【導(dǎo)讀】滿足當(dāng)前實(shí)驗(yàn)要求，經(jīng)教務(wù)處批準(zhǔn)，對(duì)原實(shí)驗(yàn)講義進(jìn)行全面修改、補(bǔ)充，本書供高分子材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生使用。分子材料成型加工技術(shù)研究的科技人員實(shí)驗(yàn)參考。能，為將來從事科學(xué)研究和進(jìn)工廠從事技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。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(shí)間倉(cāng)促，本書難免有不妥或錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)讀者提出寶貴意見。最后對(duì)所有支持本書編寫工作的同仁表示衷心的感謝！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)，合物的分子量及其分布、交聯(lián)程度、加工性能等。試驗(yàn)裝置主要部分及原理如圖1和圖2所示。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。裝有鉑電阻溫度計(jì)，測(cè)量爐體的溫度和進(jìn)行控制。根據(jù)試料種類，可參照表1的試驗(yàn)條件選定。

　　

【正文】 光滑表面。 吹脹薄膜的空氣壓力，既要不使薄膜破裂，又要能保證形成對(duì)稱的穩(wěn)定泡管。 在擠出過程中要密切注意工藝條件的穩(wěn)定，不得任意波動(dòng)，如發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停車進(jìn)行檢查處理。 六 、問題討論 影響擠出吹塑薄膜厚度均勻性的注意因素有哪些？如何影響？ 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)從哪些控制條件來保證得到質(zhì)量良好的薄膜？ 討論本實(shí)驗(yàn)采用的薄膜生產(chǎn)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。 32 熱塑性塑料的注塑成型 一、試驗(yàn)原理及目的 熱塑性塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)，受到機(jī)械剪切力﹑磨擦熱及外部加熱的作用，塑化熔融為流動(dòng)狀態(tài)，以較高的壓力和較快的速度流經(jīng)噴嘴注射入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時(shí)間冷卻后，開啟模具，即得到制品。在注射成型時(shí)，塑料除在熱﹑力﹑水﹑氧等作用下，引起高分子材料的化學(xué)變化外，主要是經(jīng)歷一個(gè)物理變化過程。塑料的流變性﹑熱性能﹑結(jié)晶行為﹑定向作用等因素，對(duì)注射工藝條件及制品性能都產(chǎn)生很大的影響。 本實(shí)驗(yàn)是按注射成型方法制備熱塑性塑料的標(biāo)準(zhǔn)試樣，從而測(cè)定塑料的性能。通過實(shí)驗(yàn)，要求了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)﹑動(dòng)作原理和使用方法，熟 悉制備試樣的操作要點(diǎn)，掌握工藝因素﹑試驗(yàn)設(shè)備與注射成型制品的關(guān)系 。 二、原料及主要儀器設(shè)備 1. 原料 : PP 或 HDPE 2. 主要儀器設(shè)備 注射成型機(jī) 一臺(tái) 標(biāo)準(zhǔn)試樣模具（長(zhǎng)條、圓片、啞鈴） 一套 半導(dǎo)體測(cè)溫計(jì) 1 只 模具溫度調(diào)節(jié)裝置 一套 托盤 2 只 三 . 試驗(yàn)步驟 1. 按操作規(guī)程做好實(shí)驗(yàn)設(shè)備的檢查，維護(hù)工作。 2. 用 “手動(dòng)操作 ”的方式，安裝好試樣模具。 3. 溫度儀指示值達(dá)到實(shí)驗(yàn)條件時(shí)，再恒溫 1020 分鐘，進(jìn)行對(duì)空注射，如從噴嘴流出的料條光滑明亮，無變色、銀絲、氣泡，說明料筒溫度和噴嘴溫度比較合適，即可按擬訂的實(shí)驗(yàn)條件用半自動(dòng)操作方式制備試樣。若調(diào)整料筒溫度也應(yīng)有適當(dāng)?shù)暮銣貢r(shí)間。 4. 在成型周期固定的情況下，用測(cè)溫計(jì)測(cè)定塑料熔體的溫度，制樣過程中料溫測(cè)定不少于兩次。 5. 制備試樣數(shù)量按測(cè)試需要而定，制備每一組試樣時(shí)，一定要在基本穩(wěn)定的工藝條件下重復(fù)進(jìn)行，必須至少舍去 5 模后，才能開始取樣，若某一工 33 藝條件有變動(dòng)，則該組已制備的試樣作廢，所選取的試樣在去除流道贅物時(shí)，不得損傷試樣本身。 6. 試樣外觀質(zhì)量應(yīng)符合塑料實(shí)驗(yàn)方法 GB103979 或本實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 7. 試樣處理應(yīng)按照塑料實(shí)驗(yàn)方法 GB103979 或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，或本實(shí)驗(yàn)提出的條件進(jìn)行。 四、 試驗(yàn)記錄（ 見下表） 數(shù)值 指標(biāo) A 組 B 組 C 組 原料名稱、牌號(hào) 料筒溫度 后段 (℃ ) 中段（ ℃ ） 前段（ ℃ ） 噴嘴溫度（ ℃ ） 物料溫度（ ℃ ） 成型壓力 （㎏ /㎝ 2） 注射速度（ S） 螺桿轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn) /分） 注射保壓時(shí)間（ S） 冷卻時(shí)間（ S） 成型周期（ S） 五、注意事項(xiàng) 1. 所有按鈕操作前，均需關(guān)上機(jī)器兩側(cè)的安全門。 2. 在閉合動(dòng)模、定模時(shí)，應(yīng)保證模具方位的整體一致性，避免錯(cuò)位和損傷。 3. 安裝模具的螺栓、壓板、墊鐵應(yīng)適當(dāng)牢靠。 4. 禁止料筒溫度在未達(dá)到規(guī)定要求時(shí) 進(jìn)行預(yù)塑（儲(chǔ)料）或注射（射出）動(dòng)作，手動(dòng)操作方式在注射 保壓時(shí)間未結(jié)束時(shí)不得開動(dòng)預(yù)塑（儲(chǔ)料）。 5. 主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，嚴(yán)禁手臂及工具等硬質(zhì)制品進(jìn)入料斗內(nèi)。 6. 噴嘴阻塞時(shí)，禁用增壓的辦法清除阻塞物。 7. 不得用硬金屬工具接觸模具型腔，必要時(shí)可用軟質(zhì)金屬（例如：銅棒、銅刀）材料清理模具內(nèi)表面。 8. 嚴(yán)禁人體觸動(dòng)有關(guān)電器，使設(shè)備出現(xiàn)意外動(dòng)作，造成設(shè)備人身事故。 六、問題討論 34 1. 提出試驗(yàn)方案的料筒溫度、注射壓力、注射 保壓時(shí)間的時(shí)候，應(yīng)考查哪些問題？ 2. 分析試樣性能與原料，工藝條件及實(shí)驗(yàn)設(shè)備的關(guān)系。 3. 試樣產(chǎn)生缺料、溢料、凹痕、空泡的因素有哪些？ 35 聚烯烴泡沫材料的制備 一、試驗(yàn)原理及目的 泡沫材料又稱泡沫塑料，是一類以固體樹脂為主體 ,內(nèi)有無數(shù)均勻分布的泡孔結(jié)構(gòu)的塑料制品，制備泡沫材料的方法有多種，本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用化學(xué)發(fā)泡原理，采用模壓工藝，制備以聚烯烴為主的高發(fā)泡材料。其原理如下： 在混煉過程中，發(fā)泡劑與樹脂充分混合而均勻分散于樹脂中，拉片得到可發(fā)性片材 . 可發(fā)性片材被置于壓機(jī)上的模具內(nèi)加熱、加壓。在溫度 (熱量 )的作用下，樹脂熔融，并通過輕度交 聯(lián)獲得適宜發(fā)泡的熔體粘度；此時(shí)，發(fā)泡劑分解產(chǎn)生大量氣體，但由于壓力的作用，這些氣體以較高的壓力被封存在樹脂內(nèi)。當(dāng)外界壓力散除時(shí)，樹脂中的高壓氣體釋壓膨脹，在塑料中體積增大，由于塑料的包裹作用，氣體的膨脹被限制在一定的程度 (氣體壓力與樹脂包裹力達(dá)到平衡 )，因而在塑料中形成均勻分布的微孔結(jié)構(gòu)。經(jīng)冷卻定型 ,即得到密度較小，結(jié)構(gòu)疏松，又有一定強(qiáng)度的泡沫材料。 通過本實(shí)驗(yàn)操作，要求同學(xué)了解用化學(xué)法加工發(fā)泡材料的條件，了解發(fā)泡機(jī)理及過程 。熟悉并學(xué)會(huì)使用模壓發(fā)泡所用設(shè)備；掌握原料配方中各組份的作用、配方對(duì)工藝條件和制品性 能的影響。 二、儀器設(shè)備及原料 1. 主要儀器設(shè)備 兩輥開煉機(jī) (SK－ 160B) 一臺(tái) 表面溫度計(jì) 一只 塑煉工具 (銅刀、淺塘瓷盤等 ) 一套 平板硫化機(jī) 一臺(tái) 溢式壓模 (內(nèi)腔 1801803 ㎜ ) 一副 紅外測(cè)溫儀 一只 天平 (感量 ) 一臺(tái) 研缽 一只 2. 主要原料及配方 LDPE(MI) ZnO(工業(yè)品 ) EVA（ VA 含量 5～ 15％） Zn－ St(工業(yè)品 ) 發(fā)泡劑 AC(工業(yè) 品 ) 36 三鹽 (工業(yè)品 ) 交聯(lián)劑 DCP(工業(yè)品 ) CaCO3(工業(yè)品 ,325 目 ) HSt(工業(yè)品 ) 試驗(yàn)配方 原料 方號(hào) LDPE EVA Ac DCP ZnO ZnSt 三鹽 HSt CaCO3 2 0 100 4 ~ ~ 40~80 1 100 0 4 ~ 40~80 三、試驗(yàn)步驟及操作 1. 原料性能檢測(cè) （ 1） 測(cè)定 LDPE、 EVA 的熔體指數(shù)。 （ 2） 測(cè)定可發(fā)性片材的 Tf以及其中 Ac、 DCP 的分解溫度。 2. 制備泡沫塑料 （ 1） 配料 以每份等于 或 ，按上述配方稱取各種物料， Ac、 DCP 單獨(dú)稱量后混合。 將稱好的各種助劑 (同一配方中除 Ac、 DCP 外的 )置于研缽中，共同研磨，備用。 （ 2） 混煉 ,制備可發(fā)性片材 混煉工藝條件 : 輥溫 100～ 110℃ 前輥略高于后輥 輥距 ～ ㎜ 混煉時(shí)間 3～ 5min 操作方法 :先 將開煉機(jī)輥筒預(yù)熱并恒定至設(shè)定溫度，調(diào)整好輥距，開動(dòng)機(jī)器，先將 PE 或 EVA 樹脂上輥，基本塑化成型后，加入除 Ac、 DCP 外的所有助劑 (將料加在輥距上方 )，混煉均勻，最后加入 Ac、 DCP，待混煉均勻后，迅速拉片，每片長(zhǎng) 30～ 40 ㎝，并立即裁剪大小適宜 (比模腔尺寸略小 )的片材，備用。 （ 3） 模壓成型 模壓工藝條件 : 開模速度 3 ㎝ /s 否則熱熔體易溢出 模板溫度 (上、下同 ) 160～ 180℃ 模壓時(shí)間 3～ 5min 模壓壓力 2MPa(實(shí)際壓力 ) 37 操作 方法 :先將壓機(jī)模板的模具預(yù)熱至設(shè)定溫度；然后將疊合好的可發(fā)性片材置于模具中加熱、加壓；保壓一定時(shí)間后 ,開模取出物料 ,在發(fā)泡膨脹的同時(shí)迅速在潔凈平面上展開；放置板狀物冷壓，冷卻定型后即得制品。 （ 4） 制品性能測(cè)試 觀測(cè)制品外觀狀態(tài)。 測(cè)定制品的表觀密度 (參照 GB6343－ 86)。 測(cè)定制品的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率 (參照 GB6343－ 86)。 四、試驗(yàn)記錄及結(jié)果處理 在實(shí)驗(yàn)過程中依次做好下列記錄： 表 1 原料性能記錄 原料 LDPE EVA 可發(fā)性片材 項(xiàng)目 MI(g/10min) MI(g/10min) Tf (℃ ) DCP Tf Ac Tf 數(shù)據(jù) 表 2 混煉工藝條件記錄 項(xiàng)目 加料時(shí)輥溫 (℃ ) 出片后輥溫 (℃ ) 輥距 (㎜ ) 混煉時(shí)間 (min) 前輥 后輥 前輥 后輥 1 2 表 3 模壓工藝條件記錄 項(xiàng)目 模板溫度 (℃ ) 模壓時(shí)間 (min) 模壓壓力 (kg/㎝2) 上模板 下模板 表 壓 實(shí)際壓力 1 2 表 4 制品性能記錄 項(xiàng)目 表觀密度 (g/㎝ 3) 拉伸強(qiáng)度 (KN/㎝ 2) 斷裂伸長(zhǎng)率(%) 外 觀 1 2 注意： 有關(guān)測(cè)試過程記錄及數(shù)據(jù)處理 ,參見有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。 五、問題討論 配方中各組份的化學(xué)名稱及在本配方中的作用 ? 發(fā)泡倍率如何計(jì)算 ?影響發(fā)泡倍率的主要因素有哪幾種 ?如何影響 ? 38 比較 2配方所得制品的性能差異，并討論其原因 ? 發(fā)泡中常見的泡孔大小不均、連泡、局部塌泡、產(chǎn)品形狀不規(guī)整的形成是什么原因？如何解決？ 為什么分步模壓泡孔性能更好？ 模壓發(fā)泡 PE 作為鞋底材料使用時(shí)，如何進(jìn)一步提高其回彈性、壓縮變定性、耐刺穿性、防滑性、對(duì) 粘合劑的粘合性及如何對(duì)裁制鞋底后的邊角料進(jìn)行綜合利用？ 39 熱塑性塑料維卡軟化點(diǎn)試驗(yàn) 一、 試驗(yàn)原理及目的 維卡軟化點(diǎn)是測(cè)定熱塑性塑料于液體傳熱介質(zhì)中（一般為甲基硅油或耐熱油），在一定的負(fù)荷、一定的等速升溫條件下，試樣被 1mm2壓針頭壓入 1mm 時(shí)的溫度。應(yīng)用本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得的軟化點(diǎn)（維卡）適用于控制質(zhì)量和作為鑒定新品種熱性能的一個(gè)指標(biāo)，但不代表材料的使用溫度。 本試驗(yàn)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB1633－ 82 的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。 二 、 試樣及預(yù)處理 1． 試樣厚度應(yīng)為 3～ 6mm，寬和長(zhǎng)至少為 1010mm，或直徑大于 10mm。 （ 1）模塑試樣厚度為 3～ 4mm。 （ 2）板材試樣厚度取板材原厚，但厚度超過 6mm 時(shí)，應(yīng)在試樣一面 加工成 3～ 4mm。如厚度不足 3mm 時(shí)，則可由 2 塊但至多不超過 3塊迭 合成厚度大于 3mm 時(shí)，方能進(jìn)行測(cè)定。 2. 試樣的支撐面和測(cè)面應(yīng)平行，表面平整光滑、無氣泡、無鋸齒痕跡、凹痕或飛邊等缺陷。 3. 每組試樣為 2 個(gè)。 4. 試樣的預(yù)處理可按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)若無規(guī)定時(shí)，可直接進(jìn)行測(cè)定。 三 、 試驗(yàn)設(shè)備 1. 試驗(yàn)設(shè)備為熱變形、維卡軟化點(diǎn)溫度測(cè) 定儀。 型號(hào)： XRW－ 300H5 型。 2. 加熱介質(zhì)：甲基硅油。 3. 等速升溫速率定為兩種： A 速度： 5177?！?/6 分鐘 B 速度： 12177?！?/6 分鐘。 4. 形變測(cè)量范圍： 0～ 1mm。 5. 試樣架臺(tái)數(shù)： 3 臺(tái)。 6. 冷卻方式：水冷。 7. 砝碼重量： 參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB1633－ 82，砝碼重量有兩種：