聚合物加工基础 混合与配制.pdf

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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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