1、塑料配混技术 Plastics Compounding Technology 项目一 聚氯乙烯粉料的配混与塑炼,广东轻工职业技术学院轻化系 高分子教研室,2019/6/25,塑料配混技术,2,项目一 聚氯乙烯粉料的配混与塑炼,学习目标 最终能力目标:能完成聚氯乙烯粉料的配混与塑炼操作 促成目标: 聚氯乙烯塑料配方设计能力; 配混设备选用与工艺参数设定能力; 配混设备操作能力; 物料质量问题分析能力; 资料检索和自学拓展能力。,2019/6/25,塑料配混技术,3,工作任务,任务1 软聚氯乙烯粉料的配制与塑炼 任务1-1: 软聚氯乙烯粉料配方制定 任务1-2: 软聚氯乙烯粉料混合、塑炼工艺制定与
2、实施 任务1-3: 软聚氯乙烯粉料配混结果分析,2019/6/25,塑料配混技术,4,本次任务,任务1-1:软聚氯乙烯粉料配方制定 拟实现的能力目标: 配方制定能力 团队合作与沟通能力 自主学习的能力,2019/6/25,塑料配混技术,5,粉料:,以粉料形式使用的主要是聚氯乙烯(PVC)塑料,聚氯乙烯塑料组分多、配方复杂,通过配方设计可得到性能各异的聚氯乙烯塑料以满足使用要求,粉料可直接用于成型,或塑化造粒制成粒料后成型,2019/6/25,塑料配混技术,6,粉料成型的主要优点:原料在配制中受热历程短,生产周期短 主要缺点:物料的均匀度较差,2019/6/25,塑料配混技术,7,1.1 聚氯乙
3、烯塑料配方设计,1.1.1聚氯乙烯塑料的构成: (1)树脂 (2)稳定剂 (3)增塑剂 (4)填料 (5)润滑剂 (6)其他助剂,2019/6/25,塑料配混技术,8,1.1.2 聚氯乙烯塑料配方设计,1.配方设计的依据:,制品性能要求,原辅材料性能,成型工艺和设备,制品使用方法与环境,制品销售市场信息,制品的各种性能指标,原辅材料生产方法、型号,原辅材料特性、使用范围,原辅材料用量,原辅材料的来源和价格,物料成型受热行为,物料成型受力行为,物料流变行为与设备关系,物料成型工艺特点和条件,2019/6/25,塑料配混技术,9,2.配方设计法,(1)单因素配方设计法 基本原理:在搜索区间内任取两
4、点,比较其函数值,舍去其中一个,这样搜索区间缩小再进行下一步,使区间缩小到允许误差之内,2019/6/25,塑料配混技术,10,爬山法(逐步提高法) 适用于工厂小幅度调整配方 先找一起点A(原生产配方) 由A点向原料增加方向的B点及原料减少方向的C点,试验 比较B、C两点结果 B点好,则原料增加,反之,减少 继续,如到某一点W,再增加及减少,效果均不好,W即为最佳点 起点及步长的选择重要,2019/6/25,塑料配混技术,11,黄金分割法(优选法,0.618法) 已知配方试验范围(a,b),要确定最佳值A.在范围(a,b)内的0.618处,第1次实验B.在其对应点(0.382)处,第2次实验C
5、.比较两点试验结果,去掉“坏点”以外部分D.在剩下的部分继续在已试点的对称点进行实验E.再比较、取舍,逐步缩小试验范围,达最终目的 注意:每一步都要根据上次结果而决定取舍必须严格控制原料及工艺条件,2019/6/25,塑料配混技术,12,平分法(对分法) 已知该变量对制品的性能影响规律 且在试验范围内,制品有一定的性能指标,以此指标作为对比条件A.取试验范围的中点进行实验,据结果去掉试验范围的一半B.在保留范围的中点进行实验,据结果去掉保留范围的一半.,要将已知配方的软聚氯乙烯塑料的硬度降低至某一值,应采用那一种配方设计法?,2019/6/25,塑料配混技术,13,(2)多因素配方设计法 3变
6、量,每一个变量取3个值,依次固定2个,改变1个 实验次数为:333 = 27次 正交设计法大幅度减少实验次数,2019/6/25,塑料配混技术,14,正交设计的过程: (1)确定因素(变量数目)、水平(实验值数目) (2)选正交表安排实验LM(bK) L9(33) L正交表的符号K变量数目、因素或因子b实验值数目、水平M实验次数,2019/6/25,塑料配混技术,15,正交表特性: 每一列中各种数字出现的次数相等;任意两纵列在同一横行中所组成的有序数对,出现的次数也相等。 选表注意:水平数要一致;因素个数要小于或等于正交表中的列数。,2019/6/25,塑料配混技术,16,正交试验安排表,(3
7、)进行实验 (4)结果分析,2019/6/25,塑料配混技术,17,(3)塑料配方的计量表示:,2019/6/25,塑料配混技术,18,学习活动,2. 选定一种软聚氯乙烯制品,按性能要求、原辅材料的性能特点、成型加工工艺和设备的要求三方面收集相关资料。 3.小组讨论,初定配方,计算配方的质量成本。,1.选择常见的硬聚氯乙烯及软聚氯乙烯制品各一种,查找配方,分析各组分作用及协同效应。,2019/6/25,塑料配混技术,19,拓展与提高:,1.软聚氯乙烯与硬聚氯乙烯塑料配方的差异? 2. 如何确保PVC塑料儿童玩具制品符合安全卫生要求?,2019/6/25,塑料配混技术,20,任务11完成!,20
8、19/6/25,塑料配混技术,21,(1)树脂,用于配制粉料的聚氯乙烯树脂为悬浮法生产,按聚氯乙烯平均相对分子质量的大小划分为不同的规格型号。 GB576193,我国悬浮法均聚的聚氯乙烯树脂型号有8种 型号小的聚氯乙烯树脂,黏数大、平均相对分子质量高,树脂的力学性能好,热稳定性和玻璃化温度高,成型加工温度也高,2019/6/25,塑料配混技术,22,(2)稳定剂,聚氯乙烯树脂对热很敏感,易发生热降解,必须加入热稳定剂 可作为聚氯乙烯的热稳定剂有铅盐、金属皂、有机锡及复合稳定剂等,不同稳定剂并用的效果可能会产生比单独使用效果之和更好或更差,即“协同效应”或“对抗效应” 有时还需加入光稳定剂、抗氧
9、剂,2019/6/25,塑料配混技术,23,(3)增塑剂,增塑剂,可使聚氯乙烯软化点、玻璃化温度、脆性、硬度、拉伸强度、弹性模量等均下降,而耐寒性、柔顺性、伸长率提高。 聚氯乙烯常用增塑剂有邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类等。,2019/6/25,塑料配混技术,24,(4)填料,填料可降低成本、减小成型收缩、提高塑料的硬度和压缩强度。 最常用的填料是碳酸钙,碳酸钙的类型和用量对制品的力学强度和耐化学性有显著影响 填料的表面处理很重要,选用适当的偶联剂或表面处理剂对填料进行表面处理,可提高强度、改善塑料熔体流动性。 常用的偶联剂及表面处理剂有硅烷、钛酸酯、铝酸酯偶联剂、硬脂酸等。,2019/6/25,塑料配混技术,25,(5)润滑剂,润滑剂可促进物料从设备的金属表面脱离、降低熔体黏度、影响物料的熔融时间。 润滑剂有内润滑剂、外润滑剂。 常用的有石蜡、聚乙烯蜡和金属皂。,2019/6/25,塑料配混技术,26,(6)其他助剂,冲击改性剂,改善硬聚氯乙烯塑料冲击强度。 常用冲击改性剂有氯化聚乙烯(CPE)及丙烯酸类共聚物ACR。 加工改性剂,加快树脂在塑炼过程中的凝胶速度,既提高树脂的流动性,又能改善制品质量加工改性剂主要是丙烯酸类共聚物ACR。 颜料,聚氯乙烯塑料还可能有哪些助剂?,