①挤出-高分子聚合物成型加工实验报告

聚

合

物

加

工

实

验

报

告

实验一三元乙丙橡胶/聚丙烯共混改性及其挤出造粒姓名：张涵学号：1514171034 班级：2班

年级：2015级专业：高分子材料与工程

实验时间：2018年5月3日

目录

一、实验目的 (4)

二、实验原理 (4)

第一部分聚丙烯及EPDM (4)

(一)聚丙烯 (4)

（1）聚丙烯的品种 (4)

（2）聚丙烯的性能 (4)

(二)EPDM (5)

（1）EPDM的定义 (5)

（2）EPDM的特性 (5)

（3）EPDM的改良品种 (7)

(三)聚丙烯与EPDM的共混增韧 (8)

第二部分聚合物共混物的界面层 (8)

(一)界面层的形成 (8)

(二)界面层的结构和性质 (10)

第三部分挤出机结构 (11)

2

3（1）传动部分 (12)

（2）加料部分 (12)

（3）机筒 (13)

（4）螺杆 (13)

（5）机头和模口 (13)

（6）排气装置及其机理 (13)

三、原料及主要设备 (13)

四、注意事项 (15)

五、实验步骤、现象及分析 (15)

(一)实验前准备工作 (15)

(二)实验过程 (16)

(三)停机 (18)

六、实验结果及分析 (19)

七、思考题 (21)

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

第一部分聚丙烯及EPDM

(一)聚丙烯

（1）聚丙烯的品种

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。比聚乙烯更轻。大多数工业聚丙烯是仅由丙烯一种单体聚合而得到的、即为均聚聚丙烯。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。（2）聚丙烯的性能

工业聚丙烯结晶性好，其结晶度一般为50％-70％、有时可达80％。结晶性越好，密度越大。聚丙烯的密度一般为0．90—0．918 g／cm3。工业聚丙烯的熔点为164一170℃，与聚乙烯相比，有较好的耐热性，其制品能耐100 ℃以上的温度，耐寒性较差，脆化温度高。低温使用温度极限一般为一20℃到一15℃。实际上在0℃附近，聚丙烯就显得有点发脆。

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。

聚丙烯的基本化学性能与聚乙烯相似．对大多数介质稳定。无机酸、碱或盐的溶液，除具有强氧化性者外，在100℃以下对它几乎无破坏作用。室温下任何液体对聚丙烯不发生溶解作用。

4

5

聚丙烯对氧很敏感，易发生热氧老化和光氧老化，老化速度比聚乙烯快得多。铜离子对聚丙烯的老化有强烈的催化作用。聚丙烯的加工温度一般为210一250℃。过高的温度或过长的受热时间．会由于热降解而使分子量明显下降，而引起性能变劣。

聚丙烯急待克服的缺点为：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；与尼龙共混不仅增加韧性而且使耐磨性、耐热性、染色性获得改善，与乙烯—醋酸乙烯共聚物共混在提高抗冲强度的同时，改进了加工性、印刷性、耐应力开裂性。聚丙烯的共混改性普遍采用机械共混法，近年来，聚丙烯用嵌段共聚—共混法改性得到发展与重视，该法已用于聚丙烯／聚乙烯、聚丙烯／乙—丙共聚物等共混物的制品，并有取代机械共混法的趋势。

(二) EPDM

（1） EPDM 的定义

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。第三单体通常为双环戊二烯、1，4-己二烯或2-亚乙基降冰片烯。1963年开始商业化生产。每年全世界的消费量是80万吨。EPDM 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。

（2） EPDM 的特性

低密度高填充性：

乙丙橡胶的密度是较低的一种橡胶，其密度为0.87。加之可大量充油和加入填充剂，因而可降低橡胶制品的成本，弥补了乙丙橡胶生胶价格高的缺点，并且对高门尼值的乙丙橡胶来说，高填充后物理机械能降低幅度不大。

耐老化性：

乙丙橡胶有优异的耐天候、耐臭氧、耐热、耐酸碱、耐水蒸汽、颜色稳定性、电性能、充油性及常温流动性。乙丙橡胶制品在120℃下可长期使用，在150- 200℃下可短暂或间歇使用。加入适宜防老剂可提高其使用温度。以过氧化物交联的三元乙丙橡胶可在苛刻的条件下使用。三元乙丙橡胶在臭氧浓度50pphm、拉伸30%的条件下，可达150h以上不龟裂。

耐腐蚀性：

由于乙丙橡胶缺乏极性，不饱和度低，因而对各种极性化学品如醇、酸、碱、氧化剂、制冷剂、洗涤剂、动植物油、酮和脂等均有较好的抗耐性；但在脂属和芳属溶剂（如汽油、苯等）及矿物油中稳定性较差。在浓酸长期作用下性能也要下降。在ISO/TO7620中汇集了近400种具有腐蚀性的气态和液态化学品对各种橡胶性能作用的资料，并规定了1-4级表示其作用程度,腐蚀性化学品对橡胶性能的影响:

等级体积溶胀率/%硬度降低值对性能影响：

1<10<10：轻微或无

210-20<20：较小

330-60<30：中等

4>60>30：严重

耐水蒸汽性能：

乙丙橡胶有优异的耐水蒸汽性能并估优于其耐热性。在230℃过热蒸汽中，近100h后外观无变化。而氟橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、天然橡胶在同样条件下，经历较短时间外观发生明显劣化现象。

耐过热水性能：

乙丙橡胶耐过热水性能亦较好，但与所有硫化系统密切相关。以二硫化二吗啡啉、TMTD为硫化系统的乙丙橡胶，在125℃过热水中浸泡15个月后，力学性能变化甚小，体积膨胀率仅0.3%。

6