第三章成型用物料及其配制课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,11 十一月 2024,1,第三章成型用物料及其配制,3.1,概述,用于成型用的塑料：粉料、粒料、溶液、分散体等几种，适宜于工艺要求。,基本成分：聚合物+各种助剂(添加剂),添加剂：改善工艺功用，改善制品的运用功用或为降低本钱，,配制方法：混分解平均复合物，水平、方法各有不同,3.2,粉料及粒料,粉料和粒料：组成相反，混合、塑化和细分的水平不同。,粉料或粒料的目的：装卸、计量和保送等操作提供方便。,粉料配制：使各组分混合分散平均。复杂混协作业即可制得干混料。各成分粒子互容为主。,粒料配制：粉料经过塑炼(混炼)等作业使之进一步塑化，提高成型的塑化水平，添加消费进程及设备。助剂与聚合物趋于分子互容。,一、粉料和粒料的组成,聚合物助剂：增塑剂、动摇剂、填充剂。增强剂着色剂、润滑剂、防静电剂、防火剂、防静电剂等二十多类。,要求：运用的各类助剂，必需以相互发扬为要那么，切忌彼此抑制与反作用。,、聚合物(树脂),资料主要成分，决议了制品的基本功用。,作用：在制品中，聚合物应成为均一的延续相，其作用在于将各种助剂粘结成一个全体，而使其具有一定的物理机械功用。,配制成的物料要有良好的成型工艺功用，在一定的温度压力下具有可塑性(延续活动的行为)。,工业用聚合物：类型有数十种，每种类型有多种型号。,成型选择：活动性、干活动性、颗粒形状、与助剂的相互作用、吸湿功用等。,分子量偏高，颗粒结构严密，与增塑剂和溶剂作用较难的，那么配制需求较高的温度、较强的外作用力和较长的作用时间，反之那么反。,例：悬浮法消费的聚氯乙烯，可按其详细消费状况的不同而从显微结构上分作球状(通称乒乓球状)和絮状(通称棉花球状)两种。前者吸收增塑剂比拟因难，然后者却饺容易。,乳液树脂容易做溶胶等分散体。,2增塑剂,机理,定义：为了改良聚合构成型时的活动功用和增进制品的柔顺性等，常在聚合物中参与一类物质，借以降低聚合物分子之间的作用力来达抵达种日的，参与的这类物质即称为增塑剂，而这种作用那么称为增塑作用。,增塑机理,聚合物大分子链常会以次价力而使它们彼此之间构成许多聚合物聚合物的结合点，从而使聚合物具有刚性。,这些结合点在分子热运动中是会解而复结的，而且十分频繁。但在一定温度下，结合点的数目却相对地动摇，所以是一种动浓度的状况下也不会有多大的变化，所以也是一种动平衡。,有了增塑剂聚合物的结合点，聚合物之间原有的结合点就会增加，从而使其分子问的力削弱，并招致聚合物资料一系列功用的改动，如图3l所示。,作用：经过增塑的聚合物，其硬化点(或活动温度)、玻璃化温度、脆性、硬度、抗张强度、弹性模量等均将下降，而耐寒性、柔顺性、伸长率等那么会提高,要求：增塑剂应是一类对热和化学试剂都很动摇的无机物，大多是挥发性低的液体，少数那么是熔点较低的固体，而且至少在一定范围内能与聚合物相容(混合后不会离析)。,功用外要求：无色、无臭、无毒不燃吸水量低，在水和肥皂水中的溶解度小电功用好、制品外观和手感好以及价廉等。,一种增塑剂同时兼具这些功用是困难的，但其中相容性好和挥发度低是最基本的要求。在少数状况下，常将几种增塑剂混用来到达要求。,用途：工业上少量运用增塑剂的聚合物只要聚氯乙烯、醋酸纤维硝酸纤维等少数几种。其中主要是聚氯乙烯，所耗增塑剂占其总产量的80以上。,增塑剂的损失：,挥发，即外逸，沸点应不低于200，不只与沸点有关，还依赖于被增塑的聚合物的性质和制品的厚度，在适用时应实测。,游移，游移是指增塑剂从已增塑的聚合物中向着与它接触的另一种聚合物中迁移的现象。缘由如下：,A 增塑剂对接触聚合物的亲合力。B 增塑剂在已增塑聚合物和与之接触的聚合物中的分散速率，两种分散速率越大游移速率也越大。C 温度和压力两者的降低均会增大游移速率。,淬出：被洗掉，接触溶剂,渗出：发汗，临时以后在制品外表，超量和曝晒惹起。,()增塑剂的分类,按化学组成分,按其化学属性可分为：邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、石油磺酸苯酯、磷酸酯、聚酯、环氧化合物、含氯化食物等类。,这种分类法对制造增塑剂有一定意义，但在运用上那么不够方便，由于同类的增塑剂的增塑效果能够相差很远，而不同类的有时又能够很相近。,按对聚合物的相容性分,可分为主增塑剂和次增塑剂,主增塑剂对聚合物具有足够的相容性，因此与聚合物可在合理的范围内完全相容(通常以增塑剂与聚合物的比率能到达1：1，而不发作析出的为难)，故能独自运用。,次(辅佐)增塑剂对聚合物的亲合力较差，致使其相容性难以契合工艺或运用上的要求，不能独自运用，只能与主增塑剂共用，相容的限量最多是I：3，故运用目的主要是替代局部主增塑剂以降低本钱。,主与次须以被增塑的聚合物为前提，如蓖麻醉酸乙酷正丁由是硝酸纤维素的主增塑剂，但只能作聚氯乙烯的次增塑别，当然相容才干还与温度和聚合物分子量有关，但无严厉的规则，故这种分法只要相对的意义。,不过这种分类法能将增塑作用的主要矛盾即相容性反映出来，所以具有一定适用价值。此外，也有将相容限量低至1：20者称作增充剂的。其作用常主要是增量。,按结构分,可以分为单体型和聚合体型。,两者的主要不同点是粘度，单体型粘度常在0.03Pa.s左右；聚合体型那么为20100Pa.s粘度大的分子活动受有较大的抑制，作增塑刘时不易从制品中逸失这种分法没有其他突出优点，且聚合体型的数目不多，故意义不大。,(3)增塑剂的比拟,工业上对增塑剂的评定主要有两个方面。,聚合物与增塑剂的相容性,由于增塑剂对聚合物作用是发作在它们分子之间的，因此，最重要的要求是它们之间应该有相容性，也就是彼此之间有互溶性。,增理剂的效率,从改动聚合物的一定量的物理功用所需参与增塑剂的量作为标志。选择的物理功用目的，如：弹性模量、柔顺性、玻璃化温度脆折温度回弹量以及一切变形(伸长、弯曲歪曲、紧缩等)等均可。,物理功用不同，效率比值也不同，但依据测出的数据所作的陈列次第却不变，下面比值表：,表,3,一,1,列出的某些通用增塑剂对聚氯乙烯增塑效率的比值,。,所定的物理功用目的是弹性棋量(温度为25。伸长率为100)为6.89MPa。,表中将邻苯二甲酸二辛酸的效率比值作为100，理由是，这种增塑剂用得较多有较好的片面功用，故特将它定为增塑剂的规范应该看到，这里所指的效率上下，只是从增塑的角度来说的。,(4),聚氯乙烯常用的增塑剂,聚氯乙烯常用的增塑剂简直都是酯类，其中又以邻苯二甲酸酸类用得最多。,其中又以邻苯二甲酸二辛酯(邻苯二甲酸二2乙基己酯)和邻苯二甲酸二异辛酯用得较多，因两者均具有较片面的功用，因此工业上也常将其作为规范带有较高或较低支链的醇酯。,值得提出的是，邻苯二甲酸二异丁酯对植物有极大的危害性，故不能作农用薄膜的增塑剂。,3动摇剂,定义：凡能阻缓资料蜕变的物质即称为动摇剂。,在塑料中参与动摇剂是制止或抑制聚合物因受外界要素(光、热、氧、细菌霉菌以致复杂的临时寄存等)所惹起的破坏作用。,动摇剂可分为热动摇剂、光动摇剂(紫外线吸收剂，紫外线淬灭剂光屏蔽剂等)及抗氧剂等。由于动摇剂的作用原理大多是扫除降解进程的化学原理,(1)紫外线抗御剂,从太阳辐射到空中的光波中，紫外线(波长290、400毫微米)约占5，度随天文位置、时节、气候等而有一定变化。,波长与光量子能量成正比，波长愈短，辐射能量越强，所以紫外线即足以惹起普通无机物化学键的破坏。因此户外或照明用的塑料制品，常会因光照而发作聚合物分子的降解。反映在外观上那么发作开裂、起霜、变色、退光、功用变劣、起泡致使完全粉化。,紫外线抗御剂的作用有两种：,先于聚合物吸支出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求的水平，以这种作用维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。,2羟基二苯甲酮的衍生物；,2(2羟基苯)连二氮杂茚的衍生物,取代的丙烯酸酯类；,芳酯类，包括水杨酸芳酯类和间苯二酚的酯类；,含镍络合物，主要是硫代双酚氨荒酸和磷酸的镍盐或镍络合物；,某些颜料，如碳黑、氧化锌、氧化钻和絮凝状的金属等；,三嗪系紫外线吸收剂。,促使各种聚合物发作光降解的紫外线波谱不完全相反，因此各种聚合物所用的有效紫外线吸收剂也不同。表33引见了普通运用的状况。,抗氧剂,许多聚合物在制造、贮存、加工和运用进程中都会因氧化而减速降解，从而使其物理机械功用和化学功用下降。,易于氧化而采用抗氧剂的塑料有：聚烯烃类、聚苯乙烯、聚甲醛、聚苯醚、聚氯乙烯、苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物等。,依照抗氧剂的抗氧作用粗略地可分两类：,自在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动摇的氢原子借此可以与自在基或增长链发作作用，从而免除自在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中止。其反响如下：,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)。分解的复杂方式可表示为：,上述两类抗氧剂的作用是相反相成的，所以，通常都是两者兼用用塑料运用抗氧剂的状况。,(3)转变降解催化剂的物质,对聚合物降解具有催化作用的主要物质是金属离子，催化作用的强弱随重金属离子的性质而异。,重金属离子的来源有：,原存于聚合物中的杂质,消费聚合的时所用的催化剂的剩余体,聚合物降解进程中的副产物。,消弭这些重全局离子催化作用的方法是参与过量的鳌合剂。原理，分歧以为是鳌合剂与重金属盐构成了络合物。,上述重金属离子的第种来源既然是由于聚氯乙烯降解进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动摇剂大多都有与氯化氢结合的作用，但是这些热动摇剂都不只是结合氯化氢。,聚氯乙烯通用热动摇剂的类别和它们与氯化氢的作用举例如下：,1铅、钡、锅、锌、钙等的无机酸盐、醇盐、酚盐、硫醇盐等和皂类：,2胺类：,3无机锡化合物,4环氧化合物,(4)去除活性中心的物质,凡是原来或发作降解以后的聚合物分子，假设其结构的某一局部具有化学活性且能促使其自身或招致其它聚合物分子发作降解的，那么该局部结构即为活性中心，显然去除活性中心是可以抑制聚合物阵解的。,活性中心：,聚合物降解后析出的自在基,聚氯乙烯分子中的不动摇氯原子,双键结构,实验证明，双键常存在于降解前后的聚合物分子结构中。这种双键，在外界条件的影响下，可成为降解的中心。,5)、动摇剂的运用,动摇剂的参与量普通25左右的。选择的基本要求与增塑剂相反，但动摇剂的参与常会使塑料熔体的流变行为变劣，这与增塑剂是不同的，必需在选用种类及用量上留意，同时还应留意动摇剂与其它助剂的配用效果。动摇剂的选用目前还属于阅历性的。,兼用几种动摇剂的协同效应有时很清楚。,与之相反的是对立效应即在兼用两种动摇剂后出现彼此削弱效果的现象，消费中应加防止。,4填充剂填料,填充剂：粉末状物质，聚合物呈惰性。,目的：改善塑料的成型加工功用，提高制品的某些功用，赋予塑料新的功用，降低本钱。,影响机理：不是单纯的混合，彼此之间有次价力，虽然很弱，但具有加合性，因此当聚合物分子量较大时，其总力那么显得可观，从而改动了聚合物分子的构象平衡、松弛时间、结晶倾向、溶解度降低、提高玻璃化温度、硬度等。,偶联剂(桥合剂)：填充剂停止处置，提高作用力。,参与量：普通为塑料组成的40以下。,形状影响：大小和外表状况影响，球状、立方体状的通常可提高成型加工功用，但机械强度差，而鳞片状的那么相反。粒子愈细时对塑料制品的刚性、冲击性、抗张强度、稳定性和外观等改良作用愈大。,用量影响：填料使塑料的抗张、撕裂强度、高温性随用量添加下降。少量参与时使成型加工功用和外表光泽下降，,要求是：分散性好，吸油量小。惰性不严重磨损设备不因分解或吸湿使制品发生气泡等。,吸油量：其标志是在聚合物和填充剂各100份所配制的塑料中参与增塑剂的份数，参与量系以塑料硬度到达纯聚合物的硬度为度)，对聚合物及其它助剂呈，对加工功