高分子材料成型加工及力学性能检测实验指导书

残存的酸，使交联固化完善，有利于提高制品的耐热性和机械强度。
硬脂酸盐类作为润滑剂，不但能增加物料混合和成型时的流动性，也有利于成型时的脱模。
酚醛树脂色深，其制品多为黑色或棕色，常用苯胺黑作着色剂。
酚醛压塑粉是酚醛树脂和上述各种配合剂通过一定的加工程序而制成的。首先是树脂粉
碎后和配合剂的捏合混合，然后再在130C左右的温度下进行辊压塑炼，再经冷却、磨碎而
实验二：热塑性塑料挤出造粒·····························································································7
实验三：热塑性塑料注射成型·····························································································11实验四：塑料冲击强度测定·································································································16
有酚醛、脲醛、蜜胺、环氧和不饱和聚酯等几大类。这些树脂的共同特点都是含有活性官能
团的聚合物，在加工成型过程中能够继续发生化学反应，最终固化为制品。
热固性塑料也可以通过多种的成型方法和工艺，加工成型为各式各样的塑料制品。不同
类型的热固性塑料的成型工艺有所不同，其中以酚醛塑料的压制成型最为重要。压制成型又
温度为180℃。向模具涂脱模剂，根据模型尺寸和压机参数计算模压成型的表压。从塑粉的
硬化速度、制品厚度确定模压时间。
②加料闭模压制
a．按照塑件质量用天平称取一定量的酚醛压塑粉，迅速加入到压机上已预热的模具型
腔内，使平整分布，中间略高，迅速合模。
b．加压闭模，放气。压机迅速施压到达成型所需的表压后。即泄压为0，这样的操作反复两次，完成放气。
固化剂，它是碱性的，在受热或潮湿条件下分解出甲醛和氨气。
酸法酚醛树脂与甲醛在碱性条件下，将进一步的缩合并且交联。
木粉是一种有机填料，实质是纤维素高分子化合物，使它分散于酚醛树脂的网状结构
中，有增容，增韧及降低成本的作用。此外，纤维素中的羟基也可能参与树脂的交联，有利
于改善制品的力学性能。
石灰和氧化镁都是碱性物质，对树脂的固化起到促进作用，也可以中和酚醛树脂中可能
①酚醛模塑制品的抗弯曲强度填入表3—9。
表1-1实验测量结果
②分析模压所得试样的表观质量和弯曲强度与模压成型工艺条件的关系。
七、思考题
1)酚醛塑料的模压成型原理与硬PVC压制成型原理有何不同?
2)酚醛压塑粉模压温度和时间对制品质量影响如何?两者之间关系如何协调?
3)热固性塑料模压成型为什么要排气？
(4)热固性塑料能否回收再利用，为什么?
完善，生产周期延长，也是不宜的。通用型酚醛压塑粉的模压成型温度，一般控制在145～
185℃为宜。不同种类和不同的制品的模压温度须通过实验方法来确定。ห้องสมุดไป่ตู้
模压压力是指完全闭模到脱模前这段时间的维持压力。压力的高低主要取决压塑粉的性
能，模压温度高低与压制品的结构和压塑粉是否经过预热预压等都有关，过高过低都不宜。
多的是酚醛压塑粉，其加工方法主要是压制，其次是注塑和挤出等成型。酚醛塑料制品有良
好的物理力学性能和电性能。其制品种类繁多，应用广泛，特别是电工、电器和电子工业等
部门。
酚醛压塑粉是多组分塑料，一般由酸法酚醛树脂、固化剂、添加剂等组成。酸法酚醛树
脂是线形分子低聚物，分子量通常是几百到几千。它是塑料的主体，六次甲基四胺是树脂的
二、实验内容
实际操作聚乙烯、聚丙烯及聚氯乙烯等塑料的挤出造粒，掌握塑料挤出加工的配料、挤出、造粒等工艺过程，掌握挤出成型基本操作。
三、实验原理、方法和手段
(1)塑料造粒。合成出来的树脂大多数呈粉末状，粒径小成型加工不方便，而且合成树脂中又经常需要加入各种助剂才能满足制品的要求，为此就要将树脂与助剂混合，制成颗粒，这步工序称作“造粒”。树脂中加入功能性助剂可以造功能性母粒。造出的颗粒是塑料成型加工的原料。
⑴酚醛压塑粉的配置（干法）
①各组分的准备和捏合
a．酚醛树脂首先要粉碎，木粉要求干燥。各种配合剂和树脂按配比分别称量，复核无误备用。
b．物料捏合。在Z型捏合机内加入树脂和除木粉以外的其他组分，开动混合机混合
30min，然后加入木粉再混合30min~1h，停机出料备用。
②混合物料的辊压塑化
a．在SK-160B型双辊炼机上进行，机器的加热和操作要点如前述(硬PVC加工)。两个辊筒的温度分别调整为l00℃和130℃左右，辊间距约1～5mm。
材料科学与冶金工程学院
《高分子材料成型加工及力学性能检测》
实验指导书
编写：鲁圣军
罗 筑
适用专业：高分子材料与工程
贵州大学
二OO七年十二月
前言
《聚合物加工原理及成型工艺》介绍了了解高分子材料成型加工的基本原理、生产制造方法和工艺过程，《高分子材料研究方法》让学生掌握光谱、波谱、电镜、X-光衍射、流变仪以及差热分析等原理,会从基本理论出发去解决物质的结构、性能问题。
实验五：塑料拉伸强度测定·································································································23
附录1：验报告基本内容要求······························································································31
c．压机升压到所需的成型表压为止(15--30t)。
d．保压固化。按工艺要求达到保压力的时间（5~15min），使模具内塑料交联固化定型为酚醛塑料制品(抗弯试样)，趁热脱模。
(3)注意事项
①要带干燥的手套操作，避免烫伤。
②加料动作要快，物料在模腔内分布要均匀，中部略高。上下模具定位要准，防止闭模加压时损坏模具。
在45~60s/mm的乙阶段。辊压后的物料成为均匀黑色片材，冷却后为硬而脆的物料。
③塑料片的粉碎。可用锤击等方法把塑化片打碎成5cm以下的碎块，然后采用粉碎机或球磨机或研钵把碎块粉化。要求压塑粉有良好的松散性和均匀度。
(2)模压成型
①实验前的准备。模具预热是通过压机加热，严格控制上、下模板的温度一致，模压
酚醛压塑粉模压成型压强通常是10一40MPa，压机的汕缸表压可考虑压制面积等参数通过
换算来确定。
模压的时间即保压时间，主要决定于塑粉在乙阶段时的硬化速度，和压制品的厚度
制温度等也有关。模具温度达到模压温度时，通用型压塑粉的固化速度约45—60s／mm
压时间＝固化速度×制品厚度。
四、实验组织运行要求
本实验以指导教师操作集中授课形式组织教学，指导教师集中讲授实验原理、进行实验过程操作，实验要求如下：
使用颗粒料成型加工的主要优点有：①颗粒料比粉料加料方便，无需强制加料器；②颗粒料比粉料密度大，制品质量好；③挥发物及空气含量较少，制品不容易产生气泡；④使用功能性母粒比直接添加功能性助剂更容易分散。
塑料造粒町以使用辊压法混炼，塑炼出片后切粒，也可以使用挤出塑炼。塑化挤出条后切粒。本实验采用挤出冷却后造粒的工艺。
③脱模时手工操作要注意安全，防止烫伤，砸伤及损坏模具。取出制品时用钢条帮助挖出来。脱出来的制品小心轻放，平整放置在工作台上冷却。压制品须冷却停放一天后进行性能测试。
(4)性能测试。对压制品进行抗弯曲强度测试。测试方法按GB1042-79在XLL-2500型拉力机上进行，在拉力机上安装反向抗弯曲试样夹具。测试结果填写在表3-9中。
展到不熔不溶的三维网状结构，最终固化完全，保证了制品的性能。
模压成型工艺参数是温度、压力和时间。温度决定着压塑粉在模具中的流动状况和固化
的速度。高温有利于缩短模压成型的周期，而且又能提高制品的表面粗糙度等物理力学性
能。但若过高的温度，树脂会因硬化太快而充模不完整，制品中的水分和挥发物来不及排
除．存在于制品巾使制品性能不良。反之，若温度过低，物料流程短，流量小，交联固化不
(2)挤出成型原理及应用。热塑性塑料的挤出成型是主要的成型方法之一，塑料的挤出成型就是塑料在挤出机中，在一定的温度和一定压力下熔融塑化，并连续通过有固定截面的模型，得到具有特定断面形状连续型材的加工方法。不论挤出造粒还是挤出制品，都分两个阶段，第一阶段，固体状树脂原料在机筒中，借助于料筒外部的加热和螺杆转动的剪切挤压作用而熔融，同时熔休在压力的推动下被连续挤出口模；第二阶段是被挤出的型材失去塑性变为固体即制品，可为条状、片状、棒状、筒状等。因此，应用挤出的方法既可以造粒也能够生产型材或异型材。
成。压塑粉中的树脂已从原来的甲阶段到达乙阶段，具有适宜的流动性，也有一定的细度、
均匀度及挥发物的含量。可以满足制品成型及使用的要求。
酚醛压塑粉的模压成型是一个物理-化学变化过程，压塑粉中的树脂在一定的温度和压
力下，熔融、流动、充模而成型。树脂上的活性官能团发生了反应，分子间继续缩聚以致交
联起来；在经过适宜的时间后，树脂从乙阶段推进到丙阶段，即从较难熔难溶的状态逐步发
1.了解热固性塑料加工成型的基本原理；
2.掌握酚醛压塑粉的配合工艺；
3.掌握酚醛塑料和模压成型方法。
五、实验条件
1).原料、试剂；
酚醛树脂(由学生制备)
木粉
固化剂
润滑剂
着色剂。
酚醛压塑粉的配方(通用型)：酸法酚醛树脂100(质量份，后同)，木粉100，六次甲基四胺12.5，石灰或氧化镁3.0，硬脂酸钙2.0，苯胺黑1.0。
2).仪器、设备；
XLB350×350×2型平板硫化机(或Y71-100-I型电热油压机）1台
SK-160B开放式炼塑机1台
Z型捏合机1台
球磨机或粉碎机或研钵1台
模具(塑料弯曲强度标准试样模具)1套
XLL-2500拉力试验机1台
反向压缩和弯曲夹具1套
脱模装置1套
铜条1根
温度计1支
3).设备连接；
六、实验步骤
一、实验目的
了解热固性塑料加工成型的基本原理并掌握酚醛压塑粉的配合工艺及酚醛塑料和模压成型方法。
二、实验内容
实际操作酚醛压塑粉的配合工艺及酚醛塑料和模压成型方法，掌握热固性塑料加工成型的基本原理，掌握酚醛压塑粉的配合工艺，掌握酚醛塑料和模压成型方法。
三、实验原理、方法和手段
热固性塑料是由热固性树脂为主要原料，加上各种配合剂所组成的可塑性物料。常见的
八、实验报告
1).实验报告应按专用实验报告格式书写；
2).实验报告应包含实验目的、要求、实验原理；
3).实验结束后应将报告交与指导教师签字认可；
九、注意事项
1).实验过程中高温，小心烫伤！！
实验（二）热塑性塑料挤出造粒
实验学时：6
实验类型：验证
实验要求：必修
一、实验目的
熟悉挤出成型的原理，了解挤出工艺参数对塑料制品性能的影响。了解挤出机的基本结构及各部分的作用，掌握挤出成型基本操作。
针对两门课程设置了《高分子材料成型加工及力学性能检测》课程，让学生理论联系实际，学习高分子材料成型加工的基本原理及方法，了解高分子材料力学性能检测的基本原理及方法。
本实验课程适用于高分子材料与工程专业本科生。
实验一：酚醛塑料的模压成型·······························································································3
附录2：实验报告格式·········································································································32
实验（一）酚醛塑料的模压成型
实验学时：4
实验类型：验证
实验要求：必修
分为模压和层压，模压又叫压缩模塑。本节仅就酚醛压塑粉模压实验为例，讨论热固性塑料
的加工成型。
酚醛树脂是酚类化合物和甲醛缩聚反应的聚合物，其聚合方法又分为酸法和碱法，碱法
树脂多为层压用料，酸法多为模压料。纯粹的酚醛树脂通常是不直接加工和应用的，大多数
情况下，酚醛树脂都是与填料和其他配合剂通过一定的加工程序而成为热固性物料。用得最
b．加入混合物料辊压塑化。混合物料中的酚醛树脂固受辊筒的温度影响而熔化，并且
浸渍其他组分，形成包辊层后拉前面热塑性塑料塑炼的操作进行切割、翻炼，促使物料混合
均匀。山于混合塑化过程是一个物理和化学变化过程，应严格控制混炼时间。塑化期间要经
常检验物料的流动性，通常是用拉西格流程法来衡量流动度，要求塑化物料的硬化速度控制