高分子材料科学与工程实习报告

这两周我们进行了相关专业的实习，虽然没有机会亲手动手实践，且具体的工艺也多只知皮毛，不得内里，常言道“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，不错的，亲眼目睹和查看资料，确实有一定的差别，此次实习，收益颇多。山西新华化工厂是我们实习的第一站。一、实习地点简介山西新华化工厂是国家第一个五年计划期间建设的156项重点项目之一，隶属中国兵器工业集团公司,是大型一类军民结合型企业，是我国最大的防化器材生产厂和煤质活性炭生产基地。该厂先后开发生产了各种面具,空气净化器材,自救器,输送带,活性炭及净水机等，支持了诸如北京地铁,上海地铁及毛主席纪念堂等国家重点工程的建设，援建了湖北华强化工厂和北京光华木材厂，承揽了大同煤矿,华北制药厂,9634研究所等几十个单位的井巷,工房和微机房的净化工程，该工厂产品多次荣获国家及省部级科技进步奖,优秀新产品开发奖等，其中69IIA坦克滤器获国家科技进步特等奖,77型500过滤吸收器获国家发明奖,阻燃运输带获国家科技进步一等奖等。该厂在中东地区承建141工程项目,在国外建造防毒面具生产线,获得成功，为国家经济建设和国防事业的发展作出重要的贡献。二、实习内容我们先后参观学习了新华化工厂的三个车间，即整芯带分厂和分层带分厂、新华化工塑料分厂、新华化工特种橡胶分厂1、整芯带分厂和分层带分厂（2012.05.29）（1）、产品介绍该分厂的主要产品是全塑整芯阻燃输送带。全塑整芯阻燃输送带是一种高强力型输送带，主要用于煤矿井下运煤作业。它具有带体薄、重量轻、驱动功率低、成槽性好、安全性好、生产效率高、成本低等特点，一般难燃输送带难以取代。（2）生产工艺全塑整芯阻燃输送带的制造是由带芯浸渍PVC糊树脂后制成整芯，再在整芯上贴覆盖胶而成。整芯带生产大致流程：配料→高温混合→塑化和制糊→对芯带骨架材料的烘干→抽真空浸渍过程→涂刮工艺→冷却→成品包装。据介绍，该厂带芯的主要材料是涤棉，根据含纤维量的不同带芯被分为不同的级别，如棉夹尼龙丝的为三到四级，不同种类的输送带需要的带芯不同。带芯在浸渍前需要干燥，否则会影响到带的强度，是带起泡失效等。所用的糊树脂是乳液法制成EPVC糊树脂。浸渍时需要抽真空，这是为了使糊塑料更多地进入带芯中，提高浸渍质量。浸渍时，原料会经高速搅拌罐，使原料处于悬浮状态，提高浸渍质量。浸渍后，胶凝塑化到一定的程度后挤出成整芯带。制成的整芯带要求满足一定的抗撕裂、抗拉伸、耐燃烧程度，强度的主要取决因素在上述的塑化阶段，这和很多工艺因素有关，如温度、时间、配方等因素有关，若强度达不到要求，带会发酥，会严重影响带的质量。据介绍，当产品全微黄时，塑化效果好（原料为白色）。整芯带热贴合覆盖胶挤出造型即得到成品，覆盖胶由高速混炼机制得，其中一面是光面，一面是纹面。据介绍，光面的原料是粉料，纹面的原料是粒料。关于配料，糊树脂和覆盖胶的主要原料都是PVC，配料没有详细介绍，大抵有阻燃剂、增塑剂、着色剂、填充剂、润滑剂，像DOP、氯化石蜡、炭黑等有用到。据介绍，生产线上设有干燥箱来去除带中残留水分，温度一般控制在80—140.模具温度在出模时达190，原料由粉粒状转为粘流态。全程温度控制很重要，其中芯带固化温度为130—230.标志S——抗静电阻燃作用，其中加有高耐磨炭黑。关键工序：1、实际温度符合条件2、挤出机最大转速70rpm3、牵引速度符合工艺(60——120)rpm4、外观要求：产品标志清晰，不得露料，外观不要有缺陷5、成品带规格符合要求整体工艺流程如下：配料→高温混合→塑化和制糊→对芯带骨架材料的干燥→抽真空浸渍→胶凝→塑化→热贴合→挤出→造型→成品包装问题：1、为什么生产线上要采用引带？由于带芯需要干燥充分去除水分，且长期浸泡于糊树脂中会影响带芯的质量，所以停止生产的时候，前面需要引带，重新工作时，由引带将带芯牵入。我们当时参观时，车间刚好处于停车状态，看到了引带2、整芯带两种失效形式？带有两种失效形式，起泡和起皮，起泡和带芯的干燥以及原料的沾水沾油度有关；防起皮，是覆盖胶越薄越好。3、什么时候配料就达到要求?据介绍,经高速混合后，颜色均匀，手握有弹性，松开不黏手即混合均匀。2、新华化工塑料分厂（2012.05.30）（1）、产品介绍该分厂主要生产面具塑料零部件，比如:扣、环、镜片、扣子等。该车间采用自动注塑系统设备，自动进料系统进料后，高温高压条件下在模具中成型，随后工人将件取出，剔除毛边，组装送往下一车间。如其中一种件——药盖，其脱模方式是手动脱螺纹（由于其存在螺纹扣），其注射压力为36，其卡毂体、内卡圈均由聚甲醛注塑成型而成，其毂套由尼龙注塑成型而成，其飞边破碎和颗粒均可回收。以上废料均可回收再利用。为防止制件粘模可涂机油润滑。（2）、生产工艺注塑机工作原理：借助螺杆（或柱塞）的推力，将已塑化好的熔融状态（即粘流态）的塑料注入闭合的模腔内，经固化定型后取得制品。一般螺杆式注塑机的成型工艺过程：将粒状或粉状塑料加入机筒，通过螺杆的旋转和机筒外壁加热使塑料成为熔融状态，随后机器进行合模和注射座前移，向注射缸通人压力油，使螺杆向前推进，以很高的压力和较快的速度将熔料注入温度较低的闭合模具内，保压一定时间，冷却固化成型，开模取出制品。注塑成型的基本要求是塑化、注射、保压、成型。塑化是实现和保证成型制品质量的前提，为满足成型要求，注射必须保证有足够的压力和速度。同时，由于注射压力很高，相应地在模腔中产生很高的压力，因此必须有足够大的合模力。注射装置和合模装置是注塑机的关键部件。问题：1、注塑成型为何要保压？保压阶段的作用是持续施加压力，压实熔体，增加塑料密度（增密），以补偿塑料的收缩行为2、药盖脱模方式其脱模方式是手动脱螺纹（由于其存在螺纹扣）3、为何注塑机模具设计要着重考虑脱模结构？脱模是一个注塑成型循环中的最后一个环节。虽然制品已经冷固成型，但脱模还是对制品的质量有很重要的影响，脱模方式不当，可能会导致产品在脱模时受力不均，顶出时引起产品变形等缺陷。脱模的方式主要有两种：顶杆脱模和脱料板脱模。设计模具时要根据产品的结构特点选择合适的脱模方式，以保证产品质量。3、新华化工特种橡胶分厂（2012.05.31）（1）、产品介绍实习期间，我们参观了其炼胶工房，认识了丁基胶、烟片胶、割胶刀、开炼机、密炼机、压延机等。该车间主要的主要产品有防护面具，导弹弹衣，单兵作战器材，主要材料都是橡胶。（2）、生产工艺主要流程如下：罩体硫化成型，剔除毛边，组装。制罩体时，首先需配置合适胶料并混炼到所需程度，混炼的机器有开炼机、密炼机、压延机等，其中简要介绍了开炼机混炼工程，包辊，吃粉，翻炼，翻炼有斜刀法，打扭法，三角包法，掐胶法，以及调节温度时间来调节混炼程度等。关于怎样判断是否已混炼到所需程度，有性能测试，也有经验判断，当时没有详细介绍。下一步将混炼好的胶，切胶进模硫化成型。根据所需产品的性质，成型过程中华要控制好硫化三要素：时间、温度、压力。参观实习过程中，介绍了橡胶抽炼机，其时间温度好控制，劳动强度小，环境污染小。防护面具罩体的生产，采用方法是整体注射成型，胶料经混炼、停放、热炼、硫化、压片等工序之后剪成条状，直接放入模具之中，经高温高压注射成型。橡胶罩体的生产，不允许有化学反应。对于产品的检验，产品必须有飞边,否则产品为不合格产品。问题：1、罩体出炉时为何必须有飞边？说明充模充分，充模过程中，压力要合理控制，太小，充模不充分，太多，飞边太多，浪费原料，且产品内应力增加，降低强度。2、面具选材防护面具由罩体和滤毒罐两部分构成。滤毒罐内装有活性炭等。罩体外层是硫化丁基胶，硫化丁基胶密封性能好，强度大，且挡油；内层是硅橡胶，硅橡胶具有良好的医学功能，可防过敏。其眼罩主要成分是PVC，有良好的防雾功能，镜片是PVC3、橡胶成型模具有何要求？在炼胶过程中，其中硫化反应为热反应，且橡胶为热缩冷涨材料，所以在生产过程中,模具设计时,模具的实际空间大小应该小于实际大小。4、如何检验面具的气密性？先将成型出来的面具戴在假人头上，往面具里加压，用压力计测量。如果在一段时间内压力计所测的压力值保持恒定，那么说明面具的气密性良好。5、橡胶的压延成型的过程？包括压片、贴合、压型和纺织物挂胶等作业。压延工艺的主要设备是压延机。压延过程一般包括以下工序：混炼胶的预热和供胶；纺织物的导开和干燥（有时还有浸胶）胶料在四辊或三辊压延机上的压片或在纺织物上挂胶依机压延半成品的冷却、卷取、截断、放置等。6、面具上的镜片采用与竖直平面呈一定角度放置的目的？镜片采用倾斜放置，可以起到开阔视野的作用，这和汽车前视镜的原理应该是类似的。晋林塑料厂（2012.06.01——2012.06.04）一、实习地点简介晋林塑料厂是1992年组建的具有现代化管理模式的股份制企业，是山西省塑料行业协会理事单位，是山西省最大的管材生产厂家之一。公司有注塑、挤出(一、二、三)混料、模具机修六个车间，现有生产设备单螺杆挤出机16台，双螺杆挤出机10台、注塑机10台、模具950套以及其他专业设备60台(套)。年生产能力8000吨。已通过IS09001质量管理体系认证。公司产品规格齐全，配套完善，自92年建厂以来企业不断进行技术改造和产品创新，现主要生产经营六大系列产品：(1)聚丙烯静音、管材、管件系列；(2)农田节水灌溉、喷灌用冷水UPVC、PE、PPΦ20—Φ400管材管件系列；(3)建筑用UPVCΦ50—Φ315排水、管材、管件(包括发泡和实壁)系列；(4)冷热水PP—R管材、管件系列；(5)电工穿线用冷弯阻燃管材及配套管件系列；(6)PE—RT地暖管系列。生产的产品由省级质量监督检验部门定期抽检，荣获“全国建材行业质量诚信先进示范企业”称号，并荣获中国质量检验协会“国家质量检测合格建材产品”荣誉证书。二、实习内容在这里，我们参观实习了制造不同管材的四个车间。1、一号分厂（1）、产品介绍该车间主要产品为PVC管材，如三通、矿用电缆挂钩、管卡、管帽、各种角度弯头等。（2）、生产工艺该车间主要采用注塑工艺，先将物料加热塑化，使其呈粘流状态，在加压条件下通过一定形状的口模成为截面与口模形状相同的连续体；再将这种连续体用适当的方法冷却、定型为所需产品。即：合模→注射→储料→开模→脱模据介绍，我了解了一下信息。双螺杆挤出机由传动系统、加料系统、挤压系统、加热系统、冷却系统以及机头和口模等部分组成。传动系统保证再给定的工艺条件(如机头压力、螺杆转数、挤出量、温度等)下使螺杆具有必要的扭矩和转数均匀地回转而完成挤出过程。为使塑料在加工工艺所要求的温度内挤出，一般挤出机上都设有加热冷却系统装置及测量、控制温度的仪器仪表。目前挤出机的加热方法有载热体加热、电阻加热和电感应加热等，冷却一般有风冷和水冷两种。车间采用水冷，冷却装置在注塑机的内部。注塑机内部还设有油缸。各种制件成型过程都差不多，只是模具不一样，脱模过程也不尽相同。脱模是有侧抽、上抽等，然后顶出（有专门的顶出结构，在产品上会留下小圆圈）。成型过程中，流体在各区域的成型温度和压力有明确的要求，一般设置为九段温度梯度和压力梯度，实际生产中，设置值和实际值能直接在表盘上读出，差值不能超过设定值。如何合理的设置出模机构以实现产品的复杂结构。此次的三通管在每个接口出均有一个安放防漏橡皮圈的环形槽。在设计模具是为了既能成型所需结构，又能使产品不卡在模具中，他们把成型环形槽的凸起部分用十二可以沿斜面滑动的金属块组成。当合模时十二个金属块凸起，带产品保压成型后，脱模时十二个金属块下滑，模具中心轴抽动，完成脱模。注塑成型过程中，模具设计和温度压力控制很关键，其中模具有一模单个和一模多个。问题：1、据介绍参观的预塑操作是后加料，其具体工作步骤注射完成后，注座后退，喷嘴离开模具然后预塑，预塑完注座前进。该动作适用于加工成型温度特别窄的塑料，由于喷嘴与模具接触时间短，避免了热量的流失，也避免了熔料在喷嘴孔内的凝固。2、加料系统的料斗加料系统的料斗的上方加了盖，防止灰尘、湿气及其他杂物进入。3、据介绍一般生产多采用固定加料方式，为何？以节省注座进退操作时间，加快生