成型加工混合

第六章混合第一節(jié)混合和分散理論第二節(jié)混合設備第三節(jié)塑料的混合與塑化第四節(jié)聚合物溶液、分散體和膠乳的配制第五節(jié)聚合物共混第二節(jié)混合和分散機理

混合是一種操作，是一個過程，是一種趨向于減少混合物非均勻性的操作，是在整個系統(tǒng)的全部體積內各組分在其基本單元沒有本質變化的情況下的細化和分布過程。一、混合的分類1.按混合形式分（1）非分散混合：在混合中僅增加粒子在混合物中分布均勻性而不減少粒子初始尺寸。（2）分散混合：

混合過程中發(fā)生粒子尺寸減少到極限值，同時增加相界面和提高混合物組分均勻性的混合過程。見圖5-62.按物料狀態(tài)分(1)固-固混合(2)液體-液體混合聚合物主要形式(3)固體-液體混合同上二、混合機理混合過程一般由擴散、對流、剪切三種作用實現(xiàn)。1.擴散：由濃度梯度趨勢自發(fā)地發(fā)生的一種過程，各組分的微粒子由濃度大的區(qū)域遷移到濃度較小的區(qū)域，均化組分。氣體、液體較顯著。2.對流：兩種物料相互向各自占有的空間進行流動。如何實現(xiàn)？3.剪切：依靠機械作用產生的剪切力，促使物料組成達到均一。

剪切在高粘度分散相的混煉操作中是最重要的，剪切的混合效果與剪切力的大小和力的作用距離有關，剪切力愈大，剪切力的距離愈小，混合效果愈好。見圖5-3三.混合效果的評定

固體及塑性物料的混合效果的評定：有直接描述和間接描述兩種方法?；旌蠣顟B(tài)的直接描述法（1）均勻程度：指混入物所占物料的比率與理論或總體比率的差異。各組分的比率與總體比率接近時，則混合均勻程度高。但就是相同比率的混合情況也是十分復雜的，見書P111圖5-14。比率相同但是混合效果明顯不同。三種混合料中兩組分的分散程度明顯不同。因此，在評定物料的混合狀態(tài)時還需考慮各組分的分散程度。(2)分散程度：混合體系中各個混入組分的粒子在混合后的破碎程度。破碎程度大、粒徑小，其分散程度高；反之，粒徑大，其分散得不好。見書P111圖5-14。分散程度可以用同一組分的相鄰粒子間平均距離來描述，距離越短，分散程度越好。同一組分的相鄰粒子間平均距離與各組分粒子的大小有關。粒子的體積越小，或在混合過程中不斷減小粒子的體積，則可達到的均勻程度就越高。2.混合狀態(tài)的間接判定法混合狀態(tài)的間接判定法指不檢查混合物各組分的混合狀態(tài)，而檢測制品或試樣的物理、力學、化學性能等，間接地判斷多組分的混合狀態(tài)。例如：A.聚合物共混物的玻璃化溫度與兩種聚合物組分分子級的混合程度有直接關系，如兩聚合物完全達到分子級的均勻混合就呈均相體系，則聚合物共混物的玻璃化溫度只有一個，混合效果好。

B.聚合物共混物的力學性能愈好，則表明混合均勻。四、混合設備混合設備是完成混合操作的不可缺少的設備。1.混合設備的分類混合設備根據(jù)其操作方式，一般可分為間歇式和連續(xù)式二大類；根據(jù)其混合過程特征，可分為分布式和分散式；根據(jù)混合物強度大小，可分為高強度、中強度、低強度混合設備。（1）間歇式和連續(xù)式間歇式混合設備的混合是不連續(xù)的?；旌线^程主要有三個步驟：投料、混煉、卸料，此過程結束后，周而復始。捏合機、開煉機等屬于間歇式。

連續(xù)式混合設備如單、雙螺桿擠出機。（2）分布式和分散式分布式混合設備主要具有混合物中組分擴散、位置更換、形成各組分在混合物中濃度區(qū)域均勻的能力，即具有分布混合的能力。代表性設備由重力混合器、氣動混合器等。分散式混合設備主要具有是混合物中組分粒度減少，即具有分散混合的能力。如開煉機和密煉機。（3）

高強度、中強度和低強度混合設備根據(jù)混合設備在混合過程中向混合物施加的速度、壓力、剪切力及能量損耗的大小又可分為為高強度、中強度、低強度混合設備。2.間歇式混合設備高分子材料加工過程中，間歇式混合設備的用的最多的是Z形捏合機、高速混合機、開煉機和密煉機。(1)Z形捏合機是一種常用的物料初混裝置。它的主要結構部分是一個可加熱和冷卻夾套的鞍形底部的混合室和一對Z形攪拌器。見圖5-10?；旌蠒r間約半小時至數(shù)小時。在攪拌器中心開設通道，以便加熱和冷卻載體。z型捏合機（2）高速混合機

高速混合機是使用極為廣泛的塑料混合設備，適用于固態(tài)物料和固液物料的混合，更適用于粉料。該機主要有加熱或冷卻夾套的圓筒形混合室和一個裝在混合室底部的高速轉動的葉輪所組成。見圖5-11，P165-166。高速混合機加料在混合室的上部，卸料在下部。通常一次混合時間為8-10分鐘。（3）開煉機

開煉機又稱雙輥煉塑機或煉膠機。開煉機主要用于橡膠的塑煉和混煉，塑料的塑化和混合，填充與共混改性的混煉等。開煉機的結構見圖。它的主要工作部分是二個輥筒。二個輥筒并列在一個平面上，分別以不同的轉速作向心轉動，二個滾筒之間的距離可以調節(jié)。滾筒中間為中空結構，其內可通入介質加熱或冷卻。講稿補充。（4）密煉機密煉機是封閉式塑煉機或煉膠機密煉機的混煉室是密封的，混合過程物料不會外泄，降低了勞動強度，縮短了生產周期。密煉機最早用于橡膠的混煉與塑煉，又在塑料中得到運用。見圖3.連續(xù)混合設備（1）

單螺桿擠出機（2）

雙螺桿擠出機以后講開放式煉膠機密閉式煉膠(塑)機連續(xù)混煉機第三節(jié)塑料的混合與塑化大多數(shù)多組分粉狀和粒狀熱塑性塑料或熱固性塑料的配置一般包括原料的準備、混合、塑化、粉碎或?；裙ば颉Ｆ渲形锪系幕旌吓c塑化是主要工序。一.原料的準備對原料進行預處理、配料計量和輸送等。1.預處理：除雜質-----------如何除？

除水分-----------如何除？

對于一些小劑量和難分散的配合劑，可以先把它們制成漿料或母料，再混入混合物中。2.配料劑量：根據(jù)配方中各原料組成比率精確稱量。3.原料的輸送：固體樹脂和配合劑的輸送可用氣動源送至料倉；液狀配合劑的輸送可用齒輪泵管道輸送至高位貯槽。二.初混合物料的初混合，簡單混合，是在樹脂的流動溫度以下和較低剪切作用下進行的。只增加各組分微?？臻g的無規(guī)則排列程度，而不減少粒子的尺寸。使用的設備主要有：轉鼓式混合機、螺帶式混合機、捏合機和高速混合機等?；旌隙酁殚g歇式操作。因為連續(xù)化的操作不易控制。但近年來發(fā)展了管道式捏合機的連續(xù)生產設備，其工作效率高。投料順序：聚合物-----穩(wěn)定劑和色料------填料、增塑劑、潤滑劑等。三.塑化是物料在初混合基礎上的再混合過程，在高于樹脂流動溫度和較強剪切作用下進行的。塑化的目的是使物料在溫度和剪切力的作用下熔融，獲得剪切混合的作用，驅除其中的水分和揮發(fā)物，使各組分分散更加均勻，得到一定可塑性的均勻物料。塑化所用的設備：開放式煉塑機、密煉機或擠出機。四.粉碎和?；癁楸阌趦Υ妗⑦\輸、成形的操作，必須將塑化后的物料進行粉碎和造粒，制成粉狀或粒狀。1.粉碎粉狀塑料一般是將塑化后的片狀物料用切碎機先進行切碎，然后再用粉碎機粉碎而得到。如酚醛壓塑粉則選用具有沖擊作用和摩擦作用的粉碎機和研磨機來完成粉碎。2.粒化常用具有切割作用的造粒設備。造粒的方法根據(jù)塑化工藝的不同有以下三種：開煉機軋片造粒擠出機擠出條冷切造粒