塑料實驗報告

1、實驗報告 2010年9月21日 學(xué)院機械工程與自動化學(xué)院學(xué)號姓名 學(xué)時2課程名稱材料與工藝實驗項目名 稱熱塑性塑料注射成型指導(dǎo)教師一、 實驗?zāi)康?1. 加深對熱塑性塑料注射成型工藝過程及成型原理的理解。2. 掌握注射成型工藝條件的擬定原則，并能對各工藝條件與制品質(zhì)量的關(guān)系作出分析。3. 掌握注射成型工藝的基本結(jié)構(gòu)、動作原理和操作方法，掌握設(shè)備的調(diào)試及模具的結(jié)構(gòu)及安裝。4. 按HG-1122-77制備注射樣條，為性能測試做準(zhǔn)備。二、實驗原理 注射成型是熱塑性塑料的一種重要成型方法，其主要特點是模塑周期短，生產(chǎn)效率高，易于自動化，可一次成型外形復(fù)雜、尺寸精確或帶有精細嵌件的塑料制品。據(jù)統(tǒng)計，全世界

2、塑料產(chǎn)量的約30%用于注射成型，隨著現(xiàn)代塑料加工技術(shù)的不斷發(fā)展，注射成型也必將在塑料加工中發(fā)揮越來越大的作用。注射成型是利用熱塑性塑料受到一定的溫度以后，能夠變?yōu)槿廴隗w，并借助熱力和壓力的作用使其流動，冷卻后又成為固體的特點二實現(xiàn)的。其一般過程為：將經(jīng)過預(yù)處理的塑料原料通過料斗加入到注射機的料斗中，塑料受到加熱料筒和分流梭的作用而熔融塑化為粘稠性流體，經(jīng)注射柱塞的推動，即通過噴嘴、模具的主流道、分流道、澆口而最終充滿型腔。由于模具的溫度低于塑料的軟化溫度，因此模具迅速吸收融化塑料的熱量而使它由表及里的凝固。當(dāng)制件凝結(jié)至適當(dāng)溫度時，可開啟模具，將制作從模腔中取出。注射成型過程自塑件從模具中取出即

3、完成一個模塑周期。注射制作的正常過程就是模塑周期的反復(fù)循環(huán)。這一循環(huán)完成的時間及工藝條件的選擇與所用塑料的品種、性能、注射成型設(shè)備、工藝裝置結(jié)構(gòu)等有密切的關(guān)系。三、使用儀器、材料 原料：碳酸鈣填充改性HDPE。設(shè)備：柱塞式注射機、試樣模具一套（長方形），型腔尺寸120×15×10mm、半導(dǎo)體測溫器一個、秒表一塊、手鋸一把。四、實驗步驟 l 開車前準(zhǔn)備1. 加潤滑油2. 通冷卻水3. 料筒取熱4. 檢查設(shè)備各動作的可靠性5. 模具安裝和鎖模力的調(diào)節(jié)6. 頂出桿的位置調(diào)整7. 螺旋式注射機預(yù)塑螺桿的轉(zhuǎn)速和背壓調(diào)節(jié)l 實驗內(nèi)容1. 準(zhǔn)備工作完成后，首先檢查料嘴和噴嘴溫度是否合適。

4、2. 料溫測定的方法中用測溫計從噴嘴插入熔體中，并均勻來回移動數(shù)次，待測溫度計讀數(shù)穩(wěn)定之后再作記錄。3. 注射速度是柱塞或螺桿在注射時的移動速度，可通過秒表測定推料桿在標(biāo)尺上移動一定距離所用時間計算而得。4. 注射壓力可通過調(diào)節(jié)閥調(diào)整，其大小應(yīng)能使塑件外形完整，密度合適并不產(chǎn)生溢邊為準(zhǔn)。注射壓力的數(shù)值可由壓力表直接讀出。5. 成型試樣要求外形完好、表面平整，無氣泡、裂紋、銀絲、分層、明顯雜質(zhì)和加工損傷等缺陷。制取試樣時一要在基本穩(wěn)定的工藝條件下進行，至少舍棄五模后再開始取樣。6. 成型周期是指從成型循環(huán)的某一特征點到下一循環(huán)該點再次出現(xiàn)時所需的時間，即完成一個完整的成型循環(huán)過程所需的時間。用秒

5、表測定數(shù)次求平均值。7. 對各工藝條件作出詳細記錄，寫出實驗報告并討論相關(guān)問題。熱塑性塑料注射成型中的常見缺陷及產(chǎn)生原因：1.制品填充不足 料桶，噴嘴及模具的溫度偏低 加料量不足 料桶內(nèi)的剩料太多 注射壓力太小 注射速度太慢 流道和澆口尺寸太小，澆口數(shù)量不夠，切澆口位置不恰當(dāng) 型腔排氣不良 注射時間太短 澆注系統(tǒng)發(fā)生堵塞 塑料的流動性太差 2.制品有溢邊 料桶，噴嘴及模具溫度太高 注射壓力太大，鎖模力太小 模具密合不嚴(yán)，有雜物或模板已變形 型腔排氣不良 塑料的流動性太好 加料量過大 3.制品有氣泡 塑料干燥不夠，含有水分 塑料有分解 注射速度太

6、快 注射壓力太小 麻煩溫太底，充模不完全 模具排氣不良 從加料端帶入空氣 4.制品凹陷 加料量不足 料溫太高 制品壁厚與壁厚相差過大 注射和保壓的時間太短 注射壓力太小 注射速度太快 澆口位置不恰當(dāng) 5.制品有明顯的熔合紋 料溫太低，塑料的流動性差 注射壓力太小 注射速度太慢 模溫太低 型腔排氣不良塑料受到污染 6.制品的表面有銀絲及波紋 塑料含有水分和揮發(fā)物 料溫太高或太低 注射壓力太小 流道和澆口的尺寸太大 嵌件未預(yù)熱回溫度太低 制品內(nèi)應(yīng)力太大 7.制品的表面有黑點及條紋 塑料有分解 螺桿的速度太快，背壓力太大

7、 噴嘴與主流道吻合不好，產(chǎn)生積料 模具排氣不良 塑料受污染或帶進雜物 塑料的顆粒大小不均勻 8.制品翹曲變形 模具溫度太高，冷卻時間不夠 制品厚薄懸殊 澆口位置不恰當(dāng)，切澆口數(shù)量不合適 推出位置不恰當(dāng)，且受力不均 塑料分子定向作用太大 9.制品的尺寸不穩(wěn)定 加料量不穩(wěn)定 塑料的確顆粒大小不均勻 料桶和噴嘴的溫度太高 注射壓力太小 充模和保壓的時間不夠 澆口和流道的尺寸不恰當(dāng) 模具的設(shè)計尺寸不恰當(dāng) 模具的設(shè)計尺寸不準(zhǔn)確 推桿變形或磨損 注射機的電氣，液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定 10.制品粘模 注射壓力太大，注射時間太長 模具溫度太高 澆口尺寸太大，

8、且澆口位置不恰當(dāng)實驗報告 2010年9月21日 學(xué)院機械工程與自動化學(xué)院學(xué)號姓名學(xué)時2課程名稱材料與工藝實驗項目名 稱擠出吹塑薄膜成型指導(dǎo)教師一、 實驗?zāi)康?1. 加深對基礎(chǔ)理論的理解，明確擠出吹塑塑模成型的原理及工藝參數(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。2. 了解擠出機及輔助機的基本結(jié)構(gòu)，掌握擠出吹塑薄膜生產(chǎn)線的操作方法。3. 通過擠出平吹法制取聚乙烯薄膜為性能測試提供樣品。二、實驗原理 擠出成型是熱塑性塑料十分重要的成型方法，其產(chǎn)量也居各成型方法的首位。通過更換機頭口模，擠出成型可生產(chǎn)多種制品，其中擠出吹塑薄膜是擠出生產(chǎn)的主要產(chǎn)品之一。擠出吹塑薄膜生產(chǎn)的工作原理如下：當(dāng)塑料加入擠出機料斗后，隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)

9、被螺紋強制推向機頭，此時塑料一方面被外部熱源加熱，另一方面由于塑料本身在壓縮、剪切和攪動過程中，與料筒、螺桿之間的外摩擦以及大分子之間的內(nèi)摩擦，也產(chǎn)生很大的熱量。與此同時由于螺桿螺槽深度逐漸減小，加之濾網(wǎng)、多孔板和機頭的阻力，是塑料壓實，從而改善了它的熱傳導(dǎo)性。這樣在內(nèi)、外熱及壓力的聯(lián)合作用，是塑料溫度逐漸上升直至熔融，粘度也逐步達到成型所要求的范圍。當(dāng)熔融塑料進入機頭后，經(jīng)環(huán)隙形口模成型為薄膜管坯，此時人工將管坯端部封閉并引至牽引輥，從芯膜孔道吹入壓縮空氣，是管坯橫向膨脹，同時牽引輥連續(xù)縱向牽伸，使膜管達到所要求的厚度及折徑。膜管經(jīng)冷卻風(fēng)環(huán)冷卻定型并由人字板壓疊成雙折薄膜，通過牽引輥以恒定的

10、速度進入卷取裝置，到一定量時可進行切割即成為膜卷。在擠出吹塑薄膜生產(chǎn)裝置中，牽引輥又是壓輥，它通過完全壓緊已折疊的雙層薄膜，使膜管內(nèi)的空氣不能越過牽引輥的縫隙處而使膜管內(nèi)部保持恒定的空氣量和壓力，保證薄膜的尺寸不變，因此吹塑薄膜生產(chǎn)中，只是在生產(chǎn)初期鼓入壓縮空氣，待薄膜尺寸確定后，不需再使用壓縮空氣。 擠出吹塑薄膜由引模方向的不同可分為上吹法、下吹法和平吹法，本實驗所用的是平吹法，其主要特點是機頭、輔機結(jié)構(gòu)簡單，安裝、操作方便，但薄膜厚度均勻性差，不宜生產(chǎn)折徑大的產(chǎn)品。三、使用儀器、材料 原料：高壓聚乙烯設(shè)備:擠出機、平吹輔機、機頭、托盤天平、溫度計5只、千分尺、卷尺、啞鈴形標(biāo)準(zhǔn)刀具四、實驗步

11、驟 1. 檢查主機加熱系統(tǒng)是否正常，機頭連結(jié)部分的螺栓是否緊固，輔機各部分運轉(zhuǎn)是否可靠。2. 打開冷卻水開關(guān)，對料斗底部進行冷卻。3. 料筒溫度預(yù)熱擬定數(shù)值，保溫30分鐘。4. 開動主機和輔機使其在低速下運轉(zhuǎn)，先加入少量塑料，并注意進料及主機電流情況，如進料困難或主機電流過大，應(yīng)及時停車，提高成型溫度并保溫一段時間后再開車。5. 當(dāng)熔融塑料正常擠出后，人工將擠出物端口封閉，從芯模通入一定量的壓縮空氣，緩慢牽引管坯通過冷卻風(fēng)環(huán)、人字板至牽引輥，是產(chǎn)品生產(chǎn)過程連續(xù)。6. 逐漸提高螺桿轉(zhuǎn)速并相應(yīng)改變牽引速度，同時調(diào)整壓縮空氣的進氣量、冷卻風(fēng)環(huán)的位置、冷卻風(fēng)環(huán)出口間隙等，是生產(chǎn)過程正常進行。7. 在膜

12、管形狀尺寸、透明度及外觀質(zhì)量穩(wěn)定不變的條件下，截取1分鐘生產(chǎn)的薄膜，稱重并計算生產(chǎn)生產(chǎn)率：測量平均厚度（）及折徑（W）,計算吹脹比（）和牽引比（） 8. 緩慢改變成型工藝條件待過程正常后，再次截取1分鐘的產(chǎn)品進行稱量和計算。9. 觀察實驗過程中膜管的冷凍線。改變風(fēng)環(huán)的位置或擠出、牽引速度等觀察冷凍線的變化情況。10. 截取一尺產(chǎn)品，從薄膜縱橫不同方向制取性能測試樣品。11. 對實驗各工藝條件作出詳細記錄，寫出實驗報告并討論相關(guān)問題。吹塑工藝控制要點：吹塑薄膜工藝流程大致為：料斗上料一物料塑化擠出吹脹牽引風(fēng)環(huán)冷卻人字夾板牽引輥牽引電暈處理薄膜收卷但是，值得指出的是，吹塑薄膜的性能跟生產(chǎn)工藝參數(shù)有

13、著很大的關(guān)系，因此，在吹膜過程中，必須要加強對工藝參數(shù)的控制，規(guī)范工藝操作，保證生產(chǎn)的順利進行，并獲得高質(zhì)量的薄膜產(chǎn)品。在聚乙烯吹塑薄膜生產(chǎn)過程中，主要是做好以下幾項工藝參數(shù)的控制：1擠出機溫度吹塑低密度聚乙烯(LDPE)薄膜時，擠出溫度一般控制在160170之間，且必須保證機頭溫度均勻，擠出溫度過高，樹脂容易分解，且薄膜發(fā)脆，尤其使縱向拉伸強度顯著下降；溫度過低，則樹脂塑化不良，不能圓滑地進行膨脹拉伸，薄膜的拉伸強度較低，且表面的光澤性和透明度差，甚至出現(xiàn)像木材年輪般的花紋以及未熔化的晶核(魚眼)。2吹脹比吹脹比是吹塑薄膜生產(chǎn)工藝的控制要點之一，是指吹脹后膜泡的直徑與未吹脹的管環(huán)直徑之間的比

14、值。吹脹比為薄膜的橫向膨脹倍數(shù)，實際上是對薄膜進行橫向拉伸，拉伸會對塑料分子產(chǎn)生一定程度的取向作用，吹脹比增大，從而使薄膜的橫向強度提高。但是，吹脹比也不能太大，否則容易造成膜泡不穩(wěn)定，且薄膜容易出現(xiàn)皺折。因此，吹脹比應(yīng)當(dāng)同牽引比配合適當(dāng)才行，一般來說，低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的吹脹比應(yīng)控制在2.53.0為宜。3牽引比牽引比是指薄膜的牽引速度與管環(huán)擠出速度之間的比值。牽引比是縱向的拉伸倍數(shù)，使薄膜在引取方向上具有定向作用。牽引比增大，則縱向強度也會隨之提高，且薄膜的厚度變薄，但如果牽引比過大，薄膜的厚度難以控制，甚至有可能會將薄膜拉斷，造成斷膜現(xiàn)象。低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的牽引比一般

15、控制在46之間為宜。4.露點露點又稱霜線，指塑料由粘流態(tài)進入高彈態(tài)的分界線。在吹膜過程中，低密度聚乙烯(LDPE)在從模口中擠出時呈熔融狀態(tài)，透明性良好。當(dāng)離開模口之后，要通過冷卻風(fēng)環(huán)對膜泡的吹脹區(qū)進行冷卻，冷卻空氣以一定的角度和速度吹向剛從機頭擠出的塑料膜泡時，高溫的膜泡與冷卻空氣相接觸，膜泡的熱量會被冷空氣帶走，其溫度會明顯下降到低密度聚乙烯(LDPE)的粘流溫度以下，從而使其冷卻固化且變得模糊不清了。在吹塑膜泡上我們可以看到一條透明和模糊之間的分界線，這就是露點(或者稱霜線)。在吹膜過程中，露點的高低對薄膜性能有一定的影響。如果露點高，位于吹脹后的膜泡的上方，則薄膜的吹脹是在液態(tài)下進行的，吹脹僅使薄膜變薄，而分子不受到拉伸取向，這時的吹脹膜性能接近于流延膜。相反，如果露點比較低，則吹脹是在固態(tài)下進行的，此時塑料處于高彈態(tài)下，吹脹就如同橫向拉伸一樣，使分子發(fā)生取向作用，從而使吹脹膜的性能接近于定向膜。擠出吹塑薄膜厚度均勻性差的原因：?？陂g隙的均勻性直接影響薄膜厚度的均勻性，如果?？陂g隙不均勻，有的部位間隙大一些，有的部位間隙小一些，從而造成擠出量有