实验讲义-彩色填充聚合物材料的设计和制备
聚丙烯填充复合材料挤出造粒实验

实验B 聚丙烯填充复合材料挤出造粒实验一、实验目的1.了解挤出成型的原理,理解挤出工艺参数对塑料制品性能的影响;2.了解挤出机的基本结构及各部分的作用,掌握挤出成型基本操作;3.学会分析和处理挤出成型过程中出现的问题。
二、实验原理挤出成型是最重要的高分子材料成型方法之一,在塑料工业中占有重要的地位,挤出成型塑料制品产量占所有塑料制品总产量的一半以上。
利用挤出成型方法,配合特定的成型附件,如口模等,可以生产管材、棒材、板材、异型材、丝、薄膜、线缆包覆物等多种塑料制品。
也可用于塑料的混合、着色、掺合等。
由于双螺杆挤出机具有强制送料、螺杆长径比大等特点,常用于复合材料的塑炼混合,而单螺杆挤出机主要用于制品生产及PVC类材料的复合。
三、塑料造粒合成出来的树脂大多数呈粉末状,粒径小造成成型加工不方便,而且合成树脂中又经常需要加入各种助剂才能满足制品的要求,为此就要将树脂与助剂混合,制成颗粒,这步工序称作“造粒”。
树脂中加入功能性助剂还可以制备各种功能性母粒。
使用颗粒料成型加工的主要优点有:(1) 颗粒料比粉料加料方便,无需强制加料器;(2) 颗粒料比粉料密度大,制品性能好;(3) 挥发物及空气含量较少,制品不容易产生气泡;(4) 使用功能性母粒比直接添加功能性助剂更容易分散。
塑料造粒可以使用辊压法混炼,塑炼出片后切粒,也可以使用挤出法混炼,塑炼挤出料条后进行切粒。
本实验采用挤出冷却后造粒的工艺。
四、挤出成型原理及应用热塑性塑料的挤出成型是主要的成型方法之一,塑料的挤出成型就是塑料在挤出机中,在一定的温度和一定压力下熔融塑化,并连续通过有固定截面积的模型,得到具有特定断面形状连续型材的加工方法。
不论挤出造粒还是挤出制品,都分为两个阶段,第一阶段,固体状树脂原料在机筒中,借助料筒外部的加热和螺杆转动的剪切挤压作用而熔融,同时熔体在压力的推动下被连续挤出口模;第二阶段是被挤出的塑料失去塑性变为固体制品,可为条状、片状、棒状、筒状等。
聚合物的实验设计

聚合物的实验设计聚合物是由许多重复单元组成的大分子化合物,其独特的结构和性质使其在许多领域中得到广泛应用。
为了研究和了解聚合物的特性,实验设计起着至关重要的作用。
本文将介绍一项关于聚合物的实验设计,旨在深入了解聚合物的合成、性质和应用。
实验目的:本实验的目的是合成一种聚合物,以及测试其物理和化学性质。
同时,通过实验,探究聚合物在不同条件下的性能变化,并讨论其在实际应用中的潜在价值。
实验材料:1. 二甲基丙烯酰胺(DMAA)2. 己二酰氯(SDC)3. 反应容器4. 搅拌棒5. 干燥剂6. 氯仿(用于溶剂)7. 甲苯(用于溶剂)8. 离心机9. 热水浴实验步骤:第一步:准备聚合物反应体系1. 将一定量的DMAA溶解在甲苯中,得到聚合物单体溶液。
2. 在反应容器中加入一定量的SDC,并用甲苯进行溶解。
3. 慢慢加入聚合物单体溶液到SDC的溶液中,同时使用搅拌棒进行充分搅拌。
第二步:进行反应1. 将反应溶液置于热水浴中,将温度升高到适当的范围,通常在50-60摄氏度之间。
保持恒定温度进行反应。
2. 在合适的时间间隔后,取出反应体系。
第三步:纯化和分离产物1. 将反应体系转移到离心管中,并进行离心分离。
2. 将分离得到的固体产物经过反复洗涤和干燥处理,获得纯净的聚合物。
实验结果分析:1. 使用红外光谱仪对合成的聚合物进行分析,以确定其结构和官能团。
2. 使用热分析仪对聚合物进行热性能测试,包括热稳定性、熔点等指标。
3. 使用拉伸试验机对聚合物进行力学性能测试,如拉伸强度、伸长率等。
讨论与结论:根据实验结果和分析,可以得出以下结论:1. 聚合物在合适温度下成功合成,并具有理想的结构和形态。
2. 所合成的聚合物具有较好的热稳定性和机械性能指标。
3. 根据聚合物的化学结构和性质,可以推测其在某某领域的应用前景。
总结:通过本实验,我们成功合成了一种聚合物,并对其进行了详细的性质表征和分析。
实验结果表明,所合成的聚合物具有一定的应用潜力。
聚合物合成和制备-赵京波部分课件

• 光降解聚合物
如光降解塑料等。
• 生物降解性聚合物
各种脂肪族聚酯、聚酯酰胺、聚酸酐、复合降解材料等。
第一章 聚合物的降解及生物降解
1.1 聚合物的降解
环境引起的聚合物崩解(Disintegration),包括 物理性质的变坏(deterioration)和聚合物的降解 (Degradation)等。
3.3.1 聚(α-羟基酸)
聚乳酸、聚羟基乙酸、及乳酸-羟基乙酸共聚物等。
1. 合成方法
H 3 C C* H HO COOH
L a c tic a c id
C at n H 2O
H 3 C C* H
H [ O C ] nO H
O
P LA ( n < 200 )
Hydro and
Biodegradation
O
(O O )n
O CO O H
(2)缩聚法
☆ 直接缩聚法 高真空度。所得PLA的 分子量<2万;
☆ 溶液缩聚 以二苯醚等为溶剂、减压共沸脱水。设备复
杂。所得PLA: Mw=140000
☆熔融-固相缩聚:
表1 熔融/固相缩聚法制备PLLA
反应
熔融缩聚 热处理
固相缩聚 固相缩聚
时间 (h)
真空度
Mw
☆ 合成:
H e a t, p r e s s u r e
O
C H 2C H 2 C O C a ta ly s t
C H 2 C H 2 C C H 2 C H 2 C H 2
• 制备方法及条件与LDPE相似。 • CO含量:0.5~4.0%; • 熔融指数:0.5~1.5g/10min.
纳米颗粒填充聚合物基复合材料的制备与性能分析

纳米颗粒填充聚合物基复合材料的制备与性能分析随着科学技术的不断进步,纳米材料的制备和应用成为当前研究的热点之一。
纳米颗粒作为一种特殊的材料,具有较大的比表面积和尺寸效应,被广泛应用于聚合物基复合材料的制备中。
本文将探讨纳米颗粒填充聚合物基复合材料的制备方法以及其对复合材料性能的影响。
首先,介绍纳米颗粒填充聚合物基复合材料的制备方法。
常见的制备方法包括溶液法、溶胶-凝胶法、熔体法和反应注入法等。
其中,溶液法是最常用的方法之一。
该方法通过将纳米颗粒与聚合物溶解于溶剂中,利用溶剂蒸发或混凝土进行材料复合。
此外,溶胶-凝胶法是一种利用溶胶和凝胶过程将纳米颗粒与聚合物结合的方法。
这些制备方法具有简单、高效的特点,能够制备出均匀分散的纳米颗粒填充聚合物基复合材料。
其次,分析纳米颗粒填充对聚合物基复合材料性能的影响。
纳米颗粒的加入可以显著改善复合材料的力学性能、热性能和电性能等方面。
首先,纳米颗粒填充能够提高复合材料的机械性能。
纳米颗粒的加入能够增加复合材料的界面接触面积,使得复合材料的强度和刚度得到显著提高。
同时,纳米颗粒还能够改善复合材料的热性能。
纳米颗粒具有较高的热导率,能够促进热的传导,提高复合材料的导热性能。
此外,纳米颗粒的填充还能够改善复合材料的电性能。
纳米颗粒填充能够提高复合材料的导电性能,广泛应用于电子器件领域。
最后,讨论可能存在的问题和挑战。
尽管纳米颗粒填充聚合物基复合材料具有许多优点,但也存在一些问题和挑战。
首先,纳米颗粒的分散性是一个重要的问题。
由于纳米颗粒具有较大的比表面积,容易出现团聚现象,导致复合材料性能的降低。
因此,如何实现纳米颗粒的均匀分散成为一个亟待解决的问题。
其次,纳米颗粒的选择也是一个关键的问题。
不同的纳米颗粒有着不同的性质和应用,需要根据具体需求选择合适的纳米颗粒填充复合材料。
此外,纳米颗粒的制备成本和环境影响也需要充分考虑。
综上所述,纳米颗粒填充聚合物基复合材料是一种具有广泛应用前景的新型材料。
化学实验制备聚合物

化学实验制备聚合物聚合物是由重复单元经化学键连接而成的大分子化合物。
化学实验可以通过聚合反应制备聚合物,聚合实验是化学课程中的重要实践环节之一。
本文将介绍一种常用的化学实验方法来制备聚合物,以下是具体的步骤和实验条件。
实验材料:1. 原料A:乙二醇2. 原料B:苯甲酸3. 催化剂:硫酸4. 活性剂:过硫酸铵5. 溶剂:甲苯6. 温度控制设备:恒温水浴器7. 反应容器:圆底烧瓶8. 分析仪器:红外光谱仪实验步骤:1. 将原料A(乙二醇)和原料B(苯甲酸)按照一定的摩尔比例混合均匀,这个比例可以根据具体需要制备的聚合物来确定。
将混合溶液转移到干净的圆底烧瓶中。
2. 在烧瓶中加入适量的溶剂(甲苯),用来调节反应溶液的浓度和粘度,有利于反应的进行。
3. 加入适量的催化剂(硫酸),催化剂能够提供反应所需的活化能,促进聚合反应的进行。
4. 在反应溶液中加入适量的活性剂(过硫酸铵),活性剂能够引发聚合反应的起始,加速反应速率。
5. 将装有反应溶液的烧瓶放入恒温水浴器中,设定适当的温度,保持恒定。
6. 在适当的时间间隔内,取出反应溶液进行化学分析,检测聚合程度和分子量。
7. 当达到所需的聚合程度和分子量时,停止反应,将反应溶液过滤、洗涤并干燥,得到聚合物产物。
8. 对聚合物产物进行红外光谱分析,确认其结构和化学键的形成情况。
实验条件:1. 温度:根据具体聚合反应的要求确定合适的温度。
通常,聚合反应在温度较高的条件下进行,以加快反应速率。
2. 摩尔比例:根据聚合物的化学结构和性质的要求,确定原料A和原料B的摩尔比例。
3. 催化剂和活性剂的用量:催化剂和活性剂的用量应根据具体的聚合反应体系和反应速率进行优化,以提高聚合效率和产物质量。
化学实验制备聚合物是一项复杂的过程,需要合理选择实验材料和实验条件,并进行实验操作。
通过实验方法可以有效地制备出具有特定结构和性质的聚合物,为化学研究和应用提供了重要的基础。
因此,化学实验制备聚合物是化学教育中不可或缺的一部分,也是培养学生动手能力和科学思维的有效途径。
《材料制备及表征实验课件》

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四、实验步骤
表1 实验样品加量表
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四、实验步骤
4、用分析天平称取(如表1)的不同质量的 交联剂N,N,-亚甲基双丙烯酰胺于4 只80mL 烧杯中,用少量水溶解,并加入到分散的粘土 悬浮液中。
《材料制备及表征实验课件》
实验一、无机纳米粒子填充的聚合物吸 水材料制备
一、实验目的
掌握:高吸水材料的制备原理和制备方法。 熟悉:无机纳米粒子在高吸水材料中的作用。 了解:聚合体系对高吸水材料性能的影响。
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二、实验原理
一、反应机理
丙烯酰胺分子中有共轭体系结构,由 于羰基吸电子能力强,使C=C 键上的电 子云,密度降低,因此很容易在C=C 键 上进行自由基型和离子型的连锁加聚反 应。杂交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺存 在时,聚合与交联反应同时+行,生成网 状结构的高粘聚合物,反应式如下图:
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二、实验原理
一、反应机理
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三、实验仪器与药品
一、仪器
高速搅拌机 1 台
分析天平 L) 8 个 (200mL) 4 个
吸管 4 支
量筒 (100 mL)1 只
二、药品
丙烯酰胺单体(AM)
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五、性能评价
3、强度和韧性的观测 将干燥前的聚合物胶块用力拉伸,观察其弹塑性变 化。将测定完吸水倍数的凝胶碎块用力碾压,观察 其弹塑性变化。
化学实验教案聚合物的合成与应用

化学实验教案聚合物的合成与应用化学实验教案聚合物的合成与应用引言:在化学实验教学中,聚合物的合成与应用是一项重要的内容。
本教案将介绍聚合物的概念、合成方法以及聚合物在生活中的应用。
通过实验操作,学生将深入了解聚合物的结构和性质,培养实验操作技能和科学思维能力。
一、实验目的:通过本实验,学生将实现以下目的:1. 了解聚合物的概念和性质;2. 学习常见的聚合物合成方法;3. 掌握聚合物应用的相关实例;4. 培养实验操作技能和科学思维能力。
二、实验材料和设备:1. 聚乙烯醇(PVA);2. 硼酸;3. 水溶性染料;4. 玻璃棒;5. 称量瓶、量筒、滴管;6. 温度计;7. 烧杯、玻璃棒、搅拌子;8. 热板。
三、实验步骤:1. 聚乙烯醇的合成:a. 在称量瓶中称取适量PVA;b. 将PVA溶解在适量的水中;c. 搅拌至PVA完全溶解;d. 将溶液倒入烧杯中。
2. 聚乙烯醇与硼酸的反应:a. 在另一个烧杯中称取适量硼酸;b. 将硼酸溶解在适量的水中;c. 搅拌至硼酸完全溶解;d. 缓慢地将硼酸溶液注入PVA溶液中;e. 用玻璃棒搅拌混合溶液。
3. 聚合物的形成:a. 将溶液加热至50℃并持续搅拌10分钟;b. 关闭热板,让溶液降至室温;c. 观察聚合物的生成现象。
四、实验结果和分析:1. 聚乙烯醇与硼酸反应后,形成了聚合物物质;2. 观察到聚合物形成时的温度变化;3. 聚合物呈现凝胶状。
五、实验讨论:1. 聚合物的合成是通过聚合反应完成的,反应原理是什么?2. 硼酸在反应过程中扮演了什么角色?3. 聚合物形成的过程中温度变化的原因是什么?4. 什么是凝胶态聚合物?有什么特点?六、实际应用:1. 聚乙烯醇在日用品中的应用;2. 凝胶态聚合物在医学领域的应用;3. 聚合物凝胶在环境保护中的应用。
七、实验总结:通过本次实验,学生了解了聚合物的概念和合成原理,掌握了凝胶态聚合物的特点及应用。
此外,学生还培养了实验操作技能和科学思维能力。
聚合物材料的制备与应用

聚合物材料的制备与应用近年来,随着科技的迅猛发展,聚合物材料的制备与应用已经成为材料科学领域的热门话题。
聚合物材料具有优异的物理性质和化学稳定性,广泛应用于汽车制造、电子设备、医疗器械等领域,为社会带来了巨大的经济效益和社会效益。
一、聚合物材料的制备方法聚合物材料的制备方法多种多样,可以通过聚合反应、自组装和模板法来制备。
其中,聚合反应是最常用的方法之一。
聚合反应是指通过化学反应将单体分子连接成聚合物链的过程。
常见的聚合反应有自由基聚合、阳离子聚合和离子聚合等。
自组装是一种比较新颖的制备方法,通过调节溶液中聚合物分子的浓度和pH 值,利用聚合物之间的相互作用力使聚合物自发组装成有序的结构。
自组装制备的聚合物材料具有良好的形貌控制能力和抗应力开裂性能,逐渐在纳米材料领域得到应用。
模板法是一种将模板介体和单体混合反应制备聚合物材料的方法。
通过选择不同的模板介体,可以获得不同形貌和尺寸的聚合物材料。
模板法制备的聚合物材料在催化反应、吸附分离等领域具有广阔的应用前景。
二、聚合物材料的应用领域1. 汽车制造聚合物材料在汽车制造中被广泛应用。
聚合物材料具有轻质、高强度和抗腐蚀等特点,可以替代传统的金属材料,降低汽车自身的重量,提高汽车的燃油经济性。
另外,聚合物材料还可以用于制造汽车内饰和外观件,提升汽车的舒适性和安全性。
2. 电子设备随着电子设备的发展,对材料要求也越来越高。
聚合物材料因其可调性和可定制性而成为电子器件的理想选择。
例如,聚合物薄膜可以用于柔性显示屏的制备,聚合物材料还可以用于电子封装材料和导电材料的制备。
3. 医疗器械聚合物材料在医疗器械领域具有广泛的应用。
例如,聚乙烯醇、聚氨酯等聚合物材料可以用于制备人工关节和骨科材料,聚合物支架可以用于血管疾病的治疗。
聚合物材料具有生物相容性、可降解性等优势,可以提高医疗器械的治疗效果和安全性。
三、聚合物材料的未来发展趋势聚合物材料的研究与应用在不断推动着材料科学的进步。
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彩色填充聚合物材料的设计和制备实验讲义(初稿)设计型8学时化学与环境工程学院杨晓鸿目录1.前言1.1目的意义1.2简介2.实验部分2.1 设计思路配方设计选材配合比设计2.2原料及实验仪器(1)原材料(2)主要设备2.3 实验方案基本要领实验操作步骤及说明实验结果与记录3. 思考题4. 实验报告附录1:安全知识附录2:SJSZ-7微型双螺杆挤出机使用说明书1前言1.1目的意义:培养学生进行填充聚合物材料配方设计、优化、制备等的基本应用技能,了解填充改性聚丙烯的挤出原理,挤出机的工作特性,以及挤出成型工艺对制品质量的影响,掌握挤出的操作过程。
1.2简介填充聚合物是非聚合物材料对聚合物的填充复合体,比如在树脂中填充混入其他非树脂物质而形成的复合体系,是聚合物料配方的基本形态。
通过填充可以极大地改变和延伸聚合物的性能,制备改良或新的品种,目前已成为聚合物材料研究与开发的重要领域。
填充的目的、方法和品种繁多,比如,添加填料来控制聚合物对固体表面的粘结强度;在系统中添加两种不同化学性质及宏观结构的填料来直接改变聚合物链间的相互作用,这些填料也就是纤维增强填料及精细的分散填料;用化学吸附长链脂肪族化合物分子得到的带有亲水或疏水表面特性的矿物性填料;颗粒填充改变聚合物(包括聚合物纳米复合材料)熔体的模量、频率依赖性、屈服行为等流变行为;等等。
这些内容表明,填充聚合物是近年来材料科学领域中的有效技术方法,具有极大的发展前景。
挤出机按作用类型可分为连续挤出和非连续挤出,是塑料机械的一种。
挤出机的主机由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成(见图1)。
挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具,塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体,并在这一过程中所建立压力下,被螺杆连续的挤出机头。
挤出机按其螺杆数量可以分为单螺杆、双螺杆和多螺杆挤出机。
目前以单螺杆挤出机应用最为广泛,适宜于一般材料的挤出加工。
双螺杆挤出机由于具有由摩擦产生的热量较少、物料所受到的剪切比较均匀、螺杆的输送能力较大、挤出量比较稳定、物料在机筒内停留长,混合均匀。
双螺杆挤出机喂料特性也好,适用于粉料加工,且比单螺杆挤出机有更好的混炼、排气、反应和自洁功能,特点是加工热稳定性差的塑料和共混料时更显示出其优越性。
近些年来内国外双螺杆挤出机已经有很大的发展,各种形式的双螺杆挤出机已系列化和商品化。
挤出机应用范围广泛,可适用于多种物料的加工,比如玻纤增强、阻燃料造粒(如:PA6、PA66、PET、PBT、PP、PC增强阻燃等)、高填充料造粒(如:PE、PP填充75%CaCO)、热敏性物料造粒(如:PVC、XLPE电缆料)、浓色母粒(如:填充50%色粉)、防静电母粒、合金、着色、低填充共混造粒、电缆料造粒(如:护套料、绝缘料)、XLPE管材料造粒(如:用于热水交联的母粒)、热固性塑料混炼挤出(如:酚醛树脂、环氧树脂、粉末涂料)、热熔胶、PU反应挤出造粒(如:EVA热熔胶、聚氨脂)、K 树脂、SBS脱挥造粒、等。
图1 挤出机的结构原理图2.实验部分2.1 设计思路配方设计:填充聚合物材料的设计主要指配方设计。
配方是为制得某种塑料制品,在树脂中混入其他物质而形成的复合体系。
混入的其他物质一般称为助剂或添加剂。
助剂是指赋予树脂某种特殊性能的材料。
助剂的种类很多,具体有增塑剂、稳定剂、增韧剂、加工助剂、着色剂、抗氧剂、填料等。
配方设计是指选择在树脂中加入何种助剂,并确定其加入量大小的一个过程。
配方设计主要实现下面几方面的目的。
(1)改善树脂加工性能,有些树脂品种加工性能很差,不加入适当的添加剂难于进行常规的加工。
(2)改善树脂的内在性能,十全十美的树脂品种是很难找到的,即使有这样的品种,不是价格过高,就是难于加工。
因此配方设计人员常选取性能最接近制品要求的树脂品种,并对其进行适当的改性,使之达到完全满足制品要求。
(3)降低成本物美价廉是每一个配方设计者的首选目标,即是说树脂在满足制品需求性能时,其价格愈低愈好。
对于某一填充聚合物材料而言,如何从众多的助剂品种中选择合适的品种,以得到合适的配方,需要依据一定的原则。
(1)根据制品的用途设计:这一原则是制品要什么性能,相应选取何种助剂。
制品的性能、结构、用途、使用环境、期望的寿命,都是配方设计的主要依据。
(2)助剂与树脂的相容性:用于配方的各类助剂需与树脂有良好的相容性,这样才能均匀地分散于树脂中,同树脂有机地结合在一起,从而发挥其各自应有的作用。
(3)各类助剂间的组合搭配、相互影响及其协同效应。
(4)助剂的耐加工性:在选择固体助剂时,要保证其在成型加工过程中不分解。
在选择液体助剂时,要保证在加工中不逸出。
(5)成型加工用设备、成型加工方法和成型工艺不同加工设备、加工方法要求助剂品种及用量不同。
(6)助剂的来源与成本:在同等性能条件下,要选择来源广、产地近、价格低的品种。
(7)助剂的毒性及对环境的污染:大部分助剂都有毒性或低毒性。
粉末状助剂还有粉尘的污染。
因而助剂的毒性除需考虑必须满足制品使用性能要求外,尽可能选用对环境污染小,对操作人员健康影响少的助剂。
选材:是确定配方原料的具体物质,确定树脂和助剂种类、品种和规格型号,包括增塑剂、稳定剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、填充剂(填料)、增强剂(如玻璃纤维、碳纤维、硼纤维)、着色剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、等。
配合比设计:设计计算配方原料具体数量。
2.2原料及实验仪器(1)原材料聚丙烯(PP)粉料或细粒料活性碳酸钙(CaCO3)325目以上细度硫酸钙(CaSO4)325目以上细度润滑剂(硬脂酸或硬脂酸丁酯或油酰胺之一)无机颜料:钛白粉、碳黑、氧化铁红、铬黄,均为325目以上细度,供学生选色设计(以上物料,工业级或试剂级均可)(2)主要设备双螺杆挤出机(SJSZ-07实验室微型双螺杆挤出机)武汉瑞鸣塑料机械有限公司1台(见图2)手套一副电子天平搅拌机烧杯 50ml,100ml,200ml规格量筒 20ml,50ml规格移液管 5ml规格搅拌玻棒图2 SJSZ-07实验室微型双螺杆挤出机2.3 实验方案基本要领:将聚丙烯(PP)以及各种无机填料(CaCO3或CaSO4)、颜料、助剂按照设计的比例充分预混合均匀后,加入到双螺杆挤出机中,经过加热,剪切,混合以及排气作用,PP 以及填料、颜料、助剂塑化成均匀熔体,在两个螺杆的挤压下熔体通过口模,自然风冷,最终成为聚丙烯填充改性料细丝。
主要流程如下:树脂、助剂、填料、颜料预混合螺杆挤出丝料或造粒挤出机螺杆和料筒结构直接影响塑料原料的塑化效果,熔体质量和生产效率。
双螺杆挤出机和单螺杆相比,其塑化能力,混合作用,和生产效率相对较高。
主要用于高速挤出,高效塑化,大量挤出造粒、造丝。
挤出工艺控制参数包括挤出温度(料筒各段,机头,口模),挤出速率,口模压力,冷却速率,牵引速率等。
对于双螺杆挤出机而言,物料熔融所需要的热量主要来自于料筒外部加热,挤出温度应在塑料的熔点(Tm)或粘流温度(Tf)至热分解温度范围之间,温度设置一般从加料口至机头呈逐渐升高,最高温度较塑料热分解温度Td低15℃以上。
各段温度设置变化不超过60℃。
挤出温度高,熔体塑化质量较高,材料微观结构均匀,制品外观较好,但挤出产率低,能源消耗大,所以挤出温度在满足制品要求的情况下应该尽可能的低。
挤出速率同时对塑化质量和挤出产率起决定性的作用,对给定的设备和制品性能来说,挤出速率可调的范围则已定,过高的增加挤出速率,追求高产率,只会以牺牲制品的质量为代价。
挤出过程中,需冷却的部位包括料斗,螺杆。
料斗的下方应通冷却水,防止PP过早的熔化粘结搭桥。
另外牵引速率与挤出速率相应匹配,以达到所造的塑料粒、丝均匀为准。
实验操作步骤及说明:以下所述为普通挤出机操作主要流程,学生在使用前必须严格阅读实验使用的具体的挤出机使用手册,按手册要求操作。
(1)挤出机预热升温:依次接通挤出机总电源和各加热段电源,调节加热各段温度仪表以及其他控制仪表设定值致操作值(见表一)。
当预热温度升至设定值后,恒温30-60min。
温度控制分为7段。
表一聚丙烯原料挤出机主要参数设定值表(2)检查冷却水系统是否漏水,真空系统是否漏气:拧开水阀。
(3)启动油泵电动机:在启动之前,用手将螺杆后的园盘搬动一圈后,将主电机调速旋钮调至零位,然后启动主电机。
调速要缓慢,均匀,转速逐步升高,要注意主电机电流的变化,一般在较低的转速下运转几秒,待有熔融的物料从机头挤出后,再继续提高转速。
(4)启动喂料系统以及螺杆清洗:首先将喂料机速度调至零位,启动料斗下的冷凝水。
把清洗用的纯PP到入料斗,启动喂料电动机,清洗螺杆,待挤出的熔体颜色变为PP的本色即可视为清洗完毕。
接着将混合好的料倒入喂料斗,调整其转速,在调整的过程中密切注意电动机的电流的变化,要适当控制喂料量,以避免挤出机的负荷太大。
(5)将挤出的线状熔体自然冷却。
(6)更换不同配方重复以上实验。
其他参数:合模时间:12秒,注射时间5秒表压:表1:≥0.5~10Mpa; 表2:~0.5Mpa; 表3:~0.5Mpa; 表4:~0.3Mpa实验结果与记录:①记录挤出工艺条件(温度,螺杆转速,加料速度,真空度,牵引速度)。
②观察挤出过程中的不稳定现象,记录工艺参数变化后,线性熔体的变化。
SJSZ-07实验室微型双螺杆挤出机的操作步骤如下:(1)手动循环a. 将时间继电器调至大于实际需要的循环时间;b. 开启电机,升至需要的转速后装料,放入称好的物料(5~6g);c. 将循环方式旋纽旋向手动循环;d. 根据实验需要看显示时间,将循环旋纽旋向挤出;e. 挤出完毕后,停机,打开机筒,清理。
(2)控制循环a. 调定需要的循环时间;b. 同上;c. 将循环方式旋纽旋向控制循环;d. 时间到机器会自动挤出,e. 挤出完毕后,停机,打开机筒,清理。
3 思考题1. 填料的加入对聚合物的加工性能有何影响?2. 改变牵引和挤出速率对线性熔体的直径和光泽度等特征有什么影响?4 实验报告1、写出所选实验题目的设计方案和具体实验方法2、自己设计表格记录实验过程和数据3、用图、表汇总实验结果4、对实验结果作出分析和讨论课时授课计划实验名称彩色填充聚合物材料的设计和制备附录1:安全知识在实验过程中或在实验室里遇到突发的实验事故时,应立即采取应对措施。
1. 现场人员意外受到危险化学品伤害和玻璃划伤当人皮肤接触了剧毒、中等毒品、有害品或腐蚀品时,应立即脱去衣着,用大量水冲洗至少15min。
就医。
当人眼睛接触接触了剧毒、中等毒品、有害品或腐蚀品时,应立即提起眼睑用大量流动清水或生理盐水冲洗眼睛至少15min。
就医。
当人吸入剧毒、中等毒品、有害品或腐蚀品时,应迅速撤离现场到空气新鲜处;如呼吸困难,应供给输氧(如有适当的解毒剂,立即服用),必要时进行人工呼吸。