塑料共混改性技術(shù)培訓(xùn)講義

?塑料共混改性技術(shù)?要求：〔1〕“三不要〞——不要遲到、不要早退、不要曠課。〔2〕“三帶著〞——帶學(xué)習(xí)工具、帶學(xué)習(xí)熱情、帶著禮貌。〔3〕“三不許〞——不許睡覺、不許吵鬧、不許做與本課學(xué)習(xí)無關(guān)的事。說明：成績評定=工程×40%+實驗操作×20%+期末考核×40%學(xué)習(xí)要求及說明3/4/20243討論：不同的制品對材料性能的要求有哪些？〔如水杯、塑料盆、礦泉水瓶、工藝品等〕當(dāng)現(xiàn)有原材料不能滿足制品要求時如何處理？〔兩種方法〕〔1〕更換原材料〔2〕對現(xiàn)有材料改性3/4/20244緒論1.本課程內(nèi)容、性質(zhì)、任務(wù)和要求<1>課程內(nèi)容情境一、啤酒包裝用PE熱收縮膜用料的制備情境二、增溶劑MaPE的制備及應(yīng)用 情境三、共混型熱塑性彈性體的制備 情境四、抗沖擊聚苯乙烯料的制備 情境五、阻燃電器外殼ABS合金料的制備3/4/20245<2>課程性質(zhì)?塑料共混改性技術(shù)?是高分子材料加工技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)核心課，教學(xué)內(nèi)容是從事塑料加工技術(shù)人員必須具備的專業(yè)知識。該課程是在學(xué)習(xí)了高分子材料化學(xué)根底、高分子材料物理根底、塑料原材料與配方、材料性能測試技術(shù)等專業(yè)理論課程根底上開設(shè)的一門實踐性和綜合性都很強(qiáng)的課程。它與材料成型加工設(shè)備、材料成型加工工藝、材料配方與配制技術(shù)、畢業(yè)設(shè)計、頂崗實習(xí)等課程有著緊密的聯(lián)系。3/4/20246<3>學(xué)習(xí)內(nèi)容及任務(wù)塑料共混改性理論塑料共混改性所需原材料品種、性能及相互作用機(jī)理共混改性設(shè)備、工藝過程及操作3/4/20247<4>學(xué)習(xí)安排學(xué)習(xí)時間：課堂+課外學(xué)習(xí)方法：學(xué)生主動學(xué)習(xí)，老師催促課堂安排：同學(xué)匯報+老師講解+討論學(xué)習(xí)分組：兩個大組，四個小組，每個小組一名組長。工程成績評定：nM=(M1+M2+···+Mn) 小組成績M——老師評定 組員成績M1、···、Mn——小組長評定3/4/20248<5>參考資料吳培熙張留城編著?聚合物共混改性原理及工藝?、?聚合物共混改?王國全編著?聚合物共混改性原理與應(yīng)用?://lib.xzcit/圖書館電子資源中讀秀、維普、知網(wǎng)查詢相關(guān)科技論文。3/4/20249本次課的主要內(nèi)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標(biāo)：能區(qū)別不同的改性方法知識目標(biāo)：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。

3/4/202410通過什么方法可以改變現(xiàn)有原料性能？〔1〕改變分子運(yùn)動狀況〔2〕改變化學(xué)結(jié)構(gòu)〔3〕添加其它物質(zhì)3/4/202411任務(wù)：選擇改性方法〔1〕共混改性〔2〕填充改性〔3〕纖維增強(qiáng)改性〔4〕化學(xué)改性〔5〕納米復(fù)合材料3/4/202412〔1〕共混改性將兩種或兩種以上的高分子物質(zhì)加以混合與混煉，使其性能發(fā)生變化，形成一種新的表觀均勻的聚合物體系，這種混合過程稱為聚合物的共混改性。3/4/202413〔2〕填充改性在聚合物基體中添加與基體組成和結(jié)構(gòu)不同的固體添加物以降低本錢，或是聚合物制品的性能有明顯改變?！?〕纖維增強(qiáng)改性在聚合物基體中參加增強(qiáng)材料〔纖維〕以改進(jìn)聚合物性能，特別是力學(xué)性能的改性方法3/4/202414〔4〕化學(xué)改性通過聚合物的化學(xué)反響，改變大分子鏈上的原子或原子團(tuán)的種類及其結(jié)合方式，如嵌段和接枝共聚、交聯(lián)、互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)等化學(xué)的方法進(jìn)行的改性。〔5〕納米復(fù)合材料通過在高聚物中添加納米級尺寸的單元而制得的復(fù)合材料。本課程主要學(xué)習(xí)共混改性相關(guān)知識3/4/202415任務(wù)二為何要進(jìn)行共混改性，如何實現(xiàn)二共混改性的目的與方法1、共混改性的目的〔1〕均衡各聚合物組分的性能，以改善材料的綜合性能〔2〕一種聚合物〔小量〕作為另一種聚合物的改性劑，以獲得顯著的改性效果?！?〕改善聚合物的加工性能〔4〕制備具有特殊性能的聚合物材料〔5〕提高性能/價格比〔6〕回收利用廢棄聚合物材料3/4/2024162、共混改性的方法〔1〕物理共混法：機(jī)械共混：依靠分子鏈之間的物理作用實現(xiàn)共混的方法，包括干粉、熔融、溶液和乳液四種常用方法。干粉共混法：在非熔融態(tài)混合設(shè)備〔高混機(jī)、捏合機(jī)、球磨機(jī)等〕中完成。熔融共混法：各組分在軟化或熔融流動狀態(tài)下〔Tf以上〕用混煉設(shè)備〔擠出機(jī)、高溫開煉機(jī)等〕加以混合。〔工藝流程：如：P149-圖4-1〕3/4/2024172、共混改性的方法溶液共混法：將共混聚合物溶解到共溶劑中，攪拌混合均勻或?qū)⒕酆衔锔鹘M分分別溶解在混合均勻，然后加熱驅(qū)除溶劑而得到共混物。乳液共混法：將不同聚合物分別制成乳液，再將其混合攪拌均勻后參加凝聚劑使聚合物共沉析而得到共混物。3/4/2024182、共混改性的方法〔2〕化學(xué)共混法：共聚-共混：包括接枝共聚共混和嵌段共聚共混接枝共聚流程〔聚合物1溶解到聚合物2單體中，使單體聚合得到共混物〕如：HIPS〔PS+BR/SBR接枝共聚〕，ABS,MBSIPN：〔制備一種交聯(lián)聚合物，在含有活化劑和交聯(lián)劑的另一種聚合物單體中溶解，然后聚合而形成互相貫穿的網(wǎng)絡(luò)聚合物共混物。3/4/2024192、共混改性的方法〔2〕化學(xué)共混法：其它化學(xué)共混法動態(tài)硫化：〔用于制備熱塑性彈性體〕反響擠出：〔共混反響在成型設(shè)備中完成〕分子復(fù)合：實現(xiàn)分子級共混3/4/202420總結(jié)復(fù)習(xí)：共混改性的目的共混改性的方法作業(yè)1、共混改性的利弊分析2、擬定啤酒包裝用PE熱收縮膜制備方案。3/4/202421學(xué)習(xí)情境一：啤酒包裝用PE熱收縮膜用料的制備

任務(wù)一：共混原材料選擇及方案擬定

任務(wù)分析：1、熱收縮膜及性能要求2、選擇原材料3、確定成型工藝及設(shè)備4、確定初步的工藝條件5、擬定實施步驟3/4/2024221、收縮膜及性能要求熱收縮薄膜是一種在生產(chǎn)過程中被拉伸定向而在使用過程中受熱收縮的一種塑料薄膜，因這種使用功能而成為了一類收縮包裝薄膜。在這些收縮薄膜中，用量最大的是聚乙烯和聚氯乙烯。性能要求：3/4/2024232、選擇原材料用于收縮包裝的薄膜主要有聚氯乙烯和聚乙烯薄膜，其次還有聚丙烯、聚偏氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯、離子型聚合物和以些新型收縮薄膜。1、PVC薄膜：作業(yè)性好，加工后透明、漂亮、封合部也美觀但其缺點(diǎn)是〔1〕沖擊強(qiáng)度低，尤其低溫脆性，因此作為工業(yè)用的重型包裝不如聚乙烯；〔2〕封合強(qiáng)度不高，熔封時、有可能產(chǎn)生惡臭的腐蝕性氣體；〔3〕使用含增塑劑的薄膜有可能出現(xiàn)遷移粘連現(xiàn)象，薄膜會粘在商品上失去光澤。2、PE薄膜：聚乙烯沖擊強(qiáng)度度大、價格廉價、加工后的熱封局部強(qiáng)度高、破斷少，故常用了運(yùn)輸包裝，但其光降、透明件等方面那么不如PVC。3/4/202424聚乙烯〔PE〕類型PE種類：1)低密度聚乙烯(LDPE)。2)線形低密度聚乙烯(LLDPE)：3)超低密度聚乙烯(U/VLDPE)。4)高密度聚乙烯(HDPE)：5)高分子量高密度聚乙烯(HMW—HDPF)6)超高分子量聚乙烯(1UHMWPF)。7)茂金屬催化聚乙烯(mPE)，8)可發(fā)性聚乙烯(EPE)。9)回收聚乙烯(PCR)。目前使用量最大的是LDPE、LLDPE和HDPE3/4/2024253/4/2024263/4/2024273/4/2024283、確定成型工藝及設(shè)備3/4/2024294、確定初步的工藝條件〔參考〕1)擠出機(jī)溫度：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)螺桿轉(zhuǎn)速：20—22r/min5)牽引比：3—103/4/2024305、擬定實施步驟〔1〕原材料及配方確定〔2〕工藝選擇及參數(shù)確定〔3〕原材料準(zhǔn)備，設(shè)備準(zhǔn)備〔4〕生產(chǎn)實施〔5〕性能檢驗〔6〕效果評價與分析3/4/202431課后任務(wù)：預(yù)習(xí)薄膜吹塑成型機(jī)組的使用3/4/202432任務(wù)二：啤酒包裝用PE熱收縮膜用料的制備3/4/202433原材料準(zhǔn)原料用量生產(chǎn)用量LDPE802000gHDPE20500g任務(wù)二：啤酒包裝用PE熱收縮膜用料的制備3/4/2024341、開機(jī)前常規(guī)檢查：①供電前檢查電網(wǎng)電壓，是否在規(guī)定范圍內(nèi)；②檢查氣泵、氣閥等執(zhí)行部件是否可靠有效；③查看機(jī)組各局部接地是否有效；④檢查減速機(jī)油是否符合要求。2、開機(jī)前工藝準(zhǔn)備：①確認(rèn)口模和間隙是否符合生產(chǎn)制品要求；②確認(rèn)加熱器溫度〔設(shè)置、加熱、恒溫等〕；如：LDPE(2102TN26)：溫度〔℃〕：165-180-190-180③確認(rèn)機(jī)械傳動等運(yùn)行情況；④按制品要求安裝調(diào)整好剖刀、切刀、收卷軸等生產(chǎn)器具3/4/2024353、開機(jī)①主機(jī)起動前全部機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)局部須供電備用；②主機(jī)起動后引膜同時供氣〔擠出——提膜——喂輥——充氣——卷取〕，③按制品規(guī)定到達(dá)寬度后調(diào)整好制品厚度及偏差；④調(diào)整好風(fēng)量，各局部運(yùn)行線速度配適宜當(dāng)，收卷效果良好。3/4/2024364、運(yùn)行過程重點(diǎn)檢測：①縱橫向收縮率；②直徑尺寸及兩端直徑偏差；③厚度尺寸及偏差；④寬度尺寸及偏差；⑤端面平整度和外圓平整度。3/4/2024375、停機(jī)①先停止供料，盡量擠凈料筒內(nèi)剩余的物料；②逐漸降低主機(jī)轉(zhuǎn)速至零，關(guān)閉主機(jī)；③待薄膜卷取完畢，逐個關(guān)閉牽引、卷取等輔機(jī)。④關(guān)閉加熱。⑤最后關(guān)閉電源、風(fēng)包、氣源。6、停機(jī)后清理操作現(xiàn)場。并進(jìn)行諸項記錄的填寫。3/4/202438本卷須知：1、吹膜過程中因需要須停機(jī)換網(wǎng)時，必須關(guān)閉所有的加熱電源。2、主機(jī)連續(xù)工作24小時后更換漏網(wǎng)，同時清理?？谖锪?。3、熔體被擠出之前，操作者不得處于口模的前方。4、操作過程中嚴(yán)防金屬雜質(zhì)、小工具等物落入進(jìn)料口中，以免損傷螺桿。5、清理螺桿、口?；蚰＞邥r，只能采用銅棒、銅刀或壓縮空氣管工具，嚴(yán)禁使用硬金屬制的工具如三角刮刀、螺絲刀等來清理，以免損傷設(shè)備。6、提膜時防止正對口模上方，以免燙傷；引膜時在上牽引、下牽引、卷取等處注意松開膠輥操作，防止擠傷。掛刀時注意刀片，以免劃傷；7、操作過程中注意周邊環(huán)境，防止?fàn)C傷、碰撞、物品墜落砸傷等現(xiàn)象發(fā)生。3/4/2024392、工藝流程生產(chǎn)工藝流程：料斗上料一物料塑化擠出→吹脹牽引→風(fēng)環(huán)冷卻→人字夾板→牽引輥牽引→電暈處理→薄膜收卷3/4/202440工程一：啤酒包裝用PE熱收縮膜用料的制備總結(jié)匯報1、原料及配方2、共混目的3、共混工藝流程4、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及工藝控制要領(lǐng)5、共混物結(jié)構(gòu)分析3/4/2024413/4/202442任務(wù)三：分析共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)及影響因素1、共混物形態(tài) 〔1〕完全相容： 〔舉例：水和酒精〕 〔2〕局部相容： 〔舉例：水和食鹽〕 〔3〕完全不相容： 〔舉例：水和油〕3/4/2024432、共混物形態(tài)結(jié)構(gòu)〔1〕形態(tài)類型A均相體系： 組分完全相容，形成分子級別分散的均一相態(tài)。B非均相體系： 組分局部相容，體系由兩組分各自單獨(dú)相及兩相過渡區(qū)域組成。C術(shù)語：連續(xù)相、分散相、相疇3/4/202444思考：非均相體系中各相是以何種結(jié)構(gòu)共存?！?〕非晶聚合物構(gòu)成的多相體系結(jié)構(gòu)A分散相形狀不規(guī)那么〔P154—圖4-3〕B分散相較規(guī)那么〔P154—圖4-4〕C分散相為胞狀結(jié)構(gòu)或香腸狀結(jié)構(gòu)〔P154—圖4-5〕D分散相為片狀結(jié)構(gòu)〔P154—圖4-6〕3/4/202445〔3〕兩相互鎖或交錯結(jié)構(gòu)兩相共連續(xù)結(jié)構(gòu)，兩組分交錯排布，難以區(qū)分連續(xù)相/分散相。通常在相逆轉(zhuǎn)組成范圍內(nèi)形成。層狀結(jié)構(gòu)〔P154—圖4-7〕兩相交錯，相逆轉(zhuǎn)〔P154—圖4-8〕3/4/202446〔4〕互相貫穿的兩相連續(xù)結(jié)構(gòu)兩相互相貫穿，使得整個體系成為一個交織的網(wǎng)絡(luò)，兩相都是連續(xù)相?！睵154—圖4-9〕〔5〕結(jié)晶-非晶聚合物共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu) 考慮：晶體結(jié)構(gòu)、晶相與非晶相、連續(xù)相與分散相等?！睵154—圖4-9〕〔6〕結(jié)晶-結(jié)晶聚合物共混物的形態(tài)結(jié)構(gòu)考慮：各自晶態(tài)結(jié)構(gòu)、晶區(qū)與非晶區(qū)、連續(xù)相與分散相。3/4/2024473、共混物的界面〔1〕界面層的形成兩種聚合物鏈段之間相互擴(kuò)散，形成聚合物共存區(qū)——界面層〔2〕界面層的厚度 界面層厚度與兩聚合物相容性關(guān)系。相容性越好——界面厚度越大相容性越差——存在明確的相界面。一般情況下界面厚度△L幾個納米到數(shù)十納米。3/4/202448〔3〕界面的粘接 粘接越好，擴(kuò)散越大，共混物性能優(yōu)異結(jié)合力來源：化學(xué)結(jié)合力：〔化學(xué)鍵鍵能〕次價力：〔界面張力、相容性、界面厚度〕3/4/202449〔4〕界面層的性質(zhì)

界面層性質(zhì)與本體性質(zhì)的差異〔