1、专业实验下实验报告专业实验下实验报告实验一 塑料的综合性实验（一）一、 背景介绍1、 PVC的基本性质PVC材料在社会上的用途广泛，总括来看，PVC材料有以下几个方面的优点：1、质量轻、隔热、保温、防潮、阻燃、耐酸碱、抗腐蚀。2、稳定性、介电性好，耐用、抗老化，易熔接及粘合。3、抗弯强度及冲击韧性强，破裂时延伸度较高。4、通过捏合、混炼、拉片、切粒、挤压或压铸等工艺极易加工成型，可满足各种型材规格的需要。5、表面光滑、色泽鲜艳、极富装饰性，装饰应用面较广。6、施工工艺简单，安装较为方便。另外，由于化学稳定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学
2、工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材。由于电气绝缘性能优良，可在电气、电子工业中，用于制造插头、插座、开关和电缆。在日常生活中，聚氯乙烯用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等！尽管PVC材料应用广泛，优点众多，深受广大消费者的青睐，但是它还是有一定的缺陷的。PVC可以分为硬PVC和软PVC，软聚氯乙烯的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加，但脆性、硬度、拉伸强度会降低。而且由于聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出HCL气体，使聚氯乙烯变色，所以其应用范围较窄，使用温度一般在-15到55之间。另外，PVC材料在室外空气中，耐老化的问题也很严重。PVC在生
3、产时会加入稳定剂，但稳定剂有无毒和有毒之分，只有加入了铅盐之类有毒的稳定剂，才会产生隐患。但PVC产品鱼龙混杂，一些小企业使用铅盐做稳定剂，很难达到相关卫生标准。为了解决这些问题以及降低生产成本，就需要对PVC进行改性，向其中加入分散剂、填充剂、稳定剂、抗冲剂等可以显着提高其各项性能。二、 实验部分1、 用高速搅拌机配制PVC干混料1.1 实验目的1、 熟悉掌握 GH10DY型实验用高速搅拌机（以下简称高搅）的构造和使用方法。2、 了解 PVC 干混料的配制方法。1.2 实验原理即利用高搅机将几种粉料混合均匀。1.3 实验设备和药品1、设备：GH10DY实验用高速搅拌机；台称，搪瓷盘；刷子两把
4、。 2、材料：PVC 4 型或 5 型 碳酸钙 硬脂酸（润滑剂） 三盐基硫酸铅（稳定剂）。1.4 实验步骤1、开机前1）清扫锅体内部； 2）检查卸料门是否活动自如，卸料门处有无残留物料，加以清理后关闭； 3）配料：树 脂： PVC 1000 克 稳定剂： 三盐基硫酸铅 40 克 润滑剂： 硬脂酸 10 克 称好后倒入瓷盘内。 4） 接通总电源。将控制箱内总开关合上。这时绿色指示灯点亮表示电源接通。 5） 用温度控制指示仪上的温度设定装置庙宇加工温度为 80，开启加热装置（右面板手） ，指示灯点亮（绿色） ，表示开始加热。 2、开机 待温度达到设定值时，保持 10 分钟，即可加料开机。 1） 加
5、料：将上述物料小心倒入锅体，盖紧锅盖。 2） 按低速启动钮，再按高速启动钮。开始记录物料温度。搅拌 2 分钟，转为低速。 3） 手动打开卸料门，将物料卸在瓷盘内摊开，以免物料结块。卸完后关机，用温度计测量物料温度。 4） 打开锅盖，将锅内剩余物料从卸料口排清。 5） 清扫锅体，卸料品及机体，关上锅盖和卸料门。 3、 关机：依次关闭加热电源，主机开关，拔去插头。 4、 将高搅好的干混料倒入指定的容器以供其他实验使用。1.5 结果与讨论综合实验的第一步比较简单，就是用一台机器将一定配方的粉料混合均匀，需要注意的是机器在开关前一定要有一个加速和减速的过程，否则对机器的伤害会比较大。另外，要注意尽量扫
6、出全部的料，不要留料在搅拌室内，否则会造成一部分物料的损失。2. 软PVC塑料的开放式炼塑加工2.1 实验目的1、 熟悉掌握二辊炼塑机的构造和使用方法；2、 了解软 PVC 塑料的加工方法及性能。2.2 实验原理2.2.1 首先是一个二辊炼塑机，它是一种常用的塑料加工设备，主要用于软硬PVC的加工。它与密炼机、压延机配合形成压延生产线，其中它的作用是将密炼后的物料进一步塑化均匀后向压延机供料，而单独使用则可以得到PVC片材，片材可以热压成板材，或者切粒（比如电缆料）。炼塑机得构成及各部分作用这里就不再赘述。2.2.2 PVC塑料加工原理PVC是用途广泛的通用塑料，其主要组份有增塑剂、稳定剂、润
7、滑剂、填充料等。本实验配制不同塑剂含量的软PVC塑料，用两辊炼塑机塑化拉片，压制成板后测试性能。软 PVC内增塑剂的含量一般为30%（100份PVC计）以上，一般说增塑剂含量愈高，产品愈软，抗拉强度下降，延伸增加。软 PVC 内加入填料后，一般说强度下降，但能改善产品的尺寸稳定性，提高硬度。加填料后加工性能变差，塑化时间延长。软 PVC 用两辊开炼一般用于压延工艺，这时混炼物料为由密炼机加工后的团块，很快就能塑化均匀向压延机供料。如不用密炼机，各组份经高搅拌后直接将此干混料加入开炼机加工，塑化时间较长，一般为 1015 分钟。塑化后拉成片材再进行后加工。 本实验目的为熟悉操作使用及了解软PVC
8、加工方法及力学性能，所以采用手工拌料，直接加料。软PVC的加工温度为160190，视增塑剂、填料加量而定。为比较加工性能，本实验中加工温度固定为160。在二辊混炼时物料在辊隙内受压力和剪切两个作用，达到混合均匀塑化均匀的要求。辊隙愈小，剪切速率较大，剪切作用强，传热也快。因此混炼时一开始辊隙要小一些，待物料包辊后再逐渐放大辊距。软PVC 一般不会粘辊，易于从辊筒上剥离。一般说物料包在温度高和转速快的辊筒上。由于加工时物料在两辊之间混炼，前后辊的温差较小，所以物料容易所在转速快的后辊上。二辊加工全凭经验，一般认为物料变为着色均匀，表面有一定光泽，无可见之粉粒时即为塑化均匀，可以出片。由于片材还需
9、经后加工，例如压制，切粒后挤出等。二辊混炼时也不应塑化过头，否则反而影响其物理机械性能。2.3 实验设备与材料1、设备：二辊炼塑机，表面温度计。 2、材料：树 脂： PVC 3 型或4 型 稳定剂： 三盐基硫酸铅 二盐基亚磷酸铅 增塑剂： 邻苯二甲酸二辛酸酯 润滑剂： 硬脂酸 填 料： 碳酸钙 3、工具：刮刀 2 把，漆刷 1 把，瓷盘 2 只；手套 4 付。台称干；游标卡尺一把。2.4 实验步骤2.4.1 配方表配方表5-1（克）5-2（克）5-3（克）5-4（克）5-5（克）5-6（克）PVC树脂500500500500500500三盐酸硫酸铅151515151515增塑剂10101010
10、1010硬脂酸555555碳酸钙05152535451) 每组只做其中一个配方，其他数据由其他组提供。 2) 在台称上按配方称取后，倒入瓷盘，用刮刀仔细混和均匀。2.4.2 机器准备工作：1） 机器启动：必须在启动后才能加热，防止轴受热不匀变形。 2） 辊筒加热，调节变压器，使温度达到 160左右。以上两步由实验室预先进行（因预热时间较长）。 3） 拧主轴润滑油杯几圈，向主轴承内压入润滑脂。 4） 拨动紧急刹车，检查辊筒继续转多少距离（1/4 圈） 。 5） 调节辊矩（注意刻度盘上标明的方向）。开始时辊矩小些（15mm，长度25mm，厚度.4mm。 5） 维卡耐热性试样：GB1633-79 中
11、规定的尺寸：10104mm（长宽厚）。4.3 实验设备与材料1、设备：ZHYW 型万能制样机一台 附带夹具：哑铃型靠模、垫块，标准块，缺口铣刀。2、材料：硬PVC 板一块。4.4 实验步骤1、熟悉万能制样机的操作： 1）接通主机电源；在所有传动轴处加注润滑油。 2）打开在主机中间的电源总开关，指示灯点亮。 3）启动锯床，移动工作台几次，关掉。 4）启动缺口铣床，操作夹紧手轮，进给手轮，自动控制进给装置，拖板手轮等，然后关掉。铣刀安装由教师演示。 5）哑铃型铣床的铣刀安装由教师演示。 上拖板已经调整好，不可再变动位置。后面的定位螺钉不得拧动。启动铣床，铣刀旋转，练习操作压样条手轮，正面进给拖板（
12、下拖板） ，即用摇手柄套入下拖板轴头顺逆时针旋转手柄，下拖板向后向前移动。操作自动横向进给装置，即合上离合器，按侧面板两只绿色按钮，观察进给方向。操作完后关掉铣床。 2、锯切： 1）把硬 PVC板材放在工作台上，用压杆压住。 2）根据试样的宽度，把角尺板上“0”刻度线对住所需的宽度，拧紧蝶形螺帽。把板材紧靠角尺板和钢尺，拧紧压板。 3）启动锯床，把工作台向前慢慢推进，直到锯断。 4）锯切样条数：拉伸样条五条（宽度比标准放 12mm） ；抗弯五条，抗冲（小）五条，硬度 2 条，维卡耐热 3块。 3、铣缺口 1）装样条。方法如下：用拖板手轮将拖板向右退出。 由于 GB 标准的小抗冲试条长 55，不
13、能用 28.25宽的标准块定位。所以先在样条中心划线。把中心线放在样条槽的中心，用夹紧手轮将试条夹紧。 2）百分表调整 先用手搬动皮带轮，使缺口铣刀垂直向下。旋动进给手轮（升降手轮） ，使铣刀刚好与样条表面接触。调整百分表高度及用滚花齿轮调节，使滚花齿轮与百分表测量头接触，并使百分表指零。 3）铣切 用拖板手轮调整样条位置在铣刀正下方。启动电机。慢慢旋动进给手轮，铣刀开始铣缺口，一直铣到所需缺口的深度在百分表上读出（铣切时拖板略作左右移动）。然后降下拖板。再用托办将拖板向右退出，松开夹紧块，取出加工好的试样。关掉电机。 也可用自动进给装置进给，即将拖板手轮拉出，拖板自动慢慢上升。当百分表到达所
14、需深度后，将手轮捈。铣切完毕。 4、铣哑铃形样条 1）上拖板由教师定位，后侧螺钉不得任意拧动。 2）铣刀由教师演示安装。 3）装样条。方法如下：先用摇手柄将下拖板向后退出。在样条室内垂直放入一条厚度为 6mm 的垫铁。再水平旋转哑铃形靠模，放三块样条在靠模上。拧手轮压紧样条。移动活动块，使它靠紧样条一端。 4）启动铣刀。 5）旋横向进给手轮，使铣刀牌样条的中间，用摇手柄将下拖板向前推进（逆时针方向转），铣切开始，一次进刀量不能太多。正向进刀后用手动或自动横向进给。铣刀走到哑铃处（宽度大的部位）时上拖板向后退。哑铃处铣完后反方向横向进给，到中间部位时，上拖板藉弹簧压力向前，铣刀铣床另外一半。然后
15、再下身进刀继续铣切。直至靠模与铣刀下的垫套接触。 将下拖板退出，取出样条，翻过来后加工另一面。一般加工一面进刀 23 次。 注意：下拖板后侧四个定位螺钉不可拧死，由教师定位，不得随意拧动！否则会损坏支架。 5、关机。清理各部件及四周环境；用刷子刷除各处碎屑。切断总电源。4.5 结果与讨论本次实验在万能制样机上我们主要制备了两种样品，一个是长方形的将来用作拉伸样条，一种是正方形的，用作硬度以及维卡软化点的实验。长方形的样条并不能直接去做拉伸测试，而是要根据GB，将其磨成哑铃状。我个人感觉这一步还是比较难的，因为砂轮机一直在震动，我们的手不可能磨出来直线，最后的结果是基本上每一个样条上面都是波浪形
16、的边缘，最后做出来的实验数据也不怎么理想，这边的误差来源就是手工操作。5. 性能测试5.1 概述本次实验主要有三个性能测试：塑料冲击强度试验（简支梁法）、塑料拉伸强度试验以及塑料维卡软化点的测定。对于冲击强度实验，因为对于高聚物，招致损坏的最主要原因是外部的冲击，所以除了静力实验之外，动力学的实验同样很重要，本实验是通过冲击强度来评测该材料的韧性。拉伸强度实验则是材料作为结构件的重要指标之一。维卡软化点的目的是检测材料的热变形，在一定的温度下对其硬度进行评测。以下是对这三种测试方法的具体表述。5.2 塑料冲击强度试验（简支梁法）5.2.1 试样制备试样带有缺口和不带缺口，二种形状见下图。5.2
17、.2 试样尺寸整个标准如下表所示：本次实验用的是有缺口的小试样的标准。要求是每组试样不少于5个，且表面平整，无气泡、裂纹、分层和加工损伤等缺陷。5.2.3 实验设备摆锤式简支梁冲击试验机，试验在摆锤总能量的 1085%范围内使用。摆锤、试样、支座的尺寸及相互位置见图。5.2.4 实验步骤（一）试样预处理与拉伸试验相同。（二）测量试样中部缺口宽度和厚度，准确至 0.05 毫米，测三点取平均值。（三）选择摆锤，调整零点。（四）按图所示放好试样，缺口面或未加工面背向摆锤，试样宽面紧贴支承面。（五）将摆锤放在锁钩上，把刻度表指针拨向最大数值处，平稳放开锁钩，读取所消耗的功。（六）凡试样不破裂或不破裂在
18、中间三分之一，不破裂在缺口处时，试样作废，另行补做。5.3 塑料拉伸强度试验5.3.1 试样尺寸如下图所示：其中C的长度由55改为60。5.3.2 实验条件（一）实验环境：热塑性塑料为 252，热固性塑料为 255，相对湿度为 655%。本次实验在室温下进行。（二）试验速度 1、热固性塑料，硬质热塑性塑料为 105 毫米/分。 2、伸长率较大的硬质和半硬质热塑性塑料（如尼龙、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等）为 505 毫米/分。 3、软板、软片和薄膜，相对伸长率100 时，用10010 毫米/分；相对伸长率100 时，用 25050毫米/分。本次实验采用100毫米/分的速率进行拉伸。5.3.3
19、实验仪器本次实验采用万能试验机进行实验。具体这里不再叙述。5.3.4 实验步骤（一）试样预处理：试验放置在第三项规定的试验环境中。 厚度 d2 毫米处理不小于16小时。（二）测量模塑试样和板材试样的宽度和厚度准确至 0.05毫米， 板片厚准确至 0.01毫米，薄膜态度准确至 0.001 毫米。每个试样在标距内测三点，取算术平均值。（三）估计所测材料的大致强度。装好重锤。（四）检查调节刻度盘指针到零位。（五）接通电源。调节拉伸机速度至试验规定值。（六）装好试样。试样纵轴应与上、下夹具中心线相重合，将指针拨回零位。伸长标尺调至零位。（七）对试样加拉力至试样断裂时为止。（八）读取负荷值和伸长值，若试
20、样断裂在非有效部分时，该试样作废，另行取样重作。5.4 塑料维卡软化点的测定5.4.1 概述将被测试样，于液体体传热介质中，将1mm2截面积的针头，在一定的负荷下，压在试样表面，而后等速升温，测定针头下降1毫米时的温度，即为该试样的维卡软化点。5.4.2 实验仪器5.4.3 试样及实验条件1、 试样尺寸 （1） 试样厚度为 36 毫米，面积不小于 1010 毫米或直径大于 10毫米。 （2） 模塑材料厚度为 34毫米。 （3） 板材厚度大于 6 毫米时，应在一面加工至 34毫米。 （4） 厚度不足 3毫米时，允许 23 块叠合一起进行测定。 2、 试样上，下表面应平整、光滑、无气泡、裂痕、飞边
21、或凹痕等缺陷。 3、 每组试样为 3 个。 4、 起始温度为室温。 5、 升温速度 ：50.5/6分钟；121.0/6 分钟。 6、 试样随的静负荷为 1kg或 5kg。 7、 传热介质为：硅油、变压器油、液体石蜡等。 8、 变形测量装置：精度为 0.01mm的百分表。 9、 水银温度计：分度值为 1。 10、此方法不适用于测定维卡软化点范围宽的材料。5.4.4 实验步骤首先每次使用时，里面的温度一般都低于被测材料的软化温度。将方形样品中心置于针头下，加工面朝下，使压头针接触试样，插入温度计，使温度计水银球与试样相距3mm以内。但不应触及试样。将装好试样的支架小心浸入浴槽内，试样位于液面 3.
22、5mm以下，起始温度应至少低于该项材料软化点（维卡）50。加上负荷，接通电源，开动搅拌器，大约五分钟之后，调节变形计量，使之为零。选择升温速率。打开“电源”，则右侧指示灯这，调节“始温调节”旋钮，使左侧指示灯灭，此时，电流表A指示出相应的数值，即是“常加热部分的加热电流，使介质预热数分钟，以便使热量扩散均匀。将升温开关拨至“升温”。调节“始温调节”旋钮，使左侧指示灯处于闪耀或呈暗红状态，即使介质从此起始温度开始升温，此时电流表的示值应略有增加，表示“控制加热”部分已投入工作。此后，介质便按所选定的速率自动升温。从微安表上面读出温度，同时记录湿度。同组有两个样品的软化温度之差超过2，则要另取试样
23、，重新试验。将升温按钮转至“关”，关闭电源开关，关闭搅拌器，通冷却水冷却，之后取出样品，取出并擦干净温度计，实验结束。5.5 性能测试结果与讨论CaCO3%Akak拉伸强度（MPa）断裂伸长率%维卡软化点00.0693.6462546.177511.097596.2333310.064663.7513545.83213.08897.630.2008212.097731.48753.805118.650.0776611.3563442.2855.422596.5666770.11055.86742.9266714.7066796.9666790.64533.22640.4746.96892.23333从表中可以看出，冲击强度基本是随着碳酸钙加入量的增加而增加的，原因可能是碳酸钙颗粒分散在PV
