聚合物加工实验报告实验二三元乙丙橡胶/聚丙烯共混改性及其注塑成型姓名：张涵学号：********** 班级：2班年级：2015级专业：高分子材料与工程实验时间：2018年5月3日目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)(一)注射过程原理 (3)(二)注射系统 (6)(三)锁模系统 (9)(四)模塑 (10)(五)注射机的主要技术参数 (11)(六)注射过程 (11)（1）充模阶段 (12)（2）压实阶段 (13)（3）倒流阶段 (13)（4）冻结后的冷却阶段 (14)(七)注射模塑工艺条件的分析讨论 (14)（1）塑料的特性 (14)（2）塑料的来源和牌号 (15)（3）注射机的类型 (15)（4）制品壁厚及形状 (15)三、主要设备及原料 (19)四、注意事项 (21)五、实验步骤、现象及分析 (21)(一)实验前准备工作 (21)(二)实验过程 (22)六、实验结果及分析 (24)七、数据处理 (25)八、思考题 (25)2一、实验目的1.聚烯烃改性的基本原理和方法；2.认识EPDM对聚丙烯的增韧改性；3.了解柱塞式和移动螺杆式注射机的结构特点及操作程序；掌握热塑性塑料注射成型的实验技能；4.了解注射成型工艺条件与注射制品质量的关系。

二、实验原理在聚丙烯、乙丙橡胶混合造粒过程中，主要采用螺杆挤出机作为主要的混炼设备，以螺杆注塑机作为加工成型的主要设备。

单螺杆挤出机的作用及其原理，在前一实验中已经详细讨论，以下主要讨论螺杆注塑机的基本工作原理和影响因素。

(一)注射过程原理注射模塑(又称注射成型或注塑)是高分子材料成型加工中一种重要的方法，应用分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固件塑料都可用此法成型。

热塑性塑料的注射成型又称注塑，是将粒状或粉状塑料加入到注射机的料筒。

经加热熔化后呈流动状态，然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下。

从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。

充满模腔的熔体在受压的情况下，经冷却固化后，开模得到与模具型腔相应的制品。

用注射模塑可成型各种形状、精度、尺寸，满足各种要求的模制品。

注射模塑己成功地用来成型某些热固性塑料。

注射模塑制品约占塑料制品总量的20％一30％，随着工程塑料的发展，工程塑料的80％是经注射模塑成制品。

尤其是塑料作为工程结构材料的出现，注射模塑制品的用途已从民用扩大到国民经济各个领域中，并将逐步代替传统的金属相非金屑材料制品，这些制品主要是各种工业配件，仪器仪表的零件、结构件和壳体等。

在发展尖端科学技术中，也是不可缺少的。

在我国实现四个现代化建设中将起着重要的作用。

由于注射模塑具有成型周期短，能一次成型外形复杂、3尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料控制品；对成型各种塑料的适应性强；生产效率高，易于实现全自动化生产等一系列优点。

因此，注射模塑是一种比较经济而先进的成型技术，发展迅速。

并将继续朝着高速化和自动化的方向发展。

注射模塑是通过注射机来实现的。

注射机的类型很多，分类方法又不同，按机器的外形特征分为：立式注射机、卧式注射机、角式注射机和多模注射机，按机器的传动方式分为；液压式和机械式注射机；而注塑和注射方式分为：柱塞式注射机、螺杆定位预塑注射机、移动螺秆式注射机等。

无论那种注射机，其基本作用均为两个：①加热塑料，使其达到熔化状态；②对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。

为了更好地满足上述两个基本作用，注射机的结构已经历了不断改进和发展的过程。

最早出现的柱塞式注射机(见图)结构简单，是通过一料简和活塞来达到塑化与注射两个基本作用的，但控制温度和压力比较困难。

后来出现的单螺杆定位预塑注塑机(如图)，系由预塑料筒和注塑料筒相衔接而组成。

塑料首先在预塑料筒内加热塑化并挤入注射料简，然后通过柱塞高压注射入模具型腔。

这种注塑机的加料量大，塑化效果显著改善，注射压力和速度较稳定，但是出于操作困难且结构比较复杂，应用不广。

4至50年代末期，移动螺杆式注射机问世，它标志着注射模塑工艺上的一大突破。

它是由一根螺杆和一个料筒组成的(见图)。

加入的塑料依靠螺杆在料筒内的转动而加热塑化，并不断的被推向料筒前端靠近喷嘴处，螺杆在转动的同时缓使地向后退移．达到顶定位置和限位开关相接触时．螺杆即停止转动。

此时，螺杆接受液压油缸柱塞传递的高压而进行轴向位移，将积存在料筒端部的熔化塑料推过喷嘴而以高速注射人模具。

移动螺杆式注射机的效果几乎与预塑注射机相当，但结构简化，制造方便。

它与柱塞式注射机相比，可使塑料在料筒内得到良好的混合和塑化，不仅提高了模塑质量，还扩大了注射成型塑料的范围和注射量。

因此，移动螺杆式注射机得到很大的发展。

当前广泛使用的多是移动螺杆式注射机，但在生产60g以下的小型制件时多用柱塞式注射机。

而对模塑热敏性塑料，流动性差的各种塑料，中型及大型注射机则多用移动螺扦式。

各种注射机完成注射模塑的动作程序不完全相同，但其模塑的基本过程还是相同的。

现以螺杆式注射机为例子以说明。

将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，在料筒外加热和螺杆剪切作用下，物料实现其物理状态的变化，最后呈粘流态，并建立起一定的压力。

合模油缸中的压力油推动合模机构动作，移动模板使模具闭合。

注射座前移，注射油缸充入压力油，使油缸活塞带动螺杆按要求的压力和速度将熔料注入到模腔内。

保压后，螺杆克服注射油缸活塞退回5时的阻力(背压)进行预塑，为整循环做好准备。

同时，模腔内的熔料冷却定型，然后打开模具，在顶出机构的作用下将制品脱出．从而完整个模塑周期。

注射模塑流程图表示如下：注射模塑的一个模塑周期从几秒钟至几分钟不等，时间的长短取决于制件的大小、形状和厚度，注射机的类型以及所采用塑料的品种和工艺条件等因素：以下将对注射模塑设备及注射模塑工艺加以介绍。

自从热固性塑料成功地采用注射模塑后，不仅使其制品质量稳定、性能提高、尺寸准确、成型周期缩短，而且劳动条件也得到适当的改善，近年来发展很快。

由注射原理演变而用于热固性塑料成型的传递模塑法等。

反应注射模塑是一种较新的模塑工艺，因其具有能量损耗低、制件尺寸大、可模制复杂制件的特性，得到迅速发展。

移动螺杆式和柱塞式注射机主要由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成，现分述如下。

(二)注射系统注射系统是注射机的主要部分，其作用是使塑料塑化和均化，并在很高的压力和较快的速度下，通过螺杆和柱塞的推挤将熔料注射人模具。

注射系统包括：6加料计量装置、料筒、柱塞和分流棱、螺杆、喷嘴及加压和驱动装置等部件。

1.料筒为塑料加热和加压的容器．因此要求料筒能耐压、耐热、耐疲劳、抗腐蚀、传热性好，柱塞式注射机的料筒容积约为最大注射量的4—8倍。

容积过大时，塑料在高温料筒内受热时间较长，可能引起塑料的分解和变色，从而影响产品质量，甚至中断生产；容积过小时，塑料在料筒内受热时间太短，塑化不均匀。

螺杆式注射机因为有螺杆在料简内对塑料进行搅拌，料层比较薄，传热效率高，塑化均匀，一般料筒容积只需要最大注射量的2—3倍。

料筒外部配有加热装置，一般格料简分为2—6个加热区，使其能进行分段加热和控制。

近料斗一端温度较低，靠喷嘴端温度较高。

料筒各段温度是通过热电偶和恒温控制仪来精确控制的。

根据注射螺杆塑化物料时产生的剪切热比挤出机少的特点，一般对料筒和螺杆无需加冷却装置，而是靠自然冷却，但是为了能顺利进料，在料斗座加料口处设置冷却水套进行冷却。

料筒内壁转角处均应作成流线型，以防存料而影响制品质量。

料筒各部分的机械配合要精密。

料筒常采用铬、钼、铝的特殊合金钢制造，经氮化处理，表面硬度较高。

2.柱塞与分流梭柱塞与分流梭都是柱塞式注射机料简内的重要部件。

柱塞的作用是将注射油缸的压力传递给塑料并使熔料注射入模具。

柱塞是一个表面光洁、硬度较高的圆柱体，其头部做成内圆弧或大锥度的凹面。

柱塞与料筒的配合要求既不漏料，又能自由地往复运动。

分流梭是装在料筒前端内腔中而形状颇似鱼雷体的一种金属部件。

它的作用是使料简内的塑料分散为薄层并均匀地处于或流过料筒和分流梭组成的通道，从而缩短传热导程，加快热传递和提高塑化质量。

塑料在柱塞式注射机内升温所需的热量，主要是靠料筒外部加热器所供给。

但塑料在料筒内的流动，通常都是层流流动，所受剪切速率不高，而且粘度偏大，再加上塑料的导热系数很低，这样，如果想通过提高料筒温度梯度来增加传热量，以达到塑化均匀，不仅会延长塑化时间，而且使靠近料筒部分的塑料容易发生热分解。

装上分流梭后，可使料层变薄，这特有利于加热。

再者，分流梭上还附合紧贴料筒壁起定位作用的凸出筋条，7于是热量就可从料筒通过筋条传到分流梭而对塑料起加热作用，使分衡在通道内的薄层塑料受到内外两面加热，致使塑料能较快和均匀的升高温度。

此外，在通道内，由于料层的截面积减小，熔料所受的剪切速率和摩擦热都会增加，致使它的粘度得到双重下降，这对注射和传热都有利。

3.螺杆螺杆是移动螺杆式注射机内的重要部件。

它的作用是对塑料进行输送、压实、塑化和施压。

螺杆在料筒内旋转时，首先将料斗来的塑料卷入料筒，并逐步将其向前推迭、压实、排气和塑化，随后熔融的塑料就不断地被推到螺杆顶部与喷嘴之间．而螺杆本身则因受熔料的压力而缓慢后移。

当积存的熔料达到一次注射量时，螺杆停止转动。

注射时，螺杆将液压或机械力传给熔料使它注入模具。

注射螺杆的形式和挤出机螺杆相似，有渐变螺杆；突变螺杆两大类。

注射螺杆特点介绍如下：①注射螺杆在旋转时有轴向位移，因此螺杆的有效长度是变化的；②注射螺杆的长径比和压缩比较小。

一般L／D＝16—20，压缩比为2—2．5。

注射螺杆在转动时只需要它能对塑料进行塑化，不需要它提供稳定的压力，可以通过调节背压来调节注射螺杆的塑化情况，但螺杆压缩比不同，其调整背压的效果是不一样的，即小压缩比的螺杆，调整背压物料塑化温度的变化明显，故小的压缩比可以提高适应性。

注射螺杆的压缩比，对结晶性塑料如PP、PE、PA，一般取3．o一3．5；对粘度高的塑料，如PVC、聚甲醛等，可取1．4—2，通用型螺杆可取2—2．8。

③注射螺杆的螺槽深度—般偏大．借以提高生产率；④注射螺杆有轴向位移，因此加料段应较长，约为螺杆长度的一半，而压缩段和计量段则备为螺杆长度的l／4。

⑤为使螺杆对物料施压进行注射时不致出现熔料积存或沿螺槽回流的现象，对螺杆头部结构应进行考虑。

就熔融粘度大的塑8料来说，通常都采用锥形尖头的注射螺杆，采用这种螺杆是为了减少注射时物料流动的阻力。

4.喷嘴喷嘴是连接料筒和模具的过渡部分。

注射时，料筒内的熔料在螺杆或柱塞的推挤作用下，以高压和快速流经喷嘴而注入模具，因此，注射喷嘴的结构形式、喷孔大小以及制造精度均将直接影响熔料的压力和温度的损失，射程的远近、补缩作用的优劣以及是否产生“流涎”现象等目前使用的喷嘴种类繁多，且都有其特定使用范围。