【2017年整理】塑料的组成与性能

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1、塑料的组成与性能1 实验原理塑料是由树脂与各种助剂组成的，树脂是塑料的主要成分，决定了制品的基本性能。而助剂是为使制品具有某种特性（改善成型工艺性能，改善制品的使用性能或降低成本）而加入的一些物质，当塑料所含助剂的类型与数量不同时其性质有所不同。本实验通过改变塑料所加助剂的类型与数量来改变其成型工艺性能与制品的使用性能。2 实验内容1.改性塑料粒料的制备；2.塑料试样的制备；3.塑料试样力学性能的测试； 4.塑料流动速率的测试。3 实验设备及原料设备：CTE20 同向双螺配混杆挤出机及辅机、III-130F2V 精密注塑成型机及辅机（附件） 、样件注射模两副、烘箱、熔体流动速率及附件、电子称、

2、力学性能试验机。塑料原料：聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯等。助剂：无碱连续玻璃纤维、秸秆纤维、偶联剂（硅烷偶联剂 KH-550、酞酸酯偶联剂） 、发泡剂、润滑剂、稳定剂、脱模剂等。4 实验步骤4.1 改性塑料粒料的制备 根据需改性的塑料原料的工艺特性，查阅相关资料确定其配方及成型工艺条件； 按确定的配方利用高速混合机对原料进行初混； 接通挤出机总电源，设定料筒各段温度，当温度到达设定值后恒温 2030 分钟； 打开冷却水开关，启动冷却水泵； 调节挤出螺杆与加料螺杆的转速为零，启动挤出螺杆，逐渐调节螺杆转速，启动喂料螺杆，逐渐增大其转速； 当挤出口模处有熔体挤出后，将料条引入水（空气）中冷却

3、，然后喂入切粒机，调整切粒速度，制得 4 毫米长的粒料； 待料量达到所需量时，用 LDPE 清洗料筒与口模； 停机 先将喂料螺杆转速调至零，待口模无熔体挤出时，将挤出机螺杆转速调至零，依次关闭水泵、总电源、冷却水开关； 将制得的改性塑料粒料放入干燥箱中干燥，干燥条件视具体情况而定（如玻璃纤维增强聚丙烯时：温度 80，时间 25 小时，料层厚度 4 毫米） 。4.2 各种试样的制备 根据改性材料的工艺性能特点初步拟定注塑实验的工艺条件； 接通电源，调整注塑机温度控制仪表实验操作值，接通加热开关，当温度达到实验值时再恒温 2030 分钟； 将改性粒料加入料斗，用手动方式实施预塑，用慢速进行对空注射

4、，观察从喷嘴射出的塑料，若料条光滑明亮、无变色、无银丝与气泡、说明原料质量及预塑条件适宜，方可成型试验； 用半自动方式和调节恰当的成型工艺条件注射成型 5 个以上的试样，并作标记； 用同样的工艺条件，使用对比粒料制得 5 个以上的试样，并作标记。4.3 试样力学性能的测定4.3.1 简支梁冲击实验 试样的尺寸测试对于无缺口试样，分别测量试样中部边缘和试样中部中心位置的厚度和宽度，并取其平均值为试样的厚度和宽度。准确至 0.02。缺口试样应测量缺口处的剩余厚度，测量时应在缺口两端各测一次，取其算术平均值。 冲击摆的选择与量程的确定根据试样破坏时所需的能量选择摆锤，使消耗的能量在摆锤总能量的 10

5、85范围内。若符合这一能量范围的不止一个摆锤时，应该用最大能量的摆锤。 试样的安装抬起并锁住摆锤，把试样按规定放置在两支撑块上，试样支撑面紧贴在支撑块上，使冲击刀刃对准试样中心，缺口试样刀刃对准缺口背向的中心位置。 实验的操作步骤调节能量度盘指针零点，使它在摆锤处于起始位置时与主动针接触。进行空白实验，保证总摩擦损失不超过表 310 的数值。平稳释放摆锤，从刻度盘上读取试样吸收的冲击能量。试样无破坏的冲击值应不作取值，试验记录为不破坏或 NB。试样完全破坏或部分破坏的可以取值。如果同种材料可以观察到一种以上的破坏类型，须在报告中标明每种破坏类型的平均冲击值和试样破坏的百分数。不同破坏类型的结果

6、不能进行比较。计算 5 个试样实验结果的算术平均值、标准偏差。全部计算结果以两位有效数字表示。 试验结果计算和表示 无缺口试样简支梁冲击强度 ( )a2/kJm310Aabd式中 A试样吸收的冲击能量，J ；b试样宽度，mm；d试样厚度，mm. 。 缺口试样简支梁冲击强度 2(/)kaJmkabd式中 缺口试样吸收的冲击能量，J ；b试样宽度，mm；d试kA样厚度，mm。 标准偏差 S2()1Xn式中 X单个测定值； 组测定值的算术平均值；n测定值个数。4.3.2 悬臂梁冲击实验 试样的尺寸测试对于无缺口试样，分别测量试样中部边缘和试样中部中心位置的厚度和宽度，并取其平均值为试样的厚度和宽度。

7、准确至 0.02。缺口试样应测量缺口处的剩余厚度，测量时应在缺口两端各测一次，取其算术平均值。 冲击摆的选择与量程的确定根据试样的冲击韧性，选用适当能量的冲击摆，并使试样所吸收的能量在冲击摆锤总能量的 10%80%范围内。试验前，在不知试样冲击强度的条件下，应选择最大冲击能量的冲击摆做冲击试验，然后根据液晶显示屏的提示选择适当的量程和对应的冲击摆锤。 试样的安装据试样类型选择相应的固定钳口，装卡试样时，将试样置于固定钳口中间，转动手轮带动活动钳口靠上试样时，向试样 V 型槽内将对中样板推紧，试样两侧与对中样板 V 型槽靠紧后，将试样夹紧并退回对中样板。 实验的操作步骤冲击摆能量确定后，按“复位

8、”键使系统回到初始状态，显示屏上出现“欢迎使用金建产品 请稍候”的字样，过 1 秒钟左右显示屏出现冲击试样屏显。按“校正”键切换到校正屏显，安装好冲击摆，选择量程后，先把摆锤放在最低位置，摆锤静止同时屏幕右下角显示字母“T”后，按一下“校正”键进行清零，然后把摆锤放在冲击摆定位机构上，再次按一下“校正”键启动放摆功能后按下“校正”键，进行空冲试验来测定摩擦损失功（重复进行以上操作，进行三次空冲试验，显示屏上显示本次空冲的能量损失） 。三次空冲完后符合标准要求则可进行试验，此时按“冲击”键切换到冲击试样屏显。在每次冲击试样前也要进行清零操作。具体操作如下：把摆锤放在最低位置，摆锤静止同时屏幕右下

9、角显示字母“T”后，按一下“冲击”键进行清零，然后安放试样，把摆锤放在冲击摆定位机构上，再按一次“冲击”键启动放摆功能后按下“冲击”键进行放摆冲击试样，当冲击摆冲断试样回摆的瞬间，屏幕将显示本试样的冲击吸收的能量值。如果一组试样已试验完毕，请按“复位”键使系统复位，屏上再次显示“欢迎使用金建产品 请稍候”的信息后，按以上程序操作即可继续试验。 中文显示时操作示例 接通仪器电源，液晶显示屏上会显示出如下信息： 接着屏幕显示如下信息： 若要进行摩擦损失校正，按下“校正”键调出校正屏显，把摆锤放在最低位置静止时，右下角显示“T” ，其显示如下：说明摆锤已停止摆动，此时按下“校正”键，清除“T” ，仪

10、器开始进行校正操作，其屏显如下：把摆锤放在放摆机构上之后，再次按下“校正”键启动放摆功能后，按“校正”键进行放满量程：2.75J吸收能量： 0.000J试样序号 01欢迎使用金建产品请稍候.满量程：2.75J本次能损：0.000J前次能损：0.019J 空击次数 1 T 满量程：2.75J本次能损：0.000J前次能损：0.019J 空击次数 1 摆空冲。摆锤第二次回摆后将显示损失能量。其显示如下：在空冲一次和二次时，本次能损部分显示的是本次测得的摩擦损失能量，第三次空冲本次能损部分显示的是三次空冲损失能量的平均值。 当仪器工作正常，不需进行擦损失测量时，可直接进行冲击试样试验，在冲击试样时也

11、要进行清零操作，即把摆锤放在最低位置静止时， 屏幕右下角显示“T” ，其屏显如下：按下“冲击”键，其屏幕右下角的显示的“T”消失，说明此时清零功能启动，屏显如下：把摆锤轻轻抬起，安装试样，根据标准要求对中，把摆锤放在放摆机构上，再按一次“冲击”键，启动放摆功能，然后按“冲击”键进行放摆，随着摆锤冲断试样后，摆锤到达最高位置回摆时屏幕显示吸收能量值，显示如下：记录下试验结果。若吸收能量小于摆锤满量程的 10%，则系统提示：若吸收能量大于摆锤满量程的 80%，则系统提示：提示后 2 秒钟显示：满量程：2.75J本次能损：X.XXX J前次能损：0.019J 空击次数 1 满量程：2.75J吸收能量

12、： 0.000J试样序号 01 T满量程：2.75J吸收能量： 0.000J试样序号 01满量程：2.75J吸收能量： X.XXX J 试样序号 01本次冲击无效请换小能量摆锤本次冲击无效请换大能量摆锤满量程：2.75J吸收能量： 0.000J试样序号 01接着按上述步骤操作即可，随着冲击有效试样的增加，其试样序号增加。 若进行了摩擦校正操作，则第三次校正后的屏显为：若测得的损失能量符合标准要求，则可进行冲击试样试验。可按“冲击”键屏显切换到冲击屏同时把摩擦损失能量进行了保存，屏显如下：即把摆锤放在最低位置静止时，同时屏显右下角显示“T” ，此时按“冲击”键，清除“T” ，然后把摆锤轻轻的抬起

13、，安装试样，根据标准要求对中，把摆锤放在放摆机构上，再按一次“冲击”键，启动放摆功能，然后按“冲击”键进行放摆，随着摆锤冲断试样后，摆锤到达最高位置回摆，显示吸收能量值，显示如下记录下试验结果。若吸收能量小于摆锤满量程的 10%，则系统提示：若吸收能量大于摆锤满量程的 80%，则系统提示：提示后 2 秒钟显示：“校正”和“冲击”按下的清零功能才有效。并且清零的位置不在最低位置而是摆锤放在放摆机构上时，操作人员发现后可按“确认”键取消清零后按正常操作进行，若操作人员未发现清零位置错误，而进行了冲击试验，则屏幕将提示如下信息：满量程：2.75J本次能损 ：X.XXX J前次能损 ：0.019J 空

14、击次数 3满量程：2.75J吸收能量： 0.000J试样序号 01满量程：2.75J吸收能量： X.XXX J试样序号 01本次冲击无效请换小能量摆锤本次冲击无效请换大能量摆锤满量程：2.75J吸收能量： 0.000J试样序号 01清零位置错误请继续试验提示后 2 秒钟显示： 若进行三次的摩擦损失能量值不符合要求，应仔细考虑并找出引起过大摩擦损失的原因并按要求对仪器进行校正后再进行摩擦损失时能量测量。注：以下冲击试样的屏显同上类似，只是试样序号随冲击试样有效次数而改变。若一组试样试验完后可按“确认”键查看这组试样的实验数据（可循环查看） 。 试验结果计算和表示无缺口试样冲击强度 a（KJ/m

15、2）：按下式计算a= dbE103式中：E试样吸收的冲击能量，J；b试样宽度，mm；d试样厚度，mm。缺口试样的冲击强度 （KJ/ m 2）按下式计算：ak= 103bk式中：E K缺口试样吸收的冲击能量，J；d缺口试样厚度，mm；缺口试样缺口处剩余宽度，mm。k4.3.3 拉伸实验 试样的尺寸测试测量试样中间平行部分的宽度和厚度，精确至 0.02mm ；在试样中间平行部分做标线示明标距，此标线对测试结果不应有影响。 量程的确定实验示值应在每级表盘满刻度的 1090之间，不得小于试验机最大载荷的 4读取，示值的误差应在 1之内。电子拉力试验机按有关规定执行。 试样的安装夹具夹持试样时，要使试样纵轴与上下夹具中心连线重合，并且要松紧适宜，以防止试样滑脱或断在夹具内。 实验的操作步骤选定合适的试验速度，进行试验.记录屈服时的负荷，或断裂负荷及标距间伸长，若试样断裂在中间平行部分之外时，此试样作废，另取试样补做。满量程：2.75J吸收能量： 0.000J试样序号 01 试验结果计算和表示拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力 ttpbd式中 抗拉伸强度或拉伸断裂应力或拉伸屈服应力或偏置屈服应力，tMpa；最大负荷或断裂负荷或屈服负荷，N；p试样宽度，mm；b试样厚度，mm。d断裂深长率 t01%tG式中 断裂深长率，；t试样原始标距，mm，0试样断裂时标线间距离，mm。G标准偏差值 S