实训项目 弹性体发泡材料挤出工艺的研究
专 业 高分子材料应用技术 班级 09高分子1 组号 八 姓 名 赖科兴 黄瑞欢 刘娇 李小云 曾文芳 一、实训目的
1、学习了解高分子材料的科研过程 2、对弹性体发泡材料挤出工艺的研究 3、掌握单螺杆挤出机的使用
二、技术背景、发展现状简介
20世纪40年代由美国DuPont公司率先推出有机发泡剂二偶氮氨基苯(DAB)，但是它
在毒性和污染性方面有一些弊端，限制了其应用。随后，AC、ABIN、二亚硝基五次甲基四胺(发泡剂H、DPT)等高效、非污染型有机发泡剂相继问世，标志着有机化学发泡剂逐步趋于成熟 ;今后AC发泡剂发展的方向在于大力开发吸热型、吸热/放热型以及高温分解型发泡剂品种，并通过母料化和表面改性降低发泡剂的粉尘污染，通过粒径细微化提高分解效率和分散度。此外，制备AC复合型发泡剂也是很有前途的研究方向。国内外对发泡剂的研究取得了较大进展，不仅拓宽了发泡剂的种类，而且通过对发泡剂的改性，使其性能更加优异。但是，目前使用的发泡剂仍然存在许多不足，如发泡缓慢、发气量小、残余物有毒、易着色、价格昂贵、泡孔结构不均匀等，严重制约了泡沫塑料的生产和应用。我国发泡剂研发基础较差，发展慢，产品种类少，附加值低，市场竞争力不强。因此，开发高性能发泡剂和进行发泡剂活化改性品种的研究，
是目前乃至今后一个时期内发泡剂开发领域的发展方向。
三、文献来源
1. 科技期刊（内容包括：作者、题目、期刊名称、卷、期号、日期、页码）
① 陈祖敏 AC发泡剂的应用技术 化学建材 1998 ②
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2. 科技图书（内容包括：作者、书名、出版社、出版日期、页码）
① 《功能助剂》2004年01月第一版 化学出版社 ② 《塑料配方大全》2009年01月第一版 化学出版社 ③ 王文广 田雁晨 《塑料配方设计》 化学出版社 ④ 李铁骑、齐昆 《塑料挤出发泡制品的成型工艺与应用》 3. 其它（如专利、网站/网页等）
① 中国期刊网 ② 万方数据库 ③ www.baidu.com
四、实验原理
泡沫塑料是以气体物质为分散相以固体的树脂为分散介质所组成的分散体，它是一类带有许多气孔的塑料制品。本实验的发泡原理是利用化学发泡剂的作用，使产生的气体分散在树脂中形成空隙，此时树脂受热融化，或链段逐步增长而使聚合体达到某一适当的粘度，或树脂交联到某一适当
的粘度使气体不能逸出，形成体积已膨胀的多孔结构，同时树脂适时固化，使多孔结构稳定下来。
五、原料与仪器装备 1. 原料
主要原料名称 SEBS AC ZnSt ZnO 硅油 EVA 规格、型号、理化性质及生产厂家 本项目中的作用 主体树脂 发泡剂 发泡助剂 发泡助剂 扩散油 对比参照
2. 仪器设备
（1）实验设备和测试仪器
单螺杆挤出机 分析天平 密度天平
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（2）试样规格、测试方法或标准
用密度天平法测出发泡制品的密度
六、配方及工艺流程 配方 原料 SEBS AC ZnO ZnSt 硅油 10 100 2 0.2 0.2 - 11 100 0.5 0.05 0.05 - 12 100 0.52 0.05 0.050 0.02 13 100 1 0.05 0.05 0.016 14 100 0.6 0.05 0.05 0.02 15 100 0.68 0.05 0.05 0.24 16 100 0.68 0.05 0.05 0.44 17 100 0.76 0.05 0.05 0.44 18 100 0.84 0.05 0.05 0.44 19 100 0.96 0.05 0.05 0.44 20 100 0.84 0.05 0.05 0.64 21 100 0.76 0.05 0.05 0.44 22 100 0.76 0.05 0.05 0.44 23 100 0.76 0.05 0.05 0.44 24 100 0.76 0.05 0.05 0.44 空白 100 - 0.05 0.05 -
2．工艺流程图（步骤）（以方块图形来描述） 将SEBS+发泡剂、助 AC用量、温 状态调节，密度 剂混合常温下摇匀 度为变量 挤出机挤出 天平测试密度 第 3 页
共 5 页 数据处理 分析结果 高分子材料改性综合实训报告--------- ------------------ 化生学院精细化工与材料系
对流程图的说明：
先按照设计的配方，用天平称好材料，在常温下摇匀，再根据材料的加工温度，大概设定温度，
然后在单螺杆挤出机挤出发泡，测定密度，根据制品的质量，在改善配方，在不断的挤出发泡，确定最佳的配方，然后再调整温度，确定最适合的温度，用密度天平测出各个制品的密度，整理好数据，分析数据，得出结论。
七、实验结果记录和数据处理 1. 各项性能指标的原始数据记录
样品编号 密度大小排序 16 13 14 12 3 8 4 5 9 10 7 11 15 6 2 样品一 样品二 样品三 样品四 样品五 平均值 十 十一 十二 十三 十四 十五 十六 十七 十八 十九 二十 二十一 二十二 二十三 二十四 0.748537 0.751683 0.68813 0.713859 0.73779 0.728 0.847592 0.801192 0.85486 0.805226 0.799506 0.821675 0.936906 0.923045 0.937881 1.092284 0.093986 0.79682 0.767984 0.835525 0.84814 0.87024 0.787148 0.821808 0.922704 0.898923 0.922737 0.903481 0.906538 0.910876 0.903462 0.87754 0.839586 0.86025 0.919923 0.880152 0.849213 0.91928 0.923394 0.909314 0.92562 0.905364 0.888103 0.910885 0.897162 0.896387 0.884818 0.895471 0.888404 0.842704 0.877503 0.881791 0.862968 0.870674 0.877053 0.83945 0.863535 0.893432 0.856557 0.866005 0.850759 0.888048 0.887532 0.876685 0.898721 0.880349 0.879841 0.882899 0.724 0.876063 0.829465 0.838454 0.789352 0.780937 0.774607 0.790642 0.717889 0.770686 0.882056 0.875193 0.884877 0.880049 0.886573 0.88175 0.90099 0.949432 0.901018 0.91953 0.924435 0.919081 共 5 页 第 4 页
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八、结果与讨论（对图表显示的规律和现象进行说明）
1 1.04573 1.0521 1.044224 1.04856 1.042938 1.04671 一、1～3组，随着AC用量的增加，挤出料似豆腐渣，没有粘度、强度： 4～9组，随着EVA的用量增加，挤出物粘度降低，无法成型。所以得出SEBS不能成形的原因与发泡剂种类即AC无关，而与AC的用量有关。
二、从12~24组，加入硅油表面光滑度得到改善，所以硅油能改善SEBS与AC的相容性。用量一般控制在1～2g。 三、从22~24组，逐渐降低温度，密度增大，所以温度会影响发泡率，一定温度范围内，发泡率随温度的升高而增大。 四、从16~19组，发泡剂用量增加，密度逐渐减小，所以发泡剂用量影响发泡率，随发泡剂用量增加，发泡率增大，但是发泡剂用量过多，发泡过大，挤出无法成型 。
九、下一步设计、实训感想和建议
本次实验采用偶氮类AC作为发泡剂，然后以AC的用量及温度为变量，测试发泡倍率，但是实
验数据结果显示，发泡倍率不是很明显，既发泡效果不是很好，所以下一步实验可以改换N-亚硝基
化合物发泡剂(DPT)或碳酸氢铵类发泡剂来探索不同种类的发泡剂对TPE弹性体的发泡倍率的影响。 此次实训从开始的第一天起就非常的不顺利，但是大家都没放弃，而是共同商讨，不断总结失败原因，在经过第十二次的试验时终于有了眉目，然后经过后面几次的实验，终于成功完成此次实训。通过这次实验，加深了我们对高分子学科的认识与理解，同时也提高了同学之间的沟通能力，但更重要的是使我们体会到了团队合作的重要性。
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