塑料成型工藝實驗講義

1、塑料成型工藝實驗講義前言 隨著實驗設(shè)備的更新和改造，原塑料成型工藝實驗講義已經(jīng)不能滿足當(dāng)前實驗要求，經(jīng)教務(wù)處批準(zhǔn)，對原實驗講義進(jìn)行全面修改、補充，并重新編排。本書供高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生使用。也可供從事高分子材料成型加工技術(shù)研究的科技人員實驗參考。對于高分子專業(yè)的學(xué)生來講，實驗是一門基本的技能，學(xué)好它，不僅能夠鞏固所學(xué)基本理論知識，而且能夠掌握從事本專業(yè)學(xué)科研究的基本技能，為將來從事科學(xué)研究和進(jìn)工廠從事技術(shù)工作打下堅實基礎(chǔ)。本書編寫分工如下：塑料熔體流動速率測試、基于XLY型流變儀高聚物流變性能測定、熱固性塑料模壓成型、塑性溶膠的制備及搪塑成型、擠出吹塑薄膜、固體電工絕緣材料絕緣電阻/電

2、阻系數(shù)測試、透光率/霧度的測定、塑料透濕性能測定、塑料沖擊強度測試等內(nèi)容由閆春綿編寫；壓制法制備硬質(zhì)聚氯乙烯板材、高聚物氧指數(shù)的測定、聚烯烴泡沫材料的制備、混煉型平行雙螺桿擠出造粒等內(nèi)容由劉東亮編寫；熱塑性塑料的注塑成型、轉(zhuǎn)矩流變儀應(yīng)用試驗、塑料拉伸強度實驗、熱塑性塑料維卡軟化點測試等內(nèi)容由白寶豐編寫；李輝同學(xué)、劉照紅老師參加了部分插圖的繪制工作；全書由閆春綿統(tǒng)稿整理。由于我們的水平有限，加之時間倉促，本書難免有不妥或錯誤之處，懇請讀者提出寶貴意見。最后對所有支持本書編寫工作的同仁表示衷心的感謝！2003年10月目 錄塑料熔體流動速率測試1XLY-型毛細(xì)管流變儀測高聚物流變性能6轉(zhuǎn)矩流變儀應(yīng)用

3、試驗16（PVC動態(tài)熱穩(wěn)定性的檢驗）熱固性塑料模壓成型19塑性溶膠的制備及搪塑成型22壓制法制備硬質(zhì)聚氯乙烯板材25混煉型平行雙螺桿擠出造粒28擠出吹塑薄膜31熱塑性塑料的注塑成型34聚烯烴泡沫材料的制備37熱塑性塑料維卡軟化點試驗41固體電工絕緣材料絕緣電阻、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)測試43塑料沖擊強度試驗（簡支梁法）51透光率/霧度的測定 54塑料透濕性能測定59塑料拉伸強度試驗63高聚物氧指數(shù)的測定69塑料彎曲試驗71高分子材料煙密度測定75附錄78塑料熔體流動速率測試一、定義和原理熔體流動速率是指熱塑性塑料在一定溫度和負(fù)荷下，熔體每10min通過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)口模的質(zhì)量，單位為g/10m

4、in。也稱熱塑性塑料的熔融指數(shù)，又叫熔體指數(shù)。用MI(MFR)來表示。本方法適用于測定熱塑性塑料在一定條件下的熔體流動速率，用來區(qū)別各種熱塑性塑料在熔融狀態(tài)時的流動性能，通過對它的測量可以了解聚合物的分子量及其分布、交聯(lián)程度、加工性能等。二、試驗儀器及試驗條件試驗裝置主要部分及原理如圖1和圖2所示。圖1 PXRZ400A型熔融指數(shù)測試儀它是由圓柱形的加熱體，包括可更換的料筒和底部口模，以及作為負(fù)荷主要成分的砝碼組成。圓柱體外繞有電阻絲加熱，提供熱源。加熱爐內(nèi)裝有鉑電阻溫度計，測量爐體的溫度和進(jìn)行控制。圖2 實驗原理圖根據(jù)試料種類，可參照表1的試驗條件選定。表1 標(biāo)準(zhǔn)實驗條件序號標(biāo)準(zhǔn)口模內(nèi)徑/m

5、m試驗溫度/口模系數(shù)/（2）負(fù)荷/kg適用塑料111801904662160PE22095190700325PE、纖維素酯320951904642160PE、POM、纖維素酯42，09519010735000PE52095190214610000PS62095190463521600PE7209520010735000PS、ABS82095200214610000丙烯酸酯92095220214610000ABS102095230700325PA1120952302581200PS、丙烯酸酯1220952304642150PP1320952308153800PS、丙烯酸酯142095230107

6、35000PP152095275700325PA1620953002581200PC注：表中負(fù)荷為柱塞桿和砝碼重量之和。四、試驗步驟及操作方法1、儀器準(zhǔn)備（1）將料筒的R弧對準(zhǔn)爐體口部螺釘，見圖3，垂直輕輕送入爐膛，按圖示箭頭方向鎖緊。卸料筒時先按圖示方向松開，再由爐底部向上頂出爐體。圖3 料筒的安裝圖4 口模裝卸（2）安裝口模，如圖4所示，向外拉出拉板，將口模從爐底沿軸向推進(jìn)去，再把拉板向里推緊；也可先推進(jìn)拉板，由料筒的上部放入口模，再用附件清理棒將口模輕輕推到爐體底部，此方法需將料筒清理干凈。兩種辦法裝口模，都需要口模外部清潔。取出口模時先拉出拉板，用清理棒將口模推出料筒。 注意：推拉拉板

7、時應(yīng)在加熱后進(jìn)行。（3）溫度控制，溫度定值由數(shù)字拔盤來實現(xiàn)，定值拔盤是由4位數(shù)組成，最后一位為十分位。本儀器溫度控制范圍最大為400。溫度測量儀為數(shù)字溫度計，它顯示的溫度即是料筒的溫度。2、試料準(zhǔn)備根據(jù)預(yù)計的熔體流動速率范圍，按表2選取試料用量。表2 試料加入量及切樣時間間隔流動速率g/10min試料加入量g切樣時間間隔s01053412024005013460120103545306035106810801025685103、測試（1）當(dāng)溫度穩(wěn)定在定值后，將預(yù)熱的柱塞取出，按上加料漏斗向料筒中加入試料（注意邊加料邊用加料棒壓實），然后將柱塞放回料筒，整個加料過程要在1分鐘內(nèi)完成。預(yù)熱57分鐘

8、，使料筒和試料溫度達(dá)到試驗溫度。（2）在柱塞頂部按表1選定的負(fù)荷加上砝碼，熔體開始從料筒下部口模中擠出。（3）切取樣條。本儀器的切料為自動操作。操作部分包括驅(qū)動電機(jī)、刀桿、切刀、支架。電機(jī)控制分手控與時控兩種，由控制箱面板上的選擇開關(guān)進(jìn)行選擇。選擇手控方式切料時，按動切刀上部的電機(jī)控制按鈕，按鈕開關(guān)閉合后立即抬起，不要保持。當(dāng)選擇時控取樣方式時，取樣時間由控制箱面板上的時間選擇撥盤來實現(xiàn)。時間選擇撥盤是由四位數(shù)組成，最大范圍為9999秒。取樣時間選定后，按動電機(jī)控制按鈕電機(jī)啟動，首次切割去前面被擠出的試樣后，即按表2所選定的時間間隔進(jìn)行切料，連續(xù)切取無氣泡樣條三段。當(dāng)取樣完畢時按動電機(jī)控制按鈕

9、，電機(jī)停止切樣。注意：無論那種取樣方式，切刀的初始位置在刀片垂直朝下的位置上，請先用手調(diào)定。另外，電機(jī)控制是與溫度控制互鎖的，當(dāng)爐體溫度未達(dá)到設(shè)定溫度時，電機(jī)控制是無效的。（4）樣條冷卻后，分別稱重（若樣條中最重和最輕的重量差超過三條重量平均值的10%，則試驗需重作）。（5）清理儀器。切取樣條后，將余料全部擠出，去掉砝碼，趁熱取出柱塞、口模，用軟布清理干凈，料筒用壓料桿纏繞棉紗清理。切忌用金屬物清洗料筒，以防劃傷料筒的內(nèi)表面。（6）停止加熱，關(guān)機(jī)。五、試驗結(jié)果整理 試驗結(jié)果記錄在表3。表3 試驗記錄及結(jié)果試驗條件：溫度 ； 負(fù)荷 kg； 口模直徑 mm試料間隔時間t（S）樣條重量W（g）MFR

10、（或MI）平均計算公式：MFR（或MI）= 600W/t式中MFR熔體流動速率，g/10min；W樣條重量平均值，g；t 切樣時間間隔，s。測試結(jié)果取兩位有效數(shù)字。每個試樣應(yīng)平行測試兩次，分別求其MI值，以算術(shù)平均值作為試樣的熔融指數(shù)。兩次之間或各時間段之間重量差別超出10時，應(yīng)找出原因。六、問題討論1、為什么加料時必須壓實，否則會出現(xiàn)什么情況？2、MFR對塑料加工的指導(dǎo)意義何在？XLY-型毛細(xì)管流變儀測高聚物流變性能一、實驗意義聚合物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，有時也叫粘度計，其類型按施力的狀況主要有落球式、轉(zhuǎn)矩式和毛細(xì)管擠出式

11、等幾種，不同的儀器適合于不同粘度的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如表1所示表1 幾種流變儀適用范圍流變儀剪切速率/s-1毛細(xì)管擠出式101107101106旋轉(zhuǎn)圓筒式1011011103101旋轉(zhuǎn)錐板式1021011103101平行平板式102103極低落球式103103極低在測定和研究塑料熔體流變性的各種儀器中，毛細(xì)管流變儀是一種常用的較為合適的儀器。它不僅可以測得熔體在毛細(xì)管中的剪切應(yīng)力和剪切速率的關(guān)系，而且可以直接觀察擠出物的外形，通過改變長徑比來研究熔體的彈性和不穩(wěn)定流動（包括熔體破裂）現(xiàn)象，同時還可以測定高聚物的其它狀態(tài)變化。因此，通過對高聚物流變性

12、能的研究，不僅可以為設(shè)計模具結(jié)構(gòu)、選擇成型機(jī)械、確定高聚物加工工藝參數(shù)提供依據(jù)，而且在原料的改性方面還可以獲得關(guān)于結(jié)構(gòu)和分子參數(shù)等方面的有用數(shù)據(jù)。本實驗采用XLY-型毛細(xì)管流變儀。二、實驗?zāi)康?、了解XLY-型流變儀的實驗技術(shù)方法；2、了解繪制熱塑性塑料的塑化曲線以及測定軟化點、熔融點、流動點溫度的方法； 3、掌握剪切應(yīng)力、剪切速率和粘度的含義以及流變曲線的繪制方法。 4、了解測定熱固性塑料的流動性及固化速度的方法。 三、實驗原理本實驗采用XLY-型毛細(xì)管流變儀，其主要擠出部分原理如圖1所示。圖1 儀器原理圖1、塑化曲線測試原理在等速升溫情況下，可測定高聚物在一恒定壓力下的軟化點、熔融點、流動

13、點的溫度以及熱固性塑料的固化溫度。如圖2所示。圖2 塑化和固化曲線a為熱塑性塑料塑化曲線（聚乙烯） b為熱固性塑料固化曲線（酚醛樹脂）。圖中：AB 軟化區(qū)域 T1 軟化溫度BC 熔融區(qū)域 T2 熔融溫度CD 流動區(qū)域 T3 流動溫度EF 流動和軟化區(qū) T4 固化點FG 固化區(qū)域2、流變曲線的測試原理測試基本原理：設(shè)在一個無限長的圓形毛細(xì)管中，塑料熔體在管中的流動為一種不可壓縮的粘性流體的層流流動；毛細(xì)管兩端的壓力差P，由于流體具有粘性，它必然受到管壁與流動方向相反的作用力，根據(jù)平衡原理推導(dǎo)可得出管壁處剪切應(yīng)力和剪切速率與壓力、熔體流率的關(guān)系。 （1）式中R_毛細(xì)管半徑，cm； L_毛細(xì)管長度，

14、cm； P_毛細(xì)管兩端壓力差，Pa。 (2)式中Q_熔體容積流率，cm3/s。由此，在溫度和毛細(xì)管長徑比一定的條件下，測定在不同的壓力下塑料熔體通過毛細(xì)管的流動速率（Q），由流動速率和毛細(xì)管兩端的壓力差可計算出相應(yīng)的剪切應(yīng)力和剪切速率值，將一組剪切應(yīng)力和剪切速率在雙對數(shù)坐標(biāo)上繪制流動曲線圖，即可求得非牛頓指數(shù)（n）和熔體的表觀粘度（a）；改變溫度和改變毛細(xì)管長徑比，則可得到代表粘度對溫度依賴性的粘流活化能；以及離模膨脹比等表征流變特性的物理參數(shù)。圖1所示為儀器原理圖。高聚物在料筒中被加熱熔融，在一恒定負(fù)荷下，面積為12的柱塞將高聚物熔體經(jīng)過毛細(xì)管擠出，電子記錄儀自動記錄擠出速度（柱塞下降量），

15、另一筆同時記錄溫度，從而求得剪切應(yīng)力、剪切速率和粘度的關(guān)系。從記錄紙上得到的是熔體通過毛細(xì)管的擠出速度V，如圖2所示，圖2 流動速率曲線V = n/t （3）n曲線任一段的直線部分橫坐標(biāo)（cm）t曲線對應(yīng)n一段的直線部分縱坐標(biāo)（s）熔體在管中的體積流率（流量），可由下式求得：Q = 料筒橫截面積V (cm3/s) （4）根據(jù)(1)式和（2）式可得剪切應(yīng)力和剪切速率，二者比值即為熔體表觀粘度a（PaS）：a （5）四、儀器結(jié)構(gòu)及工作原理圖4 加壓系統(tǒng)原理圖本儀器由加壓系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和記錄儀組成。1、加壓系統(tǒng)本儀器為恒壓式流變儀。加壓系統(tǒng)是一個1：10的杠桿機(jī)構(gòu)，其加壓部分再經(jīng)滑輪機(jī)構(gòu)進(jìn)

16、行力變換。見圖4所示。因此當(dāng)加一較小的負(fù)荷時，可獲得較大的工作壓力。加壓系統(tǒng)由杠桿1、導(dǎo)向軸承2、3、導(dǎo)向桿5、6、壓頭7、壓油桿8、支撐9、放油把手10、負(fù)荷托盤11組成。導(dǎo)向桿行程為20mm。導(dǎo)向軸承為直線軸承，其導(dǎo)向精度高摩擦力小。軸承9為液壓支撐，當(dāng)支撐抬起杠桿時，放油把手10應(yīng)右旋擰緊，上下搬動壓油桿8時，杠桿即被抬起，放下支撐時，放油表把手左旋擰動，支撐自動下落，下落距離可由放油把手控制，使其停止只需右旋擰緊放油把手。2、加熱與溫度控制系統(tǒng)被測高聚物在加熱爐的料筒內(nèi)被加熱熔融后，通過裝在爐體內(nèi)的毛細(xì)管被擠出。本系統(tǒng)的溫度測量與控制系統(tǒng)通過電纜與加熱爐、位移傳感器、記錄儀相連接。用鉑

17、電阻作感溫元件，經(jīng)計算機(jī)轉(zhuǎn)換達(dá)到控溫和等速升溫的目的。溫度測量用E型熱電偶直接從料筒中測量，再經(jīng)補償導(dǎo)線連接到記錄儀上，記錄儀實時繪出料筒內(nèi)溫度變化曲線，記錄儀溫度示值范圍為0400。3、位移測量系統(tǒng)位移測量主要由精密直線電位器構(gòu)成，直線電位器聯(lián)接在導(dǎo)柱上。經(jīng)壓頭直接壓在柱塞上，則柱塞位移量直接由直線電位器測出，經(jīng)插頭連線接在記錄儀上，位移測量范圍為02cm，對應(yīng)記錄紙滿量程長為250mm，則實際位移量應(yīng)由讀數(shù)方向長度n換算得出。五、測試方法及操作步驟1、塑化及固化曲線的測試方法（1）將加熱系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)、記錄儀與控制儀用配帶的聯(lián)線，按各自不同的插件聯(lián)接好。（2）檢查各接線無誤后，接通電源，打

18、開控制儀的電源開關(guān)，指示燈亮，溫度表顯示爐體溫度。（3）將測溫?zé)犭娕疾迦爰訜狍w測溫內(nèi)，并用記錄儀聯(lián)接進(jìn)行測溫。（4）爐體在室溫狀態(tài)下，選定升溫速度拔盤溫度定值拔盤選0，打開記錄儀1、2筆開關(guān)，選定適當(dāng)?shù)淖呒埶俣?，同時加掛所需砝碼。（5）抬起杠桿使壓頭處于上限位置，拉出爐體，檢查毛細(xì)管和料筒清潔與否，并針對不同毛細(xì)管選擇不同毛細(xì)管墊圈將毛細(xì)管裝入并旋緊以防漏料，根據(jù)試料形狀、流動性能確定裝料量，粒料少加，粉料多加，流動性好多加，流動性差少加，一般裝料量為1.5g2g，將稱好的試料用漏斗裝入料筒內(nèi)，插入柱塞，先用手壓實，將爐體移進(jìn)壓頭下方，并與壓頭對正，放下杠桿使壓頭壓在柱塞上，將試料壓實并反復(fù)幾

19、次，再抬起壓頭后調(diào)節(jié)調(diào)整螺母，使壓頭與柱塞壓緊。（6）放下杠桿，同時開啟記錄儀開關(guān)并將溫度定值選定在所需溫度，則等速升溫開始，儀器進(jìn)入測試狀態(tài)，至壓桿到底則測試結(jié)束，關(guān)閉記錄儀記錄開關(guān)，記錄下各種工作參數(shù)，物料名稱等，抬起壓頭，將爐體移出，取出柱塞，卸下毛細(xì)管并對料筒內(nèi)壁和毛細(xì)管外表面進(jìn)行清理，準(zhǔn)備下次實驗。若再要做塑化曲線的測試則需使?fàn)t體溫度降至室溫。（7）若試料為易高溫分解的試料，則溫度定值不應(yīng)定高，以防試料分解產(chǎn)生危險。2、流動曲線的測試方法（1）選定實驗溫度，輸入溫度定值，采用快速升溫，打開溫控儀和記錄儀電源開關(guān)，打開記錄儀1、2筆開關(guān)，選定適當(dāng)?shù)淖呒埶俣龋訏焖桧来a。（2）溫度平衡

20、15分鐘后，加料、壓實，具體操作與塑化曲線測試相同。（3）加料后5分鐘即可進(jìn)入測試狀態(tài)，操作方法與塑化曲線測試相同。在同一溫度下，改變砝碼重量，可以測得不同壓力下的流動速率，進(jìn)行計算。收集不同壓力下的擠出物，測量擠出物直徑。另外還可觀察擠出物外觀，是否有“鯊魚皮癥”、熔體破碎等缺陷。六、數(shù)據(jù)讀取及計算1、塑化、固化曲線數(shù)據(jù)讀取由于記錄儀1、2筆在走紙方向上有約5mm位置差，則當(dāng)讀取各特征點時，位移曲線對應(yīng)拐點所對應(yīng)溫度曲線應(yīng)向前推5mm，這樣所取得的數(shù)據(jù)才是實際特征點對應(yīng)的轉(zhuǎn)換溫度點。2、流動曲線數(shù)據(jù)讀取及計算對流動曲線，截取盡量長的一段直線段的位移曲線，在其端點做出標(biāo)記，截取其走紙方向長度l

21、t(單位mm)，計算時間t。截取其讀數(shù)方向長度ln（單位mm），計算位移n。則n = ln2cm/250mm其中：250mm為記錄紙滿量程長度；2cm為柱塞位移滿量程長度。t = lt3600/S其中：S（單位mm/h）為走紙速度（記錄儀可以設(shè)定），3600為1小時時間秒數(shù)。 代入實驗原理公式（1）、（2）、（3）、（4）、（5），即可求得w、w、a。計算時注意單位換算。測試結(jié)果及計算記錄表2。同時在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪制對的流變曲線，在不大范圍內(nèi)可得一直線，該直線的斜率則為非牛頓指數(shù)n。3、離模膨脹比式中Ds_擠出物直徑，mm； D_毛細(xì)管直徑，mm。 測量時為減少擠出物自重所引起的單絲變細(xì)，應(yīng)

22、靠近端部取樣，或用溶液接托法取樣。表2 熔體流變數(shù)據(jù)記錄砝碼重L/DT/P/PaQ/(cm3/s)/Pa/sa/(Pa.s)B七、有關(guān)參數(shù)（技術(shù)參數(shù)及負(fù)荷）柱塞頭面積：1（cm2）壓力范圍：10f/cm2500f/cm21%毛細(xì)管規(guī)格：毛細(xì)管有四種規(guī)格，如表1表1 毛細(xì)管規(guī)格直徑D(mm)長度（mm）L/D155110101202014040本儀器有四種砝碼，其重量及數(shù)量如表2。表2 砝碼重量與數(shù)量標(biāo)志重量（）數(shù)量A4B14C41D53負(fù)荷相加法：該儀器最小壓力為10f/cm2。當(dāng)將掛負(fù)荷的滑輪架摘下時，即為10f/cm2。當(dāng)將滑輪架掛上后，壓力為20f/cm2，以后每加0.5重的砝碼，系統(tǒng)增

23、加10f/cm2，增加1重砝碼，系統(tǒng)增加20f/cm2壓力。其加法碼計算如表3。表3 砝碼計算方法壓力值(f/cm2)10203040100120砝碼無掛架、砝碼掛架不加砝碼+1A+1B+1C1D八、注意事項1、每次實驗后要將加熱爐拉出，進(jìn)行清理，準(zhǔn)備下次實驗再用。2、儀器加熱體處應(yīng)盡量避免空氣對流以保持恒溫精度。3、抬起杠桿時，壓油桿搬動時應(yīng)注意，當(dāng)杠桿到達(dá)頂端時不能再搬動壓油桿，以防止損壞杠桿。溫度測量應(yīng)以記錄儀記錄的熱電偶所測溫度為準(zhǔn)。九、思考題1、在用手壓實物料的過程中，如果邊壓邊旋轉(zhuǎn)螺桿，那么從毛細(xì)管擠出的料會如何？怎樣解釋？2、入口壓力降P是由高聚物的什么性質(zhì)決定的？怎樣來證明（用

24、實驗方法）？3、請根據(jù)平衡原理推導(dǎo)公式w =。附結(jié)果校正：以上公式為理想狀態(tài)下的流動方程，適合牛頓流體，而絕大多數(shù)高聚物熔體屬非牛頓流體，為此必須經(jīng)過校正。為使熔體從毛細(xì)管中流出，需克服其粘滯阻力，為此需加壓力P，但所施加的壓力并沒有完全消耗在克服粘滯阻力上，而是有力的損失，所以實際作用力小于加在熔體上的力，從而使剪切應(yīng)力減小，在毛細(xì)管處具有較大的壓力降，即為入口效應(yīng)。為了補償這部分損失，假定將毛細(xì)管加長ND（D為毛細(xì)管直徑）。因此毛細(xì)管長度為L+ND，剪切應(yīng)力公式應(yīng)為：改=N的求法：已知剪切速度為 牛頓流體剪切應(yīng)力是剪切速度的函數(shù)，即或（）也即(4Q/R3)將上式進(jìn)行移項整理后得具體實驗求法

25、：在同一溫度下，測量熔體在不同壓力的流量Qi并計算i改變毛細(xì)管L/D，重復(fù)上述過程，固定的情況下，作圖求N。設(shè)L/Dai(i=14)；壓力Ph，通過h(h=14)，求出h，也求出對應(yīng)的剪切速度j（j=14），同溫度下，不同毛細(xì)管的L/D可得如下數(shù)據(jù)：L/Da1112131411121314a2122232421222323a3132333431323334a4142434441424344根據(jù)上述結(jié)果作hj曲線，如圖5所示。 a1 h a2 a3 a4 1 2 3 4 j 圖5從圖5上取4個1，2，3，4，且讀出（a1，11），(a2，12)，(a3，13)，(a4，14)，(a1，21)，(

26、a2，22)，(a3，23), (a4，24)；。再由公式PR/2L反求出P11,P12,P13。固定剪切速率的情況下作P-L/D圖，如圖6。 P 3 2 1 N1 L/D(aj) N2 N3 圖6 固定剪切速率下P-L/D圖由上述各坐標(biāo)線中求取在L/D軸上的截距即為N值，代入下式即得到上述方法稱Begley改正。對于非牛頓流體要進(jìn)行牛頓改正。對于絕大多數(shù)高聚物屬于非牛頓流體，可用指數(shù)方程表示關(guān)系：Knn_流動指數(shù)（牛頓指數(shù)）將上式取對數(shù)：K+n在上式中n為曲線斜率即：n= （由圖5求得）改可由下式計算：故表觀粘度 以上非牛頓改正比較繁復(fù)，工作量很大，若毛細(xì)管的長徑比大于40，或該測試數(shù)據(jù)僅用

27、于實驗對比時，也可不作改正要求。轉(zhuǎn)矩流變儀應(yīng)用試驗（PVC動態(tài)熱穩(wěn)定性的檢驗）一、試驗原理及目的高分子材料的成型過程，如塑料的壓制、壓延、擠出、注射等工藝，化纖抽絲，橡膠加工等過程，都是利用高分子材料熔體進(jìn)行的。熔體受力作用，不但表現(xiàn)有流動和變形、而且這種流動和變形行為強烈地依賴于材料結(jié)構(gòu)和外界條件，高分子材料的這種性質(zhì)稱為流變行為（即流變性）。測定高聚物熔體流變性質(zhì)，根據(jù)施力方式不同，有多種類型的儀器，轉(zhuǎn)矩流變儀是其中的一種。它由微機(jī)控制系統(tǒng)、混合裝置（擠出機(jī)、混煉器）等組成。測量時，測試物料放入混合裝置中，動力系統(tǒng)驅(qū)使混合裝置的混合元件（螺桿、轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)動，微處理機(jī)按照測試條件給予給定值、保

28、證轉(zhuǎn)矩流變儀在實驗控制條件下工作。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)動元件產(chǎn)生的阻力轉(zhuǎn)矩、物料熱量、壓力等參數(shù)。其后，微處理機(jī)再將物料的時間、轉(zhuǎn)矩、熔體溫度、熔體壓力、轉(zhuǎn)速、流速等測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出圖、表形式的實驗結(jié)果。 利用轉(zhuǎn)矩流變儀不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、螺桿數(shù)、螺桿結(jié)構(gòu)、擠出模具以及輔機(jī)，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)下的轉(zhuǎn)矩溫度時間曲線，表觀粘度剪切應(yīng)力（或剪切速率）曲線，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)

29、備間的影響關(guān)系。 總之，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)、高產(chǎn)、低耗制品以及為制造成型工藝裝備提供必要的設(shè)計參數(shù)等，都有非常重要的意義。 高分子材料的流變性除受高聚物結(jié)構(gòu)及有關(guān)復(fù)合物組成的影響外，采用混合器測量流變性質(zhì)時的實驗條件也是十分重要的影響因素。二、試驗用原材料1、硬質(zhì)PVC粒狀復(fù)合物或混配物2、R類酚醛塑料粉原材料要求：應(yīng)干燥、不含有強腐蝕磨損性組份，材質(zhì)、粒度均勻，粒徑小于3.2mm。三、主要儀器設(shè)備XSS-300轉(zhuǎn)矩流變儀，主要分三部分：主機(jī)、電氣控制柜、混合或擠出裝置。本實驗采用轉(zhuǎn)矩流變儀的混合裝置進(jìn)行。1.加料量實驗開始,物料自混合器上部的加料口加入混合室

30、，受到上頂栓對物料施加的壓力并且通過轉(zhuǎn)子外表面與混合室壁間的剪切、攪拌、擠壓；轉(zhuǎn)子之間的捏合、撕拉；軸向間翻搗、捏煉等作用，以連續(xù)變化的速度梯度和轉(zhuǎn)子對物料產(chǎn)生的軸向力的變形實現(xiàn)物料的混煉、塑化。顯然混合室內(nèi)的物料量不足，轉(zhuǎn)子難于充分接觸物料，達(dá)不到混煉塑化的最佳效果。反之加入的物料過量，部分物料集中于加料口不能進(jìn)入混合室塑化均勻或出現(xiàn)超額的阻力轉(zhuǎn)矩，使儀器安全裝置發(fā)生作用，停止運轉(zhuǎn)、中斷實驗，若實驗過程中，去除上頂栓對物料的施壓作用，儀器轉(zhuǎn)矩值變化不突出時，說明加料量合適。加料量應(yīng)由混合室空膠容積、轉(zhuǎn)子容積、物料（固體或熔體）的密度以及加料系數(shù)來計算確定。此外，為了保證測試準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，原

31、料的粒度和材質(zhì)應(yīng)均勻。2.溫度與轉(zhuǎn)速混合器加熱溫度應(yīng)參考物料的熔融溫度和成型溫度。如果選擇的溫度過低出現(xiàn)超額的阻力轉(zhuǎn)矩會造成安全裝置發(fā)生作用，使儀器停止運轉(zhuǎn)。而溫度過高時，高聚物的鏈段活動能力增加、體積膨脹、分子間相互作用減小，流動性增大，粘度隨溫度提高而降低。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。對于PS、PVC、PC等高聚物，因為粘流活化能很大，熔體粘度對溫度十分敏感，增加溫度可大大降低熔體的粘度，應(yīng)注意溫度的控制與調(diào)節(jié)，使測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。一般來說，用近于生產(chǎn)條件的成型溫度、螺桿轉(zhuǎn)速作為測試儀器的加熱溫度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的條件下，所得到的物料轉(zhuǎn)矩-溫度-時間曲線更能

32、預(yù)測或說明制品成型過程中發(fā)生的問題。此外，用動態(tài)熱溫定性實驗研究材料熱穩(wěn)定效果時用較高的溫度和轉(zhuǎn)速，使分解反應(yīng)在較短時間內(nèi)發(fā)生，則可以縮短實驗時間。對于不同的高分子材料和不同的實驗?zāi)康谋仨氝x擇最佳的條件，以求得可靠的實驗結(jié)果。（1）了解轉(zhuǎn)矩流變儀的工作原理、技術(shù)規(guī)格和安裝、使用、清理的有關(guān)規(guī)定。（2）根據(jù)實驗需要，將所用的混合器與動力系統(tǒng)組裝起來。（3）接通動力電源和壓縮空氣，穩(wěn)定電源在220V+/-10V.（4）按式（6-1）計算加料量，并用天平準(zhǔn)確稱量。W1=(V1-V0)0 (6-1) W1-加料量 （g） V1-混合器容量（cm3） V0-轉(zhuǎn)子體積（cm3） -原材料的固體體積或熔體密

33、度（g/cm3）-加工系數(shù)，按固體或熔體密度計算為 0.655、0.80。 對于硬質(zhì)PVC來講 ，加料量應(yīng)為65 g左右。（1）接通主機(jī)電源后，調(diào)節(jié)溫度加熱。（2）當(dāng)溫度達(dá)到要求后，預(yù)熱一段時間，然后加料開始記錄實驗參數(shù)。（3）當(dāng)實驗結(jié)束后，加入少量潤滑劑，然后拆卸清理混合器。1、寫出轉(zhuǎn)矩流變儀測試高聚物的流變性的原理及測試時的各項實驗條件。2、以實驗所得數(shù)值、圖形為例，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)計等方面的應(yīng)用。六思考題那些主要因素將影響高聚物的流變性質(zhì)？測試物料及實驗過程如何保證實驗結(jié)果的可靠性。試比較毛細(xì)管流變儀和轉(zhuǎn)矩流變儀各自的特點？熱固性塑料

34、模壓成型一、試驗?zāi)康募霸碓囼災(zāi)康模?、掌握熱固性塑料模壓成型基本原理和工藝控制過程； 2、了解酚醛塑料模塑粉配方以及模壓成型工藝參數(shù)對產(chǎn)品性能及外觀質(zhì)量的影響； 3、正確掌握液壓機(jī)及壓模的操作使用方法； 4、了解液壓機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及運轉(zhuǎn)原理。試驗原理：熱固性塑料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放入成型溫度下的壓模型腔中，然后閉模加壓，借助熱和壓力的作用，由固體變成半液體，并在這種狀態(tài)下充滿型腔取得一定的型樣，此時，帶活性基團(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)過一段時間保壓，隨著交聯(lián)作用的加深，樹脂完成聚合反應(yīng)而固化成型，脫模即得所需制品。在熱固性塑料模壓成型過程中

35、，溫度、壓力和在壓力作用下的持續(xù)時間是重要的工藝參數(shù)，它們之間既有各自的作用又有相互制約。（1）模壓溫度 在其它工藝條件一定的情況下，熱固性塑料模壓過程中的溫度不僅影響其流動狀態(tài)而且決定成型過程中交聯(lián)反應(yīng)的速度。溫度高，有利于縮短模壓周期，改善制品物理力學(xué)性能，但溫度過高，熔體流動性會降低以致于充不滿模腔，或表面層過早固化而影響水分、揮發(fā)物排出，這不僅要降低制品的表面質(zhì)量，在開模時還可能出現(xiàn)制品膨脹、開裂等不良現(xiàn)象。反之，模壓溫度過低，固化時間延長，交聯(lián)反應(yīng)不完善也要影響制品質(zhì)量，同樣會出現(xiàn)制品表面灰暗、粘模和力學(xué)性能下降等問題。（2）模壓壓力 模壓壓力的選擇取決于塑料類型、制品結(jié)構(gòu)、模壓溫度

36、及物料是否預(yù)熱等因素。一般來講，增大模壓壓力可增進(jìn)塑料熔體的流動性、降低制品的成型收縮率、使制品更密實；壓力過小會增多制品帶氣孔的機(jī)會。不過，在模壓溫度一定時，僅僅就增大模壓壓力并不能保證制品內(nèi)部不存在氣泡，況且，壓力過高還會增加設(shè)備的功率消耗，影響模具的使用壽命。（3）模壓時間 指壓模完全閉合至開模所需時間。模壓時間的長短也與塑料的類型、制品形樣、厚度、模壓工藝及操作過程有密切關(guān)系。通常隨制品厚度增加，模壓時間相應(yīng)增長，適當(dāng)增加模壓時間，可減少制品的變形和收縮率。如采用預(yù)熱、預(yù)壓、排氣及提高模具溫度等措施可以縮短模壓時間，從而提高生成效率。但是，倘若模壓時間過短，固化未完全，開模后制品易翹曲

37、、變形或表面無光澤，甚至影響其物理機(jī)械性能。除此之外，塑料粉的工藝性能、模具結(jié)構(gòu)和表面粗糙度等都是影響制品質(zhì)量的重要因素。二、實驗原料及儀器設(shè)備1、實驗原料為酚醛樹脂（或其改性樹脂）與填料及其它添加劑組成的熱固性塑料粉。本實驗采用的酚醛樹脂模塑粉配方如表1。表1 實驗用酚醛樹脂模塑粉配方原材料質(zhì)量份數(shù)原材料質(zhì)量份數(shù)酚醛樹脂100木粉（云母）100六次甲基四胺13硬脂酸鋅輕質(zhì)氧化鎂2炭黑硬脂酸鎂22、主要儀器設(shè)備平板硫化機(jī)（液壓機(jī)）一臺；移動式壓模（包括長條、啞鈴和圓餅形狀的試樣模具）一套；脫?？蚣芤粋€；溫度計（0250）2支；天平（感量05克）一臺三、試驗步驟及操作方法1、酚醛樹脂模塑粉配制

38、按表1配方稱量，將各組分放入捏合機(jī)中，攪拌30min后，將塑料粉裝入塑料袋中備用。2、酚醛塑料粉的模壓成型（1）熟悉壓機(jī)的結(jié)構(gòu)和壓機(jī)在手動、半自動狀態(tài)下的操作程序，檢查壓機(jī)各部分的運轉(zhuǎn)、加熱情況是否良好，并記錄壓機(jī)的主要技術(shù)規(guī)范。（2）按照表2，擬定成型溫度、壓力和時間等工藝條件。根據(jù)模具型腔的尺寸和模壓壓力分別計算出所需模塑粉量和壓制的總壓力，并結(jié)合實驗用壓機(jī)噸位計算出模壓成型時壓機(jī)的表壓。表2 模壓成型工藝條件模塑料種類工藝條件項目粒徑3mm粒徑3mm成型溫度（）16021602成型壓力（MPa）25404060固化時間（min/mm）11（3）將壓模放到壓機(jī)上并預(yù)熱到擬定溫度（預(yù)熱時應(yīng)將

39、壓機(jī)壓板與壓模接觸）。（6）取出壓模，然后在脫?？蚣苌蠈耗Ｃ撻_，用紗頭將型腔上下凸模拂拭干凈并涂以少量的脫模劑，隨即把預(yù)先計算稱量好的酚醛塑料粉加入模腔內(nèi)，堆成中間稍高的形式，迅速閉模，放到壓機(jī)熱板中心位置上。（7）開動壓機(jī)，施加壓力至擬定值，經(jīng)少許時間后，減壓讓壓模松動排出其中的氣體，再施加壓力至擬定值，并按工藝條件保壓一定時間。（8）固化結(jié)束卸壓、脫模，取出制品，用銅刀清理干凈模具并重新組裝待用。（9）檢查制件是否符合外觀要求，并記錄編號保存，以備性能測試。（10）改變工藝條件，再按上述操作步驟，進(jìn)行另一輪實驗。四、試驗結(jié)果及處理試驗數(shù)據(jù)記錄表2編號模具溫度（）上 下表壓(MPa)固化時

40、間（分）模壓壓力（MPa）加料量（g）放氣次數(shù)觀察現(xiàn)象1232、制品性能的檢定 長條形試樣測試制品的沖擊強度、彎曲強度和維卡耐熱性，圓片試樣檢測其電性能。五、注意事項1、進(jìn)行模壓操作時，實驗者必須帶好手套以免燙傷。2、脫模、裝模必須細(xì)心，注意對準(zhǔn)模具方向，不要碰傷模具。同時注意動作要迅速，以免模具熱量散失而影響模壓效果。3、壓制時溫度、壓力必須嚴(yán)格控制，上下模溫度應(yīng)盡量保持一致，不得造成溫度強烈波動，否則得不到正確的實驗結(jié)果。六、問題討論1、模壓溫度、壓力和時間對制品質(zhì)量有何影響？你在實驗中是如何處理它們之間的關(guān)系的？2、熱固性塑料模壓過程中為什么要排氣？其模壓過程與熱塑性塑料的模壓成型有什么

41、差別？3、酚醛模塑粉中各組分的作用各是什么？塑性溶膠的制備及搪塑成型一、試驗原理及目的聚氯乙烯樹脂顆粒借助機(jī)械力和溶劑化作用，可以均勻分散、懸浮于分散劑中，適當(dāng)控制樹脂的顆?；潭龋隳艿玫秸扯冗m于成型的聚氯乙烯塑性溶膠。這種聚氯乙烯塑性溶膠經(jīng)過塑形、烘熔兩個過程，增塑劑被樹脂吸收形成不連續(xù)相出現(xiàn)膠凝，樹脂顆粒膨脹并在熱的作用下熔化形成連續(xù)相，從而制得具有一定強度的聚氯乙烯塑料搪塑制品。通過本實驗要求掌握塑性溶膠的配制過程；了解聚氯乙烯配方的設(shè)計思想；掌握搪塑成型的工藝過程。二、儀器設(shè)備及原料1、儀器設(shè)備搪塑模具三付；電熱鼓風(fēng)烘箱一臺；天平（感量01克）一臺；真空脫泡裝置一套；電爐一只；燒杯1

42、00ml，200 ml，300 ml各兩只；溫度計（200）一只；量筒100 ml兩個。2、原料及配方聚氯乙烯樹脂（懸浮法） 粒度80目/吋2聚氯乙烯樹脂（乳液法）鄰苯二甲酸二辛酯（DOP） 工業(yè)品鄰苯二甲酸二丁酯（DBP） 工業(yè)品癸二酸二辛酯（DOS） 工業(yè)品硬脂酸鈣（CaSt） 工業(yè)品硬脂酸鋅（ZnSt） 工業(yè)品硬脂酸鋇（BaSt） 工業(yè)品配方（以重量份計算）：樹脂DOPDBPDOSBa-StCa-StZn-St懸浮PVC100306065130510150705乳液PVC1002448524848150705三、試驗步驟及操作方法1、備料按配方將計量好的各增塑劑集中于一個燒杯內(nèi)混合攪拌均

43、勻成為混合增塑劑。分別稱取穩(wěn)定劑，合并放入一個燒杯中。打漿：在穩(wěn)定劑中加入其總量的250混合增塑劑，用玻璃棒攪拌使其成為均勻的穩(wěn)定劑漿。2、制糊（乳液 PVC樹脂）在放有穩(wěn)定劑漿的燒杯中加入全部乳液PVC樹脂，再加入60份增塑劑，在不超過32的條件下，不停地攪拌2030分鐘，使固體原料分散均勻形成難流動的糊狀料，然后逐漸加入剩余的增塑劑，再次混合1015分鐘，使其成為均勻的PVC糊。3、制糊（懸浮法PVC樹脂）（1）拌料：在放有穩(wěn)定劑漿的燒杯內(nèi)加入10的懸浮PVC樹脂和16的增塑劑，在常溫下拌合均勻。（2）沖糊：將50混合增塑劑加熱到150155，熱沖入已在常溫下拌勻的物料，不停地攪拌，在料溫

44、逐漸下降的同時熱沖的物料變成半透明的、均勻的糊狀物，當(dāng)糊狀物的溫度下降到5565時，加入余下90份的懸浮PVC樹脂和剩余增塑劑，混合攪拌均勻，成為PVC糊。4、脫泡啟動真空裝置，把PVC糊倒進(jìn)脫泡裝置的布氏漏斗中，使PVC糊逐滴下落，利用真空作用脫出糊中所裹氣體，待脫泡完畢，停止真空泵，從料斗下的容器內(nèi)得到脫泡了的PVC糊。5、搪塑成型預(yù)先將潔凈的搪塑成型模具置于173187的恒溫鼓風(fēng)烘箱內(nèi)，加熱10分鐘，取出搪塑模具，讓模具中凸出尖角部位傾斜，將PVC糊沿模具的側(cè)壁勻速地注入模具型腔內(nèi)，稍加震動，以利排氣。待PVC糊完全灌滿模具型腔后，停留約1530秒，以利于PVC糊均勻浸潤模腔壁面，再將P

45、VC糊倒回容器內(nèi)，這時與模壁接觸的一層PVC糊已發(fā)生部分凝膠，隨即搪塑模具送入恒溫烘箱加熱1015分鐘，使貼于壁面的PVC糊熔化，取出模具用水和風(fēng)冷至30以下，即可從模具內(nèi)取出PVC塑料搪塑制品。四、試驗記錄試驗配方搪塑工藝條件設(shè)備型號模具預(yù)熱溫度模具預(yù)熱時間糊料攪拌時間熱處理溫度熱處理時間產(chǎn)品外觀五、試驗注意事項1、懸浮PVC樹脂的配方，制糊時要采用熱沖；2、實驗時要注意各組分的加料順序3、搪塑工藝系高溫操作，取放模具時務(wù)必戴手套，以免燙傷；4、PVC樹脂分解放出有毒氣體，灌模時要干凈利落，避免將糊料溢出模外或滴落在烘箱內(nèi)。5、避免用堅硬物件清理模具，以免刮傷模具內(nèi)表面；6、脫泡操作過程中應(yīng)

46、緩慢開啟放空閥，勿使真空系統(tǒng)的干燥液體倒流。六、問題討論1、該配方在設(shè)計時應(yīng)滿足哪些性能及使用要求？2、應(yīng)從哪幾方面判斷產(chǎn)品質(zhì)量是否合格？3、配方中樹脂種類、增塑劑種類、增塑劑用量以及搪塑成型工藝對制品性能是怎樣影響的？4、在由塑性溶膠變?yōu)橹破返倪^程中，糊塑料發(fā)生了哪些物理變化？試加以詳述。壓制法制備硬質(zhì)聚氯乙烯板材試驗原理及目的用壓制法生產(chǎn)的硬板光潔度較好，表面平整,厚度和規(guī)格可根據(jù)需要選擇；壓制法更適合中厚板的加工，目前制造的最大厚度為50，這種硬板具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、電器絕緣性和一定的機(jī)械強度，主要用做化工耐腐蝕的結(jié)構(gòu)材料。 壓制法制備硬PVC板材，是在PVC樹脂中加入穩(wěn)定劑、潤滑劑

47、、填料等助劑，然后放入高混機(jī)中捏合，再進(jìn)行壓延成型，將壓延的薄片按尺寸要求裁制后置于壓機(jī)中經(jīng)預(yù)熱、加熱加壓、冷卻定型、切邊等工序，制成聚氯乙烯硬板。 通過本實驗加深對PVC樹脂分類、各種助劑的作用、配方設(shè)計原理和加工工藝流程的理解，熟悉用壓制法加工PVC硬板的原理、工藝過程以及工藝條件對制品的影響，掌握實驗用各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)與操作。主要儀器設(shè)備捏合機(jī) 一臺天平(感量0.1g) 一臺雙輥混煉機(jī) 一臺淺搪瓷盤 二個銅刀 一把平板硫化機(jī) 一臺紅外測溫儀 一只不銹鋼墊板 二塊萬能制樣機(jī) 一臺原材料及參考配方PVC樹脂(XS56) 100份三鹽基硫酸鉛(工業(yè)級) 35份抗沖改性劑CPE(135A) 68份

48、 硬脂酸 0.51份碳酸鈣(工業(yè)級) 812份顏料 適量試驗步驟首先根據(jù)所學(xué)知識，擬定一個PVC硬板的配方，并擬定捏合、輥壓、壓制等過程的工藝條件。各組份為1.52.5g，按配方分別稱量各種物料。捏合：將稱好的樹脂與穩(wěn)定劑等組份初混后加入捏合機(jī)，待物料混合均勻后，放料至淺搪瓷盤中備用。輥壓：先將兩輥預(yù)熱至擬定溫度，調(diào)節(jié)輥距為13，開動機(jī)器，然后將混合好的料加在兩輥間距上部，用銅刀翻動物料，物料包輥后，一般經(jīng)過三個三角卷和二次通卷可完成塑化；再將輥間距調(diào)到12進(jìn)行薄通12次，觀察物料色澤已均勻，截面上不顯毛粒，表面出現(xiàn)光澤且顯現(xiàn)有一定的強度時，即可將物料分成幾段取下，一般每段長為40左右，剪成1

49、80180的薄片備層壓之用。壓制：根據(jù)制件面積和所需壓強，初步計算所需壓力，實際所需壓力與板材厚度及料片流動性有關(guān)。將平板硫化機(jī)升溫至模壓溫度。片材的總厚度一般由所需壓制板材放大20%來計算，將測量計算過厚度的片材疊好放入平板硫化機(jī)的加熱板上閉模預(yù)熱。當(dāng)預(yù)熱物料達(dá)到模壓溫度時，逐漸加壓，觀察物料的脹模情況，在有適度脹模時即停止加壓，保壓一定時間，一般為每毫米加壓1分鐘；當(dāng)熱壓完成后，迅速移至冷壓機(jī)機(jī)中冷壓，當(dāng)板材溫度降至80以下，取出制品，修邊。5、制品性能檢驗 觀察制品顏色和外觀合格制品只允許輕微色差、斑點、表面應(yīng)光滑平整、無裂紋、無氣泡、無明顯雜質(zhì)。 整體性實驗把板材制成長寬為5025試樣

50、2個，放入按下表規(guī)定的液體石蠟中，試樣不得與容器壁接觸，在該溫度下浸泡后，取出觀察有無裂縫。 試樣厚度()試樣條件 10 12浸泡溫度, 1802 1622浸泡時間,min 5 5 測比重、拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度、維卡軟化點等。試驗結(jié)果列表寫出擬定配方和工藝條件。油壓機(jī)表壓計算。測試性能結(jié)果及分析。注意事項：兩輥操作時一定要注意人身安全和設(shè)備安全，操作時必須戴棉布手套，以免燙傷，操作時在前輥軸水平面以下進(jìn)行，用較軟的銅刀進(jìn)行翻料操作，嚴(yán)防手或工具被帶入兩輥，特別情況時可按緊急停車鍵。問題討論PVC為何要進(jìn)行配料?說明各組份的作用。壓制法制硬PVC板材有何優(yōu)缺點?其工藝條件對產(chǎn)品質(zhì)量有何影

51、響?為什么壓制成型適合中厚板材的加工?PVC板材常見的分層原因是什么?為什么硬PVC一般要進(jìn)行抗沖改性?對比硬PVC板材壓制成型工藝與熱固性塑料壓制成型工藝的異同，并說明之?；鞜捫推叫须p螺桿擠出造粒一、試驗原理和目的混煉型平行雙螺桿擠出機(jī)主要由兩條同向旋轉(zhuǎn)、帶有多段捏合元件反螺紋的積木式元件組成，如圖1所示。具有側(cè)向喂料、液體加注及真空抽氣的功能，對不同的混煉條件要求可采用不同的積木式組合，能較好地完成不同高聚物的共混改性、無機(jī)物在高聚物中的填充分散、增強及多種高濃度母料的制備，還可以進(jìn)行高分子材料的接枝、聚合反應(yīng)，是一種高分子材料加工改性、材料增值較高的設(shè)備。 通過本實驗，要求同學(xué)們了解積木

52、式平行混煉型雙螺桿擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)組成，積木式平行混煉型雙螺桿常用的組合形式及適合加工的材料種類，熟悉設(shè)備的使用方法和操作要點。二、主要設(shè)備及原料拌色機(jī) 一臺平行雙螺桿擠出機(jī)組 一套加料勺 一把落地臺秤 一臺臺秤 一臺HDPE 10Kg復(fù)合有機(jī)硅料 適量三、試驗步驟將要加工的物料依次稱量好后，放入拌色機(jī)混合均勻，備用。把雙螺桿擠出機(jī)總電源打開，先開機(jī)頭部分預(yù)熱20min后，再開機(jī)身14區(qū)加熱3040min，同時設(shè)定好加工溫度，打開內(nèi)循環(huán)冷卻水泵和外接換熱器的冷卻水閥。待各區(qū)溫度升至所需的溫度后（如溫度偏低較大，由于控制系統(tǒng)聯(lián)合保護(hù)，機(jī)器不能啟動），啟動潤滑體系；調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速（變頻電機(jī)以Hz計速

53、度，最高速度不宜超過45Hz）至510Hz左右，啟動雙螺桿（在不太清楚溫度設(shè)置是否合適或機(jī)器加熱是否燒透的情況下，可先用手轉(zhuǎn)動電機(jī)上的聯(lián)軸器，感覺轉(zhuǎn)動是否較輕），同時觀察電流變化的情況，逐漸提圖1 螺桿組裝圖速到2030Hz左右，打開喂料開關(guān)，逐漸增大喂料量，同時注意電流、壓力的變化，在料從口模出來之前，加料速度一定不可過快，待料從口模出來以后，再把螺桿轉(zhuǎn)速提至40Hz左右，工作電流一般不超過滿負(fù)載的80，必要時可開啟真空裝置。注意：在雙螺桿的操作過程中，雙螺桿電機(jī)工作電流、機(jī)頭壓力超過設(shè)定的許可值時，控制系統(tǒng)會自動保護(hù)，設(shè)備停止運行。料條經(jīng)水槽、風(fēng)冷、切粒加工；料條進(jìn)入切粒機(jī)的溫度一般在50

54、70，在保證粒料不連刀的情況下可使用稍高的溫度，這樣可以保護(hù)刀的韌口。四、問題討論平行混煉型雙螺桿擠出機(jī)通?？梢詫δ男┓N類的物料進(jìn)行改性，舉例說明之。平行混煉型雙螺桿與錐形雙螺桿在加工產(chǎn)品的種類和產(chǎn)品的用途上有什么不同？積木式平行雙螺桿的螺桿組合調(diào)整依據(jù)是什么？擠出吹塑薄膜一、試驗原理及目的擠出吹塑是塑料在擠出機(jī)料筒內(nèi)，借助于料筒外部的加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)的剪切擠壓作用使其熔化，同時在壓力的推動下，通過環(huán)隙形口模形成連續(xù)的薄壁管狀物，再經(jīng)芯棒中心引進(jìn)的壓縮空氣吹脹，經(jīng)牽引冷卻定型而得雙折塑料薄膜的過程。其工藝流程為： 冷卻 加料 熔化 擠出 吹脹 冷卻 牽引 展平 卷取通過本實驗，應(yīng)明確擠出吹膜的原

55、理；掌握工藝參數(shù)的設(shè)置及其對制品性能的影響；了解擠出機(jī)的基本結(jié)構(gòu)；掌握擠出成型的基本操作和安全技術(shù)措施。二、儀器設(shè)備與原料塑料擠出機(jī)（SJ-25） 一臺水平吹膜機(jī)頭 一套空氣壓縮機(jī) 一臺牽引卷取裝置 一套鼓風(fēng)機(jī)及冷卻風(fēng)環(huán) 一套聚乙烯樹脂 1公斤 三、試驗步驟及操作方法1、了解聚乙烯的MI，初步確定擠出溫度控制范圍；2、按照擠出機(jī)的操作規(guī)程，檢查機(jī)器各部分的運轉(zhuǎn)，加熱冷卻是否正常。待各段預(yù)熱達(dá)到要求的溫度時，應(yīng)對機(jī)頭部分的銜接、螺栓等再次檢查并趁熱擰緊。保溫一段時間以待加料。3、開動主機(jī)，在慢速運轉(zhuǎn)下先少量塑料，并時刻注意電流計和進(jìn)料情況。待熔料擠出后，即將擠出物慢慢引上冷卻牽引裝置，并開動這些

56、附屬設(shè)備，使螺桿轉(zhuǎn)速逐漸向工作速度平滑上升。然后根據(jù)控制儀表的指示值和工藝條件的要求，將各部分作相應(yīng)的調(diào)整以維持正常操作。注意觀察膜泡的形狀，透明度變化及擠出制品的外觀質(zhì)量，并記錄擠出制品質(zhì)量合格的最小螺桿轉(zhuǎn)速及其它工藝條件，接著在一定溫度下增加螺桿轉(zhuǎn)速，直到從機(jī)頭擠出的物料熔體流線的規(guī)律性開始破壞為止。（根據(jù)制品表面光滑度破壞情況而定）記錄保持制品外觀質(zhì)量要求的最大許可轉(zhuǎn)速。然后提高擠出溫度，重復(fù)以上操作過程，記錄保持制品外觀質(zhì)量要求的最高溫度。5、實驗完畢，逐漸減速停車。四、試驗記錄及結(jié)果處理 1、試驗記錄 試驗前及實驗過程中把設(shè)備的基本情況及操作工藝條件按下列表格形式做好記錄： 表1 設(shè)

57、備基本情況擠出機(jī)規(guī)格型號螺桿長徑比機(jī)頭連接形式吹膜機(jī)頭空氣壓縮機(jī)規(guī)格冷卻風(fēng)環(huán)內(nèi)徑卷取裝置規(guī)格口模內(nèi)徑芯棒外徑表2 擠出操作工藝條件螺桿轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分機(jī)身溫度機(jī)頭溫度風(fēng)環(huán)與口模距離膜管壓縮空氣壓力牽引速 度后段中段前段后中口模2、結(jié)果處理（1）計算薄膜的吹脹比、牽引比和產(chǎn)率列于表3。表3 結(jié)果計算編號薄膜折徑薄膜厚度吹脹比牽引比產(chǎn)率1234 （2）薄膜進(jìn)行撕裂強度的測定；（3）薄膜進(jìn)行縱、橫向拉伸強度及斷裂伸長率測定 ；（4）薄膜進(jìn)行透濕性能測定六、注意事項熔體被擠出之前，操作者不得處于口模的正前方，操作過程中嚴(yán)防金屬雜質(zhì)、小工具等物落入進(jìn)料口中。清理擠出設(shè)備時，只能采用銅棒、銅刀或壓縮空氣管等工具

58、，切忌損傷螺桿和口模等處的光滑表面。吹脹薄膜的空氣壓力，既要不使薄膜破裂，又要能保證形成對稱的穩(wěn)定泡管。在擠出過程中要密切注意工藝條件的穩(wěn)定，不得任意波動，如發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停車進(jìn)行檢查處理。七、問題討論影響擠出吹塑薄膜厚度均勻性的注意因素有哪些？如何影響？實驗中應(yīng)從哪些控制條件來保證得到質(zhì)量良好的薄膜？討論本實驗采用的薄膜生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點。 熱塑性塑料的注塑成型一、試驗原理及目的 熱塑性塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)，受到機(jī)械剪切力磨擦熱及外部加熱的作用，塑化熔融為流動狀態(tài)，以較高的壓力和較快的速度流經(jīng)噴嘴注射入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時間冷卻后，開啟模具，即得到制品。在注射成型時，塑料除在

59、熱力水氧等作用下，引起高分子材料的化學(xué)變化外，主要是經(jīng)歷一個物理變化過程。塑料的流變性熱性能結(jié)晶行為定向作用等因素，對注射工藝條件及制品性能都產(chǎn)生很大的影響。本實驗是按注射成型方法制備熱塑性塑料的標(biāo)準(zhǔn)試樣，從而測定塑料的性能。通過實驗，要求了解實驗設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)動作原理和使用方法，熟悉制備試樣的操作要點，掌握工藝因素試驗設(shè)備與注射成型制品的關(guān)系。二、原料及主要儀器設(shè)備原料: PP 或HDPE主要儀器設(shè)備注射成型機(jī) 一臺標(biāo)準(zhǔn)試樣模具（長條、圓片、啞鈴） 一套半導(dǎo)體測溫計 1只模具溫度調(diào)節(jié)裝置 一套托盤 2只三. 試驗步驟 按操作規(guī)程做好實驗設(shè)備的檢查，維護(hù)工作。用“手動操作”的方式，安裝好試樣模

60、具。溫度儀指示值達(dá)到實驗條件時，再恒溫10-20分鐘，進(jìn)行對空注射，如從噴嘴流出的料條光滑明亮，無變色、銀絲、氣泡，說明料筒溫度和噴嘴溫度比較合適，即可按擬訂的實驗條件用半自動操作方式制備試樣。若調(diào)整料筒溫度也應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮銣貢r間。在成型周期固定的情況下，用測溫計測定塑料熔體的溫度，制樣過程中料溫測定不少于兩次。 制備試樣數(shù)量按測試需要而定，制備每一組試樣時，一定要在基本穩(wěn)定的工藝條件下重復(fù)進(jìn)行，必須至少舍去5模后，才能開始取樣，若某一工藝條件有變動，則該組已制備的試樣作廢，所選取的試樣在去除流道贅物時，不得損傷試樣本身。試樣外觀質(zhì)量應(yīng)符合塑料實驗方法GB1039-79或本實驗標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。試樣處