塑料实验报告

1、实验报告 2010年9月21日 学院机械工程与自动化学院学号姓名 学时2课程名称材料与工艺实验项目名 称热塑性塑料注射成型指导教师一、 实验目的 1. 加深对热塑性塑料注射成型工艺过程及成型原理的理解。2. 掌握注射成型工艺条件的拟定原则，并能对各工艺条件与制品质量的关系作出分析。3. 掌握注射成型工艺的基本结构、动作原理和操作方法，掌握设备的调试及模具的结构及安装。4. 按HG-1122-77制备注射样条，为性能测试做准备。二、实验原理 注射成型是热塑性塑料的一种重要成型方法，其主要特点是模塑周期短，生产效率高，易于自动化，可一次成型外形复杂、尺寸精确或带有精细嵌件的塑料制品。据统计，全世界

2、塑料产量的约30%用于注射成型，随着现代塑料加工技术的不断发展，注射成型也必将在塑料加工中发挥越来越大的作用。注射成型是利用热塑性塑料受到一定的温度以后，能够变为熔融体，并借助热力和压力的作用使其流动，冷却后又成为固体的特点二实现的。其一般过程为：将经过预处理的塑料原料通过料斗加入到注射机的料斗中，塑料受到加热料筒和分流梭的作用而熔融塑化为粘稠性流体，经注射柱塞的推动，即通过喷嘴、模具的主流道、分流道、浇口而最终充满型腔。由于模具的温度低于塑料的软化温度，因此模具迅速吸收融化塑料的热量而使它由表及里的凝固。当制件凝结至适当温度时，可开启模具，将制作从模腔中取出。注射成型过程自塑件从模具中取出即

3、完成一个模塑周期。注射制作的正常过程就是模塑周期的反复循环。这一循环完成的时间及工艺条件的选择与所用塑料的品种、性能、注射成型设备、工艺装置结构等有密切的关系。三、使用仪器、材料 原料：碳酸钙填充改性HDPE。设备：柱塞式注射机、试样模具一套（长方形），型腔尺寸120×15×10mm、半导体测温器一个、秒表一块、手锯一把。四、实验步骤 l 开车前准备1. 加润滑油2. 通冷却水3. 料筒取热4. 检查设备各动作的可靠性5. 模具安装和锁模力的调节6. 顶出杆的位置调整7. 螺旋式注射机预塑螺杆的转速和背压调节l 实验内容1. 准备工作完成后，首先检查料嘴和喷嘴温度是否合适。

4、2. 料温测定的方法中用测温计从喷嘴插入熔体中，并均匀来回移动数次，待测温度计读数稳定之后再作记录。3. 注射速度是柱塞或螺杆在注射时的移动速度，可通过秒表测定推料杆在标尺上移动一定距离所用时间计算而得。4. 注射压力可通过调节阀调整，其大小应能使塑件外形完整，密度合适并不产生溢边为准。注射压力的数值可由压力表直接读出。5. 成型试样要求外形完好、表面平整，无气泡、裂纹、银丝、分层、明显杂质和加工损伤等缺陷。制取试样时一要在基本稳定的工艺条件下进行，至少舍弃五模后再开始取样。6. 成型周期是指从成型循环的某一特征点到下一循环该点再次出现时所需的时间，即完成一个完整的成型循环过程所需的时间。用秒

5、表测定数次求平均值。7. 对各工艺条件作出详细记录，写出实验报告并讨论相关问题。热塑性塑料注射成型中的常见缺陷及产生原因：1.制品填充不足 料桶，喷嘴及模具的温度偏低 加料量不足 料桶内的剩料太多 注射压力太小 注射速度太慢 流道和浇口尺寸太小，浇口数量不够，切浇口位置不恰当 型腔排气不良 注射时间太短 浇注系统发生堵塞 塑料的流动性太差 2.制品有溢边 料桶，喷嘴及模具温度太高 注射压力太大，锁模力太小 模具密合不严，有杂物或模板已变形 型腔排气不良 塑料的流动性太好 加料量过大 3.制品有气泡 塑料干燥不够，含有水分 塑料有分解 注射速度太

6、快 注射压力太小 麻烦温太底，充模不完全 模具排气不良 从加料端带入空气 4.制品凹陷 加料量不足 料温太高 制品壁厚与壁厚相差过大 注射和保压的时间太短 注射压力太小 注射速度太快 浇口位置不恰当 5.制品有明显的熔合纹 料温太低，塑料的流动性差 注射压力太小 注射速度太慢 模温太低 型腔排气不良塑料受到污染 6.制品的表面有银丝及波纹 塑料含有水分和挥发物 料温太高或太低 注射压力太小 流道和浇口的尺寸太大 嵌件未预热回温度太低 制品内应力太大 7.制品的表面有黑点及条纹 塑料有分解 螺杆的速度太快，背压力太大

7、 喷嘴与主流道吻合不好，产生积料 模具排气不良 塑料受污染或带进杂物 塑料的颗粒大小不均匀 8.制品翘曲变形 模具温度太高，冷却时间不够 制品厚薄悬殊 浇口位置不恰当，切浇口数量不合适 推出位置不恰当，且受力不均 塑料分子定向作用太大 9.制品的尺寸不稳定 加料量不稳定 塑料的确颗粒大小不均匀 料桶和喷嘴的温度太高 注射压力太小 充模和保压的时间不够 浇口和流道的尺寸不恰当 模具的设计尺寸不恰当 模具的设计尺寸不准确 推杆变形或磨损 注射机的电气，液压系统不稳定 10.制品粘模 注射压力太大，注射时间太长 模具温度太高 浇口尺寸太大，

8、且浇口位置不恰当实验报告 2010年9月21日 学院机械工程与自动化学院学号姓名学时2课程名称材料与工艺实验项目名 称挤出吹塑薄膜成型指导教师一、 实验目的 1. 加深对基础理论的理解，明确挤出吹塑塑模成型的原理及工艺参数对产品质量的影响。2. 了解挤出机及辅助机的基本结构，掌握挤出吹塑薄膜生产线的操作方法。3. 通过挤出平吹法制取聚乙烯薄膜为性能测试提供样品。二、实验原理 挤出成型是热塑性塑料十分重要的成型方法，其产量也居各成型方法的首位。通过更换机头口模，挤出成型可生产多种制品，其中挤出吹塑薄膜是挤出生产的主要产品之一。挤出吹塑薄膜生产的工作原理如下：当塑料加入挤出机料斗后，随着螺杆的旋转

9、被螺纹强制推向机头，此时塑料一方面被外部热源加热，另一方面由于塑料本身在压缩、剪切和搅动过程中，与料筒、螺杆之间的外摩擦以及大分子之间的内摩擦，也产生很大的热量。与此同时由于螺杆螺槽深度逐渐减小，加之滤网、多孔板和机头的阻力，是塑料压实，从而改善了它的热传导性。这样在内、外热及压力的联合作用，是塑料温度逐渐上升直至熔融，粘度也逐步达到成型所要求的范围。当熔融塑料进入机头后，经环隙形口模成型为薄膜管坯，此时人工将管坯端部封闭并引至牵引辊，从芯膜孔道吹入压缩空气，是管坯横向膨胀，同时牵引辊连续纵向牵伸，使膜管达到所要求的厚度及折径。膜管经冷却风环冷却定型并由人字板压叠成双折薄膜，通过牵引辊以恒定的

10、速度进入卷取装置，到一定量时可进行切割即成为膜卷。在挤出吹塑薄膜生产装置中，牵引辊又是压辊，它通过完全压紧已折叠的双层薄膜，使膜管内的空气不能越过牵引辊的缝隙处而使膜管内部保持恒定的空气量和压力，保证薄膜的尺寸不变，因此吹塑薄膜生产中，只是在生产初期鼓入压缩空气，待薄膜尺寸确定后，不需再使用压缩空气。 挤出吹塑薄膜由引模方向的不同可分为上吹法、下吹法和平吹法，本实验所用的是平吹法，其主要特点是机头、辅机结构简单，安装、操作方便，但薄膜厚度均匀性差，不宜生产折径大的产品。三、使用仪器、材料 原料：高压聚乙烯设备:挤出机、平吹辅机、机头、托盘天平、温度计5只、千分尺、卷尺、哑铃形标准刀具四、实验步

11、骤 1. 检查主机加热系统是否正常，机头连结部分的螺栓是否紧固，辅机各部分运转是否可靠。2. 打开冷却水开关，对料斗底部进行冷却。3. 料筒温度预热拟定数值，保温30分钟。4. 开动主机和辅机使其在低速下运转，先加入少量塑料，并注意进料及主机电流情况，如进料困难或主机电流过大，应及时停车，提高成型温度并保温一段时间后再开车。5. 当熔融塑料正常挤出后，人工将挤出物端口封闭，从芯模通入一定量的压缩空气，缓慢牵引管坯通过冷却风环、人字板至牵引辊，是产品生产过程连续。6. 逐渐提高螺杆转速并相应改变牵引速度，同时调整压缩空气的进气量、冷却风环的位置、冷却风环出口间隙等，是生产过程正常进行。7. 在膜

12、管形状尺寸、透明度及外观质量稳定不变的条件下，截取1分钟生产的薄膜，称重并计算生产生产率：测量平均厚度（）及折径（W）,计算吹胀比（）和牵引比（） 8. 缓慢改变成型工艺条件待过程正常后，再次截取1分钟的产品进行称量和计算。9. 观察实验过程中膜管的冷冻线。改变风环的位置或挤出、牵引速度等观察冷冻线的变化情况。10. 截取一尺产品，从薄膜纵横不同方向制取性能测试样品。11. 对实验各工艺条件作出详细记录，写出实验报告并讨论相关问题。吹塑工艺控制要点：吹塑薄膜工艺流程大致为：料斗上料一物料塑化挤出吹胀牵引风环冷却人字夹板牵引辊牵引电晕处理薄膜收卷但是，值得指出的是，吹塑薄膜的性能跟生产工艺参数有

13、着很大的关系，因此，在吹膜过程中，必须要加强对工艺参数的控制，规范工艺操作，保证生产的顺利进行，并获得高质量的薄膜产品。在聚乙烯吹塑薄膜生产过程中，主要是做好以下几项工艺参数的控制：1挤出机温度吹塑低密度聚乙烯(LDPE)薄膜时，挤出温度一般控制在160170之间，且必须保证机头温度均匀，挤出温度过高，树脂容易分解，且薄膜发脆，尤其使纵向拉伸强度显著下降；温度过低，则树脂塑化不良，不能圆滑地进行膨胀拉伸，薄膜的拉伸强度较低，且表面的光泽性和透明度差，甚至出现像木材年轮般的花纹以及未熔化的晶核(鱼眼)。2吹胀比吹胀比是吹塑薄膜生产工艺的控制要点之一，是指吹胀后膜泡的直径与未吹胀的管环直径之间的比

14、值。吹胀比为薄膜的横向膨胀倍数，实际上是对薄膜进行横向拉伸，拉伸会对塑料分子产生一定程度的取向作用，吹胀比增大，从而使薄膜的横向强度提高。但是，吹胀比也不能太大，否则容易造成膜泡不稳定，且薄膜容易出现皱折。因此，吹胀比应当同牵引比配合适当才行，一般来说，低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的吹胀比应控制在2.53.0为宜。3牵引比牵引比是指薄膜的牵引速度与管环挤出速度之间的比值。牵引比是纵向的拉伸倍数，使薄膜在引取方向上具有定向作用。牵引比增大，则纵向强度也会随之提高，且薄膜的厚度变薄，但如果牵引比过大，薄膜的厚度难以控制，甚至有可能会将薄膜拉断，造成断膜现象。低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的牵引比一般

15、控制在46之间为宜。4.露点露点又称霜线，指塑料由粘流态进入高弹态的分界线。在吹膜过程中，低密度聚乙烯(LDPE)在从模口中挤出时呈熔融状态，透明性良好。当离开模口之后，要通过冷却风环对膜泡的吹胀区进行冷却，冷却空气以一定的角度和速度吹向刚从机头挤出的塑料膜泡时，高温的膜泡与冷却空气相接触，膜泡的热量会被冷空气带走，其温度会明显下降到低密度聚乙烯(LDPE)的粘流温度以下，从而使其冷却固化且变得模糊不清了。在吹塑膜泡上我们可以看到一条透明和模糊之间的分界线，这就是露点(或者称霜线)。在吹膜过程中，露点的高低对薄膜性能有一定的影响。如果露点高，位于吹胀后的膜泡的上方，则薄膜的吹胀是在液态下进行的，吹胀仅使薄膜变薄，而分子不受到拉伸取向，这时的吹胀膜性能接近于流延膜。相反，如果露点比较低，则吹胀是在固态下进行的，此时塑料处于高弹态下，吹胀就如同横向拉伸一样，使分子发生取向作用，从而使吹胀膜的性能接近于定向膜。挤出吹塑薄膜厚度均匀性差的原因：模口间隙的均匀性直接影响薄膜厚度的均匀性，如果模口间隙不均匀，有的部位间隙大一些，有的部位间隙小一些，从而造成挤出量有