1、第三章第三章 成型用的物料及其配制成型用的物料及其配制3.1 概述概述工業上用作成型的塑料有粉料、粒料、溶液和分散工業上用作成型的塑料有粉料、粒料、溶液和分散體等幾種。完成配制的方法大都靠混合，使它們構體等幾種。完成配制的方法大都靠混合，使它們構成均勻的復合物。成均勻的復合物。3.2 粉料及粒料粉料及粒料將參與各種助劑的樹脂復合物制成粉料或粒料的目將參與各種助劑的樹脂復合物制成粉料或粒料的目的主要是為了裝卸、計量和成型等操作提供方便。的主要是為了裝卸、計量和成型等操作提供方便。3.2.1 粉料和粒料的組成粉料和粒料的組成由聚合物和助劑兩類物質組成，聚合物為主要成分。由聚合物和助劑兩類物質組成，

2、聚合物為主要成分。助劑：為使復合物或其制品具有某種特性而參與的助劑：為使復合物或其制品具有某種特性而參與的一些物質包括增塑劑、阻燃劑、防霉劑、著色劑一些物質包括增塑劑、阻燃劑、防霉劑、著色劑等。等。一、聚合物樹脂一、聚合物樹脂塑料的主要成分，決議制品的根本性能。塑料的主要成分，決議制品的根本性能。壓制品中，聚合物應成為均一相，其作用在于將各壓制品中，聚合物應成為均一相，其作用在于將各種助劑混合粘結成一個整體，從而具有一定的物理種助劑混合粘結成一個整體，從而具有一定的物理力學性能。力學性能。聚合物本身的性能對加工性能和產品性能的影響：聚合物本身的性能對加工性能和產品性能的影響： 1.分子量大小及

3、其分布分子量大小及其分布直接影響制品的性能、配料和加工性能。直接影響制品的性能、配料和加工性能。2.顆粒構造和粒度顆粒構造和粒度疏松型：易于吸收增塑劑，配制時所需溫度較低，疏松型：易于吸收增塑劑，配制時所需溫度較低，時間較短；時間較短；嚴密型：不易吸收增塑劑，配制時所需溫度較高，嚴密型：不易吸收增塑劑，配制時所需溫度較高，時間較長。時間較長。粒度主要影響混合的均勻性，粒度大與其它添加劑粒度主要影響混合的均勻性，粒度大與其它添加劑接觸少，容易呵斥混合不勻景象，顆粒大，不易塑接觸少，容易呵斥混合不勻景象，顆粒大，不易塑化或上不完全。過細的粒子易呵斥粉塵飛揚和容積化或上不完全。過細的粒子易呵斥粉塵飛

4、揚和容積計量的困難。計量的困難。二、增塑劑二、增塑劑增塑劑是塑料添加劑中用量最大的一種，主要用于增塑劑是塑料添加劑中用量最大的一種，主要用于PVC中，在醋酸乙烯樹脂、尼龍、纖維素樹脂、丙中，在醋酸乙烯樹脂、尼龍、纖維素樹脂、丙烯酸樹脂中也有一定量的運用。烯酸樹脂中也有一定量的運用。增塑劑是為降低塑料的軟化溫度范圍和提高其加工增塑劑是為降低塑料的軟化溫度范圍和提高其加工性、柔韌性或延展性而參與的低揮發性或揮發性可性、柔韌性或延展性而參與的低揮發性或揮發性可忽略的物質。忽略的物質。1.對增塑劑的要求對增塑劑的要求1對聚合物的相容性好；對聚合物的相容性好；2增塑效率高，揮發性低；增塑效率高，揮發性低

5、；3化學穩定性高，對光、熱穩定性好；化學穩定性高，對光、熱穩定性好；4無色、無臭、無毒、不燃、吸水量低；無色、無臭、無毒、不燃、吸水量低；5水、油、溶劑等中的溶解度和遷移性小，介水、油、溶劑等中的溶解度和遷移性小，介電性好；電性好；6制品外觀和手感好，耐霉菌、污染、價廉等。制品外觀和手感好，耐霉菌、污染、價廉等。相容性和低揮發性是最根本的要求。相容性和低揮發性是最根本的要求。2.增塑劑的損失增塑劑的損失1揮發度；揮發度；2游移；游移； 增塑劑從已增塑的聚合物中向與它接觸的另增塑劑從已增塑的聚合物中向與它接觸的另一種聚合物中遷移的景象。一種聚合物中遷移的景象。影響遷移速率的要素：影響遷移速率的要

6、素： 對接觸聚合物的親和力；對接觸聚合物的親和力； 在已增塑聚合物和與之相接觸聚合物中的在已增塑聚合物和與之相接觸聚合物中的 分散速率；分散速率； 溫度和壓力。溫度和壓力。3萃出；萃出； 制品中的增塑劑因與溶劑接觸而被洗去。制品中的增塑劑因與溶劑接觸而被洗去。4滲出；滲出； 聚合物中所加增塑劑的量超越一定值后，從制聚合物中所加增塑劑的量超越一定值后，從制品中游離處置的景象。品中游離處置的景象。3.增塑劑的分類增塑劑的分類1按化學組成分：按化學組成分：鄰苯二甲酸二元酯鄰苯二甲酸二元酯C4C13COOCOORR用作主增塑劑，用作主增塑劑，DOP最常用。最常用。二元脂肪酸酯二元脂肪酸酯輔助增塑劑，低

7、溫性能較好，并可對塑料起一定輔助增塑劑，低溫性能較好，并可對塑料起一定的光滑作用，與的光滑作用，與PVCPVC相容性較差，且價錢較貴。相容性較差，且價錢較貴。(CH2)4-8COORCORO磷酸酯磷酸酯脂肪族的磷酸酯如：脂肪族的磷酸酯如：TBPTBP、TOPTOP與與PVCPVC相容性很好，相容性很好，耐寒性、阻燃性很好，但熱穩定性較差，常用于低耐寒性、阻燃性很好，但熱穩定性較差，常用于低溫運用或需阻燃的溫運用或需阻燃的PVCPVC制品中。磷酸與酚類縮合成制品中。磷酸與酚類縮合成的磷酸酯的磷酸酯TCPTCP，耐寒性較差，但電氣絕緣性良好。，耐寒性較差，但電氣絕緣性良好。(RO)3PO環氧增塑劑

8、環氧增塑劑CH2OCORCHCHROOCORCHCHROCHCH2OCORCHCHROOCOOC8H17COOC8H17輔助增塑劑，分為環氧油、環氧脂肪酸單酯及環輔助增塑劑，分為環氧油、環氧脂肪酸單酯及環氧四羥基鄰苯二甲酸二元酯。氧四羥基鄰苯二甲酸二元酯。低溫性能好，并且能起熱穩定劑的作用。低溫性能好，并且能起熱穩定劑的作用。環氧大豆油環氧大豆油 ESO環氧四氫鄰苯二甲環氧四氫鄰苯二甲酸二辛酯酸二辛酯 EPS其它其它聚酯類輔、羥酸酯主、烷基磺酸酯聚酯類輔、羥酸酯主、烷基磺酸酯主、氯化石臘主、氯化石臘M-41、M-50輔、阻燃、輔、阻燃、偏苯散酸酯等。偏苯散酸酯等。2按對聚合物的相容性分：按對聚

9、合物的相容性分：分為主增塑劑和輔助增塑劑。分為主增塑劑和輔助增塑劑。主增塑劑與塑料幾乎能按恣意比例互溶。主增塑劑與塑料幾乎能按恣意比例互溶。輔助增塑劑在塑料中只需一定的溶解度，只能配輔助增塑劑在塑料中只需一定的溶解度，只能配合主增塑劑運用，而不能單獨運用。合主增塑劑運用，而不能單獨運用。3按構造分：按構造分：單體型：粘度單體型：粘度0.03Pa.s聚合體型：粘度聚合體型：粘度20100Pa.s4按運用性能分：按運用性能分：耐熱型增塑劑耐熱型增塑劑雙季戊四醇酯雙季戊四醇酯偏苯酸散酯偏苯酸散酯耐寒型增塑劑耐寒型增塑劑癸二酸二辛酯癸二酸二辛酯己二酸二辛酯己二酸二辛酯耐燃型增塑劑耐燃型增塑劑磷酸酯磷酸

10、酯含氯增塑劑含氯增塑劑耐霉菌型增塑劑：磷酸酯類耐霉菌型增塑劑：磷酸酯類無毒、低毒增塑劑等。無毒、低毒增塑劑等。4.增塑機理增塑機理聚合物大分子鏈間以次聚合物大分子鏈間以次價鍵力相結合，是一種價鍵力相結合，是一種動平衡，并是聚合物具動平衡，并是聚合物具有剛性。參與增塑劑后，有剛性。參與增塑劑后，增塑劑分子因溶劑化和增塑劑分子因溶劑化和偶竭力作用插入聚合物偶竭力作用插入聚合物分子之間，并與聚合物分子之間，并與聚合物分子的活性中心發生結分子的活性中心發生結合，堅持動平衡，從而合，堅持動平衡，從而減少聚合物之間的結合減少聚合物之間的結合點，減弱分子間力，從點，減弱分子間力，從而得到一系列性能的改而得到

11、一系列性能的改善。善。5.增塑效果的評價增塑效果的評價1相容性相容性滲出時間：繁復滲出時間：繁復溶度參數：溶度參數值溶度參數：溶度參數值12增塑劑的效率增塑劑的效率使聚合物某一特定性質使聚合物某一特定性質Tg、容積電阻等到達、容積電阻等到達一定變化值時所需增塑劑用量的分量比。一定變化值時所需增塑劑用量的分量比。3相對增塑效率相對增塑效率某一增塑劑使某一增塑劑使PVC到達與參與分量分數為到達與參與分量分數為100的鄰的鄰苯二甲酸二辛酯苯二甲酸二辛酯DOP一樣的柔軟性時的分量一樣的柔軟性時的分量分數。分數。DOP 100 DBP 81 DOIP 103 DOA 97 TXP 102TCP 112

12、氯化石臘氯化石臘40Cl2206.PVC常用的增塑劑常用的增塑劑幾乎都是酯類。幾乎都是酯類。鄰苯二甲酸酯類，本錢低，性能平衡。鄰苯二甲酸酯類，本錢低，性能平衡。三、穩定劑三、穩定劑在成型加工和運用期間為有助于資料性能堅持原在成型加工和運用期間為有助于資料性能堅持原始值或接近原始值而在塑料配方中參與的物質。始值或接近原始值而在塑料配方中參與的物質。目的：制止或抑制聚合物因受外界要素光、熱、目的：制止或抑制聚合物因受外界要素光、熱、氧、細菌、霉菌以及長期存放等所引起的破壞氧、細菌、霉菌以及長期存放等所引起的破壞作用。作用。1.紫外線抗御劑紫外線抗御劑紫外線引起聚合物分子的降解。使制品開裂、起紫外線

13、引起聚合物分子的降解。使制品開裂、起霜、變色、退光、性能變劣、起泡、粉化等。霜、變色、退光、性能變劣、起泡、粉化等。1作用方式作用方式紫外線吸收劑蔽光劑紫外線吸收劑蔽光劑能量轉移劑能量轉移劑2常用種類常用種類2羥基二苯甲酮的衍生物加格低、性能羥基二苯甲酮的衍生物加格低、性能好；好；22羥基苯連二氮雜茚衍生物；羥基苯連二氮雜茚衍生物；取代的丙烯酸酯類；取代的丙烯酸酯類；芳酯類水楊酸芳酯、間苯二酚酯；芳酯類水楊酸芳酯、間苯二酚酯；含鎳絡合物硫代雙酚、氨荒酸和膦酸的鎳鹽，含鎳絡合物硫代雙酚、氨荒酸和膦酸的鎳鹽，鎳絡合物。有毒；鎳絡合物。有毒；炭黑、氧化鋅、氧化鈦、絮凝狀金屬光屏蔽劑；炭黑、氧化鋅、氧

14、化鈦、絮凝狀金屬光屏蔽劑；三嗪系紫外線吸收劑。三嗪系紫外線吸收劑。根據聚合物的光降解機理，合理選用。根據聚合物的光降解機理，合理選用。2.2.抗氧劑抗氧劑制止或推后聚合物在正常或較高溫度下的氧化。制止或推后聚合物在正常或較高溫度下的氧化。用量：用量：0.010.011 1聚烯烴類、聚苯乙烯、聚甲醛、聚苯醚、聚氯乙聚烯烴類、聚苯乙烯、聚甲醛、聚苯醚、聚氯乙烯、烯、ABSABS等。等。(1)(1)自在基或增長鏈的終止劑自在基捕捉劑、自在基或增長鏈的終止劑自在基捕捉劑、防老劑防老劑化合酚類：烷代單酚、烷撐雙酚、烷代多酚。化合酚類：烷代單酚、烷撐雙酚、烷代多酚。塑料工業塑料工業芳基仲胺類：芳基仲胺類：

15、Ar2NHAr2NH構造，大多數有顏色。深色構造，大多數有顏色。深色制品，橡膠工業。制品，橡膠工業。利用不穩定的氫原子與自在基或增長鏈發生作用：利用不穩定的氫原子與自在基或增長鏈發生作用：ROO + AH ROOH + AROO + AH ROOH + ARO + AH ROH + ARO + AH ROH + AHO + ROO HO + ROO 穩定化合物穩定化合物2A 2A 穩定化合物穩定化合物R + AH RH + AR + AH RH + A2 2氫過氧化物的分解劑氫過氧化物的分解劑亞磷酸酯亞磷酸酯含硫化合物：金屬硫化物、硫代二羧酸酯、硫撐含硫化合物：金屬硫化物、硫代二羧酸酯、硫撐二

16、丙烯酸酯。二丙烯酸酯。使氫過氧化物分解成非自在基型的穩定化合物。使氫過氧化物分解成非自在基型的穩定化合物。ROOHROOHPD PD 穩定化合物穩定化合物3.3.轉變降解催化劑的物質金屬鈍化劑轉變降解催化劑的物質金屬鈍化劑金屬離子具有降解催化作用。如：鋁、鋅、銅、鐵、金屬離子具有降解催化作用。如：鋁、鋅、銅、鐵、錫、鎘錫、鎘PVCPVC例：例：PVCPVC降解的熱穩定劑類別及其作用機理：降解的熱穩定劑類別及其作用機理：1 1鉛、鋇、鎘、鋅、鈣等的無機酸鹽、醇鹽、鉛、鋇、鎘、鋅、鈣等的無機酸鹽、醇鹽、酚鹽、硫醇鹽和皂類伴用螯合劑：酚鹽、硫醇鹽和皂類伴用螯合劑： MX2 MX22HCl MCl22

17、HCl MCl22HX2HXRORO2M2M2HCl 2ROH2HCl 2ROHMCl2MCl2ArOArO2M2M2HCl 2Ar(OH)2HCl 2Ar(OH)MCl2MCl2RSRS2M2M2HCl 2RSH+MCl22HCl 2RSH+MCl2RCOORCOO2M+2HCl 2RCOOH+MCl22M+2HCl 2RCOOH+MCl22 2胺類：胺類：RNH2RNH2HCl RNH3ClHCl RNH3Cl3 3有機錫化合物：有機錫化合物：R2SnR2SnOOROOR2 22HCl R2SnCl22HCl R2SnCl22RCOOH2RCOOH4 4環氧化合物：環氧化合物：CHCHOH

18、CLCHCHOHCL+4.4.去除活性中心的物質去除活性中心的物質凡是原來或發生降解以后的聚合物分子，假設其構凡是原來或發生降解以后的聚合物分子，假設其構造的某一部分具有化學活性且能使其本身或導致其造的某一部分具有化學活性且能使其本身或導致其它聚合物分子發生降解的，該部分稱為它聚合物分子發生降解的，該部分稱為“活性中心活性中心。1 1聚合物降解后析出的自在基聚合物降解后析出的自在基PVCPVC中有機錫化合物。中有機錫化合物。CH2CHCH2(C4H9)2Sn(OCOCH3)2CH2CHCH2C4H10C4H9Sn(OCOCH3)2+優點：效率高、相容性好、不損傷制品的透明性，可單獨運用。缺陷：

19、本錢高。主要類型：R3SnOSnR3R3SnSSnR3R2SnOCOR2R2SnSR2R3SnOR等2 2PVCPVC分子中不穩定氯原子分子中不穩定氯原子叔叔C C氯原子、叔氯原子、叔C -C -位上氯原子、烯丙基氯原子、位上氯原子、烯丙基氯原子、支鏈氯原子。支鏈氯原子。M MOCOROCOR2 + C MCl2 + C MClOCOROCOR+ C+ CClOCORM MSRSR2 + CHCH=CH MCl2 + CHCH=CH MClSRSR + + CHCH=CH CHCH=CHClClSRSR置換作用置換作用3 3雙鍵構造雙鍵構造分子中存有分子中存有6767個共軛雙鍵時，就能吸收紫光

20、變色。個共軛雙鍵時，就能吸收紫光變色。消除雙鍵：各種螯合劑、硫醇類、順丁烯二酯。消除雙鍵：各種螯合劑、硫醇類、順丁烯二酯。5.5.穩定劑選取原那么穩定劑選取原那么1 1對聚合物穩定效果好；對聚合物穩定效果好；2 2相容性好，揮發性小、盡能夠無色；相容性好，揮發性小、盡能夠無色；3 3加工條件下對熱穩定、無毒或低毒、對化學品加工條件下對熱穩定、無毒或低毒、對化學品穩定；穩定；4 4參與量參與量2%2%；5 5與其他助劑的配合，協同效應。與其他助劑的配合，協同效應。四、填充劑填料四、填充劑填料1 1、參與的目的：、參與的目的： 改善塑料的成型加工性能；改善塑料的成型加工性能； 提高制品的某些性能；

21、提高制品的某些性能； 賦予塑料新的性能；賦予塑料新的性能； 降低本錢、添加體積、減少高分子化合物的用量。降低本錢、添加體積、減少高分子化合物的用量。2 2、對制品性能的影響要素：、對制品性能的影響要素：1 1粒徑與活性：粒徑與活性：粒徑愈細，對塑料制品的剛性、沖擊性、拉伸強度、粒徑愈細，對塑料制品的剛性、沖擊性、拉伸強度、因次穩定性、外觀等改良作用愈大。因次穩定性、外觀等改良作用愈大。但粒徑過細，不易分散，從而影響性能。但粒徑過細，不易分散，從而影響性能。利用偶聯劑或外表活性劑進展處置以改善分散程度。利用偶聯劑或外表活性劑進展處置以改善分散程度。2 2顆粒外形：顆粒外形：球狀、立方體狀的等向性

22、填充劑：提高成型加工性球狀、立方體狀的等向性填充劑：提高成型加工性能，機械強度差。能，機械強度差。針狀、板狀等異向性填充劑：與等向性填料相反。針狀、板狀等異向性填充劑：與等向性填料相反。3 3、選擇原那么、選擇原那么1 1分散性好、吸油量小；分散性好、吸油量小； 吸油量：對增塑塑料來說就是吸收增塑劑的量。吸油量：對增塑塑料來說就是吸收增塑劑的量。 在聚合物和填充劑各在聚合物和填充劑各100100所配制的塑料中參與增塑所配制的塑料中參與增塑劑的份數劑的份數2 2對聚合物及其它助劑呈惰性，對加工性能無對聚合物及其它助劑呈惰性，對加工性能無嚴重損害；嚴重損害；3 3不嚴重損壞設備、不因分解或吸濕使制

23、品產不嚴重損壞設備、不因分解或吸濕使制品產生氣泡；生氣泡；4 4含微量含微量FeFe、MnMn、CuCu、AlAl時，使穩定劑效率下時，使穩定劑效率下降；降；S S污染污染PbPb類穩定劑；金屬雜志污染類穩定劑；金屬雜志污染BaBa、CdCd穩定穩定劑。劑。4 4、常用填充劑、常用填充劑碳酸鈣碳酸鈣重質重質輕質輕質粘土、滑石粉、石棉、云母；炭黑；白炭黑；硫粘土、滑石粉、石棉、云母；炭黑；白炭黑；硫酸鈣、亞硫酸鈣；金屬粉或纖維；二硫化鉬、石酸鈣、亞硫酸鈣；金屬粉或纖維；二硫化鉬、石墨等。墨等。五、加強劑五、加強劑參與聚合物中，使其機械性能得到提高的纖維類材參與聚合物中，使其機械性能得到提高的纖維

24、類材料。第八章祥述。料。第八章祥述。六、著色劑六、著色劑給予塑料以顏色或特殊光學性能或使之具有易于識給予塑料以顏色或特殊光學性能或使之具有易于識別等功能的資料。別等功能的資料。包括：整體著色內著色包括：整體著色內著色 外表著色外著色外表著色外著色主要有主要有無機顏料：天然或合成無機顏料：天然或合成有機顏料：合成有機顏料：合成染料：天然或合成染料：天然或合成普通要求：性能穩定、不分解、易分散；普通要求：性能穩定、不分解、易分散； 耐光、耐候性優良、不洇色、不遷移；耐光、耐候性優良、不洇色、不遷移；依詳細情況、制品用途，合理進展選擇。依詳細情況、制品用途，合理進展選擇。色料的用量：色料的用量：2%

25、2%可以做成色母料，清潔、方便、易于控制。可以做成色母料，清潔、方便、易于控制。七、光滑劑七、光滑劑改良塑料熔體的流動性能，減少或防止對設備的摩改良塑料熔體的流動性能，減少或防止對設備的摩擦和粘附，以及改良制品外表光亮度等。擦和粘附，以及改良制品外表光亮度等。1 1、光滑劑種類：、光滑劑種類：1 1內光滑劑內光滑劑減少聚合物分子的內摩擦，與聚合物有一定的相容減少聚合物分子的內摩擦，與聚合物有一定的相容性。性。2 2外光滑劑外光滑劑保管在塑料熔體的表層，降低塑料與加工設備的摩保管在塑料熔體的表層，降低塑料與加工設備的摩擦，僅與聚合物有很低的相容性。擦，僅與聚合物有很低的相容性。要結合詳細的聚合物

26、來判別。要結合詳細的聚合物來判別。2 2、選擇的原那么：、選擇的原那么：1 1內外平衡，成型溫度、壓力的影響外光滑內外平衡，成型溫度、壓力的影響外光滑作用；作用；2 2對其它助劑無不良影響；對其它助劑無不良影響；3 3外光滑劑以在成型溫度下，在塑料面層結成外光滑劑以在成型溫度下，在塑料面層結成完好的液體薄膜為準；完好的液體薄膜為準；4 4用量：用量：1%1%3.3.常用種類：常用種類：脂肪酸及其皂類、脂肪酸酯類、脂肪醇類、酰胺脂肪酸及其皂類、脂肪酸酯類、脂肪醇類、酰胺類、石蠟、低分子量類、石蠟、低分子量PEPE、合成蠟、丙烯酸酯類、合成蠟、丙烯酸酯類、某些有機硅化合物。某些有機硅化合物。4.4

27、.常用光滑劑的熱塑性塑料：常用光滑劑的熱塑性塑料：聚烯烴、聚烯烴、PSPS、醋酸纖維素、聚酰胺、醋酸纖維素、聚酰胺、ABSABS、PVCPVC等。等。八、防靜電劑八、防靜電劑帶靜電制品易積灰，容易產生靜電火花，引起火災。帶靜電制品易積灰，容易產生靜電火花，引起火災。利用防靜電劑消除靜電。利用防靜電劑消除靜電。胺的衍生物、季胺鹽類、磷酸酯類、聚乙烯醇類具胺的衍生物、季胺鹽類、磷酸酯類、聚乙烯醇類具有微弱的電離性和適當的吸水性，使制品外表具有有微弱的電離性和適當的吸水性，使制品外表具有導電分子層。導電分子層。參與量普通參與量普通1%1%。分為：分為：構外型導電塑料：大分子本身具有一定導構外型導電塑

28、料：大分子本身具有一定導電性電性復合型導電塑料：添加導電填料炭黑、石復合型導電塑料：添加導電填料炭黑、石墨、金屬粉或纖維、鍍金纖維墨、金屬粉或纖維、鍍金纖維九、阻燃劑九、阻燃劑阻止或減緩塑料熄滅的作用。阻止或減緩塑料熄滅的作用。包括包括反響型阻燃劑：聚合物合成時引入難燃構反響型阻燃劑：聚合物合成時引入難燃構造。造。添加型阻燃劑：添加型阻燃劑：常用種類：常用種類：磷酸酯類、含鹵磷酸酯類、有機鹵化物、無機阻磷酸酯類、含鹵磷酸酯類、有機鹵化物、無機阻燃劑。燃劑。十、驅避劑十、驅避劑抵御、防止和消滅老鼠、昆蟲、細菌、霉菌等的抵御、防止和消滅老鼠、昆蟲、細菌、霉菌等的危害。危害。十一、其它助劑十一、其它

29、助劑滿足特殊要求。如：發泡劑、開口劑、外表活性滿足特殊要求。如：發泡劑、開口劑、外表活性劑等。劑等。3.2.2 3.2.2 物料的混合和分散機理物料的混合和分散機理在塑料制品消費中，只需少數聚合物樹脂可在塑料制品消費中，只需少數聚合物樹脂可單獨運用，而大部分的聚合物樹脂必需與其單獨運用，而大部分的聚合物樹脂必需與其它物料混合，進展配料后才干運用與加工。它物料混合，進展配料后才干運用與加工。將原料各組分相互分散以獲得成分均勻物料的過程。將原料各組分相互分散以獲得成分均勻物料的過程。混合的目的：就是使原來兩種或兩種以上各自均勻混合的目的：就是使原來兩種或兩種以上各自均勻分散的物料，從一種物料按可接

30、受的概率分布到另分散的物料，從一種物料按可接受的概率分布到另一種物料中去，以便得到組成均勻的混合物。一種物料中去，以便得到組成均勻的混合物。所謂配料，就是把各種組分相互混在一同，盡能所謂配料，就是把各種組分相互混在一同，盡能夠的成為均勻體系粉料、粒料，為此必需采夠的成為均勻體系粉料、粒料，為此必需采用混合操作用混合操作一、混協作用機理一、混協作用機理1.1.分散分散利用物料各組分的濃度差，推進構成各組分的微利用物料各組分的濃度差，推進構成各組分的微粒，從濃度較大的區域中向較小的區域遷移，以粒，從濃度較大的區域中向較小的區域遷移，以到達組成均一。到達組成均一。對固體物料而言，除非在較高溫度下才有

31、此作用，對固體物料而言，除非在較高溫度下才有此作用，普通都不甚顯著；而在聚合物熔體中的分散是一個普通都不甚顯著；而在聚合物熔體中的分散是一個比較慢的過程，對在擠出機中的混合影響很小。只比較慢的過程，對在擠出機中的混合影響很小。只需固體和液體、液體與液體之間的分散才較大，假需固體和液體、液體與液體之間的分散才較大，假設物料層很薄時，雖分散速度很小，但很顯著。設物料層很薄時，雖分散速度很小，但很顯著。升高溫度，添加接觸面積，減少料層厚度有利于分升高溫度，添加接觸面積，減少料層厚度有利于分散作用的進展。散作用的進展。混合普通是靠分散、對流、剪切三種作用來完成的。混合普通是靠分散、對流、剪切三種作用來

32、完成的。2.2.對流對流兩種物料相互向各自占有的空間進展流動，以期兩種物料相互向各自占有的空間進展流動，以期到達組成均一；機械力的攪拌，即是使物料作不到達組成均一；機械力的攪拌，即是使物料作不規那么流動而到達對流混合的目的。規那么流動而到達對流混合的目的。3.3.剪切剪切依托機械的作用產生的剪切力，促使物料組分均一依托機械的作用產生的剪切力，促使物料組分均一的混合過程。的混合過程。物料在力的作用下，上平面和下平面之間發生了相物料在力的作用下，上平面和下平面之間發生了相對的平行挪動，結果物料塊變形，被偏轉或拉長；對的平行挪動，結果物料塊變形，被偏轉或拉長；在這個過程中體積沒有發生變化，只是截面變

33、細，在這個過程中體積沒有發生變化，只是截面變細，向傾斜方向伸長，從而使外表積增大，分布區域擴向傾斜方向伸長，從而使外表積增大，分布區域擴展，因此進入另外的物料塊中，占有的空間時機加展，因此進入另外的物料塊中，占有的空間時機加大，滲進別的物料中能夠性添加，因此到達混合均大，滲進別的物料中能夠性添加，因此到達混合均勻的目的。勻的目的。混合效果與剪切力的方向能否改動、剪切速率的大混合效果與剪切力的方向能否改動、剪切速率的大小有關。小有關。利用剪切力的混協作用，特別適用于塑性物料，由利用剪切力的混協作用，特別適用于塑性物料，由于塑性物料粘度大，流動性差，不能粉碎添加粉碎于塑性物料粘度大，流動性差，不能

34、粉碎添加粉碎程度，運用剪切作用時，剪切力的間隔總是很小，程度，運用剪切作用時，剪切力的間隔總是很小，因此物料在變形的過程中，即很均勻地被分散在整因此物料在變形的過程中，即很均勻地被分散在整個物料中個物料中在實踐混合中，分散、對流和剪切三種作用通常在實踐混合中，分散、對流和剪切三種作用通常是共同作用，只是在一定條件下，其中的某一種是共同作用，只是在一定條件下，其中的某一種占有優勢而已，但不論哪種作用，除了呵斥層內占有優勢而已，但不論哪種作用，除了呵斥層內流動外，還應呵斥層間流動，才干到達最好的混流動外，還應呵斥層間流動，才干到達最好的混合效果。合效果。二、混合程度評價二、混合程度評價混合能否均勻

35、，質量能否到達預期的要求，混合混合能否均勻，質量能否到達預期的要求，混合終點的判別等，都涉及到混合的效果。衡量混合終點的判別等，都涉及到混合的效果。衡量混合效果的方法，隨物料性狀而不同。效果的方法，隨物料性狀而不同。1.1.液體物料的混合效果液體物料的混合效果可以分析混合物不同部分的組成，其各部分的組可以分析混合物不同部分的組成，其各部分的組成與平均組成相差的懸殊情況。如懸殊小那么混成與平均組成相差的懸殊情況。如懸殊小那么混合效果好，反之那么差。合效果好，反之那么差。對于固體或塑性物料應調查其組成的均勻程度和對于固體或塑性物料應調查其組成的均勻程度和物料的分散程度。物料的分散程度。2.2.固體

36、及塑性物料的混合效果固體及塑性物料的混合效果1 1分散程度分散程度經混合后原始物料相互分散，不再象混合前那樣經混合后原始物料相互分散，不再象混合前那樣同類物料完全聚集在一同。實際證明，各占一半同類物料完全聚集在一同。實際證明，各占一半的兩種組分混合后，兩種粒子間也難于構成均勻的兩種組分混合后，兩種粒子間也難于構成均勻的相互間隔成為有序陳列那樣的情況的相互間隔成為有序陳列那樣的情況2、3分布很能夠。2 2組成的均勻程度組成的均勻程度指混入物所占物料的比率與實際或總體比率的差別。指混入物所占物料的比率與實際或總體比率的差別。從混合物各部分取多個試樣進展分析，平均結果愈從混合物各部分取多個試樣進展分

37、析，平均結果愈接近總體比率，混合程度愈高。接近總體比率，混合程度愈高。普通混合組分的粒子愈細，其外表積愈大，愈有利普通混合組分的粒子愈細，其外表積愈大，愈有利于得到較高的均勻分散程度。于得到較高的均勻分散程度。實踐生成中應視配制物料的種類和運用要求來掌握實踐生成中應視配制物料的種類和運用要求來掌握混合程度。混合程度。盡量做到以下三方面：盡量做到以下三方面：在混合過程中要盡量增大不同組分間的接觸面，以在混合過程中要盡量增大不同組分間的接觸面，以減少物料的平均厚度；減少物料的平均厚度；各組分的交界面接觸面應相當均勻地分布在被各組分的交界面接觸面應相當均勻地分布在被混合的物料中；混合的物料中；使在混

38、合物的任何部分，各組分的比率和整體的比使在混合物的任何部分，各組分的比率和整體的比率一樣。率一樣。上述實際是在理想情況下提出的，是定性和半定量上述實際是在理想情況下提出的，是定性和半定量的。的。三、主要的混合設備三、主要的混合設備塑料制品消費中所用的混合設備，按操作方式通常塑料制品消費中所用的混合設備，按操作方式通常可分為間歇和延續設備兩大類。可分為間歇和延續設備兩大類。塑料工業中常用的混合設備有：捏合機、高速混合塑料工業中常用的混合設備有：捏合機、高速混合機、管道式捏合機等，主要用于初混合，雙輥塑煉機、管道式捏合機等，主要用于初混合，雙輥塑煉機、密煉機和擠出機等主要用于混合塑煉。機、密煉機和

39、擠出機等主要用于混合塑煉。以上設備除擠出機是延續式的能將初混合和塑煉兩以上設備除擠出機是延續式的能將初混合和塑煉兩個步驟結合在一同完成外，其它均是間歇式的，而個步驟結合在一同完成外，其它均是間歇式的，而且在完成初混合和塑煉上，不能同時進展，各有偏且在完成初混合和塑煉上，不能同時進展，各有偏重，各有特點。重，各有特點。近年來，還采用靜態混合器，以改良混合時垂直流近年來，還采用靜態混合器，以改良混合時垂直流動方向物料的均勻性，以添加混合效果。動方向物料的均勻性，以添加混合效果。3.2.3 3.2.3 配料工藝簡介配料工藝簡介一、粉料和粒料的配制一、粉料和粒料的配制粉料和粒料的配制普通分為四步。粉料

40、和粒料的配制普通分為四步。1 1原料的預備原料的預備包括原料的預處置、稱量及保送。包括原料的預處置、稱量及保送。預處置：預處置：過篩吸磁，除去雜質；過篩吸磁，除去雜質；潤性物料混合前，增塑劑的預熱；潤性物料混合前，增塑劑的預熱；漿料或母料的制備。漿料或母料的制備。稱量：保證準確性，進展復稱。稱量：保證準確性，進展復稱。保送：液態原料保送：液態原料 高位槽高位槽 固體粉料固體粉料 高位料倉高位料倉泵氣流2 2初混合初混合是在聚合物熔點以下的溫度和較為緩和的剪切應力是在聚合物熔點以下的溫度和較為緩和的剪切應力下進展的一種簡單混合。下進展的一種簡單混合。混合時的加料次序：樹脂、增塑劑、由穩定劑、光混

41、合時的加料次序：樹脂、增塑劑、由穩定劑、光滑劑、染料等調制的混合物和其它固態填料等。滑劑、染料等調制的混合物和其它固態填料等。混合的終點普通憑閱歷判別，也可經過混合時間來混合的終點普通憑閱歷判別，也可經過混合時間來控制。控制。3 3初混物的塑煉初混物的塑煉塑煉的目的是為了改動物料的性狀，使物料在剪切塑煉的目的是為了改動物料的性狀，使物料在剪切力的作用下熱熔、剪切混合到達適當的柔軟度和可力的作用下熱熔、剪切混合到達適當的柔軟度和可塑性，使各組分的分散更趨均勻，同時還依賴于這塑性，使各組分的分散更趨均勻，同時還依賴于這種條件來驅逐其中的揮發物及彌補樹脂合成中帶來種條件來驅逐其中的揮發物及彌補樹脂合

42、成中帶來缺陷驅趕剩余單體、催化劑剩余體等，使有利缺陷驅趕剩余單體、催化劑剩余體等，使有利于保送和成型等。于保送和成型等。塑煉的工藝控制條件：塑煉溫度、時間、剪切力。塑煉的工藝控制條件：塑煉溫度、時間、剪切力。塑煉的終點：測定試樣的均勻性和分散度、測定塑塑煉的終點：測定試樣的均勻性和分散度、測定塑料試樣的撕力強度。料試樣的撕力強度。4 4塑煉物的粉碎和粒化塑煉物的粉碎和粒化粉碎和粒化都是使固體物料在尺寸上得到減小；所粉碎和粒化都是使固體物料在尺寸上得到減小；所不同的只是前者所成的顆粒大小不等，而后者比較不同的只是前者所成的顆粒大小不等，而后者比較整齊且具有固定外形。整齊且具有固定外形。粉料普通是

43、將片狀塑煉物用切碎機先行初碎，而后粉料普通是將片狀塑煉物用切碎機先行初碎，而后再用粉碎機完成的。再用粉碎機完成的。粒料是用切粒機，將片狀塑煉物分次作縱切和橫切粒料是用切粒機，將片狀塑煉物分次作縱切和橫切完成；也有用擠出機將初混物擠成條狀物，然后，完成；也有用擠出機將初混物擠成條狀物，然后，再由裝在擠出機上的旋刀切成顆粒料。再由裝在擠出機上的旋刀切成顆粒料。二、溶液的配制二、溶液的配制1.1.溶液的組成及其作用溶液的組成及其作用溶質：聚合物和有關助劑溶質：聚合物和有關助劑溶劑：烴、芳烴、氯代烴、酯、醚、醇類。溶劑：烴、芳烴、氯代烴、酯、醚、醇類。 溶劑只是為了粉碎樹脂而參與，它能將聚合物溶劑只是

44、為了粉碎樹脂而參與，它能將聚合物溶解成具有一定粘度的液體，在成型過程中必需予溶解成具有一定粘度的液體，在成型過程中必需予以排除。以排除。 溶劑選擇原那么：聚合物的良溶劑、無色、無溶劑選擇原那么：聚合物的良溶劑、無色、無毒、無臭、本錢低、易揮發等。毒、無臭、本錢低、易揮發等。 類似相溶、溶度參數類似相溶、溶度參數差差11。2.2.聚合物的溶解聚合物的溶解片狀片狀粉狀粉狀粒狀粒狀溶劑溶劑溶劑化溶劑化溶脹溶脹粘性小團粘性小團加速溶脹和分散，可以加快溶解過程。加速溶脹和分散，可以加快溶解過程。采用疏松或顆粒較小的聚合物原料。采用疏松或顆粒較小的聚合物原料。加熱溶解，利用攪拌防止團塊或摧毀團塊。加熱溶解

45、，利用攪拌防止團塊或摧毀團塊。加速溶解方法：加速溶解方法：3.3.溶液的制備方法：溶液的制備方法：設備：附有強力攪拌和加熱夾套的釜，釜內可以設備：附有強力攪拌和加熱夾套的釜，釜內可以加擋板。加擋板。1慢加快攪法慢加快攪法溶劑溶劑 釜釜 快速攪拌，定溫快速攪拌，定溫 緩慢加聚合物緩慢加聚合物邊加料邊攪拌邊加料邊攪拌2低溫分散法低溫分散法先加料后攪拌。先加料后攪拌。控制目的：固體含量、粘度。控制目的：固體含量、粘度。三、分散體的配制三、分散體的配制1.成型用分散體及其分類成型用分散體及其分類固態的聚氯乙烯聚合物或共聚物與非水液體構成固態的聚氯乙烯聚合物或共聚物與非水液體構成的懸浮體，通稱為的懸浮體

46、，通稱為PVC溶膠塑料或溶膠塑料或PVC糊。糊。2.溶膠塑料消費制品的過程溶膠塑料消費制品的過程1塑形成型塑形成型利用模具或其它器械，在室溫下，使溶膠塑料具利用模具或其它器械，在室溫下，使溶膠塑料具有一定的外形。有一定的外形。2烘熔烘熔將塑形后的物體進展熱處置，從而使溶膠塑料經將塑形后的物體進展熱處置，從而使溶膠塑料經過物理或化學變化成為固體。過物理或化學變化成為固體。3.溶膠塑料的分類溶膠塑料的分類1塑性溶膠塑性溶膠氯乙烯樹脂的懸浮體，液相完全是增塑劑，增塑氯乙烯樹脂的懸浮體，液相完全是增塑劑，增塑糊。糊。2有機溶膠有機溶膠氯乙烯樹脂的懸浮體，液相物有分散劑和稀釋劑氯乙烯樹脂的懸浮體，液相物

47、有分散劑和稀釋劑兩種，稀釋增塑糊。兩種，稀釋增塑糊。3塑性凝膠塑性凝膠加有膠凝劑的塑性溶膠，增塑膠凝糊。加有膠凝劑的塑性溶膠，增塑膠凝糊。4有機凝膠有機凝膠加有膠凝劑的有機溶膠，稀釋增塑膠凝糊。加有膠凝劑的有機溶膠，稀釋增塑膠凝糊。區別：區別：塑性溶膠：增塑劑含量普通不少于樹脂的塑性溶膠：增塑劑含量普通不少于樹脂的40%，只，只能做軟制品。能做軟制品。有機溶膠：部分或全部增塑劑用揮發性高的非水有機溶膠：部分或全部增塑劑用揮發性高的非水溶液替代。溶液替代。塑性凝膠和有機凝膠加有膠凝劑，屬于賓哈流體。塑性凝膠和有機凝膠加有膠凝劑，屬于賓哈流體。4.溶膠塑料的組成及其運用溶膠塑料的組成及其運用聚氯乙

48、烯糊除含聚氯乙烯樹脂和增塑劑以外，還聚氯乙烯糊除含聚氯乙烯樹脂和增塑劑以外，還配有穩定劑、填料、著色劑、膠凝劑、稀釋劑、配有穩定劑、填料、著色劑、膠凝劑、稀釋劑、揮發性溶劑等。揮發性溶劑等。配入的目的和種類都取決于制品的運用要求。配入的目的和種類都取決于制品的運用要求。1樹脂樹脂宜采用乳液聚合的，其成糊性好。宜采用乳液聚合的，其成糊性好。粒度：塑性溶膠和塑性凝膠：粒度：塑性溶膠和塑性凝膠：0.22.0m 有機溶膠和有機凝膠：有機溶膠和有機凝膠：0.020.2m顆粒太大，易下沉，太小，粘度高，不易存放。顆粒太大，易下沉，太小，粘度高，不易存放。顆粒小，易成糊顆粒小，易成糊顆粒外形：球形。顆粒外形

49、：球形。2分散劑分散劑增塑劑和揮發性溶劑，極性的。增塑劑和揮發性溶劑，極性的。增塑劑粘度高，溶膠塑料的粘度也高。增塑劑粘度高，溶膠塑料的粘度也高。溶解才干越大，不利于久放。溶解才干越大，不利于久放。常用：鄰苯二甲酸酯、磷酸酯、己二酸或二元脂常用：鄰苯二甲酸酯、磷酸酯、己二酸或二元脂肪酸酯、環氧油類、聚合體型增塑劑。肪酸酯、環氧油類、聚合體型增塑劑。揮發性溶劑：酮類、酯類、二醇類揮發性溶劑：酮類、酯類、二醇類 沸點：沸點：100200。3稀釋劑稀釋劑降低溶膠塑料的粘度和減弱分散劑的溶劑化才干。降低溶膠塑料的粘度和減弱分散劑的溶劑化才干。烴類，沸點：烴類，沸點：100200 4膠凝劑膠凝劑使溶膠體

50、變成凝膠體。使溶膠體變成凝膠體。能在靜態下構成三維構造，由物理力結成的。能在靜態下構成三維構造，由物理力結成的。金屬皂類、有機質膨潤土金屬皂類、有機質膨潤土用量為樹脂地用量為樹脂地35%。5填充劑填充劑磨細或沉淀的碳酸鈣、重晶石、煅燒白土、硅土、磨細或沉淀的碳酸鈣、重晶石、煅燒白土、硅土、云母粉等。云母粉等。顆粒直徑：顆粒直徑：510m吸油量大，粘度大。吸油量大，粘度大。用量不超越樹脂的用量不超越樹脂的20%。6 6外表活性劑外表活性劑降低或穩定溶膠塑料的粘度。降低或穩定溶膠塑料的粘度。三乙醇胺、羥乙基化的脂肪酸、高分子量的烷三乙醇胺、羥乙基化的脂肪酸、高分子量的烷基磷酸鈉。用量不超越樹脂的基

51、磷酸鈉。用量不超越樹脂的4%4%。7其它助劑其它助劑利于成型操作、提高制品性能、擴展溶膠塑料的利于成型操作、提高制品性能、擴展溶膠塑料的用途等。用途等。5.溶膠塑料的制備溶膠塑料的制備1常用設備常用設備球磨機：鋼制球磨機：鋼制 瓷球、瓷襯瓷球、瓷襯行星攪拌型的立式混合機適用粘度低行星攪拌型的立式混合機適用粘度低三輥磨適用粘度高三輥磨適用粘度高2配制后需脫泡配制后需脫泡離心機、抽真空、薄層流動等方法。離心機、抽真空、薄層流動等方法。6.溶膠塑料的流動行為溶膠塑料的流動行為分散體的粘度總是大于它的分散媒的粘度，而且分散體的粘度總是大于它的分散媒的粘度，而且隨著固體粒子含量的添加而增大。隨著固體粒子

52、含量的添加而增大。流動行為：剪切速率低：能夠與牛頓流體一樣；流動行為：剪切速率低：能夠與牛頓流體一樣； 剪切速率高：假塑性流體；剪切速率高：假塑性流體； 剪切速率再增高：膨脹性流體；剪切速率再增高：膨脹性流體； 加有膠凝劑的，還具有一定的屈服值。加有膠凝劑的，還具有一定的屈服值。四、粉料和粒料的工藝性能四、粉料和粒料的工藝性能模塑成型周期：循環而有按一定順序的模塑模塑成型周期：循環而有按一定順序的模塑作業中，由一個循環的某一特定點進至下一循環作業中，由一個循環的某一特定點進至下一循環同一點所用的時間。同一點所用的時間。1.熱固性塑料的工藝性能熱固性塑料的工藝性能1收縮率收縮率%10000LLL

53、SLSL：收縮率：收縮率L0：模具型腔在室溫暖規：模具型腔在室溫暖規范壓力下的單維尺寸范壓力下的單維尺寸L：制品在一樣情況下與：制品在一樣情況下與模具型腔相應的單維尺寸模具型腔相應的單維尺寸影響要素：影響要素：化學構造的變化化學構造的變化線型構造線型構造 體型構造，密度增大。體型構造，密度增大。熱收縮熱收縮制品冷卻收縮較模具大。制品冷卻收縮較模具大。彈性回復彈性回復硬化后脫模時壓力降低。硬化后脫模時壓力降低。塑性變形塑性變形脫模時壓力降低，模壁使制品發生部分塑性變形。脫模時壓力降低，模壁使制品發生部分塑性變形。綜上所述：工藝條件、模具和制品設計、塑料的綜上所述：工藝條件、模具和制品設計、塑料的性質。性質。測定方法：測定方法：試樣：直徑試樣：直徑 厚厚 圓片圓片 每邊長每邊長 厚厚 立方體立方體mm3 . 0100mm2 . 04mm2 . 025mm2 . 04根據規定的成型條件，脫模后，恒溫根據規定的成型條件，脫模后，恒溫201下，下，放放1620h，準確程度應達，準確程度應達0.02mm。收縮率太大：制品易發生翹曲、開裂。收縮率太大：制品易發生翹曲、開裂。降低措施：采用預熱、嚴厲遵守工藝規程、采用降低措施：采用預熱、嚴厲遵守工藝規程、采