高分子加工挤出注塑实验报告

聚合物加工实验报告

综合实验1--挤出注塑

Ⅰ、三元乙丙橡胶/聚丙烯共混改性及其挤出造粒

一、实验目的

1、聚烯烃改性的基本原理和方法

2. 认识EPDM对聚丙烯的增韧改性。

3. 理解双螺杆挤出机的基本工作原理，学习挤出机的操作方法。

4. 了解聚烯烃挤出的基本程序和参数设置原理。

二、实验原理

1、聚丙烯

以丙烯聚合而得到的聚合物称为聚丙烯．聚丙烯颗粒外观为白色蜡状物透明性也较好。它易燃，燃烧时熔融滴落并发出石油气味。有时为了满足各种性能需要，在聚丙烯合成过程中，常引入少量乙烯单体(或丁烯－1、己烯—1等)进行共聚，得到共聚聚丙烯。共聚聚丙烯中最重要的是乙烯与丙烯的共聚物。聚丙烯的拉伸强度、屈服强度、刚性、硬度都较聚乙烯高。聚丙烯的电气性能与聚乙烯相似。有优良的电绝缘性。室温下任何液体对聚丙烯不发生溶解作用。成型收缩串较大，低温易脆裂，酌磨性不足，热变形温度不高，耐光性差，不易染色等，通过共混对聚丙烯改性获得显著成效，例如聚丙烯与乙—丙共聚物、聚异丁烯、聚丁二烯等共混均可改善其低温脆裂性，提高抗冲强度。

2、EPDM

乙烯(质量百分数45%~70%)、丙烯(质量百分数30%~40%)和双烯第三单体(质量百分数1%~3%)形成的无规共聚物，最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中，EPDM具有最低的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。

3、聚丙烯与EPDM的共混增韧

聚丙烯作为世界上五大通用塑料之一，它的应用时非常广泛的，然而，纯的聚丙烯抗冲击能力是很差的，也就是说它是非韧性材料，而在不同的工程应用中韧性是影响聚合物工作情况的关键因素。因此，聚丙烯无法作为工程塑料来使用。但是，如果聚丙烯经过增韧改性以后，其增韧会得到显著的增加，完全可以作为适用于各行各业的工程塑料使用，针对聚丙烯冲击韧性差的缺点，主要是在聚丙烯中加入玻璃化温度低，分子链柔顺的弹性体。对于聚丙烯增韧，研究较多的是用橡胶增韧聚丙烯，尤其是用乙丙橡胶来改性聚丙烯，要控制的参数较多。有些产品的质量不能满足人们的需求，而采用共混的方法，其冲击韧性提高显著，制造工艺相对简单易行。

三、主要原料和设备

原料：三元乙丙橡胶/聚丙烯（EPDM / PP）改性配方如下：

聚丙烯 98

三元乙丙橡胶 2

设备：SHJ-30型同向双螺杆挤出机

主要技术参数：螺杆直径（D）： 30.5mm

螺杆长径比（L/D）： 30

螺杆转速（n）： 60-600 r/min

1.机座；

2.动力部分；

3.加料装置；

4.机筒；

5.排气口；

6.机头；

7.冷却装置；

8.切粒装置

四、实验过程、现象及分析

（一）实验前准备工作

1、依照相关资料了解所使用材料PP的熔点和流动特性设定挤出温度。

2、将所加工材料用电热干燥，按照比例预混合EPDM,PP粒料：按比例称量两种物料，装入袋中，振荡。（如图1）

图1

3、检查料斗确认无异物。检查冷凝水连接是否正常。检查润滑油是否足量。

（二）实验过程

1、开启总电源（图2中右上角红色按钮，顺时针旋转），按照工艺要求设定各加热段温度，启动水泵。开启油泵开关，润滑电机启动。调节各截止阀开度。（如图3）

图2 图3

2、通电后，各区进入加热、升温过程，待各区温度达到设定値后，

（控制偏差正常应≤2℃）后，保温20~30 min，往料斗中加入PP、EPDM共混物。

图4 图5

3、用手旋转连轴器看螺杆是否转动灵活。

4、往冷却水槽通水。开启切粒装置及及风干机。

5、启动主电机，在电脑主屏上设定主机调速器运行频率值或转速值。

6、开启喂料电机，根据调速器的转速或频率设定喂料量。

图6 图7

7、按工艺要求，调节切粒装置转速，等物料从机头挤出长条后，牵引使之通过冷却水槽，然后引至风干系统风干后切粒。

图8 图9

图10 图11

（三）停机

1、将加料电机转速降为0，然后关闭加料电机。

2、主机空转1-2min，待熔体压力降至1.0Mpa以下，停主电机。

3、停油泵。停真空泵。停切粒装置及风干机。停水泵（等主机料筒温度降下来后再停止冷却）。断开总电源开关。

五、注意事项

1、开启主电机前要保证润滑电机启动。

2、被加工的原料必须干净，严禁金属、砂子等杂质进入料斗，以防损伤机筒和螺杆；另外，未达到规定的工艺温度及预热时间绝对禁止

开机。

3、在任何情况下都不得将肢体的任何部位伸入挤出机喂料口，并在主机加热后不得用手触碰筒体烫伤。

4、停机时要将主电机和喂料电机调速环降低到零位。

5、如有异常可紧急停机，然后查明故障原因。

6、在运转时发现不正常的现象，应立即停机，进行分析、检查和检修，在故障未能有效排除的前提下，不得再次强行开机工作。

7、切粒机运行过程中，严禁将刀箱的仓门打开。如果料条卡住，其正确的操作程序应是：先将切刀的转速归零，然后切断切粒机的驱动电源后，方可打开仓门——若多人操作，必须要制定专人看护切粒机的驱动开关。

六、实验结果

得到三元乙丙橡胶/聚丙烯共混聚合物颗粒

七、分析与讨论：

1、聚合物在螺杆中熔融的具体机理是什么？

在挤出过程中，在螺杆加料段附近一段内充满着固体粒子，接近均化段的一段内侧则充满着已融化的聚合物；而在螺杆中间大部分区段内固体粒子与熔融物共存，塑料的熔化过程就是在此进行。在螺槽中，与料筒表面接触的固体粒子由于料筒的传导热和摩擦热的作用，首先熔化，形成熔膜，这些不断熔融的物料在螺杆与料筒的相对作用