挤出高分子聚合物成型加工实验报告

聚合物加工实验报告试验一三元乙丙橡胶/聚丙烯共混改性及其挤出造粒姓名：张涵学号：1514171034班级：2班年级：2023级专业：高分子材料与工程试验时间：202353日聚合物加工试验报告名目、试验目的..........................聚合物加工试验报告名目、试验目的..........................第一局部 聚丙烯及EPDM 4.〔一〕 聚丙烯 4.聚丙烯的品种 4聚丙烯的性能 4〔二〕 EPDM 5.EPDM的定义 5EPDM的特性 5EPDM的改进品种 7〔三〕 聚丙烯与EPDM的共混增韧 8其次局部 聚合物共混物的界面层 8〔一〕 界面层的形成 8.〔二〕 界面层的构造和性质 10第三局部挤出机构造 1.1传动局部 122聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告加料局部 12(3) 机筒 13(4) 螺杆 13机头和模口 13排气装置及其机理 13\l“_TOC_250004“三、 原料及主要设备 13\l“_TOC_250003“四、 留意事项 15\l“_TOC_250002“五、 试验步骤、现象及分析 15(一) 试验前预备工作 1.5(二) 试验过程 16(三) 停机 18\l“_TOC_250001“六、 试验结果及分析 19\l“_TOC_250000“七、 思考题 21345试验目的聚烯烃改性的根本原理和方法；生疏EPDM对聚丙烯的增韧改性；理解双螺杆挤出机的根本工作原理，学习挤出机的操作方法;了解聚烯烃挤出的根本程序和参数设置原理。试验原理EPDM试验原理聚丙烯〔—聚丙烯的品种〕以丙烯聚合而得到的聚合物称为聚丙烯.聚丙烯颗粒外观为白色蜡状物透亮性也较好。它易燃，燃烧时熔融滴落并发出石油气味。比聚乙烯更轻。大多数工业聚丙烯是仅由丙烯一种单体聚合而得到的、即为均聚聚丙烯。有时为了满足各种性能需要，在聚丙烯合成过程中，常引入少量乙烯单体 〔或丁烯一1、己烯一1等〕进展共聚，得到共聚聚丙烯。共聚聚丙烯中最重要的是乙烯与丙烯的共聚物。聚丙烯的性能工业聚丙烯结晶性好，其结晶度一般为50%-70%、有时可达80%。结晶性越好，密度越大。聚丙烯的密度一般为0.90—0.918g/cm3。工业聚丙烯的熔点为164一170C，与聚乙烯相比，有较好的耐热性，其制品能耐100C以上的温度，耐寒性较差，脆化温度高。低温使用温度极限一般为一 20C到一15C0C四周，聚丙烯就显得有点发脆。聚丙烯的拉伸强度、屈服强度、刚性、硬度都较聚乙烯高。聚丙烯的电气性能与聚乙烯相像。有优良的电绝缘性。100C解作用。聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚丙烯对氧很敏感，易发生热氧老化和光氧老化，老化速度比聚乙烯快得多。铜离子对聚丙烯的老化有猛烈的催化作用。聚丙烯的加工温度一般为 210一250ro过高的温度或过长的受热时间•会由于热降解而使分子量明显下降，而引起性能变劣。聚丙烯急待抑制的缺点为：成型收缩串较大，低温易脆裂，酌磨性缺乏，热变形温度不高，耐光性差，不易染色等。通过共混对聚丙烯改性获得显著成效，例如聚丙烯与乙一丙共聚物、聚异丁烯、聚丁二烯等共混均可改善其低温脆裂性，提高抗冲强度；与尼龙共混不仅增加韧性而且使耐磨性、耐热性、染色性获得改善，与乙烯一醋酸乙烯共聚物共混在提高抗冲强度的同时， 改进了加工性、印刷性、耐应力开裂性。聚丙烯的共混改性普遍承受机械共混法，近年来，聚丙烯用嵌段共聚一制品，并有取代机械共混法的趋势。(二)EPDMEPDM的定义乙烯〔质量百分数45%~70%〕、丙烯〔质量百分数30%~40%〕和双烯第三单体〔质量百分数1%~3%〕形成的无规共聚物。第三单体通常为双环戊二烯、 1,4-己2-亚乙基降冰片烯。1963年开头商业化生产。每年全世界的消费量是80万吨。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的力量。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它具有极好的硫化特性。在全部橡胶当中，EPDM具有最低的比重。它能吸取EPDM的特性低密度高填充性：0.87。加之可大量充油和参加填充剂，橡胶来说，高填充后物理机械能降低幅度不大。耐老化性:乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、120C150-200C下可短暂或间歇使用。参加适宜防老剂可提高其使用温度。以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在苛刻的条件下使用。三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm30%150h以上不龟裂。耐腐蚀性:由于乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、〔如汽油、苯等〕及矿物油中稳定性较差。在浓酸长期作用下性能也要下降。在ISO/TO7620中集合了400种具有腐蚀性的气态和液态化学品对各种橡胶性能作用的资料，并规定了1-4级表示其作用程度，：/%硬度降低值对性能影响：耐水蒸汽性能：

1<10<10:210-20<20:330-60<30:4>60>30:

较小中等严峻乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并估优于其耐热性。在 230r过热蒸汽中,100h同样条件下，经受较短时间外观发生明显劣化现象。耐过热水性能：TMTD125C15个月后，力学性能变化甚小，体0.3%。电性能：乙丙橡胶具有优异的电绝缘性能和耐电晕性,氯磺电性能优于或接近于丁苯橡胶、化聚乙烯、聚乙烯和交联聚乙烯。弹性：柔顺性，仅次于自然橡胶和顺丁橡胶，并在低温下仍能保持。粘接性：性很差。EPDM的改进品种三元乙丙和三元乙丙橡胶从20世纪50年月末，60年月初开发成功以来，世界上又消灭了多种改性乙丙橡胶和热塑性乙丙橡胶 〔如EPDM/PE〕，从而为乙氯化、磺化、顺酐化、马来酸酐化、有机硅改性、尼龙改性等。乙丙橡胶还有接枝丙烯腈、丙烯酸酯等。多年来，承受共混、共聚、填充、接枝、增加和分子复合等手段，获得了很多综合性能好的高分子材料。乙丙橡胶通过改性，也在性能方面获得很大的改善，从而扩大了乙丙橡胶应用范围。溴化乙丙橡胶是在开炼机上以经溴化剂处理而成。溴化后乙丙橡胶可提高其硫化速度和粘合性能，但机械强度下降，因而溴化乙丙橡胶仅适用于作乙丙橡胶与其他橡胶粘合的中介层。氯化乙丙橡胶是将氯气通过三元乙丙橡胶溶液中而制成。 提高硫化速度以及与不饱和商榷的相容性，耐燃性、耐油性，粘合性能也所改善。磺化乙丙橡胶是将三元乙丙橡胶溶于溶剂中，经磺化剂胶中和剂处理而成。磺化乙丙橡胶由于具有热塑性弹性体的体质和良好的粘着性能， 在胶粘剂、涂覆织物、建筑防水瘦肉、防腐衬里等方面将得到广泛的应用。丙烯腈接枝的乙丙橡胶以甲苯为溶剂，过氯化苯甲醇为引发剂，在使丙烯腈80C 接枝于乙丙橡胶。丙烯腈改性乙丙橡胶不但保存了乙丙橡胶耐腐蚀性，而且获得了相当于丁腈-26的耐油性，具有较好的物理机械性能和加工性能。热塑性乙丙橡胶〔EPDM/PP〕是以三元乙丙橡胶为主体与聚丙烯进展混炼。同时使乙聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告109丙橡胶到达预期交联程度的产物。化不但在性能上仍保存乙丙橡胶所固有的特性，而且还具有显著的热塑性塑料的注射、性能。

挤出、吹塑及压延成型的工艺〔三〕 聚丙烯与EPDM的共混增韧冲击力量是很差的，也就是说它是非韧性材料，而在不同的工程应用中韧性是影响聚合物工作状况的关键因素。因此，聚丙烯无法作为工程塑料来使用。但是，假设聚丙烯经过增韧改性以后，其增韧会得到显著的增加，完全可以作为适用于各行各业的工程塑料使用，针对聚丙烯冲击韧性差的缺点，主要是在聚丙烯中参加玻璃化温度低，分子链柔顺的弹性体。对于其次局部 聚合物共混物的界面层层。界面层亦称为过渡区，在此区域发生两相的粘合和两种聚合物链段之间的相互扩做。界面层的构造，特别是两种聚合物之间的粘合强度常对共混物的性质，特别是力学性能有打算性的影响。〔一〕界面层的形成聚合物共混物界面层的形成可分为两个步骤。第一步是分别由两种聚合物组分所构成的两个相之间的接触；其次步是两种聚合物大分子链段之间的相互集中。增加两相之间的接触面积无疑有利于两种大分子链段之间的相互集中、增加两相之间的粘合力。因此，在共混过程中，保证两相之间的高度分散、适当地减小相畴的尺寸是格外重要的。两种大分子链段之间的相互集中的程度主要打算于两种聚合物之间的混溶性。当两种聚合物相互接触时，在相界面处两种聚合物大分子链段之间有明显的相互集中。=相界面一聚合物〔I〕—=相界面一聚合物〔I〕—集中的结果，使得两种聚合物在相界面两边产生了明显的浓度梯度，如图所示。相界面相界面以及相界面两边具有明显的浓度梯度的区域构成了两相之间的界面层，或称为过渡区。两种聚合物相互集中的深度，即界面层的厚度主要打算于两种聚合物的混溶性。完全不失。？的比例。例如，当分散相为1ym20%。在界面层，聚合物的也不同。〔二〕 界面层的构造和性质所谓界面层的构造，主要指的是在界面层两种聚合物之间粘合力的性质、 界面层的组成、界面层的厚度。所谓界面层的性质，主要是指界面层的稳定性。就两相之间粘物、嵌段共聚物等。其次类是两相之间无化学键，例如一般的机械共混物、互贯聚合物网络〔1PN〕等。对于两相之间无化学键的共混体系，例如机械共混物，同样适用上述原则。两组分之间的混溶性越大，则界面层厚度越大，界面越弥散。此外尚需考虑两相之间的粘合强度。要使两相之间有足够大的粘合作用，首先必需两相之间有良好的接触和相互之间的润湿作用，聚合物之间还必需有肯定的混溶性以实现两种聚合物链段间的相互集中。

其次两种好，两种链段之间越简洁相互集中，两相之间的粘合强度也越大。一般而言，两种聚合物之间大那是不混溶的。这原来并不成问题，由于我们所需要的多半正是两相构造的共混物。问题是，这往往导致界面张力过大和两相之间的粘合强度过低。由于界面张力大，加之聚合物熔体的高粘度，这就往往难于实现所要求的分散程度，并且会在加工和使用过程中消灭分层现象。粘合强度缺乏，会使共混物的性能特别是力学性能大幅度下降， 由于两相之间结合力小时之间的界面张力，提高两相的粘合力，所谓相容剂〔增容剂、增混剂、共混剂〕就是与两种聚合物组分都有较好相容性，可增加两相之间粘合力的物质，其作用与胶体化学中的乳化剂相当。就增加两相之间的粘合强度和提高产品而言，增混剂很类似于复合聚合物材科中的偶联剂。最有效的增混剂是与两种聚合物组分都有较大混溶性的嵌段或接枝共聚物，例如AB型聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告1211嵌段共聚物就是聚合物A与聚合物B共混的有效增混剂。增混剂可在共混过程中就地生成，例如按枝共聚一共混过程的状况；也可单独参加到共混体系中，例如在聚乙烯和聚氯乙烯共混时参加氯化聚乙烯。分存在浓度梯度。此外，在共混体系中假设有其它添加剂，那么这些添加剂在两种聚合物组分面层的力学强度下降。在界面层，聚合物大分子的形态和聚合物的超分子构造都有不同程度的转变。第三局部 挤出机构造增韧、阻燃性能的改性塑料生产。传统方法是用开炼机和密炼机，但是效率低下，不能满足生产提高的需要，随后便产生了单螺杆挤出机，继而进展了双螺杆挤出机。双螺杆挤出机具有塑化力量强，挤出效率高，耗能低，混炼效果好，自清洁力量等吸引了塑料行业的留意并取得了快速进展。 另外挤出机也是塑料生产应用最广泛的机器，使用不同的机头可以挤出不同的产品，如型材、片材、管材和挤出吹膜等。因而挤出机在塑料加工行业有其它机器无法替代的重要性。本试验使用双螺杆挤出机挤出物料切粒，是生产色母料的工艺过程，假设在侧喂料口或可用于生产各种相应产品。同向旋转双螺杆挤出机组的构造如下图，与其它挤出设备一样，包括传动局部、挤压局部、加热冷却系统、电气与掌握系统及机架等。由于双螺杆挤出机物料输送原理和单螺杆挤出机不同，通常还有定量加料装置。鉴于同向双螺杆挤出机在塑料的填充、增加和共混改性方面的应用，为适应所加物料的特点及操作的需要，通常在料筒上都设有排气口及一个以上的侧加料口，同时把螺杆上担当输送、塑化、混合和混炼功能的螺纹制成可依据需要任意组合的块状元件， 像糖葫芦一样套装在芯轴上，称为积木组合式螺杆，其整机也称为同向旋转积木组合式双螺杆挤出机。挤出机的构造包括以下几个局部：传动局部传动局部就是带动螺杆转动的局部，它通常由电动机、减速箱和轴承等组成，在挤出过加料局部加料局部一般由传动局部、料斗、料筒、螺杆等组成。料斗底部有截断装置，以便调整机筒由于塑料在机筒内经受高温高压，因此机筒的功用为一承压加热室，机筒外部附有加热设备和温度自控装置及冷却系统(如风冷)。螺杆螺杆是挤出机的核心部件，通过螺杆的转动产生对塑料的挤压作用，塑料在机筒内能产生移动、增压和从摩擦中取得局部热量、塑料在移动中得到混合和塑化，粘流态的塑料熔体在被压实而流经模口时，取得所需的外形而定型。双螺杆挤出机的种类很多，从不同角度可分为同向旋转和异向旋转双螺杆挤出机； 啮合D通常为30-200mm，螺杆直径增大，加工性提高，所以挤出机的生产率与螺杆直径的平方成正比。长径比L/D机头和模口通常机头和模口是一整体设备，机头的作用是将处于旋转运动的塑料熔体变为向模口方向的平行直线运动，并将熔体均匀平稳地导向模口。模口为具有肯定截面外形的通道，塑料熔排气装置及其机理排气局部由排料口和抽真空系统组成。三、原料及主要设备主要设备：SHJ-30型同向双螺杆挤出机1.主要技术参数螺杆直径(D)

0.5mm聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告14三元乙丙橡胶/聚丙烯〔EPDM/PP〕改性配方聚丙烯98三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶/聚丙烯〔EPDM/PP〕改性配方聚丙烯98三元乙丙橡胶21.机座；2.动力局部；3.加料装置；4.机筒；5.排气口；6.机头；7.冷却装置；8.切粒装置

3060-600r/min

HUAQI^OLrXIVEfESIlT配方设计：利用EPDM改善聚丙烯的韧性，在实际生产中已广泛使用，为了进一步提高改性效果，设计改性配方如下：2.改性配方表表3.螺杆各段温度掌握螺杆〔C〕前段〔加料段〕中断〔熔融段〕后段〔均化段〕机头150-170180-190190-200180-190四、留意事项开启主电机前要保证润滑电机启动。 被加工的原料必需干净，严禁金属、砂子等杂质进入料斗，以防损伤机筒和螺杆；另外，未到达规定的工艺温度及预热时间确定制止开机！在任何状况下都不得将肢体的任何部位伸入挤出机喂料口，

并在主机加热后，不能用手触碰筒体以防烫伤！停机时要将主电机和喂料电机调速环降低到零位。如有特别可紧急停机，然后查明故障缘由。在运转时觉察不正常的现象，应马上停机，进展分析、检查和检修，在故障未能有效排解的前提下，不得再次强行开机工作。切粒机运行过程中，严禁将刀箱的舱门翻开。假设料条卡住，其正确的操作程序应是：先将切刀的转速归零，然后切断切粒机的驱动电源后，方可翻开舱门——假设多人操作，必需要制定专人看护切粒机的驱动开关。五、试验步骤、现象及分析〔一〕 试验前预备工作15依照相关资料了解所使用材料PP的熔点和流淌特性设定挤出温度。15聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告162.混合物料将所加工材料用电热枯燥，依据比例预混合EPDM,PP粒料：按比例称量两种物料，装入袋中，振荡，本试验中PP:EPDM=98:2。二者均为透亮颗粒，但EPDM韧性明显强于PP。〔2〕检查料斗确认无异物。检查冷凝水连接是否正常检查润滑油是否足量。〔二〕 试验过程开启总电源，依据工艺要求设定各加热段温度，启动水泵。开启油泵开关，润滑电机启动。主屏幕上水泵、油泵对应的圆圈由黑色变为红色，调整各截止阀开度现象：水泵开启，有水流声。〔应W2C〕后，保温20~30min，往料斗中参加PP、EPDM共混物。〔3〕现象：各温区逐步到达设定值。17聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告18183倒入物料用手旋转连轴器看螺杆是否转动敏捷。往冷却水槽通水。开启切粒装置及及风干机。启动主电机，在电脑主屏上设定主机调速器运行频率值或转速值。开启喂料电机，依据调速器的转速或频率设定喂料量。聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告8.求，调整切粒装置转速，等物料从机头挤出长条后〔图

按工艺要,牵引使之通过冷却水槽〔5〕，然后引至风干系统风干〔6〕后切粒〔图7〕7.切粒机切粒6.风干机风干19聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告22现象：物料从挤出机口模内渐渐挤出，口模处有挤出胀大现象，挤出的熔体质地变硬，经风干机吹干后PP/EPDM共混物颗粒。〔三〕停机将加料电机转速降为0,然后关闭加料电机。1-2min，待熔体压力降至I.OMpa以下，停主电机停油泵。停真空泵。停切粒装置及风干机。停水泵〔等主机料筒温度降下来后再停顿冷却〕。断开总电源开关。六、试验结果及分析8.所得产物照片试验最终得到乳白色PP/EPDM共混物颗粒，质地坚硬，外表有光泽,无异味。产物有少量黑色杂质，可能是水槽中杂质引入，应保持冷却水槽中水质的纯洁以免影响产物质量。产物颗粒大小分布不均，可能是送条速度不均所导致，另外在水槽中的熔体拉伸21聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告聚合物加工试验报告2225一速度协同运作，便可得到大小均一的颗粒。刚切出的颗粒温热而潮湿，应是风干不完全，可考虑加大风速或延长吹风时间，另外要尽量使料条分散开以便充分散热。温的注塑环境中，液态水易变为水蒸气，会引入气泡等缺陷，对成品质量造成影响。七、思考题聚合物在螺杆中熔融的具体机理是什么？过程，即由固相渐渐转交为液相，消灭粘度变化。塑料的整个熔化过程是在螺杆熔融区内进展的。了已熔化的塑料，而在螺杆中间大局部区段中，固体粒子和熔融物共存，塑料的熔化就是在此螺杆区段中完成的，因此称此段为熔融段。成一层薄膜，称为熔膜〔1〕，这些不断熔融的物料，在螺杆与料筒的相对运动的作用下，不断向螺纹推动面集合，从而形成旋涡状的流淌区，称为熔池〔2〕〔〕在熔池的前边布满着受热软化和半熔融后粘结在一起的固体粒子〔4〕，尚未完全熔结和温度较低的固体粒子〔5〕。⑷和⑸统称为固体床〔简称固相〕〔3〕由固相转变为液相的过渡区域〔图过程渐渐进展。

9〕。随塑料往机头方向