高分子合成工艺

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1、110321聚合物成型工艺复习手册第三章1润性物料加入大量液态助剂（增塑剂）的物料。2混合过程有三类：混合、捏和、塑炼Ø 混合是指粉状固体物的混合；Ø 捏和是指液体和粉状(纤维状)固体物料的浸渍与混合；Ø 塑炼则指塑性物料与液体或固体物料的混合。3混合过程一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的。 扩散：利用物料各组分的浓度差，推动构成各组分的微粒，从浓度较大的区域中向较小的区域迁移，以达到组成均一。提高温度、增加接触面积、减小料层厚度，均有利于扩散的进行。聚合物熔体扩散缓慢，扩散在挤出机中对混合影响很小。对流：两种物料相互向各自占有的空间进行流动，以期达到组成均

2、一，机械力的搅拌，使物料作不规则流动而达到对流混合的目的。对任何聚集态物料，对流作用总是必不可少的。剪切：靠机械的作用产生剪切力，物料表面积，分布区域，使物料组成达到均一。与剪切速率大小和剪切力的方向是否连续改变有关。剪切力的混合作用，特别适用于塑性物料，因为塑性物料的粘度大，流动性差，又不能粉碎以增加分散程度。4配制方法： 慢加快搅法低温分散法5分散体PVC与非水液体形成的悬浮体，通常叫PVC溶胶塑料或PVC糊。 塑性溶胶（增塑糊）：PVC+增塑剂（全部液体部分） 有机溶胶（稀释增塑糊） PVC+液体部分（稀释剂+分散剂（增塑剂+挥发性溶剂） 塑性凝胶（增塑胶凝糊）：塑性溶胶+胶凝剂 有机凝

3、胶 （稀释增塑胶凝糊）有机溶胶+胶凝剂6糊的流动行为低剪切速率、牛顿流体；剪切速率较大，假塑性流体；剪切速率大，膨胀性流体；第五章1挤出成型在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模（即机头）成型的方法称挤出成型或挤塑。2挤出成型可分为两个阶段：第一阶段是使固态塑料变成粘性流体（即塑化）并在加压情况下，使其通过特殊形状的口模，而成为截面与口模形状相仿的连续体。第二阶段则是用适当的处理方法使挤出的连续体失去塑性状态而变为固体，即得到所需制品。3分类： 塑化方式：干法：（熔融法） 通过加热使塑料熔融成型+湿法（溶剂法） 用溶剂将塑料充分软化成型（CN、CA及纺丝） 加压方式：连续式+间

4、歇式4单螺杆挤出机和双螺杆挤出机的区别：在单螺杆挤出机中，物料主要靠物料与料筒内壁和螺杆间摩擦力之差向前输送的。双螺杆挤出机，正位移输送原理（强制输送）（2）单、双螺杆挤出机性能的比较 双螺杆挤出机是靠正位移原理输送物料，没有压力回流 （逆流），挤出量与机头压力几乎没有关系。 物料在双螺杆中停留时间短，由于表面更新作用，排气 性能优异。生产能力高。 具有良好的剪切、混合性能，使物料得到的热量及时均 化，加速物料的塑化速度，减少料温波动，可提高挤出 物的产量和质量。5为使挤出机达到稳定的产量和质量，应满足： 沿螺槽方向任一截面上的质量流率必须保持恒定且等于产量； 熔体的输送速率应等于物料的熔化速

5、率。6固体输送理论：为使固体输送量达最大，可从挤出机结构和挤出工艺两个方面采取措施。增加螺槽深度，但会受到螺杆扭矩的影响。降低塑料与螺杆的摩擦系数（fs） 提高螺杆的表面光洁度。增大塑料与料筒的摩擦系数（fb） 料筒表面不能粗糙，料筒内开设纵向沟槽 ，采用锥形开槽的料筒。选择最佳螺旋角：1720°（从制造角度考虑）。加料段温度不能过高:T过早出现熔膜fb Qs 。 螺杆内通水冷却：塑料对钢的fs随T而。 输送效率与颗粒直径有关：颗粒小Qs 。 挤出过程中，控制物料与螺杆和料筒的摩擦力为恒定值，否则移动角变化，造成产量波动。7对于比热小、导热系数大，熔点低的物料， 其值相对较大，所需的

6、ZT 较短。或ZT相同时，能获得较高的生产率。 PP与PE，哪个ZT 长？PP较长粘度高的物料流动性较差，一般熔化温度较高（PC和聚砜），物料需要有吸热过程，要求ZT 较长。8影响挤出机的因素：（B）螺杆转速n的影响(a) 无背压控制的设备，n ， G> 的影响，导致ZT 加长，这也是在一般设备上， n值不能过高的原因。(b) 当设备有背压控制时，由于提高n时G可加以控制，而值的影响提高，导致 ZT 减小。（C）料筒温度（Tb）的影响 Tb ，利于塑料的供热和加速其熔融过程；粘度会降低，可以提早熔融。 Tb存在着最佳值。如过高反而不利于 ZT的减小，并影响加料段固体输送能力。9挤出机内四

7、种流动方式：正流（拖曳流、顺流） 塑料熔体在料筒和螺杆之间沿着螺槽朝机头方向的流动，由旋转螺杆的挤压造成，Qd。逆流（压力倒流） 其流动方向与正流相反。由机头、多孔板及过滤网等阻力引起的压力梯度所造成。Qp。漏流（QL）由于压力梯度在螺棱与料筒间隙处所形成的倒流，沿着螺杆轴向料斗方向的流动，一般很小。横流（Qt） 螺槽内的环流。虽对挤出量没有影响，但对挤出过程中物料的混合、热交换及塑化影响很大。说明：熔融物料在螺槽中的流动是上述四种流动的组合。是以螺旋形轨迹出现的。影响挤出机生产率的因素（A）螺杆转速（n）的影响： Qm随n而，但当n达一定值时， Qm 会明显。靠增加n来提高生产率是有限度的。

8、（B）均化段螺槽深度（h）及长度（L）的影响： h稍有变化，将对斜率产生明显的影响。 h越大，螺杆特性曲线越倾斜，意味着挤出量对口模压力越敏感，对温度的影响也很大。10挤出管材的生产工艺流程： 粒料、粉料挤出机熔融机头环形口模挤出形成管状物定径 冷却牵引切割或卷绕 11 定径方法：外径定径：管材外壁与定径套内径接触进行冷却+内径定径：管材内径与定径套外径接触进行冷却（外径定径：外径尺寸精度高，表面光洁度高，外观好；但内表面粗糙，有缺陷，不利于物料的流动。12外径定径法两种方法： 内压法管内通压缩空气使管材外表面贴附在定径套内迅速冷却初步硬化定型。在管内或管端封塞，使管内维持比大气压较大而又恒定

9、的压力。定径套内径比管材外径略大。真空定径法 沿套管的圆面上钻一排小孔（0.7mm），用真空抽吸使管状物紧贴套管。管材内部应力较小，不需装气塞，操作方便，废料较少；但定型力较小，难以控制管材圆度，抽真空设备昂贵。13拉伸比（l）：芯棒与口模之间的环形间隙面积与管材截面积之比。一般为1.11.514吹塑薄膜的工艺流程：粒料、粉料挤出机熔融环隙形口模挤出膜管压缩空气横向吹胀牵引辊纵向拉伸空气冷却压叠成双折卷取膜15根据挤出机挤出膜管引出方向的不同，挤出吹塑薄膜的工艺流程可分为：平挤上吹法：厚度范围大的宽幅薄膜；不适用于粘度较低的塑料，多用于PVC、PE。平挤下吹法：适合粘度小，要求透明度高的塑料薄

10、膜。一般采用急冷（水冷）方法，多用于PP、PA、PVDC等。平挤平吹法：生产窄幅薄膜，PE、PS及PVC热收缩膜16吹胀比：吹胀后的膜管直径与机头环形模口直径之比。即薄膜的横向牵伸倍数 。 牵伸比：牵引膜的线速度与挤出膜管线速度之比。即薄膜的纵向牵伸倍数 。 17冻结线 ：薄膜发白与透明区的交界线。（LDPE实测冻结线处温度为90 左右）冻结线适中: 冷却适中，薄膜冷却均匀，表面光滑，质量好。冻结线过高: 冷却缓慢，冷却时间长，结晶度，透明度，纵向取向。冻结线过低: 冷却过急，冷却时间短，膜易产生内应力，发脆，横向取向，表面粗糙。18 HDPE具有独特的长颈状，称为“膜泡泡颈”，随着泡颈高度的

11、增加，薄膜的拉伸强度。19 PP膜可分为：吹塑薄膜（IPP）：采用下吹水冷法生产，可制得透明薄膜。MFR=36g/10min 的薄膜级树脂。双向拉伸薄膜（BOPP）：用于生产BOPP膜MFR比IPP膜小，以24为宜。BOPP膜的工艺控制要点： 厚片的冷却： 厚片挤出后即实行急冷，允许5%的结晶度。一般由冷却转鼓进行，冷却转鼓的线速度与出料速度大致同步或略有拉伸，以保证厚片不发皱。厚片厚度 = 1216倍的膜厚。 纵向拉伸： 先预热，拉伸辊温度要适宜。过高：会出现粘辊痕迹，影响制品表面质量，严重时还会引起包辊；过低：出现冷拉现象，厚薄公差。拉伸倍数（拉伸比）为4：110：1，是两辊拉伸的线速度之