1、第三章 成型用物料及其配制內容簡介： 塑料用樹脂、助劑的根本性能，不同形狀原料的配制方法。本章重點： 粒料的配制和粉料的配制及其目的改善工藝性能、改善制品性能或降低消費本錢。3.2 粉料和粒料的組成在塑料成型加工中，壓延和擠出都可采用粉料。普通配制粉料是把各組分混合分散均勻，因此這種粉料也稱作干混料。不論是粉料還是粒料，都是聚合物和助劑兩類物質組成的。其中聚合物是主要成分，助劑那么是為使復合物或其制品具有某種特性或者易于加工而參與的一些物質。常用的塑料助劑種類很多，主要有增塑劑、穩定劑、加工助劑、沖擊改性劑、填充劑、加強劑、著色劑、光滑劑、防靜電劑、阻燃劑、防霉劑等20多類。加至塑料中的助劑是

2、隨制品的不同要求而定的，并不是各類都需求，參與的各類助劑必需以相互發揚協同效應為要那么，切忌彼此抑制。3.2.1 聚合物(樹脂) 聚合物的作用和要求： 聚合物就是塑料的主要成分，所以它決議了制品的根本性能。在塑料制品中，聚合物應成為均一的延續相，其作用在于將各種助劑粘結成一個整體，從而具有一定的物理力學性能。由聚合物與助劑配制成復合物需求有良好的成型工藝性能，例如，在成型過程中，普通應在一定的溫度、壓力下具有可塑性(延續流動的行為)。 從配料的角度來思索，對聚合物的選擇要求主要是相對分子質量大小及其分布、顆粒大小、構造和它們與增塑劑、溶劑等相互作用的難易等。凡相對分子質量偏高，顆粒構造嚴密，以

3、及與增塑劑和溶劑作用較難的，那么配制時即需較高的溫度、較強的外作用力和較長的作用時間。 常用的聚合物樹脂有： PE聚乙烯、PVC聚氯乙烯、PP聚丙烯、PS聚苯乙烯、ABS丙烯丁二烯苯乙烯共聚物、PA聚酰胺、PC聚碳酸脂、PMMA聚甲基丙烯酯甲酯、POM聚甲醛、PPO聚苯醚、PPS聚苯硫醚、PUR聚氨酯、PSU聚砜、PF酚醛樹脂、PTFE聚四氟乙烯等3.2.2 增塑劑 增塑劑的作用： 為降低塑料的軟化溫度范圍、降低玻璃化轉變溫度和提高其加工性，柔韌性或延展性，參與的低揮發性或揮發性可忽略的、能使聚合物分子鏈間作用力減弱的物質稱為增塑劑，而這種作用那么稱為增塑作用。增塑劑通常是一類對熱和化學試劑都

4、很穩定的有機物，大多是揮發性低的液體，少數那么是熔點較低的固體，而且至少在一定范圍內能與聚合物相容(混合后不會離析)。經過增塑的聚合物，其軟化點(或流動溫度)、玻璃化溫度、脆性、硬度、拉伸強度、彈性模量等均將下降，而耐寒性、柔順性、斷裂伸長率等那么會提高。目前工業上大量運用增塑劑的聚合物只需聚氯乙烯、醋酸纖維、硝酸纖維等少數幾種。其中主要是聚氯乙烯，所耗增塑劑占其總產量的80以上。因此，以下將著重討論聚氯乙烯的增塑劑。但所述的原理部分對其它塑料也同樣適用。 分子鏈增塑劑銜接點增塑模型增塑劑的運用：實踐采用的增塑劑，除要求它們對聚合物的相容性好、增塑效率高、揮發度低、化學穩定性高、對光、熱穩定性

5、好等外，還要求無色、無臭、無毒、不燃、吸水量低，在水、油、溶劑等中的溶解度和遷移性小、介電性能好，在室溫暖低溫下制品外觀和手感好耐霉菌及污染以及價廉等。要求一種增塑劑同時兼具這些性能是困難的，但其中相容性好和揮發度低是最根本的要求，在運用時，應在滿足這兩項要求后再按詳細情況作適中選擇，在多數情況下，常將幾種增塑劑混用來到達要求。聚合物與增塑劑的相容性：由于增塑劑對聚合物的作用是發生在它們分子之間的。因此，最重要的要求是它們之間應該有相容性，即彼此之間有互溶性。 相容性好的可作為主增塑劑，能單獨運用；增塑劑不易析出。相容性差的對聚合物的親合力差，只能與主增塑劑共用。增塑劑的效率：它是從改動聚合物

6、的一定量的物理性能所需參與增塑劑的量作為標志的。選擇的物理性能目的可以不同，如用彈性模量、柔順性、玻璃化溫度、脆折溫度、回彈量以及一切變形 ( 伸長、彎曲、扭曲、緊縮等 ) 等均可。即要滿足特定的需求。3.2.3 穩定劑定義：在塑料中參與穩定劑是制止或抑制聚合物因受外界要素(光、熱、氧、細菌、霉菌以致簡單的長期存放等)所引起的破壞作用。穩定劑可分為熱穩定劑、光穩定劑(紫外線吸收劑，紫外線猝滅劑、光屏蔽劑等)及抗氧劑等。 3.2.4 填充劑填料 填充劑普通都是粉末狀的物質，配制塑料時參與填充劑的目的是改善塑料的成型加工性能，提高制品的某些性能，賦予塑料新的性能和 ( 或 ) 降低本錢。通常用偶聯

7、劑或外表活性劑處置，以改善填料在塑料中的分散程度。填充劑的參與量普通為塑料組成的 40 以下。近年來消費的一些高填充塑料制品等，填充劑的參與量那么能夠遠超越此范圍。 填充劑的大小和外表情況對塑料性能有一定影響，球狀、立方體狀的通常可提高成型加工性能，但機械強度差，而鱗片狀的那么相反。粒子愈細時對塑料制品的剛性、沖擊性、拉伸強度、因此穩定性和外觀等改良作用愈大。3.2.5 加強劑 參與聚合物中使其機械性能得到提高的纖維(金屬纖維和顆粒)類資料，稱作加強劑。它實踐上也是聚合物的填料，只是由于性能上的差別和目前有很大的開展，所以特將其單獨列作一類。加強劑用量越高，加強效果也越大，但卻使塑料流動性下降

8、，惡化成型加工性能，對設備的磨蝕也較嚴重。3.2.6 著色劑 賦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稱為著色劑色母料。塑料著色劑主要有無機顏料、有機顏料和染料三類。 色料普通有粒狀、膏狀、粉狀之分。用前兩種在運輸上雖較方便，但在混合時比較費工：用后一種，操作時會引起粉塵飛揚，需求添加防塵措施，所以選擇色料時應該結合混合本錢以及工廠所能提供的設備和環境維護的要求作出合理的選擇。此外目前也有工廠專業消費一些高濃度 (50 200 倍或更高 ) 的色母料，供成型加工廠運用，因它清潔、方便又易于控制，因此開展很快。 3.2.7 光滑劑 為改良塑料熔體的流動性能，減少或防止對設備的摩

9、擦和粘附(粘附也能夠由其它助劑引起)以及改良制品外表光亮度等，而參與的一類助劑稱為光滑劑。常用熱塑性塑料中需求加光滑劑的有聚烯烴、聚苯乙烯、醋酸纖維素、聚酰胺、ABS、聚氯乙烯等，其中又以硬聚氯乙烯更為突出。常用的光滑劑有脂肪酸及其皂類、脂肪酸酯類、脂肪醇類和酰胺類、石蠟、低相對分子質量聚乙烯、合成蠟、丙烯酸酯類及某些有機硅化合物。光滑劑的用量常低于1。選用時應留意的是：光滑劑的用量和種類對物料的配制及成型加工都有較大的影響。3.2.8 防靜電劑 聚烯烴、聚苯乙烯、聚酰胺、聚氯乙烯等塑料制品的外表，常因在成型過程中與模具或設備外表分開而積有靜電，這種積電還會在制品后加工或運轉中添加。帶有靜電的

10、制品外表容易積灰，對消費與運用不利。靜電過大時常會震擊人身，假設靜電壓大至3000V時還會產生靜電火花，甚至引起火災。為使制品具有適量的導電才干以消除帶靜電的景象，可在塑料中參與少量防靜電劑。防靜電劑主要有胺的衍生物、季胺鹽類、磷酸酯類和聚乙二醇酯類。微弱的電離性，又有吸水性，可以在制品外表構成導電層，目前主要是參與填料來實現此功能3.2.9 阻燃劑 不少塑料是可燃的，這給運用帶來許多限制。如在塑料中參與一些含磷、鹵素的有機物或三氧化二銻等物質常能阻止或減緩其熄滅，這類物質即稱為阻燃劑。此外在某些聚合物(如環氧、聚酯、聚氨酯、ABS等)合成時，引人一些難燃構造(基團)，也可起到降低其熄滅性能的

11、作用，這些稱為反響型阻燃劑。 常用阻燃劑如磷酸酯類、含鹵磷酸酯類、有機鹵化物、無機阻燃劑。添加型阻燃劑的運用量普通較大，從百分之幾到30，因此，添加型阻燃劑常會使制品的性能，特別是力學性能下降。反響型阻燃劑那么有能夠抑制這一缺陷。3.2.10 驅避劑 塑料制品在儲存、運用過程中，能夠蒙受老鼠、昆蟲、細菌、霉菌等的危害，用于抵御、防止和消滅這類情況發生的物質統稱驅避劑。3.2.11 其它助劑 為消費泡沫塑料用的發泡劑。為防止聚烯烴和聚氯乙烯薄膜本身之間的粘著所參與的改性脂肪酸類(在吹塑薄膜中運用時常稱作開口劑)。為免除農用薄膜因水汽凝結而出現的霧層而參與的非離子型外表活化劑，如木糖醇酯。參與這種

12、物質的薄膜也有利于包裝普通含有少量水分的食品。為增進聚氯乙烯制品在受荷下的熱穩定性所參與的氯化聚氯乙烯。為降低聚氯乙烯熔體粘度而有利于成型和后加工(指板材)所參與的丙烯酸類樹脂、氯化聚乙烯和ABS樹脂等。為提高聚氯乙烯的沖擊強度、耐熱性、耐寒性而參與的增韌劑，如氯化聚乙烯、丙烯腈一苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯等的合成物。應該指出的是，上列的后幾類添加劑都是不同種類的聚合物，因此，可看作是高分子共混合物，而不屬于助劑的范疇。3.3 混合過程 原料的預備：樹脂的枯燥，稱量，固體助劑的研磨等。 原料的混合：定義：是一種趨向于減少混合物非均勻性的操作，在整個系統的全部體積內各組分在其單元內沒有

13、發生實量變化情況下的細化和分布過程混合設備：轉鼓式混合機，靠混合室的轉動來完成。用于非潤性物料的混合螺帶式混合機，多用在高速捏合后物料的冷卻上，也叫冷混合機捏合機，混合時間長，均勻性差，效率較前兩者高高速捏合機 捏合機原理 高速混合機原理混合原理和效果評定 1、混合實際分析分散：靠各組分間濃度差推進微粒從濃度高向濃度低的區域遷移。對固、液態物料，這種作用不明顯對流：靠各組分在外界要素下向其它組分所占空間流動，到達各組分在空間上的均勻分布主要手段為機械攪拌剪切：機械作用產生剪切力使物料各組分的物料塊形變甚至分別解體，到達均一混合的目的物料初混以對流為主，塑煉主要靠剪切作用2、混合效果的評定均勻程

14、度；分散程度。混合過程中的物理化學作用力化學反響器3.3 溶液和分散體的配制學習目的：1、了解溶液配制方法2、掌握溶膠的制備過程 3.3.1 溶液的制備簡介：成型中所用的聚合物溶液，有些是在合成聚合物時特意制成的，如酚醛樹脂和聚酯等的溶液。而另一些那么需在運用時配制，如乙酸纖維素和氯乙烯一乙酸乙烯酯共聚物的溶液等。設備：配制溶液所用的設備，普通都用附有強力攪拌和加熱夾套的釜。為便于將聚合物結塊撕裂和加強攪拌作用，也有在釜內加設各式擋板的。以下結合上面所述溶解過程原理，引見兩種工業上常用的詳細配制方法。制備的方法 慢加快攪法 配制時，先將選定的溶劑在溶解釜內加熱至一定溫度，然后在快速攪拌和定溫下

15、，漸漸參與粉狀或片狀的聚合物，直至投完應加的量為止。投料的速率應以不出現結塊景象為度。緩慢加料的目的在于使聚合物完全分散之前不致結塊，而快速攪拌那么既有加速分散和分散作用，又借攪拌槳葉與擋板問的剪應力來撕裂能夠產生的團塊。 低溫分散法 先將溶劑在溶解釜內進展降溫，直到它對聚合物失去活性的溫度為止，然后將應加的聚合物粉狀物或片狀物一次投入釜中，并使它很好地分散在溶劑中，最后再不斷地攪拌將混合物逐漸升溫。這樣當溶劑升溫而恢復活性時，就能使曾經分散的聚合物很快溶解。 配制溶液時，對溶劑和溶液加熱的溫度，應在能夠范圍內盡量降低，不然即使在溶解釜上設有回流冷凝安裝，也會引起溶劑的過多損失，甚至影響消費平安。另外，由于溶解過程時