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2.5效果评价…………………………………………………………………9

第三章工艺流程设计

3.1概述……………………………………………………………………9

3.2生产方法的选择………………………………………………………9

3.3工艺流程………………………………………………………………10

3.3.1挤出造粒工艺流程…………………………………………………10

3.3.2造粒方法……………………………………………………………11

3.3.3物料输送方式………………………………………………………11

第四章物料衡算

4.1概述……………………………………………………………………11

4.2物料衡算………………………………………………………………11

第五章生产设备的选择和计算

5.1设备选型的原则………………………………………………………13

5.2称的选取………………………………………………………………13

5.3挤出机的选取…………………………………………………………15

5.4辅机的选取……………………………………………………………16

参考文献…………………………………………………………………………23

1.1概述

ABS树脂，学名丙烯腈-丁二烯-丁二烯共聚物，又名丙丁苯树脂，ABS树脂通常是聚丁二烯橡胶与单体苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物，其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。

采用种子乳液聚合法在聚丁二烯乳胶粒上接枝共聚苯乙烯和丙烯腈,通过改变共聚单体中叔十二烷基硫醇（TDDM）的用量,合成了一系列PB-g-SAN共聚物。

将这些共聚物与SAN树脂熔融共混制得了ABS树脂。

ABS是本世纪40年代发展起来的通用热塑性工程塑料，是一个综合力学性能十分优秀的塑料品种，不仅具有良好的刚性、硬度和加工流动性，而且具有高韧性特点，可以注塑、挤出或热成型。

ABS树脂主要消费领域在电子和电器，小型电器，交通运输和轻工领域等。

其中ABS消费最有潜力的领域，当属交通运输业。

汽车、摩托车生产和消费的大幅度提速，为ABS的应用打开了广阔的市场空间，预计ABS在交通运输业领域的应用将有较大潜力，汽车、摩托车生产和消费的大幅度提速，汽车内饰件制品将成为ABS市场新的消费亮点，游艇和活动房屋等休闲用品也为ABS市场打开了新的销路。

ABS在管材和管件等建材，医疗机械和合金共混物的应用上也有着良好的市场前景。

1.2挤出成型工艺概述

挤出成型又称挤出模塑或挤塑，挤压。

挤出在热塑性塑料加工领域中，是一种变化多、用途广、在塑料加工中占比例很大的加工方法。

在挤出制成的产品都是横截面一定的连续材料，如管、板、丝、薄膜，电线电缆的涂覆等。

挤出过程可分为两个阶段：

第一阶段是使固态塑料塑化（即变成粘性流体）并在加压下使其通过特殊形状的口模而形成截面与口模形状相仿的连续体；

第二阶段是用适当的方法使挤出的连续体失去塑性状态而变成固体，即得到所需制品。

在塑料工业中，螺杆挤出机几乎能成型所有的热塑性塑料和部分热固性塑料，用于成型管材、棒材、板材、薄膜、单丝、电线电缆、异型材等，也用于塑料的混合、造粒及塑料的共混改性等，以挤出为基础，配合吹塑，拉伸等工艺的挤出-吹塑和挤出-拉幅可成型中空制品和双向拉伸膜等。

挤出成型是塑料成型最重要的方法之一，目前挤出成型制品约占热塑性塑料制品的50％。

1.3ABS树脂在国民经济中的作用及发展现状

ABS于1946年源于美国橡胶公司的一类聚合物组合物。

如今，作为一类常用的非结晶型聚合物或混合物，ABS不仅可被直接注塑、模塑、挤塑成型制成制品，也常被用来与其他热塑性树脂、或工程类聚合物、或有机、无机填料共混制成共混物、或合金、或复合增强材料。

2009年，世界ABS消费量已达724万吨，国内ABS消费量达390万吨。

家用小轿车进入家庭后，国内运输工具中ABS消费量和所占份额悄然同步上升。

ABS树脂的优点是抗冲性、隔音性、耐划痕性，耐热性更好，比PP更美观，特别在横向抗冲性和使用温度较为严格的部件。

ABS树脂是汽车中使用仅次于聚氨脂和聚丙烯的第三大树脂。

ABS树脂可用于车内和车外部外壳，方向盘、导油管及把手和按钮等小部件，车外部包括前散热器护栅和灯罩等。

ABS树脂容易加工，加工尺寸稳定性和表面光泽好，容易涂装、着色，还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能，可广泛应用于电子电器领域，包括各种办公和消费性电子/电器，办公电器包括电子数据处理机、办公室设备。

近年来在电子电器市场，ABS树脂在要求阻燃和高耐热的电子/电器市场中将保持其地位，阻燃与耐高热的ABS树脂在与ABS/PC等工程塑料合金的竞争中具有明显的优势。

ABS树脂在日用消费品领域具有广泛的应用，比如建材管材、板材或片材，ABS树脂用于与建筑有关的领域，其中挤出片材用于卫生器具如澡盒、游泳池衬里等，另外注塑成型的管材和管件，少量生产挤出成型的电话电缆管线。

1.4阻燃ABS树脂

ABS树脂是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯共聚而成的苯乙烯系共聚物。

其耐冲击性能优良，综合性能较好，无毒无味，耐酸碱，尺寸稳定性好，耐分解温度>

250℃，易于加工。

其缺点是不透明，可燃，耐候性较差，因此在加工前必须先加入光稳定剂和阻燃剂，以提高其阻燃性能和耐候性。

常用的阻燃剂有锡酸锌、氯化聚乙烯。

三氧化二锑，卤代聚碳酸酯、卤代双酚A，十溴联苯醚、双（2,3-二溴丙基）反丁烯二酸酯、溴代聚苯醚和氯化石蜡等。

随着社会的不断进步，人民生活水平的不断提高，各种高分子材料作为新型建筑材料在建筑上广泛应用。

一旦发生火灾，就会造成十分惨重的损失。

尤其是高层建筑，为了减轻自重，大量采用了高分子材料制品，一旦发生火灾就会产生诸如氯化氢、氰化氢、氟化氢、苯乙烯等有毒气体，且高分子材料燃烧时产生的热量大、温度高、燃烧速度快、容易造成不完全燃烧而产生大量黑烟，这些都给消防、逃难、救生等工作带来困难。

因此，对建筑高分子材料如何提高它的阻燃性，应用具有自熄性、阻燃性的材料，并在外面古河阻燃或耐燃的无机材料，在其中添加阻燃剂使之成为难燃、不燃的材料以及在易遇火的部位不用或少用有机材料，都是避免发生火灾的重要措施。

1.5设计原则

阻燃高分子材料配方设计与常规塑料、涂料、胶黏剂和橡胶等高分子材料配方设计大致相同，也必须遵循其基本原则、基本方法与程序。

不同之处是对添加组分的选用、配合和数量的确定时，要把阻燃剂作为其配方设计研究的核心内容。

阻燃高分子材料的配方设计就是运用阻燃剂优良的阻燃性能，来提高高分子材料遇火不燃，难燃、燃烧后自熄的能力。

所以配方设计中必须精心分析研究和反复试验才能设计出满足使用要求的成功配方。

为此在阻燃高分子材料配方设计中必须坚持如下原则。

1.满足阻燃性能需求的原则

阻燃高分子材料性能优劣的首要标准看其是否能达到阻燃标准要求。

2.满足阻燃高分子材料产品使用性能和耐久性的原则

在配方设计开始，就必须对制品应用环境和使用要求进行认真分析，方可提出选材标准和配方要求，再经过经验比对，实际试验才能设计出实用性强的配方，确保产品质量。

3.抓住主要矛盾的原则

一旦阻燃高分子材料的基料与阻燃剂选定之后，还应对两组分优点进行分析，找出两组分存在的缺陷，再根据产品使用要求，找出主要矛盾加以解决。

4.充分发挥添加剂功能的原则

除基料和阻燃剂外，还必须充分发挥其他助剂的功能作用，方可制备出优良制品。

选用助剂时力求要准，用量适度。

5.降低成本原则

配方设计时，除考虑性能外，还必须对制品的成本加以考虑。

1.6设计目的

一．培养学生综合运用专业基础理论，基本技能，分析和解决问题的能力，掌握专业工程技术技能。

二．培养和训练学生设计的基本技能，让学生掌握专业工厂工艺设计的内容、程序和方法，并了解其他非工艺专业知识，达到具备初步设计专业工厂厂房车间，工艺流程等能力。

三．培养独立工作能力，严谨，求实的工作作风和责任感。

1.7设计题目

年产1000吨阻燃ABS树脂成型工艺设计

2.1主料ABS树脂的特性

在聚合物生产，加工和应用领域，ABS是取丙烯腈（Acrylonitrile），丁二烯（Butadiene）和苯乙烯（Styrene）三种单体英文单词首字母组合而成的名称，代表一类热塑性树脂活热塑性工程塑料。

ABS树脂被归为五大通用合成树脂之一。

与PP、PE、PVC和PS不同，ABS既不是均聚物，也不是简单的共聚物，而是由分散相和连续相构成的聚合物共混物。

其分散相是接枝了苯乙烯-丙烯腈共聚物的橡胶颗粒，橡胶是聚丁二烯（PB），其连续相是苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN），也被称为基体树脂相。

所以，ABS是用橡胶增韧SAN所得的共聚物。

ABS是HIPS（高抗冲聚苯乙烯）的自然衍生物。

PS中添加了聚丁二烯等橡胶后，及抗冲性能获得了提高，然而，其他性能，如拉伸强度和弯曲强度却降低了，并失去了透明性。

其耐化学性和表面硬度也受损害。

HIPS中添加丙烯腈单体以物理和化学结合方式赋予了ABS如下图所示的特性。

丙烯腈

耐热

耐化学性

拉伸强度

韧性光泽

抗冲性刚性

丁二烯低温抗冲性易加工性苯乙烯

图2-1

物理性能

ABS树脂用两个基本特征：

a.优良的韧性；

b.高机械强度。

其抗冲击性能来自橡胶成分；

其强度来自基体树脂部分。

ABS树脂具有与SAN和PS相近的抗应力特性，又具有HIPS和PB去服刑变得特性。

有意的综合性能使ABS树脂成为用途广泛的树脂。

ABS树脂特性可概括如下：

①适中的价格；

②易加工；

③良好的韧性、刚性和力学性能结合性；

④可着色性好；

⑤良好的尺寸稳定性；

⑥无毒；

⑦良好的抗水性；

⑧优异的耐化学试剂特性。

化学性能

1耐化学特性耐化学特性与材料具体使用环境和方式相关。

它是指材料的抗溶剂能力，溶剂可能会引起材料膨胀、应力开裂或化学反应。

氰基的存在使ABS与烃类溶剂、矿物油、素材有、蜡一集家用和商用材料的相互作用减弱。

与其他聚合物材料相同，ABS与化学试剂接触会发生应力开裂。

2加工稳定性一定加工条件下，制品外观变化是以颜色变化、光泽度变化和表面缺陷为特征。

挤塑、模塑时降温可以使变色程度降至最低。

表面缺陷的形成往往与沿熔体流动方向牵引有关，还与湿气、包裹的空气、气态降解物质有关。

合理的干燥步骤可以克服湿气引发的表面缺陷。

3热氧化稳定性ABS中橡胶相比SAN更易氧化而交联变脆，使ABS接枝物会因氧化而从橡胶颗粒上脱落，使ABS抗冲击性能下降。

另外着色剂对ABS抗氧性能有不利的影响。

抗氧剂可以明显地改善ABS抗氧稳定性。

4光氧化稳定性除热氧化稳定性，橡胶相同时还面临着光氧化稳定性的问题。

光氧化降解