中北大学三院实习报告_中北大学实习报告
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两周的参观实习结束了，这次实习主要参观了山西新华化工厂、榆次长城电缆厂、晋西工业集团三家企业，我了解了工厂进行高分子材料加工实际生产的设备、工艺、模具以及实际生产所面临的困难和解决方法等问题，对材料生产的各个环节和主要设备都有了一定认识,实地参观了塑料和橡胶的多种成型方法，基本上包括了所有的成型技术，比如，塑料的注塑成型、塑料及橡胶的压延成型、挤出包覆成型、橡胶硫化等成型技术，另外还了解到了开炼机和密炼机的塑炼和混炼过程及工艺。
（一）塑炼和混炼
这次在新华化工厂参观到了开炼机和密炼机，但是由于没有生产任务，没有看到开炼机和密炼机的造作方法和过程，由王工程师为我们讲解了塑炼和混炼的工艺过程和操作方法，通过对堆放在地上的生胶、塑炼胶和混炼胶的比较，使我对塑炼和混炼的目的有了更深刻的认识。
塑炼和混炼的设备主要有开炼机和密炼机，塑炼和混炼的目的是使胶料在后续生产过程中能顺利成型加工。
塑炼：生胶的分子量很高，分子间的作用力很大，质硬，弹性高，给加工和成型带来了极大的困难。所以需要通过机械力、热、氧或某些化学药剂的作用，使生胶由强韧高弹性状态转变为柔软而富有可塑性状态。这种工艺过程叫塑炼。
在橡胶工业中，最常用的塑炼方法有机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法所用的主要设备是开放式炼胶机、密闭式炼胶机和螺杆塑炼机。化学塑炼法是在机械塑炼过程中加入化学药品来提高塑炼效果的方法。
为了便于塑炼加工，生胶塑炼前，需要进行烘胶、选胶、和破胶等准备工作。然后放入密炼机或开炼机进行塑炼。密炼机塑炼属于高温塑炼。剧烈的摩擦生热和密闭条件难以散热，塑炼温度迅速升高，生胶在高温下氧化裂解破坏，达到所需要的可塑性。密炼机塑炼速度加快，时间缩短，生产效率大大提高。但塑炼质量差，可塑性不均匀。开炼机塑炼温度通常在100℃以下，属于低温机械塑炼，塑炼的胶料质量好，收缩小，投资较少，但操作条件差，劳动强度大，生产效率低。
混炼：为了提高橡胶制品的物理机械性能，改善成型加工，降低成本需要加入各种配合剂。混炼就是将各种配合剂借助炼胶机机械力的作用均匀分散于橡胶
中的工艺过程。
混炼方法通常分为开炼机混炼和密炼机混炼两种。这两种方法都是间歇式混炼，这是目前最广泛的方法。
开炼机的混合过程分为三个阶段，即包辊（加入生胶的软化阶段）、吃粉（加入粉剂的 混合阶段）和翻炼（吃粉后使生胶和配合剂均达到均匀分散的阶段）。开炼机混胶依胶料种类、用途、性能要求不同，工艺条件也不同。混炼中要注意加胶量、加料顺序、辊距、辊温、混炼时间、辊筒的转速和速比等各种因素。既不能混炼不足，又不能过炼。
密炼机混炼分为三个阶段，即湿润、分散和捏炼。密炼机混炼需在高温加压下进行的。操作方法一般分为一段混炼法和两段混炼法。一段混炼法是指经密炼机一次完成混炼，然后压片得混炼胶的方法。两段混炼法是指两次通过密炼机混炼压片制成混炼胶的方法。
（二）压延成型
此次在山西新华化工厂和晋西工业集团都参观到了压延成型，在新华化工厂主要看到输送带的压延——浸渍和面具用橡胶压延成型，这其中还有一种很重要的工艺过程——硫化，晋西工业集团看到了塑料盖的模压成型，下面以输送带的成型为例说明压延成型，硫化将在下一目中介绍。
压延工艺是利用压延机滚筒之间的挤压力作用，使物料发生塑性流动变形，最终制成具有一定断面尺寸规格和规定断面几何形状的片状聚合物材料和薄膜状材料。压延能够完成的作业形式有胶片的制造、如胶料的压片，压型和胶片的贴合；胶布的压延：如纺织物的贴胶、擦胶和压力贴胶；还有软质塑料薄膜、硬质塑料片材及塑料人造革的压延加工成型。
新华化工厂生产的整芯输送带就是硬质PVC经压延成型成芯层后在经过硫化涂覆等工艺制成的，具有良好的阻燃和抗静电性，适用于井下运输。
整芯带的骨架材料是棉、涤纶整体带芯，生产大致流程为：配料→高温混合→塑化和制糊→对芯带骨架材料的烘干→抽真空浸渍过程→电加热塑化→冷却→成品包装。配料就是将原材料PVC和用于改性的添加剂按照一定的比例添加。芯糊配方为：PVC糊树脂(PSH-31)：磷酸酯(ZRS-50)：静电剂：稳定剂：环氧大豆油：炭黑：氧化锑：石蜡：氢氧化铝硼酸锌=100：70:5:3:2:0。5:15:40:15:10，这其中，石蜡的作用是润滑，三氯乙烯磷酸酯的作用是增强塑性，二辛脂的作用是阻燃。高温混合就是把配好的料利用告诉高温混合机进行混合。塑化就是把高耐磨炭黑粉放入造粒机，通过一定温度塑化。并由粉状变为粒状。制糊就是将准确称量好的PVC糊树脂及各种固体配合剂等加入搅拌机,再加入称量好的液体配合剂,慢速搅拌10min后排料。然后在三辊研磨机上研磨,使芯糊粘度≤70CP,盖糊粘度≤100CP。涂刮工艺是所有流程中最长的一步，它的基本制造流程是：干燥→浸渍→塑化→涂盖糊→塑化（凝胶）→挤出→贴合。电加热塑化的作用是让线型结构通过电加热，高温交联成体型网状结构。
（三）硫化
硫化指线性高分子通过交联作用而形成的网状高分子的工艺过程。从物性上即是塑性橡胶转化为弹性橡胶或硬质橡胶的过程。硫化过程可以分为四个阶段:
硫化诱导期（焦烧阶段）：交联尚未开始，胶料有很好的流动性。这一阶段决定了 胶料的焦烧性及加工安全性。这一阶段的终点，胶料开始交联并丧失流动性。硫化诱导期的长短除与生胶的本身性质有关，主要取决于所用助剂，如用迟延性促进剂可以得到较长的焦烧时间，且有较高的加工安全性。
预硫化阶段：预硫化期的交联程度低，即使到后期硫化胶的扯断强度，弹性也不能到达预想水平，但撕裂和动态裂口的性能却比相应的正硫化好。
正硫化阶段：硫化胶的各项物理性能分别达到或接近最佳点，或达到性能的综全平衡。
过硫阶段：正硫化阶段（硫化平坦区）之后，即为过硫阶段，有两种情况：天然胶出现“返原”现象（定伸强度下降），大部分合成胶（除丁基胶外）定伸强度继续增加。
硫化过程主要控制参数为硫化压力时间和温度。硫化压力可以保证制品胶料的致密性，消除气泡；促进胶料在莫雷的流动，使其迅速充满模腔；提高制品中各层之间的粘着力和产品的耐挠曲性能；硫化压力增加，制品的物理机械性能，如强度，动态模量，耐疲劳性，耐磨性等性能都会提高。硫化温度高，硫化速度快，生产效率高，若温度高10℃，硫化时间约缩短一半。但由于橡胶是不良导热体，制品的硫化进程由于其各部位温度的差异而不同。为了保证比较均匀的硫化程度，厚橡胶制品一般采用逐步升温、低温长时间硫化。硫化时间过短，硫化
程度不足（亦称欠硫）。时间过长，硫化程度过高（俗称过硫）。只有适宜的硫化程度(俗称正硫化)，才能保证最佳的综合性能。
(四）注射成型
注射成型是塑料制品主要成型方法之一，几乎l/3以上的塑料制品都是通过注射成型制作出来的。这次实习也参观到了注射成型，新华化工厂生产面具外包装盒与晋西工业集团生产密封圈是都是采用注射成型生产的。
注射成型工艺具有成型周期短，能一次成型外形复杂、带有嵌件的模制品，尺寸精确，产品质量稳定；生产效率高，易于实现机械化自动化操作等优点。注射成型是一种比较经济而先进的成型技术，具有广阔的发展前景。
在注射成型过程中，加入机筒的塑料受到螺杆的塑化作用，有固态逐渐变成熔融流动状态，并在螺杆的输送作用下堆积到螺杆前端，注射时，在注射螺杆的推进下，以高压高温注入模腔，经模腔内冷却定型后，得到所要求形状的制品。
塑料在注射成型过程中主要经历了塑化、注射充模、模内冷却定型三个阶段。一个完整的注射成型周期包括：浇口进料一→充填模具至型腔完全充满—→保压一→压力释放模具开启一→制件脱离模具一→模具闭合—→开始下一循环。
注射成型工艺条件包括温度(料筒温度、熔体温度、喷嘴温度、模具温度等)、压力(力)(塑化压力一背压、注塑压力、保压压力、液压系统油压、合模力、顶出力等)和时间(速度)(注射时间、保压时间、补缩时间、冷却时间以及开模、脱模、闭模、喷脱膜剂、安放嵌件等所需要的时间)。注射成型过程较其他成型过程相对复杂，应合理控制工艺条件，否则制品易出现翘曲扭曲等变形或应力集中，从而影响制品的性能。
注塑成型与其他工艺相结合发展成了许多新型注射成型技术，如多层共注射成型，气体辅助成型,微注射成型等新技术。多层共注射成型能使不同的原料同时注射成型，满足制品不同部位的性能要求，节约材料，降低成本。气体辅助成型技术同传统注射成型技术相比具有明显的优势：加快冷却速度，缩短生产周期；消除制件表面缩痕；减小制件的内廊力和翘曲变形，使制件尺寸稳定；能够注射成形壁厚尺寸差异较大的制品；可生产更大更复杂的制件。微注射成型作为热塑性塑料成型的一种重要工艺方法，其制造成本大幅度下降，生产周期大为缩短，并且成型工艺简单，构件质量易于保证，容易实现自动化和批量生产。
（五）挤出成型
这次在长城电缆厂参观到了挤出包覆成型，主要是为电缆包覆绝缘层，挤出包覆是挤出成型的一种,挤出成型也是塑料常用的成型方法之一。
挤出过程是使高分子材料的熔体在挤出机螺杆的挤压作用下，通过具有一定形状的口模而连续成型，所得制品为恒定截面的连续型材。如：管材、棒材、板材、片材、带、薄膜、单丝、电线电缆包覆层、异型材等。
挤出成型的优点主要有：1.连续化生产：可根据需要生产任意长度的制品（电缆）；2.生产效率高：因为连续化生产，所以具有很高的生产效率；3.应用范围广：不但用于生产塑料制品，还广泛用于塑炼、造粒、混合、着色等中间工艺过程；4.投资少、收效快：挤出设备比较简单、设备费用少，安装维修方便。
挤出成型也可以与其他工艺结合发展成多种新型的挤出成型技术，如反应挤出、挤出发泡、共挤出、精密挤出等新技术。反应挤出是把挤出机作为连续的反应器，使混合物在熔融挤出过程中同时完成指定的化学反应。反应挤出的主要特点，一是可连续生产，二是熔融共混、化学反应和成型加工可几乎同步完成。微孔发泡塑料中泡孔尺寸小于材料内部裂缝的尺寸，且泡孔尺寸均匀，故泡孔的存在不仅不会降低材料的力学性能，反而能钝化裂缝尖端，阻止裂缝扩展，从而提高材料的冲击强度和疲劳寿命。聚合物共挤出是由两台或多台挤出机供给不同的物料，在一个或两个口模内共同挤出，得到两层或多层复合制品的技术。这种技术能在保证制品性能的前提下节约物料，降低成本。精密挤出是一种通过对挤出过程要素的精确控制，实现制品几何尺寸高精密化和材料微观形态高均匀化的过程。
（六）实习总结和体会
我感到自己真的是学到了很多知识，不仅包括需要了解、掌握的与材料专业相关的知识，也提高了我在生产实践中认识、分析问题的能力。比如在长城电缆厂实习时，系主任李老师对我们提出了两个问题:一，薄膜和挤出管材在卷曲过程中，随着卷曲的进行，辊筒上管材卷曲的线速度会越来越大，而牵引速度不变，因此必须减小辊筒卷曲的转速，卷曲过程中依靠什么装置来减小转速的？二，卷曲过程中管材在辊筒轴向方向上依次紧密缠绕，管材是依靠什么装置在轴向方向上发生位移的？带着这两个问题，参观了挤出包覆的车间，最后在一个叫做排线
器的装置上找到了答案，电缆通过排线器的两根竖立的柱子，排线器左右移动带动电缆的左右移动，使其在轴向方向位移；在排线器的左右两端有两个开关，当排线器移动感到最左端或最右端时，触动开关，使辊筒的转速减小一次。
这两个问题是我们在平时课程的学习中从未涉及到的，只能通过这种实地参观才能见识到，所以，在学习过程中只有将理论与实践相结合，用理论指导实践，把理论运用到实践中去，才能把专业课学习得更好。同时，我也认识到了严谨仔细的工作作风的重要性，因为这两个问题我从未思考过，如果实际生产时没考虑这两个问题，必然导致生产不能进行。
我觉得这种认知实习能巩固我以前所学的专业课知识，比如在新华化工厂实习时，老师讲到橡胶的混炼和塑炼时，我就会回顾在课堂上老师讲解的塑炼和混炼的工艺设备、影响因素和操作方法等。
实习过程中，我的思想认识有了突飞猛进。实习前我还时常迷茫自己的专业会有怎样的前景，时常担忧自己的专业不够热门。那些都是因为缺乏都本专业的认识和了解，没有感知高分子世界的魅力和广阔的应用前景，也就没有兴趣和热情。而现在，通过这次的认识实习，我从宏观世界走向微观，从工科学习走向文化探索，我从高分子的初兴跨越时空到高分子的未来，从基础学习走向专业学习。每一次我都感叹高分子科学的神奇。我不再迷茫和担忧，也不再伤感了，我突然很庆幸自己选择了如此诱人的高分子材料。
实习过程中我也认识到了我们专业面临着的许多问题，其中最大的两个问题就是原料和环境问题。白色污染已经成为社会广泛关注的一个问题，如何在保证产品使用寿命和使用性能的前提下，使塑料更有效的降解，这是目前高分子领域面临的一大难题。另外，塑料和橡胶的原料大部分都是石化产品，现在全球面临着的一个重大问题就是能源问题，石油价格的不断上涨导致产品的成本上涨，如何开发一种更便宜的原料，这也是一大难题。
正是因为这两大难题的存在，高分子材料与工程行业还存在着很大的机遇，是我觉得我们专业的前景十分广阔。
最后，要感谢学院老师为我们创造如此好的实习机会，让我们能提前了解生产中得实际问题，还要感谢实习过程中为我们讲解的老师！
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