塑料异型材制造原理与技术PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1．1 塑料门窗概述 1

1．2 硬聚氯乙烯塑料门窗的性能和特点 1

1．2．1 隔热、保温、节能 1

1．2．2 物理性能 3

1．2．3 耐候性能 3

1．2．4 其他性能 3

1．3 硬聚氯乙烯塑料门窗的发展历史 4

1．4 硬聚氯乙烯塑料门窗的发展趋势 6

1．4．1 西欧各类门窗的发展趋势 6

1．4．2 北美各类门窗的发展趋势 8

1．4．3 世界各国窗用型材的增长 8

1．5 中国硬聚氯乙烯塑料门窗及异型材的发展前景 9

1．6 未来异型材市场发展倾向 9

1．7 未来异型材市场技术发展趋势 10

主要参考文献 11

第2章 硬聚氯乙烯门窗异型材用原材料及其选择 12

2．1 硬聚氯乙烯门窗异型材的要求 12

2．2 硬聚氯乙烯塑料及其特性 12

2．2．1 聚氯乙烯的结构特性与性能 12

2．2．2 硬聚氯乙烯塑料的改性 13

2．3 聚氯乙烯树脂 13

2．3．1 概述 13

2．3．2 聚氯乙烯树脂的制备方法 14

2．3．3 聚氯乙烯树脂的规格 15

2．3．4 聚氯乙烯树脂的分子结构 16

2．3．5 聚氯乙烯树脂的颗粒形态 19

2．3．6 聚氯乙烯树脂相对分子质量对材料性能的影响 20

2．3．7 国内、外主要生产厂家及引进技术性能指标 22

2．4 硬聚氯乙烯的稳定性及稳定体系 23

2．4．1 概述 23

2．4．2 聚氯乙烯的不稳定机理 24

2．4．3 稳定剂的稳定原理和基本性质 28

2．4．4 门窗异型材用新型稳定剂特性及发展趋势 28

2．4．5 各类稳定剂稳定机理及主要品种 30

2．5 硬聚氯乙烯的韧性和抗冲击改性 48

2．5．1 硬聚氯乙烯的增韧方法 49

2．5．2 硬聚氯乙烯的增韧原理 49

2．5．3 各类改性剂性能及市场份额 51

2．5．4 抗冲击改性剂的特点 52

2．5．5 抗冲击改性剂用量对硬聚氯乙烯性能的影响 54

2．5．6 常用的抗冲击改性剂 54

2．6 硬聚氯乙烯的流动性和润滑体系 63

2．6．1 概述 63

2．6．2 润滑剂的类别 64

2．6．3 润滑剂的作用原理及配合使用 67

2．6．4 常用的各类润滑剂 73

2．7 硬聚氯乙烯的加工性能及加工助剂 78

2．7．1 概述 78

2．7．2 加工助剂的改性原理 79

2．7．3 加工助剂的类别 81

2．7．4 常用典型加工助剂系列及性能 82

2．7．5 国内、外加工助剂主要生产厂及产品性能 85

2．8 硬聚氯乙烯的着色与增白 86

2．8．1 着色剂的性能要求 86

2．8．2 白色硬聚氯乙烯异型材常用的无机颜料 87

2．8．3 白色硬聚氯乙烯异型材常用的有机颜料 93

2．8．4 荧光增白剂 94

2．9 硬聚氯乙烯的填充改性 97

2．9．1 填料的形态特征与填料的聚集 97

2．9．2 填料的表面处理 99

2．9．3 填料对硬聚氯乙烯性能的影响 100

2．9．4 填料的硬度及对设备的磨损 101

2．9．5 硬聚氯乙烯异型材常用填料的分类及其性能 101

2．9．6 国内、外主要产品及典型产品的性能 104

主要参考文献 107

第3章 硬聚氯乙烯异型材的配方设计和评价方法 109

3．1 概述 109

3．2 配方设计的原则 109

3．3 窗框用异型材的主要性能要求 110

3．4 硬聚氯乙烯异型材的配方设计要点 111

3．4．1 稳定剂系统的确定 111

3．4．2 润滑剂系统的配合设计 111

3．4．3 影响制品主要性能的因素 113

3．5 硬聚氯乙烯异型材的配方实例 114

3．5．1 窗框用异型材配方 114

3．5．2 一般用途异型材配方 117

3．5．3 发泡型材配方 118

3．5．4 硬聚氯乙烯异型材用清洗料配方 119

3．6 配方的性能评价方法 119

3．6．1 热稳定性的试验与评价 119

3．6．2 光稳定性和耐候性试验 122

3．6．3 加工性能的试验与评价 124

3．6．4 微观形态的测定与评价 129

3．6．5 物理与力学性能的测试与评价 130

主要参考文献 131

第4章 硬质聚氯乙烯门窗异型材生产设备 132

4．1 概述 132

4．2 混合及混合设备 133

4．2．1 混合机理 133

4．2．2 混合机 140

4．3 传输设备 160

4．3．1 真空上料机 161

4．3．2 鼓风上料机 162

4．3．3 螺旋上料机 163

4．4 挤出机 164

4．4．1 挤出机分类 164

4．4．2 单螺杆挤出机 165

4．4．3 单螺杆排气挤出机 193

4．4．4 双螺杆挤出机 198

4．4．5 挤出机的维护与保养及异常现象 231

4．5 异型材辅机 234

4．5．1 冷却定型装置 235

4．5．2 牵引装置 237

4．5．3 切割装置 239

4．5．4 堆放架 241

主要参考文献 242

第5章 硬质聚氯乙烯门窗异型材及其截面设计 243

5．1 概述 243

5．1．1 薄壁型材 244

5．1．2 共挤出型材 245

5．1．3 低发泡挤出型材 247

5．2 门窗用硬质聚氯乙烯异型材的结构特点及分类 248

5．2．1 门窗用硬质聚氯乙烯异型材的结构特点 248

5．2．2 门窗用硬质聚氯乙烯异型材的分类 254

5．3 门窗用硬质聚氯乙烯异型材截面设计 255

5．3．1 外形设计 256

5．3．2 空腔设计 257

5．3．3 壁厚设计 258

5．3．4 关于五金附件 260

5．3．5 玻璃镶嵌槽 261

5．3．6 排水与框扇密封 262

5．3．7 型材增强 264

5．3．8 关于保湿问题 267

5．3．9 关于隔声问题 268

5．3．10 关于辅助型材的设计 269

5．3．11 关于型材功能块的设计 270

主要参考文献 271

第6章 硬质聚氯乙烯异型材挤出成型模具 272

6．1 概述 272

6．1．1 基本构成 272

6．1．2 重要性 273

6．2 挤出模头设计理论的几个方面 273

6．2．1 牛顿流体与非牛顿流体 273

6．2．2 粘性流动方程 275

6．2．3 影响塑料熔体粘性流动的因素 276

6．2．4 塑料熔体的弹性现象 282

6．3 硬质聚氯乙烯异型材挤出模头 285

6．3．1 挤出模头的基本结构 285

6．3．2 挤出模头流道的基本要求 287

6．3．3 影响模头流道设计的主要因素 289

6．3．4 挤出模头结构设计 292

6．3．5 挤出模头强度设计 308

6．3．6 挤出模头热设计 310

6．4 硬质聚氯乙烯异型材挤出定型模 312

6．4．1 异型材定型模的基本结构及其作用 312

6．4．2 定型模长度设计 314

6．4．3 定型模型腔尺寸设计 317

6．4．4 定型模结构设计 319

6．5 异型材挤出模的维护和调试 322

6．5．1 挤出模的试模和修模 322

6．5．2 挤出模的装卸与维护 325

6．6 进一步提高异型材挤出模生产效率的途径 326

6．7 异型材挤出模CAD 331

6．7．1 概述 331

6．7．2 Exmold-CAD系统简介 333

6．7．3 塑料门窗并行设计 337

主要参考文献 338

第7章 硬聚氯乙烯塑料的加工原理 340

7．1 概述 340

7．2 聚氯乙烯树脂结构形态特征——多层微粒结构 340

7．3 聚氯乙烯树脂加工过程中结构形态的变化 342

7．4 硬聚氯乙烯塑料的塑化度与力学性能 345

7．4．1 塑化度的定义 345

7．4．2 塑化度的测定方法 346

7．4．3 塑化度与制品微观形态的关系 347

7．4．4 配方及加工条件对塑化度的影响 347

7．4．5 塑化度与制品力学性能的关系 348

7．4．6 硬聚氯乙烯塑料的塑化度与二次加工 349

7．5 转矩流变仪和双螺杆挤出机在加工原理上的异同 350

7．5．1 物料在流变仪和挤出机内塑化情况的近似对应关系 350

7．5．2 物料在流变仪和挤出机中不同的熔融过程 352

主要参考文献 353

第8章 硬聚氧乙烯干混粉料的制备 354

8．1 概述 354

8．2 高速混合机中物料的混合过程 354

8．3 混合工艺条件对干混粉料性能的影响 355

8．3．1 混合温度的影响 355

8．3．2 混合时间的影响 356

8．3．3 高速混合机中加料量的影响 356

8．3．4 干混粉料冷却方法的影响 356

8．4 各类助剂对混合工艺的影响 357

8．5 高速混合时加料顺序的影响 358

8．6 干混粉料质量对挤出操作及制品质量的影响 360

8．6．1 混料温度对挤出速率的影响 360

8．6．2 混料时间对挤出工艺的影响 360

8．6．3 混合机转速对升温速度及熔化度的影响 360

8．6．4 干混粉料均匀性对挤出质量的影响 361

主要参考文献 361

第9章 硬聚氯乙烯异型材的挤出成型工艺 362

9．1 概述 362

9．2 硬聚氯乙烯异型材的生产工艺流程 363

9．3 异型材的挤出成型生产线 364

9．3．1 挤出设备 364

9．3．2 模头 365

9．3．3 冷却定型装置 366

9．3．4 牵引装置 366

9．3．5 切割与翻转装置 366

9．4 双螺杆挤出生产线挤出异型材的工艺控制 367

9．4．1 成型温度控制 367

9．4．2 挤出工作压力 372

9．4．3 挤出机的螺杆转速 372

9．4．4 计量加料速度 373

9．4．5 挤出机的排气 374

9．4．6牵引速度 375

9．4．7 异型材的冷却定型 375

9．5 异型材挤出过程中的异常现象及其排除 377

9．6 异型材的高速挤出技术 381

9．6．1 概述 381

9．6．2 抗冲击改性剂对挤出速度的影响 382

9．6．3 高性能干混粉料的制备 383

9．6．4 挤出机的性能 383

9．6．5 异型材的模头设计 384

9．6．6 异型材的定型冷却 386

9．6．7 双股及多股异型材挤出 387

9．6．8 计算机过程控制 388

主要参考文献 388

第10章 异型材生产过程中的质量监控和测试方法 389

10．1 原材料的质量标准和测试方法 389

10．1．1 原材料的质量指标 389

10．1．2 聚氯乙烯树脂的质量标准及监控 391

10．2 异型材用模塑料（干混粉料）的质量控制 395

10．2．1 干混粉料表观密度的监测 395

10．2．2 干混粉料干流性的监测 397

10．2．3 干混粉料的粒度及其分布分析 398

10．2．4 干混粉料热稳定性的测试 399

10．2．5 干混粉料的物理机械性能测定 400

10．2．6 干混粉料性能的测试周期 401

10．3 硬聚氯乙烯异型材的质量控制 402

10．3．1 异型材的挤出质量 402

10．3．2 异型材的物理机械性能 403

10．3．3 耐候性的试验方法 414

10．3．4 焊角强度的测定 414

10．4 塑料窗用模塑料、异型材的检验周期 416

10．5 原材料、模塑料、异型材的检测标准 417

主要参考文献 419

第11章 硬聚氯乙烯塑料窗的耐候性及耐久性 420

11．1 概述 420

11．2 影响塑料窗耐候性的主要因素 420

11．2．1 紫外光（UV）的照射 420

11．2．2 温度及湿度的影响 421

11．2．3 塑料窗使用的气候条件 422

11．2．4 太阳光辐射量的影响 423

11．3 硬聚氯乙烯塑料窗的老化机理 423

11．3．1 概述 423

11．3．2 异型材颜色发黄、生色的一般机理 424

11．3．3 异型材褪色反应的一般机理 426

11．3．4 硬聚氯乙烯塑料老化颜色变化实例 426

11．4 硬聚氯乙烯窗框的老化渗透深度 427

11．5 硬聚氯乙烯窗框气候老化的评价方法 428

11．5．1 自然户外大气老化试验 428

11．5．2 加速户外大气老化试验 429

11．5．3 试验室加速人工老化试验 429

11．5．4 户外自然老化和人工老化试验结果的关系 431

11．6 气候老化的主要评价项目 431

11．6．1 制品表面颜色的变化 431

11．6．2 制品韧性的变化 433

11．7 某些气候老化性能测试标准 434

11．7．1 德国塑料窗质量保证规范RAL-RG716/1-85 434

11．7．2 德国塑料窗质量保证 437

11．7．3 日本窗框用硬PVC型材标准 438

11．7．4 美国用于硬质PVC及其有关塑料建材制品标准规范 438

11．7．5 中华人民共和国国家标准 438

11．8 提高异型材耐候性的主要途径 439

11．8．1 聚氯乙烯树脂质量和稳定性对耐候性的影响 439

11．8．2 稳定剂和稳定体系对耐候性的影响 439

11．8．3 抗冲击改性剂对耐候性的影响 440

11．8．4填充剂对耐候性的影响 442

11．8．5 着色剂的选择和型材颜色对耐候性的影响 442

11．8．6 紧外线吸收剂和抗氧剂的应用 445

11．8．7 改进增韧PVC-U窗耐候性能的其他方法 445

主要参考文献 446

第12章 塑料门窗异型材的色彩和装饰 448

12．1 概述 448

12．2 异型材整体着色法 448

12．2．1 聚氯乙烯塑料的着色原理 449

12．2．2 用于聚氯乙烯塑料的颜料特性 450

12．2．3 成型工艺对着色剂的要求 450

12．3 复合共挤出着色技术 452

12．3．1 PVC/PMMA复合共挤出 452

12．3．2 PVC/PVC色母料共挤成型 453

12．4 异型材表面覆膜技术 454

12．4．1 复合膜层的结构 454

12．4．2 覆膜工艺流程 454

12．5 异型材的表面喷涂技术 455

12．5．1 喷涂法对涂料的要求 455

12．5．2 异型材表面的多层涂膜 455

12．5．3 喷涂施工的工艺和装置 456

12．5．4 喷涂用彩色涂料实例 456

12．6 异型材印刷涂饰技术 457

12．6．1 印刷涂饰的工艺流程 457

12．6．2 印刷饰层表面的紫外光固化涂层 458

主要参考文献 458

附录 459

附录1 中华人民共和国国家标准GB/T 5761-93悬浮法通用型聚氯乙烯树脂 459

附录2 中华人民共和国国家标准GB 1636-79（1989年确认）模塑料表观密度试验方法 462

附录3 中华人民共和国国家标准GB/T 8814-1998门、窗框用硬聚氯乙烯（PVC）型材 462

附录4 中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T 3018-94 PVC塑料窗 467

附录5 德国塑料窗用型材标准 483

附录6 中华人民共和国国家标准GB11793．2-89 PVC塑料窗力学性能、耐候性技术条件 491