聚丙烯与秸秆粉实验.doc

聚丙烯+秸秆粉实验 一、实验目的 1.进一步了解塑料填充改性的方法，掌握基本配方的配制，加深对偶联剂的作用机理的理解； 2.掌握填充物的含量对复合材料力学性能的影响规律； 3.了解双螺杆挤出成型的方法； 4.掌握数据处理和分析的方法。 二、实验原理 采用模压成型工艺制备稻秸秆粉/聚丙烯木塑复合材料，利用万能电子试验机测试了复合材料的拉伸及弯曲性能，用冲击试验机测试了复合材料的冲击性能，用体视显微镜对复合材料的微观结构断面进行了观察。结果表明，硅烷偶联剂KH570 处理稻秸秆粉是较好的处理方法，稻秸秆粉质量分数为50%，粒度为60 目时，稻秸秆粉/PP 复合材料综合力学性能较好，其复合材料表面微观结构光滑。 实验步骤 1.稻秸秆处理 稻秸秆自然晾晒干燥，将稻秸秆进行粉碎，用分样筛筛选不同粒度的稻秸秆粉，用偶联剂处理稻秸秆粉，再对处理过的稻秸秆粉干燥。 2.复合材料试样制备 称取适量PP、硬脂酸锌、处理好稻秸秆粉，在搅拌机里混合均匀后放入模具，置于平板硫化机上模压成型，成型工艺如图1。 3.通过物理和机械的方法在高分子聚合物中加入无机或有机物质，或将不同类的聚合物共混，或用化学方法实现高聚物的共聚、接枝、交联、或将上述方法连用、并用，已达到使材料的成本降低、成型加工性能或最终性能改善，或在磁、光、热、声、燃烧等方面被赋予独特功能等效果，称之为高聚物的改性。填充改性就是在塑料成型加工过程中加入无机填料或有机填料，使塑料制品的原料成本降低达到增量的目的，或使塑料制品的性能有明显的改善，即在牺牲某些性能的同时，使人们所希望的另一方面的性能得到明显提高或各种性能都得到提高。本实验将质量分数为15%的经干燥处理的秸秆粉填充到聚丙烯中，在双螺杆挤出机的压力和剪切力作用下混合均匀，经冷却、吹干、造粒得到填充改性的粒料。将经过干燥的粒料用注射机注射成测试样条，然后测试材料的缺口悬臂梁冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率。找出填料含量对材料力学性能的额影响。 四、实验设备 1.试验用仪器设备 （1）平行双螺杆混炼挤出机（SHJ-36型）螺杆直径36，螺杆长径比36:1； （2）基础辅机包括冷却水槽、风干机、切粒机； （3）高速混合机（GH-10）总容积10升，有效容积7升，主轴转速600～3000转/分； （4）悬臂梁冲击试验机(XJU-22J)； （5）万能拉伸测试仪； （6）注射机(SZ-100/80)； （7）机械拉力机（LJ-10000）； 2.试验用仪器设备使用方法 成型设备 （1）双螺杆挤出机：目前双螺杆挤出机为WPC的主要加工设备。这是因为双螺杆挤出机依靠正位移原理输送物料，没有压力回流，加料容易，排气效果好，能够充分地排除木粉中的可挥发成分；螺杆相啮合，强烈的剪切作用使物料的混合、塑化效果更好。木粉用量相对较低时，物料在双螺杆中停留时间短，不会出现木粉烧焦。因此，双螺杆挤出机可使用粉料生产WPC。双螺杆挤出机又分为同向平行双螺杆挤出机和异向锥型双螺杆挤出机。 （2）开车前的准备工作 1）用于挤出成型的木塑。原材料应达到所需要的干燥要求，必要时需作进一步干燥。并将原料过筛除去结块团粒和机械杂质。 2）检查设备中水、电、气各系统是否正常，保证水、气路畅通、不漏，电器系统是否正常，加热系统、温度控制、各种仪表是否工作可靠；辅机空车低速试运转，观察设备是否运转正常；启动定型台真空泵，观察工作是否正常；在各种设备滑润部位加油润滑。如发现故障及时排除。 3）装机头及定型套。根据产品的品种、尺寸，选好机头规格。按下列顺序将机头装好。 （3）开机 1）在恒温之后即可开机，开机前应将机头和挤出机法兰螺栓再拧紧一次，以消除螺栓与机头热膨胀的差异，紧机头螺栓的顺序是对角拧紧，用力要均匀。紧机头法兰螺母时，要求四周松紧一致，否则要跑料。 2）开机，选按“开机”钮，然后缓慢旋转螺杆转速调节旋钮，螺杆转速慢速启动。然后再逐渐加快，同时少量加料。加料时要密切注意主机电流表及各种指示表头的指示变化情况。螺杆转矩不能过高（一般为50~65）。木塑型材被挤出之前，任何人均不得站于口模正前方，以防止因螺栓拉断或因原料潮湿放泡等原因而产生伤害事故。木塑从机头口模挤出后，即需将挤出物慢慢冷却并引上牵引装置和定型模，并开动这些装置。然后根据控制仪表的指示值和对挤出制品的要求。将各部分作相应的调整，以使整个挤出操作达到正常状态。并根据需要加足料，双螺杆挤出机采用计量加料器均匀等速地加料。 3）当口模出料均匀且塑优良好可进行牵引入定型套。塑化程度的判断需凭经验，一般可根据挤出物料的外观来判断，即表面有光泽、无杂质、无发泡、焦料和变色，用手将挤出料挤细到一定程度不出现毛刺、裂口，有一定弹性，此时说明物料塑化良好。若塑化不良则可适当