聚合物成型加工原理03.ppt

33.1概述

一.工业上很少用单一的聚合物来制造商品。其原因是：
1.性能单纯，不能满足多种制品的使用要求；
2.单纯聚合物老化严重；
3.不能满足某些成型方法的特定要求；
4.成型工艺性能差；
5.价格、成本高。

二.基于上述原因，加工用物料或多或少加入一些助剂。
1.助剂：具有一定作用的辅助材料的总称。
2.加入目的：改善聚合物的成型工艺性能，改善制品的
使用性能或降低成本。
3.配制方法：混合均匀的复合物
4.复合物的形态：粉料、粒料、悬浮体、溶液
工业上以粉料、粒料为主。
3.2粉料及粒料
1.粉料与粒料的区别：
a.大小不同；
b.配制方法不同，即混合程度不同。
2.粉料：一般只要使各组分混合均匀，只需要简单的混
合作用。简单的混合指人工搅拌或采用捏合机、
高速混合机混合；
粒料：将粉料通过塑炼或挤出等操作进一步塑化制成。
由此可见，混合程度上粒料比粉料均匀。

3.2.1粉料与粒料的组成
粉料与粒料都是有聚合物和助剂两种物质复合而成，其中聚合物是主要成分。助剂是为了使复合物或制品具有某种特性所加入的物质。常用的助剂有：增塑剂、稳定剂、着色剂、阻燃剂、防静电剂等。
一.聚合物（树脂）
1.作用与要求：
a.赋予制品基本性能；
b.在一定条件下，使物料具有可塑性。2.选择聚合物时应注意的问题：
(1).对于同一种聚合物，由于生产方法不同，所得的聚合物性能和使用范围不同。
例如悬浮法生产的PVC和乳液法生产PVC有很大差别。

使用范围：
悬浮法PVC：挤出、注射成型，制造电缆、硬质板材、
管材以及其它日常用品。
乳液法PVC：电性能差，制造人造革或搪塑制品等。
PE，三大类：
HDPE：低压法生产；
LDPE：高压法生产；
LLDPE：低压法生产，是乙烯和α-烯烃的共聚物。用途：
LLDPE最大的用途是制作薄膜。由于采用LLDPE制作的薄膜抗张强度、冲击强度、撕裂强度和刚性都比LDPE高，因而在强度相同情况下，薄膜可减少20-25%，因此LLDPE具有更大的市场竞争力。另外LLDPE还可以用于电缆电线包复、汽车零件、工业容器、管材等，性能LDPE好。

（2）同一种生产方法生产的树脂，由于牌号不同，其性能是有差异的。如悬浮法生产的PVC有六个牌号，其性能和用途是有不同的。（3）即使同一种牌号，由于批号不同，生产厂家不同，它们的性能也不同。
例如每批树脂中的含水量、分子量分布、平均聚合度都不是绝对一致的，这些都影响加工条件。3.聚合物本身性能对加工性质及制品性能的影响
（1）分子量的影响

（a）（b）从图（a）可以看出：
分子量↑，拉伸、冲击强度、断裂伸长率、热变形温度↑，而蠕变、抗弯曲强度↓。说明分子量的增大是有利于提高制品的力学性能和热性能。从图(b)看出，聚合物的加工性能随着分子量增大而下降：
a.随分子量↑，聚合物的加工温度↑，流动性↓，加工成型较困难；
b.另外需要与增塑剂配合的聚合物，随分子量增大，聚合物的溶胀和塑化速度↓，这也给配料等带来困难。
c.分子量大小，还影响成型过程中聚合物的结构与取向。
分子量减小，虽然对配料、成型有利，但太小，要影响制品的性能，因此要根据制品的用途和制品的加工方法，选择合适的分子量。（2）分子量分布的影响
分子量分布直接影响制品的性能。随分子量分布增宽，材料大多数力学性能、热性能降低；同时也影响配料过程和材料加工性能。由于分子量不同的聚合物对温度有不同的敏感性，因此在配料或加工过程中表现出不同的行为。

通常要求聚合物分子量分布不能太大，一般取Mw/Mn≤5。（3）颗粒结构的影响
a,颗粒结构主要影响聚合物吸收增塑剂或其它助剂的能力。
b,凡是表面粗糙、不规格、内部多孔、断面结构疏松的粒子，越易于吸收增塑剂。配料时，所需的温度较低，时间也短，但对增塑剂的吸收不能过快，否则会造成其它组分与集合物混合不良，减弱其它组分的作用。
相反，颗粒表面光滑，断面结构规则，实心、无孔的粒子吸收增塑剂困难，配料时需要较高的温度和较长的时间，影响生产率。（4）粒度的影响
粒度主要影响混合的均匀性。
聚合物粒度增大，对相同重量树脂来说，颗粒数少，比表面积小，混合时与其它添加剂接触机会少，容易造成混合不均匀；
但粒度太小，容易造成粉尘飞扬，加料、计量困难，影响劳动环境，因此对设备密闭性要求高。（5）其它因素的影响
主要指水分、灰分、挥发物、含铁量对制品性能的影响。
水分含量高，消耗热量大，甚至使聚合物产生降解，使制品产生气泡，因此对水分含量有较高要求。
灰分主要影响制品的透明度。
铁是一种降解催化剂，含量过高还影响制品的透明性。
4.聚合物的共混改性
（1）共混就是将两种或两种以上的聚合放在一起混合，使之成为一种表现均匀的混合物的过程。
（2）共混改性的目的
a.提高聚