高分子材料科学与工程专业实验讲义.docVIP

高 分 子 材 料 科 学 与 工 程 专 业 实 验 讲 义 （塑 料 方 向） 材料学院 高分子材料教研室 2004.11.11 实验一 捏合、挤出造粒实验 实验目的 掌握捏合的基本原理； 掌握挤出造粒的基本原理； 熟悉高速混合机、双螺杆挤出机的基本构造及工作原理； 学会正确使用高速混合机、双螺杆挤出机。 实验原理 在塑料制品的生产中，只有少数聚合物（树脂）可单独使用，而大部分的聚合物（树脂）必需与其它物料混合，进行配料后才能应用于成型加工。混合的过程一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的。其目的就是使原来两种或两种以上各自均匀分散的物料，从一种物料按照可以接受的概率分布到另一种物料中去，以便得到组成均匀的混合物。 捏合实验 捏合是塑料配制中常用的混合过程。所谓捏合是指液体和粉状（纤维状）固体物料的浸渍与混合。通常是在低于聚合物的流动温度和较缓和的剪切速率下进行的，捏合后的物料各组分本质基本上没有什么变化。 高速捏合机的原理主要就是采用高速搅拌，利用剪切、塑化、摩擦生热达到对材料塑化、混合和分散的作用。 双螺杆挤出造粒实验 双螺杆挤出造粒的原理主要就是借助螺杆的挤压、搅拌，利用剪切、塑化、摩擦生热达到对材料塑化、混合和分散的作用的，通过机头挤出、冷却、造粒。 三、设备的基本构造、操作步骤及注意事项 1.高速混合机 （1）基本构造 回转容器盖 回转容器 挡板 快速叶轮 放料口 电动机 机座 图1 高速混合机 （2）操作步骤 a.开机前首先检查设备的完好和个润滑点的润滑。 b.根据不同的材料确定加工工艺温度。 c.首先开低速，再开高速。 d.卸出物料，卸出物料的时候要用低速。 （3）安全注意事项 a.严格按照操作规程确定操作顺序。 b.开车的时候严禁打开盖。 d.折流板的位置必须摆正。 e.捏合过程一定要保证被分散物料混合均匀。 2..双螺杆挤出机组 （1）基本构造 TSE-35A/400-11-32同向双螺杆挤出造粒机组包括机械和电气控制两部分组成。机械部分如图2所示。 1-交流电机 2-主喂料机 3-侧喂料机 4-料筒（内有螺杆） 5-水槽 6-切粒机 图2 双螺杆挤出机组示意图 主要包括：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头与口模等部分。 （2）操作步骤 第一步：预热升温准备 合上控制柜内总电源开关，然后主机电源开关，根据所用物料设定控制温度。 第二步：开车 当各段加热温度达到设定值并保温30分钟，按正常手动盘车，盘动应轻快灵活，无异常现象后，按下列步骤进行操作： A．辅机启动。打开切粒机调速器的开关，旋转旋钮使切粒机处于低速旋转状态。 B．主机启动。在确保主机给定为0时，依次按下模拟板上的油泵、主机触摸开关，然后通过旋转主机给定旋钮，缓慢提高主机转速。（空转时螺杆转速一般在50 r/min左右，时间不超过2分钟。喂料启动后在提高主机螺杆转速。） C．喂料启动。在主机空转无异常后，按下模拟板上的喂料触摸开关，根据主机转数和出料情况适当调整喂料速度。在加料的过程中，要逐渐增加喂料量，不能突变和超过主机螺杆的承受能力，主机电流不能超过额定值。 第三步：拉条切粒 当熔体从模板喷出形成料条后，先通过水槽使料条在水槽中冷却，然后牵引料条送入切粒机料条入口，调节切粒机转速使粒料达到要求。 注：切粒前应准备如剪刀、铲刀等工具。 注意：防止烫伤！ 第四步：调整 待机组运转正常后，根据工艺要求，调节喂料和主机的转数，使二者相互匹配。随时密切注意主机和喂料电流指示和整个机组的运转情况。 第五步：停机 ①正常停机顺序： A：关闭真空系统 B：停喂料机 C：逐渐降低主螺杆转速，尽量排尽筒内残存物料（对于受热易分解的热敏性料，停机前应用聚烯烃料对主机清洗）。 D：停辅机。 E：按下面板油泵按钮，关闭油泵。 F：关闭主机电源和各个电机的电源，切断总电源开关。 H：清扫设备。 ②紧急停车 遇到紧急情况需停主机时，可迅速直接按下控制柜上的紧急停车按钮，并随即将主机、喂料调回零位。寻找故障原因。 （3）安全注意事项 设备高温，注意严禁手触，避免烫伤。 经常注意电机的电流指示，避免因为阻力过大造成对设备的损坏。 四、结果与讨论 捏合、挤出造粒杆实验主要是要求学生掌握由物料到混合料的捏合工艺和双螺杆造粒实施方法，简单地了解实验原理和设备操作规程。通过实验现象的观察可以看到实验的最终结果。主要讨论以下几个问题： 捏合与混合、塑炼这两种混合手段有和异同点？ 如何评价混合效果？ 理论上，按照物料在螺杆中的状态，可以将螺杆分成哪几部分，物料状态如何？ 试讨论如何设定合适的工艺条件，达到良好的共混效果。 试讨论挤出造粒过程中存在哪些因素影响物料的共混效果。 实验二 注射成型实验 实验目的 熟悉螺杆式注射机的结构及工作原理