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文本内容:
实验一聚氯乙烯的配方设计和混炼1.实验目的和要求1.掌握聚氯乙烯配方设计的原则和要求2.认识配方中各组分的作用3.正确掌握双辊开炼机的操作,了解设备的基本结构二.实验原理压制法生产聚氯乙烯硬板,是将聚氯乙烯树脂与各种助剂经过混合、混炼、压成薄片、在压片机中经加热、加压,并在压力下冷却成型而制得的,用压制生产的硬板光洁度较好,表面平整,厚度和规格可以根据需要进行选择和制备,是生产大型聚氯乙烯板材的一种常用方法聚氯乙烯硬板的制作一般分为以下几步
1、配方的设计配方的设计是树脂成型过程的重要步骤,对于聚氯乙烯树脂尤其重要,为了提高聚氯乙烯的成型性能,材料的稳定性和获得良好的制品性能并降低成本,必须在聚氯乙烯树脂中配以各种助剂硬聚氯乙烯塑料配方通常包含以下组分
(1)树脂树脂的性能应能满足各种加工成型和最终制品的性能要求,用于硬质聚氯乙烯塑料的树脂通常为绝对黏度
1.5-
1.8Pa·s的悬浮疏松型树脂
(2)稳定剂稳定剂的加入可防止聚氯乙烯树脂在高温加工过程中发生降解而使性能变坏,聚氯乙烯配方中所用稳定剂通常按化学组分分成四类铅盐类、金属皂类、有机锡类和环氧脂类
(3)润滑剂润滑剂的主要作用是防止粘附金属,延迟聚氯乙烯的凝胶作用和降低熔体黏度,润滑剂可按其作用分为外润滑剂和内润滑剂两大类
(4)填充剂在聚氯乙烯塑料中添加填充剂,可大大降低产品成本和改进制品某些性能的目的,常用的填充剂有碳酸钙等
(5)改性剂为改善聚氯乙烯树脂作为硬质塑料应用所存在加工性、热稳定性、耐热性和冲击性差的缺点,常常按要求加入各种改性剂,改性剂主要有以下几类a、冲击性能改性剂用以改进聚氯乙烯的抗冲击性及低温脆性等,常用的有氯化聚乙烯(CPE)/乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、丙烯酸脂类共聚物(ACR)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)及甲基丙烯酸甲脂-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物等b、加工改性剂其作用只改进材料的加工性能而不会明显降低和损害其他物理性能的物质,常用的加工改性剂如丙烯酸脂类、-甲基苯乙烯低聚物及丙烯酸和苯乙烯共聚物等c、热变形性能改性剂用以改进制品的负荷热变形温度,常用丙烯酸脂和苯乙烯类聚合物
(6)增塑剂可增加树脂的可塑性、流动性,使制品具有柔软性,对于硬质聚氯乙烯制品,一般不加和少加(5%以下)增塑剂,以避免其对某些性能(如耐热性和耐腐蚀性)的影响此外,还可根据制品需要加入颜料,阻燃剂及发泡剂等
2、混合混合过程是使多相不均态的各组分转变为多相均态的混合,常用的混合设备有Z型捏和机和高速混合器3.混炼混炼的目的是使受热的聚氯乙烯塑料和各种配合剂反复通过一对相向旋转的水平辊筒的间隙而被混合均匀,并经过挤压和延展拉成薄片,在生产中,也常可通过密炼和挤出来完成混炼过程三.实验仪器及药品1.聚氯乙烯混炼所用仪器高速混合器BJ-10型容积10L,转速750-2500r/min双辊塑炼机规格B160×320,辊速比
11.35,加热方式电加热2.原料聚氯乙烯树脂(青岛海晶化工集团有限公司,HS-1000)、氯化聚乙烯(青岛海晶化工集团有限公司,CPE135)、硬脂酸钙(化学纯,天津市巴斯夫化工有限公司)、硬脂酸(化学纯,山东莱阳精细化工厂)、碳酸钙等四.实验步骤1.配料按照表1的用量,称量树脂及各种助剂,要求配料总量250g左右表1配方中各原料的用量组别PVC(g)CPE(g)硬脂酸钙(g)硬脂酸g碳酸钙(g)一10020520二10020525三100205210四1002052202.混合1)准备,将混合器清扫干净后,关闭釜盖和出料阀,在出料口上接料用塑料袋2)调速,开机空转,在转动时,将调速调至1500r/min3)加料及混合,将已秤量好的聚氯乙烯树脂及辅料倒入混合器中,盖上釜盖,将时间继电器调到8min,按启动按钮4)出料,到达所要求的混合时间后,马达停止转动,打开出料阀,点动按钮出料5)清理,在大部分物料排出后,静止5min,打开釜盖,将混合器内的余料全部倒入袋内3.混炼1)准备将双辊塑炼机开机空转,检查紧急刹车装置,经检查无异常现象后,开始实验2)升温打开升温系统,将前后两辊加热,用弓形表面温度计测量辊筒温度,使辊筒温度稳定在170℃3)混炼将辊距调至
0.1-1mm范围内,将混合料投入两辊缝隙中,使其包辊,经过5min的翻炼,将辊距调至压片厚度为1mm左右,即可出片五.注意事项1.配料时秤量必须准确2.高速混合器必须在转动情况下调整3.两辊温度必须控制严格4.两辊操作时,必须严格按操作规程进行,防止将硬物落入辊间六.预习要求1.了解实验原理及操作方法2.准备实验记录表,将配料、塑炼、压制按操作要求画出相应的记录表格七.思考题1.随着碳酸钙加入量的提高,对硬聚氯乙烯的加工和产品性能有什么影响?2.当混炼过程结束后,如何保证出片后的样片平整光滑。