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一、塑料的认识

（1）什么是塑料；

塑料的主要成分是合成树脂。

树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。树脂约占塑料

总重量的40%- 100%

塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。

所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形状跟天然塑料为合成的高分子化合物，又可称为高分子或巨分子。也是一般所俗称的塑料或树脂，可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的。但因经过化学手段进行人工合成，而被称之为塑料。

二、根据塑料的使用特性，将塑料分为三种类型：通用塑料、工程塑料、特种塑料。

①通用塑料

一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。通用塑料有五大品种，即聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）及丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚合物（ABS。这五大类塑料占据了塑料原料使用的绝大多数。

②工程塑料

般指能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温

性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料。

③特殊塑料

除以上两种之外的塑料基本可以归入特殊塑料，如：PPS PPO

PA PC POM等，它们在日用生活产品中的用量很少，主要应用在工程产业、国防科技等高端的领域，如汽车、航天、建筑、通讯等领域。

三、常用塑料品种性能及用途

1、聚乙烯：

常用聚乙烯可分为低压聚乙烯（LDPE、高压聚乙烯（HDPE和线性高压聚乙烯（LLDPE。

三者当中，HDPEt较好的热性能、电性能和机械性能，而LDPE 和LLDPE有较好的柔韧性、冲击性能、成膜性等。

LDPE和LLDPE主要用于包装用薄膜、农用薄膜、塑料改性等，而HDPE的用途比较广泛，薄膜、管材、注射日用品等多个领域。分子量达到3, 000, 000-6，000, 000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯（UHMWPE超高分子量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。

在加工不同类型PE管材时，根据其应用条件的不同，选用树脂牌号的不同，同时对挤出机和模具的要求也有所不同。

1.1. HDPE管道的优点；

（1）连接可靠：聚乙烯管道系统之间采用电热熔方式连接，接头的强度高于管道本体强度。

（2）低温抗冲击性好：聚乙烯的低温脆化温度极低，可在-60-60 C温度范围内安全使用。冬季施工时，因材料抗冲击性好，不会发生管子脆裂。

（3）抗应力开裂性好：HDPE具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力，耐环境应力开裂性能也非常突出。

（4）耐化学腐蚀性好：HDPE管道可耐多种化学介质的腐蚀，土

壤中存在的化学物质不会对管道造成任何降解作用。聚乙烯是电的绝

缘体，因此不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象；此外它也不会促进藻类、细菌或真菌生长。

（5）耐老化，使用寿命长：含有2-2.5%的均匀分布的碳黑的聚乙烯管道能够在室外露天存放或使用50年，不会因遭受紫外线辐射而损害。

（6）耐磨性好：HDPEf道与钢管的耐磨性对比试验表明，HDPE 管道的耐磨性为钢管的4倍。在泥浆输送领域，同钢管相比，HDPE 管道具有更好的耐磨性，这意味着HDPET道具有更长的使用寿命和

更好的经济性。

（7）可挠性好：HDPE管道的柔性使得它容易弯曲，工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物，在许多场合，管道的柔性能够减少管件用量并降低安装费用。

（8）水流阻力小：HDPEf道具有光滑的内表面，其曼宁系数为0.009。光滑的表现和非粘附特性保证HDPEf道具有较传统管材更高的输送能力，同时也降低了管路的压力损失和输水能耗。

（9）搬运方便：HDPE管道比混凝土管道、镀锌管和钢管更轻，它容易搬运和安装，更低的人力和设备需求，意味着工程的安装费用的大大降低。

（10）多种全新的施工方式：HDPEf道具有多种施工技术，除了可以采用传统的开挖方式进行施工外，还可以采用多种全新的非开挖技术如顶管、定向钻孔、衬管、裂管等方式进行施工，这对于一些不允许开挖的场所，是唯一的选择，因此HDPEf道应用领域更为广泛。

2、聚丙烯：

相对来说，聚丙烯的品种更多，用途也比较复杂，领域繁多，品种主要有均聚聚丙烯，嵌段共聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯，根据用途的不同，均聚主要用

在拉丝、纤维、注射、BOPP膜等领域，共聚聚

丙烯主要应用于家用电器注射件，改性原料，日用注射产品、管材等, 无规聚丙烯（PP-R主要用于透明制品、高性能产品、高性能管材等。是目前家装工程中采用最多的一种供水管道。

PPRt的接口采用热熔技术，管子之间完全融合到了一起，所以一旦安装打压测试通过，绝不会再漏水，可靠度极高。但这并不是说PPF水管是没有缺陷的水管，耐高温性，耐压性稍差些，长期工作温度不能超过70C ;每段长度有限，且不能弯曲施工，如果管道铺设距离长或者转角处多，在施工中就要用到大量接头；管材便宜但配件价格相对较高。

从综合性能上来讲，PPRt是目前性价比较高的管材，所以成为家装水管改造的首选材料。

3、P E-RT

是最近在管材行业流行起来的一种热性能卓越且稳定的中密度聚乙烯类塑胶，它是乙烯与辛稀的共聚物。在更高的温度和压力下，不需交联，便能表现长期静液压（LTHS）性能；是替代PB交联聚乙烯、XLPE的新型材料，广泛应用于有高温要求的各种塑料复合管道

和地热采暖管的生产，其管材对水质绝无异味影响，是目前卫生性、环保性最好的管材。

4、聚氯乙烯：

由于其成本低廉，产品具有自阻燃的特性，故在建筑领域里用途广泛，尤其是下水道管材、塑钢门窗、板材、人造皮革等用途最为广泛。

5、聚苯乙烯：

作为一种透明的原材料，在有透明需求的情况下，用途广泛，如

汽车灯罩、日用透明件、透明杯、罐等。

6、A BS

是一种用途广泛的工程塑料，具有杰出的物理机械和热性能，广泛应用于家用电器、面板、面罩、组合件、配件等，尤其是家用电器，如洗衣机、空调、冰箱、电扇等，用量十分庞大，另外在塑料改性方面，用途也很广。

四、原辅料知识

1、PVC树脂：

PV C树脂随聚合方法的不同而有悬浮法，本体法,微乳液法等多种类型的树脂，各类树脂随聚合条件的改变又生产出多种型号。用于管材加工的PVC树脂要求为SG-5型。其单体VCM含量小于5mg/kg的卫生型树脂。本体法PVC树脂也可以很好的应用于管材制造。

SG-5型PVC树脂是用水相悬浮法生产的疏松型PVC树脂，它的树脂颗粒呈开放的棉花球状，在加工中易于吸收其它辅料，易于破碎为一次粒子，易于塑化，适合于挤出加工制备PVC硬制品。要求其单体VCM含量小于5mg/kg是饮用水管的卫生要求。

2、稳定剂：

PVC是种热敏性树脂，它的加工难度之一是：它的分解温度与它的熔融温度重叠在同一范围，在没有稳定剂的情况下，PVC达70C即开始分解，因此不加稳定剂PVC便无法加工。

稳定剂有多种类型，铅盐是使用最早的稳定剂，它稳定性好，加工工艺稳定，价廉，至今仍被广泛使用。

复合铅是铅盐与滑剂的复合物，它经过造粒以片状或粒状供应。复合铅保留了铅盐稳定剂的优点，而且用量较铅盐更少，又减少了粉尘，滑剂的调配也相对容易。铅盐与复合铅的缺点是对人体有毒，因而正在日渐被替换。

钙锌稳定剂是铅盐稳定剂的一种替代产品，它无毒性，稳定性适

中，而且比重较小，钙锌稳定剂也是与滑剂复合又经造粒，也是以粒料形式供使用。钙锌稳定剂的价格相对较高。

有机锡是又一种无毒稳定剂，有机锡虽然价格高，但它的稳定性高，添加量少。有机锡稳定剂的缺点是，它是液体，使用不如粉体方便。硫醇有机锡有气味，初接触时感觉不习惯。

3、润滑剂：

润滑剂是在PVC加工中用以改善熔融PVC树脂的粘度，改善PVC 和金属之间滑性的加工助剂。润滑剂有内滑剂和外滑剂之分，有前期润滑剂和后期润滑剂之分。在使用中相互搭配使用效果更好。其搭配艺术是配方好坏的关键。

在PVC加工中石蜡是外滑剂，硬脂酸是内滑剂，石蜡是前期润滑剂，PE蜡是后期润滑剂。另有众多各种各样的润滑剂也被时常使用。

4、填料：

填料相对PVC树脂都价格较廉，添加填料的目的主要是为降低成本。

目前PVC制品中的填料，一般使用的都是轻质碳酸钙，也有用的是重质碳酸钙。轻质碳酸钙是用石灰石烧制石灰，石灰水解得石灰水，石灰水碳化得轻质碳酸钙。轻质碳酸钙与表面活性剂反应即得到活性轻钙。重质碳酸钙是把石灰石直接破碎，磨细得到。因而重质碳酸钙更廉价。轻质碳酸钙在PVC制品中已被广泛使用，重质碳酸钙也有不错的使用，它们都有效的降低了PVC制品的成本。

应该注意的是碳酸钙的添加也是有限制的，因为它的添加同时也使PVC制品的物理性能下降，使加工机械的磨损加重。

应注意二方面的平衡。碳酸钙的添加也会使PVC制品比重增加，

PVC1材标准中对管材密度的限制，即是为保护管材物理性能而对碳酸钙的添加量的限制。

5、色料：

钛白粉添加量为8?10Phr及碳黑添加量为2?3Phr时是作为光稳定剂使用，钛白粉添加量为1?2Phr及碳黑添加量为1Phr上下时是作为光色料使用。在管材中视对白色程度的要求，钛白粉添加量在1?2份之间。由于钛白粉价格相对较高，在可接受的白度范围内，添加量宜尽量少。

钛白粉有二种结晶形态，锐钛型和金红石型。锐钛型的耐侯性不好，在室外储存和使用期间会变色发黄，因而在管材配方中应选用金红石型钛白粉。

6、改性剂

改性剂主要是对PVC的脆性予以改进。目前用的较多较成熟的改

性剂品种有ACR MBS及CPE

ACF是丙烯酸脂类核壳共聚物，它对PVC改性效果好，添加量少, 但价格高。MBS对PVC的改性效果也很好，但它含有双键，不耐侯，适用于透明制品。国内PVC改性剂用的最多的是CPE这与它的价格较廉有关，CPE随其添加量的增加对PVC的改性效果显S形趋势，其添加量在8?15Phr时，改性效果增加的最明显。但CPE随添加量的增加其对加工工艺的影响也越来越大，添加越多越难调整。

需要注意的是改性剂在增加管材韧性的同时，却使管材刚度相应降低，使管材的承压能力相应降低，因而改性剂的添加是有限度的。

7、加工助剂：

加工助剂主要为助剂型ACR ACR随其共聚单体不同，分为改性型，加工助剂型及滑剂型。助剂型ACR的加入，可促进塑化，可降低塑化温度，可改善加工条件，可改善制品表面光泽度。只是价格较高。市售的ACR有的添加有过量的碳酸钙，应予注意。

&发泡剂

什么是发泡剂？

发泡剂是一种能够使塑料制品形成微孔（孔径约

0.4/um）结构的物质。例如在树脂中加入一种沸点比较低（小

于110 C）的液态物质，在生产塑料制品过程中，由于液态物质挥发变为气体而使制品发泡。

塑料制品发泡的目的是为了减轻制品的质量，节约原料，使制品变得柔软、舒适。发泡制品还具有隔热、隔音功

发泡剂的分类；常用的化学发泡剂可分为有机发泡剂和无机发泡

①无机发泡剂；碳酸氢铵，碳酸氢钠等。

②有机发泡剂；偶氮化合物类，亚硝基化合物类。

通常PVC泡沫制品都用化学发泡剂为成孔剂，发泡剂与PVC树脂混合均匀后，在树脂熔融塑化的同时发泡剂分解放出气体，并使制品形成微孔结构，因此可以生产出不同性质和用途的PVC塑料的不同产品。

发泡剂的选择对于生产PVC发泡剂产品，大部分的情况下都采用有机发泡剂为成孔剂。它们在PVC产品中的相容性和分散性好，发包量大，效率高。

选择发泡剂有几个要求；

①发气量要大，

②分解时放热量较小，过程平稳。

③逸出气体的温度范围应与树脂熔融温度相适应。

④逸出的气体无腐蚀性，对PVC热稳定性不产生明显影响。

生产PVC发泡产品时，常因发泡剂的分解温度较高，不能与树脂的熔融温度相适应。故需要添加发泡助剂，以降低发泡剂的分解温度。

五、生活中常见的塑料代码

“ 1号” PET矿泉水瓶、碳酸饮料瓶，饮料瓶别循环装热水使用，耐热至

65 C,耐冷至-20 C,只适合装暖饮或冻饮，装高温液体、或加热则易变形，有对人体有害的物质融出。

“2号” HDPE清洁用品、沐浴产品，清洁不彻底建议不要循环使用。使

用：可在小心清洁后重复使用，但这些容器通常不好清洗，

残留原有的清洁用品，变成细菌的温床，你最好不要循环使用

“3号” PVC目前很少用于食品包装，最好不要购买。使用：这种材质高温时容易有有害物质产生，甚至连制造的过程中它都会释放，有毒物随食物进入人体后，可能引起乳癌、新生儿先天缺陷等疾病。目前，这种材料的容器已经比较少用于包装食品。如果在使用，千万不要让它受热。

“4号” LDPE保鲜膜、塑料膜等，保鲜膜别包着在食物表面进微波炉。使用：耐热性不强，通常，合格的PE保鲜膜在遇温度超过

110C时会出现热熔现象，会留下一些人体无法分解的塑料制剂。并且，用保鲜膜包裹食物加热，食物中的油脂很容易将保鲜膜中的有害物质溶解出来。因此，食物入微波炉，先要取下包裹着的保鲜膜。

“ 5号” PP微波炉餐盒、保鲜盒因微波炉餐盒一般使用微波炉专用PP （聚丙烯，微波炉专用PP耐高温120C，耐低温-20 C）, 因造价成本，盖子一般不使用专用PP,放入微波炉时，需将把盖子取下方可使用。因各类卡口型保鲜盒大多使用透明PP而非专用PP, 一般不能放入微波炉使用。

“6号” PS:碗装泡面盒、快餐盒，别用微波炉煮碗装方便面。使用：又耐热又抗寒，但不能放进微波炉中，以免因温度过高而释出化学物（耐温70C时即释放出）。并且不能用于乘装强酸（如柳橙汁）、强碱性物质，因为会分解出对人体不好的聚苯乙烯，容易致癌。因此，您要尽量避免用快餐盒打包滚烫的食物。

“ 7号” PC其它类：水壶、水杯、奶瓶PC胶遇热释双酚A。使用：被大

量使用的一种材料，尤其多用于奶瓶中，因为含有双酚A而备受争议。

六、生产流程及设备

1、混合机；

(1)热拌锅：热拌锅为一圆形不锈钢桶，内装双层搅拌浆并附挡板，热拌机为高速搅拌，搅拌转速达1500转/分。物料在热拌桶内被高速搅拌，与桶壁剧烈磨擦而产生热量，使物料升温，捏合的目的一方面是让树脂受热膨松，吸收受热熔化的稳定剂，滑剂而初塑化，并与其它辅料改性剂，加工助剂，填料等充分混合，另一方面是脱除原辅料中所含水份和挥发份。

因此，热混一般设定温度为120?130C，时间为10?20分钟。其中温度为热拌桶出料的确定参数，时间为参考参数。捏合温度一到设定值，即出料。

(2)冷拌锅：冷拌锅一般体积较热拌桶大一倍，带有通冷却水的夹套。转速也较慢，约为800转/分。冷拌桶即为冷却热拌桶出来的热物料而设，应注意它的冷却水水量和水温，保证它的冷却速度能跟上热拌桶的捏合时间。

2、单螺杆挤出机原理

单螺杆挤出机作为一种常见的挤出机设备，用于塑料加工行业，原理和构造从挤出机的输送段，压缩段，计量段来对单螺杆挤出机原理做一个分析。单螺杆挤出机一般在有效长度上分为三段，按螺杆直径大小、螺距、螺深确定三段有效长度，一般按各占三分之一划分。

单螺杆挤出机原理：料口最后一道螺纹开始叫输送段。物料在此处要求不能塑化，但要预热、受压挤实，过去老挤出理论认为此处物料是松散体，后来通过证明此处物料实际是固体塞，就是说这里物料受挤压后是一固体象塞子一样，因此只要完成输送任务就是它的功能

第二段叫压缩段时螺槽体积由大逐渐变小，并且温度要达到物料塑化程