实验七-聚氯乙烯的混合与塑炼实验指导书

1、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

2、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

3、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。HPV（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鸠下而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

4、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

5、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：pvcW脂，三盐硫酸铅、二盐亚磷酸铝、硬脂酸 盐类、硬脂酸、邻

6、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

7、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一升温一塑炼一下料一观察（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 1655oC。（三）塑炼：（1）辊筒恒温后，开动机器运转并调节辊筒间隙在 0.51mm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

8、 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 12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