高分子成型加工實驗

1、第四章 高分子成型加工實驗1實驗一 熱固性樹脂復合材料的手糊成型1實驗二 模具組裝實驗3實驗三 塑料注射成型5實驗四 塑料模壓成型6實驗五 聚丙烯塑料的擠出成型7實驗六 熱塑性高分子材料造粒8實驗七 橡膠的開煉及平板硫化10實驗八 聚氨酯硬泡塑料的制備13實驗九 功能性橡膠的制備15第四章 高分子成型加工實驗實驗一 熱固性樹脂復合材料的手糊成型一、實驗目的 1、了解熱固性樹脂的固話原理。 2、學會手糊成型制備復合材料。二、實驗原理手糊成型工藝又稱接觸成型，是樹脂基復合材料生產中最早使用和應用最普遍的一種成型方法。手糊成型工藝是以加有固化劑的樹脂混合液為基體，以玻璃纖維及其織物為增強材料，在涂有

2、脫模劑的模具上以手工鋪放結合，使二者粘接在一起，制造玻璃鋼制品的一種工藝方法?；w樹脂通常采用不飽和聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂，增強材料通常采用無堿或中堿玻璃纖維及其織物。在手糊成型工藝中，機械設備使用較少，它適于多品種、小批量制品的生產，而且不受制品種類和形狀的限制。三、實驗步驟不飽和樹脂配方實驗塑料小杯：100克不飽和樹脂塑料小杯：紅配方，鈷鹽，0.82.0克塑料小杯：白配方，過氧化物，0.82.0克將和倒入中，攪拌均勻，放入溫度計，測量溫度變化，畫出曲線。2分鐘測一個點。溫度變化快時可縮短測量時間，溫度變化緩慢時可增大測量間隔。注意：需將和緩緩加入到中，和不能直接混合，否則容易燃燒或爆炸。 復合

3、材料的制備需準備的材料：塑料盆、攪拌棒、米拉薄膜、玻纖布、壓輥、鋼鋸條、不飽和聚酯樹脂、紅配方、白配方、玻璃板、鏟刀、膠帶、毛刷等。1. 取玻璃板（300 mm × 300 mm）2塊，用鏟刀鏟凈其表面；2. 裁剪米拉薄膜2張，規(guī)格300 mm × 300 mm；3. 裁剪玻纖布5張，規(guī)格250 mm × 250 mm；4. 將一塊玻璃板放置在平臺上，鋪放1張米拉薄膜，并用膠帶固定；5. 將所裁剪的5張玻纖布稱重，記為W；6. 稱取1.5W重量（根據(jù)經(jīng)驗，實際稱量約350克左右）的不飽和聚酯樹脂，放置于塑料盆中；7. 按樹脂重量的1.52.0稱取紅配方，加入到樹脂

4、中，攪勻；8. 按樹脂重量的l.52.0稱取白配方，加入到樹脂中，攪勻；9. 用毛刷蘸上不飽和聚酯樹脂，均勻涂刷在已固定好的米拉薄膜上，不得漏涂；10. 鋪上一層玻纖布，并用壓輥壓實，確保玻纖布上浸透樹脂；11. 用毛刷再蘸取少量樹脂，涂刷在玻纖布上；12. 鋪放第二層玻纖布，并用壓輥壓實，趕出氣泡；13. 依次類推，直至5層玻纖們全部鋪放完畢為止；14. 在第5層玻纖布上在涂刷少量樹脂；15. 另取一張米拉薄膜，覆蓋在玻纖布上，用鋸條平邊刮米拉薄膜，讓表面樹脂分布均勻，并消除可能存在的氣泡；16. 在米拉薄膜上貼上寫有自己班級學號、姓名的紙條。蓋上另一張玻璃板，放置好，等待固化；17. 用熱

5、水清洗壓輥、塑料盆及毛刷等工具，清理完畢，上交工具。三、注意事項1. 紅配方與白配方不可直接混合接觸，容易燃燒或爆炸。2. 不飽和聚酯樹脂氣味較大，注意實驗室通風。3. 搬動玻璃板時注意安全。4. 復合材料手糊成型時，不要有缺膠，不要有氣泡。5. 注意實驗室衛(wèi)生，樹脂不要弄在地上或實驗臺上。壓輥、塑料盆及毛刷等工具使用后，熱水清洗干凈。實驗二 模具組裝實驗一、實驗目的1、了解高分子材料注塑模具的主要結構、動作過程和作用；2、 觀察模具成型零件、導向零件、分型面和頂出機構；3、掌握塑料注射模具的裝配及拆卸方法；4、掌握模具零件的尺寸的測量方法；5、 根據(jù)模具零件的作用了解和掌握模具零件的材料選擇

6、方法；6、根據(jù)模具零件的作用繪制零件圖和模具裝配圖，并完成零件尺寸和技術要求的標注。二、實驗原理高分子材料注射成型模具是用來注射成型高分子材料制件的裝置。高分子材料經(jīng)過注射機均勻塑化后通過噴嘴注射入成型模具。高分子物料熔體從注塑機料筒出來，經(jīng)主流道、分流道和澆口進入模具模腔，充模成型，經(jīng)冷卻后成型為所需制件。注射成型模具要配合模具完成閉模、塑料熔體的輸送、冷卻定型、開模、制件頂出等系列工藝過程。注射模具的結構也因此而影響到成型制件的質量和生產效率。通過對注塑模具的裝配和拆卸實驗使學生對注塑模具結構有更加清楚的認識，對模具的動作過程有所了解，對模具中各種典型零件的使用要求加深理解。三、 實驗設備

7、及工具注射模具 鉗工平臺 游標卡尺、鋼直尺 內六角扳子 臺虎鉗螺絲刀 榔頭 銅棒、銷釘沖子 托盤 干凈棉紗四、 實驗步驟1、模具的剖析（1） 注塑模總體結構的分析 分型面選擇、方向和位置的確定； 表面質量要求，考慮澆口痕跡，頂件痕跡及熔接痕的影響 有無側向抽芯(側向分型)，如有，抽芯距離多大?（2）澆注系統(tǒng)分析 分流道布置形式，截面形狀及尺寸，澆口位置選擇，澆口類型及尺寸。（3）成型零件結構分析 型腔、型芯結構設計，鑲拼部位及裝配要求。（4）側向抽芯（側向分型）機構分析 采取何種類型的側向抽芯（側向分型）機構，對該機構各組成零件的設計要求，傾斜角參數(shù)的確定。 （5）冷卻系統(tǒng)設計分析 冷卻水道布

8、置、冷卻水密封問題，冷卻水孔孔徑。 （6）頂出機構分析 采取何種類型的頂出機構，頂出機構中各零件的設計，如頂桿分布、頂桿直徑、頂桿結構、頂桿長度及行程、頂出機構導柱的安裝位置及直徑、反推桿設計等，（7）順序分型機構分析 機構的動作原理，所組成的各種零件需滿足的條件。（8）導向機構分析 采取何種導向、定位機構。對導柱導向機構而言，導柱布置、導柱長度、導柱結構及直徑。（9）固定板、墊板 型腔分布的間距、型腔及型芯的固定形式、模板厚度的確定、螺釘和銷釘?shù)姆植迹０迤矫娉叽绲拇_定。（10）模具安裝部位結構2、對模具進行拆卸和裝配具體拆卸裝配方法和步驟如下：（1）將動、定模分開置于鉗工桌上，觀察模腔形狀

9、與結構，分析分型面，推測制品結構和形狀；（2）拆卸定模零件、注意相關零件之間的配合及位置關系，測量主要零件的尺寸，并作記錄；（3）拆卸動模零件之前，注意觀察脫模機構的組成，頂出距離，各相關零件之間的配合及位置關系。然后拆卸動模零件，測量主要零件的尺寸，并作記錄；（4）將動模部分和定模部分分別組裝成一個整體，裝配時注意零件的方向和位置，不得搞錯方向或裝反，一邊組裝一邊檢查，注意零件的編號位置等。裝配前用干凈棉紗擦凈零件；（5）將動模與定模合模，完成裝配工作。注意合模時不得搞錯方位；注意：在拆卸和裝配時，要正確地使用工具，不能用榔頭直接敲擊模具零件，只能用銅棒敲擊或墊上木板敲擊；拆卸、裝配模具時，

10、應聽從教師的指導。對違反操作，損壞模具零件者，需做出賠償。注意安全作，以免造成事故。五 、思考題1、你所拆卸和裝配的模具的結構特點是什么?2、拆卸和裝配模具時，特別要注意什么問題?3、注射模具主要零件有哪些，它們的功用如何? 4、對你所拆裝的模具，提出自己的看法，論述其設計的合理之處及需改進之處。有無更好的設計方案（整體或局部）。實驗三 塑料注射成型一、實驗目的1、了解螺桿式注塑機的結構、性能參數(shù)、操作規(guī)程以及程控注塑機在注射成型時工藝參數(shù)的設定、調整方法和有關注意事項；2、掌握注塑機的操作技能；鍛煉一種實際工作的技能；3、熟悉注射成型標準測試試樣的模具結構、成型條件和對制件的外觀的要求；4、

11、掌握注射條件對標準試樣的收縮、氣泡等缺陷的影響。二、實驗原理注射成型，是熱塑性塑料成型制品的一種重要方法。除極少數(shù)幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可用此法成型。用注射成型可成型各種形狀，滿足各種要求的模制品，注射成型制品約占塑料制品總量的2030。注射成型是一種注射兼模塑的成型方法，又稱注塑成型。通用注射方法是將聚合物組分的粒料或粉料放入注射機的料筒內，經(jīng)過加熱、壓縮、剪切、混合和輸送作用，使物料進行均化和熔融，這一過程又稱塑化。然后再借助于柱塞或螺桿向熔化好的聚合物熔體施加壓力，則高溫熔體便通過料筒前面的噴嘴和模具的澆道系統(tǒng)射入預先閉合好的低溫模腔中，再經(jīng)過冷卻定型就可開啟模具，頂出

12、制品，得到具有一定幾何形狀和精度的塑料制品。三、實驗步驟1模具的安裝和調試2注射機檢查調整3開機（1）開啟總電源（2）預熱熔膠筒：設定熔膠筒各段溫度達到注射溫度后可開始注射成型塑料注射成型的循環(huán)操作模式合模座臺前進注射預塑防流延座臺后退冷卻完畢開模頂針前進頂針后退再循環(huán)時間完畢四、注意事項1、切勿使金屬或其他硬件滲入料筒。2、噴嘴阻塞時應取下清理，切忌用增加注射壓力的方法清理。3、機器操作時切勿將身體的任何部分或任何物品放置在機器活動的部件上或活動的部件間。實驗完畢，加入聚丙烯沖洗機器腔體！ 實驗四 塑料模壓成型一、實驗目的1、了解模壓成型的原理；2、熟悉安裝拆卸模具。二、實驗原理塑料按受熱行

13、為不同，可以分為熱塑性和熱固性兩種。在成型過程中，兩者根本區(qū)別在于“形狀固定”的方式不同。熱塑性塑料的分子構造通常是線型高分子，隨溫度升高，分子間力被破壞，黏度逐漸下降，因而樹脂充滿型腔后，需將模具冷卻使熔融塑料變?yōu)榫哂幸欢◤姸鹊墓腆w才能脫模成為制品。這種變化只是物理變化過程（分子結構沒有發(fā)生改變），具有可逆性，可反復多次加工。熱固性塑料在加工前通常其分子的支鏈（或側基）帶有可繼續(xù)反應的基團的線型或支鏈型高分子結構。當加熱至一定溫度后，樹脂開始熔融成為黏流態(tài)，并在壓力作用下粘裹著纖維一起流動充滿整個行腔，并發(fā)生樹脂分子間交聯(lián)反應，形成網(wǎng)狀的體型結構，使分子量增加，黏度迅速增大，隨即失去流動性，

14、形成堅硬的整體，即固化成型，最后脫模成為制品，這種變化過程是不可逆的。由此看來，熱固性塑料模壓成型制品過程中，不但塑料的外觀發(fā)生了變化，而且其結構和性能也發(fā)生了本質性的改變。三、實驗步驟1、壓制前的準備對模具進行拆卸和裝配：具體拆卸裝配方法和步驟如下：（1）將動、定模分開置于鉗工桌上，觀察模腔形狀與結構，分析分型面，推測制品結構和形狀；（2）拆卸定模零件、注意相關零件之間的配合及位置關系，測量主要零件的尺寸，并作記錄；（3）拆卸動模零件之前，注意觀察脫模機構的組成，頂出距離，各相關零件之間的配合及位置關系。然后拆卸動模零件，測量主要零件的尺寸，并作記錄；（4）將動模部分和定模部分分別組裝成一個

15、整體，裝配時注意零件的方向和位置，不得搞錯方向或裝反，一邊組裝一邊檢查，注意零件的編號位置等。裝配前用干凈棉紗擦凈零件；（5）將動模與定模合模，完成裝配工作。 2、投料模具安裝裝料量的估算稱料涂脫模劑投料刮平物料預熱3、壓制安裝嵌件加料閉模、排氣保溫、保壓、固化脫模清理模具四、注意事項1、操作前要確保緊急制動按鈕可以正常工作。2、防止觸電、防止燙傷。3、實驗結束后，清潔設備。實驗五 聚丙烯塑料的擠出成型一、實驗目的 1、了解塑料成型工藝的基本原理。2、了解單螺桿配混料擠出機的使用方法。3、了解雙螺桿配混料擠出機的使用方法。二、實驗原理擠出成型是熱塑性塑料成型加工的重要成型方法之一，熱塑性塑料的

16、擠出加工是在擠出機的作用下完成的重要加工過程。在擠出過程中，物料通過料斗進入擠出機的料筒內，擠出機螺桿以固定的轉速拖曳料筒內物料向前輸送。通常，根據(jù)物料在料筒內的變化情況，將整個擠出過程分成三個階段。在料筒加料段，在旋轉著的螺桿作用下，物料通過料筒內壁和螺桿表面的摩擦作用向前輸送和壓實。物料在加料段內呈固態(tài)向前輸送。物料進入壓縮段后由于螺桿螺槽逐漸變淺，以及靠近機頭端濾網(wǎng)、分流板和機頭的阻力而使所受的壓力逐漸升高，進一步被壓實；同時，在料筒外加熱和螺桿、料筒對物料的混合、剪切作用所產生的內摩擦熱的作用下，塑料逐漸升溫至粘流溫度，開始熔融，大約在壓縮段處全部物料熔融為粘流態(tài)并形成很高的壓力。物料

17、進入均化段后將進一步塑化和均化，最后螺桿將物料定量、定壓地擠入機頭。機頭中口模是成型部件，物料通過它便獲得一定截面的幾何形狀和尺寸，再通過冷卻定型、切斷等工序就得到成型制品。三、實驗步驟1開車前準備檢查風機、切粒機、水槽、水箱、喂料機、真空泵、料斗等各個部分是否正常。準備開機后必須要使用的工具和物品，如剪刀、鏟刀、通模孔的鋼絲、包裝袋等。2開車操作 （1）預熱升溫。按工藝要求對各加熱區(qū)溫控儀表進行參數(shù)設定。各段加熱溫度達到設定值后，繼續(xù)恒溫30 min。 （2）啟動潤滑油泵，再次檢查系統(tǒng)油有無泄漏，打開潤滑冷卻器冷卻水開關。 （3）用手盤動電機聯(lián)軸器，保證螺桿正常方向至少轉動3轉。將主機調速旋

18、鈕設置在零位，啟動主電機，逐漸升高主螺桿轉速，在不加料的情況下空轉轉速不高于20 r/min，時間不大于1 min，檢查主機空載電流是否穩(wěn)定。主機轉動若無異常，低速啟動主機主喂料電機，開始加料。待機頭有物料排出后再緩慢地升高主螺桿轉速和主喂料螺桿轉速，升速時應先升主機速度，待電流回平穩(wěn)無異常后再升速加料。并使喂料機和主機轉動相匹配，每次主螺桿升速不大于50轉是合理的，若喂料機升速按工藝要求逐漸加量，主電源上升過快，應適當降低加料量，升速直至達到工藝要求的工作狀態(tài)。（4）啟動水槽冷卻水循環(huán)，開啟風機及切粒機，拉條正常，調整切粒機轉速與主機出條相匹配；切粒機轉速隨主機產量大小而升降。 （5）啟動筒

19、體冷卻系統(tǒng)及潤滑油系統(tǒng)的冷卻器冷卻水循環(huán)。 （6）對于排氣操作一般應在主機進入穩(wěn)定運轉狀態(tài)后，先打開真空泵進水閥，調節(jié)控制適當?shù)墓ぷ魉?，再啟動真空泵。從排氣口觀察螺槽中物料塑化完全，并不冒料時，即可打開調節(jié)真空管路閥門，并閉排氣室上蓋，將真空度控制在要求的范圍內。3停車操作（1）正常停車： 停止喂料機。對于多路進料系統(tǒng)，同時停止各輔助喂料機。 關閉真空管路閥門，打開真空室上蓋。 逐漸降低螺桿轉速，盡量排盡筒體內殘存物料，對于受熱易分解的熱敏性料，停車前應用聚烯烴料對主機中殘留物料進行置換，物料基本排完后停雙螺桿主機。即，轉速調至零位，按下主電機停止按鈕。依次停止主電機冷卻風機、油泵、真空泵、

20、水泵。斷開電儀控制柜上各段加熱器電源開關。停切粒機等輔助設備。關閉各外接水管閥門，包括加料段筒體冷卻水、油潤滑系統(tǒng)冷卻水、真空泵和水槽冷卻水等（主機筒體各軟水冷卻管路節(jié)流閥門不動）。（2）緊急停車： 遇有緊急情況需要停主機時，可迅速按下電儀柜紅色緊急停車鈕。并將主機及各喂料調速旋鈕旋回零位，然后將總電源開關切斷。消除故障后，才能再次按正常開車順序重新開車。四、注意事項1. 物料內不允許有雜物，嚴禁金屬和砂石等硬物料進入料斗。禁止用金屬工具在料斗內手動攪拌物料。2. 螺桿只允許在低速下啟動，空轉時間不超過1 min，及時喂料后才能逐漸提高螺桿轉速。3. 每次作業(yè)完畢，及時清掃主機、輔機工作環(huán)境。

21、對于殘存在模頭內粘性物料，有必要清理干凈。實驗六 熱塑性高分子材料造粒一、實驗目的 1、了解熱塑性高分子材料造粒的基本原理。2、了解單螺桿配混料擠出機的使用方法。3、了解雙螺桿配混料擠出機的使用方法。二、實驗原理合成樹脂一般為粉末狀，粒徑較小，松散、易飛揚。為便于成型加工，需將樹脂與各種助劑混合塑煉制成顆粒狀，這個工序稱為造粒。造粒的目的在于進一步使配方均勻，排除樹脂顆粒間及顆粒內的空氣，使物料被壓實到接近制成品的密度，以減少成型過程中的塑化要求，并使成型操作容易完成。一般造粒后的顆粒料較整齊，且具有固定的形狀。顆粒料是塑料成型加工的原料，用顆粒料成型有如下優(yōu)點：加料方便，不需強制加料器；顆粒

22、料密度比粉末料大，制品質量較好；空氣及揮發(fā)物含量較少，制品不易產生氣泡。造粒工序對于大多數(shù)單螺桿擠出機生產塑料擠出制品一般是必須的，而雙螺桿擠出機可直接使用捏合好的粉料生產。熱塑性物料的造?？煞掷淝蟹ê蜔崆蟹▋纱箢?。冷切法又可分拉片冷切、擠片冷切、擠條冷切等幾種；熱切法則可分干熱切、水下熱切、空中熱切等幾種。造粒的主要設備是混煉式擠出機或塑煉機（開煉機或密煉機）和切粒機。除拉片冷切法用平板切粒機造粒外，其余都是用擠出機造粒。擠出造粒有操作連續(xù)，密閉，機械雜質混入少，產量高，勞動強度小，噪音小等優(yōu)點。常見樹脂適用的造粒方法見表1。無論何方法，均要求粒料顆粒大小均勻，色澤一致，外形尺才不大于34m

23、m，因為如果顆粒尺才過大，成型時加料困難，熔融也慢。造粒后物料形狀以球形或藥片形較好。表1 常用樹脂適用的造粒方法 造粒方法樹脂冷切法熱切法拉片冷切擠片冷切擠條冷切干熱切水下熱切空中熱切軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚乙烯聚丙烯ABS聚酰胺聚碳酸酯聚甲醛顆粒形狀長方形，正方形長方形，正方形圓柱形球形，藥片形球形，藥片形圓柱形注：最適宜；尚可；不適宜三、實驗儀器 1、單螺桿擠出造粒機2、雙螺桿擠出造粒機四、實驗步驟1、單螺桿配料混煉擠出造粒將擠出機各段開關打開，各段溫度設定如下：一段：120，二段：180，三段：200，機頭：200，打開料斗冷卻開關。當各段溫度達到設定之后，恒溫半小時，準備開機。將LDP

24、E粒料加入料斗，先將主機轉速旋鈕調至 “0”位，按啟動旋鈕，緩慢轉動調速旋鈕，將螺桿轉速升到需要位置，穩(wěn)定半分鐘。 轉速取值：0，5，10，20，40，60r/min，擠出時間均為半分鐘（30s）。用刮刀切去先頭料，引出擠出的料條進入水下冷卻，冷卻后拉出吹干進入切料機，調整切料機的切料速度，可以得到合適的顆粒尺寸。2、雙螺桿配料混煉擠出開車操作（1）預熱升溫：按工藝要求對各加熱區(qū)溫控儀表進行參數(shù)設定。各段加熱溫度達到設定值后，繼續(xù)恒溫30分鐘，同時進一步確認各段溫控儀表和電磁閥（或冷卻風機）工作是否正常。（2）啟動潤滑油泵，再次檢查系統(tǒng)油有無泄露，打開潤滑冷卻器冷卻水開關（當氣溫較低或工作后油

25、箱溫升較小時，冷卻水亦可不開）。（3）用手盤動電機聯(lián)軸器，保證螺桿正常方向至少轉動三轉。將主機調速旋鈕設置在零位，啟動主電機，逐漸升高主螺桿轉速，在不加料的情況下空轉轉速不高于20r/min，時間不大于1分鐘，檢查主機空載電流是否穩(wěn)定。主機轉動若無異常，低速啟動主機主喂料電機，開始加料。待機頭有物料排出后再緩慢的升高主螺桿轉速和主喂料螺桿轉速，升速時影先升主機速度，待電流回落平穩(wěn)無異常后再升速加料，并使喂料機和主機轉動相匹配，每次主螺桿升速不大于50轉合理的，若喂料機升速按工藝要求逐漸加量，升速直至達到工藝要求的工作狀態(tài)。（6）各筒體段冷卻管路裝有手動節(jié)流閥及電磁閥。加料段筒體僅有手動節(jié)流閥。

26、在開車啟動階段，軟水循環(huán)系統(tǒng)不需使用，待主機運轉平衡后，則可啟動軟水系統(tǒng)水泵，然后微微打開需冷卻筒體段節(jié)流閥門（不可猛然全開），等待數(shù)分鐘觀察該段溫度變化情況，若無明顯下降趨勢或下降至某一新平衡溫度，但仍超出允許值時，則可再適當調大管路閥門的開度。這一過程往往需一定反復方可達到要求，閥門開度調節(jié)確定后，對同一物料作業(yè)一般不需要再進行調節(jié)。用刮刀切去先頭料，引出擠出的三條料條進入水下冷卻，冷卻后拉出吹干進入切料機，調整切料機的切料速度，可以得到合適的顆粒尺寸。五、思考題1、 擠出機的主要結構由哪幾部分組成？2、 分析工藝條件對制品質量及生產效率的影響。實驗七 橡膠的開煉及平板硫化一、實驗目的 1

27、、熟悉橡膠開煉機的操作；2、熟悉平板硫化機的操作；3、掌握橡膠硫化機理。二、實驗原理橡膠加工是指由生膠及其配合劑，經(jīng)過一系列化學與物理作用制成橡膠制品的過程。主要包括生膠的塑煉，塑煉膠與各種配合劑的混煉、成型及膠料的硫化等幾個加工工序?；鞜捇鞜挼哪康氖峭ㄟ^機械的作用，使各種配合劑均勻地分散在膠料中。從而提高橡膠產品使用性能、改進橡膠工藝性能或降低成本。配合劑主要包括硫化劑、硫化促進劑、助促進劑、防老劑、補強劑、填充劑、著色劑等。橡膠硫化劑是使橡膠由線型結構轉變?yōu)轶w型結構，使之成為彈性體的物質。硫化促進劑是為了縮短硫化時間，添加使硫化劑活化的物質。炭黑是最常用的補強劑（活性填充劑），它能提高橡膠

28、力學性能。填充劑主要起增容作用以降低成本，常用的有碳酸鈣、硫酸鋇等?；鞜挄r各種配合劑的加料順序是有要求的，一般按如下順序加入：塑煉膠 小料（促進劑、活性劑、防老劑） 液體軟化劑 補強劑、填充劑 硫磺。常用的混煉加工設備有開煉機和密煉機。硫化橡膠硫化是指橡膠的線型大分子鏈通過化學交聯(lián)而構成三維網(wǎng)狀結構的化學變化過程。隨之膠料的物理性能及其他性能都發(fā)生根本變化。橡膠分子鏈在硫化前后的狀態(tài)如下圖所示。(a)生膠 (b)硫化膠圖 4-1 橡膠分子鏈硫化前后的網(wǎng)絡結構示意圖硫化是橡膠生產加工過程中的一個非常重要階段，也是最后的一道工序。這一過程賦予橡膠各種寶貴物理性能，使橡膠成為廣泛應用的工程材料，在許

29、多重要部門和現(xiàn)代尖端科技如交通、能源、航天航空及宇宙開發(fā)的各個方面都發(fā)揮了重要作用。硫化過程中，橡膠的各種性能隨硫化時間的增加而有一定規(guī)律的變化。隨著硫化時間的增加，硬度、定伸強度和回彈性等隨硫化時間增加而逐漸增高；伸長率、永久變形和可塑性等隨硫化時間的增加而逐漸下降；抗撕強度當增高到一定值后便開始下降；抗張強度的變化則隨不同膠種和硫化體系而有不同的規(guī)律。對于天然膠，其抗張強度隨硫化時間增加到一定程度后又逐漸下降；而很多合成橡膠（如丁苯橡膠）的抗張強度并無這種下降的現(xiàn)象。這些規(guī)律都是由于在硫化過程中橡膠分子鏈產生交聯(lián)及交聯(lián)度不同所致。在硫化過程中，橡膠的各種性能都隨硫化時間增加而發(fā)生變化，若將

30、橡膠的某一項性能的變化與對應的硫化時間作圖，則可得到一個曲線圖形，從這種曲線圖形中可顯示出膠料的硫化歷程，故稱為硫化歷程曲線或硫化曲線。如下圖所示，用硫化儀測出的硫化歷程曲線。該曲線反映膠料在一定硫化溫度下，轉矩（模量）隨硫化時間的變化。工業(yè)上從硫化工藝控制的角度考慮將硫化曲線分成四個階段，即焦燒階段、熱硫化階段、平坦硫化階段和過硫化階段。圖 4-2 橡膠硫化歷程曲線三、實驗儀器橡膠開煉機，平板硫化機四、實驗步驟開煉1. 調節(jié)輥筒溫度在50-60ºC之間。2. 包輥：將塑煉膠置于輥縫間，調整輥距使塑煉膠既包輥又能在輥縫上部有適當?shù)亩逊e膠。經(jīng)2-3min的輥壓、翻煉后，使之均勻連續(xù)地包

31、裹在前輥上，形成光滑無隙的包輥膠層。取下膠層，放寬輥距至1.5mm，再把膠層投入輥縫使其包于后輥，然后準備加入配合劑。3. 吃粉：（1）不同配合劑需按以下順序分別加入：固體軟化劑促進劑、防老劑和硬脂酸氧化鋅補強劑和填充劑液體軟化劑硫磺。（2）吃粉過程中，每加入一種配合劑后都要搗膠兩次。在加入填充劑和補強劑時要讓粉料自然地加入膠料中，使之與橡膠均勻接觸混合，而不必急于搗膠；同時還需逐步調寬輥距，使堆積膠保持在適當?shù)姆秶鷥?。待粉料全部吃進后，由中央處割刀分往兩端，進行搗膠操作，促使混煉均勻。 4. 翻煉：在加硫磺之前和全部配合劑加入后，將輥距調至0.5-1mm，通常用打三角包、打卷或折疊等對膠料進

32、行翻煉3-4min，待膠料的顏色均勻一致、表面光滑即可下片。5. 膠料下片：混煉均勻后，將輥距調至適當大小，膠料輥壓出片。測試硫化特性曲線的試片厚度為5-6mm，模壓膠板厚度為2mm 。下片后注明壓延方向。膠片需在室溫下冷卻停放8h以上方可進行硫化。6. 煉膠的稱量：按配方的加入量，混煉后膠料的最大損耗為總量的0.6%以下，若超過這一數(shù)值，膠料應予以報廢，須重新配煉。硫化1.檢查平板硫化機各個部分的運轉是否正常。2.根據(jù)計算好的工藝條件，對平板硫化機進行溫度設定和壓力設定。3.將平板硫化機加熱到規(guī)定的溫度。（注意：上下板都需加熱）4.檢查模具是否完好、清潔，清除模具上殘留的膠屑及油污。5.將模

33、具放入平板硫化機的加熱板間預熱約15 min。6.將膠料裁剪成模具所需的形狀大小。7.取出預熱好的模具，并將裁好的膠料裝入模具中，放到平板硫化機的加熱板上，加壓。8.將模具放氣3次，然后保壓，并開始計算硫化時間。9.到規(guī)定的硫化時間后，取出模具，開模后取出橡膠。10.對模具進行必要的清理。五、注意事項1.使用煉膠機煉膠時，手一定不能接近輥縫。操作時雙手盡量避免越過輥筒中心線上部，送料時應握拳。煉膠時必須有2人以上在場，如遇到危險時應立即出觸動安全剎車。留長發(fā)的學生應事先戴帽，以免頭發(fā)被卷入煉膠機中。2.操作平板硫化機必須帶上手套，防止被燙傷。3.將模具放入平板硫化機中時，應將其放在加熱板中間位

34、置，防止模具受力不均。實驗八 聚氨酯硬泡塑料的制備一、實驗目的 1、了解聚氨酯硬泡的制造化學原理； 2、掌握聚氨酯硬泡的制造工藝。二、實驗原理聚氨酯硬泡，具有絕熱效果好、比強度大、電學性能耐化學藥品以及隔音效果優(yōu)越等特點，廣泛用作絕熱保溫材料、結構材料以及“合成木材”等。它占聚氨酯總產量約30 %左右，是一大品種。聚氨酯硬泡的制造化學，基本上與軟泡的化學原理一樣，唯一不同的是異氰酸酯化合物與聚醚等含活潑氫化合物的支化度比較多，形成的聚氨酯化合物的交聯(lián)密度大，各交聯(lián)點之間的分子量（Mc）比較小。高官能度化合物的官能度大于2，就形成交聯(lián)的聚合物，諸如平均官能度2.6 的粗MDI與三官能度的甘油聚醚

35、醇反應，形成了交聯(lián)的體型結構聚氨酯：在發(fā)泡體系中采用異氰酸酯三聚催化劑時，尤其體系的異氰酸酯指數(shù)大于1.05以上，一般在250300之間時，將會引起異氰酸酯的三聚反應，生成聚異氰脲酸酯類化合物：三、實驗藥品 異氰酸酯，組合聚醚四、實驗步驟塑料小杯：黑料，異氰酸酯塑料小杯：白料，組合聚醚將和倒入塑料小碗中，攪拌均勻。幾分鐘后泡沫開始生長，待發(fā)泡完畢。用鋸子或刀片將泡沫裁成一定的形狀，測量其密度。使用萬能試驗機測量聚氨酯泡沫的壓縮性能。分組簽名黑料（克）白料（克）密度1100100211090390110412080580120613070770130814060960140五、注意事項1. 黑料

36、與白料混合后，立刻將其攪拌均勻。發(fā)現(xiàn)泡沫開始生長時，就可以停止攪拌。2. 塑料小碗里的原料不易加入過多，以免發(fā)泡后溢出。3. 注意不要將原料灑在實驗臺上，很難清理。實驗九 功能性橡膠的制備一、實驗目的高分子材料與工程專業(yè)的學生經(jīng)過專業(yè)基礎課與專業(yè)課的學習，基本掌握了高分材料的原料特點，高分子化學、高分子物理的變化規(guī)律，高分子材料的加工原理，高分子材料制品的成型方法，取得最佳工藝參數(shù)的方法等知識。在完成上述知識的學習之后，進行綜合性實驗，不但可以提高學生的實踐能力，同時也是專業(yè)課理論學習融會貫通、消化和吸收、提高和總結的過程。在綜合實驗的過程中，不但對理論知識的理解得到提高，最重要的是能夠解決高

37、分子材料與工程中常見的簡單到復雜、個別與整體、理論與實踐等問題，使綜合能力得到提高。通過綜合實驗，能夠提出問題，并運用已掌握的各種知識分析實際問題，解決存在問題，從而使解決實際問題的能力得到升華，為今后從事科研工作奠定良好基礎。了解和掌握實驗儀器的結構、工作原理是每一項實驗的基本要求，熟練使用實驗儀器是每一項實驗的基本訓練。在綜合訓練過程中，不但要完成上述實驗目的，而且要達到在綜合實驗中，正確選擇各種實驗設備，準確選擇橡膠材料進行原料性能測定的儀器、加工的設備，準確選擇橡膠制品進行各種性能測定的儀器，從全局的觀點進實驗儀器的選擇和確定，掌握材料選擇、制品加工、性能測試儀器的特點和差異，確定綜合

38、實驗的工藝路線。在綜合實驗中，如實記錄實驗過程，正確處理實驗數(shù)據(jù)，準確分析實驗數(shù)據(jù)，是進行科學研究的基本訓練，達到由表及里、去偽存真，如實反映實驗數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的客觀規(guī)律，是進行科學研究取得成功的必由之路。在綜合實驗過程中，要求每個學生針對課題提出的問題用現(xiàn)有的條件(原材料、工藝設備、性能測試儀器)，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維和自主能力，針對每一個實驗課題進行系統(tǒng)設計，從配方設計開始，到實驗工藝路線確定、性能測試方案設計，自行實施實驗過程，最終完成綜合實驗課程訓練，完成科研實驗的全過程。從而避免驗證性、無自主、無創(chuàng)新的重復實驗。在綜合實驗過程中，學生可以完成綜合實驗課題以外的項目(學生實際遇到的課題或

39、者感興趣的項目)，充分利用現(xiàn)有的條件(原材料、工藝設備、性能測試儀器)或創(chuàng)造條件，在教師的指導下，充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新思維、自主能力和動手能力，針對試驗項目進行系統(tǒng)設計，從制品或項目要求的性能開始，進行原材料選擇、配方設計、實驗工藝路線確定、性能測試方案設計，完成實驗課題，達到綜合實驗課程訓練目的。 在實驗過程中，掌握標準樣條的制備方法也是非常重要的，性能測試要依靠標準樣條，如果標準樣條制備不好，性能無法進行比較。 在綜合實驗過程中，實驗人員要嚴格遵守實驗室守則，確保實驗人員的人身安全，實驗前了解實驗中存在的或者可能發(fā)生的不安全因素，掌握和排除不安全因素的方法和措施。 成型加工實驗室進行實驗所使用的儀器設備功率都比較大，一定要在教師的指導下，正確使用實驗設備，防止出現(xiàn)意外事故。二、綜合實驗項目 題目1 高強高彈配方設計以汽車輪胎某一部件為題目，進行配方設計，具體指標為：硬度（邵氏） 60±5300定伸強度，MPa 90±1