第五章成型物料的配制

第五章成型物料的配制第1頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一第五章成型物料的配制Back5.1概述5.2聚合物干燥與輸送

5.2.1材料的干燥

5.2.2材料的輸送5.3原料的混合

5.3.1混合作用機理

5.3.2混合程度的評價

5.2.3混合設(shè)備的簡介5.4粉粒料的配制

5.4.1粉粒料的組成

5.4.2粉粒料的配制

5.4.3粉粒料的工藝性能5.5溶液

5.5.1溶液的組成與作用

5.5.2聚合物的溶解

5.5.3溶液的配制5.6分散體

5.6.1成型用的分散體和分類

5.6.2溶膠塑料的組成與作用

5.6.3溶膠塑料的制備第2頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.1概述

為了改善成型工藝性能、制品的使用性能或降低成本等,聚合物成型用的原料大多數(shù)都不是單一的聚合物，要添加許多助劑或添加劑。根據(jù)聚合物成型過程的需要，要將聚合物與助劑配制成粉料、粒料、溶液或分散體。⑴粉料和粒料在生產(chǎn)上使用得比較多，它們的區(qū)別不在組成而在混合、塑化和細分的程度不同。干粉料→塑化→粒料.⑵溶液：PVA水溶液、醋酸纖維溶液等。⑶分散體：聚氯乙烯溶膠塑料或聚氯乙烯糊”。

Back第3頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一一.粉料及粒料的組成

1.聚合物要求為均一連續(xù)相，還要考慮其相對分子量大小及分布，顆粒大小結(jié)構(gòu)，與填料作用的難易等

2.助劑,

增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑、增強劑等。,二.制備過程第4頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2聚合物干燥與輸送

不同品種的塑料粉料或粒料常會含有(或吸附)一些水分和揮發(fā)物。少數(shù)非極性聚合物，如聚乙烯、聚丙烯等、不易吸濕，若包裝良好，成型前不必干燥。大多數(shù)極性聚合物品種在成型前都必須進行干燥。如PA、PBT、PC、ABS等，有些品種干燥的要求很高，如PC注塑料的水含量應(yīng)<0.03%，否則將使制品質(zhì)量嚴重下降。助劑也需干燥。另外，溶液和分散體配制時，所用的聚合物(樹脂)和助劑等也常需先進行干燥。表5-1一些聚合物的水含量5.2.1材料的干燥在成型前，塑料的配制與準備工作大體均包括：原料的干燥、輸送、混合、塑化、溶解等過程。第5頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一表5-1部分塑料的吸水率及成型時水含量要求聚合物吸水率/%允許水含量/%聚合物吸水率/%允許水含量/%注塑擠出注塑擠出PETPBTPCMPPOPPSPASPMMA0.240.07~0.200.02~0.080.30~0.400.020.020.020.02~0.050.02~0.050.02~0.050.02~0.060.020.020.020.02~0.040.02~0.040.02~0.040.02~0.04PAABSPPLDPEHDPEPSPVC1.30~1.900.20~0.45<0.03<0.01<0.010.03~0.100.04~0.080.05~0.100.05~0.200.05~0.200.05~0.200.05~0.100.08~0.200.02~0.060.03~0.050.03~0.150.03~0.150.03~0.150.04~0.080.08~0.10

塑料粒子最初水含量低，只有0.5%~1.0%，屬微量水分干燥，干燥多為熱去濕法，干燥介質(zhì)多為潔凈空氣，干燥溫度一般都在80~170‘C。

第6頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

多數(shù)塑料粒料屬非疏松型粒子粒子表面水分一瞬間被熱空氣蒸發(fā)帶走，恒速干燥所需時間極短。由于塑料粒子結(jié)構(gòu)緊密，水分自粒子內(nèi)部向表面擴散的速率遠低于粒子表面水分的氣化速率，因而降速干燥所需時間相對很長。干燥速率主要取決于塑料粒子本身的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸。所以干燥緊密型塑料粒料需要強大的傳質(zhì)(氣化)推動力。工業(yè)上采用下列幾種干燥方法：第7頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(1)沸騰干燥

塑料粒子懸浮在熱空氣流中進行干燥，顆粒表面均勻地接觸熱空氣流，使水氣不斷被熱空氣帶走，增大了粒子表面水氣壓力與熱空氣中水氣分壓兩者的壓差，增大了傳熱與傳質(zhì)兩者的推動力，具有高效節(jié)能快速功能。見圖5-15圖5-1第8頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(4)回轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)鼓)真空干燥(2)減濕熱空氣流干燥目的也是增大粒子表面水氣壓力與熱空氣中水氣分壓兩者的壓差。由于熱空氣的濕度降低，兩者的壓差增大。料斗式干燥器見圖5-2(3)遠紅外線輻射加熱大多工程塑料在整個遠紅外波段有很寬的吸收帶，宜用此法，速度快，效率高。圖5-2Back第9頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.2.2材料的輸送隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，材料的輸送已采用氣力輸送。(1)氣力輸送的分類(A)按氣流壓強分類(a)負壓式專為一個或幾個取料點把料抽到指定的投料點輸送物料的管道處于負壓狀態(tài)下工作。氣源真空度不超過10kPa的稱為低真空式。主要用于近距離、小輸送量的粉料的輸送。氣源真空度在10～50kPa間的稱為高真空式，主要用于粒料的輸送，吸引距離不超過50～100m。目前塑料加工廠的氣力輸送裝置大都采用負壓式。(b)正壓式把物料從一處運到他處或高處輸送物料的管道處于正壓狀態(tài)下工作。有低壓式和高壓式二種。一般都是低壓式，氣源表壓力不超過50kPa，適用于粉料或粒料的近距離輸送。第10頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一第11頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(B)按氣流中固相濃度分類氣力輸送中常用混合比μ表示氣流中的固相濃度。式中：G物——單位時間內(nèi)輸送物料的量(kg/h)；G氣——單位時間內(nèi)通過輸料管的空氣量(kg/h)。第12頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一根據(jù)混合比的大小，氣力輸送可分為：

1)稀相輸送：混合比在25以下(一般μ

＝0.1-5)。在稀相輸送中，固體顆粒呈懸浮狀態(tài)。塑料加工廠的集中或獨立的氣力輸送裝置應(yīng)用稀相輸送較多。

2)密相輸送混合比大于25。在密相輸送中顆粒呈集團狀態(tài)。密相輸送的特點是低風量和高混合比，物料在管內(nèi)呈柱塞狀運動，密相輸送在塑料加工廠一般可用作塑料粉料的輸送，如PVC樹脂的輸送.第13頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一如圖5-3,適用于單機供料。(2)氣力輸送裝置(A)負壓式氣力輸送裝置圖5-3DY250A上料機

原理是風機將料斗內(nèi)抽成真空，使物料通過接料器上料管吸到料斗內(nèi)，上料時間由時間繼電器控制。延長時間一到即切斷電源，風機停止工作，料斗內(nèi)壓力回升至大氣壓力，靠自身重量打開放料活門，將物料加入成型機料斗內(nèi)。第14頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(B)正壓式氣力輸送裝置1圖5-4正壓力輸送裝置1-直送管2-送料彎管3-料斗4-閘門5-文丘里管6-高壓風機圖5-5文丘里擠壓機構(gòu)如圖5-4和圖5-5第15頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一如圖5-6(C)脈沖式密相輸送裝置圖5-6Back第16頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.3原料的混合

混合的目的是將原料各組分相互分散以獲得成分均勻物料的過程。原料混合后的均勻程度顯然將直接影響制品質(zhì)量，混合是關(guān)鍵問題.

混合過程分析和混合物的鑒定是一個十分復(fù)雜的問題。一個混合物通常由兩種或更多可鑒別組分組成。

凡是只使各組分作空間無規(guī)分布的稱為簡單混合(見圖5-7)

如果還要求組分聚集體尺寸減小的則稱為分散混合(見圖5-8)。在塑料配制過程中，大多數(shù)為分散混合。圖5-7混合過程兩物料所占空間位置變化示意圖混合前混合后剪切等作用第17頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

固體物質(zhì)或顆粒溶解氣化原子或分子分散機械分散凝聚沉積沉積物凝結(jié)分散分散體系圖5-8分散作用示意圖Back第18頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

混合、捏合、塑煉是屬于塑料配制中常用的混合過程，一般不容易被區(qū)分。一般來講：

混合是指粉狀固體物的混合

捏合是指液體與粉狀(纖維狀)固體物料的浸漬與混合

塑煉是指塑性物料與液體或固體物料的混合。

前兩者是在低于聚合物流動溫度和緩和的剪切力作用下進行的。而塑煉是在高于聚合物流動溫度和高剪切力作用下進行的。5.3.1混合作用機理

混合和分散過程被認為是一個層流又能變形的流體，物料產(chǎn)生層狀剪切形變?；旌弦话闶强繑U散、對流和剪切作用來實現(xiàn)的。第19頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一①擴散作用

擴散作用靠各組分之間的濃度差推動，構(gòu)成各組分的微粒由濃度較大的區(qū)域中遷移到濃度較小的巨域，從而達到組成的均一。

氣體與氣體間的混合

擴散過程能較快地自發(fā)進行。

液體與液體或液體與固體間

擴散作用也較顯著。

固體與固體之間

則擴散作用是很小的。升高溫度，增加接觸面，減少料層厚度等均有利于擴散過程的進行。第20頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一②對流作用

對流作用是使兩種或多種物料在相互占有的空間內(nèi)發(fā)生流動，以達到組分的均一。對流常需借助外力的作用。對流作用對物料的混合是不可少的。第21頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

③剪切作用剪切作用是利用剪切力促使物料組分均一的混合過程。見圖5-9。在剪切力作用下，物料塊本身體積沒有變化，只是截面變小，向傾斜方向伸長，并使表面積增大和擴大了物料分布區(qū)域，而達到混合。特別適用于塑性物料，因其粘度大，流動性差。

剪切的混合效果與剪切速率的大小和剪切力的方向有關(guān)。剪切速率越大，對混合作用越為有利。剪切力對物料的作用方向，最好是能不斷作90度角的改變。如雙輥塑煉等圖5-9塑性物料在剪切作用下的變形第22頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

混煉操作有攪拌、混合和塑煉。

壓縮、剪切和分配置換稱之為混煉三要素。如圖5-10。整個混煉分散操作是由這三要素多方面反復(fù)地進行才完成的。在聚合物混合過程中，混合機理包括“剪切”、“分流、合并和置換”擠壓(壓縮)”、“拉伸”、“集聚”諸作用。

圖5-10混煉三要素P-壓力S-剪切D-置換Back第23頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

⑴液體物料混合效果的衡量可以分析混合物不同部分的組成差異情況。⑵固體或塑性物料混合效果的衡量

①物料的分散程度。5.3.2混合程度的評價

物料的分散程度從圖5-11可以明顯看出，三種情況是相差很遠的。關(guān)于物料的分散程度，通常都可從混入物料間的距離來考慮。距離越短，分散程度越好。而物料間的距離，則與各組分粒子的大小有關(guān)。粒子的體積越小，或在混合過程中不斷減小粒子的體積，則可達到的均勻程度越高(見圖5-12)。

圖5-11兩組分固體物料的混合情況abcSSvr圖5-12兩組分混合時條痕厚度V微粒的體積S粒子表面積S越大距離越短，分散程度越好第24頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

組成的均勻程度是指混入物占物料的比率與理論或總體比率的差異。但就是相同比率的混合情況也是十分復(fù)雜的。取樣分析其組成，如結(jié)果與總組成相等，則均勻度高。但取樣點要有足夠的量。均勻度是統(tǒng)計值。均勻度變化見圖5-12。②組成的均勻程度圖5-12混合均勻度示意圖abcd第25頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一混合不均勻度可由下式來表示：

Ci試樣某一組分濃度；C0同一組分理想均勻情況下的濃度；n為取樣次數(shù)；Kc不均勻系數(shù)。式中：第26頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

生產(chǎn)中根據(jù)配制物料的種類和使用要求來掌握混合的程度并盡量做到以下三方面：

1)在混合過程中要盡量增大不同組分間的接觸面，減少物料的平均厚度；

2)各組分的交界面(接觸面)應(yīng)相當均勻地分布在被混合的物料中；

3)使在混合物的任何部分，各組分的比率和整體的比率相同。Back第27頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

塑料工業(yè)中常用的混合設(shè)備有：捏合機(圖5-13)、高速混合機(圖5-14)

、轉(zhuǎn)鼓式混合機(圖5-15)、管道式捏合機(圖5-16)等，主要用于初混合；雙輥塑煉機(圖5-17)

、密煉機(圖5-18)和擠出機等主要用于混合塑煉。5.2.3混合設(shè)備的簡介圖5-13捏合機第28頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一圖5-14高速混合機1-回轉(zhuǎn)容器蓋；2-回轉(zhuǎn)容器；

3-擋板；4-快速葉輪；5-放料口；

6-電動機；7-機座第29頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一圖5-15轉(zhuǎn)鼓式混合機a-筒式；b-斜型筒式；c-六角式；d-雙筒式；e-錐式；f-雙錐式；g-顛覆筒式abcdefg第30頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一圖5-16管道式捏合機第31頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一圖5-17雙輥塑煉機圖5-18密煉機Back第32頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.4粉粒料的配制

聚合物加工中的粉粒料是由聚合物(樹脂)和添加劑配制而成的。根據(jù)塑料制品的性能要求選擇各種類型的添加劑和用量。各種添加劑有：增塑劑；熱穩(wěn)定劑；光穩(wěn)定劑；抗氧劑；偶聯(lián)劑；潤滑劑；著色劑；填料；阻燃劑；抗沖改性劑；加工助劑；防靜電劑；防霉劑；增強劑；耐寒劑；發(fā)泡劑；導電劑；防鼠劑等。實例如下：5.4.1粉粒料的組成第33頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一表5-2阻燃增強聚丙烯組成增強級填充級聚丙烯玻璃纖維氫氧化鋁八溴醚三氧化二銻鈦酸酯偶聯(lián)劑亞磷酸酯金屬皂熱穩(wěn)定劑潤滑劑(大白油)10020-166-4適量適量100-50310.5~11適量適量第34頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一表5-3可發(fā)性聚苯乙烯珠粒組成增強級填充級聚苯乙烯珠粒丁烷(發(fā)泡劑)石油醚(發(fā)泡劑)水(分散介質(zhì))肥皂粉(分散劑)過氧化二異丙苯抗氧劑264UV-9四溴乙烷通入氮氣10010-16050.80.30.21.50.03~0.05100-8160~2002~3----0.03~0.05第35頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一表5-4耐低溫柔韌性雨衣膜(PVC)組成增強級填充級聚氯乙烯樹脂XS-3丁腈橡膠鄰苯二甲酸二辛酯鄰苯二甲酸二丁酯癸二酸二辛酯環(huán)氧酯硬質(zhì)酸鋇硬質(zhì)酸鉻三鹽基性硫酸鉛雙酚A硬質(zhì)酸1001042-851.5-0.50.30.2100-32810-1.251.2--0.2Back第36頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一粉料和粒料的配制一般為四步原料的準備、初混合、初混物的塑煉、塑煉物的粉化和?；?.4.2粉粒料的配制⑴原料的準備對主要原料的預(yù)處理、稱量及輸送第37頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一①原料的預(yù)處理

過篩或吸磁處理除去粒狀雜質(zhì)和金屬雜質(zhì)等，過篩還會使聚合物顆粒度大小比較均勻，以便與其它添加劑混合。

干燥對易吸濕的聚合物進行干燥。

增塑劑的預(yù)熱以降低其粘度并加快其向聚合物中擴散的速度，加速溶脹，提高混合效率。

配成漿料或母料防老劑、色料和填料等添加劑等組分的固體粒子大都在0.5μm左右，在塑料中分散困難，且粉塵嚴重。②稱量

保證物料各組分比例準確可靠，以保證制品的性能和質(zhì)量。③輸送

前面已經(jīng)討論第38頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一⑵原料的初混

初混過程只是增加各組分微小粒子空間的無規(guī)排列程度，而并不減小粒子本身。在塑煉前進行初混的理由為：

①塑煉要求的條件比較苛刻，所用設(shè)備的承料量不可能很大。

②由于塑煉設(shè)備特性的限制，若不進行初混，達到塑煉要求的塑煉時間必須延長。即延長了生產(chǎn)周期，又使樹脂產(chǎn)生更多的降解。

混合工藝加料的次序一般為：樹脂、穩(wěn)定劑、加工助劑、沖擊改性劑、色料、填料、潤滑劑等順序加入。

對于加液體組分的潤性塑料，增塑劑要完全滲入聚合物內(nèi)部。提高塑煉效果。

轉(zhuǎn)鼓式混合機、高速混合機、捏和機等混合設(shè)備主要用于初混合。

對于非潤性物料，該混合是在聚合物熔點溫度以下和較為緩和的剪切應(yīng)力下進行的一種簡單混合。第39頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一⑶初混物的塑煉

塑煉目的是借助溫度和剪切力使聚合物獲得熔化、剪切、混合等作用,使各組分的分散更趨均勻和驅(qū)出其中的揮發(fā)物(如驅(qū)出殘存的單體、催化劑殘余體等)，使物料有利于輸送和成型。

因此，不同的塑料應(yīng)有相宜的塑煉條件，并需通過實踐來確定。主要的工藝控制條件是塑煉溫度、時間和剪切力。塑煉時間，小時圖5-19不同初期聚合度的聚氯乙烯塑煉時間與聚合度的關(guān)系(150℃)平均聚合度12001400160018001234200052200123Back混合塑煉是在流動溫度以上和高剪切力下進行的，這可能會造成聚合物分子的熱降解、力降解、氧化降解以及分子的定向等。此外助劑也會對其產(chǎn)生影響以及助劑自身的性能變化。見圖5-19第40頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一⑷塑煉物的粉碎和?；?/p>

粉碎將片狀塑煉物用切碎機先初碎。再用粉碎機完成的，其顆粒大小不等。

?；Ａ鲜怯们辛C來完成，塑煉物可以是片狀也可是條狀。第41頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

為了正確控制成型作業(yè)和提高制品質(zhì)量，了解粉料和粒料(包括熱固性塑料)的工藝性能是十分重要的。

“模塑(成型)周期”的定義：它是指循環(huán)而又按一定順序的模塑作業(yè)中，由一個循環(huán)的某一特定點進至下一循環(huán)同一點所用的時間。例如：從粉料或粒料加入模具中起，經(jīng)加熱加壓、硬化到解除壓力、脫出制品、清理模具至重新開始加料為止所需的總時間。5.4.3粉粒料的工藝性能⑴熱固性塑料的工藝性能①收縮率在模具中成型中，當制品冷卻到室溫后，其尺寸將發(fā)生收縮。收縮率的定義由下式表示。熱固性塑料的工藝性能主要有以下六種：SL——塑料的收縮率；L0——模具型腔在室溫和標準壓力下的單維尺寸；L——制品在相同情況下與模具型腔相應(yīng)的單維尺寸。式中：第42頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

(A)化學結(jié)構(gòu)的變化：制品中的聚合物是體型結(jié)構(gòu)，而所用塑料中的則為線型結(jié)構(gòu)，前者的密度較后者為大，因而產(chǎn)生了收縮。

(B)熱收縮：塑料的熱膨脹系數(shù)比鋼材大，故制品冷卻后的收縮較模具為大。

(C)彈性回復(fù)：制品在硬化后并非剛性體，脫模時壓力降低即有一彈性回復(fù)。這將會減小收縮率。

(D)塑性變形：脫模時壓力降低，但模壁仍緊壓著制品四周，從而使制品發(fā)生局部塑性變形。發(fā)生變形部分的收縮率比沒有發(fā)生的要大些。SL在各維的變化比較復(fù)雜，有零、相等和不相等的變化。影響熱固性制品收縮的基本原因：

影響制品收縮率的因素可歸為三類(A)工藝條件；(B)模具和制品的設(shè)計，(C)塑料的性質(zhì)。第43頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

塑料在受熱和受壓下充滿整個模具型腔的能力稱為流動性。它與塑料在粘流態(tài)下的粘度有密切關(guān)系。目前測定方法有三種：

(A)測流程法：在特定的模具中，一定溫度、壓力及施壓速率下，測定塑料在模具中的流動距離。最簡單。

(B)測流動時間法：從開始對模具加壓至模具完全關(guān)閉所需的時間。

(C)流程時間測量法：將上兩法結(jié)合起來，用流動速度來表示。

影響流動性因素可歸為兩類(A)屬于塑料本身的，一般樹脂相對分子質(zhì)量越小，填料顆粒細小而又呈球狀的，增塑劑、潤滑劑、水含量增高時，流動性增大。

(B)

屬于模具與成型條件的，模具型腔表面的光潔程度和流道的形狀

工藝條件；模具和制品的設(shè)計等。②流動性第44頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

塑料中水分與揮發(fā)分過多時，會使其流動性過大(水分有增塑作用)；成型周期增長，制品收縮率增大，多孔以及易于出現(xiàn)翹曲、表面帶有波紋和悶光等現(xiàn)象。更重要的是降低了制品的介電性能和力學性能。絕對干燥的塑料也是不適用的，因其流動性較低，預(yù)壓和壓制發(fā)生困難。③水分與揮發(fā)分第45頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一⑷細度與均勻度(A)細度與塑料的比體積有關(guān)。顆粒小的塑料能提高制品的外觀質(zhì)量。有時還能提高制品的介電和物理力學性能。顆粒太小的塑料并不是很好的，因為它在壓制中所包入的空氣不容易排出，甚至還會引起制品在脫模時起泡。

(B)均勻度好的塑料，其比體積較一致，可以采用容量法計量，受熱也比較均勻，使制品質(zhì)量有所提高。細度是指塑料顆粒直徑的毫米數(shù)均勻度是指顆粒間直徑大小的差數(shù)第46頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

塑料的壓縮率總是大于1。壓縮率越大，所需模具的裝料室也越大，不僅模具耗費鋼材多，而且不利于加熱。壓縮率越大，裝料時帶入模具中的空氣就越多，如需排出空氣，便會使成型周期增長。⑤壓縮率第47頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一⑥硬化速度

硬化速率是指用塑料壓制標準試樣(一般用直徑為100mm厚為5mm±0.2mm的圓片)時使制品物理力學性能達到最佳值的速率，通常都用“秒/毫米厚度”來表示，此值越小時，硬化速率就越大。硬化速率依賴于塑料的交聯(lián)反應(yīng)性質(zhì)和成型條件。硬化速率應(yīng)適當，過小時成型周期長，過大時又不宜用作壓制大型或復(fù)雜的制品。第48頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一⑵熱塑性塑料的工藝性能①硬化速率熱塑性塑料在成型時的硬化是物理的冷卻過程，與模具的冷卻速率有關(guān)。②收縮率與熱塑性塑料收縮最密切的是塑料體積與溫度和壓力的關(guān)系。前者表現(xiàn)為熱收縮，后者則為彈性恢復(fù)。與熱固性塑料的工藝性能基本相同。

圖5-20為無定形聚合物加熱與冷卻時的比體積-溫度典型曲線。

A→B升溫，體積膨脹

B→C冷卻，體積收縮

C→A在等溫情況下體積回到原來的平衡態(tài)。但時間很長(數(shù)天)。

CA過程所需的時間依賴于加熱和冷卻的速率。如果極為緩慢，則AB與BC兩曲線就可以重合。另，體積壓力成反比。CBA比體積Tg溫度圖5-20無定型聚合物加熱與冷卻式的體積與溫度典型曲線第49頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一③流動性

熱塑性塑料的流動性是它在熔融狀態(tài)下的粘度的倒數(shù)。流動性不僅依賴于成型條件(溫度、壓力、剪切速率)，而且還依賴于塑料中的聚合物和助劑的性質(zhì)。前面已經(jīng)討論。其關(guān)系已在本篇第2章和本章有關(guān)的章節(jié)中討論過。熔體流動速率(Meltflowrate)也反映某些熱塑性塑料的流動性能。Back第50頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.5溶液

用流延法生產(chǎn)薄膜、膠片及生產(chǎn)某些澆鑄制品等常常使用聚合物的溶液作為原料。溶液的主要組分是溶質(zhì)與溶劑。溶質(zhì)是聚合物和除溶劑外的有關(guān)助劑，溶劑通常則是指烴、芳烴、氯代烴類、酯類、醚類和醇類。

溶劑的選擇：溶解性能、無色、無毒、化學穩(wěn)定性高等等。

溶解原理：“結(jié)構(gòu)相似相容原理”來判斷溶解性可靠性差，可由從熱力學推導出的溶度參數(shù)δ來判斷。

5.5.1溶液的組成與作用式中ΔE為物質(zhì)的摩爾蒸發(fā)能量(以J計)；

Vm為摩爾體積(cm3/mol)。

如果聚合物與溶劑兩者的溶度參數(shù)近于相等(差值在0.1以內(nèi))，則兩者即能互溶，相差較大時，則溶解就有限制或不溶。Back第51頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一5.5.2聚合物的溶解

聚合物溶解是通過溶脹和擴散來完成的。溶劑分子侵入聚合物分子鏈段間的空隙，發(fā)生溶劑化，聚合物的體積逐漸膨脹，即發(fā)生溶脹。粘性的小團塊粘結(jié)成較大團塊，若不攪動溶漲和擴散需要幾天時間，才能成為溶液。

溶解過程的關(guān)鍵是加速溶脹和擴散作用，其辦法通常有：采用疏松或顆粒較小的聚合物作原料；加熱溶解，利用攪拌防止團塊的發(fā)生或摧毀團塊等。(1)無定形聚合物Back第52頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(2)晶形聚合物

也是溶脹和擴散兩個過程，但比無定型聚合物困難和復(fù)雜。因為結(jié)晶區(qū)但是由于它們的分子排列很規(guī)整，斂集比較緊密和分子間的作用力大。許多晶形聚合物室溫時在溶劑中只能作輕微的溶脹而不溶解。升高溫度晶型被破壞，有利于溶解。第53頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一

為了加速聚合物等的溶解，通常用帶有強烈攪拌和加熱夾套的釜。以下兩種工業(yè)上常用的具體配制方法。

(1)慢加快攪法配制時，先將選定的溶劑在溶解釜內(nèi)加熱至一定溫度，然后在快速攪拌和定溫下，緩緩加入粉狀或片狀的聚合物，直至投完應(yīng)加的量為止。投料的速率應(yīng)以不出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象為度。緩慢加料的目的在于使聚合物完全分散之前不致結(jié)塊，而快速攪拌則既有加速分散和擴散作用，又借攪拌槳葉與擋板間的剪應(yīng)力來撕裂可能產(chǎn)生的團塊。

5.5.3溶液的配制Back第54頁，共60頁，2023年，2月20日，星期一(2)低溫分散法先將溶劑在溶解釜內(nèi)進行降溫，直到它對聚合物失去活性的溫度為止，然后將應(yīng)加的聚合物粉狀物或片狀物一次投入釜中，并使它很好地分散在溶劑中，最后再不斷地攪拌將混合物逐漸升溫。這樣當溶劑升溫而恢復(fù)活性時，就能使已經(jīng)分散的聚合物很快溶解。配制溶液時，在可能的情況下溫度盡量低，以減少溶劑的過多損失和提高生產(chǎn)安全性。另