加工配方設(shè)計(jì)ppt課件(已修改)
2025-05-18 12:06 本頁(yè)面
【正文】 第五章 塑料加工配方設(shè)計(jì) 塑料的加工配方 是指以改善樹脂的加工性能為目的而設(shè)計(jì)的一類配方。 + 樹 脂 增塑劑 熱穩(wěn)定劑 潤(rùn)滑劑 加工助劑 交聯(lián)劑 PVC、 CPVC、 PVDC、 CPE、 PPS、 UHMWPE、LLDPE、 PPO、熱固性樹脂 LDPE、 HDPE、 PP、 ABS、 PS、 POM、 PA、 PC、PET、 PBT、 PMMA、 PSF、 PEEK 必須進(jìn)行加工配方設(shè)計(jì)的樹脂 不一定進(jìn)行加工配方設(shè)計(jì)的樹脂 第一節(jié) PVC加工配方設(shè)計(jì) ? PVC加工配方設(shè)計(jì)的目的 降低熔融溫度，辦法為加入增塑劑； 提高分解溫度，辦法為加入熱穩(wěn)定劑； 對(duì)于 PVC硬制品，還需加入加工助劑，以改善熔體流變特性； 對(duì)于 PVC軟制品，還需加入潤(rùn)滑劑，以改善流動(dòng)性和表面性能。 一、 PVC加工增塑劑 已講 二、 PVC加工熱穩(wěn)定劑 已講 三、 PVC加工潤(rùn)滑劑 已講 四、 PVC加工助劑 PVC加工助劑主要用于 PVC的硬制品中。 ? PVC樹脂的熔體黏度大，熔融困難，流動(dòng)性差； ? PVC熔體的熱強(qiáng)度低，延展性差，黏結(jié)力不高。 特性 ? PVC熔體易發(fā)生熔融破裂、出口膨脹大、熔體松弛慢， PVC制品表面粗糙、無光澤、鯊魚皮狀或竹節(jié)狀等。 現(xiàn)象 PVC加工助劑的作用原理 ? PVC加工助劑的作用原理為 促進(jìn)樹脂的熔融 、 改善熔體的流變性 和 賦予潤(rùn)滑功能 。 1）促進(jìn)樹脂的熔融 當(dāng)加入加工改性劑的 PVC樹脂在剪切應(yīng)力作用下加熱時(shí)，加工改性劑首先熔融并粘附在 PVC樹脂微粒表面，基于其與樹脂的相容性和高分子量，使得 PVC體系的黏度和摩擦增加，從而可有效地將熱和剪切應(yīng)力傳遞給PVC樹脂，促進(jìn) PVC樹脂的熔融。 在此過程中，加工改性劑起到了熱和剪切應(yīng)力傳遞的作用。 2）改善熔體的流變性 加工助劑改善流變性的作用原理是提高 PVC熔體的黏彈性，其黏彈性不足是導(dǎo)致流變性差的根本原因。加入加工助劑后： a)可增大復(fù)合體系的相對(duì)分子量以提高黏度； b)可增加復(fù)合體系內(nèi)“交聯(lián)”和“纏繞”的程度以提高其彈性。 3）賦予潤(rùn)滑功能 加工改性劑與 PVC樹脂相容部分首先熔融，起到促進(jìn)熔融的作用；與 PVC不相容部分則向熔融體系外遷移，起到潤(rùn)滑作用。 常用 PVC加工助劑品種 （ 1） ACR ACR為丙烯酸酯類具有核 殼結(jié)構(gòu)的共聚物，其核是一類低度交聯(lián)的丙烯酸類橡膠聚合物，殼是與PVC相容性好的甲基丙烯酸甲酯接枝聚合物。 作用： ACR的加入可明顯改善 PVC樹脂的熔體流動(dòng)性、熱變形性及制品表面光澤等特性。 （ 2） MC100 MC100是通過力降解法制得的分子量較低的PVC。 作用： 明顯縮短塑化時(shí)間、促進(jìn) PVC凝膠化、降低平均扭矩、降低熔體黏度、改善加工性能、提高透明度、改善應(yīng)力發(fā)白現(xiàn)象、提高阻燃性和抑煙性、降低能耗和生產(chǎn)成本。 參考文獻(xiàn) 楊中文 , 劉西文 . MC100/ACR 復(fù)合加工助劑在 RPVC 管件料中的應(yīng)用研究 . 當(dāng)代化工 . 2022, 36(6): 592595. 原料： PVC（ SG7）、二鹽、三鹽、硬脂酸鉛、MC100/ACR、硬脂酸、碳酸鈣、 CPE、氧化聚乙烯蠟、鈦白粉（ R960）。 設(shè)備： 高速混合機(jī)、錐型雙螺桿擠出造粒機(jī)組、轉(zhuǎn)矩流變儀、注射成型機(jī)、電子萬能試驗(yàn)機(jī)、簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)、烘箱、維卡軟化溫度測(cè)定儀。 配方： X 等于 0、 8，所對(duì)應(yīng)的樣品號(hào)分別為 5。 樣品制備： 1） 粉料制備： 先將 PVC 樹脂投入高速捏合機(jī)進(jìn)行高速混合至物料約 60 ℃ ,依次加入熱穩(wěn)定劑、復(fù)合加工助劑、著色劑等助劑 ,繼續(xù)高速攪拌物料至 90 ℃ ,加入各種潤(rùn)滑劑 ,再繼續(xù)高速攪拌至 120 ℃ 出料 ,出料進(jìn)入冷卻攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌降溫至 40 ℃ 以下即可得到粉狀料。 2） 造粒： 用錐型雙螺桿造粒 3） 標(biāo)準(zhǔn)試樣制備： 將制得的 PVC 粒料進(jìn)行干燥處理除去水分 ,干燥溫度約為 80～ 90 ℃ ,時(shí)間為 4～ 5 h。然后將干燥后的物料用注射機(jī)成型標(biāo)準(zhǔn)試樣 ,再用標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行性能測(cè)試。成型條件 : 加料段 85～ 100℃ 、壓縮段 160～ 170 ℃ 、均化段 180～ 185 ℃ 、噴嘴溫度 170 ℃ 、注塑壓力 6～ 7 MPa 。 4） PVC管件制備： 將干燥后的 RPVC 粒料在 SZ 160P800 注射成型機(jī)成型 φ200 三通 PVC 管件 ,成型條件 : T1 =158 ℃ , T2 = 162 ℃ , T3 = 164 ℃ , T4 = 170 ℃ , T5 =170 ℃ ,噴嘴溫度 177 ℃ 。注射壓力 :四級(jí)注射 ,一級(jí)注射 MPa ,二級(jí)注射 MPa ,三級(jí)注射 MPa ,四級(jí)注射 MPa 。保壓壓力 : MPa 。注射時(shí)間 : 80 s ,保壓時(shí)間 : 45 s ,冷卻時(shí)間 : 120 s。 測(cè)試： 1） 粉料流變性能及粒料擠出性能測(cè)試： 對(duì)制得的粉狀物料用流變儀進(jìn)行塑化性能的測(cè)試 ,測(cè)試條件為 : 溫度 160 ℃ 、轉(zhuǎn)速 : 32 rpm、保溫 1 min。 2） 標(biāo)準(zhǔn)試樣力學(xué)性能測(cè)試： 按 GBPT1040 92 測(cè)試試樣的拉伸強(qiáng)度 。 按 GBPT9341 2022 測(cè)試試樣的彎曲強(qiáng)度 。 按 GBPT1043 93 測(cè)試試樣的沖擊強(qiáng)度。 3） PVC管件性能測(cè)試： 按 GB 8802 88 測(cè)定其維卡軟化點(diǎn) 。 按GB 8803 進(jìn)行烘箱試驗(yàn) 。 按 GB 1033 中 4. 1 A 法 (浸漬法 ) 測(cè)定密度 。 按 GB 8001 進(jìn)行墜落試驗(yàn) 。 按 GBPT10002. 2 1996 中 5. 9 進(jìn)行液壓試驗(yàn)。 結(jié)果分析與討論： 1） 對(duì)流變性能的影響： 隨著 MC100/ACR 復(fù)合加工助劑使用量的增大 ,熔融時(shí)間、平衡扭矩、平衡時(shí)間、熔融溫度均有明顯下降趨勢(shì) ,但最大扭矩基本沒有變化 ,但比沒有添加復(fù)合加工改性劑時(shí)略有增大。 最大扭矩的變化歸咎于 ACR、平均扭矩的變化歸咎于 MC100。 2） 對(duì)力學(xué)性能的影響： 3） 對(duì)管件質(zhì)量的影響： 五、 PVC加工配方設(shè)計(jì)原則 （一）增塑劑的選用原則 主增塑劑： 與 PVC樹脂相容性好、增塑效率高、大量加入也不析出的一類增塑劑，常用的有苯二甲酸酯類和磷酸酯類，代表品種： DOP、 DBP、 DIOP、 DIBP、 DOTP、TCP及 DPOP。 輔助增塑劑： 與 PV
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