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.提高聚合物的物理力学性能和电性能；b.改善耐老化性能及环境应力开裂性能；c.改善聚合物的成型性能；d.利用废旧材料，降低成本，防止污染等。（3）特点：产生协同效应。（4）共混