实验一

塑料的综合性实验（一）

一．前言

PVC 材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性，是使用最

广泛的塑料材料之一。PVC 材料在实际使用中需加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。碳酸钙（CaCO3）是PVC 制品生产加工中最常用的填充

剂，其使用目的大多是为使PVC 制增量，以达到降低生产成本以及提高其综合力学性能。另外，由于化学稳定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材。由于电气绝缘性能优良，可在电气、电子工业中，用于制造插头、插座、开关和电缆。在日常生活中，聚氯乙烯用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等！

尽管PVC材料应用广泛，优点众多，深受广大消费者的青睐，但是它还是有一定的缺陷的。PVC可以分为硬PVC和软PVC，软聚氯乙烯的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加，但脆性、硬度、拉伸强度会降低。而且由于聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出HCL气体，使聚氯乙烯变色，所以其应用范围较窄，使用温度一般在-15℃到55℃之间。另外，PVC材料在室外空气中，耐老化的问题也很严重。PVC在生产时会加入稳定剂，但稳定剂有无毒和有毒之分，只有加入了铅盐之类有毒的稳定剂，才会产生隐患。但PVC产品鱼龙混杂，一些小企业使用铅盐做稳定剂，很难达到相关卫生标准。

为了解决这些问题以及降低生产成本，就需要对PVC进行改性，向其中加入分散剂、填充剂、稳定剂、抗冲剂等可以显著提高其各项性能。

二．实验部分

（一）用高速搅拌机配制PVC干混料

（1）实验目的

1、熟悉掌握GH—10DY型实验用高速搅拌机（以下简称高搅）的构造和使用方法。

2、了解PVC 干混料的配制方法。

（2）实验原理

利用高搅机将几种粉料混合均匀。

（3）实验设备和药品

1、设备：GH—10DY实验用高速搅拌机；台称，搪瓷盘；刷子两把。

2、材料：PVC 4 型或5 型

碳酸钙硬脂酸（润滑剂）三盐基硫酸铅（稳定剂）。

（4）实验步骤

1、开机前

清扫锅体内部；

检查卸料门是否活动自如，卸料门处有无残留物料，加以清理后关闭；

配料：树脂：PVC 1000 克

稳定剂：三盐基硫酸铅40 克

润滑剂：硬脂酸10 克

称好后倒入瓷盘内。

2、接通总电源。将控制箱内总开关合上。这时绿色指示灯点亮表示电源接通。

用温度控制指示仪上的温度设定装置庙宇加工温度为80℃，开启加热装置（右面板手），指示灯点亮（绿色），表示开始加热。待温度达到设定值时，保持10 分钟，即可加料开机。

3、加料：将上述物料小心倒入锅体，盖紧锅盖。

4、按低速启动钮，再按高速启动钮。开始记录物料温度。搅拌2 分钟，转为低速。

5、手动打开卸料门，将物料卸在瓷盘内摊开，以免物料结块。卸完后关机，用温度计

测量物料温度。

6、打开锅盖，将锅内剩余物料从卸料口排清。

7、清扫锅体，卸料品及机体，关上锅盖和卸料门。

8、关机：依次关闭加热电源，主机开关，拔去插头。

9、将高搅好的干混料倒入指定的容器以供其他实验使用。

（5）结果与讨论

高强力，非熔融混合是生产硬质pvc干混料最常用的方法，这种技术使树脂和添加剂受到高速，高剪切的混合，物料受到高速叶轮所产生的摩擦热而加热，所以被加热的树脂会吸收液体添加剂，其他低熔点润滑剂会溶化，并涂于树脂粒子上。在高速混合机中，不熔的固体添加剂，如无机填充剂和聚合物改性剂是与树脂颗粒互相分散的。

（二）. 软PVC塑料的开放式炼塑加工

（1）实验目的

1、熟悉掌握二辊炼塑机的构造和使用方法；

2、了解软PVC 塑料的加工方法及性能。

（2）实验原理

首先是一个二辊炼塑机，它是一种常用的塑料加工设备，主要用于软硬PVC的加工。它与密炼机、压延机配合形成压延生产线，其中它的作用是将密炼后的物料进一步塑化均匀后向压延机供料，而单独使用则可以得到PVC片材，片材可以热压成板材，或者切粒（比如电缆料）。炼塑机得构成及各部分作用这里就不再赘述。

PVC塑料加工原理

PVC是用途广泛的通用塑料，其主要组份有增塑剂、稳定剂、润滑剂、填充料等。本实验配制不同塑剂含量的软PVC塑料，用两辊炼塑机塑化拉片，压制成板后测试性能。

软PVC内增塑剂的含量一般为30%（100份PVC计）以上，一般说增塑剂含量愈高，产品愈软，抗拉强度下降，延伸增加。软PVC 内加入填料后，一般说强度下降，但能改善产品的尺寸稳定性，提高硬度。加填料后加工性能变差，塑化时间延长。软PVC 用两辊开炼一般用于压延工艺，这时混炼物料为由密炼机加工后的团块，很快就能塑化均匀向压延机供料。如不用密炼机，各组份经高搅拌后直接将此干混料加入开炼机加工，塑化时间较长，一般为10~15 分钟。塑化后拉成片材再进行后加工。

本实验目的为熟悉操作使用及了解软PVC加工方法及力学性能，所以采用手工拌料，直接加料。软PVC的加工温度为160~190℃，视增塑剂、填料加量而定。为比较加工性能，本实验中加工温度固定为160℃。

在二辊混炼时物料在辊隙内受压力和剪切两个作用，达到混合均匀塑化均匀的要求。辊隙愈小，剪切速率较大，剪切作用强，传热也快。因此混炼时一开始辊隙要小一些，待物料包辊后再逐渐放大辊距。

软PVC 一般不会粘辊，易于从辊筒上剥离。一般说物料包在温度高和转速快的辊筒上。由于加工时物料在两辊之间混炼，前后辊的温差较小，所以物料容易所在转速快的后辊上。二辊加工全凭经验，一般认为物料变为着色均匀，表面有一定光泽，无可见之粉粒时即为塑化均匀，可以出片。由于片材还需经后加工，例如压制，切粒后挤出等。二辊混炼时也不应塑化过头，否则反而影响其物理机械性能。

（3）实验设备与材料

1、设备：二辊炼塑机，表面温度计。

2、材料：树脂：PVC 3 型或4 型