实验七 聚氯乙烯的混合与塑炼一、实验目的和要求 1、掌握聚氯乙烯的常用配方组分及其作用2、掌握聚氯乙烯的混合与塑炼机的操作3、了解相关设备的基本结构二、实验原理PVC塑料是第二大通用塑料材料，广泛应用于国民经济的各行各业但纯PVC树脂是不能单独成为塑料的，这是因为：PVC树脂具热敏性，加工成型时在高温下很容易分解，熔融粘度大、流动性差因此在PVC中都需要加入适当的配合剂，通过一定的加工程序制成均匀的复合物，才能成型得到制品PVC塑料一般可分为硬质与软质两大类在日本和西欧硬制品产量现已超过软制品，硬制品中可不加增塑剂，有时加入冲击改性剂以改善其韧性软制品需加入大量增塑剂两者一般均加着色剂、稳定剂、润滑剂等塑料助剂聚氯乙烯的混合与塑炼是一种制备PVC半成品的方法将PVC树脂与各种助剂根据产品性能要求配合后，经过混合塑化，便可得到一定厚度的薄片，用于切粒或给压延机供料在实验室中，也可以通过测定软片的性能分析配方和研究混合塑炼条件对产品性能的影响聚氯乙烯制品的生产过程一般有以下几步：1. 配方设计：配方的设计是树脂成型过程的重要步骤，对于聚氯乙烯树脂尤其重要为了提高聚氯乙烯的成型性能、材料稳定性和获得良好的制品性能并降低成本，必须在聚氯乙烯树脂中配以各种助剂。
在配方设计时，硬聚氯乙烯塑料与软聚氯乙烯塑料的配方有很大差别聚氯乙烯塑料配方中通常包括以下组分：（1）树脂：树脂的性能应能满足各种加工成型工艺和最终制品的性能要求HPVC制品所用树脂通常为绝对粘度1.5-1.8的悬浮法疏松型树脂，而SPVC制品常用绝对粘度1.8-2.0的悬浮法疏松树脂2）增塑剂：可增加树脂的可塑性、流动性，并使制品具有柔软性HPVC中的增塑剂含量在5%以下而SPVC制品中的增塑性加入量约为40-70份（PVC为100份）常用增塑剂为邻苯二甲酸酯类、已二酸和癸二酸酯类及磷酸酯类3）稳定剂：稳定剂的加入可防止聚氯乙烯树脂在高温加工过程中发生降解而使性能变坏聚氯乙烯配方中所用稳定剂通常按化学组成分成四类：铅盐类、金属皂类、有机锡类和环氧酯类4）润滑剂：其主要作用是防止粘附金属、延迟聚氯乙烯的胶凝作用和降低熔体粘度润滑剂可按其作用分为外润滑剂和内滑剂两大类5）填充剂：在聚氯乙烯塑料中添加填充剂，可达到降低产品成本和改进制品某些性能的目的，常用的填充剂有碳酸钙等6）改性剂：为改善聚氯乙烯树脂的加工性、热稳定性、耐热性和抗冲击性差等缺点，常按要求加入各种改性剂，主要包括冲击改性剂（如氯化聚乙烯等）、加工改性剂（如丙烯酸酯类等）、热变形性能改性剂（如丙烯酸酯和苯乙烯类聚合物等）。
此外，还可以根据需要加入颜料、阻燃剂、发泡剂等2. 混合：混合过程是使多相不均态的各组分转变为多相均态的混合料常用的混合设备有Ｚ型捏和机和高速混合器3. 塑炼：塑炼的目的是使物料在剪切作用下热熔、剪切混合达到一定的柔软度和可塑性，使各种组分分散更趋均匀，并可驱逐物料中的挥发物塑炼常用设备是双辊塑炼机，其主要控制因素是塑炼的温度、时间及剪切力生产中也可通过密炼机或挤出机来完成塑化过程4. 成型：PVC塑料经过塑炼成为薄片后，用挤出机挤出造粒或直接破碎，再挤出或注塑成型，或者直接供压延机压延成型或液压机压制成型，从而得到各种PVC塑料制品三、实验原料和设备1、PVC混合料所用原料有：PVC树脂，三盐硫酸铅、二盐亚磷酸铝、硬脂酸盐类、硬脂酸、邻苯二甲酸二辛酯等2、设备：双辊塑炼机（SK-160B），由机座、辊筒、辊筒轴承、紧急刹车装置调距装置及辅助设施组成四、实验操作1、配料：按照指定的配方称量树脂及各种助剂要求配料总量120-150g设计实验方案，确定实验配方• PVC树脂（SW－1000） 100• 邻苯二甲酸二辛酯（DOP） 10• 三盐基性硫酸铅 4• 硬酯酸钡 2 • 聚乙烯蜡 1• 轻质碳酸钙 52、混合：PVC塑料是多组分物料，其配制通常要经过混合和塑化两个工序。
混合可以在高速混合机或捏合机中进行，是物料的初混合，最终便形成均匀的粉状掺混物当试验用料量少时，可采用手工掺混使各种组分按一定顺序混合搅拌均匀3、塑炼：塑化过程是在树脂的流动温度以上和强大的剪切作用力下在双辊筒炼塑机或密炼机中进行的，是物料在初混合的基础上的再混合过程 具体步骤为：开启开炼机空转检查→升温→塑炼→下料→观察（一）准备：将双辊塑炼机空转、加油、试验紧急刹车装置，经检查无异常现象即可开始试验二）升温：打开升温系统，将前后两辊加热，用弓形表面温度计测量辊筒温度，使辊温稳定在165±5oC三）塑炼：（1）辊筒恒温后，开动机器运转并调节辊筒间隙在0.5～1mm范围内 （2）在两辊筒的上部加入初混合的物料开始操作时，从辊筒间隙落下来的物料应立即加往辊筒上，不能让其在辊筒下方接料盘内停留时间过长，且注意要经常保持一定量的辊隙上方存料待辊筒表面出现均匀的塑化层时，混合料从易碎的不连续的凝胶状转为粘结包辊的连续状料层，此时可渐渐放宽辊距，控制一定的料层厚度，以便进一步进行切割翻炼3）用炼胶刀不断地切割料层并使之从辊筒上拉下来折迭后再投入辊缝间辊压；或者把料层翻卷成卷后再使之垂直于辊筒轴向进入辊缝，经过数次这样的翻炼，使各组分尽可能分散均匀。
4）将辊距调至1mm以内，使塑化料变成薄层通过辊缝以打卷或打包形式薄通1～2次，若观察物料色泽均匀、切口断面不显毛粒、表面光洁并有一定的强度时，开炼塑化即可终止从开始投料至塑化完全一般控制在10min以内 （5）塑化完成后，用炼胶刀把包辊层整片拉下、平整放置，同时裁剪成适当尺寸的板坯，观察塑炼效果 五、注意事项 1、称料要准确2、严格控制两辊温度3、两辊的操作必须严格按操作规程进行，注意安全六、实验报告要求1）简述实验原理2）详细记录设备型号参数及实验步骤、实验情况等3）记录实验现象及产品形态特征等，并联系所学知识讨论本实验方法及实验现象等4）完成布置的思考题七、思考题1、聚氯乙烯加工有什么缺点？分析配方中各组分的作用？2、在聚氯乙烯加工中，为什么必须添加增塑剂和稳定剂？3、增塑剂的增塑机理是什么？稳定剂的作用机理各有哪几种类型？4、硬质聚氯乙烯和软质聚氯乙烯在加工时主要有什么区别？5、影响聚氯乙烯塑料塑炼的主要因素有哪些1。