【正文】 1 前言 隨著實驗設(shè)備的更新和改造，原《塑料成型工藝實驗講義》已經(jīng)不能滿足當(dāng)前實驗要求，經(jīng)教務(wù)處批準(zhǔn)，對原實驗講義進行全面修改、補充，并重新編排。本書供高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生使用。也可供從事高分子材料成型加工技術(shù)研究的科技人員實驗參考。 對于高分子專業(yè)的學(xué)生來講，實驗是一門基本的技能，學(xué)好它，不僅能夠鞏固所學(xué)基本理論知識，而且能夠掌握從事本專業(yè)學(xué)科研究的基本技能，為將來從事科學(xué)研究和進工廠從事技術(shù)工作打下堅實基礎(chǔ)。 本書編寫分工如下：塑料熔體流動速率測試、基于 XLY－ Ⅱ 型流變儀高聚物流變性能測定、熱固 性塑料模壓成型、塑性溶膠的制備及搪塑成型、擠出吹塑薄膜、固體電工絕緣材料絕緣電阻 /電阻系數(shù)測試、透光率 /霧度的測定、塑料透濕性能測定、塑料沖擊強度測試等內(nèi)容由閆春綿編寫；壓制法制備硬質(zhì)聚氯乙烯板材、高聚物氧指數(shù)的測定、聚烯烴泡沫材料的制備、混煉型平行雙螺桿擠出造粒等內(nèi)容由劉東亮編寫；熱塑性塑料的注塑成型、轉(zhuǎn)矩流變儀應(yīng)用試驗、塑料拉伸強度實驗、熱塑性塑料維卡軟化點測試等內(nèi)容由白寶豐編寫；李輝同學(xué)、劉照紅老師參加了部分插圖的繪制工作；全書由閆春綿統(tǒng)稿整理。 由于我們的水平有限，加之時間倉促，本書難免有不妥或錯誤 之處，懇請讀者提出寶貴意見。 最后對所有支持本書編寫工作的同仁表示衷心的感謝！ 2020 年 11 月 修改 2 目 錄 塑料熔體流動速率測試 ......................................................................1 熔體流變曲線測定 ..............................................................................6 轉(zhuǎn)矩流變儀應(yīng)用試驗 ........................................................................13 熱固性塑料模壓成型 ........................................................................16 塑性溶膠的制備及搪塑成型 ............................................................20 壓制法制備硬質(zhì)聚氯乙烯板材 ........................................................23 混煉型平行雙螺桿擠出造粒 ............................................................26 擠出吹塑薄膜 ....................................................................................29 熱塑性塑料的注塑成型 ....................................................................32 聚烯烴泡沫材料的制備 ....................................................................35 熱塑性塑料維卡軟化點試驗 ............................................................39 固體電工絕緣材料電性能測試 ........................................................41 塑料沖擊強度測試（簡支梁法） ....................................................46 透光率 /霧度的測定 ..........................................................................49 塑料透濕性能測定 ............................................................................54 塑料拉伸強度實驗 ............................................................................57 高聚物氧指數(shù)的測定 ........................................................................63 塑料彎曲試驗 ....................................................................................65 高分子材料煙密度的 測定 ................................................................69 聚氨酯泡沫塑料的制備 ....................................................................72 聚丙烯共混改性實驗 ........................................................................75 聚乙烯功能膜的生產(chǎn) ........................................................................78 阻燃聚氯乙烯電纜料的配制與性能 ................................................81 附錄：塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境 ................................84 1 塑料熔體流動速率測試 一、定義和原理 熔體流動速率是指熱塑性塑料在一定溫度和負(fù)荷下，熔體每 10min 通過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)口模的質(zhì)量，單位為 g/10min。也稱熱塑性塑料的熔融指數(shù)，又叫熔體指數(shù)。用 MI(MFR)來表示。 本方法適用于測定熱塑性塑料在一定條件下的熔體流動速率，用來區(qū)別各種熱塑性塑料在熔融狀態(tài)時的流動性能，通過對它的測量可以了解聚合物的分子量及其分布、交聯(lián)程度、加工性能等。 二、試驗儀器及試驗條件 試驗裝置主要部分及原理如圖 1 和圖 2 所示。 圖 1 μPXRZ－ 400A 型熔融指數(shù)測試儀 它是由圓柱形的加熱體，包括可更換的料筒和底部口模，以及作為負(fù)荷主要成分的砝碼組成。圓柱體外繞有電阻絲加熱，提供熱源。加熱爐內(nèi)裝有鉑電阻溫度計，測量爐體 的溫度和進行控制。 2 圖 2 實驗原理圖 根據(jù)試料種類，可參照表 1 的試驗條件選定。 表 1 標(biāo)準(zhǔn)實驗條件 序號 標(biāo)準(zhǔn)口模內(nèi)徑/mm 試驗溫度/℃ 口模系數(shù) /（ ） 負(fù)荷 /kg 適用塑料 1 1． 180 190 46． 6 2． 160 PE 2 2． 095 190 70 0． 325 PE、纖維素酯 3 2． 095 190 464 2． 160 PE、 POM、纖維素酯 4 2， 095 190 1073 5． 000 PE 5 2． 095 190 2146 10． 000 PS 6 2． 095 190 4635 21． 600 PE 7 2． 095 200 1073 5． 000 PS、 ABS 8 2． 095 200 2146 10． 000 丙烯酸酯 9 2． 095 220 2146 10． 000 ABS 10 2． 095 230 70 0． 325 PA 11 2． 095 230 258 1． 200 PS、丙烯酸酯 12 2． 095 230 464 2． 150 PP 13 2． 095 230 815 3． 800 PS、丙烯酸酯 14 2． 095 230 1073 5． 000 PP 15 2． 095 275 70 0． 325 PA 16 2． 095 300 258 1． 200 PC 3 注：表中負(fù)荷為柱塞桿和砝碼重量之和。 四、試驗步驟及操作方法 儀器準(zhǔn)備 （ 1）將料筒的 R 弧對準(zhǔn)爐體口部螺釘，見圖 3，垂直輕輕送入爐膛，按圖示箭頭方向鎖緊。卸料筒時先按圖示方向松開，再由爐底部向上頂出爐體。 圖 3 料筒的安裝 圖 4 口模裝卸 （ 2）安裝口模，如圖 4 所示，向外拉出拉板，將口模從爐底沿軸向推進去，再把拉板向里推緊；也可先推進拉板，由料筒的上部放入口模， 再用附件清理棒將口模輕輕推到爐體底部，此方法需將料筒清理干凈。兩種辦法裝口模，都需要口模外部清潔。取出口模時先拉出拉板，用清理棒將口模推出料筒。 注意：推拉拉板時應(yīng)在加熱后進行。 （ 3）溫度控制，溫度定值由數(shù)字拔盤來實現(xiàn)，定值拔盤是由 4 位數(shù)組成，最后一位為十分位。本儀器溫度控制范圍最大為 400℃ 。溫度測量儀為數(shù)字溫度計，它顯示的溫度即是料筒的溫度。 試料準(zhǔn)備 4 根據(jù)預(yù)計的熔體流動速率范圍，按表 2 選取試料用量。 表 2 試料加入量及切樣時間間隔 流動速率 g/10min 試料加入量 g 切樣時間間隔 s 0． 1～ 0． 5 3～ 4 120～ 240 0． 5～ 0． 1 3～ 4 60～ 120 1． 0～ 3． 5 4～ 5 30～ 60 3． 5～ 10 6～ 8 10～ 80 10～ 25 6～ 8 5～ 10 測試 （ 1）當(dāng)溫度穩(wěn)定在定值后，將預(yù)熱的柱塞取出，按上加料漏斗向料筒中加入試料（注意邊加料邊用加料棒壓實），然后將柱塞放回料筒，整個加料過程要在 1 分鐘內(nèi)完成。預(yù)熱 5~7 分鐘，使料筒和試料溫度達(dá)到試驗溫度。 （ 2）在柱塞頂部按表 1 選定的負(fù)荷加上砝碼，熔體開始從料筒下部口模中擠出。 （ 3）切取樣條。本儀器的切料為自動操作 。操作部分包括驅(qū)動電機、刀桿、切刀、支架。電機控制分手控與時控兩種，由控制箱面板上的選擇開關(guān)進行選擇。 選擇手控方式切料時，按動切刀上部的電機控制按鈕，按鈕開關(guān)閉合后立即抬起，不要保持。 當(dāng)選擇時控取樣方式時，取樣時間由控制箱面板上的時間選擇撥盤來實現(xiàn)。時間選擇撥盤是由四位數(shù)組成，最大范圍為 999． 9 秒。取樣時間選定后，按動電機控制按鈕電機啟動，首次切割去前面被擠出的試樣后，即按表 2 所選定的時間間隔進行切料，連續(xù)切取無氣泡樣條三段。當(dāng)取樣完畢時按動電機控制按鈕，電機停止切樣。 注意：無論那種取樣方式，切刀的 初始位置在刀片垂直朝下的位置上，請先用手調(diào)定。另外，電機控制是與溫度控制互鎖的，當(dāng)爐體溫度未達(dá)到設(shè)定溫度時，電機控制是無效的。 （ 4）樣條冷卻后，分別稱重（若樣條中最重和最輕的重量差超過三條重量平均值的 10%，則試驗需重作）。 （ 5）清理儀器。切取樣條后，將余料全部擠出，去掉砝碼，趁熱取出柱塞、口模，用軟布清理干凈，料筒用壓料桿纏繞棉紗清理。切忌用金屬物清洗料筒，以防劃傷料筒的內(nèi)表面。 （ 6）停止加熱，關(guān)機。 5 五、試驗結(jié)果整理 試驗結(jié)果記錄在表 3。 表 3 試驗記錄及結(jié)果 試驗條件：溫度 ℃ ； 負(fù)荷 kg； 口模直徑 mm 試料 間隔時間 t（ S） 樣條重量 W（ g） MFR（或MI） 平均 計算公式： MFR（或 MI） = 600W/t 式中 MFR——熔體流動速率， g/10min； W——樣條重量平均值， g； t ——切樣時間間隔， s。 測試結(jié)果取兩位有效數(shù)字。每個試樣應(yīng)平行測試兩次，分別求其 MI值，以算術(shù)平均值作為試樣的熔融指數(shù)。兩次之間或各時間段之間重量差別超出 10％時，應(yīng)找出原因。 六、問題討論 為什么加料時必須壓實，否則會出現(xiàn)什么情況？ MFR 對塑料加工的指導(dǎo)意義何在？ 6 熔體流變曲線測定 一、 實驗?zāi)康? 通過本實驗使學(xué)生了解高分子材料流動變形特性以及隨溫度、應(yīng)力、材料性質(zhì)塑化性能變化規(guī)律，掌握由高分子材料流變特性擬定成型加工工藝的方法，熟悉毛細(xì)管流變儀測定高分子材料流變性能的原理及操作。 二、 實驗原理 塑料熔體流變性能有多種測試方法。通常隨使用的類型而不同。用于測量流變性能的儀器一般稱為流變儀，有時又叫黏度計，其類型按施力的狀況主要有落球式、轉(zhuǎn)矩式和毛細(xì)管擠出式 等幾種，這些不同類型的儀器，分別適用于不同黏性流體在不同剪切速率范圍的測定。各種流變儀測定的剪切速率范圍如表 1 所示。 表 1 幾種流變儀適用范圍 流變儀 粘度范圍 / 剪切速率 /s1 毛細(xì)管擠出式 101~107 101~106 旋轉(zhuǎn)圓筒式 101~1011 103~101 旋轉(zhuǎn)錐板式 102~10