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1、第三节第三节 塑料的混合与塑化工艺塑料的混合与塑化工艺v塑塑料料制制品品生生产产厂厂所所需需要要的的大大多多数数塑塑料料品品种种，均均由树脂生产厂，直接提供由树脂生产厂，直接提供粉料粉料或或粒料粒料；v塑塑料料制制品品的的生生产产按按产产品品性性能能要要求求常常需需进进行行配配方方设计粉料设计粉料或或粒料粒料；v粉粉料料和和粒粒料料的的制制备备过过程程是是将将聚聚合合物物和和各各种种助助剂剂通通过过混混合合设设备备进进行行初初混混合合后后而而制制成成粉粉料料，再再经经塑炼机进行塑炼机进行塑炼塑炼，最后通过，最后通过造粒造粒机而制成粒料。机而制成粒料。 1v所所谓谓配配料料，就就是是把把各各种种
2、组组分分互互相相混混在在一一起起，尽尽可能的成为均匀体系。可能的成为均匀体系。v为为此此必必须须采采用用混混合合、捏捏合合、塑塑炼炼等等塑塑料料配配制制中中常常用用的的混混合合过过程程，是是靠靠扩扩散散、对对流流、剪剪切切三三种种作用来完成的。作用来完成的。v配配制制一一般般分分为为四四步步：原原料料的的准准备备、初初混混合合、初初混物的塑炼、塑炼物的粉碎和粒化。混物的塑炼、塑炼物的粉碎和粒化。 2一、塑料的初混合一、塑料的初混合1.原料的准备原料的准备原料的准备主要包括预处理、称量及输送。原料的准备主要包括预处理、称量及输送。(1)预处理预处理进行过筛和磁吸处理以除去杂质；进行过筛和磁吸处理
3、以除去杂质；增塑剂应进行预热，加快扩散、溶胀；增塑剂应进行预热，加快扩散、溶胀；稳定剂、填充剂、色料制成浆料或母料。稳定剂、填充剂、色料制成浆料或母料。母母料料：系系指指事事先先配配制制成成的的含含有有高高百百分分比比助助剂剂(如如色料、填料等色料、填料等)的塑料混合物。的塑料混合物。3(2)称称量量是是保保证证物物料料中中各各种种原原料料组组成成比比率率精精确确的的步骤。步骤。相相对对误误差差的的要要求求：手手工工操操作作为为2%；自自动动化化生生产产的为的为0.5%。(3)原料的输送：原料的输送：液体、固体。液体、固体。42.原料的混合原料的混合混合混合 利用设备的搅拌、振动、空气流态化、
4、翻滚、利用设备的搅拌、振动、空气流态化、翻滚、研磨等作用来完成物料的分散和均化；研磨等作用来完成物料的分散和均化；(1)不加不加增塑剂增塑剂的物料初混合的工艺程序的物料初混合的工艺程序一一般般是是先先将将称称量量好好的的树树脂脂、稳稳定定剂剂、色色料料、填料、润滑剂等填料、润滑剂等顺序加入顺序加入混合设备中；混合设备中；随随即即开开始始混混合合，一一定定时时间间后后将将开开始始加加热热，使使物物料料升升至至规规定定的的温温度度，以以期期润润滑滑剂剂熔熔化化并并与与聚聚合合物物得得到到均均匀匀混混合合，热热混混合合达达到到质质量量要要求求时时即即停止停止混合，关闭加热混合，关闭加热最后进行最后进
5、行出料出料； 5(2)加有加有增塑剂增塑剂的物料初混合的工艺程序的物料初混合的工艺程序将将树树脂脂加加入入设设备备内内、开开始始混混合合加加热热，温温度度不不超过超过100；预热的预热的增塑剂增塑剂用喷射器喷到翻动的树脂中；用喷射器喷到翻动的树脂中；加入由稳定剂和增塑剂调制的加入由稳定剂和增塑剂调制的浆料浆料；最后加入色料、填料及其他助剂；最后加入色料、填料及其他助剂；混合到达时间后即停车出料。混合到达时间后即停车出料。 6PVCPVC配料工艺要点配料工艺要点选用易吸收增塑剂的疏松型选用易吸收增塑剂的疏松型PVCPVC；PVCPVC粒子对增塑剂的吸收应均匀；粒子对增塑剂的吸收应均匀；选用剪切速
6、率较大且能变速的混合设备；选用剪切速率较大且能变速的混合设备；混合后的物料应冷至混合后的物料应冷至40-6040-60存放。存放。 73.初混合设备初混合设备(1)转鼓式混合机转鼓式混合机类型类型8特点特点依依靠靠混混合合室室的的转转动动实实现现混混合合，混混合合作作用用较弱，一般只用于非润性物料的混合。较弱，一般只用于非润性物料的混合。9转鼓式混合机10(2)螺带式混合机螺带式混合机 内部结构内部结构 1112螺带式混合机13特点特点v此混合机可用于此混合机可用于干干、湿湿两种物料的混合；两种物料的混合；v槽体附槽体附夹套夹套加热或冷却；加热或冷却；v当当螺螺带带转转动动时时两两根根螺螺带带
7、各各以以一一定定方方向向将将混混合合室室内内的的物物料料推推动动，以以使使物物料料各各部部分分的的位位移移发发生错乱，从而达到混合的目的。生错乱，从而达到混合的目的。 14(3)捏合机捏合机 内部结构内部结构 1516捏合机17特点特点v捏合机兼用于捏合机兼用于干干、湿湿两种物科的混合；两种物科的混合；v搅拌器的形状很多，最普通的是搅拌器的形状很多，最普通的是S型型和和Z型型；v槽壁附有槽壁附有夹套夹套，可加热或冷却；，可加热或冷却；v物物料料借借搅搅拌拌器器的的转转动动，沿沿混混合合室室的的侧侧壁壁上上翻翻而而在在混混合合室室的的中中间间下下落落，这这样样物物料料受受到到重重复复的的折迭折迭
8、和和撕捏撕捏作用，从而达到均匀混合。作用，从而达到均匀混合。 18(4)高速混合机高速混合机 内部结构内部结构 1920高速混合机21特点特点v兼用于兼用于干干、湿湿两种物料的混合；两种物料的混合；v叶叶轮轮可可装装一一到到三三组组，装装在在同同一一转转轴轴的的不不同同高高度度上。每组叶轮通常为上。每组叶轮通常为两片两片，有，有快快、慢慢两档转速；两档转速；v搅搅拌拌器器的的高高速速旋旋转转，物物料料因因离离心心力力的的作作用用抛抛向向混混合合室室壁壁下下部部，受受室室壁壁阻阻挡挡，由由混混合合室室底底部部器器侧侧壁壁上上升升，至至旋旋转转中中心心部部位位时时降降落落，然然后后再再上上升升和和
9、下降下降；v循循环环过过程程中中由由于于物物料料内内部部摩摩擦擦所所产产生生的的热热量量和和来自来自外部加热套外部加热套的热量而使物料温度升高；的热量而使物料温度升高；v挡挡板板的的作作用用是是使使物物料料产产生生流流态态化化运运动动，更更有有利利于混合均匀。于混合均匀。22二、塑料的塑炼和混炼二、塑料的塑炼和混炼 1.塑料塑炼的目的塑料塑炼的目的改改变变物物料料性性质质、状状态态，借借助助于于加加热热和和剪剪切切力力的的作用使聚合物作用使聚合物熔化熔化、混合混合；使混合物各组分使混合物各组分分散分散更趋均匀；更趋均匀；除去其中的除去其中的挥发物挥发物，以利于输送和成型；，以利于输送和成型；使
10、混合物达到适当的使混合物达到适当的柔软度柔软度和和可塑性可塑性；保证物料更有利于制得保证物料更有利于制得性能一致性能一致的制品。的制品。 232.初混合、捏和、塑炼初混合、捏和、塑炼 (1)初混合：初混合：是粉状固体物料之间的简单混合；是粉状固体物料之间的简单混合；(2)捏捏合合(也也称称捏捏和和)：是是指指液液体体与与粉粉状状固固体体物物料料的浸渍及混合；的浸渍及混合；(3)塑炼：塑炼：经初混合的塑性物料与液体或固体物经初混合的塑性物料与液体或固体物料在加热和剪切力的作用下，经熔融、剪切混料在加热和剪切力的作用下，经熔融、剪切混合等作用达到适当的柔软度和可塑性，使各种合等作用达到适当的柔软度
11、和可塑性，使各种组分的分散更趋于均匀；组分的分散更趋于均匀；塑炼塑炼和和混炼混炼一般统称为一般统称为塑化塑化。24v初初混混合合及及捏捏和和是是在在树树脂脂熔熔融融温温度度以以下下和和较较缓缓慢慢的的机机械械剪剪切切力力作作用用下下完完成成的的，混混匀匀后后物物料料各各组组分的性质基本上没有变化。分的性质基本上没有变化。v而而塑塑炼炼和和混混炼炼是是在在树树脂脂熔熔融融温温度度以以上上和和较较高高的的剪剪切切速速度度下下进进行行的的，塑塑炼炼后后的的物物料料中中各各组组分分在在物理和化学性质上会有一定的变化。物理和化学性质上会有一定的变化。v混混合合的的目目的的是是使使两两种种或或两两种种以以
12、上上的的组组分分互互相相分分散，以获得一个组成均匀的混合物。散，以获得一个组成均匀的混合物。253.塑化过程的不利影响塑化过程的不利影响(1)塑塑炼炼是是在在聚聚合合物物流流动动温温度度左左右右和和较较大大的的剪剪切切速速率率下下进进行行的的，有有可可能能造造成成聚聚合合物物分分子子的的热热降降解解、力降解力降解、氧化降解氧化降解而降低其质量；而降低其质量；(2)塑化过程对助剂的稳定性有影响；塑化过程对助剂的稳定性有影响；(3)主主要要通通过过控控制制塑塑炼炼温温度度和和时时间间获获得得合合适适的的塑塑炼炼条条件件，针针对对不不同同的的塑塑料料品品种种应应各各有有其其相相宜宜的的塑炼条件。塑炼
13、条件。 264.塑化终点的判断塑化终点的判断 (1)塑塑炼炼的的终终点点可可用用撕撕力力机机测测定定塑塑炼炼料料的的撕撕力力来来判判断断，但但需需要要较较长长的的时时间间，因因此此在在生生产产中中一般靠经验判断。一般靠经验判断。(2)常常用用的的经经验验方方法法是是，用用刀刀切切开开塑塑炼炼料料来来观观察察其其截截面面，如如截截面面上上不不显显毛毛粒粒，而而且且颜颜色色和和质量都很均匀，即可认为合格。质量都很均匀，即可认为合格。 275.物料混合机理物料混合机理 (2)混合机理混合机理混混合合是是凭凭借借设设备备的的搅搅拌拌、振振动动、翻翻滚滚、研研磨磨等等达到利用达到利用扩散扩散、对流对流、
14、剪切剪切三种作用完成的。三种作用完成的。塑料的混合主要靠塑料的混合主要靠剪切作用剪切作用实现。实现。剪剪切切作作用用是是利利用用机机械械的的剪剪切切力力使使物物料料组组成成达达到均一。到均一。(1)混合一般包括两层含义：混合一般包括两层含义：即即混合混合和和分散分散。28剪切作用（主要方式）： 利用剪切力使物料组成达到均一 ，适用于黏性物料。 扩散与对流：如粉料和液体添加剂296.塑炼设备塑炼设备 (1)开炼机开炼机 3031通通常常两两辊辊筒筒的的转转速速不不等等，一一般般速速比比为为l.051.20；塑塑炼炼时时辊辊筒筒间间的的物物料料中中存存在在有有速速度度梯梯度度，这这种剪切力可对塑料
15、起到混合塑炼作用；种剪切力可对塑料起到混合塑炼作用；辊矩辊矩越小时剪切作用越强，塑化效果越好；越小时剪切作用越强，塑化效果越好；辊辊筒筒对对物物料料的的作作用用是是单单方方向向剪剪切切，对对流流作作用用较少；较少；32操操作作不不断断地地切切开开辊辊面面物物料料使使其其交交叉叉叠叠合合，即即“打打三三角角包包”后后进进行行辊辊压压，不不断断改改变变物物料料受受剪切力的方向以提高混合效果；剪切力的方向以提高混合效果；慢慢速速辊辊温温度度应应比比快快速速辊辊高高一一些些，以以便便物物料料能能包住，便于操作。包住，便于操作。33(2)密炼机密炼机 34物物料料经经加加料料斗斗进进入入混混炼炼室室，随
16、随着着压压料料装装置置(上顶栓上顶栓)的下降，以一定的压力作用于物料；的下降，以一定的压力作用于物料；物物料料在在具具有有一一定定速速比比、相相向向旋旋转转、横横截截面面为为椭椭圆圆形形并并以以螺螺旋旋的的方方式式沿沿着着轴轴向向排排列列的的转转子子作用下，在混炼室内得到混合塑化；作用下，在混炼室内得到混合塑化；塑化好后即打开塑化好后即打开卸料装置卸料装置的卸料门排出；的卸料门排出；根根据据不不同同品品种种塑塑料料混混炼炼的的需需要要，可可对对混混炼炼室室壁、上、下顶栓进行壁、上、下顶栓进行加热加热或或冷却冷却。 35(3)挤出机挤出机 36v挤出机的主要部件是挤出机的主要部件是螺杆螺杆和和料筒料筒；v投投料料后后，物物料料即即被被螺螺杆杆卷卷入入料料筒筒，并并绕绕着着螺螺杆杆向向前前移移动动，在在移移动动过过程程中中受受料料筒筒壁壁的的加加热热和和受受剪切产生的摩擦热而逐渐剪切产生的摩擦热而逐渐升温升温和和熔化熔化；v挤挤出出机机内内物物料料的的塑塑炼炼是是在在受受热热与与受受剪剪切切的的作作用用下完成的；下完成的；v还还可可用用双双螺螺杆杆挤挤出出机机进进行行塑塑炼炼。优优点点是是
