塑料配制是将各组物料(粉末或液体状)经需要的预处理后,按一定的配比称量和按一定顺序依序加入混合器中进行混合,采用不同的混合方法使物料各组分的层内和层间在流动状态下达到最佳的混合效果的过程。
1.混合形式
各组分主要通过以下三种形式进行混合。
(1)扩散 这是利用各组分的浓度差,使高浓度组分向低浓度组分扩散,达到各组分充分均匀地混合的目的。这种形式在液-液或液-固相时较为明显。
(2)对流 这是利用机械搅拌力或热的作用,使各组分向其他组分的空间区流动,从而达到充分均匀混合的目的。
(3)剪切 这是物料在粘流体状态时,利用混合设备中的剪切装置(如螺杆等)使各组分流动变形,互相接触搅和而达到混合目的。
在配制过程中也经常有三种形式并存,但各种形式所起的作用可能不同。
2.配制工艺
配制工艺可分为初混合、捏合、塑炼三种。不同的塑料应选用适当的配制工艺及设备。
(1)初混合 通常采用滚筒式或螺带式混合机,将粉料装入混合筒(室)内,如液体助剂可采用喷雾方法加入容器内进行搅合。当滚筒或螺带转动时,物料间及物料与滚筒壁(或螺带)发生摩擦,增大接触面积,在搅拌过程进行混合反应,最终达到物料均匀分散混合的效果。(www.xing528.com)
在搅拌机中有一种高速混合机,搅拌转速高达860r/min,装料的混合室周壁有可通入加热或冷却介质的夹层,可调节混合时所需的温度,物料在搅拌过程中受到摩擦热及剪切作用,除了可均匀混合外,还有塑化作用。物料之间的表面被反复粘合、撕开,具有对流和剪切作用,故混合效果更好。
初混合的物料温度均在Tm以下,搅拌力较缓和,故物料组分的物理及化学性能基本没有变化。
(2)捏合 这种工艺需采用捏合机,料筒有加热或冷却功能的夹层,搅拌机构使物料沿桶壁翻动,提升到容器中间,再向下坠落,使物料受到反复折叠、撕裂和揉捏,剪切作用较强,混合效果好,物料温度在Tm以下,故物性变化不大,常用于配制增强纤维及填充塑料。
(3)塑炼 这种工艺采用双辊筒塑炼机、开炼机、密炼机或挤出机,工作时将粉料树脂在混料室(或料筒)内加热到Tm以上,同时用辊筒或螺杆转动对树脂及助剂产生强大的剪切力,使物料在熔化、剪切条件下混合,排除挥发物,获得充分和均匀分布的塑炼和混合,物料在混合后各组分的物理和化学性能会发生一些变化。双辊机及密炼机制得的物料通常为片状和团状料,需用切粒机等设备制成颗粒料,挤出机混合后的物料呈条状料,可用安装在口模上的旋转刀片切成粒料,供后续成型加工使用。
(4)其他 不同的塑料品种还可采用其他不同的配制方法配制。
1)溶液法。例如配制热固性增强塑料的SMC片状模塑料时,则先将粉料树脂加入溶剂配制成一定浓度的溶液,然后将经过表面活性剂处理的纤维材料(束、织物)按规定的速度通过溶液,使树脂液浸渍于纤维中进行混合,然后再经去溶剂工序,即可获得充分均匀混合的增强塑料。
2)配制泡沫塑料。泡沫塑料的配制经常是配制塑料与成型制品连贯进行的。例如聚氨酯泡沫塑料等,先将树脂和助剂配制成溶液,送入混合器或打泡器或喷枪(喷泡成型时),进行搅拌、混合、发泡,然后立即将配料送到模具或其他装置中转入发泡成型工序,制取发泡制品。对于聚苯乙烯类可发性泡沫塑料,则常采用球磨机将乳液法聚合的粉末树脂与发泡剂进行球磨混合制成预发泡颗粒料。
配制后的塑料可制成各种形式,如粉状、颗粒状、液态状、片团状、絮状等。可按制品成型加工的要求配制,同时还要保证尺寸和密度及其他指标,如颗粒度、比容积、粘度、浓度、密度(比重或固体比例)等。它们对成型加工性、制品质量都有影响,不容忽视。
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