高分子材料加工与工艺的研究.docx

1高分子材料加工与工艺的研究摘要高分子材料是一种新型材料其加工工艺是广大科研工作者研究的重点挤出成型是高分子材料成型中常用的一种工艺基于此本文深入研究了挤出成型工艺中温度和速度对材料成型的影响关键词高分子材料挤出成型温度速度PVC发泡型材是一种具有卓越的仿木性能新型材料具有很大的开发潜力目前大都采用挤出成型工艺制得本文就以PVC发泡材料挤出成型为例深入分析了挤出成型过程中螺杆转速和模口温度对PVC板材泡孔结构和力学性能的影响1口模温度对材料成型的影响在挤出成型过程中要严格控制各段的温度尤其是口模的温度本次试验中将口模的温度从168逐渐降低分别设定为165162159156这几个温度值来研究板材的性能11口模温度对泡孔结构的影响将不同口模温度条件下的发泡样品的照片放大后观察随着口模2温度的逐渐降低泡孔数量逐渐增多泡孔尺寸也变得更加均匀且平均泡孔尺寸逐渐变小这说明口模温度越低物料的熔体强度越大能及时限制泡孔的长大防止泡孔合并或破裂12口模温度对力学性能的影响121拉伸性能口模温度对微发泡板材拉伸性能的影响如图1所示可以看出材料的拉伸强度和断裂伸长率都随着口模温度的升高而降低物料挤出口模后外压力下降气体迅速膨胀口模温度越高PVC的熔体强度越低不足以包住气体从而导致泡孔迅速长大或破裂使得泡孔变大制品表面粗糙力学性能下降另外口模温度越高模头压力越低成核数也就越少相应的样品的泡孔直径就越大因此制品的拉伸强度也就越低122弯曲性能口模温度对微发泡板材弯曲性能的影响如图2所示口模温度越高得到的发泡制品的弯曲强度越低这说明口模温度的降低有利于提高制品的弯曲强度3123冲击性能口模温度对微发泡板材冲击性能的影响如图3所示当口模温度降低时发泡制品的冲击强度逐渐提高这说明口模温度的降低有利于提高制品的冲击强度由上述可以看出口模温度越低发泡制品的泡孔结构和发泡制品的拉伸弯曲冲击性能均有所提高但是口模温度越低挤出加工稳定性越差口模压力波动范围越大综合考虑温度控制在159为最佳状态2螺杆转速对材料成型的影响实验将螺杆转速分别设定为55rmin70rmin85rmin10rmin来研究螺杆转速对微发泡板材制品性能的影响21螺杆转速对泡孔结构的影響通过对比不同螺杆转速下板材泡孔结构的电镜照片我们发现转速为55rmin时泡孔很散乱大小也各不相同转速85rmin时泡孔有轻微撕裂的痕迹转速为10rmin时泡孔有明显被撕裂的现象且已发黄发生部分降解转速在7rmin时基本能达到4一个平衡22螺杆转速对力学性能的影响221拉伸性能螺杆转速对板材拉伸性能的影响如图4所示发泡制品的拉伸强度和断裂伸长率均随着螺杆转速的增加先增大后减小这是由于随着螺杆转速的增加螺杆的剪切作用加强有利于聚合物超临界均相体系的形成同时剪切速率提高使气泡成核密度增加泡孔分布更加均匀但过度剪切又会使其发生降解实验中当转速升到10rmin时制品表面发黄开始发生降解从而导致拉伸性能急剧下降222弯曲性能螺杆转速对微发泡板材弯曲性能的影响随着螺杆转速的增加发泡制品的弯曲强度先增大后减小转速在7rmin时制品的弯曲强度最大这是由于当螺杆转速较低时提高转速可加强混合作用促进均相体系的形成之后继续提高转速剪切作用太强使其发生降解且转速高时挤出机出料太快熔体与接触时间短不利于均相体系的形成从而导致制品的性能下降5223冲击性能实验结果显示随着螺杆转速的增加发泡样品的冲击强度先增大后降低在转速为85rmin时达到峰值制品的冲击强度在转速为10rmin时急剧下降这说明PVC对剪切很敏感转速在10rmin剪切强度大发生降解冲击强度大幅下降综合上述得出以下结论随着螺杆转速的提高制品的泡孔结构和力学性能都会有一定的改善但转速过高又会缩短物料在机筒中停留时间不利于聚合物均相体系的形成同时考虑到PVC热稳定性差的因素因此将7rmin确定为得到综合性能优良发泡制品的最佳螺杆转速由此次实验可以看出高分子材料挤出成型过程中温度和速度对于材料成型的影响是十分显著的在实际加工过程中需要综合考虑各项因素选择最佳的工艺条件以获得良好的材料制品参考文献1胡军周南桥连续挤出成型PVC微孔塑料的研究现状J塑料科技20100981852胡军连续挤出成型微发泡PVC板材的配方设计与工艺探讨D华南理工大学2011