优选第五章成型物料的配制
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成型用的物料及其配制(PPT 111页)
O
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。
22
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
33
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。
36
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。
31
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
32
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。
RSO
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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。
22
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
33
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。
36
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。
31
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
32
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。
最新3成型用的物料及其配制汇总
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性
混 合
高 粘 度 的 聚 合 物 熔 体
液 态 添 加 剂 与 固 态 聚 合 物 的 掺 混 ， 而 不 把
液 体 固 体固 态 转 变 成 液 态
混 合
固 态 添 加 剂 混 到 熔 融 态 塑 料 中 ， 而 固 态 添 加 剂 的 熔 点 在 混 合 温 度 之 上
2020/8/11
6
• 2.混合与分散过程
5、固相最终粒子分布均匀，使粒子发生位移，从而提高 物料的无规程度、随机性或均匀性；
6、聚合物和活性填充剂之间产生力-化学作用，使填充
2020物/8/11料形成强化结构。
5
• 按物料状态分类可分为固体与固体混合、 液体与液体混合和液体固体混合三种。
低 粘 度 的 单 体 、 中 间 体 或 非 聚 合 物 添 加 剂 液 体 与 液 体
2020/8/11
3
• 分散混合：指在混合过程中发生粒子尺 寸减小到极限值，同时增加想界面和提 高混合物组分均匀性的混合过程。靠强 迫混合物通过窄间隙而形成的高剪切区 来完成的，主要通过剪切应力起作用。 分散度取决于混合器内最大有效剪切速 率和通过次数，剪切速率越高，混合料 通过次数越多，分散程度越好。
2020/8/11
7
• 3.混合机理 • 混合过程一般是靠分子扩散（扩散)、涡旋扩散
最新3成型用的物料及其配制
11.02.2021
19
以上设备除挤出机是连续式的能将初混合和塑炼两 个步骤结合在一起完成外，其它均是间歇式的，而 且在完成初混合和塑炼上，不能同时进行，各有侧 重，各有特点。
近年来，还采用静态混合器，以改进混合时垂直流 动方向物料的均匀性，以增加混合效果。
11.02.2021
20
1、粒料的配制 粒料的配制一般分为四步。 （1）原料的准备
11.02.2021
17
• 二、粉料的配制 • 1.原料的准备 • 预处理、称量和输送 • 2.原料的混合
11.02.2021
18
3.主要的混合设备
塑料制品生产中所用的混合设备，按操作方式通常 可分为间歇和连续设备两大类。
塑料工业中常用的混合设备有：捏合机、高速混合 机、管道式捏合机等，主要用于初混合，双辊塑炼 机、密炼机和挤出机等主要用于混合塑炼。
11.02.2021
11
利用剪切力的混合作用，特别适用于塑性物料， 因为塑性物料粘度大，流动性差，不能粉碎增加粉 碎程度，应用剪切作用时，剪切力的距离总是很小， 因此物料在变形的过程中，即很均匀地被分散在整 个物料中
混合效果与剪切力的方向是否改变、剪切速率
1的1.02.大2021小有关。
12
• 体积扩散：是指在机械搅拌等外力的推动下，物 料体系内各组分发生相对位移，从而促使各组分 的质点、液滴或固体微粒由体系的的一个空间位 置向另一个空间位置运动，以达到各组分单元均 匀分布的过程。体积扩散在聚合物加工中占支配
• 剪切作用：剪切作用是利用机械的剪切力，促 使物料的各组分达到均一的混合过程。物料在 力的作用下，上平面和下平面之间发生了相对 的平行移动，结果物料块变形，被偏转或拉长； 在这个过程中体积没有发生变化，只是截面变 细，向倾斜方向伸长，从而使表面积增大，分 布区域扩大，因而进入另外的物料块中，占有 的空间机会加大，渗进别的物料中可能性增加， 因而达到混合均匀的目的。涡旋扩散需要熔体 有较高的流速，势必需要对聚合物施加高的剪 切速率，易使聚合物分解。
3成型物料及其配制
选聚合物：考虑其性能、可加工性。
选助剂：以相互发挥作用，能与聚合物 相容为原则。忌彼此抑制。
PE喷灌管的色母料配方
聚合物：LDPE(粉料)
92.9%
助 剂：着色剂 炭黑
2%
抗氧剂 1010
0.5%
CA
0.5%
DLIP
0.1%
紫外线吸收剂 BAD 4%
配方设计：
正确选择聚合物和助剂，使之满足制品 的性能要求，满足成型加工的工艺要求，价 格合理。
3.1 概述 单组分塑料：聚合物(树脂) +少量助剂(或不加) 多组分塑料：聚合物(树脂) +多种助剂
树脂和助剂的配合称配制
配制方法：混合
将助剂和聚合物组成一种均匀的复合物
复合物的形态：粒状、粉状、悬浮体等。
塑料成型加工用的物料主要是粒料和 粉料。
为满足塑料制品性能上的要求，在配 制时，要选择合适的聚合物和助剂。
RPVC
1.4-1.6 45.7 25 1012-1016
用于制造板材、管材、薄膜、电线绝缘层等。
乳液法PVC树脂： 粒径小、易成糊，多用于制糊，生产人
造革、搪塑制品。
同一种聚合方法生产的树脂，型号(牌号) 不同，加工性能和用途都有差异。
如：悬浮法PVC树脂 PVC-SG1 高级电绝缘材料 PVC-SG2 薄膜、软制品
注： 工业生产中，树脂型号由分子量定。
这是一项很艰巨的工作3.2 聚合物 聚合物(树脂)是塑料中的主要成份。
不同的聚合物，有不同的特性。
聚合物本身的特性不仅对加工性能有 很大的影响，而且对制品的性能也有很大 的影响。
聚合方法不同，制得的树脂性能不同。如：
悬浮法PVC树脂： 分子量较低，分散性大，电性能好，多
选助剂：以相互发挥作用，能与聚合物 相容为原则。忌彼此抑制。
PE喷灌管的色母料配方
聚合物：LDPE(粉料)
92.9%
助 剂：着色剂 炭黑
2%
抗氧剂 1010
0.5%
CA
0.5%
DLIP
0.1%
紫外线吸收剂 BAD 4%
配方设计：
正确选择聚合物和助剂，使之满足制品 的性能要求，满足成型加工的工艺要求，价 格合理。
3.1 概述 单组分塑料：聚合物(树脂) +少量助剂(或不加) 多组分塑料：聚合物(树脂) +多种助剂
树脂和助剂的配合称配制
配制方法：混合
将助剂和聚合物组成一种均匀的复合物
复合物的形态：粒状、粉状、悬浮体等。
塑料成型加工用的物料主要是粒料和 粉料。
为满足塑料制品性能上的要求，在配 制时，要选择合适的聚合物和助剂。
RPVC
1.4-1.6 45.7 25 1012-1016
用于制造板材、管材、薄膜、电线绝缘层等。
乳液法PVC树脂： 粒径小、易成糊，多用于制糊，生产人
造革、搪塑制品。
同一种聚合方法生产的树脂，型号(牌号) 不同，加工性能和用途都有差异。
如：悬浮法PVC树脂 PVC-SG1 高级电绝缘材料 PVC-SG2 薄膜、软制品
注： 工业生产中，树脂型号由分子量定。
这是一项很艰巨的工作3.2 聚合物 聚合物(树脂)是塑料中的主要成份。
不同的聚合物，有不同的特性。
聚合物本身的特性不仅对加工性能有 很大的影响，而且对制品的性能也有很大 的影响。
聚合方法不同，制得的树脂性能不同。如：
悬浮法PVC树脂： 分子量较低，分散性大，电性能好，多
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。
第5章 成型物料的配制-2
6
第五章： 第五章：成型物料的配制
一、物料的组成和添加剂的作用
1、聚合物 、
聚合物本身的性能，对加工性能和产品性能影响很大。 聚合物本身的性能，对加工性能和产品性能影响很大。 （1）分子量的影响
• 分子量增大，有利于提高制 分子量增大， 品的强度，但流动性降低， 品的强度，但流动性降低， 配料、加工温度升高， 配料、加工温度升高，加工 较困难。 较困难。 • 需要与增塑剂配合的聚合 随分子量的增大， 物，随分子量的增大，聚合 物的溶胀与塑化速度减小， 物的溶胀与塑化速度减小， 给配料带来困难。 给配料带来困难。 • 分子量减小，虽有利于配 分子量减小， 成型，但太小时， 料、成型，但太小时，所得 制品性能太差， 制品性能太差，甚至无法使 用。
• 增塑过程可看作是聚合物和低分子物互相“溶解”的过程， 增塑过程可看作是聚合物和低分子物互相“溶解”的过程， 但增塑剂与一般溶剂不同，溶剂是要在加工过程中挥发出去， 但增塑剂与一般溶剂不同，溶剂是要在加工过程中挥发出去， 而增塑剂则要求长期留在聚合物中。 而增塑剂则要求长期留在聚合物中。
11
第五章： 第五章：成型物料的配制
47二物料的混合和分散机理3主要的混合设备48二物料的混合和分散机理3主要的混合设备49二物料的混合和分散机理3主要的混合设备50管道式捏合机初混合二物料的混合和分散机理3主要的混合设备51二物料的混合和分散机理3主要的混合设备使各组分的分散更趋均匀52二物料的混合和分散机理3主要的混合设备合与塑炼结合起来挤出机53对混合设备的要求
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高分子材料成型加工
1
第五章： 第五章：成型物料的配制
塑料工业包括两个系统：塑料的生产和塑料制品的生产 塑料工业包括两个系统：塑料的生产和塑料制品的生产
成型用物料及其配制
上述两类抗氧剂的作用是相辅相成的，所以，通常都是两者兼用用塑料使用抗氧剂的情况。
上述重金属离子的第③种来源既然是由于聚氯乙烯降解过程中的氯化氢引来的，因此光扑灭氯化氢也是阻滞聚氯乙烯降解的措施。工业上用作聚氯乙烯的热稳定剂大多都有与氯化氢结合的作用，但是这些热稳定剂都不只是结合氯化氢。
稳定剂的使用 稳定剂的加入量一般＜2％～5％左右的。选择的基本要求与增塑剂相同，但稳定剂的加入常会使塑料熔体的流变行为变劣，这与增塑剂是不同的，必须在选用品种及用量上注意，同时还应注意稳定剂与其它助剂的配用效果。稳定剂的选用目前还属于经验性的。 兼用几种稳定剂的协同效应有时很显著。 与之相反的是对抗效应即在兼用两种稳定剂后出现彼此削弱效果的现象，生产中应加避免。
按照抗氧剂的抗氧作用粗略地可分两类：
自由基或增长链的终止剂。属于这一类的主要物质是化合酚类和芳基仲胺类。这些化合物都具有不稳定的氢原子．借此可以与自由基或增长链发生作用，从而免除自由基或增长链从聚合物中夺得氢原子的作用。这样，聚合物的氧化降解就被停止。其反应如下：
氢过氧化物的分解剂，属于这一类的主要物质有亚磷酸酯类和各种类型的含硫化合物(如硫撑二丙烯酸酯类)。分解的简单形式可表示为：
紫外线抗御剂的作用有两种：
先于聚合物吸收入射的紫外线而放出无破坏性的长波光能或热能，从而使聚合物减缓或免除降解。 移出聚合物吸收的光能，使其内储的光能达不到光降解所需要的水平，以这种作用保护聚合物的物质常称为能量转移剂。目前工业上用的以前一种居多．后一种很少，仅限于某些重金属的络合物。
01
02
稳定剂
定义：凡能阻缓材料变质的物质即称为稳定剂。 在塑料中加入稳定剂是制止或抑制聚合物因受外界因素(光、热、氧、细菌．霉菌以至简单的长期存放等)所引起的破坏作用。 稳定剂可分为热稳定剂、光稳定剂(紫外线吸收剂，紫外线淬灭剂．光屏蔽剂等)及抗氧剂等。由于稳定剂的作用原理大多是排除降解过程的化学原理
上述重金属离子的第③种来源既然是由于聚氯乙烯降解过程中的氯化氢引来的，因此光扑灭氯化氢也是阻滞聚氯乙烯降解的措施。工业上用作聚氯乙烯的热稳定剂大多都有与氯化氢结合的作用，但是这些热稳定剂都不只是结合氯化氢。
稳定剂的使用 稳定剂的加入量一般＜2％～5％左右的。选择的基本要求与增塑剂相同，但稳定剂的加入常会使塑料熔体的流变行为变劣，这与增塑剂是不同的，必须在选用品种及用量上注意，同时还应注意稳定剂与其它助剂的配用效果。稳定剂的选用目前还属于经验性的。 兼用几种稳定剂的协同效应有时很显著。 与之相反的是对抗效应即在兼用两种稳定剂后出现彼此削弱效果的现象，生产中应加避免。
按照抗氧剂的抗氧作用粗略地可分两类：
自由基或增长链的终止剂。属于这一类的主要物质是化合酚类和芳基仲胺类。这些化合物都具有不稳定的氢原子．借此可以与自由基或增长链发生作用，从而免除自由基或增长链从聚合物中夺得氢原子的作用。这样，聚合物的氧化降解就被停止。其反应如下：
氢过氧化物的分解剂，属于这一类的主要物质有亚磷酸酯类和各种类型的含硫化合物(如硫撑二丙烯酸酯类)。分解的简单形式可表示为：
紫外线抗御剂的作用有两种：
先于聚合物吸收入射的紫外线而放出无破坏性的长波光能或热能，从而使聚合物减缓或免除降解。 移出聚合物吸收的光能，使其内储的光能达不到光降解所需要的水平，以这种作用保护聚合物的物质常称为能量转移剂。目前工业上用的以前一种居多．后一种很少，仅限于某些重金属的络合物。
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稳定剂
定义：凡能阻缓材料变质的物质即称为稳定剂。 在塑料中加入稳定剂是制止或抑制聚合物因受外界因素(光、热、氧、细菌．霉菌以至简单的长期存放等)所引起的破坏作用。 稳定剂可分为热稳定剂、光稳定剂(紫外线吸收剂，紫外线淬灭剂．光屏蔽剂等)及抗氧剂等。由于稳定剂的作用原理大多是排除降解过程的化学原理
成型物料的配制概述(PDF 68页)
复杂组分的配合，称为配制，配制手段大多采 用混合，目的是将添加剂和聚合物形成一种均匀的 复合物。
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
21
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：
10
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
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
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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）
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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
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
成型工艺学第二章成型物料的配制
详细描述
环保化的成型物料应具有可回收、可降解或可再生等特点，以减少对环境的污染 和资源浪费。例如，生物降解塑料、可回收金属材料和环保型胶粘剂等。
THANKS
感谢观看
根据产品性能要求和原料性质，设计合理的配方组成 ，以满足成型工艺的要求。
配方优化
通过试验和优化，不断调整配方比例，以提高产品的 性能、降低成本并改进生产效率。
配方标准化
制定标准化的配方，确保生产过程中的稳定性和一致 性，提高产品质量。
混合工艺
混合原理
理解并应用混合原理，如对流、扩散、剪切等， 以实现均匀混合和分散。
成型物料性质
成型物料的物理性
质
如密度、硬度、粘度、表面张力 等，这些性质影响着物料的加工 性能和成型产品的性能。
成型物料的化学性
质
如热稳定性、抗氧化性、耐腐蚀 性等，这些性质决定了成型物料 在加工和使用过程中的稳定性。
成型物料的工艺性
质
如流动性、可塑性、弹性等，这 些性质影响着成型加工的难易程 度和成型产品的质量。
混合设备
根据生产规模和物料特性，选择合适的混合设备 ，如搅拌器、捏合机、密炼机等。
混合工艺参数
控制混合工艺参数，如温度、时间、转速等，以 获得最佳的混合效果和产品质量。
04
CATALOGUE
成型物料配制应用
塑料成型物料配制
塑料成型物料配制是塑料成型工艺中的重要环节，主 要涉及塑料的混合、着色、添加助剂等步骤。
02
CATALOGUE
成型物料配制原理
配制目的
确保成型工艺的顺利进行
01
通过合理的物料配制，使物料在成型过程中具有良好
的流动性和可塑性，从而保证成型工艺的顺利进行。
环保化的成型物料应具有可回收、可降解或可再生等特点，以减少对环境的污染 和资源浪费。例如，生物降解塑料、可回收金属材料和环保型胶粘剂等。
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根据产品性能要求和原料性质，设计合理的配方组成 ，以满足成型工艺的要求。
配方优化
通过试验和优化，不断调整配方比例，以提高产品的 性能、降低成本并改进生产效率。
配方标准化
制定标准化的配方，确保生产过程中的稳定性和一致 性，提高产品质量。
混合工艺
混合原理
理解并应用混合原理，如对流、扩散、剪切等， 以实现均匀混合和分散。
成型物料性质
成型物料的物理性
质
如密度、硬度、粘度、表面张力 等，这些性质影响着物料的加工 性能和成型产品的性能。
成型物料的化学性
质
如热稳定性、抗氧化性、耐腐蚀 性等，这些性质决定了成型物料 在加工和使用过程中的稳定性。
成型物料的工艺性
质
如流动性、可塑性、弹性等，这 些性质影响着成型加工的难易程 度和成型产品的质量。
混合设备
根据生产规模和物料特性，选择合适的混合设备 ，如搅拌器、捏合机、密炼机等。
混合工艺参数
控制混合工艺参数，如温度、时间、转速等，以 获得最佳的混合效果和产品质量。
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成型物料配制应用
塑料成型物料配制
塑料成型物料配制是塑料成型工艺中的重要环节，主 要涉及塑料的混合、着色、添加助剂等步骤。
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成型物料配制原理
配制目的
确保成型工艺的顺利进行
01
通过合理的物料配制，使物料在成型过程中具有良好
的流动性和可塑性，从而保证成型工艺的顺利进行。
第五章 成型物料的配制
第五章 成型物料的配制
第一节 物料的组成和添加剂的作用
塑料组成：简单组分和复杂组分。
复杂组分的塑料由多种组分组成，除树脂外，还加入多
种具有一定功能的辅助材料或添加剂。复杂组分的配合 称为配制。配制方法大多采用混合，目的是将添加剂与 聚合物形成均匀的复合物。复合物的形态可为粒状、粉 状，或溶液、悬浮液。
特点：
它通常是对热和化学试剂都很稳定的有机物，在一 定范围内能与聚合物相溶而不宜挥发的液体；少数是熔 点较低的液体。
作用：
能增加塑料的柔韧性、耐寒性，使塑料的玻璃化温
度、熔点、流动温度降低；粘度减小，流动性增加；尤 其是一些玻璃化温度较高的合成树脂，为了制取室温下 软质的制品，改善加工流动性能，需要添加一定量的增 塑剂。
3、混合的目的
将原来两种或两种以上各自均匀分散的物料，从一种物料
按照可接受的概率分布到另一种物料中，以便得到组成均匀
的混合物。
4、混合过程中的三种作用 混合过程是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的。 （1）扩散 利用物料各组分间的浓度差，推动构成物
料各组分的微粒，从浓度高的区域向浓度低的区域迁移， 达到组成均一。
一 、聚合物 聚合物是粒状（粉状）塑料的主要组分，成型后在制品
中成为均一的连续相，将各种添加剂粘结在一起，赋予制品
必要的物理机械性能。 由聚合物和添加剂配制成的塑料，加工过程中要具有流 动、变形的能力（可塑性），这样塑料才能进行成型加工， 得到广泛的应用。所使用的聚合物可以是热固性的也可以是 热塑性的。
着色剂常为油溶性的有机染料和无机颜料；
染料大多能溶于水或特殊溶液中，或者借助于适当的
化学药品而具有可溶性，它不但使被染物表面有着色现 象，而且内部也被侵入。
第一节 物料的组成和添加剂的作用
塑料组成：简单组分和复杂组分。
复杂组分的塑料由多种组分组成，除树脂外，还加入多
种具有一定功能的辅助材料或添加剂。复杂组分的配合 称为配制。配制方法大多采用混合，目的是将添加剂与 聚合物形成均匀的复合物。复合物的形态可为粒状、粉 状，或溶液、悬浮液。
特点：
它通常是对热和化学试剂都很稳定的有机物，在一 定范围内能与聚合物相溶而不宜挥发的液体；少数是熔 点较低的液体。
作用：
能增加塑料的柔韧性、耐寒性，使塑料的玻璃化温
度、熔点、流动温度降低；粘度减小，流动性增加；尤 其是一些玻璃化温度较高的合成树脂，为了制取室温下 软质的制品，改善加工流动性能，需要添加一定量的增 塑剂。
3、混合的目的
将原来两种或两种以上各自均匀分散的物料，从一种物料
按照可接受的概率分布到另一种物料中，以便得到组成均匀
的混合物。
4、混合过程中的三种作用 混合过程是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的。 （1）扩散 利用物料各组分间的浓度差，推动构成物
料各组分的微粒，从浓度高的区域向浓度低的区域迁移， 达到组成均一。
一 、聚合物 聚合物是粒状（粉状）塑料的主要组分，成型后在制品
中成为均一的连续相，将各种添加剂粘结在一起，赋予制品
必要的物理机械性能。 由聚合物和添加剂配制成的塑料，加工过程中要具有流 动、变形的能力（可塑性），这样塑料才能进行成型加工， 得到广泛的应用。所使用的聚合物可以是热固性的也可以是 热塑性的。
着色剂常为油溶性的有机染料和无机颜料；
染料大多能溶于水或特殊溶液中，或者借助于适当的
化学药品而具有可溶性，它不但使被染物表面有着色现 象，而且内部也被侵入。
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。
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(B)正压式气力输送装置
如图5-4和图5-5
1
图5-4 正压力输送装置
1-直送管 2-送料弯管 3-料斗 4-闸门 5-文丘里管 6-高压风机
图5-5 文丘里挤压机构
(C)脉冲式密相输送装置
如图5-6
图5-6
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5.3 原料的混合
混合的目的是将原料各组分相互分散以获得成分均匀物料的过程。 原料混合后的均匀程度显然将直接影响制品质量，混合是关键问题. 混合过程分析和混合物的鉴定是一个十分复杂的问题。一个混合物 通常由两种或更多可鉴别组分组成。
(2) 气力输送装置
(A)负压式气力输送装置
如图5-3, 适用于单机供料。
原理是风机将料斗内抽成真 空，使物料通过接料器上料管 吸到料斗内，上料时间由时间 继电器控制。延长时间一到即 切断电源，风机停止工作，料 斗内压力回升至大气压力，靠 自身重量打开放料活门，将物 料加入成型机料斗内。
图5-3 DY250A上料机
⑵ 溶液：PVA水溶液、醋酸纤维溶液等。 ⑶ 分散体：聚氯乙烯溶胶塑料或聚氯乙烯糊”。
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• 一.粉料及粒料的组成
•
1. 聚合物
•
要求为均一连续相，还要考虑其相对分
子量大小及分布，颗粒大小结构，与填料作
用的难易等
•
2.助剂,
•
增塑剂、稳定剂、填充剂、增强剂等。,
• 二.制备过程
5.2 聚合物干燥与输送
注塑
挤出
0.02 0.02 0.02 0.02~0.05 0.02~0.05 0.02~0.05 0.02~0.06
0.02 0.02 0.02 0.02~0.04 0.02~0.04 0.02~0.04 0.02~0.04
聚合物
PA ABS PP LDPE HDPE PS PVC
吸水率/%
1.30~1.90 0.20~0.45 <0.03 <0.01 <0.01 0.03~0.10
(A)按气流压强分类
(a)负压式 专为一个或几个取料点把料抽到指定的投料点 输送物料的管道处于负压状用于近距离、
小输送量的粉料的输送。 气源真空度在10～50kPa间的称为高真空式，主要用于粒料的
输送，吸引距离不超过50～100m。 目前塑料加工厂的气力输送装置大都采用负压式。
允许水含量/%
注塑
挤出
0.04~0.08 0.05~0.10 0.05~0.20 0.05~0.20 0.05~0.20 0.05~0.10 0.08~0.20
0.02~0.06 0.03~0.05 0.03~0.15 0.03~0.15 0.03~0.15 0.04~0.08 0.08~0.10
塑料粒子最初水含量低，只有0.5%~1.0%，属 微量水分干燥，干燥多为热去湿法，干燥介质多为 洁净空气，干燥温度一般都在80~170‘C。
多数塑料粒料属非疏松型粒子
粒子表面水分一瞬间被热空气蒸发带走，恒速 干燥所需时间极短。
由于塑料粒子结构紧密，水分自粒子内部向表 面扩散的速率远低于粒子表面水分的气化速率， 因而降速干燥所需时间相对很长。干燥速率主要 取决于塑料粒子本身的结构、形状和尺寸。所以 干燥紧密型塑料粒料需要强大的传质(气化)推动 力。工业上采用下列几种干燥方法：
G气——单位时间内通过输料管的空气量
(kg/h)。
根据混合比的大小，气力输送可分为： 1)稀相输送：混合比在25以下(一般μ ＝0.1-
5)。在稀相输送中，固体颗粒呈悬浮状态。塑料 加工厂的集中或独立的气力输送装置应用稀相输 送较多。
2)密相输送 混合比大于25。在密相输送中颗 粒呈集团状态。
密相输送的特点是低风量和高混合比，物料在 管内呈柱塞状运动，密相输送在塑料加工厂一般 可用作塑料粉料的输送，如PVC树脂的输送.
(b)正压式 把物料从一处运到他处或高处 输送物料的管道处于正压状态下工作。有低压式和高压式二种。 一般都是低压式，气源表压力不超过50kPa，适用于粉料或粒
料的近距离输送。
(B)按气流中固相浓度分类
气力输送中常用混合比μ表示气流中的固相浓度。
式中：
G物
G气
G物——单位时间内输送物料的量(kg/h)；
优选第五章成型物料的配制
5.1 概述
为了改善成型工艺性能、制品的使用性能或降低成 本等,聚合物成型用的原料大多数都不是单一的聚合物， 要添加许多助剂或添加剂。
根据聚合物成型过程的需要，要将聚合物与助剂配 制成粉料、粒料、溶液或分散体。
⑴ 粉料和粒料在生产上使用得比较多，它们的区 别不在组成而在混合、塑化和细分的程度不同。干粉 料→塑化→粒料.
另外，溶液和分散体配制时，所用的聚合物(树脂)和助 剂等也常需先进行干燥。
表5-1 一些聚合物的水含量
表5-1 部分塑料的吸水率及成型时水含量要求
聚合物
PET PBT PC MPPO PPS PAS PMMA
吸水率/%
0.24 0.07~0.20 0.02~0.08 0.30~0.40
允许水含量/%
分压两者的压差。由于热
空气的湿度降低，两者的
压差增大。料斗式干燥器
见图5-2
(3) 远红外线辐射加热
图 5-2
大多工程塑料在整个远红 外波段有很宽的吸收带，宜用 此法，速度快，效率高。
(4) 回转(转鼓)真空干燥
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5.2.2 材料的输送
随着塑料工业的发展，材料的输送已采用气力输送。
(1) 气力输送的分类
(1) 沸腾干燥 塑料粒子悬浮在热
空气流中进行干燥， 颗粒表面均匀地接触 热空气流，使水气不 断被热空气带走，增 大了粒子表面水气压 力与热空气中水气分 压两者的压差，增大 了传热与传质两者的 推动力，具有高效节 能快速功能。见图51
5 图 5-1
(2) 减湿热空气流干燥
目的也是增大粒子表面
水气压力与热空气中水气
在成型前，塑料的配制与准备工作大体均包括：原料 的干燥、输送、混合、塑化、溶解等过程。
5.2.1 材料的干燥
不同品种的塑料粉料或粒料常会含有(或吸附)一些水分 和挥发物。
少数非极性聚合物，如聚乙烯、聚丙烯等、不易吸湿， 若包装良好，成型前不必干燥。
大多数极性聚合物品种在成型前都必须进行干燥。如 PA、PBT、PC、ABS等，有些品种干燥的要求很高，如 PC注塑料的水含量应<0.03%，否则将使制品质量严重 下降。助剂也需干燥。