1实验一 热塑性塑料挤出造粒实验_挤出造粒实验报告

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实验一 热塑性塑料挤出造粒实验

1．实验目的（1）通过本实验,应熟悉挤出成型的原理,了解挤出工艺参数对塑料制品性能的影响。（2）了解挤出机的基本结构及各部分的作用掌握撤出成型基本操作。

2．实验原理

（1）塑料造粒。合成出来的树脂大多数呈粉末状，粒径小成型加工不方便，而且合成树脂中又经常需要加入各种助剂才能满足制品的要求，为此就要将树脂与助剂混合，制成颗粒，这步工序称作“造粒”。树脂中加入功能性助剂可以造功能性母粒。造出的颗粒是塑料成型加工的原料。

此使用颗粒料成型加工的主要优点有：①颗粒料比粉料加料方便，无需加制加料器；②颗粒料比粉料密度大，制品质量好；③挥发物及空气含量较少，制品不容易产生气泡；④使用功能性母料比直接添加功能性助剂量更容易分散。

塑料造粒可以使用辊压法混炼，塑炼出片后切粒，也可以使用挤出塑料，塑化挤出条后切粒。本实验采用挤出冷却后造粒的工艺。

（2）挤出成型原理及应用。热塑性塑料的挤出成型是主要的成型方法之一，塑料的挤出成型就是塑料在挤出机中，在一定的温度和一定压力下熔融塑化，并连续固定截面的模型，得到具有特定断面开关连续型材的加工方法.不论挤出造粒还是挤出制品都分两个阶段，第一阶段，固体状树脂原料在机筒中，借助于筒料外部的加热螺杆转动的剪切挤压作用而熔融通，同时熔体在压力的推动下被连续挤出口模；第二阶段是被挤出的开票失去塑性变为固体即制品，可为条状、版状、棒状、筒状等。因此，应用挤出的方法既可以造粒也能够生产型材或异型材。

3．实验设备用原料

原料：聚乙烯100份，聚丙烯100份，碳酸钙30份，抗氧剂1010 0.3份，硅烷偶联剂KH550 0.5份。

仪器：SJ-20型双螺杆挤出机，切粒机 挤出机技术参数如下：

螺杆直径：22mm。长径比L/D：20mm。螺杆转速：0～600r/min。产量：0.7～6kg/h。电机功率：3KW。加热功率：3.3KW。

挤出机各部分结构的作用如下。

（1）传动装置。由电动机、减速机构和轴承等组成。具有保证挤出过程中螺杆转速恒定、制品质量的稳定性以及保证能够变速作用。

（2）加料装置。无论原料是粒状、粉状和片状，加料装置都采用加料斗。加料斗内应有切断料流、标定料量和卸除余料等装置。

（3）料筒。料筒是挤出机的主要部件之一，塑料的混合，塑化和加压过程都在其中进

°行。挤压时料筒内的压力可达55MPa，工作温度一般为180～250C，因此料筒是受压和受热的容器，通常由高强度、坚韧耐磨和耐腐蚀的合金钢制成。料筒外部设有分区加热和冷却的装置，而且各自附有热电偶和自动仪表等。

（4）螺杆。螺杆是挤出机的关键部件。一般螺杆的结构如图3-3所示。

通过螺杆的转动料筒内的塑料才能发生移动，得到增压和部分热量（摩擦热）。螺杆的几何参数，诸如直径、长径比、各段长度比例以及螺槽深度等，对螺杆的工作特性均有重大影响。

螺杆直径（D）和长径比（L/D）是螺杆基本参数之一，螺杆直径常用以表示挤出机大小的规格，根据所制制品的形状大小和生产率决定。长径比是螺杆特性的重要参数，增大长径比可使塑料化更均匀。

（5）口模和机头。机头是口模与料件之间的过渡部分，其长度与和形状随所用塑料的种类、制品的形状加热方法及挤出机的大小和类型而定。机头和口模结构的好坏，对制品的产量和质量影响很大，其尺寸根据流变学和实践经验确定。

4．实验步骤

（1）配料：用电子称称量所需原料，将各种原料经手工初步搅匀后，加入高速混合机中，关闭高速混合机顶门和底门，开动混合机搅拌1min，在搅拌下打开底门用装料袋接料，关闭混合机，清理混合机内腔。

（2）了解挤出塑料的熔融指数，确定挤出温度控制范围。

（3）检查挤出机的各部分，确认设备正常，接通电源，加热，通冷却水。待各段预热到要求温度时，手动转动螺杆，以确定料筒中残留的上次加工的料完全熔融。保温10min以上再加料。

（4）开动主机。在转动下先加少量塑料，注意进料和电流计情况。开动切粒机和风冷机，待有熔料挤出后，将挤出物用手（戴上手套）和镊子慢慢引上冷却牵引装置，同时经过切粒机切粒并收集产物。

（5）挤出平稳，继续加料，调整各部分，控制温度等工艺条件，维持正常操作。

（6）观察挤出料条形状和外观质量，记录挤出物均匀、光滑时的各段温度等工艺条件，记录一定时间内的挤出量，计算产率，重复加料，维持操作20min。（7）试验完毕，带模头不再有熔体流出时，关闭主机，整理各部分。

5．实验报告

（1）列出实验用挤出机的技术参数。

（2）报告实验所用原料及操作工艺条件，计算挤出产率。（3）取样测定熔融指数和性能。（4）讨论

①结合试样性能检验结果，分析产物性能与原料、工艺条件及实验设备操作的关系。②影响挤出物均匀性的主要原因有哪些？怎样影响？如何控制？ ③实验中，应控制哪些条件才能保证得到质量好的样品或制品？

6．注意事项

（1）熔体被挤出之前，任何人不得在机头口模的正前方。挤出过程中，严防金属杂质、小工具等物料落入进料口中。

（2）清理设备时，只能使用铜棒、铜制刀等工具，切忌损坏螺杆和口模等处的光洁表面。（3）挤出过程中，要密切注意工条件的稳定，不得任意改动。如果发现不正常现象，应立即停车，进行检查正理再恢复实验。

7．思考题

（1）挤出机的主要结构有哪些部分组成？（2）造粒工艺有几种切粒方式？各有何特点？