第五章 混合VIP专享VIP免费

混合与混炼第五章高分子材料混炼的目的以高分子化合物为主体，加上其它添加剂，组成多相复合体系。对绝大部分高分子材料而言，都不是单独使用高分子化合物。加入其它物料的目的：1、改善高分子材料制品的使用性能2、改善成型工艺性能3、降低成本高分子材料成型加工前的准备工艺由于高分子材料由多种组分组成，因此在成型前必须要将各种组分相互混合，制成合适形态的物料再进行成型加工，这一过程就称为混合，又称为配料，实际上是成型加工前的准备工艺。为何需要在成型前进行准备？1、不同的成型工艺，要求对原料的形态有不同的要求塑料制品：粒状、粉状、片状、液状、糊状……橡胶制品：混炼胶、片状胶条……2、各种配合剂需要进行预处理3、聚合物原料在运输、贮存中会造成性质变劣或混入杂质，需要在成型前进行预处理4、聚合物与不同的配合剂需要在成型前进行有效地混合5、成型加工的物料必须是经过准确计量•混炼的方法A、机械共混法：B、溶液共混法：C、共聚-共混法：D、互穿网络聚合物（HIPS）制备技术第一节混合与分散理论一、混合机理混合的定义：混合是一种操作，是一个过程，是一种趋向于减少混合物非均匀性的操作，是在整个系统的全部体积内各组分在其基本单元没有发生本质变化的情况下的细化和分布过程。分子扩散由浓度梯度驱使自发地发生的一种过程，各组分的微粒由浓度较大的区域迁移到浓度较小的区域，从而达到各处组分的均化。不同物态的物料，其分子扩散的程度不同。聚合物的混合是高粘度熔体间的混合，不是靠分子扩散实现。但低分子组分在聚合物熔体中的混合，可通过分子扩散实现。混合物料的状态与分子扩散程度的关系混合物料的状态分子扩散的程度气体与气体间的混合较快地、自发地进行低粘度液体与低粘度液体间的混合也能较显著地进行低粘度液体与固体间的混合高粘度液体与高粘度液体间的混合不显著，较困难进行高粘度液体与固体间的混合固体与固体间的混合极慢，很难进行涡流扩散（紊流扩散）紊流扩散的必要前提是体系粘度很低，或物料运动的速度很高，达到紊流的程度。由于高分子熔体或浓溶液粘度很高，要达到紊流，必须有很高的流速。聚合物熔体的流速很高时，剪切速率一定也很高，会造成聚合物降解，成型加工中不允许。因此，聚合物加工中通常很少发生涡流扩散。体积扩散（对流扩散）流体质点、液滴或固体粒子由系统的一个空间位置向另一个空间位置的运动，两种或多种组分在相互占有的空间内发生运动，以期达到各组分的均匀分布。在聚合物加工中，体积扩散占支配地位。体积对流混合（可发生在固体物料间，或液体物料间）体积扩散层流对流混合（主要发生在液体物料间）•混合的目的混合的目的：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照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。粘性流体的混合要素混合操作混炼三要素剪切：主要影响因素分流：混合位置交换：最终结果搅拌:流动顺畅混合：流动较易混炼：粘性（粘滞性）流动压缩：密度增大，提高剪切效果。剪切：产生永久变形。分配置换：最终实现流束的合并。混炼三要素三者的关系：“分布”由“置换（D）”来完成；“剪切（S）”为进行“置换（D）”起辅助作用；“压缩（P）”则是提高物料的密度，为提高“剪切（S）”速率起辅助作用。在聚合物混合过程中，混合机理包括了如下作用：剪切：促使物料产生永久变形。分流、合并和置换：挤压（压缩）：压缩-流动-剪切，提高效率。拉伸：减少料层厚度，增大界面，促进混合。聚集：微粒相互吸引，重新聚集。影响这些作用在同一个混合过程中的程度的因素：混合的最终目的、物料状态、温度、压力、速度等。（1）剪切粘性剪切剪切分割剪切磨碎剪切剪切的作用是把高粘度分散相的粒子或凝聚体分散于其它分散介质中。物料受剪切作用后，发生变形、拉长，但体积没有发生变化，于是截面变细，向倾斜方向伸长，表面积增大，渗进别的物料的可能性增加，因而达到混合均匀的目的。高分子材料在挤出机内的混合过程主要是靠剪切作用来达到的，螺杆旋转时物料在螺槽和料筒间所收到的剪切作用，可以设想为在二个无限长的平行板之间进行。提高剪切...