落锤冲击改性实验.docx

落锤冲击改性实验余恺伦 2014-10-6（试验日期安排：2014/9/21 2014/9/22）1 实验目的为了改良管材的落锤冲击性能，这次试验是在正常车间TCN的配方里加入相应的EPDM(7471)和白色纳米材料改性剂以及CMG5904，还有正常车间TCN和POE混合打样条，正常TCN和蓝色改性剂混合打样条，加入CMG5904的TCN和POE混合打样条，加入CMG5904的TCN和蓝色纳米材料改性剂混合打样条，由于之前我们做过一系列的实验，但是冲击效果没有明显的提高，这次的实验是在9月6日实验基础之上而进行改进的实验，也是为了更加进一步改善管材的冲击性能。2 实验室试料过程（实验一）2.1 TCN实验室试料2.1.1 试料用TCN-9号配方见表1。表1 试料用TCN配方试料用TCN配方名称CaCO3滑石粉LDPE白色纳米材料改性剂牌号400目400目厂家用量2000g1000g660g110gTCN-9号配方：粉体含量占82份，LDPE占18份，白色改性剂占3份2.1.2 试料用TCN-10号配方见表2。表2 试料用TCN配方试料用TCN配方名称CaCO3滑石粉LDPE白色纳米材料改性剂牌号400目400目厂家用量2000g1000g750g112.5gTCN-10号配方：粉体含量占80份，LDPE占20份，白色改性剂占3份2.1.3正常TCN配方见表3表3 正常TCN配方试料用TCN配方名称CaCO3滑石粉HStHY-988石蜡LDPE牌号400目400目SA-184058号厂家嘉里油脂化学工业杭州杰西卡化工用量2000g1000g30g30g140g240g2.1.4试料主要设备：高速混料锅（张家巷市快乐机械有限公司） 双螺杆挤出机（南京杰恩特）2.1.5试料主要工艺如下：高速搅拌锅工艺参数如下：电热温度：90-110 物料温度：57-59 电流：70-80A双螺杆挤出机温度参数如表5所示：表5 双螺杆挤出机温度参数一区二区三区四区五区六区七区八区九区机头熔体温度165170185190200210210210210210200主机转速：15.5rpm 主机电流：27.5-28.5A 喂料转速：5.3r/min 切粒转速：9.5r/min熔体压力6-8 2.1.6 TCN实验室试料过程中出现的主要异常现象在实验室造粒过程中，所用工艺是模面热切制造TCN，在造粒的过程中出现了1次模头堵塞现象，这次造粒的熔压与车间正常TCN造粒时熔压相比要高，造粒的粉末要比正常的TCN要多。2.2实验室样条测试2.2.1所用仪器：注塑机（宁波市海达塑料机械有限公司） 万能试验机（承德金建） 悬臂梁冲击试验机（承德市金建检测仪器有限公司）2.2.2注塑机工艺参数：区域一区二区三区温度/220215210注射压力9590注射速度5050在这次实验中一共打了四组样条，纯料5502BN，TCN-9号加5502BN，TCN-10号加5502BN，正常TCN加5502BN。TCN里面的粉体含量占样条总质量37%，同时保证注塑机油温在正常范围内，样条经过24小时23恒温之后进行测试。2.2.3样条测试数据冲击数据组数纯料5502BNTCN-9号+5502BNTCN-10号+5502BN正常TCN+5502BN最大值796.875148.438164.064164.063最小值656.250132.813132.813195.313平均值743,750138.281150.781182.031拉伸数据试验速度5mm/min 传感器20000N组数弹性模量( MPa )屈服力( N )屈服应力( MPa)屈服伸长率( % )断裂应力( MPa )断裂伸长率( % )最大力( N )最大应力( MPa )最大应力伸长率( % )纯料5502BN9.691122.4127.629.6622.65312.061148.1728.251128TCN-9号+5502BN53.32965.6223768.4923.0221.74988.7824.331376TCN-10号+5502BN22.559122122.458.6621.527.12947.2223.3116.82正常TCN+5502BN23.41017.3125.039.0224.6411.331020.6425.1110.05弯曲数据试验速度1.37mm/min 传感器500N组数弯曲模量( MPa )破坏应力( MPa )弯曲强度( MPa )定挠度应力( Mpa )最大力( N )纯料5502BN902.9525.3325.3825.3942.97TCN-9号+5502BN1084.1822.8122.8522.8538.7TCN-10号+5502BN1359.2526.5926.6426.6445.12正常TCN+5502BN1458.8323972423.9940.64试验结果与分析通过试验我们看出白色改性剂对冲击性能改变不大，加了白色改性剂之后冲击数据反而比车间还低，加入白色改性剂后HDPE比车间的HDPE含量还少，所以冲击有所下降。3 实验室试料过程（实验二）3.1 TCN实验室试料3.1.1 试料用TCN-11号配方见表4表4 试料用TCN-11配方试料用TCN配方名称CaCO3滑石粉HStHY-988石蜡LDPEEPDM（7471）牌号400目400目SA-184058号厂家嘉里油脂化学工业杭州杰西卡化工 用量2000g1000g30g30g140g240g560gTCN-11号配方：EPDM（7471）占总样条质量的6.91%3.1.2 试料用TCN-12号配方见表5表5试料用TCN-12号配方试料用TCN配方名称CaCO3滑石粉HStHY-988石蜡LDPECMG5904EPDM（7471）牌号400目400目SA-184058号厂家嘉里油脂化学工业杭州杰西卡化工南通日之升上海分公司 用量2000g1000g30g30g140g240g240g560gTCN-12号配方：EPDM（7471）占总样条质量的6.91%，CMG5904占总样条质量的3%。3.1.3 试料用TCN-13号配方见表6表6试料用TCN-13号配方试料用TCN配方名称CaCO3滑石粉HStHY-988石蜡LDPECMG5904EPDM（7471）牌号400目400目SA-184058号厂家嘉里油脂化学工业杭州杰西卡化工南通日之升上海分公司 用量2000g1000g30g30g140g240g400g560gTCN-13号配方：EPDM（7471）占总样条质量的6.91%，CMG5904占总样条质量的5%。3.1.4试料主要设备：高速混料锅（张家巷市快乐机械有限公司） 双螺杆挤出机（南京杰恩特）3.1.5试料主要工艺如下：高速搅拌锅工艺参数如下：电热温度：90-110 物料温度：57-59 电流：70-80A双螺杆挤出机温度参数如表5所示：表5 双螺杆挤出机温度参数一区二区三区四区五区六区七区八区九区机头熔体温度165175185195205210210210210205200主机转速：15rpm 主机电流：26.5-28.5A 喂料转速：5r/min 切粒转速：10r/min熔体压力6-8 3.1.6 TCN实验室试料过程中出现的主要异常现象在实验室造粒过程中，所用工艺是模面热切制造TCN，在造粒的过程中没有出现模头堵塞现象，这次造粒的熔压与车间正常TCN造粒时熔压相比要高，造出的粒子表面光滑度要比正常的TCN要好。但是造粒时有很大的烟。3.2实验室样条测试3.2.1所用仪器：注塑机（宁波市海达塑料机械有限公司） 万能试验机（承德金建） 悬臂梁冲击试验机（承德市金建检测仪器有限公司）3.2.2注塑机工艺参数：区域一区二区三区温度/220215210注射压力10095注射速度5550在这次实验中一共打了5组样条，纯料7660，TCN-11号加7660，TCN-12号加7660，TCN-13号加7660，正常TCN加7660。TCN里面的粉体含量占样条总质量37%，同时保证注塑机油温在正常范围内，样条经过24小时23恒温之后进行测试。3.2.3样条测试数据冲击数据组数纯料7660TCN-11号+7660TCN-12号+7660TCN-13号+7660正常TCN+7660最大值692188281.250140.625140.625195.313最小值523.438234.375132.813125.000164.063平均值587.188253.125135.156131.250182.031拉伸数据试验速度5mm/min 传感器20000N组数弹性模量( MPa )屈服力( N )屈服应力( MPa)屈服伸长率( % )断裂应力( MPa )断裂伸长率( % )最大力( N )最大应力( MPa )最大应力伸长率( % )纯料766042.911056.59269.6620.9110.051056.59269.66TCN-11号+766061.72684.3716.846.912.6141.79731.461812.88TCN-12号+766028.36806.4219.847.8414.0121.45820.9620.210.57TCN-13号+766087.54790.2619.458.8614.6437.2807.9119.8811.72正常TCN+766023.41017.3125.039.0224.6411.331020.6425.1110.05弯曲数据试验速度1.37mm/min 传感器500N组数弯曲模量( MPa )破坏应力( MPa )弯曲强度( MPa )定挠度应力( Mpa )最大力( N )纯料7660832.6322.1522.2322.2537.65TCN-11号+76601092.0620.9220.9620.9635.49TCN-12号+76601089.4322.68227422.7538.51TCN-13号+76601035.0123.3123.3723.3939.58正常TCN+76601458.8323972423.9940.64实验结果与分析：从数据可以看出，TCN-11号的冲击强度比车间正常TCN的冲击强度要高，但是和纯料相比还差很远，当时弯曲模量比车间TCN的弯曲模量低400多。TCN-12，TCN-13号的冲击强度比车间正常TCN要低，也许是加入相容剂的原因，按原理来说加入相容剂效果要好些，相容剂可以改变粉体表面的粘性，对粘性更好。4 实验室试料过程（实验三）4.1 TCN实验室试料4.1.1试料用TCN-15号配方见表7表7 试料用TCN-15配方试料用TCN配方名称CaCO3滑石粉HStHY-988石蜡LDPECMG5904牌号400目400目SA-184058号厂家嘉里油脂化学工业杭州杰西卡化工南通日之升上海分公司 用量2000g1000g30g30g140g240g240gTCN-15号配方：CMG5904占样条总质量3%4.1.2试料用TCN-19号配方见表8表8 试料用TCN-19配方试料用TCN配方名称CaCO3滑石粉HStHY-988石蜡LDPECMG5904牌号400目400目SA-184058号厂家嘉里油脂化学工业杭州杰西卡化工南通日之升上海分公司 用量2000g1000g30g30g140g240g400gTCN-19配方：CMG5904占样条总质量的5%4.1.3试料主要设备：高速混料锅（张家巷市快乐机械有限公司） 双螺杆挤出机（南京杰恩特）4.1.4试料主要工艺如下：高速搅拌锅工艺参数如下：电热温度：90-110 物料温度：57-59 电流：70-80A双螺杆挤出机温度参数如表5所示：表5 双螺杆挤出机温度参数一区二区三区四区五区六区七区八区九区机头熔体温度165175185195205210210210210205200主机转速：12rpm 主机电流：26.5-28.5A 喂料转速：4r/min 切粒转速：8r/min熔体压力6-8 4.1.5 TCN实验室试料过程中出现的主要异常现象在实验室造粒过程中，所用工艺是模面热切制造TCN，在造粒的过程中没有出现模头堵塞现象，这次造粒的熔压与车间正常TCN造粒时熔压相比差不多，没有出现高熔压现象，造出的粒子表面光滑度要比正常的TCN要好。4.2实验室样条测试4.2.1所用仪器：注塑机（宁波市海达塑料机械有限公司） 万能试验机（承德金建） 悬臂梁冲击试验机（承德市金建检测仪器有限公司）4.2.2注塑机工艺参数：区域一区二区三区温度/220215210注射压力10095注射速度5550在这次实验中一共打了2组样条，TCN-15号加7660，TCN-19号加7660，TCN里面的粉体含量占样条总质量37%，同时保证注塑机油温在正常范围内，样条经过24小时23恒温之后进行测试。4.2.3样条测试数据冲击数据组数TCN-15号加7660TCN-19号加7660试料TCN-3号+B2555试料TCN-4号+B2555正常TCN+7660最大值132.81312585.93885.938195.313最小值125109.375101.56393.750164.063平均值129.688114.84497.65686.719182.031拉伸数据试验速度5mm/min 传感器20000N组数弹性模量( MPa )屈服力( N )屈服应力( MPa)屈服伸长率( % )断裂应力( MPa )断裂伸长率( % )最大力( N )最大应力( MPa )最大应力伸长率( % )TCN-15号加766052.84908.4822.359.3219.5319.42918.5122.611.03TCN-19号加766028.67882.6921.727.7119.2718.72897.2122.089.86试料TCN-3号+B255528.25932.1122.9410.0816.0530.77942.6423.1912.11试料TCN-4号+B255528.25932.1122.9410.0816.0530.77942.6423.1912.11正常TCN+766023.41017.3125.039.0224.6411.331020.6425.1110.05弯曲数据试验速度1.37mm/min 传感器500N组数弯曲模量( MPa )破坏应力( MPa )弯曲强度( MPa )定挠度应力( Mpa )最大力( N )TCN-15号加76601231.92326.3826.4426.4444.76TCN-19号加76601303.5425.8225.8525.8443.77试料TCN-3号+B25551413.6426.6926.7226.7145.25试料TCN-4号+B25551382.0927.2127.2327.2346.11正常TCN+76601458.8323972423.9940.64实验结果与分析：TCN-3号是上次加1.937%CMG5904数据，TCN-4号是上次加4.255%的CMG5904数据，由比较可以看出CMG5904含量占3%的时候冲击强度要高，但是与车间相比还是相差很多。5 实验室试料过程（实验四）在这次实验中一共打了3组样条，TCN-14号：正常TCN+蓝色纳米材料改性剂+7660，TCN-18号：（含3%CMG5904）TCN+蓝色纳米材料改性剂+7660，TCN-22号：（含5%份CMG5904）TCN+蓝色纳米材料改性剂+7660，样条里面的粉体含量占样条总质量37%，同时保证注塑机油温在正常范围内，样条经过24小时23恒温之后进行测试。其中TCN-14号配方：蓝色改性剂占样条总质量的1%TCN-18号配方：蓝色改性剂占样条总质量的1%TCN-22号配方：蓝色改性剂占样条总质量的1%5.1数据分析冲击数据组数TCN-14号TCN-18号TCN-22号正常TCN+7660最小值179.688117.188109.375195.313最大值210.938132.813117.188164.063平均值195.313124.219114.063182.031拉伸数据试验速度5mm/min 传感器20000N组数弹性模量( MPa )屈服力( N )屈服应力( MPa)屈服伸长率( % )断裂应力( MPa )断裂伸长率( % )最大力( N )最大应力( MPa )最大应力伸长率( % )TCN-14号48.13851.4520.958.5614.6323.52861.9821.2110.47TCN-18号39.42859.5921.158.0215.524.3876.8421.5810.64TCN-22号34.98921.3322.678.5320.8816.32939.223.1111.33正常TCN+766023.41017.3125.039.0224.6411.331020.6425.1110.05弯曲数据试验速度1.37mm/min 传感器500N组数弯曲模量( MPa )破坏应力( MPa )弯曲强度( MPa )定挠度应力( Mpa )最大力( N )TCN-14号1482.7525.8225.925.9143.85TCN-18号1247.65255125.5625.5643.28TCN-22号1374.3326.8626.8926.8945.54正常TCN+76601458.8323972423.9940.64实验结果与分析：蓝色纳米材料改性剂对冲击效果也不是很好，已经和厂家取得联系，在后一段时间里，把问题反馈到该公司，该公司技术总工会和我们有技术交流。6 实验室试料过程（实验五）在这次实验中一共打了4组样条，TCN-16号：正常TCN+3%POE（DF610）+7660，TCN-17号：正常TCN+5%POE（DF610）+7660，TCN-20号：（含3%CMG5904）TCN+3%POE（DF610）+7660，TCN-21号：（含5%份CMG5904）TCN+5%POE（DF610）+7660，样条里面的粉体含量占样条总质量37%，同时保证注塑机油温在正常范围内，样条经过24小时23恒温之后进行测试。数据分析：冲击数据组数TCN-16号TCN-17号TCN-20号TCN-21号正常TCN+7660最小值132.813148.438132.813140.625195.313最大值156.250179.688148.438164.063164.063平均值142.188165.625139.063154.531182.031拉伸数据试验速度5mm/min 传感器20000N组数弹性模量(