鐘后，停止加熱，待模具溫度降至60以下，卸壓起模。（4）模壓溫度180；模壓壓強(qiáng)1.5 mpa；保溫保壓時(shí)間3分鐘；在10 mpa條件下冷壓20min后，卸壓起模。六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與報(bào)告1、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表述 記錄下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）原料牌號、規(guī)格、生產(chǎn)廠家名稱；（2）計(jì)算塑料粉用量及表壓值；（3）模具結(jié)構(gòu)尺寸；（4）模壓工藝條件；（5）制品外觀記錄。2、實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理；（2）實(shí)驗(yàn)儀器、原材料名稱、型號；（3）實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)

51、驗(yàn)操作步驟；（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表述；（5）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄及原因分析；（6）解答思考題。（1）、（2）和（3）在課前完成，（4）、（5）和（6）在課后完成。七、思考題1、模壓過程中為什么要進(jìn)行排氣？2、分析配方中各個(gè)組分的作用？3、觀察所壓制硬板的表觀質(zhì)量，分析出現(xiàn)塌坑、氣泡、開裂等現(xiàn)象的原因？4、如果在配方中加入510份氯化聚乙烯，將會(huì)對硬聚氯乙烯的性能有什么八、實(shí)驗(yàn)中注意事宜在實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)需注意以下幾點(diǎn)：1、未經(jīng)老師同意，不得操作和觸動(dòng)儀器的各個(gè)部分。2、配科時(shí)稱量必須準(zhǔn)確。3、清理模具時(shí)，用規(guī)定工具清理，不能用其他硬物刮。4、實(shí)驗(yàn)操作人員必須帶手套，以防止?fàn)C傷。5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，清理工具，打掃衛(wèi)生。

52、實(shí)驗(yàn)五 熱固性塑料模壓成型實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解模壓成型熱固性塑料的原理和工藝控制過程；2、加深理解塑料模塑粉配方以及模壓成型工藝參數(shù)對熱固性塑料模壓制品性能及外觀質(zhì)量的影響；3、了解酚醛模塑粉中各組分的作用以及配方原理。二、實(shí)驗(yàn)原理熱固性塑料的模壓成型是將縮聚反應(yīng)到一定階段的熱固性樹脂及其填充混合料置于成型溫度下的壓模型腔中，閉模施壓。借助熱和壓力作用，使物料一方面熔融成可塑性流體而充滿型腔，取得與型腔一致的形樣，與此同時(shí)，帶活性集團(tuán)的樹脂分子產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)一段時(shí)間保壓固化后，脫模，制得熱固性塑料制品的過程。在熱固性塑料模壓成型過程中，溫度、壓力和保壓時(shí)間是重要的工藝參數(shù)。他們之間既有各自的作用又相互制約，各工藝參數(shù)的基本作用和相互關(guān)系如下：1、模壓溫度在其他工藝條件一定的情況下，熱固性塑料模壓過程中，溫度不僅影響其流動(dòng)性而且決定成型過程中