(高聚物成型工艺学)第三章添加剂和配方新.pptx

添加剂
高分子材料是以聚合物为主体的多相复合体系
添加配合剂的目的
满足性能上的要求
满足成型加工上的要求
满足经济上的要求
聚合物(树脂)--塑料的主要成分,决定制品的基本性能
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添加剂的选用原则:
1、与高分子的配伍性
能长期、稳定、均匀地分散在制品中发挥作用
无机填料和颜料要求细度小,分散性好
高分子不受添加剂影响而加速老化,且添加剂不受高分子化合物分解产物的影响。
2、耐久性
3、加工适应性
4、制品功能性制约
5、考察其协同作用和相抗作用
6、经济性
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各种添加剂在高分子材料中的功能不一
功能
添加剂类别
加工性能
增塑剂、润滑剂、热稳定剂、加工助剂
力学性能
增塑剂、补强剂、增韧剂、固化剂
老化性能
抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂
降低成本
填充剂、增容剂
其它性能
发泡剂、阻燃剂、偶联剂、抗静电剂
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物料的混合和分散机理
塑料制品生产中,只有少数聚合物(树脂)可单独使用,而大部分的聚合物(树脂)必须与其它物料混合,进行配料后才能应用与加工。高分子材料千差万别,成型工艺各不相同,但成型准备工艺的关键是靠混合来形成均匀的混合物。
将原料各组分相互分散以获得成分均匀物料的过程。
混合的目的:就是使原来两种或两种以上各自均匀分散的物料,从一种物料按可接受的概率分布到另一种物料中去,以便得到组成均匀的混合物。
1、混合作用机理
(1)扩散
利用物料各组分的浓度差,推动构成各组分的微粒,从浓度较大的区域中向较小的区域迁移,以达到组成均一。
对固体物料而言,除非在较高温度下才有此作用,一般都不甚显著;而在聚合物熔体中的扩散是一个比较慢的过程,对在挤出机中的混合影响很小。只有固体和液体、液体与液体之间的扩散才较大,若物料层很薄时,虽扩散速度很小,但很显著。
升高温度,增加接触面积,减少料层厚度有利于扩散作用的进行。
混合一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的。
(2)对流
两种物料相互向各自占有的空间进行流动,以期达到组成均一;机械力的搅拌,即是使物料作不规则流动而达到对流混合的目的。
(3)剪切
依靠机械的作用产生的剪切力,促使物料组分均一的混合过程。物料在力的作用下,上平面和下平面之间发生了相对的平行移动,结果物料块变形,被偏转或拉长;在这个过程中体积没有发生变化,只是截面变细,向倾斜方向伸长,从而使表面积增大,分布区域扩大,因而进入另外的物料块中,占有的空间机会加大,渗进别的物料中可能性增加,因而达到混合均匀的目的。
混合效果与剪切力的方向是否改变、剪切速率的大小有关。
利用剪切力的混合作用,特别适用于塑性物料,因为塑性物料粘度大,流动性差,不能粉碎增加粉碎程度,应用剪切作用时,剪切力的距离总是很小,因此物料在变形的过程中,即很均匀地被分散在整个物料中
在实际混合中,扩散、对流和剪切三种作用通常是共同作用,只是在一定条件下,其中的某一种占有优势而已,但不管哪种作用,除了造成层内流动外,还应造成层间流动,才能达到最好的混合效果。
2、混合程度评价
混合是否均匀,质量是否达到预期的要求,混合终点的判断等,都涉及到混合的效果。衡量混合效果的办法,随物料性状而不同。
(1)液体物料的混合效果
可以分析混合物不同部分的组成,其各部分的组成与平均组成相差的悬殊情况。如悬殊小则混合效果好,反之则差。
对于固体或塑性物料应考察其组成的均匀程度和物料的分散程度。
(2)固体及塑性物料的混合效果
a 分散程度
经混合后原始物料相互分散,不再象混合前那样同类物料完全聚集在一起。实践证明,各占一半的两种组分混合后,两种粒子间也难于形成均匀的相互间隔成为有序排列那样的情况
(2)、(3)分布很可能。
b 组成的均匀程度
指混入物所占物料的比率与理论或总体比率的差异。
从混合物各部分取多个试样进行分析,平均结果愈接近总体比率,混合程度愈高。
一般混合组分的粒子愈细,其表面积愈大,愈有利于得到较高的均匀分散程度。
实际生成中应视配制物料的种类和使用要求来掌握混合程度。