第三章 成型用物料及其配制

第三章 成型用物料及其配制塑料工艺

内容简介： 塑料用树脂、助剂的基本性能，不同状态原料的配制方法。 本章重点： 3.1粉料的配制 3.2粒料的配制 学习目标： 1、熟悉原料的性能 2、掌握物料配制方法，熟悉配制中常用的操作。 3掌握混合原理

3.1 概述塑料工艺

为了成型工艺过程的需要，将合成树脂与添加剂配制成 粉料、粒料、溶液和塑料糊等，配制过程中要通过混合使其 形成均匀的复合物。本章将对物料各组分的作用，配制方法 及配制过程中所用主要设备进行介绍。

生产中用作成型的物料有粉料、粒料、溶液和塑料糊等 几种，无论是哪一种物料，一般都不是单一的合成树脂，都 加有不等量的各种添加剂，其目的是为改善成型工艺性能， 提高制品质量，降低成本。通常热固性塑料的配制多在合成树脂生产过程中进行， 因此，本章主要讨论热塑性塑料的配制。

塑料工艺

工业上用作成型的塑料根据成型工艺的不同和成型设备的不 同有粉料、粒料、分散体(溶胶塑料、糊塑料)和溶液等四种:

粉料：主要用于双螺杆挤出机的挤出成型，压延成型，滚塑。 粒料：主要用于单螺杆挤出机的挤出成型，注射成型。 分散体：主要用于涂覆成型，搪塑。 溶液：主要用于流涎成型，浇铸成型。 粉料和粒料的制备过程是将聚合物和各种助剂通过混台设 备进行初混合后而制成粉料，再经塑炼机进行塑炼。最后通过造 粒机而制成粒料。

3.2 粉料及粒料塑料工艺

在塑料成型加工中，压延和挤出都可采用粉料。一般配制粉 料是把各组分混合分散均匀，因此这种粉料也称作干混料。 3.2.1粉料和粒料的组成

不管是粉料还是粒料，都是聚合物和助剂两类物质组成的。 其中聚合物是主要成分，助剂则是为使复合物或其制品具有某种 特性而加入的一些物质。常用的塑料助剂种类很多，主要有增塑 剂、稳定剂、加工助剂、冲击改性剂、填充剂、增强剂、着色剂、 润滑剂、防静电剂、阻燃剂、防霉剂等20多类。加至塑料中的助 剂是随制品的不同要求而定的，并不是各类都需要，加入的各类 助剂必须以相互发挥为要则，切忌彼此抑制。

1、聚合物(树脂)塑料工艺

聚合物的作用和要求： – 聚合物既是塑料的主要成分，所以它决定了制品的基 本性能。在塑料制品中，聚合物应成为均一的连续相， 其作用在于将各种助剂粘结成一个整体，从而具有一 定的物理力学性能。由聚合物与助剂配制成复合物需 要有良好的成型工艺性能，例如，在成型过程中，一 般应在一定的温度、压力下具有可塑性(连续流动的行 为)。

– 从配料的角度来

考虑，对聚合物的选择要求主要是相 对分子质量大小及其分布、颗粒大小、结构和它们与 增塑剂、溶剂等相互作用的难易等。凡相对分子质量 偏高，颗粒结构紧密，以及与增塑剂和溶剂作用较难 的，则配制时即需较高的温度、较强的外作用力和较 长的作用时间。

1、聚合物(树脂)塑料工艺

常用的聚合物树脂有： PE聚乙烯 PVC聚氯乙烯 PP聚丙烯 PS聚苯乙烯 ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、 PA聚酰胺 PC聚碳酸脂 PMMA聚甲基丙烯酯甲酯 POM聚甲醛 PPO聚苯醚 PPS聚苯硫醚 PUR聚氨酯 PSU聚砜 PF酚醛树脂 PTFE聚四氟乙烯 等

2、增塑剂塑料工艺

增塑剂的作用： 为降低塑料的软化温度范围和提高其加工性，柔韧性或 延展性，加入的低挥发性或挥发性可忽略的物质称为增塑剂， 而这种作用则称为增塑作用。 增塑剂通常是一类对热和化学试剂都很稳定的有机物， 大多是挥发性低的液体，少数则是熔点较低的固体，而且至 少在一定范围内能与聚合物相容(混合后不会离析)。 目前工业上大量应用增塑剂的聚合物只有聚氯乙烯、醋 酸纤维、硝酸纤维等少数几种。其中主要是聚氯乙烯，所耗 增塑剂占其总产量的80%以上。

2、增塑剂塑料工艺

增塑剂的性能要求： 1. 与聚合物有良好的相容性； 2. 增塑效率高、增塑速度快； 3. 耐久性好(挥发度低、迁移性小、耐抽出性高); 4. 环境稳定性高(耐光、耐热、耐霉菌、耐核心药品和 阻燃性好); 5. 卫生性好(无色、无臭、无毒); 6. 电绝缘性好；黏度稳定性好；价廉等。

2 增塑剂塑料工艺

增塑剂的分类： (1)化学组成：邻苯二甲酸酯类、己二酸酯类、壬二酸酯类、葵二酸酯类、柠檬酸酯类、硬脂酸酯类、油酸酯类等。

(2)与聚合物的相容性：主增塑剂(重量比1:1)、辅助增塑剂(重量比1:3) 、增量剂(重量比1:20) 。

(3)结构：单体型(分子量200-500、黏度0.03Pa.s)和聚合型(分子量>1000、20-100Pa.s)

(4)应用性能：耐热、耐寒、耐光、耐侯、阻燃、防霉、防潮、抗静电。

(5)溶解性：溶剂型和非溶剂型。 (6)添加方式：外增塑剂和内增塑剂。

2、增塑剂塑料工艺

① 聚合物与增塑剂的相容性：由于增塑剂对聚合物的作用是发生在它们分子之间的。因此，最重要 的要求是它们之间应该有相容性，即彼此之间有互溶性。 相容性：指两种或多种物质混合时的相互亲合性，即分子级的可混性。 判断相容性的方法： 观察法-成膜-透明度；滲出。 溶解度参数δ -∣δ1- δ2 ∣<1.5时相容； <0.5时任何比例相容 介电常数ε-相近 迁移(游移)是指增塑剂从已增塑的聚合物中向着与

它接触的另一种聚合物 (包括与已增塑的但增塑的程度低或所用增塑剂不同的同一种聚合物)中 迁移的现象。 萃出：指制品中的增塑剂因与溶剂接触而被洗去的现象。 滲出：指聚合物中所加增塑剂的量超过一定值后，会象“发汗”一样从制品 中游离出来的现象。

2 增塑剂塑料工艺

②增塑剂的效率： 它是从改变聚合物的一定量的物理性能所需加入 增塑剂的量作为标记的。选择的物理性能指标可 以不同，如用弹性模量、柔顺性、玻璃化温度、 脆折温度、回弹量以及一切变形 ( 伸长、弯曲、 扭曲、压缩等 ) 等均可。

2 增塑剂塑料工艺

增塑剂的作用原理在于削弱聚合物分子间的作用力，从而降低软化温度、 熔融温度和玻璃化温度，减少熔体的黏度，增加其流动性， 改善聚合物的加工性和柔韧性。 三种作用方式： (1)隔离作用：增塑剂介于大分子之间增大其间的距离， 削弱分子间的作用力。 (2)屏蔽作用：增塑剂的非极性部分屏蔽聚合物分子的 极性基，使相邻聚合物分子的极性基不发生作用。 (3)偶合作用：增塑剂的极性基与聚合物分子的极性基 团偶合，破坏原来聚合物分子间的极性联结，从而削弱其作 用力。

3、稳定剂塑料工艺

在塑料中加入稳定剂是制止或抑制聚合物因受外界因素 (光、热、氧、细菌、霉菌以至简单的长期存放等)所引起的破 坏作用。稳定剂可分为热稳定剂、光稳定剂(紫外线吸收剂， 紫外线猝灭剂、光屏蔽剂等)及抗氧剂等。 (1) 热稳定剂:改善聚合物热稳定性为目的而添加的助剂。 作用机理：1)吸收、中和氯化氢，抑制其自动催化作用。 2)置换聚氯乙烯分子中不稳定的烯丙基氯原子或叔碳位氯原 子，抑制脱氯化氢。3)与多烯结构发生加成反应，破坏大共 轭体系的形成，减少着色。4)捕捉自由基，阻止氧化反应 。 (2)抗氧剂：能够延缓或抑制氧化降解的物质。 作用机理：1)自由基或增长链的终止剂。2)氢过氧化物 的分解剂。

3稳定剂塑料工艺

(3)光稳定剂：能够抑制或减弱光降解作用，提高材料 耐光性的物质。

3稳定剂塑料工艺

几种塑料的敏感波长： 聚乙烯(PE) 300nm 聚丙烯(PP)310nm 聚氯乙烯(PVC)310nm 聚苯乙烯(PS)318nm 聚酯(PET、PBT)325nm …… 此处隐藏：2085字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……