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这样,位于相界面上的接枝共聚物就通过共价键加强了相界面间的粘结力,扩大了分散相在边续相中分布范围,使得共聚物的性能得到明显的改善。
PE、PP的接枝物增容PA共混物,随着PE-g-MAH含量的增加,冲击强度增大。
当PE-g-MAH质量份数达到30%时,冲击强度达到最大,此时的脆韧转变温度下降了50℃以上。
在PA6/PE-g-MAH/PE三元体系中,在PA含量固定不变的情况下,提高PE-g-MAH的含量,同时提高PA6的分子量,能显著提高共混物的冲击强度。
【聚烯烃弹性体接枝MAH增韧尼龙】
聚烯烃弹性体接枝MAH增韧尼龙在商业上取得了很大的成功。
接枝聚烯烃弹性体上的MAH与PA反应,原位生成接枝共聚物,从而大大改善了弹性体与PA的相容性,取得了满意的增韧效果。
根据实验四种聚烯烃弹性体接枝MAH体系,分别是EPDM、EPR、SEBS、超低密度聚乙烯(ULDPE)。
这四种弹性体接枝MAH增韧PA6的效果如下:
EPDM-g-MAH>
EPR-g-MAH>
SEBS-g-MAH>
ULDPE-g-MAH。
ULDPE-g-MAH体系中粒径分布最窄,平均粒径也最小,但它的增韧效果却最差。
另外POE接枝马来酸酐也可改性PA。
【聚烯烃接枝MAH在改性聚酯(PBT、PET)共混物中的应用】
对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)自1970年商品化以来,以其优异的性能,很高的结晶率和结晶速率,适中的价格,成为注塑成型树脂中发展最快的一种。
因其具有耐化学腐蚀性、热稳定性、水中改寸稳定性、良好的熔融流动性和电性能,广泛应用于电气、汽车、建筑和其它工业。
然而,很差的抗冲强度限制了PBT的进一步应用。
为了提高PBE的抗冲击强度,人们作了很多研究,典型的是用橡胶或抗冲塑料改性。
若将PBT和线性低密度聚乙烯(LLDPE)共单纯以增韧PBT。
由于它们不相容,加入了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)接枝MAH作为增容剂。
通过EVA上接枝的MAH与PBT末端羟基起反应,在两相界面上形成了接枝共聚物,增加了两相的界面粘接力。
加入EVA-g-MAH后,PBT/LLDPE(70/30)共混物的冲击强度有了很大的提高,同时并未损失很多挠曲强度和拉伸强度,反而在加入质量分数为1~3%的EVA-g-MAH时,拉伸强度和挠曲强度达到了最大值。
与加入未接枝EVA的PBT/LLDPE相比,EVA-g-MAH体系的力学性能提高的更明显。
随着EVA-g-MAH加入量的增加,体系的粘度也在增加,这也证明了在相界面上发生了接枝反应从而增加了两相的粘合力。
也可将EPR-g-MAH与PBT熔融共混得到了增韧的PBT共聚物。
EPR上接枝的MAH和PBT的末端羟基反应,原位生成(EPR-g-MAH)-g-PBT接枝物。
接枝物起到了类似表面活性剂的作用,减小了界面张力,降低了橡胶颗粒尺寸,增加了两相粘接力,提高了韧性。
对苯二甲酸乙二醇酯(PET)广泛应用于包装(主要是瓶子)、电子等工业。
PET与其他聚合物,特别是聚烯烃的共混物具有令人感兴趣的力学和阻隔的综合性能,以及良好的加工性。
而且,在环保意识不断加强的今天,这种共混物不经分拣就能重复利用的性能就更为可贵了。
由于PET与聚烯烃接枝MAH在增容PET/聚烯烃体系方面也取得了不错的效果。
【聚烯烃接枝MAH在改性TPU共混物中的应用】
由于极性不同以及界面上很高的张力,热塑性聚氨酯(TPU)和PE是不相容的,共混物的力学性能甚至低于单独组分的力学性能。
用PE-g-MAH做增容剂,增加了PE的极性,同时在熔融共混过程中,TPU上的氨基甲酸乙酯键受热离解,与MAH反应生成成异氰酸酯,然后异氰酸酯之间相互反应,在界面上原位形成一种接枝共聚物,增加了PE与TPU之间的相容性,提高了共混物的力学性能。
KRATONFG系列1901,1924等就是马来酸酐接枝的SEBS,用途范围非常广泛。
注意事项:
①量时,应将生胶、固体软化剂、液体软化剂、防老剂、硫化剂、促进剂、活性剂、填充补强剂分别放在对应的专用容器内,最好单放以便检查,也可把一类配合剂放在一容器中。
②量好的原材料按一定规则存放,混炼时按一定顺序手工投料;
③量前台称、天平要进行清理、校零、校灵敏性,并定期在使用过程中进行校捡,以防出现异常现象,各个天平的砝码不得混用。
④合应保持清洁、配合剂不得相互掺混或掺入其它杂质,配合后应在4h混炼完。
否则应严格保护好,以防吸潮、落入尘灰和本身飞扬等。
⑤实验室称量,使用完每一种药品要及时将药匙归位,并盖好盖子。
5、标识与复查
①每称量好一样原材料后,需标识好品种、规格及用量;
②原材料全部称量完毕,必须复查原材料的品种、规格及用量,可全复查,可抽查。
6、收尾工作
①称量完毕后要做好称量记录及实验室记录等;
②称量完毕后要清点称量工具,包括秤砣、砝码等,切要归位;
③称量完毕要打扫现场卫生。
开炼机操作方法及步骤
1)按设备维护使用规程规定检查设备各部件,并开机空载运行,观察是否正常;
2)调整开炼机前后辊筒温度至规定标准(前辊45土1℃,后辊40土l℃);
3)将辊距调至4~5mm,将切胶胶块靠主驱动齿轮一边连续投入破胶4~5min;
4)辊距调小至0.8~lmm,将破胶后胶片薄通10~13次,第一次薄通的胶片,第二次应扭转90o角加入;
5)辊距调至10~12mm,将薄通后的胶片包辊后连续左右切割捣合3~5次,然后切割下片(下片至一半时,割取可塑性检查试样3~5块),下片胶片厚度为13~14mm,宽度为300~400mm,长度为700~1200mm;
6)将胶片放置中性皂液隔离槽中冷却5~10min,取出胶片挂置铁架上,进一步冷却(自然或强制冷却)晾干,至胶片温度为45℃以下;
7)晾干的胶片置于铁桌上停放,停放时间为8~72h,堆放高度应不超过500mm。
1)开车前必须戴好皮革护手腕,混炼时要戴口罩,禁止腰系绳、带、胶皮等,严禁披衣操作。
2)开车前必须检查大小齿轮及辊简间有无杂物。
每班首次开车,必须试验刹车装置是否完好、有效、灵敏可靠(制动后前辊空车迥转不准超过四分之一周),平时严禁用紧急刹车装置关车。
3)至少两人以上操作,必须相互呼应,当确认无任何危险后,方可开车。
有投料运输带必须使用运输带。
4)调节辊距左右要一致,严禁偏辊操作,以免损伤辊筒和轴承。
减小辊距时应注意防止两辊筒因相碰而擦伤辊面。
5)加料时,先将小块胶料靠大齿轮一侧加入(投入不要放入)。
6)操作时要先划(割)刀,后上手拿胶,胶片未划(割)下,不准硬拉硬扯。
严禁一手在辊筒上投料,一手在辊筒下接料。
7)如遇胶料跳动,辊筒不易轧胶时或积胶在辊缝处停滞不下时,,严禁用手压胶料。
8)用手推胶时,只能用拳头推,不准超过辊筒顶端水平线(或安全线)。
摸测辊温时手背必须与辊筒转动方向相反。
9)割刀必须放在安全地方(不要放在接料盘中),割胶时必须在辊筒下半部进刀,割刀口不准对着自己身体方向。
10)打三角包、打卷时,禁止带刀操作,打卷时,胶卷重量不准超过25公斤。
11)辊筒运转中发现胶料中或辊筒问有杂物,挡胶板、轴瓦处等有积胶时,必须停车处理。
严禁在运转辊简上方传送物件。
运输带积胶或发生故障,必须停机处理。
12)严禁在设备转动部位和料盘上依靠,站坐。
13)炼胶过程中,炼胶工具、杂物不准乱放在机器上,以避免工具掉入机器中损坏机器。
14)刹车或突然停电后,必须将辊缝中的胶料取出后方能开车,严禁带负荷启动。
严禁带负荷开车。
15)严禁机器长时间超载或安全保护装置失灵情况下使用。
16)工作完毕,切断电源,关闭水,汽阀门。
3、维护保养
一、开炼机翻炼方法的基本操作
开炼机翻炼方法实训:
两面三刀、薄通法、打三角包、打大卷、打小卷、取样、下片操作法。
上述几种翻炼方法,在生产中往往不是单独进行的,通常是几种方法相伴进行。
(一)两面三刀操作
插入图片及录像或教师示范
操作步骤:
1混炼时割胶刀从辊筒一侧水平进刀至辊筒长度的2/3~3/4处立刀向下稳着让胶料落到料盘中
2当辊距上的堆积胶基本进入通过辊距后停止割胶
3用手将落盘胶料拉入另一侧并尽可能转动90°
,并附贴在有包胶上让割下胶自动带回辊距
4落胶全部带上辊筒并包好辊再从辊筒另一侧如此操作
5这样依次两侧轮流,每侧各3刀(次)共计6刀(次)
要点:
1.“三刀”:
进刀至辊筒长度的2/3~3/4处,不能割断
2.“两面”:
从辊筒一侧进到后,再从另一侧进刀。
3.不能将胶料全部通辊
实训(05-1)两面三刀操作实训(分组每人轮流操作),现场指导评训
学生实训及评训(分8组每人轮流进行,其它同学评训)
(二)三角包操作(复习式)
此法是采用较小辊距(1~1.5mm)或较大辊距(2~2.5mm),操作时先将包在前辊上的胶料横向割断,随着辊筒的旋转将左右两边胶料不断向中间折叠成一个三角包,如此反复进行到规定次数,使辊筒之间的胶料不断地由两边折向中间,再由中间分散到两边进行混合。
然后放大辊距(10mm左右),包辊、下片。
此法配合剂分散效果好,胶料质地均一,但由于劳动强度大,操作安全性差,一般只适用于XK-400规格以下的开炼机混炼。
实训(05-2)三角包操作实训(分组每人轮流操作),教师现场指导评训。
(三)打大卷操作
此操作方法是割断包辊胶后随辊筒旋转打卷,堆积胶快吃净时,把胶卷扭转90°
角放入辊筒间,然后再打卷,如此反复直至达到混炼要求为止。
此法混炼效果较好,生产效率较高,但劳动强度大。
操作要点:
1.将胶料加入于辊间,用手从下接胶,也可从包胶辊将胶料横向割断接住
2.借助辊筒旋转力将胶片贴在辊筒打成卷。
3.将胶卷贴在辊筒上,处于要落而用稍力能稳持的位置,不能超过安全线。
4.双手将胶卷均匀平衡。
用力开始是打卷转力而后主要是保持平衡及适当压力
5.当胶卷失去平衡时,可用手扒低处,以增加低处胶卷与辊筒摩擦力,稍后胶卷会调制平衡。
6.堆积胶吃净,把胶卷打完后拿下或扭转90°
角放入辊筒,然后再打卷,如此反复直至达到要求为止。
有时当胶卷打到一定程度时,用一手扶持,另一手握刀快速横向将胶割断,并将胶卷拿下或扭转90°
角放入辊筒。
实训(05-3)打大卷操作实训(分组每人轮流操作),教师现场指导评训。
(四)打小卷
此操作方法是从辊筒一侧将包辊胶割断一部分后立刀稳住,另一只手将随辊筒旋转胶片打小卷,然后将割断后的胶卷投放到辊缝另一端,如此反复直至达到混炼要求为止。
此法混炼效果较好,但劳动强度大。
1.一手持刀从辊筒一侧将包辊胶割断一部分后立刀稳住
2.另一只手从上将随辊筒旋转将割下胶片打小卷贴在辊筒并保持平衡
3.然后将割断后的胶卷转向90°
投放到辊缝另一端,如此反复直至达到混炼要求为止。
4.插入图片及录像及教师示范
总结要点:
1、先炼习较小的小卷,再炼习较大的小卷。
2、进刀时在辊筒一侧中上部,不能超过安全线。
3、立刀要稳,不允许向内侧倾斜,可稍微向外侧倾斜。
4、单手打卷保持平衡技巧同打大卷。
实训(05-4)打小卷操作实训(分组每人轮流操作),教师现场指导评训。
(五)薄通法
此法是将辊距调至1~1.2mm,让胶料通过辊缝,任其落入接料盘中,待胶料全部通过辊缝后,再将落盘的胶料扭转90°
再进行薄通。
如此反复进行到规定次数。
然后调大辊距(10mm左右),让胶料包辊、下片。
此法的特点是胶料散热快、不易焦烧、劳动强度较低、操作安全,但配合剂分散不易均匀,尤其是沿辊筒的轴向分散不易均匀。
实训(05-5)薄通法操作实训(分组每人轮流操作),教师现场指导评训。
(六)取样操作法
将混炼好的胶片从旋转的辊筒中部取下一部分,以便于混炼胶的快检。
试样为正方形或三角形,取样时要求刀法快而准确,双手配合到位,不准超过安全线。
插入图片及录像及教师示范
1、取样时要求刀法快而准确,2、第一刀要保证水平。
3、双手配合到位。
4、不准超过安全线。
实训(05-6)取样操作实训(分组每人轮流操作),教师现场指导评训。
(七)下片操作法
将混炼好的胶料从辊筒上取下一长方形胶片。
宽为300-500mm,长最多不超过1200mm。
1、下片时要求刀法快而准确,一般情况下四刀才能完成操作。
2、第一刀要保证水平。
3、四刀之间操作保证衔接。
4、双手配合到位5、不准超过安全线。
实训(05-7)下片操作实训(分组每人轮流操作),教师现场指导评训。
2、仪器(实物演示)
硬度计按形式可分为台式和手提式,一般实验室多采用台式硬度计,它是由底座、工作台面、压针、刻度表、砝码和主柱等组成,如图6-1所示。
6-1硬度计示意图
1—底座;
2—工作台面;
3—压针;
4—刻度表;
5—砝码;
6—主柱
3、试样(实物演示)
1)试样厚度不小于6mm,如试样厚度低于6mm,可用同样胶片重迭起来,但重迭片数不得超过3层。
2)试样表面应光滑、平整,不应有缺胶,机械损伤及杂质等。
如试样表面有杂质,需用纱布沾酒精擦净。
3)试样在试验温度下应至少停放5h。
4、试验步骤(教师演示并配以录像)
1)试验前检查硬度计指针是否指于零点(如指针量偏离零位时,可以松动右上角压紧螺丝,转动表面,对准零位),并检查压针压于玻璃面上(压针端面与压脚底面严密接触于玻璃板上),是否指于100°
,如不指零位和100°
时,可轻微按动压针几次,如仍不指零位和100度时,则不能使用,如在定荷架上使用时,可拔动手柄,使工作台上升,将定位销插入工作台下部小孔,调整工作台水平后使用,如仍不指100°
时同样不可使用。
2)将试样置于硬度中玻璃面上。
用定负荷架辅助测定试样的硬度。
在试样缓慢地受到lkgf负荷,(硬度计的底面与试样表面平稳地完全接合)时立即读数(1s内)。
3)试样上的每一点只准测量一次硬度,点与点间距离不少于6mm,点与边间距不少于12mm。
4)每个试样的测量点不少于5个,取其中值为试验结果,试验结果精确到整数位。
4.2.5影响因素
1)温度的影响,当试样温度高时,由于高聚物分子的热运动加剧,分子间作用力减弱,内部产生结构的松驰时间下降,降低了材料的抵抗作用,因而硬度值降低。
2)试样的厚度的影响,试样必须具备一定的厚度,否则,如试样厚度低于要求的厚度。
硬度计压针则会受到承托试样的玻璃片的影响,使硬度值增大。
3)读数时间的影响,由于橡胶是高分子粘弹性体,受外力作用后具有松驰现象,随着压针对试样加压时间的增长,因而试样对硬度计压针反抗力减小,所以硬度减小。
(2)可塑性试验机
可塑性试验机由电恒箱、工作台、恒温控制器、刻度显示等几个部分组成的(如图6-3所示)。
图6-3可塑度试验机结构示意图
1—百分表;
2—压紧螺母;
3—恒温箱;
4—链条;
5—手柄;
6—导杆;
7—加压重锤;
8—试样;
9—工作平台;
10—门;
11—恒温控制箱;
12—加热管
恒温箱夹层内充满玻璃纤维起保温作用,加压重锤(7)和工作平台(9)装置在恒温箱内,当转动手柄(5)时,链条(4)带动加压重锤沿两导杆(6)上下移动,使得百分表数值随加压重锤的移动而变化,数码管可直接显示恒温箱室温。
恒温控制部分具体元件功能及使用方法见面板图。
图6-4可塑度试验机控制板面图
1—电源总开关;
2—计时开关;
3—温度显示仪;
4—恒温指示灯;
5—电源指示灯;
6—时间设控仪表
首先打开电源开关1接通电源,即显示室温。
恒温箱温度不断上升,可通过数码管直接显示升温情况,当室温上升到65℃,温度上升速度明显缓慢,进入慢升状态。
直至70℃时将不再上升,保持恒温状态。
此时可以将试样放入,关闭箱门,按下计时开关,时间设控仪表开始计时。
到设定3min,蜂鸣器发音给予提示。
按下计时开关,进入第二轮试验,将重新计时。
此时,请立即观察百分表的变量并给予记录,试验完毕,按电源开关关机。
4、试样的制备(具体如前)
试样为直径为¢16±
0.5mm,高10.00±
0.25mm的圆柱形。
先将塑炼胶(或混炼胶)在炼胶机上压出13~14mm厚的胶片、如果胶片厚度不足,可用2~3层薄胶片趁热迭合而成。
胶片加工后,在2~24h内,用专用裁片机(切片机)裁出标准试样。
先用旋刀切出直径为¢16的胶柱,再用切刀切出一定厚度的试样。
试样不得有气孔,杂质及机械损伤等缺陷。
5、试验步骤(教师演示并配以录像)
调节恒温箱温度、使其达到70±
1℃并保持稳定一定时间10~15min。
用精度为0.01mm的厚度计,在室温下测量试样的原始厚度h0,如果发现试样粘着压板,可予先在试样的工作面上各贴一层玻璃纸(有时也可用薄膜或纸张代替),测量高时应减去双层玻璃纸的厚度再进行计算。
将测过高度的试样放入恒温箱中仪器的底座上,不得放在恒温箱底板上,在试验温度70±
1℃下预热3min。
预热好的试验放大上下压板之间的中心位置上,轻轻放下负荷加压,同时预热第二个试样。
加压3min后,立即读出试样在负荷下高度h1。
去掉负荷,取出试样在室温下停放3min,测量恢复后的高度h2。
四、门尼粘度(mooneyviscosity)测定
粘度是反映分子间摩擦力大小,即分子间作用力大小的参数。
因而粘度是大分子本身特性因素即分子量的大小的反映。
在橡胶工业生产中,普遍采用1934年美国人门尼(mooney)发明门尼粘度计测定粘度,来表示橡胶塑性大小,这个粘度称为门尼枯度。
其不同我们一般所讲的液体的粘度。
从门尼粘度的大小,我们可以予知橡胶塑性大小、加工性能和物理机械性能的好坏,如门尼粘度越高,分子量较高,塑性越低。
反之则分子量越低。
塑性越大。
1、试验原理
在特定的条件下(温度、时间、压力、旋转速度),使充满试样的模腔中的转子转动。
测定其所需的转动力距(即试样对转子所产生的剪切阻力,并将此力矩以门尼粘度为单位予以记录)。
2、试样
试样为两个直径约¢50mm(45~55),厚度6~8mm的圆形胶片,在其中一片的中心打一个直径约¢8~10rnm的圆孔。
试样不应有杂质和气泡。
表面应平整,尽可能排除与转子和模腔接触处产生贮气的凹槽,试样加工后,在试验条件下停放0.5h以上进行试验,不准超过24h。
3、试验条件
温度:
100℃±
1℃或125℃±
1℃;
时间:
预热1min、转动4min或预热1min、转动8min;
温度与时间的选择见表所示:
表6-1不同胶种的试验条件
胶种
试验温度,℃
转子转动时间,min
NR
100
4
IIR、CIIR、BIIR
100或125
8
EPDM、EPM
125
其它合成胶、混炼胶、炭黑母炼胶及再生胶
注:
若试样粘度高于60ML(1+8)100℃时,应选用125℃的试验温度。
转子转速:
2.00±
0.02prm。
压力:
模腔上塞压力:
0.35~0.60MPa(3.5~6.0kg/cm2)。
4、试验步骤(以MV-97门尼粘度仪为例)(教师演示并配以录像)
1)在进行试验前,首先接通气源,然后接通总电源,并接通打印机电源,此时打开主机则面电源开关,系统通电。
2)设定试验温度100℃,放入转子,合模,按“加热”键,上下模腔加热,30min左右温度即稳定。
3)选择试验工作时间,三个8421末位拨盘,如拨成<
4,则选择了(1+4),如拨成>
5,则选择了(1+8)。
中间位拨盘拨成“1”,为标定,合模(不放胶),30s后声响,计算机自动标定结束。
标定结束后中间位拨成“0”,为正常试验。
首位拨盘为“4”时,试验结束绘图仪自动打印曲线和参数,首位为“8”时,绘图仪与试验同步打印曲线,首位为其它数时,试验结束后,按“重画”打印曲线和参数,按“数据”打印参数,按“结束”打印一串硫化指数。
4)准备好两个胶料试样。
5)温度稳定后开模,迅速取出转子,先将转子轴穿入带孔的试片压靠花转子转接下面,再穿入一张带孔的透明玻璃纸,并套入密封圈,这时将转子插入下模腔转子孔,此时要用手压转子,再把另一块试片放在转子转盆上,然后,再盖上一张透明玻璃纸。
6)合模,同时按下“门尼”按键。
注意不需要按“锁紧”和“电机”键。
7)合模信号到,程序自动控制预热1min,预热时间到,程序控制自动启动电机,此时门尼试验开始,试验4min或8min到,程序控制自动停机。
8)选择打印抽线或数据。
按重画键,可复例曲线和数据,按数据键,只打印
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