综合实验1一挤出注塑

综合实验1塑料挤出注塑PE/PP挤出造粒注塑成型拉伸性能冲击性能弯曲性能熔体流动速率仪高分子加工高分子加工高分子加工高分子加工高分子加工高分子加工热变形维卡软化点温度测定。高分子物理三元乙丙橡胶/聚丙烯共混改性及其挤出造粒

内容提要实验目的实验原理及方法实验仪器和原料实验步骤思考题参考资料实验目的聚烯烃改性的基本原理和方法认识EPDM对聚丙烯的增韧改性理解双螺杆挤出机的基本工作原理，学习挤出机的操作方法了解聚烯烃挤出的基本程序和参数设置原理实验原理及方法优点：聚丙烯作为世界上五大通用塑料之一，它的应用时非常广泛的。聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能具有良好的耐热性，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150℃也不变形聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响不足：纯的聚丙烯抗冲击能力是很差的，也就是说它是非韧性材料，而在不同的工程应用中韧性是影响聚合物工作情况的关键因素。因此，聚丙烯无法作为工程塑料来使用。如果聚丙烯经过增韧改性以后，其增韧会得到显著的增加，完全可以作为适用于各行各业的工程塑料使用，针对聚丙烯冲击韧性差的缺点，主要是在聚丙烯中加入玻璃化温度低，分子链柔顺的弹性体。对于聚丙烯增韧，研究较多的是用橡胶增韧聚丙烯，尤其是用乙丙橡胶来改性聚丙烯，要控制的参数较多。采用共混的方法，其冲击韧性提高显著，制造工艺相对简单易行。实验仪器和原料主要设备：SHJ-30型同向双螺杆挤出机主要技术参数：螺杆直径（D）：30.5mm螺杆长径比（L/D）：30螺杆转速（n）：60-600r/min主机功率：11kw

配方设计利用EPDM改善聚丙烯的韧性，在实际生产中已广泛使用，为了进一步提高改性效果，设计改性配方如下：聚丙烯98三元乙丙橡胶2实验步骤依照相关资料了解所使用材料PP的熔点和流动特性设定挤出温度将所加工材料用电热干燥，按照比例预混合EPDM,PP粒料检查料斗确认无异物检查冷凝水连接是否正常。检查润滑油是否足量。

实验前准备工作：开启总电源设定各加热段温度，启动水泵。开启油泵开关

（主屏幕上水泵、油泵对应的圆圈由黑变为红）保温20~30min，往料斗中加入PP、EPDM共混物实验操作步骤：往冷却水槽通水开启切粒装置及及风干机设定主机调速器运行频率值或转速值

开启喂料电机，根据调速器的转速或频率设定喂料量按工艺要求，调节切粒装置转速，等物料从机头挤出长条后，牵引使之通过冷却水槽，然后引至风干系统风干后切粒

思考题及参考资料

聚合物在螺杆中熔融的具体机理是什么？在造粒过程中，为什么要过水浴，优点和缺点各有哪些？利用螺杆挤出机进行混合，最大的优点是什么？单螺杆和双螺杆挤出机的最大区别是什么？为什么双螺杆挤出机的混合效果要远远优于单螺杆挤出机？参考资料：徐种德，何平坚，周沥琴，马德柱等．高聚物的结构与性能北京：科举出版社，1981。蒋成禹等。材料加工原理。化学工业出版社

三元乙丙橡胶/聚丙烯共混改性及其注塑成型

内容提要实验目的实验原理及方法实验仪器和原料实验步骤思考题参考资料实验目的了解柱塞式和移动螺杆式注射机的结构特点及操作程序；掌握热塑性塑料注射成型的实验技能了解注射成型工艺条件与注射制品质量的关系实验原理及方法定义：注射模塑(又称注射成型或注塑)是高分子材料成型加工中一种重要的方法，应用分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固件塑料都可用此法成型。热塑性塑料的注射成型又称注塑，是将粒状或粉状塑料加入到注射机的料筒。经加热熔化后呈流动状态，然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下。从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。充满模腔的熔体在受压的情况下，经冷却固化后，开模得到与模具型腔相应的制品。频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响

注射系统

注射系统是注射机的主要部分，其作用是使塑料塑化和均化，并在很高的压力和较快的速度下，通过螺杆和柱塞的推挤将熔料注射人模具。注射系统包括：加料计量装置、料筒、柱塞和分流棱、螺杆、喷嘴及加压和驱动装置等部件。

锁模系统在注射机上实现锁合模具、启闭模具(又称合模装置)和顶出制件的机构总称为锁模系统。

模塑

塑模亦称模具，是在成型中赋予塑料制件以形状和尺寸的部件组合体

主要结构：移动螺杆式和柱塞式注射机主要由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成：实验仪器和原料主要设备：EM80-V精密注射成型机

动模板2注射模具3定模板4喷嘴5料斗6螺杆传动齿轮7注射油缸8液压泵9螺杆10加热料筒11加热器12顶出杆（销）13锁模油缸注射模具（力学性能试样模具）

主要技术参数：螺杆直径：31mm导柱内距：355*300mm螺杆行程：160mm油泵功率：7.5kW螺杆转速：0～170r/min无级变速电热功率：6.5kW注射压力：206Mpa系统压力：14.5Mpa最大注射量：121cm3/次射嘴推力：3.6t锁模力：80t模板最大距离：640mm实验步骤打开总开关

设定各项成型工艺条件,按下“加热”

按下“马达启动”按下“锁模”键实现慢速－快速－低压慢速－充压的闭模过程注射机机座前进在控制屏上设定注射压力、锁模压力、保压压力，时间等参数加料预塑按下“熔胶”“射胶”保压，控制屏显示保压进程，依次出现保压一段→保压二段→保压三段等。开模按下“顶针”，顶出样条问题：如何评价高分子材料的力学性能？拉伸试验测量…的性能弯曲试验冲击试验拉伸试验高低频疲劳试验测量…的性能应力-应变曲线从应力-应变曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值：如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。聚合物拉伸性能测试内容提要实验目的实验原理及方法实验仪器和原料实验步骤思考题参考资料实验目的绘制聚合物的应力—应变曲线。测定其屈服强度、拉伸强度、断裂强度和断裂伸长率。观察不同聚合物的拉伸特征，了解测试条件对测试结果的影响熟悉万能拉力机原理以及使用方法实验原理及方法定义：拉伸实验是在规定的试验温度、湿度和速度条件下．对标准试样沿纵铀方向施加静态拉伸负荷，直到试样被拉断为止。用于聚合物府应力-应变曲线测定的电子拉力机是将试样上施加的载荷、形变通过压力传感器和形变测量装置转变成电信号记录下来．经计算机处理后．测绘出试样在拉伸变形过程中的拉伸应力—应变曲线从应力—应变曲线上可得到材料的各项拉伸性能指标值：如拉伸强度、拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、偏置屈服应力、拉伸弹性模量、断裂伸长率等。通过拉伸试验提供的数据。可对高分子材料的拉伸性能做出评价

不同的高聚物材料、不同的测定条件．分别呈现不同的应力—应变行为根据应力-应变曲线的形状，目前大致可归纳成五种类型：(1)软而弱

拉伸强度低．弹性模量小，且伸长率也不大，如溶胀的凝胶等。(2)硬而脆

拉伸强度和弹性模量较大．断裂伸长率小，如聚苯乙烯等。(3)硬而强

拉伸强度和弹性模量较大．且有适当的伸长率、如硬聚氯乙烯等。(4)软而韧

断裂伸长率大，拉伸强度也较高，但弹性模量低，如天然橡胶、顺丁橡胶等。(5)硬而韧

弹性模量大、拉伸强度和断裂伸长率也大．如聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙等。实验仪器和原料主要设备:(1)CMT-6104系列微机控制电子拉力试验机(2)游标卡尺

拉伸试验共有4种类型的试样：I型试样（双铲形）；II 型试样（哑铃型）；8字型试样；长条型试样。不同的材料优选的试样类型及相关条件及试样的类型和尺寸参照GB/T1040-1992执行。本次试验材料为三元乙丙橡胶/聚丙烯共混物,试样采用I型试样实验原料：图3-3I型试样实验步骤试样编号．测量试样工作部分的宽度和厚度、精确至0.01mm。每个试佯测量三点取算术平均值。在试样中间平行部分做标线．标明标距G；此标线对测试结果不应有影响熟悉电子拉力实验机的结构．操作规程和注意事项

实验前准备工作：开机：试验机

→计算机双击桌面上名为“PowerTest”快捷键进入试验软件；在单机“联机”键后出现的窗口上，选择正确的通讯口，选择对应的传感器及引伸仪后单击“联机”检查夹具．根据实际情况(主要是试样的长度及夹具的间距)设置好限位装置；在试验软件内选择相应的试验方案．进入试验窗口．输入“用户参数”夹持试样．夹具夹持试样时．要使试样纵轴与上、下夹具中心线相重合．并且要松紧适宜，以防止试样滑脱或断在夹具内点击“实验”．选择文件生成路径，单机“确定”键，程序进入实验状态单机“运行”键，自动开始实验。试片拉断后．打开夹具取出试片实验步骤：（1）拉伸强度或断裂应力或拉伸屈服应力（MPa）

（3-1）式中p最大负荷或断裂负荷或屈服负荷，Nb试样工作部分宽度，mmd试样工作部分厚度，mm各应力值在拉伸应力-应变曲线上的位置如图3-4所示

（2）断裂伸长率

（%）

（3-2）式中L试样原始标距，mm

试样断裂时标线间距离，mm数据处理维卡软化点温度测定

内容提要实验目的实验原理及方法仪器和原料实验步骤思考题参考资料实验目的了解耐热性主要衡量塑料的最高使用温度，通称为软化点，它们具有实用性。一般非晶聚合物，软化点接近于Tg晶态聚合物结晶度足够大时，接近于Tm掌握维卡耐热温度，热变形温度的测定方法及操作实验原理及方法各类塑料当温度升高时，其在负荷作用下的形变量均会增加，但增加的幅度不尽相同。因此测出变形能力的大小对于确定材料的软化温度、使用范围、使用条件是非常重要的。软化温度定义：在某一指定试样大小、升温速度、施外力方式等条件下，测定高聚物试样达到一定形变时的温度。软化温度的使用价值：产品质量控制、成型加工和应用的参数之一。软化温度的表示方法：维卡耐热温度，热变形温度根据GB/T1634-2004

、ASTM1525

标准要求,可对塑料、尼龙、橡胶等高分子材料进行热变形温度和维卡软化点的测试。一般来说，标准规定了使用不同恒定弯曲应力值测定塑料、硬橡胶、长纤维增强复合材料等的负荷变形温度方法：——使用1.80MPa弯曲应力的A法；——使用0.45MPa弯曲应力的B法；——使用8.0MPa弯曲应力的C法。热变形温度实验，维卡耐热实验具体条件：实验名称热变形温度实验维卡耐热实验标准ASTMGBASTM试样尺寸mm120×13×6.35120×15×1010×10×3应力大小0.46MPa1.82MPa0.45MPa1.80MPa1kg5kg应加砝码*185g1187g550g2600g853g4853g加荷方式支点跨距为100mm中点加荷截面积1mm2圆形针加压升温速率120℃/h50℃/h

or120℃/h

温度确定形变达0.25mm形变达0.21mm针压入1mm应加砝码*：热变形温度测定m—砝码质量,kg;s—试样最大弯曲正应力,MPa;b—试样宽度,mm；h—试样厚度,mm；R—负载杆及压头质量,kg维卡耐热温度测定本实验室所用负载杆及压头质量R=147g控温范围：室温-300℃温度测量精度：±0.5℃升温速率：A速度5±0.5℃/6min

B速度12±1℃/6min变形测量范围：0.01mm最大加热功率：3kw加热介质:甲基硅油或变压器油等

冷却方式:100℃以上自然冷

100℃以下为水冷热变形试验仪的技术参数：实验步骤试样制备：选定标准，借助注塑机制样负荷选择：选定标准，确定负荷安放试样：选定标准，（热变形温度：采用侧放式放置，调好支点跨距）升温：选定标准，确定升温速率，确定起始温度（注意：起始温度GB规定小于27℃；尽量与所测软化点温度相差大于50℃）测定变形：操作设备热变形温