(l)掌握PVC與改性試劑的混合與塑煉方法。

(2)掌握密煉機，高速混合器，擠出機等混合設(shè)備的使用。

高分子材料與工程專業(yè)實驗教程

    (3)  了解注塑機、擠出機以及平板硫化機等PVC共混料成型設(shè)備的使用方法。

    (4)  認(rèn)識PVC改性配方中各組分的作用。

    (5)掌握PVC改性材料的檢測方法。

    2．實驗原理

    聚氯乙烯( PVC)是一種用途廣泛的通用塑料，其產(chǎn)量僅次于聚乙烯而居于第二位。 PVC具有優(yōu)良的電絕緣性、耐老化性、耐溶劑性，吸水性低等各種優(yōu)良的性能，并且PVC還有價格低廉的優(yōu)勢。但PVC本身也具有許多缺點，比如：耐熱性差，高溫易分解放出HCI:II．硬質(zhì)聚氯乙烯(HPVC)為脆性．HPVC表觀黏度高，加工流動性不好：Ⅳ，純PVC為“硬材料”，抗沖擊強度很低。因此，在PVC的實際應(yīng)用中，通常要對PVC原材料進(jìn)行共混改性處理，以改善和克服以上缺點，或賦予PVC新的性能，進(jìn)一步拓寬PVC的應(yīng)用范圍或滿足特殊需求o PVC的改性通常有以下幾種方法：

    (1)共聚改性在PVC主鏈中引入異種單體，有無規(guī)共聚和接枝共聚兩種。

    (2)化學(xué)改性PVC樹脂的氯化反應(yīng)、交聯(lián)改性等。

    (3)共混改性通過熔融共混、乳液共混、溶液共混等方式均勻地混入異種高分子相，以改變PVC樹脂固有特性。通常還要在體系中加入各種穩(wěn)定劑、增塑劑、改性劑、填料、增強劑、潤滑劑、阻燃劑、發(fā)泡劑等。

    本實驗主要采用第三種方法——PVC助劑共混改性。在PVC加工應(yīng)用中，因添加增塑劑量的不同而分為“硬制品”與“軟制品”，前者為采用不添加增塑劑或只添加很少量的增塑劑的PVC產(chǎn)品，可以用以制作各種板材：后者為采用添加大量增塑劑的PVC產(chǎn)品，可作為結(jié)構(gòu)件使用。

    對于硬PVC共混改性主要是將PVC樹脂與各種助劑經(jīng)過混合、塑煉、壓制的過程。另外，為了檢驗PVC共混改性的效果，通常還應(yīng)將材料打制成樣條，進(jìn)行力學(xué)性能等材料性能的測試。

    PVC共混改性及性能檢驗一般分為以下幾步：

    A．配方的設(shè)計

    配方的設(shè)計是樹脂成型過程的重要步驟，對于PVC樹脂尤其重要，為了提高PVC塑料的成型性能，材料的穩(wěn)定性和獲得性能良好的制品并降低成本，必須在PVC樹脂中配以各種助劑。硬PVC塑料配方通常包含以下組分。

    a．樹脂  樹脂的性能應(yīng)能滿足各種加工成型和最終制品的性能要求，用于硬質(zhì)PVC塑料的樹脂通常為絕對黏度1.5～1.8 mPa．s的懸浮疏松型樹脂。

  綜合性，設(shè)計性實驗

    b．穩(wěn)定劑  穩(wěn)定劑的加入可防止PVC樹脂在高溫加工過程中發(fā)生降解而使性能變壞．PVC配方中所用穩(wěn)定劑通常按化學(xué)組分分成四類：鉛鹽類、鋇鹽類、金屬皂類、有機錫類、環(huán)氧脂類和稀土類。

    c．潤滑劑潤滑劑的主要作用是防止黏附金屬，延遲PVC的凝膠作用和降低熔體黏度，潤滑劑可按其作用分為外潤滑劑和內(nèi)潤滑劑兩大類?？梢允荗P蠟、PE蠟等。

    d．填充劑  在PVC塑料中添加填充劑，可大大降低產(chǎn)品成本和改進(jìn)制品某些性能的目的，常用的填充劑有CaC03、BaS04等。

    e．改性劑為改善P'VC樹脂作為硬質(zhì)塑料應(yīng)用所存在加工性、熱穩(wěn)定性、耐熱性和沖擊性差的缺點，常常按要求加入各種改性劑，改性劑主要有以下幾類：I．沖擊改性劑一用以改進(jìn)PVC的抗沖擊性及低溫脆性等，常用的有氯化聚乙烯(CPE)、乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)、丙烯酸類共聚物(ACR)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯(ABS)及甲基丙烯酸甲酯一丁二烯一苯乙烯接支共聚物等oII．加工改性劑一其作用只改進(jìn)材料

的加工性能而不會明顯降低或損害其他物理性能的物質(zhì)，常用的加工改性劑如丙烯酸酯類、丙烯酸酯和苯乙烯共聚物等o III．熱變形性能改性劑一用以改進(jìn)制品的負(fù)荷熱變形溫度，常用丙烯酸酯和苯乙烯類共聚物。

    f．增塑劑可增加樹脂的可塑性、流動性，使制品具有柔韌性，對于硬質(zhì)PVC制品，一般不加或少加（5%以下）增塑劑，以避免其對某些性能（如耐熱性和耐腐蝕刮性）的影響。 此外，根據(jù)需要加入顏料、阻燃劑及發(fā)泡劑等。

    PVC配方中各組分的作用是互相關(guān)聯(lián)的，不能孤立地選配，在選擇組分時，應(yīng)全面考慮各方面的因素，按照不同制品的性能要求、原材料來源、價格及成型工藝進(jìn)行設(shè)計。

    B．混合

    混合過程是使多相不均態(tài)的各組分轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘞嗑鶓B(tài)的混合料，常用的混合設(shè)備有Z型捏合機和如圖7-12-1所示的高速混合器。

高分子材料與工程專業(yè)實驗教程的高速轉(zhuǎn)動的葉輪組成，在固定的圓筒形容器內(nèi)，由于攪拌葉輪的高速旋轉(zhuǎn)而促使物料混合均勻，除了使物料混合均勻外，還有可能使塑料預(yù)塑化，在圓筒形混合室內(nèi)，設(shè)有擋板，由于擋板的作用使物料呈流化狀，有利于物料的分散均勻，在混合時，物料沿容器壁急劇散開，造成旋渦狀運動，由于粒子的相互碰撞和摩擦，導(dǎo)致物料升溫，水分逃逸，增塑劑被吸收，物料與各組分助劑分散均勻。為提高生產(chǎn)效率，混合過程一般需要加熱，并按需要順序加料。

    C．塑煉

    塑煉的目的是使受熱的PVC塑料反復(fù)通過一對相向旋轉(zhuǎn)著的水平輥筒的間隙而被塑化，并經(jīng)過擠壓和延展拉成薄片，在生產(chǎn)中也?？赏ㄟ^密煉或擠出來完成塑化過程。本實驗采用S(X) -0.5L-K密煉機來實現(xiàn)，如圖7-12-2所示。

    密煉機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子速比、加料量、混煉溫度以及混煉時間均影響塑化的效果。

    D．壓制成型

    壓制是在一定溫度、時間和壓力條件下，將疊合的PVC薄片加熱到粘流溫度，并施加壓力，加壓到一定時間后，在壓力下進(jìn)行冷卻的過

程。該過程采用XLB-DQ平板硫化機來實現(xiàn)，如圖7-12-3所示。

    壓制過程的影響因素有壓制溫度、壓力及壓制時間等。

    E．?dāng)D出造粒（不執(zhí)行C、D兩步操作）

    將物料經(jīng)過高速混合器混合過后，可以將共混物料通過擠出機來熔融塑煉和擠出造粒，可以達(dá)到相當(dāng)好的塑煉效果，并可以通過擠出

機口模以及切料機的加工制造出均勻的PVC共混物料，可供注塑機打制試樣供性能測試實驗使用。該過程采用SJ-20AX25塑料擠出機來實現(xiàn)，塑料擠出機如圖7-12-4所示。

    該過程中，螺桿的轉(zhuǎn)速、料筒各段加熱溫度、擠出口模的尺寸都是主要影響因素。