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1、第四章 成型物料的配制及混合加工4、1 物料的组成及添加剂的作用4、1、1聚合物4、1、2 增塑剂4、1、3 稳定化助剂4、1、4 填料4、1、5 润滑剂4、1、6着色剂与色母粒4、2 混合与分散理论4、3 混合设备4、4 塑料的混合与塑化,高分子制品的材料体系以聚合物为主，各种配合剂为辅所组成。加入助剂目的：提高制品的使用性能；改善成型工艺性能；降低成本。,4、1 物料的组成及添加剂的作用4、1、1聚合物 物料主要成分，决定制品的基本性能。对加工性能和产品性能的影响：1、M及Mw/MnM:抗张强度，耐蠕变性，热变形温度提高；黏度提高、流动性下降、加工温度提高；Mw/Mn：力学性能、热性能降低
2、；5 影响加工性能；,2、颗粒结构和粒度疏松型：易于吸收增塑剂，配制温度较低，时间较短；紧密型：不易吸收增塑剂，配制温度较高，时间较长。,粒度影响混合的均匀性：粒度大与添加剂接触少，混合不匀；不易塑化。粒子过细粉尘飞扬和容积计量困难。粒径不同，热稳定性存在差异：悬浮法PVC在100-160目：90%；热稳定性好；160目，80目，10%；,4、1、2 增塑剂 降低聚合物软化温度、提高加工性、柔韧性或延展性而加入的低挥发性的物质。液体，低熔点固体。应用：用于PVC；软制品：增塑剂用量30份；尼龙、ABS、纤维素树脂、橡胶。PVC制品增塑剂的用量 PHR,1、分类（1）按相容性主增塑剂：与聚合物相
3、容性好，单独使用；辅助增塑剂：相容性差，不能单用，配合主增塑剂使用。,（2）按化学组成分邻苯二甲酸二元酯（C4C13）主增塑剂，产量为增塑剂2/3；DOP。二元脂肪酸酯 辅助增塑剂，常与邻苯二甲酸酯类并用。低温性能较好，具一定的润滑作用，与PVC相容性较差，价格较贵。DOA DOS,磷酸酯 与PVC相容性好，主增塑剂，阻燃，耐寒性差（个别磷酸酯除外），毒性较大；TCP：磷酸三甲酚酯；TOP：磷酸三辛酯；,环氧增塑剂 辅助增塑剂；耐候，兼有热稳定剂作用。环氧硬脂酸辛酯：ED3,环氧大豆油 ESBO,（3）按应用性能,耐热型增塑剂:,双季戊四醇酯,耐寒型增塑剂,癸二酸二辛酯,己二酸二辛酯,耐燃型增
4、塑剂,磷酸酯,含氯增塑剂、氯化石蜡,耐霉菌型增塑剂：磷酸酯类,无毒、低毒增塑剂：柠檬酸三丁酯、磷酸二苯辛酯,2、增塑机理外增塑：（酯类）增塑剂分子上的极性基团与PVC上的-Cl相互吸引，减少PVC之间的联结点，削弱分子间作用力。Tg下降，塑性增加，耐久性差。,非极性基团,极性基团,酯基偶极,非极性基团,内增塑：共聚 在均聚物Tg 较高的单体中引入均聚物Tg 较低的第二单体，降低有序度，增加分子的柔顺性；例：氯乙烯醋酸乙烯共聚；,3、增塑效果的评价增塑效率：使树脂达到某一柔软程度时，某种增塑剂的用量与DOP用量的比值。柔软程度：以Tg降低、或模量等表示。,增塑剂中极性和非极性部分的结构不同，对等
5、量树脂的增塑效果不同。,常用增塑剂对PVC的增塑效率比较,数据用模量法测量，测试条件为温度25，伸长率100%，模量为7.031MPa.,4、增塑剂的选用原则（1）邻苯二甲酸酯类具全面性能；与PVC相容性好；主增塑剂；DOP首选。（2）增塑剂的并用 不同种类增塑剂效用功能不同，取长补短；主辅、增容剂并用，降低成本。（3）耐寒PVC制品：脂肪族二元酸酯类与主增塑剂并用。（4）无毒PVC制品：选环氧类和柠檬酸酯类增塑剂。,DOS耐寒效果最好，常用于农膜中，但与PVC相容性不好，用量8份为宜。,不选磷酸酯类(个别除外)及氯化石蜡，近年来发现DOP及DOA有致癌嫌疑。,增容剂：石油磺酸苯酯,（5）耐高
6、温PVC制品：选用耐热增塑剂品种:季戊四醇酯、TCP。（6）PVC阻燃制品：选用磷酸酯类和氯化石蜡增塑剂。（7）填充剂、着色剂对增塑剂吸收有差异，适量增加或减少用量。,4、1、3 稳定化助剂 加入到聚合物中可延缓其老化的化合物。热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂和防霉剂等。老化现象：,高分子材料暴露于自然或人工环境条件下性能随时间而逐渐变坏的现象。,（1）外观变化 变色、变暗、变硬、变脆、龟裂变形；出现斑点、皱纹、气泡、粉化、喷霜、翘曲；分层脱落。（2）物理化学性能变化 密度、热导率、Tg、Tm、折射率、溶解度、熔体流动速率等变化。,（3）力学性能的变化 拉伸强度、伸长率、冲击强度、疲劳寿命、硬度、耐
7、磨性等变化。通常均会变差。（4）电性能的变化 体积电阻率、表面电阻率、击穿电压变化。（5）结构的变化 分子链断链或交联、链化学结构和侧基及羰基含量的变化。,老化的影响因素：结构因素：聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯；外界因素：物理因素:光、热、电、高能辐射和机械应力；化学因素:氧、臭氧、水、酸、碱、盐及腐蚀性气体;生物因素:微生物（主要是霉菌）、昆虫、海生物等。,防治老化的方法：1、共聚：引入功能集团（抗氧剂基团）单体；2、对活性端基消活：POM的酯化和醚化3、添加稳定剂,1、热稳定剂目的：改善聚合物热稳定性。专指PVC及氯乙烯共聚物使用的热稳定剂。,（1）常用热稳定剂 主热稳定剂 A、盐基性铅盐类
8、：带有未成盐的氧化铅（PbO，盐基）的无机酸或有机酸的铅盐。PbO具有很强的吸收氯化氢的能力。,三盐基硫酸铅 3PbOPbSO4H2O二盐基亚磷酸铅 2PbOPbHPO31/2H2O,特点：热稳定性好，电绝缘性好，具润滑性，价廉。制品透明性差，毒性，分散性差。应用：管材、板材等硬质不透明PVC制品以及电线包覆材料。,B、金属皂类 高级脂肪酸的金属盐。主要是硬脂酸、月桂酸和棕榈酸的钡、镉、铅、钙、锌、镁、锶等金属盐。硬脂酸铅PbCH3(CH2)16COO2 简写为PbSt。特点：中和HCl，加工性好，润滑；相容性差；,应用注意：金属皂不能单独使用，常需几种皂和其它热稳定剂配合并用。毒性：铅、镉皂
9、的毒性大；无毒配方：用钙锌皂；低毒：钡锌皂。应用：透明制品，用量一般为13份。,C、有机锡类 突出的特点：具有透明性。突出的耐热性，低毒，是极有发展前途的的热稳定剂。,R甲基、丁基、辛基等烷基，Y脂肪酸根，X氧、硫、马来酸等。,D、稀土类热稳定剂 镧系稀土元素的氧化物、稀土氢氧化物、稀土的有机弱酸盐:（如硬脂酸稀土、脂肪酸稀土、水杨酸稀土、柠檬酸稀土等）特点：优良的热稳定性，无毒，分散性好，具有润滑性，价廉。稀土氢氧化物热稳定效果最好。稀土有机酸中水杨酸稀土要好于硬脂酸稀土。用量：3份左右。,热稳定性与京锡8831相当，好于铅盐与金属皂类，是铅盐的3倍及Ba/Zn复合稳定剂的4倍；,辅助热稳定
10、剂 单独使用，其性能尚有不足，与其它类型的热稳定剂配合作用则能产生优异的应用效果。亚磷酸酯、环氧化合物等有机辅助热稳定剂。,（2）热稳定剂的作用机理 吸收氯化氢三盐基硫酸铅：3PbOPbSO4H2O+6HCl 3PbCl2+PbSO4+4H2O金属皂：ZnSt2+2HCl ZnCl2+2HSt,消除不稳定氯原子 置换分子链中的活泼的烯丙基氯原子，得到稳定的化学键。金属皂：,有机锡：,亚磷酸酯：,与共轭双键进行双烯加成 马来酸二丁基锡（DBTM）可与共轭双键进行双烯加成反应：,共轭双键被隔断，-氯原子变为-氯原子，增加了分子链的稳定性。,2、抗氧剂氧老化：在有氧存在时，聚合物分子链发生的自动氧化
11、反应，具有自由基反应机理。（1）自动氧化机理链引发：在光照、受热、引发剂或重金属离子的催化作用下发生的。分子中的某些弱键均裂而产生自由基。,链传递：从一个自由基产生另一个自由基的过程。,链终止：自由基之间相互结合生成惰性产物。大分子链通过分解，分子量下降，力学性能降低；由于无序的交联，形成无序网状结构，又使分子量增大，并导致聚合物材料变硬、脆化等。,（2）抗氧剂的作用机理捕获自由基（主抗氧剂的作用机理）酚类和芳基仲胺化合物特点：分子中具有活泼氢原子。抗氧剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚,生成的苯氧自由基中的单电子可与芳环大体系共轭，非常稳定。芳胺类抗氧剂的作用机理与其类似。,过氧化物分解剂（辅
12、助抗氧剂）与过氧化物反应并生成稳定化合物。亚磷酸酯、硫化物等。P(OR)3+ROOH ROH+O=P(OR)3,（3）常用抗氧剂 酚类抗氧剂（主抗氧剂）优异的不变色性、无污染、低毒或无毒。,其中X为叔丁基。,抗氧剂264,抗氧剂1076,胺类抗氧剂（主抗氧剂）特点：对氧、臭氧、热、光、铜害的防护突出。但具有较强的变色性和污染性。应用：主要用于橡胶制品，如电线，电缆，机械零件等，在橡胶加工中有着举足轻重的地位。常用的品种：防老剂A（N-苯基-萘胺）防老剂D（N-苯基-萘胺）防老剂H（N,N,二苯基对苯二胺）等。,硫代酯（辅助抗氧剂）DSTP（硫代二丙酸双十八酯）与酚类抗氧剂并用，产生协同效应。亚
13、磷酸酯（辅助抗氧剂）与酚类抗氧剂并用，具有协同效应。,3、光稳定剂（1）高分子材料的光降解作用 到达地球的太阳光波长约为2903000nm。紫外线（290400nm）占5%；可见光（400800nm）占40%；红外线（800nm 3000nm）占55%。紫外线的能量（约290419kJ/mol），有机化合物的键能 320420kJ/mol。,光波能量和高分子材料中典型化学键的健能,RH(高分子)RH*(激发态分子)在光氧老化过程中，大分子链逐渐断裂或交联，产生老化现象，以致最后丧失其使用性能。,（2）光稳定剂及其作用机理 作用：A、屏蔽和吸收紫外线；B、猝灭激发态分子；C、分解氢过氧化物；D、
14、捕获自由基；E、钝化重金属离子。,分类:（根据稳定机理）A、光屏蔽剂 反射或吸收紫外线的物质。第一道防线。炭黑可吸收可见光和部分紫外光；TiO2与ZnO为白色颜料，对光线有反射作用。,PP中加入2%的炭黑，寿命可达30年以上。,B、紫外线吸收剂 强烈地、选择性地吸收高能量的紫外线，通过能量转换，将吸收的能量以热能或无害的低能辐射释放，防止聚合物吸收紫外线并激发。第二道防线。,苯并三唑类、二苯甲酮类和水杨酸酯类：特点：分子内存在氢键螯合环。,苯并三唑类,光互变异构体,氢键,吸收紫外线,氢键破坏,变成无害的热能放出,二苯甲酮类UV-5312-羟基-4-辛氧基二苯甲酮,原理：与受激发聚合物分子形成激
15、发态络合物，再通过光物理过程释放出能量：A*（激发态聚合物）+Q（光猝灭剂）A+Q*光物理过程（产生荧光、磷光）常用的光猝灭剂：金属络合物，如镍、钴、铁的有机络合物等。,C、光猝灭剂 转移聚合物分子因吸收紫外线后所产生的激发态能，防止产生自由基。第三道防线。,4、1、4 填料 降低成本或改善性能等在聚合物中加入的惰性物质。分类:化学结构:无机类和有机类；来源:矿物、植物和合成类；外观:颗粒状和纤维状等；功能:填充剂和增强材料。,赋予隐蔽性；尺寸稳定性；提高耐候性；改善表面特性（电镀、印刷）；阻燃耐磨,1、填充剂的性质对树脂性能的影响（1）颗粒形状 薄片状、纤维状加工性能变差，但力学性能优良；粉
16、状、球状加工性能优良，力学性能比薄片状和纤维状差。,（2）粒径 0.110m；粒径小利于制品的力学性能、尺寸稳定性及制品的表面光泽。但分散困难，设备分散能力不够则会影响产品质量。,（3）颗粒的表面积 填料的许多效能与其表面积有关。表面积增大利于与表面活性剂、分散剂、以及极性聚合物的吸附；利于聚合物与填料表面发生化学 反应。,（3）颗粒的表面积 填料的许多效能与其表面积有关。表面积增大利于与表面活性剂、分散剂、以及极性聚合物的吸附；利于聚合物与填料表面发生化学 反应。,注意：填充剂使加工中的摩擦增加，降低物料的热稳定性；加速设备的磨损。措施：适当增加稳定剂和润滑剂的量。,2、常用填充剂（1）碳酸
17、钙（CaCO3）应用最为广泛的无机粉状填充剂。重质碳酸钙：石灰石经机械粉碎、分级与表面处理而成。表观密度大，较易分散。（塑料）轻质碳酸钙：用化学方法制成，多呈纺锤形棒状或针状；表观密度小，分散技术要求高。（造纸、涂料）活性碳酸钙：颗粒表面吸附一层脂肪酸皂。,降低成本；适量刚性、模量提高；尺寸稳定性；,重钙制成超细、纳米；PVC管材加入量可达60份,（2）炭黑 控制条件不完全燃烧烃类化合物而生成的物质。应用：塑料：紫外线屏蔽剂；抗静电剂；着色剂。橡胶：增强剂。炭黑粒径：越小，黑度越高，抗老化性越 好；制品的表面电阻率越低。但分散较为困难。,（3）滑石粉（3MgO4SiO2H2O）主要成分：水合硅
18、酸镁。由天然滑石粉碎精选而得。化学性质不活泼，粉体滑腻。应用：塑料填料，可提高制品的刚性、尺寸稳 定性，防止高温蠕变。并具有润滑性，可减少对成型设备和模具的磨损。,（4）白炭黑（SiO2nH2O）二氧化硅、微粒硅胶或胶体二氧化硅。适用：白色或浅色制品。橡胶的增韧剂。用白炭黑制成涂料，涂于人造革表面，可产生消光作用；,其它类填料：陶土（Al2O3SiO2nH2O）二硫化钼、金属粉、二氧化钛、云母粉 纳米填料 增强材料：无机纤维、有机纤维、金属纤维,3、填料对制品性能的影响 结晶度、流动性、Tg、硬度；耐磨性、自润滑性、光老化性能；线膨胀系数、成型收缩率、耐热性、阻燃性、强度等。,3、填料对制品性
19、能的影响 结晶度、流动性、Tg、硬度；耐磨性、自润滑性、光老化性能；线膨胀系数、成型收缩率、耐热性、阻燃性、强度等。,4、1、5 润滑剂 改进熔体的流动性，减少对设备的粘附，提高制件表面光洁度的物质。1、内润滑机理 与聚合物有一定的相容性，降低大分子间的摩擦。内润滑剂：脂肪酸盐、脂肪酸酯、脂肪酸酰 胺、脂肪醇。,2、外润滑机理 降低聚合物与加工设备表面间的摩擦，即降低外摩擦。与聚合物的相容性很小。外润滑剂：脂肪酸、石蜡、有机硅化合物。润滑剂应用：PVC，ABS，PA等。,易从聚合物内部迁移至表面，在熔体与加工设备（或模具）的界面处形成定向排列的润滑剂层,4、1、6 着色剂与色母粒 1、无机颜料
20、 金属氧化物、硫化物，硫酸盐、铬酸盐及炭黑。特点：热稳定性和光稳定性优良，但着色力较差，密度较大，一般为3.55.0g/cm3。含重金属无机颜料对人体带来一定的毒害.,（1）白色颜料钛白粉：TiO2，着色力、色泽和遮盖力强；氧化锌：锌白，常用于橡胶或ABS、PS等塑料的着色；锌钡白：立德粉，硫化锌与硫酸钡的混合物；,（2）炭黑（3）硫化物硫化汞：红色；矿物形式出现辰砂、朱砂；硫化镉：嫩黄色到栗色；晶型和无定形；镉黄、镉红与镉橙等。,2、有机颜料特点：着色力强、分散性好、色泽鲜艳且耐热性、耐光性。逐渐替代无机颜料（含重金属），受重视。偶氮颜料；酞菁颜料。,（1）偶氮颜料 1-萘酚-4-磺酸(钠盐
21、)，聚烯烃等塑料的着色。（2）酞菁颜料 耐晒、耐热、极其鲜艳的颜色及成本最低。,3、染料 不同于颜料，能溶于水或油，油溶性，具有透明性。蒽醌、靛类和偶氮染料黄、橙、红双偶氮发色团：还原黄4GF；紫、蓝、绿蒽醌和酞菁类发色团：士林蓝RSN；特点：色彩光亮、鲜艳；适用：透明塑料，PS、PC、聚酯类等。但耐光、耐热性及耐迁移性较差。,4、特殊颜料（1）金属颜料：银粉、金粉；（2）珠光颜料：片状无机颜料；云母为基材，表面涂层高折射率金属氧化物透明薄膜。通过光的干涉作用，具有天然珍珠般的光泽或金属的闪烁效果。耐光、高温（800）、酸碱，不导电，易分散，不褪色，无毒，广泛应用于塑料工业。,（3）温变颜料
22、在特定的温度下呈现出特定的颜色。有机酸组成：微小的变色胶囊 溶剂 着色剂原理：环境温度低于溶剂的熔点时，着色剂与有机酸结合，呈有色状态；温变颜料可与普通颜料混用，以达到由一种颜色变为另一种颜色的效果。,5、色母粒 是把超常量的颜料均匀地载附于树脂之中而制得的塑料颗粒。多数为某类塑料着色专用。聚烯烃类色母粒、尼龙色母粒、ABS（包括AS、PS）类色母粒、PVC色母粒等。,组成：着色剂、载体与分散剂；载体色母粒的基体。与树脂的相容性好，流动性大于被着色树脂，且不影响制品的性能。采用低分子量同类聚合物；金属皂。,分散剂 对颜料进行包覆，有利于颜料的细化和分散。与树脂的相容性良好，不影响产品质量。常用
23、硬脂酸盐，白油（液体石蜡）、PE 蜡等。,其它类助剂：成核剂、发泡剂、阻燃剂、抗静电剂、交联剂、驱避剂、防雾剂、抗菌剂。,4、2 混合与分散理论 混合分布过程：多种组分在空间分布发生变化的过程；细化过程：组分尺寸减少变化的过程；多种组分通过何种作用进行混合？,扩散、对流、剪切,4、2、1 混合机理 l、扩散 分子扩散、涡流扩散（1）分子扩散 各组分的微粒子由浓度较大的区域迁移到浓度较小的区域，从而达到各处组分的均化。,自发发生，在气体和低粘度液体中占支配地位（浓差电池、高分子溶液的渗透压）。固体与固体间，分子扩散极慢。聚合物熔体粘度高，分子扩散速度极慢，略去不计。混合组分有低分子物(如抗氧剂、
24、发泡剂、增塑剂、润滑剂等)，则分子扩散是重要因素。,（2）涡流扩散 即紊流扩散 化工过程流体混合系统内产生紊流；聚合物成型加工，高粘度物料的运动速度达不到紊流，故很少发生涡流分散。对聚合物施加极高的剪切速率，熔体的流速很高，产生紊流，有害造成聚合物的降解。,2、对流（体积扩散）各组分物料在空间位置上相互变换或互相流动以期达到各组分的均匀分布。聚合物混合过程的对流如何实现？,由外力迫使物料作不规则的运动，完成组分分布过程。聚合物混合加工，对流占支配地位。,3、剪切 借助于机械力产生的剪切力使物料发生变形，以至破碎，达到各组分间混合均一的过程。聚合物的成型大部分成型设备都是利用剪切手段完成塑化混合
25、的。,单螺杆挤出机,挤出机、料筒图：,将料筒壁和螺槽底设想为两个无限长的平行板，在两个平行板间充满了含有“微粒”的聚合物熔体。,剪切力作用下的聚合物微粒的变形。,螺槽底,料筒内壁,螺槽底,料筒内壁,螺槽底,设想剪切达到极限时，无限薄的薄片互相接触。剪切使物料在自身平面内流动，形成层流。层流可以导致均匀的混合吗？,垂直改变对物料的受力方向，（改变剪切方向），使层间相互混合，提高混合效果。,4、2、2 混合形式1、非分散混合（简单混合）混合中仅增加粒子在混合物中分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程。如图。这种混合形式通过何种混合机理实现？,2、分散混合 粒子尺寸减小，增加相界面和提高混合物组分均匀
26、性的混合过程。分散混合过程物理和化学的作用：破碎：较大配合剂团聚体和聚合物团块较小粒子；配合剂聚集体的尺寸减小到初始粒子的尺寸。,聚合物熔融塑化，降低聚合物的内聚能;小粒子粉状或液状的组分克服聚合物的内聚能，渗入到聚合物内;聚合物和活性填充剂之间产生力-化学作用，使填充物料形成强化结构。炭黑与橡胶的混合分散混合,炭黑团聚体初始粒子表面积增加活性增加胶料的均匀性增加,分散混合通过什么作用实现？,4、2、3 混合状态的判定 l、直接描述法 直接对混合物取样，对其混合状态进行检验，观察混合物的形态结构、各组分微粒的大小及分布情况。,所用的检测分析方法视觉观察法，光学显微镜法和电子显微镜法等。衡量混合
27、效果:均匀程度、分散程度均匀程度混入物所占物料的比率与理论比率的差异；差异小，均匀程度高。,均匀程度高，物料混合均匀？,注：50%混入物体系,（2）分散程度 各混入组分的粒子在混合后的破碎程度（混入物在物料中的分布）。破碎度大，粒径小，分散程度高，均匀程度越好。即相当质量的同种粒子难于集中某一局部位置，即微观分布越均匀。,b、d均匀程度高；c、d分散程度高。,结论：混合过程中不断减小粒子体积；增加组分间接触面积；可提高组分的分散及均匀程度；PVC薄膜,稳定剂,颜料,三辊研磨机研磨,搅拌打浆,增塑剂,混合,PVC,？,？,2、间接判定 检测制品或试样的物理、力学、热学、化学性能等，判断多组分体系
28、的混合状态。例：填充改性聚合物：力学性能聚合物、填充剂种类、数量、偶联剂的使用和种类以及混合状态有关。,3、工业生产的判定方法 控制混合时间 根据混合均匀经验，确定一个混合时间，达到混合时间即认为达到混合标准。,4、3 混合设备4、3、1 间歇式 特点：混合过程不连续。生产效率低；混合过程三个步骤:投料、混炼、卸料。常用的间歇混合设备：高速混合机、开炼机和密炼机。,1、高速混合机（High Speed Mixer）用于初混合。适用：固态混合和固液混合，更适于配制 粉料（PVC配方体系）。见图5-11。结构：（1）混合室（加热、冷却夹套）（2）高速转动叶轮（3）折流板（改变对流方向）特点：混合效
29、率较高，一次混合时间只需8l0min。,高速混合机混合机理？,叶轮转 速很高，物料运动速度很快，粒间相互碰撞、摩擦，使得团块破碎，物料温度相应升高，迅速地进行着交叉混合，促进了组分的均匀分布和对液态添加剂的吸收。,2、开炼机（双辊炼塑机或炼胶机）（TwoRoll Plastics Mill）主要用于混合塑炼。适用：橡胶的塑炼和混炼；塑料的塑化和混合；填充与共混改性物的混炼；压延机连续供料；母料的制备等。,工作原理：剪切作用：两个辊筒相向旋转，且速度不等。（？）分布混合：剪切使物料产生大的形变，增大了各组分之间的界面。分散混合：剪切作用使物料受到很大的应力，当应力大于物料的许用应力时，物料被分散
30、。,影响开炼机熔融塑化和混合质量的因素：辊筒温度；辊距的大小；物料换位；主要混合机理？,3、密炼机（密闭式塑炼机）（Internal Mixer）应用：混合塑炼。（1）特点：混炼室密闭，混合过程中物料不会外泄，改善劳动环境；避免添加剂的氧化与挥发；较易加入液态添加剂。,（2）结构,（3）工作原理：转子顶尖间以及转子与密炼室内壁间的间距很小对物料施加强大的剪切力。分散 物料团块被破碎，达到一定的粒度。浸润 粉状、液体添加剂被聚合物包围。,分布 各组分在密炼室中位置更换，形成均匀分布状态。炼塑 剪切、挤压作用，聚合物软化或塑化，达到一定流动性。,4、2、2 连续混合设备 特点：过程连续，提高生产能
31、力。自动控制，减少能量消耗。混合质量稳定，避免聚合物性能的降低。是目前的发展趋势。,(1)双螺杆挤出机 极为有效的混合设备。适用：粉状PVC料的熔融混合；填充改性、纤维增强改性、共混改性；配料造粒等 反应性挤出等。,（2）双阶挤出机,行星螺杆挤出机,聚氯乙烯混炼和塑化,4、4 塑料的混合与塑化 粉状、粒状塑料、浆料、母料 浆料由稳定剂、着色剂等与部分增塑剂调配而成的糊状物。母料由高百分比小计量助剂与树脂配制而成的塑料混合物（超常量的助剂均匀地载附于树脂之中而制得的塑料颗粒）。,尼龙,1、原料的准备（1）原材料的预处理 吸磁、过筛、过滤和干燥等处理以去除杂质和水分。,（2）输送 为混合过程连续化
32、创造必要条件。树脂和配合剂的输送气动送至料仓；液状配合剂的输送齿轮泵管道输送至高位贮槽；,贮料仓,高位贮槽,（3）配料计量 根据配方 中各原料组成比率精确称量。,2、初 混 合 简单混合。分布混合。（1）固态非润性物料混合 UPVC混合,（2）固液润性物料混合,树脂,增塑剂,稳定剂、增韧剂,初 混 合实例,增塑剂,初 混 合设备,初混合后物料热塑性粉状塑料：可以直接用于成型。例：PVC挤出管材、板材、异型材等。但注射成型要求各组分均匀度高，要求进一步均化。,3、塑 化 初混合基础上的再混合过程。在TTf、Tm，较强剪切作用下进行。（1）目的 使物料在温度和剪切力的作用下熔融，获得可塑性；各组分
33、分散更趋均匀；去除物料的水分和挥发物。,开放式塑炼机：剪切效果明显，但与空气接触易引起氧化降解。密炼机：塑化后料为团状，需通过开炼机压成片状物，便于粉碎和切粒。挤出机：操作过程连续，塑化后物料为条状，可直接切粒得到粒状塑料。,（2）塑化设备,4、粒化,混合,塑化,粒化,粒状热塑性塑料,材料的造粒过程。,4、粒化,材料的造粒过程。,4、粒化,材料的造粒过程。,造粒方法：(l)开炼机轧片造粒；(2)挤出机挤条冷切造粒；(3)挤出热切造粒；,造粒机头,风干装置,切粒装置,四层,三层,二层,一层,初混,塑化造粒,自动化混合造粒流程,本章请参考教科书P98117。高分子材料成型加工周达飞，轻工业出版社，P155169,
