高分子加工学-混合及混炼
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。
高分子成型加工原理
1、什么叫混合、混炼？并指出各自的特点。
混合是一种趋向于减少混合物非均匀性的操作。
混炼是指用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂练成混炼胶的工艺。
混合：温度低（一般低于聚合物熔点），剪切速率小；混炼：温度高（一般高于聚合物熔点），剪切速率大。
2、试述捏合机、高速混合机、开炼机、密炼机的基本结构、工作原理和机器的规格型号。
（1） Z形捏合机基本结构：带有加热（冷却）夹套的鞍形混合室、一对Z形搅拌器、电气传动装置等。
捏合机除了通过夹套加热和冷却外，还可在搅拌器中心开设通道，通加热或冷却载体，以便准确及时地控制捏合时物料的温度。
工作原理：混合时，物料借助于相向转动的一对搅拌器沿着混合室的侧壁上翻,而后在混合室的中间下落，再次为搅拌器所作用。
这样重复循环，物料得到多次折叠和撕捏作用，从而得到均匀混合。
(2)高速混合机基本结构：附有加热或冷却夹套的圆筒形混合室、一个装在混合室底部的高速转动的搅拌叶轮、排料装置、折流板（挡板）以及电气传动装置等。
工作原理：高速混合机工作时，高速旋转的叶轮借助表面与物料的摩擦力和侧面对物料的推力使物料沿叶轮切向运动。
同时，由于离心力的作用物料被抛向混合室内壁，并且沿内壁面爬升，当升到一定高度后，由于重力的作用，物料又落回到叶轮中心，接着又被抛起。
物料的表面不断得到更新，由于叶轮的转速很高，物料运动速度很快，快速运动的物料粒子之间相互碰撞、摩擦，使得团块破碎，物料因摩擦升温，同时迅速地进行着交叉混合，这些作用促进了各组分的均匀分布和对液态添加剂的吸收。
规格型号：GH200，GH表示高速混合机，200表示工作容量200升。
实际加料量为工作容量的50～75％。
（3）开炼机基本结构：两只辊筒、辊距调节装置、安全装置、加热冷却系统和传动系统等。
辊筒为中空结构，内部可通加热或冷却载体，也可直接放置电加热棒加热。
工作原理：开炼机工作时，两个辊筒相向旋转，且速度不等。
放在辊筒上的物料由于与辊筒的摩擦和粘附作用以及物料之间的粘结力而被拉入辊隙之间，在辊隙内物料受到强烈的挤压和剪切，这种剪切使物料产生大的形变，从而增加了各组分之间的界面，产生了分布混合。
混合与混炼
第一章 混ห้องสมุดไป่ตู้与混炼 06:27
第一章 混合与混炼 06:27
密闭式炼塑（胶）机
简称密炼机。 在开炼机的基础上发展起来的一种高强度的间歇 混炼设备。 与开炼机相比的优点和不足：
第一章 混合与混炼
密闭式炼塑（胶）机－结构
14：气缸 13：活塞 12：填料箱 11：翻板门 10：加料装置 09：压料装置 08：转子 07：上密炼室 06：上机体 05：下密炼室 04：下机体 03：卸料装置 02：卸料门锁紧装置 01：底座
第一章 混合与混炼 06:27
内容
第一节：概述 第二节：混合和混炼的设备 第三节：混合和混炼工艺 第四节：配方设计
第一章 混合与混炼 06:27
第一节：概述
混合和混炼是高 分子材料成型比较重 要的工序，对于许多 加工是不可缺少的
它包括高分子化合物和助剂（固体或液体）、高分子 和高分子（共混）的混合；也包括在常温下的混合和高 温下的混炼（塑炼或塑化）；有化学变化也有物理变化 等等。
开 放 式 炼 塑 机 类 型
第一章 混合与混炼 06:27
开
放
开炼机规格是采用辊筒直径来表示。
式
是在辊筒直径数字前冠以汉语拼音符号。表示机台
炼 的用途。
塑 机 规
如XK－450，其中“X表示橡胶用，“K”表示开炼 机，450表示辊筒工作部分直径为450mm；
SK-450表示辊筒直径为450mm的开放式炼塑机(“S” 表示塑料用)。
在混炼过程中，物料在被压缩状态下进行分散混合是 混炼区别于混合的一个显著的特征。
混炼往往不可控制的伴随着物料全部或绝大部分发生 相变。
第一章 混合与混炼 06:27
混合与混炼的基本理论
Volume fraction(%)
2、混合混炼目的
加工性能
使用性能 的改善
成本控制
混合混炼的目的
分子水平 纳米水平
尺度
分散
均匀性 可控分散
微米水平 大尺寸
简单复合
2、混合混炼目的
关于分散尺度的问题 在大多数情况下，对于聚合物改性用的混合，分散均匀
性越好和分散度越高（但不是分子水平分散），对共混物性能的 贡献越大。
份 数 法 举 例
4、共混的几个基本概念
（2） 共混物组成及配比的表示方法 配比 • 质量分数 • 体积分数 • 摩尔分数
含 量 法 举 例
w1
m1
mi
ii
n
1
V1
Vi
i 1
n
x1
n1
n
i 1
m
i
w2
m2
mi
ii
n
2
V2
Vi
i 1
n
x2
n2
4、共混的几个基本概念
（2） 共混物组成及配比的表示方法 配比 PVC配方例： PVC DOP 三碱式硫酸铅 二碱式硫酸铅 BaSt PbSt HSt 100 40 3 2 1.5 0.5 1
份 数 法 举 例
4、共混的几个基本概念
（2） 共混物组成及配比的表示方法 配比 NR/SBR二元共混物配方： NR+SBR 100 NR/SBR 70/30 炭黑 50 S 1.5 TT 0.2 硫磺促进剂 CZ 1.0 硫磺促进剂
白炭黑 水
机械分散
白炭黑水浆
改性白炭黑水浆
偶联剂
滴加
液相混合与絮凝 脱水 干燥 Silica/NR(SBR) 母胶
混炼的原理与实例课件
匀混合。
混炼过度
描述
混炼过度是指物料在混合过程中过度搅拌或摩擦，导致物料温度升高、黏度增加，甚至产 生交联反应，影响物料的加工性能和产品性能。
原因
混炼过度通常由于搅拌速度过快、混合时间过长、物料温度过高或物料的化学性质不稳定 导致。
解决方案
为避免混炼过度，可以采取降低搅拌速度、缩短混合时间、控制物料温度和选择合适的物 料等措施。此外，对于易产生交联反应的物料，应采用适当的配方和加工条件，以避免过 度混合。
02
混炼后的物料可加工成各种塑料 制品，如薄膜、片材、管材、型 材等。
混炼的重要性
混炼是塑料加工中的重要环节之一， 它直接影响产品的性能、质量和生产 效率。
通过混炼，可以获得具有优异性能的 聚合物材料，满足各种塑料制品的要 求。
混炼的原理
混炼是将不同物质进行均匀混合的过程，通过摩擦作用和剪 切力作用，使不同物质分散、混合、取向、分散相粒子细化 。
橡胶混炼是将天然橡胶或合成橡 胶与各种添加剂、硫化剂、补强 剂等混合在一起，以制备具有所
需性能的橡胶混合物。
橡胶混炼过程中，需要考虑到橡 胶的分子量、粒度、弹性以及与 添加剂的相容性等因素，以确保
最终产品的质量。
橡胶混炼的目的是为了获得具有 特定性能的橡胶材料，例如提高
硬度、弹性、耐磨性等。
胶黏剂混炼
03
混炼的应用实例
塑料混炼
塑料混炼是将各种塑料原材料、添加剂和色料混合在一起，以制备具有所需性能的 塑料混合物。
塑料混炼过程中，需要考虑到不同材料的粒度、熔点、热稳定性以及相容性等因素 ，以确保最终产品的质量。
塑料混炼的目的是为了获得具有特定性能的塑料材料，例如提高硬度、韧性、耐热 性等。
高分子材料成型加工原理笔记(精简)
11 减轻挠度的方法：通常可将辊筒设计和加工成略带腰鼓型，或调整两辊筒的轴，使其交叉一定角度或加预应力，就能在一定程度上克服或减轻分离力的有害作用，提高压延制品厚度的均匀性。
12 在压延过程中，热塑性塑料由于受到很大的剪切应力的作用，因此大分子会顺着薄膜前进方向发生定向作用，使生成的薄膜在物理机械性能上出现各向异性，这种现像称为压延效应。
压延效应的大小，受压延温度、转速、供料厚度和物料性能等的影响，升温或增加压延时间，均可减轻压延效应。
5 压延分离力：在辊筒对物料挤压和剪切的同时，辊筒液受到来自物料的反作用力，这种力图使两辊分开的力称为分离力或横压力。
1、简述离模膨胀的含义、原因及主要影响因素。
答：定义：被挤出的聚合物熔体断面积远比口模断面积大的现象。
离模膨胀比定义为充分松弛的挤出物直径d 与口模直径D之比。
原因：a、取向效应b、弹性变形效应c、正应力效应影响因素：1)长径比一定，B随剪切速率增加而增大。
在熔体破裂临界剪切速率之前有最大值Bmax，而后下降；2)低于τc之下，B随τ增加而增大。
高于τc 时，B值则下降；3)在低于临界ɤc的一定的剪切速率下，B随温度升高而降低；4)剪切速率恒定，B随长径比L/D的增大而降低。
L/D超过某一数值时，B为常数。
5)离模膨胀比随熔体在口模内停留时间呈指数关系地减少。
6)离模膨胀比随聚合物的品种和结构不同而异。
线性、柔性聚合物位阻低，松弛时间短，B值小；粘度大，分子量高，分布窄，非牛顿性强，松弛缓慢，B值大。
5、为什么在一种设备上螺杆转速（n）不能过高？并且靠增加转速来提高生产率也是有限度的？答：随着转速的增加，物料所受到的剪切作用加大，即剪切速率增大，因为大多数聚合物都是假塑性流体，因此，随γ↑，η↓，则漏流↑，逆流↑，所以，当转速高到一定程度时，漏流和逆流对产量的影响就不能忽略了。
在实际生产中，也不能靠提高螺杆的转速无限制的增加生产能力，随n不断提高，剪切速率达到一定范围后，就会出现熔体破裂现象。
高分子材料加工原理 第3章 混合
2
V H
1 2
增加时，2 下降
黏度比大，变形速率小，混合质量下降
共混体系各组分选择时的黏度相近原则
高黏度的少组分混合到低黏度的多组分中——比较困难 低黏度的少组分混合到高黏度的多组分中——相对容易
二、分散混合
定义：将呈现出屈服点的物料混合在一起时,要将它们分散， 应使结块和液滴破裂，这种混合称为分散混合。
一、添加剂的属性 1. 添加剂的形态
指添加剂颗粒的形状。 添加剂的不同形态，具有不同程度的混合与改性效果。 例:添加剂颗粒纤维状对增强改性有利。
2. 添加剂的粒度 指其颗粒的具体尺寸。 添加剂的粒度大小不同，对混合物体系的改性效果大不
相同。
例 1: 对 于 冲 击 改 性 ， 作 为 分 散 相 橡 胶 平 均 粒 子 为
各组分流变性不均匀，即少组分的黏度与多组分的黏度有差异。
流变性不均匀流体在平行平板混和器中的混合
11 22 13
2
V H
1
1
2
1
少组分的剪切速率是黏度比和少组分占据的间隔分数 的函数。
<<1 2
当 1
(一) 统计学上的混合指标
(1)平均粒径 (2)总体均匀度 (3)分离尺度 (4)分离强度
(二) 视觉检测法(对比样本法)
ASTM推荐的方法，是定性的视觉法。
将观察到的试样切口情况与一组标准照片比较，评定炭 黑分散等级，其结果可用数值来表示。 将炭黑的分散情况与5张标准照片相比较，然后评定等 级。 共有5个视觉等级。等级为5时表示这样的分散状态使某些重
高分子材料成型加工基础复习提纲 高分子材料成型加工基础复习
高分子材料成型加工基础复习提纲绪论及第一章:混合与混炼1、聚合物加工：高聚物的成型加工，通常是在一定的温度下使弹性固体、固体粉状或粒状、糊状或溶液状态的高分子化合物变性或熔融，经过模具或口型流道的压塑，形成所需的形状，在形状形成的过程中有的材料会发生化学变化（如交联，最终得到能保持所取得形状的制品的工艺过程。
P52、聚合物的加工工艺过程一般可以分为混炼、成型、后加工等三大部分。
P53、混合混炼的目的：为获得综合性能优异的聚合物材料，除继续研制合成新型聚合物外，通过混合、混炼方法对聚合物的共混改性已成为发展聚合物材料的一种卓有成效的途径。
P74、共混的方法：a 机械共混法 b 液体共混法 c 共聚—共混法 d 互穿网络聚合物IPN 制备技术P75、共聚物的均匀性是指被分散的物在共混体中浓度分布的均一性，或者说分散相浓度分布的变化大小。
6、共聚物的分散程度是指被分散的物质（如橡胶中掺混部分塑料）破碎程度如何，或者说分散相在共混体中的破碎程度。
P117、常见的共混体系有：a固体 / 固体混合、b液体 / 液体混合、c固体 / 液体混合。
P208、混炼三要素及其作用：a压缩；物料在承受剪切前先经受压缩，使物料的密度增加，这样剪切时，剪切力作用大，可提高剪切效率，同时当物料被压缩时，物料内部会发生流动，产生由于压缩引起的流动剪切 b剪切剪切的作用是把高粘度分散相的粒子或凝聚体分散于其它的分散介质中 c分配置换分布由置换来完成。
P229、混合与混炼设备根据操作方式分为间歇式和连续式两大类。
P2510、常见初混合设备概念及类型：初混合设备是指物料在非熔融状态下（粉料、粒料、液体添加剂）进行混合所用的设备。
常用的典型初混合设备有 a 转鼓式混合机 b 螺带混合机 c Z 型捏合机 d 高速混合机p25-2811、混炼和塑化的概念及它们的区别：将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程叫混炼；将各种配合剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程叫塑化。
高分子材料加工工艺
高分子材料加工工艺引言高分子材料是一类具有很高分子量的大分子物质，具有良好的可塑性和可加工性，因此在工业生产中得到广泛应用。
高分子材料的加工工艺对材料的性能和质量具有重要影响。
本文将介绍高分子材料的常见加工工艺及其特点。
压延法压延法是高分子材料加工的基本方法之一。
它通过将高分子材料置于两个连续旋转的辊子之间，通过压力将材料挤压成所需的厚度和形状。
压延法适用于制备薄膜、片材、带材等产品。
压延法的工艺流程包括以下几个步骤：1.原料准备：将高分子材料切碎或研磨成粉末状，准备好所需的添加剂和填充剂。
2.混炼：将高分子材料与添加剂、填充剂加入混炼机中进行混合。
3.炼胶：将混炼好的材料送至炼胶机中进行炼胶，以提高材料的可塑性和可加工性。
4.压延：将炼胶好的材料放入压延机中，通过辊子的旋转和压力的作用，将材料挤压成所需的薄膜、片材或带材。
5.后处理：对压延好的产品进行表面处理、冷却等后续工艺，使其达到所需的性能要求。
压延法的优点是加工速度快、效率高，可以制备出很多种形状的产品。
但是，压延法在某些高分子材料中容易产生气泡、缺陷等问题，需要通过优化工艺参数和加入消泡剂等方式解决。
注塑成型注塑成型是高分子材料加工的常用方法之一，尤其适用于制备大批量的复杂形状产品。
注塑成型通过将高分子材料加热熔融，然后将熔融材料注入模具中，通过模具的冷却固化成型。
注塑成型适用于制备塑料制品、零件、模具等产品。
注塑成型的工艺流程包括以下几个步骤：1.原料准备：将高分子材料切碎或研磨成粉末状，准备好所需的添加剂和填充剂。
2.预处理：将原料加入注塑机的料斗中，通过加热和混合来提高材料的可塑性和可加工性。
3.注塑：将预处理好的材料注入注塑机的料筒中，材料在高温和高压的作用下熔融。
4.冷却：在注塑机的模具中，熔融材料通过冷却固化成型。
5.后处理：将成型好的产品从模具中取出，进行修整、清洁、质检等后续工艺。
注塑成型的优点是生产效率高、制品成型精度高，还可以制备出各种复杂形状的产品。
高分子材料成型与加工
➢ 习惯上，常以物料所受的剪切力大小或剪切变形 程度来决定混合强度的高低。
6
二、间歇混合设备
静式混合设备：重力混合器和气动混合器，混合器的混合室 是静止的，依靠重力和气动力使得物料流动混合，是温和 的低强度混合器，适用于大批量固态物料的分布混合。
分散混合作用：设备主要通过向物料施加剪切力、 挤压力而达到分散目的。
代表性设备：开炼机、密炼机等。
注意: 分散混合能力和分布混合能力往往是混合设 备同时具有的，因为任何一个混合过程总是同时 具有分散与分布的要求，只是侧重点不同。
5
第二节 混合设备
3．高强度、中强度和低强度混合设备
➢ 根据混合设备在混合过程中向混合物施加的速度、 压力、剪切力及能量损耗的大小，可以分为高强 度、中强度和低强度混合设备。
13
14Biblioteka 开炼机混合过程：➢ 开炼机工作时，两个滚筒相向旋转，且速度并不等； ➢ 放在滚筒上的物料由于和滚筒表面的摩擦和粘附作用以及
物料之间的粘力拉入辊隙之间； ➢ 辊隙间的物料受到强烈的挤压和剪切作用，物料产生很大
的形变，增加各组分之间的界面，产生分布混合； ➢ 剪切力大于物料的许用应力时，物料就会分散开；
分布混合作用：通过对物料的搅动、翻转、推拉作 用使物料中各组分发生位置更换。对于熔体则可 使其产生大的剪切应变和拉伸应变，增大组分的 界面面积等达到分布混合的目的。
代表性设备：有重力混合器、气动混合器及一般用 于干混合的中、低强度混合器等。
4
第二节 混合设备
分散混合设备：主要具有使混合物中组分粒度减小， 即具有分散混合的能力。
2010《高分子材料成型加工》课后部分习题参考答案
2010《⾼分⼦材料成型加⼯》课后部分习题参考答案《⾼分⼦材料成型加⼯》课后习题参考答案第五章习题与思考题3．为什么在评定固体物料的混合状态时不仅要⽐较取样中各组分的⽐率与总体⽐率的差异⼤⼩⽽且还要考察混合料的分散程度？答：衡量混合效果需从物料的均匀程度和组分的分散程度两⽅⾯来考虑。
均匀程度指混⼊物所占物料的⽐率与理论或总体⽐率的差异。
但就是相同⽐率的混合情况也是⼗分复杂的。
在取样分析组成时，若⼀次抽取的试样的量⾜够多，或者，⼀次取样量虽不多，但取样的次数⾜够多，虽然每次抽取的试样分析结果有所出⼊，但（取多个试样分析结果的平均值时，）仍可得出混合情况相同的结论。
然⽽从混合料中各组分的分散程度来看，则可能相差甚远。
因此，在判定物料的混合状态时，还必须考虑各组分的分散程度。
4．温度对⽣胶塑炼有何影响？为什么天然橡胶在115℃时塑炼效果最差？5．天然橡胶的低温机械塑炼的⽬的及其原理与聚氯⼄烯塑料中添加邻苯⼆甲酸⼆丁酯的⽬的及其原理有何异同？6．何谓橡胶的混炼？⽤开炼机和密炼机分别进⾏混炼时应控制的⼯艺条件有哪些？有何影响？答：混炼就是将各种配合剂与可塑度合乎要求的⽣胶或塑炼胶在机械作⽤下混合均匀，制成混炼胶的过程。
开炼机混炼时应控制的⼯艺条件有（1）装胶容量（2 ）辊距（3）混炼温度（4 ）混炼时间（5）辊速和速⽐（6）加料顺序；密炼机分别进⾏混炼时应控制的⼯艺条件有（1）装胶容量（2 ）上顶栓压⼒（3）转⼦转速和混炼时间（4 ）混炼温度（5）加料顺序7．何谓胶料混炼过程中产⽣的结合橡胶（炭⿊凝胶）？答：橡胶与炭⿊混炼时，由于炭⿊表⾯具有⼀定的活性，因⽽与混炼时产⽣的R?⽣成⼀定数量的化学形式和物理形式的结合体，形成⼀种不溶于橡胶溶剂的产物，称结合橡胶（炭⿊凝胶）。
8．成型⽤的塑料形态有哪⼏种？各种形态的塑料有什么不同的特点？它们的应⽤情况如何？9．什么叫塑料的混合和塑化，其主要区别在哪⾥？答：塑料的混合：这是物料的初混合，是⼀种简单混合，在低于流动温度和较为缓和的剪切速率下进⾏的⼀种混合。
高分子工艺学名词解释
流变学基础宾汉液体：当作用与液体上的剪切应力小于某一值时，液体并不发生流动而类似与固体，当所施加的剪切应力超过某一临界值时τy时，液体则象牛顿流体一样流动，这种液体称为宾汉液体。
触变性流体：在定温下表观粘度随剪切持续时间而降低的液体称为触变性液体。
震凝性液体：在定温下表观粘度随剪切持续时间延长而增大的液体称为震凝性液体。
拖动流动：管道结构中的一部分能以一定速度和规律相对于其它部分进行运动，粘滞性很大的高聚物液体能随管道的运动部分移动，所以称为拖动流动。
收敛流动：当高聚物液体沿流动方向在截面尺寸变小的管道中流动时或粘弹性液体从管道中流出时，液体中各部分流线不再保持相互平行关系的流动称为收敛流动。
拉伸流动：粘弹性高聚物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的流动称为拉伸流动。
切力增稠: 高聚物熔体的表观黏度随剪切速率或剪切应力的增大而增大的现象。
切力变稀:高聚物熔体的表观黏度随剪切应力或剪切速率增大而降低的现象。
假塑性流体:一定温度下，表观黏度随τ 或剪切速率增大而降低的一类非牛顿流体。
膨胀性流体：在一定温度下，表观黏度随τ或剪切速率增大而增大的非牛顿流体。
端末效应：液体在管子进口端出现的较大的压力降和出口端出现的出口膨胀与高聚物液体弹性行为有紧密联系的现象称为端末效应（巴拉斯效应）入口效应：高聚物液体进入管子进口端一定区域内的收敛流动中产生很大的压力降，这种现象称为入口效应。
出口膨胀效应：黏弹性液体流出管子后，流出液体的直径增大膨胀的现象称为出口膨胀效应熔体破裂：在高τ 或高剪切速率时，液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起液流破坏，这种现象称为“熔体破裂”。
成型方法注射模塑：将粉状或粒状塑料从注射机料斗送入料筒中加热熔融塑化，在螺杆的旋转挤压作用下，物料被压缩并向前移动，通过料筒前端的喷嘴以很快的速度注射入温度较低的闭合模具内，经一定时间冷却定型后开启模具即得制品。
挤出成型：借助于螺杆的旋转挤压作用，使受热熔融塑化的塑料在压力推动下连续通过机头口模，经冷却定型而得到具有特定断面形状的连续制品的成型方法。
高分子材料加工
高分子材料加工高分子材料加工是一种将高分子材料加工成所需要形状和尺寸的技术过程。
高分子材料是一类由重复单元构成的大分子材料，具有独特的性能和应用前景。
高分子材料加工的目的是通过改变材料的形状、结构和性质，满足不同的工程和科学需求。
高分子材料加工的方法主要包括塑料成型、纤维加工和橡胶加工三个方面。
塑料成型是将高分子材料通过热加工、冷加工或化学交联等方法制备成所需的形状和尺寸。
热加工包括热压、热拉伸和热吹塑等方法，利用高温软化塑料材料，并通过压力或拉伸使其成型。
冷加工包括挤出、注塑和压延等方法，通过机械力作用使塑料材料变形并成型。
化学交联是通过化学反应或辐射交联使塑料材料形成密网结构，提高其热稳定性和力学性能。
纤维加工是将高分子材料制备成纤维状的产品，主要包括纺纱和纺丝两个步骤。
纺纱是将高分子材料通过拉伸、纺丝等方法制备成纤维束，然后进行包装和整理。
纺丝是将纺纱得到的纤维束按照一定的比例和结构排列进行纺丝成纤维。
橡胶加工是将高分子材料制备成橡胶及橡胶制品的过程，主要包括混炼、成型和硫化三个步骤。
混炼是将高分子材料与添加剂进行混合，使其均匀分散在高分子链中，并赋予橡胶特定的性能。
成型是将橡胶混炼料经过挤出、压延或注塑等方法制备成所需形状的橡胶制品。
硫化是将橡胶制品经过加热、硫化剂作用下发生硫化反应，形成交联结构，提高橡胶的强度和弹性。
高分子材料加工是一门复杂而多样化的技术，对设备、工艺和操作条件要求较高。
同时，高分子材料加工也是一门与材料科学和工程相结合的学科，不断推动着高分子材料的发展和应用。
随着新材料和新工艺的不断涌现，高分子材料加工在现代工业中发挥着越来越重要的作用，对于促进社会经济的发展和提高人民生活水平具有重要意义。
高分子材料成型加工(含答案)
1.高分子材料成型加工：通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所摇的形状并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。
2.热塑性塑料：是指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。
具有可塑性可逆热固性塑料：是指受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯、不饱和聚酯树脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。
3. 通用塑料：一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料工程塑料：指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6KJ/m2,长期耐热温度超过100°C 的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等的、可代替金属用作结构件的塑料.4.可挤压性：材料受挤压作用形变时，获取和保持形状的能力。
可模塑性：材料在温度和压力作用下，产生形变和在模具中模制成型的能力。
可延展性：材科在一个或两个万向上受到压延或拉伸的形变能力。
可纺性：材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。
5.塑化效率：高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量定义为增塑剂的塑化效率。
定义DOP的效率值为标准1,小于1的则较有效,大于1的较差.6.稳定流动：凡在输送通道中流动时，流体在任何部位的流动状况及一切影响流体流动的因素不随时间而变化，此种流动称为稳定流动。
不稳定流动：凡流体在输送通道中流动时，其流动状况及影响流动的各种因素都随时间而变化，此种流动称之不稳定流动。
7. 等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的流动。
（在等温流动情况下，流体与外界可以进行热量传递，但传入和输出的热量应保持相等）不等温流动：在塑料成型的实际条件下，由于成型工艺要求将流道各区域控制在不同的温度下:而且由于粘性流动过程中有生热和热效应，这些都使其在流道径向和轴向存在一定的温度差，因此聚合物流体的流动一般均呈现非等温状态。
混合与混炼设备培训课件PPT(共 37张)
（2）立式双螺带混合机
（1）结构：混合室由两个有锥度的圆筒相交组成，螺带在混合室 内竖直安放
（2）立式双螺带混合机
（2）工作原理
螺带旋转，物料沿壁面向上提起，当物料到达中心位置 时，一部分物料落回底部
一部分物料在混合锥筒相交处进入另一个混合锥筒，在 两个锥筒内交错混合
2．螺带混合机
特点
填充率=0.4～0.7 混合强度低
应用
粉料干混、塑料着色、PVC配料、填充混合物的初混合等 适用于密度相近的物料的初混合
3． Z型捏合机
（1）结构：Z型捏合机 主要由转子、混合室及 驱动装置组成。转子形 状如“Z”形，故称为Z 型捏合机
3． Z型捏合机
4． 高速混合机
4． 高速混合机
特点
混合效率高
应用
主要适用于配制粉料，如高分子材料的混色、配料、填料表面 处理及共混材料的预混等
第一章 混合与混炼
二、混炼设备
混炼：将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程， 其产物称为混炼胶。
塑炼：为增加橡胶的塑性的加工过程，其产物称为塑炼 胶。
塑化：将各种配合剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过 程，其产物常称塑化料。
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一、高分子材料混合与混炼的过程
塑炼机理
低温塑炼：力、氧的作用
橡胶大分子
过氧化氢物
进一步分裂成较小分子
起主要作用的是机械力，氧起到封端作用。
高温塑炼：力作用相对小（起活化作用），
主要是氧引发断链，通过链引发、链增长， 生成橡胶过氧化氢物，分解成较小的大分 子链，链终止。
b. 密炼机的操作 以上，软硬制品，塑料与橡胶共混。
温度、时间 c. 连续式混炼：单螺杆、双螺杆，
设备的结构对混炼效果很重要。 温度控制: 便于流动，混合，过高造成物料分解。
温度控制：便于流动、混合、 温度过高造成物
料分解
功
率Hale Waihona Puke 塑化料散料T＞（塑化）
T
＜T ＜
本章总结
混合与混炼是高分子材料加工过程中的一 个重要环节。
一次塑炼 分段混炼
生胶 配合剂
a. 一次混炼
密炼
冷却至100℃以下
开炼（压片）
开炼机混炼
硫磺 超速促进剂
混炼胶
b.分段混炼（生热量大，填充量大）
生胶 配合剂 填充剂
密炼
母胶
密炼
开炼（压片）
硫磺 超速促进剂
低速密炼
开炼（压片）
密炼工艺条件
填充系数：0.48～0.75 转速：20，40，60，80 高速时需要冷却 时间：10～12，4～5，1～1.5 温度：初始50～60℃，最高低于160℃（温
补强剂 填充剂
液体 软化剂
硫磺 超速 促进剂
影响因素
温度：T
辊隙：e 塑炼效果 e：0.3～0.5
装胶容量：Φ16英寸 16～22
工厂中： Φ22英寸 45～62
密炼工艺
密炼 生胶 塑解剂
开炼
开炼
高温塑炼
塑炼胶
密炼机操作：140℃～160℃，上顶栓压力0.5～0.8， 装胶容量，填充系数0.48～0.60，1～2
什么情况需混合，混炼？哪些料可以共混？ 共混的原则和机理 混合、混炼设备的工作原理 橡胶混合与混炼原理和工艺 塑料混合与混炼原理和工艺
从分子量分布了解两种混炼方式的分子量变化 低温塑炼
橡胶分子受力而断裂， 断裂部位：大分子中央。 相对分子质量越大， 塑炼中越先被切断， 低相对分子质量级分变化小 中等相对分子质量级分增加 ——塑炼后相对分子质量 分布变窄。
从分子量分布了解两种混炼方式的分子量变化 高温塑炼
氧化对相对分子
质 量 分
1、橡胶
（1）准备工序：烘胶、切胶、破胶
（2）开炼工艺：
塑炼（低温塑炼40℃～50℃）
一次塑炼：塑炼时间长，塑炼效果
差
分段塑炼：生产效率高，可塑度高
薄通塑炼：可塑度高且均匀
混炼温度与炼胶状态
二、混合与混炼工艺
混炼 T＝50℃～60℃
包胶
吃粉
捣胶
加料顺序：
出片
塑炼胶 再生胶 母胶
促进剂 活性剂 防老剂
高温塑 炼后
数
质量大小同样起 断链作用，所以
％
高温塑
相对分子质量分
炼前
布曲线整体向相
对分子质量降低
相对分子质量 方向移动。
影响因素
机械力作用：力作用越强塑炼效果越好。 温度的作用： 低温区：力作用为主，温度越高，分子
易滑动，不易断链。T↑，η ↑ 高温区：温度越高，氧化断链作用为主，
粘度降低，塑炼效果提高。 T↑，η ↓
第三节:高分子材料的混合与混炼工艺
一、高分子材料混合与混炼的过程
1.橡胶的塑炼与混炼
橡胶：弹性、强韧性 可塑性（易流动） 生胶——未硫化的橡胶 例： 分子量100万左右
加工过程需降低分子量
（1）橡胶的塑炼（素炼） 定义：通过热、氧、机械力或某些化学试剂 作用使生胶韧性、弹性下降，柔软度、可 塑性上升。
度太高，料太软，不利分散）排料120℃～ 130℃
密炼过程的有关参数变化
V
混入
N
T
V
出料
t
密炼过程的有关参数变化
2. 塑料（化纤原料）的混合与混炼 （1）混合、预处理、初混合加料顺序。 （2）混炼（塑化、混合）
a. 开炼机的操作 以上，顺序加料 混炼 出片 破碎或给下道工序供料
操作控制：温度、辊间距、混炼时间、打三角包
（1）初混合：常温、玻璃态、晶态、硬粒料、 粉料，不发生状态的变化，只发生位置变 化。
（2）混合（塑化、分散）：树脂与助剂、填 料经塑化，制成均匀的混合料、防止热、 氧、力的作用下的降解。
举例：色母粒生产工艺
颜料 树脂 分散剂 其他助剂
初混合 熔融混合 成粒 冷却 干燥 色母粒成品
二、混合与混炼工艺
氧的作用 、化学降解剂的作用
影响因素
氧的作用：高温塑炼时，翻动生胶，增加橡 胶与氧的接触，温度越高，橡胶大分子的运 动和氧越活泼，氧化引发的断链加剧。
化学塑解剂（硫醇类）
与氧有同样的断链作用
—— 生胶塑炼时加入，提高可塑性。
橡胶的混炼
多种生胶混炼
生胶+配合剂
混入（润湿）
分散
均化
2. 塑料（化纤）的混合与塑化