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聚合物加工基础 混合与配制
第5章 混合与配制
第5章 混合与配制
第一节 物料的混合和分散机理
在塑料制品生产中,只有少数聚合物(树脂)
可单独使用,而大部分的聚合物(树脂)必须与
其它物料混合,进行配料后才能应用与加工。
所谓配料,就是把各种组分相互混在一起,
尽可能的成为均匀体系(粉料、粒料),为此必
须采用混合操作
一、混合作用机理
将原料各组分相互分散以获得成分均匀物料的
过程。
混合的目的:就是使原来两种或两种以上各自
均匀分散的物料,从一种物料按可接受的概率分布
到另一种物料中去,以便得到组成均匀的混合物。
混合一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的。
1.扩散
利用物料各组分的浓度差,推动构成各组分的微粒,
从浓度较大的区域中向较小的区域迁移,以达到组成均一。
对固体物料而言,除非在较高温度下才有此作用,一
般都不甚显著;而在聚合物熔体中的扩散是一个比较慢的
过程,对在挤出机中的混合影响很小。只有固体和液体、
液体与液体之间的扩散才较大,若物料层很薄时,虽扩散
速度很小,但很显著。
升高温度,增加接触面积,减少料层厚度有利于扩散
作用的进行。
2.对流
两种物料相互向各自占有的空间进行流动,以期
达到组成均一;机械力的搅拌,即是使物料作不规则
流动而达到对流混合的目的。
3.剪切
依靠机械的作用产生的剪切力,促使物料组分均
一的混合过程。
物料在力的作用下,上平面和下平面之间发生
了相对的平行移动,结果物料块变形,被偏转或拉
长;在这个过程中体积没有发生变化,只是截面变
细,向倾斜方向伸长,从而使表面积增大,分布区
域扩大,因而进入另外的物料块中,占有的空间机
会加大,渗进别的物料中可能性增加,因而达到混
合均匀的目的。
利用剪切力的混合作用,特别适用于塑性
物料,因为塑性物料粘度大,流动性差,不能
粉碎增加粉碎程度,应用剪切作用时,剪切力
的距离总是很小,因此物料在变形的过程中,
即很均匀地被分散在整个物料中
混合效果与剪切力的方向是否改变、剪
切速率的大小有关。
在实际混合中,扩散、对流和剪切三种作用通常是
共同作用,只是在一定条件下,其中的某一种占有优势
而已,但不管哪种作用,除了造成层内流动外,还应造
成层间流动,才能达到最好的混合效果。
第二节 混合分类与评价
第二节 混合分类与评价
第第二二节节 混混合合分分类类与与评评价价
一、按混合形式分类
把混合分为非分散混合和分散混合
非分散混合
分散混合
非分散混合
特点:
在混合中仅增加粒子在混合物中分布均匀性
而不减小粒子初始尺寸的过程称为非分散混合或
简单混合。
非分散混合是通过重复地排列少组分,在原理
上可减少非均匀性。
这种混合的运动基本形式是通过对流来实现
对流
的,可以通过包括塞形流动和不需要物料连续变形
的简单体积排列和置换来达到。
但是在聚合物加工中非分散混合只占很小的比例。
例如:PVC的干混
PVC
PPVVCC
在聚合物加工中,更多的是遇到将固体颗粒或结
块的物料加到聚合物中,比如填充或染色,以及将粘
弹性聚合物液滴混合到聚合物熔体中,此时的混合要
将它们分散开来,使结块和液滴破裂,都需要分散混
结块和液滴破裂
合。
分散混合
是指在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限
值,同时增加相界面和提高混合物组分均匀性的
混合过程。
分散混合的目的是把少组分的固体颗粒和液
相滴分散开来,成为最终粒子或允许的更小颗
粒或液滴,并均匀分布到多组分中。
分散混合特征
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