成型工艺学第二章成型物料的配制.ppt

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1、,第二章 成型物料的配制 第一节 塑料的组成及添加剂的作用一.树脂（高聚物）：（一）树脂对塑料性能的影响：图2-5-1 聚合物分子量对材料某些力学性能 热性能及加工性能的影响（见图2-5-1）1分子量的影响：（1）分子量对物理机械性能的影响 M，拉伸强度，冲击强度，断裂伸长率，蠕变，弯曲强度。,（2）分子量对耐热性的影响 M，热变形温度，软化温度。（3）分子量对成型加工性能的影响 M，流动性，配料、加工温度，出口膨胀，成型收缩率。对增塑体系来说，M，溶胀和塑化速率，配料困难。（4）分子量对结晶和取向的影响。2分子量分布的影响（1）分子量分布宽，材料的大多数力学性能，热性能。（2）分子量分布宽，

2、加工性能变差。MW/Mn5为窄，MW/Mn5为宽。,如PVC，低M部分与增塑剂吸收能力强，易溶胀，易塑化。高M部分 与增塑剂吸收能力弱，不易溶胀，不易塑化。在配料过程中，低M部分已塑化，高M部分可能还是“生料”;如将“生料”带入制品中，则使制品产生硬粒子，影响制品质量;如要延长时间，虽可避免“生料”，但低M部分则可能因过热而降解。3树脂颗粒结构的影响（1）如表面毛糙、不规则，断面结构疏松、多孔的粒子，易吸收增塑剂;配时，所需温度低，时间短。但吸收增塑剂过快时，与其它部分混合不良，影响制品质量。,（2）如表面光滑，断面结构规则，实心，无孔粒子，不易吸热增塑剂;配制时，所需温度高，时间长，生产效率

3、。4粒度的影响：（1）颗粒太大时，混合不均。原因，粒度大，对相同重量的树脂来说，颗粒数和总表面积减小，配料时，与其它添加剂接触机会少，所以混合不均，影响制品质量。如：在相同时内，颗粒越大，则塑化越不完全。（2）粒度太小，易造成粉尘飞扬，计量困难。5其它影响因素：如水份和挥发份、结晶度、密度等，过去曾学过，这里不再赘述。,（二）常用树脂：1聚氯乙烯树脂：（聚合度一般为1000-2500，结构单元分子量为62）(1)悬浮法PVC树脂的型号和主要用途 悬浮法聚氯乙烯的规格型号(化工部标准,),聚氯乙烯国家标准(GB576186),（2）乳液法聚氯乙烯的型号和主要用途：乳液法聚氯乙烯的规格型号 型号

4、糊黏度 绝对黏度 主要用途RH-1 3000 2.012.40 造糊加工、人造革、泡沫塑料、手套等RH-2 3000-7000 1.81 2.00 直接加工、硬泡沫塑料、烧结成型等RH-3 700010000 1.60 1.80 直接乳液抽丝、纸上光、涂料等RH：乳液法糊塑料（树脂）通式为RH-X-Y：X:按溶液绝对粘度大小分的型号(厘泊)Y:按增塑糊的粘度大小分的型号(厘泊),（3）选择树脂型号的原则：.一般硬制品，应选高型号树脂（M小）原因：A.M小，流动性好，有利于成型加工。（硬制品成型温度高）B.硬制品一般不加或少加增塑剂，虽然高型号树脂本身强度低，但制品强度不会因过多的增塑剂而受损害

5、。如：硬管、硬板常用4或5型树脂。（SG5、6型）.一般软制品，应选低型号树脂（M高）。原因：A.软制品内有大量增塑剂，物料流动性好，成型加工性能好。B.虽加有大量增塑剂，但由于M高，但仍能保证制品有足够的强度。如：PVC薄膜、软管等一般用2或3型树脂。（SG3、4型）2聚乙烯：（LDPE、HDPE、MDPE、LLDPE等）（1）聚乙烯的分类：按密度分类：（20C时公称密度）类别 1 2 3 4 5公称密度/克/cm3,0.922 0.923-0.932 0.933-0.946 0.947-0.956 0.957 注：数字代表密度范围，但不是密度。数字越大，密度越高。,按用途分类：（12类，分

6、别用12个字母表示）B:中空成型；I:注射成型；P:管材；C:涂层；J:电缆护套；K:电缆绝缘；S:粉末成型；E:通用挤出；F:薄膜；L:单丝；Y:扁带；T:特殊用途。按公称MI分类（十八类）按公称熔体指数分类表,MI 0.15 0.20 0.25 0.3范围/克/10分钟 MI 0.4 0.5 0.7 1范围/克/10分钟 MI 1.5 2 3 4范围/克/10分钟 MI 5 7 10 15 20 30范围/克/10分钟 4.4-5.7 5.8-8.2 8.3-12 13-17 18-24 25-35,.按改性情况分类:A：表示本色塑料,未加助剂,或仅加有保证造粒、保存必须数量的助剂。B：表

7、示改性，加有填料、颜料等助剂，以改善某些性能。共聚物以C表示，共混物以D表示。（2）聚乙烯型号的表示：（常以以下五部分组成）共聚、共混代号（C、D）改性情况代号（A、B）公称MI分类代号 主要用途符号 公称密度的类别代号 练习题：与丁二烯-1共聚的聚乙烯树脂，公称密度为0.948克/cm3,用于中空成型，公称MI为0.4克/10分钟,加有光稳定剂和防老剂,其型号如何表示?解:其型号应为：4B0.4BC,3聚苯乙烯 按照聚苯乙烯的维卡软化点分为两个型号，如下所示：型号 维卡软化点/C主要用途B1 80 一般日用品、文教用品、工艺品等B2 87 绝缘制品等,二.增塑剂1含义：能够降低塑料的熔融（粘

8、流）温度或熔体粘度，改善成型加工性能，使最终产品变得柔韧而添加的一类高沸点液体或低熔点固体物质称为增塑剂。2增塑剂的性质：（1）与高聚物的混溶性好。在成型加工中能与树脂混溶，使用和贮存中不能析出。增塑过程可以看作是两者间的互相“溶解”过程。但增塑剂不同于溶剂，溶剂最终要挥发掉，而增塑剂则要保留在制品中。（2）挥发性、游移性和萃取性要低。要求向空气挥发、向固体物质和溶剂中转移速率要小,否则，在贮存和使用过程中会因以上三种作用而失去增塑作用。（薄膜变硬变脆等）。（3）耐热耐光抗氧化学稳定性好。（4）无毒无嗅不燃成本低。（氯化石蜡，52%）3增塑效率（1）表征：以改变高聚物一定量的物理性能所需加入增

9、塑剂的量做标记。（2）常用物理性能指标：弹性模量 Tg 脆化温度回弹量及一切变形等。注意：物理性能不同，效率比值不一样，但排列顺序不变。（3）PVC常用增塑剂的增塑效率。这里为弹性模量（25C，100%伸长率）为7.031MPa。,PVC常用增塑剂的增塑效率 名称 代号 等效用量(份)效率比值邻苯二甲酸二丁酯 DBP 54.0 0.85癸二酸二辛酯 DOS 58.5 0.93己二酸二辛酯 DOA 5 9.9 0.94邻苯二甲酸二辛酯 DOP 63.5 1.00石油磺酸苯酯 磷酸三甲酚酯 TCP 79.3 1.25氯化石蜡(53%氯)89 1.4,4.增塑剂对材料性能的影响(见图2-5-2,2-

10、5-3,2-5-4)（1）塑料柔韧性耐寒性伸长率冲击强度等提高。（2）塑料拉伸强度硬度模量等降低。（3）塑料的Tg，Tm，流动性，加工性能改善。图2-5-2 增塑剂用量 对聚氯乙烯的抗张强度断裂伸长率和软化温度的影响TCP-磷酸三甲酚酯 DOP-邻苯二甲酸二辛酯 DOA-己二酸二辛酯,TXP-磷酸二甲苯酯DAP-邻苯二甲酸二烷基7-9酯ODP-磷酸辛基二苯酯TOP-磷酸三辛酯图2-5-3 增塑剂用量对聚氯乙烯流动行为的影响DBP-邻苯二甲酸二丁酯DAP-邻苯二甲酸二烷基7-9酯DMP-邻苯二甲酸二甲酯TCP-磷酸三甲酚酯图2-5-4 增塑剂用量对聚乙烯熔体粘度的影响,5聚氯乙烯的常用增塑剂（1

11、）邻苯二甲酸酯类（主增塑剂）特点：相溶性好（主），综合性能好，能大量生产，价格较低，无明显缺点，使用最广泛。主要品种：A邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、二异辛酯（DIOP）。常作为标准增塑剂，用的最多。B邻苯二甲酸二丁酯（DBP），增塑效率高，但易挥发。C邻苯二甲酸二异丁酯（DIBP），性能接近于DBP，但对农作物有害。D其它：邻苯二甲酸二庚酯（DHP）邻苯二甲酸二异癸酯（DIDP）邻苯二甲酸混合酯（DAP）（2）脂肪族二元酸酯类（耐寒、次增塑剂）特点：优点：耐寒性和低温性能好，有润滑作用。缺点：相溶性差，易抽出、迁移、渗出。常用品种：己二酸二辛酯（DOA）壬二酸二辛酯（DOZ）癸二酸二辛酯（DO

12、S）,（3）磷酸酯类：特点：相溶性好耐化学腐蚀好光热稳定好难燃。耐寒性差，有臭味。常见品种：磷酸三甲苯酯（TCP）原料紧张（煤焦油）有毒磷酸二甲苯酯（TXP）磷酸三辛酯，磷酸三苯酯（TOP）（TPP）磷酸二苯辛酯；无毒。磷酸三丙烯酯：无毒无嗅。（4）环氧化合物类：特点：可兼作热稳定剂，（与硬脂酸酯类合用具有协同效应），价格较低，无毒;相溶性差。常见品种：环氧大豆油（ESO）环氧油酸丁酯（EBST）、环氧硬脂酸酯。（5）石油磺酸苯酯（M50）特点：机械强度高电绝缘性好耐候性好吸水性小挥发性小价廉;见光易变黄耐寒性差。,（6）其它：季戊四醇酯：耐热性好耐老化性好。氯化石蜡（52%）：价廉阻燃；相溶

13、性差不能单独用。聚酯：分子量高（2000-8000），耐久性好。相溶性差耐寒性差增塑效率低。多元醇酯：一缩二乙二醇二苯甲酸酯,耐寒性好。一缩二乙二醇C7-C9酸酯。6增塑机理：（1）非极性部分：主要通过高分子-增塑剂间的溶剂化作用，增大了分子间距离，削弱了它们之间的作用力。Tg=BV 式中Tg为Tg降低值；V为增塑剂体积分数。主要是填充隔离效应。（2）极性部分：主要是增塑剂分子与高分子的极性基团间的相互作用，代替了高分子间的相互作用，从而降低了高分子间的作用力。Tg=Kn 式中n为增塑剂的克分子数 主要是屏蔽效应。（3）增塑剂增塑机理图示7用量：软制品，一般为40-50份，有的高达80-100

14、份。硬制品，不用，或5-10份以下。半硬制品，20-30份。,三、防老剂 能够防止或拟制高分子材料在成型、贮存和使用过程中因热、氧、光等引起降解、交联等破坏作用（变色、发粘和变脆等）的物质称为防老剂。（一）热稳定剂 1聚氯乙烯热稳定剂的主要作用（1）中和脱除的HCl，消除HCl对PVC的催化降解作用。（硬脂酸盐，环氧）。如 Pb(OCOC17H35)2+2HClPbCl2+2C17H35COOHH3C(CH2)mCH-CH(CH2)n COOC8H17+HClO H3C(CH2)m CH-CH(CH2)COOC8H17 OH Cl 硬脂酸盐盐基性铅盐环氧化合物等。（2）取代聚氯乙烯分子链上不稳

15、定的氯原子。不稳定氯原子：A.叔碳原子上的氯原子。B.与双键相连的碳原子上氯原子。举例：（金属皂类、金属硫醇盐类胺类亚磷酸酯类等）AM(OCOR)2+-CH2-C-MCl(OCOR)+-CH2-C-Cl OCOR上式中M代表铅、镉、钡等金属原子。BM(SR)2+-CH2-CH-CH=CH-MCl(SR)+-CH2-CH-CH=CH-Cl SR,(3).消除聚氯乙烯分子链上脱HCl后形成的双键。硫醇类各种螯合剂顺丁烯二酸酯类等。如：RSH+-CH=CH-CH2-CH-SR（4）消除高分子链上的活性中心（自由基）。：A.-CH2-CH-CH2-CH-+（C4H9）2Sn(OCOCH3)2 Cl C

16、H2-CH-CH2-CH-+C4H9Sn(OCOCH3)2 C4H9 Cl（5）钝化杂质（PbCl2）的催化降解作用与重金属盐形成络合物，消除其催化降解作用，如亚磷酸酯类。2主要类型（1）盐基性铅盐类：（用量一般为5份左右）指带有未成盐的一氧化铅（俗称盐基），PbO本身也有稳定作用，但易使制品带黄色。,.优点：电绝缘性好，光热稳定作用好，效率高，吸水性小，耐候性好,价格低廉，应用最广泛。缺点：毒性大，使制品透明性差，硫化污染严重，分散性差，比重大，用量大。作用：消除HCl;用量3-5份。主要品种：A三盐基性硫酸铅（3PbOPbSO4H2O）,三盐。B二盐基亚磷酸铅（2PbOPbPO31/2 H

17、2O），(二盐)。C其它：如二盐基硬脂酸铅，二盐基邻苯二甲酸铅等。（2）硬脂酸盐类（脂肪酸皂、二月桂酸皂等）。优点：色泽良好，透明，具有良好的长期稳定性，与环氧类具有协同效应，兼具润滑作用。缺点：钙盐易使制品变黄，镉、铅盐有毒，锌盐用量多（3份以上）时易变黑。作用：消除HCl，取代不稳定的氯原子。钡盐钙盐初期稳定性好 有毒 镉盐锌盐长期稳定性好 无毒 配合使用效果好 主要品种硬脂酸钡、硬脂酸镉、硬脂酸钙、硬脂酸铅、硬脂酸锌。用量一般为3份左右。,（3）有机锡类：优点：光、热稳定性好、透明（尤其是硬质制品），相溶性好、防老效率高。缺点：毒性大、(货源紧张)、价格高等。作用：消除HCl、双键、自由

18、基。品种：二月桂酸二丁（辛）基锡、马来酸二丁基锡，正辛基锡盐、硫醇有机锡（十二烷基硫醇二丁基锡）等。用量：2份左右。（4）环氧化合物类：与金属皂类有协同效应、稳定性好、兼具增塑作用。（无毒）缺点：相溶性差。作用：消除HCl和双键。品种和用量与增塑剂相同。（5）螯合剂：需要与其它类型的热稳定剂配合使用作用：与金属氯化物等形成络合物，消除金属氯化物的催化降解作用。品种：亚磷酸三苯酯、亚磷酸三辛酯、亚磷酸二苯辛酯等。,（二）抗氧剂：能够抑制或延缓塑料氧化降解的物质。OH1受阻酚类：通式为 R R(AH)（游离基或增长链的终止剂）R（1）作用机理：-CH-+AH-CH-+A OO OOH-CH-+AH

19、-CH-+A O OH 对其它具有引发作用的游离基，如：HO+AH H2O+A R+AH RH+A还能按下式形成稳定的化合物：A+-CH-稳定的化合物 OO A 虽为游离基，但较稳定，不会引起氧化降解作用中的引发和传递。（2）主要品种：抗氧剂264：2,6-二叔丁基对甲酚(PE,PS,PVC等).抗氧剂1010:四-(3,5-二叔丁基-4羟基苯基)丙酸季戊四醇酯。PE、PP、POM、ABS等。其它：抗氧剂2246、抗氧剂330、抗氧剂1076、抗氧剂STA-1等。（3）用量：0.1-1份。,2二芳基仲胺类：（游离基和增长链的终止剂）（1）作用机理：（类似于受阻酚类）（2）主要品种：防老剂A（甲

20、）：N-苯基萘胺防老剂D（丁）：N-苯基萘胺其它：防老剂288、防老剂4010、对苯二胺衍生物、醛胺、酮胺缩合物。3硫代酯类：（氢过氧化物的分解剂）（1）.作用机理：ROOH+PD 非游离基型的稳定化合物。（2）.主要品种：A抗氧剂DLTP：硫代二丙酸二月桂酯（PP,PE,ABS等）B抗氧剂DSTP：硫代二丙酸双十八酯（PP，PE等）4正磷酸酯类：（氢过氧化物的分解剂）（三）光稳定剂：能够吸收光和射线或移出高聚物吸收的光能，放出没有破坏性的光能或热能，防止高聚物老化降解的物质。1紫外光吸收剂（用量为0.1-1份）（1）作用机理：吸收光能后，内氢键被破坏，吸收的能量以无破坏性的热能放出。,（2）

21、常用类型：邻羟基二苯甲酮类 如：uv-531,uv-9等。邻羟基苯并三唑类 如：uv-，uv-326，uv-327水杨酸酯类 BAD，TBS，OPS等。其它：取代丙烯腈、三嗪类（三嗪-5）2先驱型紫外线吸收剂：本身不具备吸收紫外线作用，光照射后分子重排，改变结构而成为紫外线吸收剂。常见品种有：苯甲酸酯类（光稳定剂901、紫外线吸收剂RMB）等。3紫外线淬灭剂（0.1-1份）（1）作用机理：能够将高分子吸收紫外光后产生的“激发态能”转移掉，从而避免由此产生的游离基而使高聚物进一步降解。（2）主要品种：光稳定剂AM-101：2,2-二硫代双(特辛基苯酚镍)。光稳定剂NBC：1084、2002等。,

22、4紫外线屏蔽剂：（2-10份）厚制品、不透明制品。1）作用机理：在光源与高分子材料间形成一道屏障，阻止紫外线射入。（2）主要品种：碳黑、亚硫酸锌、受阻胺类（GM508、LS770、LS774)、ZnO、TiO2(用量多时，对有屏蔽作用；少时，则有降解作用）。（3）举例：炭黑对PE光老化作用对比 炭黑对PE光老化的稳定作用,四、填料：（一）主要作用：1改善成型加工性能。主要表现在易定型，降低了成型收缩率和线膨胀系数。2提高了某些性能。如耐磨性、耐热性等。3赋于制品某些新的性能。如电性能等。4降低成本。（二）主要品种：（粉状、纤维状、片状）1无机类轻质（重质）CaCO3，滑石粉（3MgO4SiO2

23、H2O），立德粉（KAl2（AlSi3O10）(OH）2；云母(电)、石墨(传热)、炭黑(补强)、高岭土(陶土)(Al2O32SiO22H2O)2.有机类:锯末、木粉等.（三）填料对材料性能的影响：1一般使硬度、压缩强度、刚性、电绝缘性能、耐磨性、耐热性、阻燃性、光老化性能、自润滑性等提高。2拉伸强度、冲击强度、伸长率、耐寒性、光泽、透明度、线膨胀系数等。3加入填料（1）流动性降低，成型加工困难。（2）改善成型性能，使制品易定型，降低成型收缩率。,五、润滑剂（一般在1份以下）（一）主要作用：降低物料间和物料与设备间的摩擦，粘度降低，流动性提高，改善成型加工性能，提高制品表面质量等。（二）主要品

24、种（类型）1内润滑剂（与高聚物具有良好的相溶性）2外润滑剂（相溶性差）如硬脂酸、石蜡、矿物油及硅油等。（三）用量：一般为0.5-1份(外)如用量少，则起不到润滑作用。如用量太多，则制品表面起白霜；此外，由于流动T，流动性，缩短了物料在设备中的时间，熔融不均，影响Tg、热变形温度、机械强度和伸长率等。六、阻燃剂1添加型阻燃剂 主要有六溴苯、水合氧化铝、磷酸酯、含氯70%以上的氯化石蜡、三氧化二锑等，后两者配合使用具有“协同效应”。十溴联苯醚+Sb2O3，Mg(OH)2、硼酸锌等。2反应型阻燃剂 主要有四溴双酚A、四氯苯酐等。,七、着色剂：1作用（1）赋予制品所需要的颜色。（2）提高塑料制品的耐候

25、性。（炭黑、TiO2等颜料本身又是光稳定剂）（3）产品标记。如各种纱管可用不同颜色标记。电缆内心包皮标记等。2主要类型：（1）颜料A有机颜料：立索尔宝红、塑料红GR、永固红B、永固黄HR、酞青兰（绿）等。B无机颜料：钛白粉、炭黑、铅铬黄、钼铬黄、氧化铁红等。（2）有机染料：分散红3B、还原黄4GF等。特点：1.用量少、着色力强、透明制品用。2.耐热性差。八、其它 1发泡剂：Na2CO3、发泡剂AC等。2开口剂：油酸酰胺等3防滴剂：4抗冲改性剂：ACR、CPE、EVA、MBS等。5偶联剂：硅烷类、钛酸酯类等。6抗静电剂,第二节 配方设计 一、配方：反映塑料中各种助剂与树脂重量的比例关系称为配方。

26、二、配方的常用表示方法：以树脂取100重量份为标准，其它助剂的重量分别占树脂重量的重量份数来表示。聚氯乙烯塑料凉鞋配方PVC：100 M50 15 硬脂酸铅：0.4DBP：25 三盐 3 硬脂酸钡：0.8DOP：25 二盐 2 颜 料：重量适当，共171.2份三、配方设计的依据1 正确认识制品的使用性能和要求。包括使用环境使用条件、可能出现的问题、消费者的爱好等。2 全面了解原料情况。主要包括原料能否满足质量要求，原料是否易得，成本是否合算等。3 要考虑成型加工方法、工艺条件和成型机械、模具等。四、配方设计的步骤和方法：1.收集、整理资料，通过比较，确定试验配方范围。2.进行小试和条件试验，通

27、过性能测定、对比，确定出理想配方。3.进行扩大试验，根据制品性能、成型工艺等要求，适当调整配方，直至达到最佳配方。4 批量生产：如工艺合理，性能优良，成本低廉，符合使用要求，即可确定为生产配方。,五配方设计举例1 聚氯乙烯硬管配方设计：（1）使用要求和使用条件 输送液体和气体，要求有一定强度，能承受一定的内、外压力，耐热、耐腐蚀、不要求透明。（2）配方设计:（确定各组份具体品种、规格、用量等）树脂：应选用疏松型的高型号PVC树脂。如SG-4(5)原因：A.疏松型PVC树脂易吸收增塑剂，混合、塑化良好，成型加工性能好，制品质量高。B.高型号树脂分子量低，熔体流动性好，成型加工性能好。否则，因硬制

28、品不加或仅加少量增塑剂，成型加工温度高，接近分解温度，难以成型加工出高质量制品。C.能满足强度要求。虽然其本身M低，强度不算高，但由于硬制品不加或仅加少量增塑剂，强度不会进一步降低。增塑剂挤出PVC硬管一般不加增塑剂，最多只加5份。压制成型可以不加，如是注射成型，则应当多些（要求流动性很好）。原因：增塑剂的加入虽能提高熔体流动性，改善成型加工性能，但也会使耐热性、耐腐蚀性、强度、硬度等降低，与要求有一定强度、不变形等相抵触。防老剂：（对硬管很重要）因制品不要求透明，所以可用三盐和二盐。硬脂酸盐类与盐基性铅盐混合使用具有协同效应，且兼具润滑作用，混合使用比较好。注意：铅盐类用量不能太多，否则影响

29、使用效果，成型温度升高。,填料 使用CaCO3，一般为10重量份，太多是会影响制品外观。最好用活性填料。着色剂:灰色管材一般用炭黑:不宜使用对酸敏感的镉红和群青。抗冲改性剂：EVA、ACR、CPE、MBS。硬PVC管材参考配方原料名称 重量份数 原料名称 重量份数 P VC（SG-5）100 硬脂酸钙 1三盐（二盐）5(3+2)石蜡 1硬脂酸钡 1 CaCO3 10硬脂酸镉 0.7 着色剂 适量EVA(CPE)ACR 0-10 增塑剂 0-102.聚氯乙烯软管配方设计：（1）使用要求和使用条件 输送非饮用水和一般腐蚀性液体。要求制品柔软，耐磨，透明，强度一般。,（2）配方设计：树脂：应选用XS

30、-2(3)型。100重量份。（低型号）原因：A.软制品要加大量增塑剂，所以熔体流动性好，成型加工容易。B.管材强度较高，能满足要求。（本身强度高）增塑剂：（软制品很重要）DOP综合性能好，DBP增塑效率高（易挥发），M-50价廉。常将三者混合使用。环氧油酸丁酯等耐寒性好，又兼防老剂作用，配方中也适当加入。防老剂 A.因产品要求透明，有机锡类最理想,但价高。B.通常采用钡盐+镉盐+螯合剂+环氧酯复合防老体系，具有良好的协同效应。（1.8重量份）,软PVC管材参考配方 原料名称 重量份数 原料名称 重量份数 PVC(XSG-2)100 环氧油酸丁酯 7 DBP 15 硬脂酸钡 0.7 DOP 13

31、 硬脂酸镉 0.6 M50 15 亚磷酸三苯酯 0.5 3 聚氯乙烯电缆料的配方设计：（1）使用要求和条件：要具有优良的电绝缘性。机械强度高。耐热性高。耐寒性较好。综合性能优异。,（2）配方设计：树脂：从电性能、机械强度、热性能和成型加工性能等方面考虑，应用XS-2型。100份。（SG-2)增塑剂：电缆属软制品，需加入较多增塑剂。ADOP综合性能优良，全部用。B.40重量份可得到要求。如太少，则耐寒性差，且硬；如太多，则机械强度、耐热型等较差。防老剂：三盐和二盐（电性能好、二盐光稳定作用好）和硬脂酸钡（镉）合用，是不透明制品的常用防老剂，且后者具有润滑作用。PVC电缆料参考配方 原料名称 重量

32、份数 原料名称 重量份数 PVC（SG-2)100 二盐 2 DOP 40 硬脂酸钡 1 三盐 3 硬脂酸铅 0.5,第三节 混合,一 混合和分数 二 混合的基本原理 三 混合效果的评定 一、混合和分数 1混合：将两种组分相互分布在各自所占的空间中，即使两种或多种组分所占空间的最初分布情况发生变化。由图可见。图2-5-10 混合过程两物料所占位置变化示意图,2分散：指混合过程中一种或多种组份的物理特性发生了一些内部变化的过程。,图2-5-11分散作用示意图,图2-5-11分散作用示意图,图2-5-11分散作用示意图3混合和分散一般是同时进行和完成的。,二、混合的基本原理 1混合、捏合和塑炼（1

33、）混合：多指粉状物料的混合。工艺特点：A.温度低（Tf以下）。B.剪切作用缓和。特征：混合后的物料各组份本质上没有什么变化。（2）捏合：指液体和粉状固体物料的浸渍与混合。如聚氯乙烯与DOP（DBP）间的混合 工艺特点：A 温度低（Tf以下）。B 剪切作用缓和。性状变化：混合后的物料各组份在本质上没有变化。（3）塑炼：指塑性物料与液体或固体物料的混合。工艺特点：A.温度较高（Tf以上）;B.剪切作用较强。性状变化：物料中各组份在化学性质或物理性质上会有所改变。,2混合的基本原理（三种作用）：（1）扩散：利用物料中各组份的浓度差，推动构成各组份的微粒，从浓度较大的区域向浓度较小区域迁移，以达到组成

34、均一。固体物料中，扩散不很显著。（高温除外）熔体中的扩散较慢。固体和液体，液体和液体间扩散较大。（2）对流：（捏合中主要靠对流达到混合的目的）两种物料相互向各自占有的空间进行流动，以期达到组成均一。机械搅拌，使物料作不规则流动而达到对流混合的目的。任何一种聚集状态的物料要达到组成均一，对流作用必不可少。（3）剪切：依靠机械的作用产生剪切力，促进物料组成达到均一。举例：A.剪切力作用下立方体的变形。B.两个无限长的平板间流动粒子之间剪切混合。、影响剪切混合效果的因素：A剪切力大，混合效果好。B剪切作用力的距离越小，混合效果越好。,原因：以上两者都有利于拉长变形。C作用力与平面有一定角度，混合效果

35、提高。原因：a.水平面的作用力仅能使物料在自身的平面内流动。b.如有一定角度时，则能造成层与层间的物料流动。注意：通常不是改变作用力的方向，而是改变物料的受力位置。（翻料）D塑炼过程主要靠剪切作用来完成混合过程。如开炼机、密炼机和挤出机等。三、混合效果的评定（一）液体物料的混合效果 分析混合物不同部分的组成，其各部分的组成与平均 组成相差的悬殊情况。（二）固体及塑性物料的混合效果 1分散程度（1）分散程度的表征：用相邻的同一组份之间的平均距离来衡量：r=V/（S/2)式中 r为条痕厚度，S为各部分接触的面积,V为体积。,（2）影响分散程度的因素：接触面积越大，分散程度越好。混合物单位体积越小，

36、分散程度越好。减小粒子体积，增加接触面，分散程度越高。2均匀程度：指混入物所占物料的比率与理论或总体比率的差别。（1）不均匀性的表征 经验公式（教材中5-2式，112页）；工业上多用经验判断；用物理机械性能或化学性能的变化；（2）提高均匀程度的主要措施 A.混合过程中尽量增大不同组分间的接触面，减少物料的平均厚度；B.各组分的交界面（接触面）应相当均匀的分布在被混合的物料中；C.使混合物中的任何部分，各组分的比率和整体的比率相同。,第四节 配料工艺简介 一、粉料的制备（捏合）1捏合：将（粉状）树脂与各种助剂在一定温度（熔点或Tf以下）和较为缓和的剪切作用下（机械搅拌），充分混合为均匀的多分散体

37、的过程。2捏合前的准备：（1）树脂过筛吸磁：主要去除物料中的铁块等机械杂质。主要用平动筛，振动筛和磁铁等。（2）固体助剂磨浆：目的：A.防止中毒（粉尘飞扬）；B.分散均匀；C.加料准确。方法：将防老剂、色料等小计量粉状助剂与适量增塑剂在混合器内搅拌混合后，再用三辊磨研磨成符合细度要求的浆状物料。（3）母料的制备：（助剂在树脂中的浓缩物）母料：指事先配制的含有高百分比小剂量助剂的塑料。目的：A.称量准确；B.分散均匀；C.防止中毒。,制备方法：将一定量的树脂和多于配方中用量若干倍的小剂量助剂 经捏机冷搅拌后再经塑炼造粒即可。与浆料的区别：浆料中无树脂。(4)增塑剂的加热，有利于扩散、混合等。3捏

38、合设备：Z型捏合机、高速混合机、管道式捏合机。4捏合工艺：（1）Z型捏合机捏合：按一定加料次序将物料加入Z型捏合机中，在一定温度（110C）下以40转/分和20转/分的转速搅拌一定时间（40-60分钟），待物料呈疏松自由流动状即可。加料次序：树脂增塑剂浆料（防老剂、润滑剂，染料、增塑剂等）填料等固体物料。工艺条件：聚氯乙烯捏合工艺条件 工艺条件 硬PVC 软PVC 温度/C 110左右 110左右 转速/转/分钟 40/20 40/20 时间/分钟 40-50 40-60 混合终点：疏松，自由流动状。,（2）高速混合机捏合：设备及混合原理：在圆筒形容器的底部有一高速旋转（1400/730转/分

39、）的搅拌器，当开动搅拌时，物料在离心力作用下，沿容器侧壁（夹套加热）上升至顶盖而落下，形成涡流，而达到混合目的。加料次序：树脂增塑剂浆料填料等固体物料。工艺条件：温度（C）转速（转/分钟）时间（分钟）110 1400 2-4 110 730 5-10 终点：疏松，自由流动状。注意：温度在60C以下才能存放，否则易结块、分解、变色。,（3）转鼓混合器：为一可转动的圆筒形容器，用来着色用。二、粒料的制备：1粒料生产流程图：,树脂,助剂,配方备料捏合塑炼,密炼机开炼机出片,开炼机压片冷却,挤出机,冷切,热切,挤片冷却,挤条冷却,切粒（常用）,水下热切（药片形）,空中热切（风吹，药片形）,平板切粒机切

40、粒,2塑炼：在一定温度（Tf以上）和较强的剪切作用下，初混料（干混料，捏合料）经熔融、塑化、混合而获得适宜柔软度和可塑性的工艺过程称为塑炼。（1）塑化：（2）塑性：3塑炼设备：密炼机，开炼机，挤出机等 4塑炼造粒方法：（1）挤出机塑炼造粒：（应用最早，最普遍）设备：挤出机、冷却水槽、切粒机（有一固定底刀，2-8把回转甩刀）特点：A 设备、工艺简单。B调整色泽，品种方便。C 适用性强。工艺过程：A圆条挤出 将初混料（捏合料）从挤出机加料口加入料筒中，在螺杆的旋转挤压作用下而使物料前移，压实，并由于外加热和内摩擦热使物料熔化，连续通过挤出机机头口模而呈圆条状物料。,聚氯乙烯挤出工艺条件 塑料 螺杆

41、直径 L/D 压缩比（）转速/转/分 温度/C LPVC 120 15-20 2-3 30-50 150-160 HPVC 120 15-20 2-2.5 20-30 170-190 B圆条冷却：圆条从口模挤出后，进行水冷。a.水槽一般为2-6米。b.料流前移方向与水流方向相反。C切粒：调整牵引速度，得到规定尺寸的粒料。(2)开炼机塑炼造粒：特点：A.可切割各种软、硬质塑料片材。B产量高。C噪音大，切刀易损环，易氧化降解。设备：开炼机、平板切粒机、（密炼机、挤出机）等。,工艺过程：A开炼机塑炼出片：将初混料（捏合料）放在Tm或Tf以上的开炼机两辊间，靠剪切和加热作用，熔融塑化，混炼并压出成片。

42、a.辊筒速比：（前辊为13-14转/分）17-20转/分，转速，效果，但易降解。b.温度：140-170C。前辊比后辊高5-10C，硬PVC高10-20C。c厚度：2-3mm（辊隙可在1-10mm间调节）d速比，辊隙，适当翻料，提高辊速，效果提高。B切粒：将片材放在平板切粒机上作纵横两向切割而成矩形粒料。a.硬PVC，切割温度50-60C。软PVC，切割温度40C以下。b.将长条、连粒筛去，防止堵住加料口。,（3）水中热切 特点：A.颗粒外观美观，均匀，不易粘接。B.多孔板孔数多（可达1万个），产量高（15吨/时）。C噪音小。D杂质少。E设备大，能耗大，对操作技术要求高。方法简介：将切粒机旋转的切刀紧贴在机头模板上，将刚挤出的热料条切割，并于水中冷却。（4）空气中热切机头和切刀类似（3），只是通入冷却空气，进行冷却。冷却的同时可借风力将粒料送至贮料仓中。,