林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝

Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,,,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,林業(yè)生物質(zhì)材料工程實驗教學中心,天然高分子材料實驗室,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,目的和意義,樹立環(huán)保意識，為兩型社會做貢獻,了解設(shè)備結(jié)構(gòu)，掌握實驗原理和正確的操作方法,對實驗數(shù)據(jù)或曲線能正確地進行計算和分析,了解影響實驗結(jié)果的各種因素，分析材料性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系、材料性能與成型工藝參數(shù)的關(guān)系,通過本課程的學習，使學生了解研發(fā)生物質(zhì)高分子材料的基本過程,,,林業(yè)生物質(zhì)材料工程實驗教學中心,天然高分子材料實驗室,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,淀粉基熱塑性塑料母料的制備,生物降解塑料母料流動速率的測定,淀粉基熱塑性塑料的注射成型工藝實驗,淀粉基熱塑性塑料的拉伸強度測定,生物降解塑料擠出吹膜成型實驗,熱固性塑料模壓成型工藝實驗,天然橡膠的加工成型,熱塑性塑料的中空吹塑成型工藝實驗,設(shè)計性實驗：增容木粉/LDPE復合材料的制備與性能測試,,,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,實驗一 淀粉基熱塑性塑料母料的制備,實驗目的,母料配方和實驗原理,原料及主要設(shè)備,實驗內(nèi)容和步驟,數(shù)據(jù)處理,結(jié)果與討論,安全注意事項,母料配方和實驗原理,原料及主要設(shè)備,實驗內(nèi)容和步驟,數(shù)據(jù)處理,結(jié)果與討論,安全注意事項,,,掌握淀粉基熱塑性塑料母料的制備原理和方法；,了解填充改性PE擠出造粒原理、擠出機的工作特性，以及擠出成型工藝對粒子制品質(zhì)量的影響；,掌握制備母料的操作過程。,實驗目的,,,,玉米淀粉（表面處理）：100目 100LDPE： 100 偶聯(lián)劑（任選一種或幾種來探索,） 1（可改動）,鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑,,氧化聚乙烯： 8油酸乙酯： 1聚己內(nèi)酯： 8聚乙烯蠟 1,母料配方,,,,玉米淀粉改性,在玉米淀粉中加入偶聯(lián)劑后，淀粉上的羥基與其發(fā)生了絡合作用，使其親水性向疏水性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，淀粉分子間的氫鍵被破壞，對玉米淀粉/LDPE進行混煉，非極性長鏈烷基－R就能溶入到PE鏈中，使淀粉相和PE相有機地聯(lián)系起來。,,,實驗原理,,,機械塑化原理,,高速混合機用于高分子材料的混色、配料、填料表面處理及共混材料的預混時，物料受到高速攪拌，使物料顆粒之間產(chǎn)生較高的剪切作用和熱量，不僅使物料混合均勻，還可使塑料部分塑化。 雙螺桿擠出造粒的原理主要就是采用雙螺桿的攪拌，利用剪切、塑化、摩擦生熱達到對材料塑化、混合和分散的作用，通過機頭擠出，再經(jīng)牽引，在拉力作用下使制品連續(xù)地前進，最后切割造粒。,,,干燥玉米淀粉,,配制淀粉基熱塑性母料,,擠出造粒,實驗內(nèi)容,,,在120,℃烘箱中干燥玉米淀粉4h;,用偶聯(lián)劑處理玉米淀粉,將LDPE和用偶聯(lián)劑處理好的玉米淀粉、分散劑、油酸乙酯、聚己內(nèi)酯、聚乙烯蠟按照一定比例依次投入到高速混合機中，捏合5~8min;,擠出造粒,實驗步驟及過程,,,雙螺桿擠出機操作規(guī)程,開機前檢查設(shè)備,預熱升溫,,根據(jù)材料確定加工工藝溫度，當各段溫度達到設(shè)定值后，繼續(xù)恒溫30min。,啟動潤滑油泵，打開冷卻水開關(guān),用手轉(zhuǎn)動電機聯(lián)軸器，檢查螺桿轉(zhuǎn)動情況,,經(jīng)手動檢查后，將主機轉(zhuǎn)速設(shè)為0，啟動主電機，逐漸升高主螺桿轉(zhuǎn)速，檢查主機是否穩(wěn)定。,,,待主機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)后，開啟軟水循環(huán)系統(tǒng)水泵進行各段的溫度調(diào)節(jié),預啟動筒體冷卻系統(tǒng)及潤滑油冷卻水循環(huán)系統(tǒng),將水槽加滿水并保持循環(huán),開啟風機和切粒機，調(diào)節(jié)切粒機轉(zhuǎn)速，使之與主機出條相匹配,待主機穩(wěn)定運行后，先打開真空泵進水閥，調(diào)整工作水量，啟動真空泵,擠出造粒時，仔細觀察擠出物外觀情況，再進行參數(shù)調(diào)整,,,原料規(guī)格及產(chǎn)地,擠出機工藝條件,機頭溫度： _____℃,熔體溫度： _____℃,料筒溫度： _____℃,一區(qū)_____℃ 二區(qū)_____℃ 三區(qū)_____℃,四區(qū)_____℃ 五區(qū)_____℃,熔體壓力：一區(qū)_____MPa,主機轉(zhuǎn)速：_______RPM,喂料轉(zhuǎn)速：_______RPM,電流：主機_______A；喂料_______A,數(shù)據(jù)處理,,,配方中各組分的作用是什么？,根據(jù)選用不同的偶聯(lián)劑情況，經(jīng)后續(xù)實驗的測試，選出改性效果最好的偶聯(lián)劑；,雙螺桿有同向、異向轉(zhuǎn)動之分，用于共混造粒，應選擇哪種雙螺桿擠出機，為什么？,結(jié)果與討論,,,高速混合機運行中嚴禁打開蓋；,,高速混合機的加料應在開動攪拌后進行；,,嚴格按照操作規(guī)程確定操作順序；,,擠出機高溫，注意嚴禁手觸，避免燙傷；,,經(jīng)常注意擠出機電機的電流指示，避免因為阻力過大造成對設(shè)備的損壞；,,嚴禁將手伸進切粒機。,安全注意事項,,,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,實驗二 生物降解塑料流動速率的測定,實驗目的,實驗原理,原料及主要設(shè)備,實驗步驟,數(shù)據(jù)處理,結(jié)果與討論,注意事項,,,了解熔體流動速率儀的基本原理，熟練掌握其操作方法、應用范圍及注意事項；,,掌握流動速率的計算方法；,,比較實驗一在不同配方條件下制備的各種母料的MI值。,實驗目的,,,,大部分聚合物都是利用其粘流態(tài)下的流動行為進行加工成型。因此，必須在聚合物流動溫度T,f,以上下才能進行加工，應根據(jù)T,f,以上粘稠聚合物的流動行為來確定加工溫度，如果聚合物的流動性能好，加工時可選擇略高于流動溫度，所施加的壓力也可小一些；相反，則需要溫度適當高一些，施加的壓力也要大一些，以便改善聚合物的流動性能。,,實驗原理,,,,熔融指數(shù)（MI）是熱塑性塑料在一定溫度、壓力下，熔體在10 min內(nèi)通過標準毛細管理體制的重量值，以（g/10min）來表示，是衡量聚合物流動性能好壞的指標。一般來說，MI小，分子量大，則聚合物的斷裂強度、硬度等性能都有所提高；MI大，分子量小，加工時流動性就好一些。,,,原料,：淀粉基熱塑性塑料母料,原料與主要設(shè)備,主要設(shè)備,熔融指數(shù)儀,,,試樣準備,取實驗一所制備的母料于紅外烘箱中進行干燥。,根據(jù)MI大小決定所用試樣量,測試條件的選擇,,溫度、負荷的選擇,切取時間的選擇,,實驗步驟,,,測試步驟,,閱讀儀器使用說明書,接通熔融指數(shù)儀的電源,設(shè)定各實驗參數(shù),料筒預熱,裝料預熱試樣6~8 min 后，加載負荷，切去 料頭約15 cm,切取試樣,實驗結(jié)束后，清洗毛細管和壓料桿,做好實驗掃尾工作,,,,數(shù)據(jù)處理,試樣,溫度/,℃,切割段所需時間/S,切割段重量/g,,,,,平均重量/g,MI,,g/10min,,,,1,2,3,4,5,,,1,,,,,,,,,,2,,,,,,,,,,3,,,,,,,,,,4,,,,,,,,,,試樣名稱： 測試條件：,負荷重量： 切割段所需時間：,,,改變溫度和剪切應力對不同聚合物的熔體粘度有何影響？,聚合物的MI與其分子量有何關(guān)系？為什么MI不能在結(jié)構(gòu)不同的聚合物之間進行比較？,為什么要切取5個切段？是否可以直接切取10 min 流出的重量做為其MI？,結(jié)果與討論,,,裝料、按導套和壓料都要迅速，否則物料全熔之后難以排除氣泡；,整個取樣式及切割過程要在壓料桿刻線以下進行，要求在試樣加入料筒后20 min 內(nèi)切割完；,整個體系溫度要求均勻，在試樣切取過程 中，要盡量避免爐溫波動。,注意事項,,,,實驗三 淀粉基熱塑性塑料的注射成型工藝實驗,實驗目的,實驗原理,原料及主要設(shè)備,實驗內(nèi)容和步驟,實驗記錄與計算,結(jié)果與討論,安全注意事項,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,,,了解注塑成型過程和成型工藝條件；,,掌握注塑成型工藝參數(shù)的確定以及它們對制品結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響；,,掌握注塑機模具的結(jié)構(gòu)、正確操作注塑機，掌握制作標準測試樣條的方法。,實驗目的,,,,注塑成型是熱塑性塑料成型制品的一種重要方法，塑料在注塑機料筒中經(jīng)外部加熱及螺桿對物料和物料之間的摩擦升熱使塑料熔化呈流動狀態(tài)后，在螺桿的高壓、高速作用推動下，塑料熔體通過噴嘴注入溫度較低的封閉模具型腔中，經(jīng)冷卻定型成為所需制品。,實驗原理,,,,注塑成型工藝過程 :,注塑過程,成型前的準備,制件的后處理,,,原料,,淀粉基熱塑性塑料母料、LDPE、色母粒,,主要設(shè)備,原料及主要設(shè)備,注射成型機,,,實驗內(nèi)容和步驟,,實驗內(nèi)容,,1、不同熔體溫度、模溫、注射壓力下的注塑制品,,固定注射壓力、模溫等其他條件，改變?nèi)垠w溫度的模制制品；,,固定熔體溫度、模溫等其他條件，改變注射壓力的模制制品；,固定熔體溫度、注射壓力等其他條件，改變模溫的模制制品；,,2、測定制品收縮率,,,,,實驗步驟,根據(jù)操作規(guī)程做好注塑機開車前的檢查和準備工作；,安裝調(diào)試模具；,設(shè)定各種參數(shù)；,判斷料筒溫度和噴嘴溫度是否合適；,選擇手動、半自動或全自動操作模式；,測制品收縮率；,記錄成型的參數(shù) 。,,,原料規(guī)格及產(chǎn)地,注塑機模制制品的條件,料筒（或熔體溫度）,,,一段,二段,三段,溫度/℃,,,,實驗記錄與計算,,,,,一段,二段,三段,壓力/bar,,,,注射壓力,模溫：______℃,,注射時間：___s；保壓時間：___s；冷卻時間：_____s,,螺桿前進速度：____mm/s,,加料量：_______g,,,,測定收縮率：,,,,式中:,,l,1,----模腔長度，/mm,l,2,----在室溫下放置24h后樣品的長度，/mm,,,,,,,,,一級,二級,三級,四級,注射行程 /mm,,,,,注射行程,,,編號,,,方向,1,,2,,3,,4,,,l,1,/mm,l,2,/mm,l,1,/mm,l,2,/mm,l,1,/mm,l,2,/mm,l,1,/mm,l,2,/mm,平行,,,,,,,,,垂直,,,,,,,,,收縮率測試表,,,注塑成型工藝條件如何確定？,,制品形態(tài)與制品性能之間有何關(guān)系？,,用注射充模流動過程討論制品結(jié)構(gòu)形態(tài)的形成,,注塑成型制品常見缺陷如何解決？,,平行于分流道方向和垂直于分流道方向的收縮率有何不同，為什么？,結(jié)果與討論,,,未經(jīng)實驗室工作人員的同意，不得操作注塑機；,未經(jīng)實驗室工作人員的允許，不得任意調(diào)整注塑機儀表上的閥門或開關(guān)；,嚴禁硬金屬工具接觸模具型腔；,設(shè)備運行過程中一定要關(guān)好安全門；,在閉合動模、定模時務必保證模具方位的整體一致性，以防損傷模具；,模具定位螺栓、壓板、墊鐵應該牢靠適宜；,嚴禁料筒溫度未達到設(shè)定值時啟動電機進行予塑或注射等動作；,主機運行時嚴禁手臂及工具等硬物進入料斗；,噴嘴阻塞時切忌增壓清除阻塞物；,嚴防隨意接觸有關(guān)控制面板觸式按鈕或電器開關(guān)，使機器誤動，造成設(shè)備或人身傷害事故。,安全注意事項,,,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,實驗四 淀粉基熱塑性塑料的拉伸強度測定,實驗目的,,實驗原理,主要設(shè)備,實驗內(nèi)容和步驟,,數(shù)據(jù)處理,,結(jié)果與討論,,注意事項,,,,實驗目的,,測定實驗一中不同配方的各種母料的屈服強度、斷裂強度和斷裂伸長率，并繪制應力－應變曲線；,觀察高聚物的拉伸特征；,掌握高聚物的靜載拉伸實驗方法,,,實驗原理,,,應力－應變曲線,A 彈性極限點,B 屈服點,E 斷裂點,?,A,彈性極限應變,?,E,斷裂伸長率,?,A,,彈性極限應力,?,B,,屈服應力,?,E,,斷裂強度,,,主要設(shè)備及試樣,萬能材料試驗機,,,,圖2 拉伸試樣,b,,,,L,G,d,h,R,C,L——總長度（最?。?80mm,b——試樣中間平行部分寬度，10±0.2mm,C——夾具間距離，115±5mm,d——試樣厚度，2~10mm,G——試樣標線間的距離，50±0.5mm,h——試樣端部寬度，20±0.5mm,R——半徑，60mm,,,準備兩組試樣(A組25mm/min，B組5mm/min) ，每組三個樣條，且用一種速度。,熟悉萬能試驗機的結(jié)構(gòu)，操作規(guī)程和注意事項。,將合格試樣編號、劃線，用游標卡尺量樣條中部左、中、右三點的寬度和厚度，精確到0.02mm，取平均值。,實驗參數(shù)設(shè)定,測定拉伸彈性模量、伸長率和應力—應變曲線,實驗內(nèi)容和步驟,,,,數(shù)據(jù)處理,,試樣編號,,b/mm,d/mm,樣品面積/mm,2,拉伸速度mm/min,測定值 /N,拉伸強度/MPa,A,,組,1,,,,,,,,2,,,,,,,,3,,,,,,,B組,1,,,,,,,,2,,,,,,,,3,,,,,,,,,注意事項,,操作時要集中精力，認真負責；,做好組織分工，每人負責一項內(nèi)容。,,,結(jié)果與討論,,對于啞鈴形試樣如何使試樣在拉伸試驗 時斷裂在有效部分？,拉伸性能包括哪些項目？,,,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,實驗四 淀粉基熱塑性塑料的拉伸強度測定,實驗目的,,實驗原理,主要設(shè)備,實驗內(nèi)容和步驟,,數(shù)據(jù)處理,,結(jié)果與討論,,注意事項,,,,實驗目的,,測定實驗一中不同配方的各種母料的屈服強度、斷裂強度和斷裂伸長率，并繪制應力－應變曲線；,觀察高聚物的拉伸特征；,掌握高聚物的靜載拉伸實驗方法,,,實驗原理,,,應力－應變曲線,A 彈性極限點,B 屈服點,E 斷裂點,?,A,彈性極限應變,?,E,斷裂伸長率,?,A,,彈性極限應力,?,B,,屈服應力,?,E,,斷裂強度,,,主要設(shè)備及試樣,萬能材料試驗機,,,,圖2 拉伸試樣,b,,,,L,G,d,h,R,C,L——總長度（最?。?80mm,b——試樣中間平行部分寬度，10±0.2mm,C——夾具間距離，115±5mm,d——試樣厚度，2~10mm,G——試樣標線間的距離，50±0.5mm,h——試樣端部寬度，20±0.5mm,R——半徑，60mm,,,準備兩組試樣(A組25mm/min，B組5mm/min) ，每組三個樣條，且用一種速度。,熟悉萬能試驗機的結(jié)構(gòu)，操作規(guī)程和注意事項。,將合格試樣編號、劃線，用游標卡尺量樣條中部左、中、右三點的寬度和厚度，精確到0.02mm，取平均值。,實驗參數(shù)設(shè)定,測定拉伸彈性模量、伸長率和應力—應變曲線,實驗內(nèi)容和步驟,,,,,數(shù)據(jù)處理,,試樣編號,,b/mm,d/mm,樣品面積/mm,2,拉伸速度mm/min,測定值 /N,拉伸強度/MPa,A,,組,1,,,,,,,,2,,,,,,,,3,,,,,,,B組,1,,,,,,,,2,,,,,,,,3,,,,,,,,,注意事項,,操作時要集中精力，認真負責；,做好組織分工，每人負責一項內(nèi)容。,,,結(jié)果與討論,,對于啞鈴形試樣如何使試樣在拉伸試驗 時斷裂在有效部分？,拉伸性能包括哪些項目？,,,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,實驗五 生物降解塑料擠出吹膜成型實驗,實驗目的,實驗原理,原料及主要設(shè)備,實驗步驟及操作方法,實驗結(jié)果處理,結(jié)果與討論,注意事項,,,明確擠出吹膜過程的基本原理；,掌握控溫工藝操作方法以及溫度等工藝參數(shù)對制品性能的影響；,了解吹膜機的基本結(jié)構(gòu)、基本操作及安全技術(shù)措施。,實驗目的,,,實驗原理,,塑料薄膜的吹塑成型是基于高聚物的分子量高、分子間力大而具有可塑性及成膜性能。在擠出機的前端安裝吹塑口模，粘流態(tài)的塑料從擠出機口模擠出成管坯后，用機頭底部通入的壓縮空氣使之均勻而且自由地吹脹成直徑較大的管膜，膨脹的管膜在向上被牽引的過程中，被縱向拉伸并逐步被冷卻，并由人字板夾平和牽引輥牽引，最后經(jīng)卷繞輥卷繞成雙折膜卷。,,,原料及主要設(shè)備,原料,,實驗一制備的母料、LDPE,主要設(shè)備,吹膜擠出機,萬能材料試驗機,,,,根據(jù)熔體流動速率初步擬定五段溫控范圍；,按操作規(guī)程檢查設(shè)備各部分的運轉(zhuǎn)情況,；（切忌溫度未達到設(shè)定值啟動螺桿轉(zhuǎn)動馬達）,各段溫度達到設(shè)定值后開動主機，在慢速下加料，并仔細觀察電機工作電流和進料狀況；,戴上防熱手套，用手仔細牽引口模的擠出物，通過風環(huán)時一定要趁熱捏封；,根據(jù)膜厚和雙折薄膜的寬度要求啟動空氣壓縮機調(diào)節(jié)進風量。同時設(shè)定吹膜機牽引速度和螺桿轉(zhuǎn)速；,仔細觀察膜泡形狀、透明度變化和擠出制品的外觀質(zhì)量，記錄擠出制品質(zhì)量合格的最小和最大螺桿轉(zhuǎn)速及其工藝條件；,提高擠出溫度重復上步操作，記錄保持制品外觀質(zhì)量要求的最高溫度；,實驗完畢，逐步減速停車，立刻清除機頭等處殘留塑料。,實驗步驟及操作方法,,,操作條件列表,,計算薄膜吹脹比、牽引比和產(chǎn)率,,拉伸強度（縱向、橫向）,,伸長率（縱向、橫向）,,,實驗結(jié)果處理,,,,注意事項,,熔體被擠出之前禁止操作者處立口膜正前方；,操作過程中嚴防金屬雜質(zhì)、小工具等硬性物品落入進料口；,清理擠出殘留物務必使用專業(yè)銅棒、銅刀或壓縮空氣管等工具，以免損傷螺桿和口膜等處的光潔表面；,適宜調(diào)整空氣壓縮壓力，確保吹脹薄膜即不破裂又能形成對稱穩(wěn)定氣管；,在擠出過程中要密切注意工藝條件，不得隨意改變工藝參數(shù)，確保工作狀態(tài)的穩(wěn)定性。一旦發(fā)現(xiàn)問題應立即停車進行檢查處理。,,,1．影響擠出吹膜厚度均勻性的主要因素有哪些？,2．從工藝參數(shù)設(shè)定角度討論確保質(zhì)量的控制條 件；,3．討論平擠法生產(chǎn)薄膜的優(yōu)缺點。,結(jié)果與討論,,,,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,實驗六 熱固性塑料模壓成型工藝實驗,,實驗目的,實驗原理,實驗原料及設(shè)備,實驗步驟,實驗記錄,思考題,注意事項,,,明確熱固性塑料加工成型的基本原理；,掌握酚醛模塑粉的配方、加工和模壓成型原理；,了解擬定工藝參數(shù)對產(chǎn)品性能的影響；,了解平板硫化機的基本結(jié)構(gòu)和運行原理，正確掌握模壓成型操作基本方法。,,實驗目的,,,,熱固性塑料的模壓成型是指將粉狀、粒狀或纖維塑料放入模具型腔中，在一定溫度和壓力下閉模。當物料呈現(xiàn)半流動態(tài)充滿型腔取得一定形態(tài)，再經(jīng)縮聚反應和交聯(lián)固化作用成型，脫模后即得制品的工藝過程。 模壓成型工藝參數(shù)是溫度、壓力和時間。,實驗原理,,,,六次甲基四胺的固化機理,,,原料,脫模劑,酚醛壓塑粉,配方（Wt） ：,酚醛樹脂（甲階） 100,木粉 100,六次甲基四胺 7.0,石灰或氧化鎂 1.0,硬脂酸鈣 0.7,苯胺黑 0.5,實驗原料及設(shè)備,,,原料,脫模劑,酚醛壓塑粉,配方（Wt） ：,酚醛樹脂（甲階） 100,木粉 100,六次甲基四胺 7.0,石灰或氧化鎂 1.0,硬脂酸鈣 0.7,苯胺黑 0.5,實驗原料及設(shè)備,,,主要設(shè)備,煉膠機,平板硫化機,,,,萬能材料試驗機,捏合機,,,酚醛壓塑粉的配制（干法）,,混合物料的輥壓塑化,,模壓成型,,觀察分析模壓所得試樣的表觀質(zhì)量和拉伸強度與模壓成型工藝條件的關(guān)系,,對壓制品進行拉伸強度測試,,實驗步驟,,,,模壓工藝條件,上層溫度：___℃,中層溫度：___℃,下層溫度：___℃,硫化時間：___min,壓 力：___MPa,拉伸強度：___N,,實驗記錄,,,,,酚醛塑料的模壓成型原理與硬PVC壓制成型原理有何不同？,酚醛壓塑粉模壓溫度和時間對制品質(zhì)量影響如何？ 兩者之間關(guān)系如何協(xié)調(diào)？,熱固性塑料模壓成型為什么要排氣？,壓塑粉中各組分的作用分別是什么？,思考題,,,,戴手套操作，避免燙傷,加料動作要快，物料在模腔內(nèi)分布要均勻，中部略高。上下模具定位對準，防止閉模加壓時損壞模具,脫模時手工操作要注意安全，防止燙傷、砸傷及損壞模具。取出制品時用銅條幫助挖出來。脫出來的制品小心輕放，平整放置在工作臺上冷卻。壓制品須冷卻停放一天后進行性能測試。,,注意事項,,,,酚醛壓塑粉的配制（干法）,,混合物料的輥壓塑化,,模壓成型,,觀察分析模壓所得試樣的表觀質(zhì)量和拉伸強度與模壓成型工藝條件的關(guān)系,,對壓制品進行拉伸強度測試,,實驗步驟,,,,模壓工藝條件,上層溫度：___℃,中層溫度：___℃,下層溫度：___℃,硫化時間：___min,壓 力：___MPa,拉伸強度：___N,,實驗記錄,,,,,酚醛塑料的模壓成型原理與硬PVC壓制成型原理有何不同？,酚醛壓塑粉模壓溫度和時間對制品質(zhì)量影響如何？ 兩者之間關(guān)系如何協(xié)調(diào)？,熱固性塑料模壓成型為什么要排氣？,壓塑粉中各組分的作用分別是什么？,思考題,,,,戴手套操作，避免燙傷,加料動作要快，物料在模腔內(nèi)分布要均勻，中部略高。上下模具定位對準，防止閉模加壓時損壞模具,脫模時手工操作要注意安全，防止燙傷、砸傷及損壞模具。取出制品時用銅條幫助挖出來。脫出來的制品小心輕放，平整放置在工作臺上冷卻。壓制品須冷卻停放一天后進行性能測試。,,注意事項,,,,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,實驗七 天然橡膠的加工成型,實驗目的,實驗原理,原料及主要設(shè)備,實驗程序,數(shù)據(jù)記錄與處理,結(jié)果與討論,安全注意事項,,,掌握橡膠制品配方設(shè)計基本知識，熟悉橡膠加工全過程和橡膠制品模型硫化工藝；,了解橡膠加工的主要機械設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，掌握其的操作方法；,掌握橡膠物理機械性能測試試樣制備工藝及性能測試方法；,從性能測試結(jié)果討論本實驗全過程。,,實驗目的,,,,,塑煉和混煉是橡膠加工的兩個重要的工藝過程，通稱煉膠，其目的是要取得具有柔軟可塑性，將賦予一定使用性能的、可用于成型的膠料。,實驗原理,,,,,本實驗是天然橡膠的加工，選用開放式煉膠機進行機械法塑煉。天燃生膠置于開煉機的兩個相向轉(zhuǎn)動的輥筒間隙中，在常溫（小于50℃）下反復被機械作用，受力降解；與此同時降解后的大分子自由基在空氣中的氧化作用下，發(fā)生了一系列力學與化學反應，最終可以控制達到一定的可塑度，生膠從原先強韌高彈性變?yōu)槿彳浛伤苄?，滿足混煉的要求。,,,,混煉是在塑煉膠的基礎(chǔ)上進行的又一個煉膠工序。本實驗也是在開煉機上進行的。為了取得具有一定的可塑度且性能均勻的混煉膠，除了控制輥距的大小，適宜的輥溫（小于90℃）之外，必須注意按一定的加料混合程序。即量小難分散的配合劑首先加到塑煉膠中，讓它有較長的時間分散；量大的配合劑則后加。硫磺用量雖少，但應最后加入，因為硫磺一旦加入，便可能發(fā)生硫化效應，過長的混合時間將使膠料的工藝性能變壞，于其后的半成品成型及硫化工序都不利。,,,,,天然橡膠,100.0（Wt）,硫磺,2.5,促進劑CZ,1.5,促進劑DM,0.5,硬酯酸,2.0,氧化鋅,5.0,輕質(zhì)碳酸鈣,40.0,石蠟,1.0,防老劑4010-NA,1.0,著色劑,0.1,原料及主要設(shè)備,原料,,,天然橡膠,100.0（Wt）,硫磺,2.5,促進劑CZ,1.5,促進劑DM,0.5,硬酯酸,2.0,氧化鋅,5.0,輕質(zhì)碳酸鈣,40.0,石蠟,1.0,防老劑4010-NA,1.0,著色劑,0.1,原料及主要設(shè)備,原料,,,,,主要設(shè)備,煉膠機,平板硫化機,,,萬能材料試驗機,,,配料,膠料混煉,,生膠塑煉,,膠料模型硫化,硫化膠機械性能測試,,實驗程序,,,按機器的操作規(guī)程開動開放式煉膠機，觀察機器是否運轉(zhuǎn)正常；,破膠,薄通,搗膠,輥筒的冷卻：保持不超過500C,經(jīng)塑煉的生膠稱塑煉膠，塑煉過程要取樣作可塑度試驗，達到所需塑煉程度時為止,,生膠塑煉,,,,調(diào)節(jié)輥筒的溫度在50-60,0,C之間，后輥較前輥略低些；,調(diào)整輥距使塑煉膠既包輥（前輥）又能在輥縫上部有適當?shù)亩逊e膠。經(jīng)2-3 min 的輥壓、翻煉后，使之均勻連續(xù)地包裹在前輥筒上，形成光滑無隙的包輥膠層。取下膠層，放寬輥距至1.5mm左右，再把膠層投入輥縫使其包于后輥，然后準備加入配合劑；,吃粉：不同配合劑要按如下順序分別加入；,翻煉：全部配合劑加入后，將輥距調(diào)至0.5~1.0mm，通常用打三角包，打卷或折疊及走刀法等進行翻煉至符合可塑度要求時為止。翻煉過程應取樣測定可塑度。,,膠料混煉,,,,混煉膠試樣的準備,模具預熱,加料模壓硫化,硫化膠試片制品的停放,,膠料模型硫化,,,邵氏硬度實驗,拉伸強度試驗,,,硫化膠機械性能測試,,樣條,,,,試樣編號,1,2,3,4,5,平均,工作部分寬度b（cm）,,,,,,,工作部分厚度h（cm）,,,,,,,定伸100%負荷P（N）,,,,,,,定伸100%強度б,100,（Mpa）,,,,,,,定伸300%負荷P（N）,,,,,,,定伸300%強度б,300,（Mpa）,,,,,,,扯斷負荷P（N）,,,,,,,扯斷強度б（Mpa）,,,,,,,L,1,-1,0,（mm）,,,,,,,扯斷伸長率ε（%）,,,,,,,L,2,（mm）,,,,,,,永久變形H,d,（%）,,,,,,,,數(shù)據(jù)記錄與處理,,,式中：,P——定伸（扯斷）負荷/N,b——試樣寬度/cm,h——試樣厚度/cm,式中：,L,0,——試樣原始標線距離/mm,L,1,——試樣斷裂進標線距離/mm,式中：,L,2,——斷裂的兩塊試樣靜置3min 后拼接起來的標線距離/mm,,定伸（扯斷）強度（MPa）,扯斷伸長率（%）,永久變形（%）,,,,天然生膠、塑煉膠、混煉膠和硫化膠，它們的機械性能和結(jié)構(gòu)實質(zhì)有何不同？,影響天然膠開煉和混煉的主要因素有哪些？,膠料配方中的促進劑為何通常不只用一種呢？,分析硫化膠的外觀質(zhì)量和機械性能與實驗配方和工藝操作等因果關(guān)系。,結(jié)果與討論,,,,在開煉機上操作必須嚴格按操作規(guī)程進行，要求高度集中注意力。,用割刀割膠時割刀必須在輥筒的水平中心線以下部位操作。,輥筒運轉(zhuǎn)時，手不能按近輥縫處；雙手盡量避免越過輥筒水平中心線上部，送料時手應作握拳狀。,遇到危險時應立即觸動安全剎車。,留長辮子的學生要求戴帽或結(jié)扎成短發(fā)后操作。,,安全注意事項,,,,了解雙色擠出吹瓶機、吹塑機頭及輔機的結(jié)構(gòu)和工作原理；,了解塑料的擠出吹脹成型原理；,掌握聚乙烯吹塑工藝操作過程、各工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)及成型影響因素。,,實驗目的,,,,,中空吹塑成型是在壓縮空氣作用下，使處于高彈態(tài)下的熔融塑料型坯，發(fā)生膨脹變形，然后再經(jīng)冷卻定型，獲得肚大口小中空容器的一種加工方法,。,,實驗原理,,,,原料: 實驗一制備的母料、LDPE （吹塑料）,,主要設(shè)備,,,原料及主要設(shè)備,吹瓶機,,,,1,—,六角螺母,2,—,墊圈,3,—,口模壓板,4,—,調(diào)節(jié)螺栓,5,—,口模,6,—,墊套,7,—,芯模,8,—,口模套,9,—,模體,10,—,芯棒,11,—,機頭連接器,12,—,六角螺釘,13,—,壓縮空氣孔,芯棒式機頭結(jié)構(gòu),,,,吹瓶機的運轉(zhuǎn)和加熱,,加料,LDPE加熱,,吹塑成型,,測壁厚,降低螺桿轉(zhuǎn)速，擠出機內(nèi)存料，清理殘留塑料,,實驗步驟,,,原料及產(chǎn)地,吹塑成型工藝條件,,一段,二段,三段,四段,五段,六段,溫度/℃,,,,,,,實驗記錄,料筒溫度,,,,架進,架退_,快合,慢合,開模,針下,針上,壓力/MPa,,,,,,,,壓力,,,時間,,延時進模,延時合模,延時切斷,切斷計時,保壓時間,延時開模,時間/s,,,,,,,,,平均壁厚,試樣編號,,1,2,3,4,5,各點壁厚 （mm）,1,,,,,,,2,,,,,,,3,,,,,,,4,,,,,,,5,,,,,,平均值/mm,,,,,,,,,,,影響吹塑中空容器厚度均勻性的因素是什么？,試綜合陳訴擠出吹塑中空容器模具的?？陬i部設(shè)計要素。,為提高吹塑容器的剛性，通?？刹扇∧男┙Y(jié)果措施？,思考題,,,熔體被擠出前，操作者不得位于口模的正前方，以防意外傷人。,操作時嚴防金屬雜質(zhì)和小工具落入擠出機筒內(nèi)，操作時要帶手套。,清理擠出機和口模時，只能用銅刀、棒或壓縮空氣，切忌損傷螺桿和口模的光潔表面。,壓縮空氣壓力要適當，使制品外觀豐滿、形狀完整。,吹塑過程要密切注意各項工藝條件穩(wěn)定，不應該有所波動,注意事項,,,,配料,膠料混煉,,生膠塑煉,,膠料模型硫化,硫化膠機械性能測試,,實驗程序,,,按機器的操作規(guī)程開動開放式煉膠機，觀察機器是否運轉(zhuǎn)正常；,破膠,薄通,搗膠,輥筒的冷卻：保持不超過500C,經(jīng)塑煉的生膠稱塑煉膠，塑煉過程要取樣作可塑度試驗，達到所需塑煉程度時為止,,生膠塑煉,,,,調(diào)節(jié)輥筒的溫度在50-60,0,C之間，后輥較前輥略低些；,調(diào)整輥距使塑煉膠既包輥（前輥）又能在輥縫上部有適當?shù)亩逊e膠。經(jīng)2-3 min 的輥壓、翻煉后，使之均勻連續(xù)地包裹在前輥筒上，形成光滑無隙的包輥膠層。取下膠層，放寬輥距至1.5mm左右，再把膠層投入輥縫使其包于后輥，然后準備加入配合劑；,吃粉：不同配合劑要按如下順序分別加入；,翻煉：全部配合劑加入后，將輥距調(diào)至0.5~1.0mm，通常用打三角包，打卷或折疊及走刀法等進行翻煉至符合可塑度要求時為止。翻煉過程應取樣測定可塑度。,,膠料混煉,,,,混煉膠試樣的準備,模具預熱,加料模壓硫化,硫化膠試片制品的停放,,膠料模型硫化,,,,天然生膠、塑煉膠、混煉膠和硫化膠，它們的機械性能和結(jié)構(gòu)實質(zhì)有何不同？,影響天然膠開煉和混煉的主要因素有哪些？,膠料配方中的促進劑為何通常不只用一種呢？,分析硫化膠的外觀質(zhì)量和機械性能與實驗配方和工藝操作等因果關(guān)系。,結(jié)果與討論,,,,在開煉機上操作必須嚴格按操作規(guī)程進行，要求高度集中注意力。,用割刀割膠時割刀必須在輥筒的水平中心線以下部位操作。,輥筒運轉(zhuǎn)時，手不能按近輥縫處；雙手盡量避免越過輥筒水平中心線上部，送料時手應作握拳狀。,遇到危險時應立即觸動安全剎車。,留長辮子的學生要求戴帽或結(jié)扎成短發(fā)后操作。,,安全注意事項,,,,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,實驗八 熱塑性塑料中空吹塑成型工藝實驗,實驗目的,實驗原理,原料及主要設(shè)備,實驗步驟,實驗記錄,思考題,注意事項,,,了解雙色擠出吹瓶機、吹塑機頭及輔機的結(jié)構(gòu)和工作原理；,了解塑料的擠出吹脹成型原理；,掌握聚乙烯吹塑工藝操作過程、各工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)及成型影響因素。,,實驗目的,,,,,中空吹塑成型是在壓縮空氣作用下，使處于高彈態(tài)下的熔融塑料型坯，發(fā)生膨脹變形，然后再經(jīng)冷卻定型，獲得肚大口小中空容器的一種加工方法,。,,實驗原理,,,,吹瓶機的運轉(zhuǎn)和加熱,,加料,LDPE加熱,,吹塑成型,,測壁厚,降低螺桿轉(zhuǎn)速，擠出機內(nèi)存料，清理殘留塑料,,實驗步驟,,,時間,,延時進模,延時合模,延時切斷,切斷計時,保壓時間,延時開模,時間/s,,,,,,,,,平均壁厚,試樣編號,,1,2,3,4,5,各點壁厚 （mm）,1,,,,,,,2,,,,,,,3,,,,,,,4,,,,,,,5,,,,,,平均值/mm,,,,,,,,,,,影響吹塑中空容器厚度均勻性的因素是什么？,試綜合陳訴擠出吹塑中空容器模具的?？陬i部設(shè)計要素。,為提高吹塑容器的剛性，通?？刹扇∧男┙Y(jié)果措施？,思考題,,,熔體被擠出前，操作者不得位于口模的正前方，以防意外傷人。,操作時嚴防金屬雜質(zhì)和小工具落入擠出機筒內(nèi)，操作時要帶手套。,清理擠出機和口模時，只能用銅刀、棒或壓縮空氣，切忌損傷螺桿和口模的光潔表面。,壓縮空氣壓力要適當，使制品外觀豐滿、形狀完整。,吹塑過程要密切注意各項工藝條件穩(wěn)定，不應該有所波動,注意事項,,,,林業(yè)生物質(zhì)高分子材料加工工藝,增容木粉,/LDPE,復合材料的制備與性能測定,,目的與要求,設(shè)計背景,實驗任務,實驗環(huán)節(jié),時間安排,參考文獻,綜合性、設(shè)計性實驗,,,鞏固高分子科學基本理論，增進對生物質(zhì)/高分子復合材料的了解，增強獨立思考、嚴謹踏實、協(xié)同配合的科學意識，培養(yǎng)自主分析問題、解決問題和實際動手的能力。,,目的,與要求,,,木塑復合材料（ WPC）是將木粉與塑料復合制得的復合材料，WPC集木材和塑料的優(yōu)點于一身，不僅具有天然木材低密度、低成本、低設(shè)備磨損和良好的生物降解性的優(yōu)點，而且塑料能給WPC帶來優(yōu)異的防潮、防腐蝕能力以及不開裂、不翹曲等優(yōu)點，通過加入不同類型的木粉（或木纖維）和色母?？梢垣@得各種具有豐富色彩和表面紋理的制品，用途相當廣泛。但是，WPC的推廣使用也受到木粉（或木纖維）的熱穩(wěn)定性差、木粉（或木纖維）分散較困難和界面粘結(jié)弱等問題的困擾。改善木塑界面間的相容性及混合的均勻性便是制取優(yōu)良性能的復合材料的關(guān)鍵。,,,設(shè)計背景,,,,實驗任務,通過查找閱讀文獻資料，書寫開題報告和實驗方案；,了解改善木塑復合材料相容性的方法以及各種方法的增容機理；,掌握LDPE-g-MAH的制備方法；,制備增容木粉/LDPE復合材料，初步考察少數(shù)重要因素對木粉/LDPE復合材料性能的影響；,測試木粉/LDPE復合材料的拉伸、沖擊性能及流動性能；,書寫出規(guī)范的實驗研究報告。,,,根據(jù)實驗任務查閱文獻資料，有針對性地撰寫文獻綜述；,獨立設(shè)計實驗方案，包括方案選擇、原料預備、制備方法及實施步驟、分析測試方法，完成開題報告；,分組討論并確定小組具體實驗方案；,熟悉儀器設(shè)備，對原料進行預處理；,初步考察少數(shù)重要因素對木粉/LDPE復合材料性能的影響；,撰寫實驗報告 ，進行實驗答辯 ；,提交文獻綜述、開題報告、實驗報告、實驗小結(jié)以及小組實驗記錄等書面文件。,實驗環(huán)節(jié),,,文獻查閱，撰寫文獻綜述，1周 ；,初步擬定實驗方案，撰寫開題報告,，0.5周；,開題、討論，老師引導，最后確定實驗方案，,0.5周；,實驗方案的完善及實施，持續(xù)2.5周；,撰寫實驗報告、實驗小結(jié)并作實驗答辯，0.5周。,,時間安排,,,黃麗主編.聚合物復合材料.中國輕工業(yè)出版社，2001,趙素合主編.聚合物加工工程. 中國輕工業(yè)出版社，2001,潘祖仁主編.高分子化學（第2版）.化學工業(yè)出版社，1997,金日光、華幼卿主編.高分子物理.化學工業(yè)出版社，1996,復旦大學高分子科學系、高分子科學研究所編著.高分子實驗技術(shù)（修訂版）.復旦大學出版社，1996,高分子科學與技術(shù)類學術(shù)刊物,參考文獻,,,,謝謝觀看,/,歡迎下載,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,內(nèi)容總結(jié),林業(yè)生物質(zhì)材料工程實驗教學中心。用手轉(zhuǎn)動電機聯(lián)軸器，檢查螺桿轉(zhuǎn)動情況。平行于分流道方向和垂直于分流道方向的收縮率有何不同，為什么。L——總長度（最?。?，180mm。b——試樣中間平行部分寬度，10±0.2mm。C——夾具間距離，115±5mm。C——夾具間距離，115±5mm。d——試樣厚度，2~10mm。G——試樣標線間的距離，50±0.5mm。h——試樣端部寬度，20±0.5mm。h——試樣端部寬度，20±0.5mm。了解平板硫化機的基本結(jié)構(gòu)和運行原理，正確掌握模壓成型操作基本方法。按機器的操作規(guī)程開動開放式煉膠機，觀察機器是否運轉(zhuǎn)正常。P——定伸（扯斷）負荷/N。L0——試樣原始標線距離/mm。L1——試樣斷裂進標線距離/mm。用割刀割膠時割刀必須在輥筒的水平中心線以下部位操作。操作時嚴防金屬雜質(zhì)和小工具落入擠出機筒內(nèi)，操作時要帶手套。操作時嚴防金屬雜質(zhì)和小工具落入擠出機筒內(nèi)，操作時要帶手套。謝謝觀看/歡迎下載,