第一小组(PVC的配混)

工艺流程图
原计 料量 高 速 混 合 开 炼 冷 却
剪 切
片 材
迭 合
层 压 成 型
配方设计
• • • • • • • 原料 PVC（sG-3） DOP DBP PbSt BaSt 碳酸钙 基本配方/份 100 30 15 1.5 1.5 30
成本预算
原料 PVC DOP DBP PbSt BaSt 碳酸钙 配方原料总成本 价格（元/kg ） 7.70 7.7 15.0 4.5 12.0 1.8 10.0 0.15 11.0 0.17 0.9 0.27 14.59
(3)塑炼 • 主要用于塑性物料与 固体物料或塑性物料 间的混合。它是指借 助热和(或)机械功作用， 使热塑性塑料在处于 可塑的熔融状态下与 其它组分间进一步混 合均匀的过程。
三.混合原理
• 依靠设备的搅拌、振动、翻滚、研磨等达到扩散、 对流和剪切三种作用，完成均匀混合 • 1.扩散作用：利用各组分的浓度差，推动各组分 的微粒从浓度较大的区域向浓度较小的区域迁移. • • 气体之间，液体之间，固液之间扩散比较明显， 固体与固体间需借助一些方法去提升（如：升温， 增大接触面，较少料层厚度等）
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协同效应
• 协同效应原本为一种物理化学现象，又称增效作 用，是指两种或两种以上的组分相加或调配在一 起，所产生的作用大于各种组分单独应用时作用 的总和。 而其中对混合物产生这种效果的物质称 为增效剂(synergist)。协同效应常用于指导化工 产品各组分组合，以求得最终产品性能增强。
二.混合的方式
• (1)混合 • 通常指固态组分间的混合，如粉末状组分与小颗 粒状组分间的混合。要求各组分在空间分布均匀， 主要用于非润性物料。 • • 含有较多液体助剂的物料称为润性物料，反之， 为非润性物料。
(2)捏合 通常指液态与固态物 料问的混合，是在捏 合机中借助强烈的剪 切作用使混合物各组 分充分混合均匀的过 程。捏合可用于润性 物料，也可用于非润 性物料。
R－PVC理论上加料顺序为：聚合物→稳定剂→加工助 剂→色料→石蜡→填料、润滑剂等，
• 3.排料温度
• S－PVC在高混机中混合至90～105℃排料，冷混至 40℃排料待用。 • R－PVC高混机中混合至120℃排料，冷混至40℃排料 待用。
开炼机
开炼机
概念： 开炼机： 主要由两个平行排列辊筒构成的开放式塑胶间
• 2.对流作用：混合物中各组分在外界因素作用下 相互向其它组分所占的空间进行流动 （液—液， 固—固，固—液体系中）------配置粉料 • 3.剪切作用：依靠机械作用产生的剪切力使物料 各组分的物料块产生形变，扩大物料各组分间的 接触面积，减小物料颗粒的体积 。-------塑炼 • 混合过程中三者同时存在
歇混炼设备。根据用途不同又分为塑炼机、热 炼机等。 塑炼： 把弹性生胶转变成可塑状态的工艺加工过程。 特征：分子量降低，弹性降低，可塑性增大， 流动性好，永久变形增大等。
基本结构
开炼机塑炼的原理 ：
开炼机的两个辊筒以不同的转速相对回转， 胶料放到两辊筒间的上方，在摩擦力的作用下 被辊筒带入辊距中。由于辊筒表面的旋转线速 度不同，使胶料通过辊距时的速度不同而受到 摩擦剪切作用和挤压作用，胶料反复通过辊距 而被塑炼
金属皂的协同作用
• 根据金属皂在阻止PVC降解中的活性机理,可将金属皂分为两类:一类 仅能吸收HCL,防止其对脱HCL反应的催化作用,最具有代表的例子是 钡皂和钙皂. 这类金属热稳定性一般,初期稳定性不好,但长期受 热,PVC稳定变化不大.其稳定化过程中生成的金属氯化物对脱HCL基 本无催化作用. • 另一类不仅能吸收HCL,还能够与烯丙基氯反应从而使PVC稳定,最具 有代表的例子是锌皂和镉皂.这类金属皂初期着色性很好,但长期受热, 制品急剧变色.尤其是锌皂,极容易出现急剧化,产生所谓的“锌烧”现 象。 • 这是因为锌皂和镉皂在稳定化过程中生成的氯化物CdCl2﹑ZnCl2是 极强的路易斯酸﹐是脱HCL反应的催化剂。基于上述特点﹐单独使用 任何一类金属皂﹐都很难达到满意的效果。若将活性高的镉﹑锌皂与 活性差的钡﹑钙并用﹐则可以使初期着色性和长期稳定性都 得以改 善。例如﹐钡皂与铅皂并用时﹐铅皂首先与PVC分子中的烯丙基氯 发生酯化反应﹐生成的PbCl2与钡皂发生复分解反应﹐使铅得以再生 ﹐并使PbCl2无害化。钙﹑锌皂之间﹐钡﹑锌皂之间都基于相同原理。
简单混合和分散混合
简单混合和分散混合
• 1.简单混合：指将具有两种以上的组分的物料相 互分散在各自占有的空间中，使其在任何部分的 组成比例相同的混合方法。（只增加了混合物中 各组分的无规程度，对粒子尺寸没有影响） • 2.分散混合：指混合物中各组分发生如物料快崩 溃而导致尺寸变小，以及各组分向各自占有的空 间相互分散的过程。（不仅只增加了混合物中各 组分的无规程度，还减少了粒子尺寸） • 两者 并存
医用软聚氯乙烯管材
• C:\Documents and Settings\Administrator\桌面 \GB_10010-2009_医用软聚氯乙烯管材.pdf
配方的基本组成
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原料PVC （选用范围SG1~3） 透明软管 增塑剂 热稳定剂 填料 润滑剂 其它
热稳定剂
• 热稳定剂的作用机理
聚氯乙烯粉料的配混与塑炼
主要的过程：
设计配方
称料和配混
开炼预塑
裁样测试
压延成型
软PVC管材的配Hale Waihona Puke Baidu设计
PVC透明软管
• PVC透明软管是由聚氯乙烯树脂加 入较大量增塑剂、一定量的稳定剂 及其它助剂,经挤出成型制得。具 有透明光滑、质量轻、外形美观、 柔软性及着色性良好等特点,被广 泛应用于建筑、化工、家庭,用于 通水输液、输送腐蚀介质,也用作 电线套管及电线绝缘层。
螺带
• （2）捏合机
转子
混合室
物料在转子相切处受强 烈的剪切作用
• （3）高速混合机：
• 搅拌器高速旋转，物 料因离心力抛向锅壁下部， 然后沿混合锅壁上升，至 中心部位是降落，然后再 上升及降落。 因内部摩擦热及外部加 热套的热量而使物料温度 升高
•
粉料混合的工艺与操作
SHR系列高速混合机
• 目前PVC粉料的混合多采用高速混合机
• PVC的成型加工温度与其分解温度很相近，当在160-180℃的温度 下加工时，PVC会发生剧烈的热降解，塑件变色，性能下降。在这个 热降解过程中， PVC会释放出大量的HCl和Cl2，导致降解反应加速进 行，因此热稳定剂的作用机理主要如下。 • 1) 由于HCl在PVC降解过程中起到促进和催化作用，将HCl吸收和中 和使其不再对PVC起作用，PVC的降解即不会再继续进行。 • 2) PVC分子链上有不稳定的氯原子，它对PVC的降解起了很大促进 作用。因此，置换PVC分子中不稳定的烯丙基氯原子和叔碳位氯原子， 与氯原子发生配位结合，与之形成稳定的络合物，从而抑制脱HCL反 应。 • 3) 与PVC分子中的共轭双键发生双烯加成反应，从而破坏其共轭 结构，抑制分解和变色。
开炼机塑炼的工艺方法


1．包辊塑炼法 把胶片包在前辊上，让其自然地反复过辊塑炼，直 至达到规定的可塑度要求为止。 缺点：塑炼时间长，效率低，最终获得的可塑度也较低。 2．薄通塑炼法 辊距在1mm以下，胶料通过辊距后不包 辊而直接落到接胶盘，让胶料返回到辊距上方重新通过辊 距，这样反复数次。 优点：胶料散热快，冷却效果较好，塑炼胶可塑度均 匀，质量高，能达到任意的塑炼程度。 3．化学增塑塑炼法 采用化学塑解剂增加塑炼效果，提 高塑炼生产效率并节约能耗。化学塑解剂应以母胶的形式 使用，并应适当提高开炼机的辊温
4．辊温 炼温度与生胶胶种有关，PVC无明显熔点，加热到80～ 85℃，开始软化，熔融温度为136℃，140℃开始分解， 170℃加速分解同时放出氯化氢，使聚合物变色。所以辊 温设置不大于熔融温度 136℃
操作
1、作业前准备工作 ⑴打开开炼机前必须查看电路（电流电压等）、油路 （减速机、轴承等润滑）、水路等是否正常！然后戴好皮 革护手腕（严禁戴手套作业），混炼操作要戴口罩，绝对 避免腰系绳、带、胶皮等，严禁披衣操作。仔细查看大小 齿轮及辊筒间有无杂物。每班首次开车，必须测试紧急刹 车装置，检查制动是否灵敏可靠(如是膝碰式装置，一定 要习惯把膝盖接触到刹车装置)，正常操作时严禁用紧急 刹车装置关车。如两人以上共同操作时，必须相互呼应， 确认无任何危险后，方可开车。
润滑剂
• 润滑剂的作用是降低物料之间及物料和加工设备 表面的摩擦力，从而降低熔体的流动阻力，降低 熔体粘度，提高熔体的流动性，避免熔体与设备 的粘附，提高制品表面的光洁度等。 按润滑剂的作用分类，分为内，外润滑剂。 • 常见的有：金属皂类、脂肪醇和石蜡等。
PVC透明软管配方及生产工艺
• C:\Documents and Settings\Administrator\桌面 \PVC透明软管的配方及生产工艺.pdf
填料：碳酸钙
• 碳酸钙是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制品增量，增加塑料 产品体积以达到降低生产成本的目的，减小制品 的收缩率当然碳酸钙可以提高PVC制品的尺寸稳 定性、刚度、耐热性等，纳米碳酸钙还可以改善 PVC制品的韧性。然而碳酸钙品种和质量对PVC 制品性能有很大影响碳酸钙最早用在聚氯乙烯中， 如在软质聚氯乙烯制品中，碳酸钙可占10%~30%
参数 1．装胶容量 装胶容量取决于开炼机的规格，容量大，散热困难， 胶温升高，降低塑炼效果；容量过小则降低生产效率。 2．辊距 辊距越小，机械塑炼效果越明显。薄通时实际使用辊 距一般为0.5~1mm。 3．辊速和速比 ： 辊距一定，提高开炼机的辊速或速比会增大胶料的机 械剪切作用，从而提高机械塑炼效果。开炼机的速比一般 在1.15~1.27之间。速比过大，升温加快。
常用热稳定剂
• 热稳定剂的种类很多，这里只介绍一些较常见的热稳定剂，在使用时， 要根据其性能、成型工艺等具体情况加以选择。 1) 盐基铅盐热稳定剂这类热稳定剂耐热性优良，作用持久，电气 绝缘性能优良，复盖力大，耐候性能好，有白色颜料的性能，价格也 低廉。但是它的毒性较大，塑件不透明。 在树脂中的相容性和分散性较差。主要品种有：三盐基硫酸铅、二盐 基硬脂酸铅、二盐基亚磷酸铅等。一般用量为2%-5%。 2) 金属皂类热稳定剂这类热稳定剂以硬脂酸盐为主，是镉、钡、 钙、镁等的高级脂肪酸盐，特别是硬脂酸和月桂酸的盐类。它们有良 好的热稳定作用，还兼起润滑作用，但有 些皂类热稳定剂有毒性，使用时应注意。 3) 有机锡类热稳定剂这类热稳定剂是高效稳定剂，有突出的耐热 性，高度的透明性，可与金属皂类热稳定剂产生协同效应，并耐硫化 污染，但价格昂贵，主要品种有二月桂酸二丁基锡、马来酸二丁基锡、 顺丁烯二酸二丁基锡等。
四.混合效果的评定指标
• 均匀程度：从混合物中随机取样进行分析测定，所得 某一组分的百分含量与理论或总体百分含量的差值。 • 差值越小，则物料混合的均匀程度越高。 • 分散程度：不同的物料相互分散，混入物颗粒之间的 间距。 • 间距大，分散程度差
五.混合机
• 常用的混合设备有螺带式混合机、捏合机和高 速混合机。 （1）螺带式混合机
• 需要确定三个物理量： • 1.加料量、 • 2.加料顺序、 • 3.排料温度
1.加料量：
通常物料的体积占混合器空容积的50％～70％
少于50％时，摩擦生热较少，效率低 大于70％时，物料翻腾空间少，混合效果差
2.加料顺序：
S－PVC加料顺序由理论上分析，应为：树脂→增塑剂 →浆料→色料、填料及其他助剂
混合机相关知识
高分子102 21号 胡家博
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一.物料混合分类 二.混合的方式 三.混合原理 四.混合效果的评定指标 五.混合机的分类与工艺
一.物料混合分类
粉料混合在较低的温度（低于树脂熔融温度下 进行），目的是将原料各组分相互分散以获得成分 均匀的物料。 原料混合后的均匀度直接影响制品质量 混合一般包括两方面： 1.简单混合 2.分散混合