大型加工实验
课程设计题目：大型加工实验 学院：
材料学院 班级：
高分子 xxxx 班 学号：
xxxxxxxxxx 姓名：
xxx 小组成员：
xxx xxx
一：实验目的 1． 了解大型高分子加工设备。
2． 了解大型高分子材料加工过程。
3． 掌握 CaCO3 填充 PS 的具体实验过程。
4． 掌握高分子材料性能的测试方法。
二．实验原理 由于高分子材料的熔点在 200℃左右，需要在螺杆挤出机中熔融，并与其他添加剂进一步混合均匀，再由螺杆挤出机挤出，由冷却装置冷却挤出丝条，随后在切割机中造粒。再将改性的粒子放入注射机中打样。再进行冲击强度试验、熔融指数及接触角等的数据的测定。
三．试验仪器和材料 1.试验材料 PS 碳酸钙（轻质，重质）钛酸酯偶联剂 2.试验仪器设备 螺杆挤出机 造粒机 熔体流速仪 XJJ-50 冲击试验机 接触角测量仪 四．试验步骤 1.将碳酸钙粉体与钛酸酯偶联剂进行复配改性，解决无机粉体与树脂材料的界面问题以及流动性问题，钛酸酯起到增容增塑的作用。
2．将填充剂与高分子材料，按一定的配比（加 10% 20% 30%）在双螺杆挤出机上共混，并在造粒机上造粒。
3.采用注塑机打样，制成板块，准备下一步试验。
五．产品性能测试。
1.熔体流速的测试 将料筒的温度设置到 200℃，并在该温度下 20 分钟，将活塞取出，装入试样后，将活塞插入并压实，将试样加入当温度上升到设定温度后，熔体从毛细管流出，每隔 30 秒切去该样品，切去 5 段，有气泡的丢弃。待冷却到室温后称重，按下面的公式计算熔融指数（MI）计算 MFR=W.600/t（g/10min）式中 w 为 五段切去试样的平均值 t 为间隔的时间 2.冲击强度试验 冲击强度是衡量材料韧性的一种强度指标，表征材料抵抗冲击载荷破坏的能力。通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位面积所吸收的能量。
α＝[A／(bd)] 式中，α为冲击强度,J/m 2;A 为冲断试样所消耗的功,J；b 为试样宽度，mm；d 试样厚度，mm。
首先、测量试样中部的宽度和厚度，准确至 0.02mm。然后、根据试样破坏时所需的能量选择摆锤。然后、调节能量度盘指针零点，使它在摆锤处于起始位置时与主动针接触。然后、抬起并锁住摆锤，把试样按规定放置在两支撑块上，试样支撑面紧贴在支撑块上，使冲击刀刃对准试样中心，缺口试样刀刃对准缺口背向的中心位置。最后、平稳释放摆锤，从度盘上读取试样吸收的冲击能量。测量三次，取平均值。
三：接触角的测定 假定不同的界面间力可用作用在界面方向的界面张力来表示，则当液滴在固体平面上处于平衡位置时，这些界面张力在水平方向上的分力之和应等于零，这个平衡关系就是著名的 Young 方程，即 γ SG-γ SL = γ LG ·cosθ 式中 γ SG，γ LG，γ SL 分别为固-气、液-气和固-液界面张力；θ是在固、气、液三相交界处，自固体界面经液体内部到气液界面的夹角，称为接触角，在 0 o-180 o 之间。接触角是反应物质与液体润湿性关系的重要尺度。
接触角的测定方法很多，根据直接测定的物理量分为四大类：角度测量法、长度测量法、力测量法，透射测量法。其中，液滴角度测量法是最常用的，也是最直截了当的一类方法。它是在平整的固体表面上滴一滴小液滴，直接测量接触角的大小。为此，可用低倍显微镜中装有的量角器测量，也可将液滴图像投影到屏幕上或拍摄图像再用量角器测量，这类方法都无法避免人为作切线的误差。本实验所用的仪器JC2000C1 静滴接触角/界面张力测量仪就采取量角法方法进行接触角的测定。
六．试验数据 数据记录 PS 熔融指数的测定 纯 PS 加 10%CaCO 3 的PS 加 20%CaCO 3 的 PS 加 30%CaCO 3 的PS 冲击强度平均值 单位：
J/m 2 0.0925 0.109 0.1125 0.1300 熔融指数平均值 单位：g/10min 4.184 5.022 5.452 4.74 接触角平均值 80.18° 46.72° 43.75° 72.012° PS 冲击强度
PS 熔融指数 七：结果讨论 由上述所得数据可知 PS 与碳酸钙进行共混改性后得到的材料的性能 MFR 上有所变化。加入碳酸钙后的 PS 的 MFR 开始上升，达到一定值后下降(即熔融指数 MI 先变大，后边小)，加入碳酸钙使得 PS在加工成型时聚合物的流动性能改变，即添加物含量少时加工性能有所提升，含量达到一定值时有所下降。加入碳酸钙后，冲击强度逐渐上升，表明 材料抵抗冲击载荷破坏的能力得到了提高，强度得到了提升。
