塑料混改性技术培训讲义

《塑料共混改性技术》要求：（1）“三不要”——不要迟到、不要早退、不要旷课。（2）“三带着”——带学习工具、带学习热情、带着礼貌。（3）“三不许”——不许睡觉、不许吵闹、不许做与本课学习无关的事。说明：成绩评定=项目×40%+实验操作×20%+期末考核×40%学习要求及说明12/13/20223讨论：不同的制品对材料性能的要求有哪些？（如水杯、塑料盆、矿泉水瓶、工艺品等）当现有原材料不能满足制品要求时如何处理？（两种办法）（1）更换原材料（2）对现有材料改性12/13/20224绪论1.本课程内容、性质、任务和要求<1>课程内容情境一、啤酒包装用PE热收缩膜用料的制备情境二、增溶剂MaPE的制备及应用 情境三、共混型热塑性弹性体的制备 情境四、抗冲击聚苯乙烯料的制备 情境五、阻燃电器外壳ABS合金料的制备12/13/20225<2>课程性质《塑料共混改性技术》是高分子材料加工技术专业的一门专业核心课，教学内容是从事塑料加工技术人员必须具备的专业知识。该课程是在学习了高分子材料化学基础、高分子材料物理基础、塑料原材料与配方、材料性能测试技术等专业理论课程基础上开设的一门实践性和综合性都很强的课程。它与材料成型加工设备、材料成型加工工艺、材料配方与配制技术、毕业设计、顶岗实习等课程有着紧密的联系。12/13/20226<3>学习内容及任务塑料共混改性理论塑料共混改性所需原材料品种、性能及相互作用机理共混改性设备、工艺过程及操作12/13/20227<4>学习安排学习时间：课堂+课外学习方法：学生主动学习，老师督促课堂安排：同学汇报+老师讲解+讨论学习分组：两个大组，四个小组，每个小组一名组长。项目成绩评定：nM=(M1+M2+···+Mn) 小组成绩M——老师评定 组员成绩M1、···、Mn——小组长评定12/13/20228<5>参考资料吴培熙张留城编著《聚合物共混改性原理及工艺》、《聚合物共混改》王国全编著《聚合物共混改性原理与应用》/图书馆电子资源中读秀、维普、知网查询相关科技论文。12/13/20229本次课的主要内容：高分子材料的改性方法共混改性的目的共混改性的方法能力目标：能区别不同的改性方法知识目标：1.了解高分子改性的主要方法2.理解共混改性的目的及方法。

12/13/202210通过什么方法可以改变现有原料性能？（1）改变分子运动状况（2）改变化学结构（3）添加其它物质12/8/202211任务务：：选选择择改改性性方方法法一.高高分分子子改改性性的的主主要要方方法法（1））共共混混改改性性（2））填填充充改改性性（3））纤纤维维增增强强改改性性（4））化化学学改改性性（5））纳纳米米复复合合材材料料12/8/202212（1））共共混混改改性性将两两种种或或两两种种以以上上的的高高分分子子物物质质加加以以混混合合与与混混炼炼，，使使其其性性能能发发生生变变化化，，形形成成一一种种新新的的表观均匀匀的聚合物物体系，，这种混混合过程程称为为聚合物物的共混改改性。12/8/202213（2）填填充改性性在聚合物物基体中中添加与与基体组组成和结结构不同同的固体体添加物物以降低低成本，，或是聚聚合物制制品的性性能有明明显改变变。（3）纤纤维增强强改性在聚合物物基体中中加入增增强材料料（纤维维）以改改进聚合合物性能能，特别别是力学学性能的的改性方方法12/8/202214（4）化化学改性性通过聚合合物的化化学反应应，改变变大分子子链上的的原子或或原子团团的种类类及其结结合方式式，如嵌嵌段和接接枝共聚聚、交联联、互穿穿聚合物物网络等等化学的的方法进进行的改改性。（5）纳纳米复合合材料通过在高高聚物中中添加纳纳米级尺尺寸的单单元而制制得的复复合材料料。本课程主主要学习习共混改改性相关关知识12/8/202215任务二为为何要要进行共共混改性性，如何何实现二共混混改性的的目的与与方法1、共混混改性的的目的（1）均均衡各聚聚合物组组分的性性能，以以改善材材料的综综合性能能（2）一一种聚合合物（小小量）作作为另一一种聚合合物的改改性剂，，以获得得显著的的改性效效果。（3）改改善聚合合物的加加工性能能（4）制制备具有有特殊性性能的聚聚合物材材料（5）提提高性能能/价格格比（6）回回收利用用废弃聚聚合物材材料12/8/2022162、共混混改性的的方法（1）物物理共混混法：机械共混混：依靠靠分子链链之间的的物理作作用实现现共混的的方法，，包括干干粉、熔熔融、溶溶液和乳乳液四种种常用方方法。干粉共混混法：在非熔融融态混合合设备（（高混机机、捏合合机、球球磨机等等）中完完成。熔融共混混法：各组分在在软化或或熔融流流动状态态下（Tf以上上）用混混炼设备备（挤出出机、高高温开炼炼机等））加以混混合。（（工艺流流程：如如：P149-图4-1）12/8/2022172、共混混改性的的方法溶液共混混法：将共混聚聚合物溶溶解到共共溶剂中中，搅拌拌混合均均匀或将将聚合物物各组分分分别溶溶解在混混合均匀匀，然后后加热驱驱除溶剂剂而得到到共混物物。乳液共混混法：将不同聚聚合物分分别制成成乳液，，再将其其混合搅搅拌均匀匀后加入入凝聚剂剂使聚合合物共沉沉析而得得到共混混物。12/8/2022182、共混改性性的方法（2）化学共共混法：共聚-共混：：包括接枝共聚聚共混和嵌段段共聚共混接枝共聚流程程（聚合物1溶解到聚合合物2单体中中，使单体聚聚合得到共混混物）如：HIPS（PS+BR/SBR接枝共聚）），ABS,MBSIPN：（制制备一种交联联聚合物，在在含有活化剂剂和交联剂的的另一种聚合合物单体中溶溶解，然后聚聚合而形成互互相贯穿的网网络聚合物共共混物。12/8/2022192、共混改性性的方法（2）化学共共混法：其它化学共混混法动态硫化：（用于制备热塑塑性弹性体））反应挤出：（（共混反应在在成型设备中中完成）分子复合：实实现分子级共共混12/8/202220总结复习：共混改性的目目的共混改性的方方法作业1、共混改性性的利弊分析析2、拟定啤酒酒包装用PE热收缩膜制制备方案。12/8/202221学习情境一：：啤酒包装用用PE热收缩缩膜用料的制制备

任务一一：共混原材材料选择及方方案拟定任务分析：1、热收缩膜膜及性能要求求2、选择原材材料3、确定成型型工艺及设备备4、确定初步步的工艺条件件5、拟定实施施步骤12/8/2022221、收缩膜膜及性能要要求热收缩薄膜膜是一种在生生产过程中中被拉伸定定向而在使使用过程中中受热收缩缩的一种塑塑料薄膜，，因这种使使用功能而而成为了一一类收缩包包装薄膜。。在这些收缩缩薄膜中，，用量最大大的是聚乙乙烯和聚氯氯乙烯。性能要求求：GBT13519-1992聚聚乙烯热热收缩薄薄膜.pdfGBT19787-2005包包装材料料聚烯烯烃热收收缩薄膜膜.pdfQBT3632-1999聚氯氯乙烯热热收缩薄薄膜、套套管.pdf12/8/2022232、选择择原材料料用于收缩缩包装的的薄膜主主要有聚聚氯乙烯烯和聚乙乙烯薄膜膜，其次次还有聚聚丙烯、、聚偏氯氯乙烯、、聚苯乙乙烯、聚聚酯、离离子型聚聚合物和和以些新新型收缩缩薄膜。。1、PVC薄膜膜：作业业性好，，加工后后透明、、漂亮、、封合部部也美观观但其缺缺点是（1）冲击强度度低，尤尤其低温温脆性，，因此作作为工业业用的重重型包装装不如聚聚乙烯；；（2））封合强强度不高高，熔封封时、有有可能产产生恶臭臭的腐蚀蚀性气体体；（3）使用用含增塑塑剂的薄薄膜有可可能出现现迁移粘粘连现象象，薄膜膜会粘在在商品上上失去光光泽。2、PE薄膜：：聚乙烯烯冲击强强度度大大、价格格便宜、、加工后后的热封封部分强强度高、、破断少少，故常常用了运运输包装装，但其其光降、、透明件件等方面面则不如如PVC。12/8/202224聚乙烯（（PE））类型PE种类类：1)低密密度聚乙乙烯(LDPE)。2)线形形低密度度聚乙烯烯(LLDPE)：3)超低低密度聚聚乙烯(U/VLDPE)。。4)高密密度聚乙乙烯(HDPE)：5)高分分子量高高密度聚聚乙烯(HMW—HDPF)6)超高高分子量量聚乙烯烯(1UHMWPF)。7)茂金金属催化化聚乙烯烯(mPE)，，8)可发发性聚乙乙烯(EPE)。9)回收收聚乙烯烯(PCR)。。目前使用用量最大大的是LDPE、LLDPE和HDPE12/8/20222512/8/20222612/8/20222712/8/2022283、确定成成型工艺及及设备12/8/2022294、确定初步步的工艺条件件（参考）1)挤出机温温度：1段：150~160℃℃2段：180~185℃℃3段：190~200℃℃4段：210~220℃℃2）模具：1段：190—200℃℃2段：180—190℃℃3段：180—185℃℃3)螺杆转速速：20—22r/min4)吹胀比：：1.5—5.05)牵引比：：3—1012/8/2022305、拟定实施施步骤（1）原材料料及配方确定定（2）工艺选选择及参数确确定（3）原材料料准备，设备备准备（4）生产实实施（5）性能检检验（6）效果评评价与分析12/8/202231课后任务：预习薄膜吹塑塑成型机组的的使用12/8/202232任务二：啤酒酒包装用PE热收缩膜用用料的制备12/8/202233原材料料准原料用量生产用量LDPE802000gHDPE20500g任务二二：啤啤酒包包装用用PE热收收缩膜膜用料料的制制备12/8/2022341、开开机前前常规规检查查：①供电电前检检查电电网电电压，，是否否在规规定范范围内内；②检查查气泵泵、气气阀等等执行行部件件是否否可靠靠有效效；③查看看机组组各部部分接接地是是否有有效；；④检查查减速速机油油是否否符合合要求求。2、开开机前前工艺艺准备备：①确认认口模模和间间隙是是否符符合生生产制制品要要求；；②确认认加热热器温温度（（设置置、加加热、、恒温温等））；如：LDPE(2102TN26)：：温度度（℃℃）：：165-180-190-180③确认认机械械传动动等运运行情情况；；④按制制品要要求安安装调调整好好剖刀刀、切切刀、、收卷卷轴等等生产产器具具12/8/2022353、开开机①主机机起动动前全全部机机组运运转部部分须须供电电备用用；②主机机起动动后引引膜同同时供供气（（挤出出———提膜膜———喂辊辊———充气气———卷取取），，③按制制品规规定达达到宽宽度后后调整整好制制品厚厚度及及偏差差；④调整整好风风量，，各部部分运运行线线速度度配合合适当当，收收卷效效果良良好。。12/8/2022364、运运行过过程重重点检检测：：①纵横横向收收缩率率；②直径径尺寸寸及两两端直直径偏偏差；；③厚度度尺寸寸及偏偏差；；④宽度度尺寸寸及偏偏差；；⑤端面面平整整度和和外圆圆平整整度。。12/8/2022375、停停机①先停停止供供料，，尽量量挤净净料筒筒内剩剩余的的物料料；②逐渐渐降低低主机机转速速至零零，关关闭主主机；；③待薄薄膜卷卷取完完毕，，逐个个关闭闭牵引引、卷卷取等等辅机机。④关闭闭加热热。⑤最后后关闭闭电源源、风风包、、气源源。6、停停机后后清理操操作现现场。。并进进行诸诸项记记录的的填写写。12/8/202238注意事项项：1、吹膜膜过程中中因需要要须停机机换网时时，必须须关闭所所有的加加热电源源。2、主机机连续工工作24小时后后更换漏漏网，同同时清理理模口物物料。3、熔体体被挤出出之前，，操作者者不得处处于口模模的前方方。4、操作作过程中中严防金金属杂质质、小工工具等物物落入进进料口中中，以免免损伤螺螺杆。5、清理理螺杆、、口模或或模具时时，只能能采用铜铜棒、铜铜刀或压压缩空气气管工具具，严禁禁使用硬硬金属制制的工具具如三角角刮刀、、螺丝刀刀等来清清理，以以免损伤伤设备。。6、提膜膜时避免免正对口口模上方方，以免免烫伤；；引膜时时在上牵牵引、下下牵引、、卷取等等处注意意松开胶胶辊操作作，避免免挤伤。。挂刀时时注意刀刀片，以以免划伤伤；7、操作作过程中中注意周周边环境境，避免免烫伤、、碰撞、、物品坠坠落砸伤伤等现象象发生。。12/8/2022392、工艺流流程生产工艺流流程：料斗上料一一物料塑化化挤出→吹吹胀牵引→→风环冷却却→人字夹夹板→牵引引辊牵引→→电晕处理理→薄膜收收卷12/8/202240项目目一一：：啤啤酒酒包包装装用用PE热热收收缩缩膜膜用用料料的的制制备备总结结汇汇报报1、、原原料料及及配配方方2、、共共混混目目的的3、、共共混混工工艺艺流流程程4、、产产品品质质量量标标准准及及工工艺艺控控制制要要领领5、、共共混混物物结结构构分分析析12/8/20224112/8/202242任务三：：分析共共混物形形态结构构及影响响因素1、共混混物形态态（1）完完全相容容：（举例：：水和酒酒精）（2）部部分相容容：（举例：：水和食食盐）（3）完完全不相相容：（举例：：水和油油）12/8/2022432、共混混物形态态结构（1）形形态类型型A均相相体系：：组分完全全相容，，形成分分子级别别分散的的均一相相态。B非均均相体系系：组分部分分相容，，体系由由两组分分各自单单独相及及两相过过渡区域域组成。。C术语语：连续续相、分分散相、、相畴12/8/202244思考：：非均相相体系系中各各相是是以何何种结结构共共存。。（2））非晶晶聚合合物构构成的的多相相体系系结构构A分分散相相形状状不规规则（（P154—图图4-3））B分分散相相较规规则（（P154—图图4-4））C分散相相为胞胞状结结构或或香肠肠状结结构（（P154—图图4-5））D分分散相相为片片状结结构（（P154—图图4-6））12/8/202245（3））两相相互锁锁或交交错结结构两相共共连续续结构构，两两组分分交错错排布布，难难以区区分连连续相相/分分散相相。通通常在在相逆逆转组组成范范围内内形成成。层状结结构（（P154——图4-7）两相交交错，，相逆逆转（（P154——图4-8）12/8/202246（4））互相相贯穿穿的两两相连连续结结构两相互互相贯贯穿，，使得得整个个体系系成为为一个个交织织的网网络，，两相相都是是连续续相。。（P154——图4-9）（5））结晶晶-非非晶聚聚合物物共混混物的的形态态结构构考虑：：晶体体结构构、晶晶相与与非晶晶相、、连续续相与与分散散相等等。（（P154——图4-9）（6））结晶晶-结结晶聚聚合物物共混混物的的形态态结构构考虑：：各自自晶态态结构构、晶晶区与与非晶晶区、、连续续相与与分散散相。。12/8/2022473、共共混物物的界界面（1））界面面层的的形成成两种聚聚合物物链段段之间间相互互扩散散，形形成聚聚合物物共存存区———界面层层（2））界面面层的的厚度度界面层层厚度度与两两聚合合物相相容性性关系系。相容性性越好好———界面面厚度度越大大相容性性越差差———存在在明确确的相相界面面。一般情情况下下界面面厚度度△L几个个纳米米到数数十纳纳米。。12/8/202248（3））界面面的粘粘接粘接越越好，，扩散散越大大，共共混物物性能能优异异结合力力来源源：化学结结合力力：（（化学学键键键能））次价力力：（界面张张力、、相容容性、、界面面厚度度）12/8/202249（4））界面面层的的性质质界面层层性质质与本本体性性质的的差异异（5））界面面层的的作用用A力力的传传递B光光学学效效应应C诱诱导导效效应应12/8/2022504、、影影响响共共混混物物形形态态结结构构的的因因素素（1））相相容容性性的的影影响响共混混改改性性需需要要的的是是两两种种聚聚合合物物具具有有适适中中的的相相容容性性，，共共混混物物相相畴畴适适宜宜、、相相间间结结