第四章1 成型用物料及其配制--配方设计(一讲)
高分子加工思考题解答
第一章绪论1．高分子材料分为哪几类？（高分子材料是一定配合的高分子化合物（由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂组成）在成型设备中，受一定温度和压力的作用熔融塑化，然后通过模塑制成一定形状，冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。
分为塑料、橡胶、纤维三类）2．塑料、橡胶、纤维分类？3．名词解释：工程塑料通用塑料特种塑料化学纤维合成纤维4．生产塑料制品的完整工序有哪五个？原料准备、成型、机械加工、修饰和装配5. 热塑性高分子材料和热固性高分子材料得物理性质及加工性能比较（见讲义）。
第二章高分子材料成型原理1．高分子材料的熔融性能热传递三种方式：热传导、对流、辐射聚合物的加热与冷却都不易由于聚合物的表观粘度随摩擦升温而降低，使物料熔体烧焦的可能性不大2．聚合物的流动和流变性能拉伸流动和剪切流动，各类型流体的流动曲线，影响高聚物熔体粘度的因素，粘度、流动稠度、流动指数、流动性的关系，熔体流动速率熔体流动速率——在规定的温度、压力（2160×9.81×10-3N）下，每10min内通过国标指定尺寸（书P76装料筒直径φ9.55±0.025mm, 出料口直径φ2.095±0.005mm）毛细管的试样总质量（克数）单位：克/10分钟3．聚合物熔体的弹性流动缺陷：管壁上的滑移，端末效应，离模膨胀，弹性对层流的干扰，熔体破裂，鲨鱼皮，产生原因熔体破裂——当挤出速率逐渐增加，挤出物表面将出现不规则现象（畸变、支离和断裂），甚至使内在质量受到破坏。
离模膨胀——被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大，称为离模膨胀鲨鱼皮——挤出物周边具有周期性的皱褶波纹。
4．高分子材料的成型性能聚合物的聚集态:结晶态、玻璃态、高弹态、粘流态等聚集态可挤压性、可模塑性、可纺性、可延性概念5．成型过程中的取向作用拉伸取向（薄膜双向拉伸后，拉伸后的薄膜在拉伸方向上的拉伸强度和抗蠕变性能会提高。
6．高分子材料的降解与交联交联、交联度熟化降解——高分子材料化学键的断链、交联、主链化学结构改变、侧基改变以及上述四种作用的综合交联——线性大分子链之间以新的化学键连接、形成三维网状或体型结构的反应。
成型用的物料及其配制(PPT 111页)
RSO
O
21
氯化石蜡
这是一类增量剂，主是氯化石蜡（氯化聚乙烯， CPE）、五氯硬脂酸甲酯等。它们与PVC的相容 性较差，一般的热稳定性也不好，但它们有很好 的电绝缘性，耐燃性好，成本低廉。因此常用于 电线电缆的配方中。
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柠檬酸酯
柠檬酸酯类增塑剂主要包括柠檬酸酯和乙酰化柠檬酸
酯，是无毒增塑剂，可用于食品包装、医疗器械、儿
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有机锡稳定剂
有机锡类为热稳定剂中最有效的，在透明和无毒制品中应用 最广泛的一类，其突出优点为：热稳定性好，透明性好，大 多数无毒。缺点为价格高，无润滑性。有气味。
有机锡类大部分为液体，只有少数为固体。可以单独使 用，也常与金属皂类并用。
有机锡类热稳定剂主要包括脂肪酸有机锡、马来酸有机 锡和硫醇有机锡三类。
c、马来酸二正丁基锡(DBTM)，白色粉末，有毒， 无润滑性，常与月桂酸锡并用，不可与金属皂类并用于 透明制品中。
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有机锑类
具有优秀的初期色相和色相保持性，尤其是在低用量时，热 稳定性优于有机锡类，特别适于用双螺杆挤出机的PVC配方使用。
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热稳定剂分类
铅盐稳定剂
①卓越的热稳定性； ②保持良好的电绝缘性； ③价格低廉； ④一些品种耐光性优良，一些品种有良好的润滑性； ⑤良好的加工性，并具有白色颜料作用。
环境污染严重
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金属皂类
某些金属，如Zn、 Cd 、 Pb、Ca、Ba等的有机羧酸盐。有 机酸一般用硬脂酸、异辛酸及环烷酸、合成脂肪酸等。一些 非皂类金属盐类如苯甲酸、水杨酸及烷基酚的金属盐也归为 此类。
1）按化学组成分 邻苯二甲酸酯
O
CO
R1
C O R2
O
R1,R2是C1-C13的烷基、环烷基和苯基等，R1,R2可以相 同，也可以不同。
试谈成型用的物料及其配制
试谈成型用的物料及其配制引言在成型工程中，选择合适的物料和正确的配制方法对于产品质量和生产效率至关重要。
本文将介绍成型用的物料以及它们的配制方法，以帮助读者了解如何选择适合的物料和确保正确的配制。
成型用物料1. 塑料塑料是一种常用的成型用物料，以其可塑性、耐久性和成本效益而闻名。
根据需求，可以选择不同种类的塑料，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等。
塑料通常以颗粒或粉末的形式存在，可通过熔融和挤压等工艺实现成型。
2. 金属金属在成型工程中也具有重要的地位。
常用的金属成型物料包括铝、铁、钢等。
金属通常以块、棒或片的形式存在，可以通过冲压、铣削、铸造等工艺进行成型。
3. 橡胶橡胶是另一种常见的成型用物料，具有优良的弹性和耐磨性。
主要包括天然橡胶和合成橡胶。
橡胶可以以片、条或颗粒的形式存在，可通过挤出、压延等工艺进行成型。
4. 纤维纤维成型用物料包括天然纤维和合成纤维。
常见的天然纤维有棉、麻、丝等，合成纤维则包括聚酯纤维、尼龙等。
纤维可以以纱线、布料或纤维束等形式存在，通常通过纺织工艺进行成型。
物料配制方法不同的物料需要不同的配制方法，以确保其在成型过程中具有足够的流动性、黏度和其他所需的特性。
以下是一些常见的物料配制方法：1. 塑料配制塑料的配制一般包括以下步骤：•选择合适的塑料颗粒或粉末。
•将塑料颗粒或粉末放入搅拌机或料斗中。
•混合不同种类或颜色的塑料，以获得所需的特性。
•配制过程中可以添加增塑剂、填充剂或颜料等，以增加塑料的柔韧性、强度和颜色。
2. 金属配制金属的配制通常包括以下步骤：•选择合适的金属材料，如铝坯料、铁块或钢材。
•对金属材料进行预处理，如清洁、切割和去除表面氧化层等。
•根据成型需求，将金属材料加热至合适的温度，以增加其可塑性。
•将金属材料放入成型工具中，施加适当的压力以实现所需的形状。
3. 橡胶配制橡胶的配制一般包括以下步骤：•选择合适的橡胶材料，如天然橡胶或合成橡胶。
塑料成型用的物料及其配制
项目一 塑料成型用物料的组成及其特性
(2) POM的结晶度高，熔融温度范围窄，有明显的熔点。熔体的茹度对 剪切速率较敏感。
(3) POM的热稳定性差，加工温度不宜超过250℃，若温度过高，受热 时间长，会引起物料分解，逸出有强烈刺激性气味的甲醛气体。因此， POM成型时，在保证物料充分塑化的前提下，应尽量降低温度，缩短物 料在高温下的停留时间。
很好的耐磨性、韧性和抗冲击强度，主要用作具有自润滑作用的齿轮和 轴承。尼龙的耐油性好，阻透性优良，无嗅、无毒，是性能优良的包装 材料。 聚酞胺大分子链中都含有亚甲基和酞胺基团，只是不同品种所含基团数 目不同。结构形式基本相似，因此，各种聚酞胺品种有共同的成型特性。 (1) PA易受潮。
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用性能要求来选择几种增塑剂配合使用。
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项目一 塑料成型用物料的组成及其特性
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项目一 塑料成型用物料的组成及其特性
PV C可用挤出、注塑、压延等成型加工方法成型，其成型加工特性为: (1) PVC的加工稳定性极不好，是热塑性塑料中最差的品种;其160℃的
熔融温度高于140℃的分解温度，因此纯PV C树脂不通过改性处理是难 以用熔融塑化的方法来加工生产的。常用有两种改性方法:一是在树脂中 加入热稳定剂，提高PV C的分解温度;二是在树脂中加入增塑剂，降低 PV C的熔融温度。 (2)高温下某些金属离子会加剧PV C的降解，如铁、镐等重金属离子， 所以要严格控制重金属离子的含量，加工前进行磁选，设备要镀铬以防 止产生铁锈。
带有金属嵌件。
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项目一 塑料成型用物料的组成及其特性
( 5 ) PS易着色，可与有机或无机着色剂混合，制成各种色泽鲜艳的制 品。
成型用物料配制—粉料及粒料配制(高分子成型课件)
塑料成型时常用的物料形态有四种：粉料、粒料、溶液 和分散体，其中粉料、粒料用的较多。 基本成分：聚合物+各种助剂(添加剂) 添加剂：改善工艺性能，改善制品的使用性能或为降低 成本。 配制方法：混合成均匀复合物，程度、方法各有不同。
粉料配制
树脂 助剂 粒料配制
预处理
称量 输送
在实际混合中，扩散、对流和剪切三种作用通常是共同 作用，只是在一定条件下，其中的某一种占有优势而已。 物料初混合以对流为主，塑炼主要靠剪切作用混合完成。
混合程度评价
1）均匀程度 2）分散程度
一般而言混合组分的粒子愈细，表面积愈大，愈有利于得 到较高的分散程度。混合的均匀程度的问题则对将直接影 响制品的性能。
③空气的温度、湿度和流动速度。
一、粉料的配置
2 物料的输送与计量
①输送：
液态原料 泵 高位槽
气流
固体粉料
高位料仓
气路输送系统 ②计量：
正压系统 负压系统 正负压联合系统
计量是保证粉料或粒料中各种原料组成比率精确的步骤。袋装或桶装 的原料，通常虽有规定的重量，但为保证准确计，有必要进行复称。 计量有质量计量和体积计量两种方法。生产中常用杠杆称或电子秤进 行精确质量计量。
三辊磨
球磨机
一、粉料的配置
1 物料的预处理
④干燥：
一般情况下，粒料树脂及配合剂具有一定的吸水性，水分往往造成：1） 配料不准确；2）混合难以分散均匀，使制品各部位性能不一；3）水分挥 发，在制品内部产生气泡或脱层，表面出现水纹、凸凹不平，无光泽，易 翘曲，电性能和力学性能下降等现象。 当吸水量高于成型加工的允许值时，必须进行成型前干燥处理。 填料（碳酸钙、陶土、纤维素）在配混前应充分干燥，且干燥后不应 停放，以免吸湿回潮。
成型物料的配制概述(PDF 68页)
添加剂种类的选择和用量，是根据对塑料性能 的要求和成型加工工艺上的需要而确定的。
5
2.物料的组成和添加剂的作用
基质材料：树脂。
塑料材料的助剂:
填料和增强剂
增塑剂
热稳定剂
光稳定剂
固化剂 高分子材料教研室
提纲
1. 引言 2. 物料的组成和添加剂的作用 3. 物料的混合和分散机理 4. 配料工艺简介 5. 本章问题小结
2
1. 引言
塑料工业包 括两个生产 系统：塑料 的生产（包 括树脂和半 成品的生产） 和塑料制品 的生产（塑 料的成型加 工）
3
1. 引言
从图中可看出，两个系统是相互依存，同等重要的。 成型加工的目的在于根据塑料的原有性能，利用一切可
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2.物料的组成和添加剂的作用
稳定剂（防老剂） （1）热稳定剂 （2）抗氧剂 （3）光稳定剂 （4）生物抑制剂
聚合物（树脂）品种不同，所得制品性能和使用范围也不 一样。聚合物本身和添加剂的配比不同，会对塑料的加工工艺 提出不同的要求，加工工艺的确定要综合考察树脂和添加剂的 配比和制品的性能要求等因素。
聚合物本身的性能，对加工性能和产品性能影响很大，主 要影响因素如下：
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2.物料的组成和添加剂的作用
（1）分子量的影响。 分子量对制品的物理-机械性能有较大影响。图5-1表示大 多数聚合物分子量与材料性能间的关系。
润滑剂
着色剂
发泡剂
对助剂的基本要求：
功能上有效，在塑料加工使用条件下稳定，与树脂
结合稳固，无毒无味，价格便宜。
2.物料的组成和添加剂的作用
高分子材料成型工艺学2018-6教材版-PDF
分布性混合 分散混合
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混合难易程度的比较
混合物料的状态
分子扩散的程度
低粘度液体与低粘度液体间的混合 低粘度液体与固体间的混合 高粘度液体与高粘度液体间的混合 高粘度液体与固体间的混合 固体与固体间的混合
能较显著地进行 能显著地进行 不显著、较困难进行 不显著、较困难进行 极慢，很难进行
耐热型增塑剂： 双季戊四醇酯、偏苯酸三酯 耐寒型增塑剂： 癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯 耐光热增塑剂： 环氧大豆油 耐霉菌增塑剂： 磷酸酯类 无毒/低毒增塑剂：乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）
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增塑剂的性能评价
☆（1）聚合物与增塑剂的相容性 压应力 大小 + 增塑剂 渗出时间 溶度参数
☆ （2）增塑剂的效率
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热稳定剂
• 聚氯乙烯（PVC） 主要缺点：热稳定性差
★三盐基硫酸铅和二盐基硫酸铅 （铅毒性，不能接触食品）
★复合热稳定剂：钙锌盐类、钡锌盐类等。 ★有机锡类稳定剂：月桂酸酯类，马来酸酯类和硫醇
（透明、无毒制品）
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3.2.1 粉料和粒料的组成
3、稳定剂
稳定剂的种类
• 热稳定剂 5份左右
• 光稳定剂（紫外线吸收剂、紫外线猝灭 剂、光屏蔽剂）
其它填料
8
光稳定
0.5
重量配比 %
45
例4 玻璃纤维增强聚丙烯
• 成分 • 聚丙烯 • 玻璃纤维 • 偶联剂KR-201 • 抗氧剂1010 • 助抗氧剂DLTP
份数 100 10-100 0.5 0.2 0.2
47
例3 聚苯乙烯泡沫塑料
• 成分 • 聚苯乙烯 • 偶氮二异丁腈 • 碳酸氢氨
份数 100 2.8 2.2
第四章1 成型用物料及其配制--配方设计(一讲)
作业：
1、高分子材料进行配方设计的一般原则和依据各是什 么？ 2、简述PVC配方高计要点 3、1．试分析下列配方，要求： （1）指出各成分在配方中的作用； （2）判断制品基本性能，并说出相应的理由。 ① PVC树脂（XS-4）100，邻苯二甲酸二辛酯 10，苯 二甲酸二丁酯 8，环氧脂肪酸辛酯 3，液体钡－镉 2， 硬脂酸钡 0.5，硬脂酸镉 0.3，硬脂酸 0和设备特点进行配方，工艺性能良好为原则 就是以生产制品的工艺过程、设备类型及特为基础进行配方。 设计时要做到； 1、制品性能优异原则 2、成型加工性能良好原则 ① 对工艺过程步骤、操作方法、设备和模具结构特点要熟悉。 3、相互协调原则 对生产工艺装备所能提供的生产条件要全面掌握。 4、安全环保原则 ② 充分了解物料在成型过程中的受热受力过程、受热受力方 5、物美价廉原则 式以及特点。充分了解设备和模具的结构特点与物料流变 性能的关系。 概括起来地说，配方设计要考虑 的问题一是加什么？二是加多少？ ③ 对生产过程的环境条件要全面了解。 三是协同效应（相互影响） ④ 要注意到同一产品，不同的生产方法、不同工艺不同设备 总之是既要符合使用性能，又要 配方不同；同一产品，相同工艺，不同设备，配方不同； 适应加工性能。 同一工艺、设备，生产条件不同，配方不同。 • 以上三条依据，不是孤立的，而是要相互协调、主次兼顾、 统筹平衡。总的是五条原则：
三、配方设计的原则和依据
2、根据原材料进行配方，相互协调为原则。 就是以原辅材料的性能为基础，设计出相应特点的 制品。 设计时要做到： ① 对原材料的生产方法、规格型号、使用性能、 加工性能、质量指标等要全面掌握。 ② 对各原料之间可能产生的效应要了解清楚，尽 量发挥协同效应，避免对抗效应。 ③ 对所用原料 的用量与制品性能和加工性能及成 本的关系要熟悉。 ④ 对原料的来源和价格要清楚，对成本核算要心 中有数。
成型用的物料及其配制
混合（单纯混合）：多组分体系内各组分在其组成单元 无本质变化的情况下，相互进入其他组分单元所占空间 位置的过程，即在整个体系所占的全部空间内，各组分 单元趋向均匀分布的过程。
分散：多组分体系内的至少一种组分在混合过程中发生了 基本单元尺寸减小的变化，即这是一种不仅有组分单元空 间位置变化，而且有组分单元本身细化的混合过程。组分 单元本身的细化在原则上可达到分子级的程度。
利用模具或其它器械，在室温下，使溶胶塑料具 有一定的形状。
（2）烘熔
将塑形后的物体进行热处理，从而使溶胶塑料通
过物理或化学变化成为固体。
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3.溶胶塑料的分类
（1）塑性溶胶
氯乙烯树脂的悬浮体，液相完全是增塑剂，增塑 糊。
（2）有机溶胶
氯乙烯树脂的悬浮体，液相物有分散剂和稀释剂 两种，稀释增塑糊。
包括原料的预处理、称量及输送。 过筛吸磁，除去杂质；
预处理： 润性物料混合前，增塑剂的预热； 浆料或母料的制备。
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称量：保证准确性，进行复称。
输送：液态原料 泵高位槽
固体粉料 高气流位料仓
（2）初混合 是在聚合物熔点以下的温度和较为缓和的剪切应力 下进行的一种简单混合。
混合时的加料次序：树脂、增塑剂、由稳定剂、润 滑剂、染料等调制的混合物和其它固态填料等。
捏合：指少量粉状添加剂或液状物与大量粉体介质、纤 维固体介质以及糊状介质的强烈混合。主要用于湿粉状、纤 维状和糊状成型物料的制备。设备：Z形捏合机和高速混合机。
塑炼：指大量的塑性状态聚合物与较少量的液体、粉状
和纤维状添加剂的塑性混合。广泛用于要求组分均一性高的热
固性模塑料和多组分热塑性粒料的配制，而且是聚合物共混改
试谈成型用的物料及其配制
补充小知识： 测定溶液的稳定性
T：透射 BS：背散射
T和BS值发生变化，证明溶液不稳定
测定溶液的稳定性
T
BS
稳定
不稳定
♣3.3.1 溶剂溶解的原则
♣ 相似相容原则
非离子型的化合物的溶解度取决于它们的极性：
非极性或极性弱的化合物溶于非极性或极性弱的溶剂 • 极性强的化合物溶于极性强的溶剂
♣ 溶度参数相近原则
设备： ♣ 密炼机 ♣ 开炼机 ♣ 挤出机
工艺控制条件： ♣ 温度 ♣ 时间 ♣ 剪切力
开炼机
塑化终点：由经验定
挤出机
3.2.8 原料的配制
----配制过程是让各组份尽可能均匀的混合，成为均匀 体系的过程。
配制过程中常见的混合有：
聚合物+固体助剂+液体助剂 聚合物+固体助剂 聚合物+聚合物
----是单位体积内全部分子的吸引力，溶质与溶剂的 溶解度参数差越接近，最好等于零，则两者就能混溶。
溶解度参数δ
定义：内聚能密度的平方根 单位：(cal/cm3)1/2,(MPa)1/2
内聚能密度
物
理
意
义
式中：ΔE 内聚能；
V 摩尔体积 （分子量 / 密度）
将1cm3的液体或固体中的分子固定在一起的能量
从物料间的距离判断物料的分散程度
混合程度的判定：
Байду номын сангаас
间接判定方法
----是指不检查混合物各组分的混合状态，而检测制品或试样的物理性 能、力学性能、化学性能等以判断混合状态，因为这些性能往往与混 合状态有关。
tgθ
tgθ
tgθ
Tga
T℃
Tgb
第四章塑料成形原料及配制
✓抗氧剂基本类型：链终止型的抗氧剂和 破坏氢过氧化物型的抗氧剂，
➢ 前者叫主抗氧剂，后者叫辅助抗氧剂，两者协 同作用良好
主抗氧剂主要种类：受阻酚类和仲芳胺 类两类
➢ 胺类因污染变色大而较少使用，酚类最常用
辅助抗氧剂：有机硫化物和亚磷酸酯类
需要使用抗氧剂的塑料：聚烯烃、PS、
PVC、ABS、PA、POM和PPO等
✓硅酸盐品种：陶土、滑石粉、云母和石 棉等
➢ 陶土（瓷土或高岭土）：天然粘土制成，电绝 缘性能优良，用于电缆料
➢ 滑石粉：硅酸镁类片状填料，可提高制品刚性 、尺寸稳定性、耐蠕变及化学腐蚀性、电绝缘 性等，用于平面及大型制品
➢ 云母粉：层状铝硅酸盐类填料，可大大提高制 品拉伸和弯曲弹性模量
✓玻璃球种类：实心球体和空心球体两种
增塑剂主要应用：PVC制品，总耗量 80%以上
增塑剂品质：与树脂相容好，增塑效果 大，化学稳定性好，挥发性低，耐抽出 性、耐低温性和电绝缘性好，无毒无臭
➢（按化学结构）增塑剂种类：邻苯二甲 酸酯类（主要）、含氯化合物、烷基磺 酸苯酯类、多元醇酯类、脂肪族二元酸 酯类、磷酸酯类、环氧脂肪酸酯类、聚 酯类、烃类等
PVC制品成形中通常需使用热稳定剂，耗量约 为PVC树脂产量2%~4%
• 热稳定剂：铅类、金属皂类、有机锡类、锑类 和稀土类等
• 光稳定剂（抗紫外线剂）：光屏蔽剂、紫外线 吸收剂、猝灭剂和自由基捕捉剂
➢ 光屏蔽剂：炭黑、二氧化钛、氧化锌等
➢ 紫外线吸收剂：UV-326和UV-531等 ➢ 自由基捕捉剂：受阻胺类胍啶衍生物
工程塑料品种： PET、PA、PC、ABS、 POM、PPO、PTFE和PI等
简要介绍：PE、PP、PVC、PS、ABS、PA
成型用物料及配方设计
成型用物料及配方设计引言成型是指将原料通过加工、加热、压缩等工艺形成所需产品的过程。
在进行成型过程中，选择合适的物料和设计适宜的配方是非常重要的。
本文将介绍成型用物料的选择和配方设计的基本原则。
成型用物料选择选择成型用物料时，需要考虑以下几个因素：1. 物料性能要求根据成型产品的性能要求，选择相应的物料。
例如，如果产品需要有良好的耐磨性，可以选用耐磨性好的材料，如聚酰亚胺。
如果产品需要具有较高的机械强度，可以选择强度较高的材料，如碳纤维增强塑料。
2. 物料成本在选择物料时，还需要考虑成本因素。
有时候，高性能的物料也意味着较高的成本。
因此，需要综合考虑性能和成本两个方面，选择合适的物料。
3. 生产工艺不同的成型工艺对物料有不同的要求。
例如，注塑成型需要物料具有一定的流动性和熔融性，而压缩成型则需要物料具有较高的强度。
因此，在选择成型用物料时，需要考虑所使用的成型工艺。
配方设计原则配方设计是指根据产品的性能要求和成型工艺的要求，确定各个成型用物料的比例关系和添加剂的使用量。
以下是配方设计的基本原则：1. 主剂和填充剂比例填充剂可以提高材料的强度和硬度，降低成本，而主剂则负责提供材料的基本性能。
在配方设计中，需要根据产品的性能要求，确定主剂和填充剂的比例。
一般来说，填充剂的使用量不宜过高，以免影响产品的性能。
2. 添加剂的使用添加剂可以改变材料的性能，提高加工性能和耐候性等。
在配方设计中，需要根据产品的要求，适量添加相应的添加剂。
例如，可以添加抗氧剂、光稳定剂等改善材料的耐候性能。
3. 配料的顺序在配方设计中，需要注意配料的顺序。
一般来说，应先将主剂与填充剂混合均匀，然后再添加添加剂，最后进行混合。
这样可以确保各个成分充分混合，提高成型的稳定性。
4. 试验和优化在确定初步配方后，需要进行试验和优化。
通过试验，可以评估材料的性能，并根据结果进行调整。
在优化过程中，可以逐步改变各个成分的比例和添加剂的用量，直到达到期望的性能。
成型用物料及配方设计
成型用物料及配方设计1. 引言在制造业中，成型是一种常见的加工工艺，用于将原材料通过模具进行形状和尺寸的固定。
成型工艺的质量和效率很大程度上取决于使用的物料和配方设计。
本文将介绍成型用物料的选择和配方设计，旨在提供一些指导和建议。
2. 成型用物料选择在选择成型用物料时，需要考虑以下几个方面：2.1 物料性能不同的成型工艺对物料的性能有不同要求。
例如，注塑成型需要物料具有良好的流动性和热稳定性；压力成型需要物料具有良好的强度和耐磨性。
因此，根据具体的成型工艺要求，选择合适的物料性能是非常重要的。
2.2 物料成本物料成本是成本控制的一个重要因素。
在选择成型用物料时，需要综合考虑成本和性能之间的平衡。
较高成本的物料可能性能优越，但会增加成本；较低成本的物料可能性能不足，但可以减少成本。
2.3 市场供应选择常见且供应稳定的物料可以确保成型工艺的连续进行。
需要考虑物料是否容易获得，供货是否稳定等因素。
3. 成型用配方设计成型用配方设计是指不同物料的比例和添加剂的选择。
正确的配方设计可以改善成型工艺的性能和效率。
3.1 比例设计不同物料之间的比例关系是影响成型品质的关键因素。
合理的比例设计可以提高成型品的稳定性和一致性。
比例设计的原则包括：•物料配比要合理，确保在成型过程中能够形成均匀的混合状态。
•不同物料之间的比例要根据其性能和特性进行调整，以达到最佳的成型效果。
3.2 添加剂设计添加剂的选用和使用量也对成型工艺有很大影响。
常见的添加剂包括增韧剂、增强剂、稳定剂等。
添加剂设计的原则包括：•根据物料的特性和成型要求选择合适的添加剂。
•添加剂的使用量要适量，过量使用可能会降低成型品的性能。
4. 实例分析以下是一个注塑成型的实例分析，以帮助理解物料和配方设计的应用。
4.1 成型要求注塑成型要求成型品表面光滑、尺寸精确、强度高。
4.2 物料选择根据成型要求，选择具有良好流动性和热稳定性的热塑性塑料。
4.3 配方设计在物料的基础上，根据配方设计指南，选择合适的增韧剂和稳定剂，确保成型品的强度和稳定性。
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第一节 高分子材料制品设计 的原则和程序
一、配方设计与制品设计和工艺设计的关系
1、改善制品的使性能 2、改善制品的加工性能 3、满足成型过程中物料反 应的需要 4、降低成本 5、美化外观
二、配方设计的目的
三、配方设计的原则和依据
1、根据制品使用性能要求进行配方。性能优异为 原则。 如制品要达到的强度、刚度、硬度、弹性 能、外观、化学稳定性等。 设计时要做到： ① 全面了解并熟悉制品性能指标。有标准的应按 标准执行。 ② 对各项性能指标的含义要深刻领会，对其可行 性要经验证。 ③ 对制品的使用环境条件要准确掌握 ④ 对日用品要了解消费者的兴趣爱好、流行色彩 和造型。
四、配方的组成
五、配方制定过程
基本配方、性能配方、实用配方是 相 互 制 约 、 相 互 影 响的。 1 、基本配方： 主体 + 交联剂 + 稳定体系 基本配方 首先提出一组配合剂及其 基 本 用 量 ， 一 般 采 试验所添加的 配合剂的合理性，包括种类、 用传统使用量，并且尽可能简单。 用量（要求用量稳妥）。 例：橡胶基本配方： 2 、性能配方： 基本配方 + ；促进剂：0.5~1.5phr ； 生胶： 100phr ；硫 ： 0.5~3.5phr性能体系 针对某种性能要求：往往专门提高某一（些） ZnO ： 1~10phr ； Hst ： 0.5~2.0phr 防老剂： 0.25~1.5phr
三、配方设计的原则和依据
3、根据成型工艺和设备特点进行配方，工艺性能良好为原则 就是以生产制品的工艺过程、设备类型及特为基础进行配方。 设计时要做到； 1、制品性能优异原则 2、成型加工性能良好原则 ① 对工艺过程步骤、操作方法、设备和模具结构特点要熟悉。 3、相互协调原则 对生产工艺装备所能提供的生产条件要全面掌握。 4、安全环保原则 ② 充分了解物料在成型过程中的受热受力过程、受热受力方 5、物美价廉原则 式以及特点。充分了解设备和模具的结构特点与物料流变 性能的关系。 概括起来地说，配方设计要考虑 的问题一是加什么？二是加多少？ ③ 对生产过程的环境条件要全面了解。 三是协同效应（相互影响） ④ 要注意到同一产品，不同的生产方法、不同工艺不同设备 总之是既要符合使用性能，又要 配方不同；同一产品，相同工艺，不同设备，配方不同； 适应加工性能。 同一工艺、设备，生产条件不同，配方不同。 • 以上三条依据，不是孤立的，而是要相互协调、主次兼顾、 统筹平衡。总的是五条原则：
② PVC树脂（XS-5）100，三盐基性硫酸铅 5，二盐基 性亚磷酸铅1.5，亚磷酸三苯脂 0.5，硬脂酸铅0.5，硬 脂酸正丁酯 0.3，石蜡0.3，氧化锑 5
性能。 3 、实用配方： 性能配方 + 加工体系、成本体 系 要考虑原料的来源、生产配方设计要点：
• • • • 在塑料加工中PVC是必需配方的品种。 PVC制品分为软质（SPVC)和硬质(RPVC)两种。 1、PVC树脂的选择 对于SPVC， 选粘度高的1~4型树脂，以弥补强度 的 不足；对于RPVC，则选粘度低的4~7型树脂。 • 2、对于RPVC，一般不加或少加增塑剂（10份以下）以 保证其强度 和硬度要求，靠提高温度来改善成型时的流 动性，故要重点考虑稳定剂的加入种类和用量，以防降解。 • 3、对SPVC，为保证其柔软性，重点考虑增塑剂的加入 量（30份以上）和种类，稳定剂作次要考虑，但必须加。 • P109：PVC 配方原料－ 1 PVC 配方原料－ 2
作业：
1、高分子材料进行配方设计的一般原则和依据各是什 么？ 2、简述PVC配方高计要点 3、1．试分析下列配方，要求： （1）指出各成分在配方中的作用； （2）判断制品基本性能，并说出相应的理由。 ① PVC树脂（XS-4）100，邻苯二甲酸二辛酯 10，苯 二甲酸二丁酯 8，环氧脂肪酸辛酯 3，液体钡－镉 2， 硬脂酸钡 0.5，硬脂酸镉 0.3，硬脂酸 0.3，二氧化钛 3
三、配方设计的原则和依据
2、根据原材料进行配方，相互协调为原则。 就是以原辅材料的性能为基础，设计出相应特点的 制品。 设计时要做到： ① 对原材料的生产方法、规格型号、使用性能、 加工性能、质量指标等要全面掌握。 ② 对各原料之间可能产生的效应要了解清楚，尽 量发挥协同效应，避免对抗效应。 ③ 对所用原料 的用量与制品性能和加工性能及成 本的关系要熟悉。 ④ 对原料的来源和价格要清楚，对成本核算要心 中有数。
六、配方的表示法
• 1 、重量比： 以聚合物的量为基准（ 100 份）。 此表示法最常用（论文、科研） 2 、重量百分数： 以配方的总重量为 100 ，各组 份占多少。 便于备料，计算成本。 3 、体积百分数： 各组分体积总和为 100 。 这对于以体积计算成本有利。 4 、生产配方： 按生产设备每一次投料量计算各 组分需多少。 此表示法便于生产操作。
第三章 成型用物料料及其配制 -----配方设计
高分子新材料的研制、开发、产业化是一个系统工 程，所涉及到 的问题很多，有配方设计、工艺设计、 设备选型、制品造型设计、结构设计、模具设计。实际 上是制品设计，其中配方设计是核心。 什么叫塑料配方？ 工业生产中塑料制件的生产，经常不是用单纯的树 脂生产，而是用多种原料配制而成。正如塑料的概念说 明的：塑料是以树脂为主要成份，加或不加其它助剂组 合而成。其组成是根据所做制品的性能要求确定的。这 种根据所做制品使用性能和加工性能的要求，对塑料的 组成进行质和量的优化组合和调配就叫塑料的配方。
七、配方的确定
• 配方的确定是以实验为依据，是一项工作量大， 艰苦细致的工作。需要科学的积累、慎密的思考、 深入的研究、勤劳刻苦的科学实验、详细的分析 对比，才能得出一个较好的配方。 • 配方的确定步骤如下： • 调查研究 初拟配方 多次对比试验与调 整 选优中试 调整配方 扩大中试 试生产 实用试验 投产。