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1、学院名称: 专业名称: 学号:学生姓名:塑料制品设计与制造论文题目: PP与HDPE昆合管材的设计化学与材料科学学院高分子材料与工程1213040133陆桂玉指导教师姓名(职称): 刘钰馨(副教授)目录【摘要】 1【关键词】 1Abstract 1Key Words 11. 前言 12. 实验部分 22.1实验原理 22.2实验原料 32.3实验设备 32.4实验配方 32.4.1配方设计思路 32.4.2 配方 42.5相关设备的工艺参数 42.6实验步骤 42.7实验工艺流程 42.8注意事项 53. 结果与讨论 54结论 75.参考文献 7PP与 HDPE昆合管材的设计高分子材料与工程陆
2、桂玉【摘要】pp管材抗腐蚀性好、使用寿命长、加工方便以及良好的卫生性、环境友好性等优点而受到市场的青睐。PE管材具有密度低、强度与质量比高、脆化温度低、韧性好、耐腐蚀、绝缘性能好、 易着色、易于施工和安装等特点,广泛应用于市政和建筑给排水、燃气、供热采暖、电线电缆穿线、 农用节水灌溉和工业排污。成本比较低,工作寿命长、维护费用低。本文通过添加各种加工助剂, 主要包括填料(碳酸钙)等,固定PP/HDPE=70/30不变,改变碳酸钙的用量,通过挤出、注塑等工艺制成试样,比较不同配方的试样的拉伸性能和冲击强度,从而得到较优的PP与HDPE昆合管材的配方组成。【关键词】助剂不变挤出注塑性能The de
3、sign of PP and HDPE mixed tubePolymer materials and engin eeri ng,LuGu iYuAbstract: PP pipe corrosi on resista nee is good, the use of long service life, convenient process ing and good health, environmen tal frien dly adva ntages by the market of all ages. PE pipe has the adva ntages of low den sit
4、y, high stre ngth and mass ratio, low brittle temperature, good tough ness, corrosi on resista nee, good in sulati on properties, easy colori ng, easy con struct ion and in stallati on and other characteristics, widely used in muni cipal and build ing to the dra in age, gas, heat ing, wire and cable
5、 threadi ng, agricultural water-sav ing irrigati on and in dustrial sewage. Lower cost, l ong service life and low maintenance cost. This article by add ing a variety of process ing aids, mai nly in cludi ng filler (calcium carb on ate), con sta nt fixed PP/HDPE=70/30, cha nge the amount of calcium
6、carb on ate, by extrusi on, inject ion mold ing, such as process, the specime ns were prepared. The ten sile properties and impact stre ngth of comparis on of differe nt formulations of the specimen, and obtained better PP and HDPE mixed tubing formulation composition.Key Words: Auxiliary Unchanged
7、Squeeze produce plastic articles by injection moulding performa nee1. 刖言现代工业生产中,管材除大量用于气体和液体管道工程外,在航空航天、机械、化工、轻工、交通运输等工业部门也被广泛使用。特别是进入20世纪90年代,由于燃料和原材料成本的原因及环保法规对废气排放的严格限制。塑料管材与金属、水泥等传统 材料管材相比,具有重量轻、易着色、不需涂炭、耐腐蚀、不生锈、导热系数低、绝缘 性能好、不生苔、内壁不结垢、流动阻力小、施工安装和维修方便、生产、安装、维护 能耗低等优点。因此,工业发达国家早于30年代就已有实用,目前更广泛应用于
8、住宅建设、市政工程、农业和工矿企业等国民经济各个领域。在国外,塑料管材正不断代替金属或其他传统材料的管材,获得迅速发展。1980-1990年的10年中,塑料管的应用量每年以 8%1 勺速度增长,是其他各类材料管材 中最大品种。美国1985年塑料管的比例已占所有管材市场的 42%用于塑料管材的材料 有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC、聚丙烯(PF) 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚丁 烯(PB)、各种玻璃钢和尼龙等。我国50年代后期就有PVC软管生产,从60年代初开始研制和生产PVC-Ut材,1965 年,颁布了硬质聚氯乙烯管材的生产标准,使生产PVC-Ut有章可循,促进了其发展。60年代末
9、70年代初,也有了 PE和 PP管的生产。近年,中国也已有 ABS管的生产,但 产量不大。80年代前,中国管材的发展十分缓慢。进入 80年代后,尤其是90年代后, 各种塑料管材的发展有所加快。PP管材以其密度小,抗腐蚀性好、使用寿命长、加工方便以及良好的卫生性、环境 友好性等优点而受到市场的青睐。PE管材具有密度低、强度与质量比高、脆化温度低、 韧性好、耐腐蚀、绝缘性能好、易着色、易于施工和安装等特点,广泛应用于市政和建 筑给排水、燃气、供热采暖、电线电缆穿线、农用节水灌溉和工业排污、矿山矿物输送 等领域。成本比较低,工作寿命长、维护费用低。所以,PP与PE混合管材的设计已日益受到重视,成为一
10、种必然。为了得到性能优良的PP与 HDPE混合管材,本文添加各种加工助剂,主要包括填料(碳酸钙、滑石粉)、阻燃剂(氢氧化镁、氢氧化铝)等,固定PP/HDPE=70/30不变,改变碳酸钙的用量,通过挤出、注塑等工艺制成试样,比较不同配方的试样的拉伸性能 和冲击强度,从而得到较优的 PP与HDPE昆合管材的配方组成。2. 实验部分2.1实验原理PP与HDPE以及碳酸钙在高速混合机混合均匀后,在挤出机内高温作用下熔融,经过模具挤出管状物。管状物经过切粒机切粒,切粒后在70C的真空干燥箱中干燥 4h,最后通过注塑机注塑成型。再将制成的试样进行测试。2.2实验原料树脂:PP、HDPE助剂:填料(碳酸钙)
11、等2.3实验设备表2-1主要实验设备设备名称型号厂家电子天平LT3001A常熟市天量仪器有限责任公司高速混合机HTF90W1宁波海天塑机集团有限公司双螺杆挤出机SHJ-20南京杰亚挤出装备有限公司冷切粒机LQ-25泰州市恒鑫机械制造有限公司电热恒温鼓风干燥箱GZX-GF101-2-BS上海跃进医疗器械有限公司塑料注射成型机HTF90W1宁波海天塑机集团有限公司游标卡尺SHRN0-200mm桂林量具刀具有限责任公司万能试验机XWW-20承德市金建检测仪器有限公司缺口制样机XQZ-I承德市金建检测仪器有限公司电子悬臂梁冲击实验机XJUD-5.5承德市金建检测仪器有限公司2.4实验配方2.4.1配方
12、设计思路固定PP/HDPE=70/30不变,比较不同碳酸钙的用量的性能(拉伸、冲击),以寻找 几个配方中中最适合制作 PP与 HDPEg和管材的配方。242配方每个配方总质量为400g具体每种原料重量按照以下配方进行称量。配方一:PP-280g HDPE-120g CaCQ-Og配方二:PP-252g HDPE-108g CaCQ-40g配方三:PP-224g HDPE-96g CaCOa-80g配方四:PP-196g HDPE-84g CaCOa-120g2.5相关设备的工艺参数双螺杆挤出机:温度:机头(C)六区(C)五区(C)四区(C)三区(C)二区(C)一区(C)210220225230
13、220200290挤出机主机频率:=10Hz挤出机喂料频率:apw度强裂断20 J0 IIIIII20406080100120CaCO3 (g)图3-3屈服强度与CaCO的关系 图3-4断裂强度与CaCO的关系冲击强度24-22200204060801UU120CaC03 (g)图3-5冲击强度与CaCd勺关系由各图可知弹性模量不随 CaCO改变,拉伸强度和屈服强度随 CaCO勺增加而减低, 断裂强度和冲击强度随CaCO的增加而增加。碳酸钙可增加塑料产品体积,降低成本,提 高硬度和刚度,减小塑料制品的收缩率,提高尺寸稳定性;改进塑料的加工性能、提高其 耐热性、改进塑料的散光性、抗擦伤性、平滑度
14、;同时对缺口抗冲击强度的增韧效果及 混炼过程中的粘流性等方面都具有明显的效果。填充碳酸钙后,由于碳酸钙的硬度大,会提高塑料制品的硬度和刚度,力学性能增强。制品的抗拉强度和抗弯强度得到改进,并使 塑料制品的弹性模量显著提高,与玻璃钢相比它的抗拉强度、抗弯强度和抗弯模量与玻 璃钢大致相同,唯一不如玻璃钢的是它的缺口冲击强度较低,但这一缺点可通过添加少 量短玻璃纤维而被克服。对于管材,填充碳酸钙可提高它的几项指标,如钢球压痕强度、 缺口抗冲击强度、粘流性、耐热性等;但同时会降低它的几项韧性指标,如断裂延伸率、 快速开裂、悬臂梁冲击强度等。4. 结论试验结果表明,通过比较四个配方试样的性能,发现CaCO的用量为40g时,各方面的性能相对其他的配方较好。是四个配方中最适合用来制作管材的。由于实验条件的 限制,只做了一部分的研究,所以还是存在其他方面的可能性。如滑石具有润滑性、抗 黏、助流、耐火性、抗酸性、绝缘性、熔点高、化学性不活泼、遮盖力良好、柔软、光 泽好、吸附力强等优良的物理、化学特性,由于滑石的结晶构造是呈层状的,所以具有 易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性,如果Fe2Q的含量很高则会
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