PET原料基本知识
一、原料知识
1、前言
PET（聚乙烯对苯二酸酯）是英文Polyethylene Terephthalate 的缩写．是当今应用最为广泛的饮料包装材料。由于PET可以方便地通过快速冷却的方法得到基本处于非晶态、高透明、易拉伸的PET制品，所以作为包装材料时PET既可制成双向拉伸包装膜，又可由非晶态瓶胚得到高强度、高透明的拉伸吹塑瓶，还可以直接挤出或吹塑成非拉伸PET 中空容器。PET中空容器尤其是拉伸吹塑瓶，充分发挥了PET性能，对内容物有良好的展示效果，性能和成本与其他中空容器相抗衡。因此PET作包装材料时基本上都是采用拉伸吹塑成型的，其中应用最多的是几十毫升到2升的小型瓶，也有容量30升的大瓶。
自上个世纪80年代初期，由于它质量轻，成形容易，价格低廉易于大规模生产，自问世后便以不可阻挡的势头迅猛发展。短短20年左右的时间便发展成为全球最主要的饮料包装形式。它不仅广泛用于碳酸饮料、瓶装水、调味品、化妆品、白酒、干果糖果等产品的包装，而且经过特殊处理的热灌装瓶还可用于果汁和茶饮料的包装。用最先进工艺处理的PET 啤酒瓶也正在进入市场，无菌灌装PET 瓶也在紧锣密鼓地发展。可以说，技术进步正为PET 瓶不断拓展着应用领域，它不仅继续扩充在饮用水和碳酸饮料等方面的传统市场，而且正在向啤酒等玻璃和铝罐包装的最后阵地发起冲击。
2、瓶级聚酯切片的描述
产品特点
●BST（白斯特）瓶级切片具有环保性能好、加工性能好的特点，质量优异，特别是乙醛、重金属、灰分含量极低，符合国家卫生标准。
●BST瓶级切片加工成的瓶，具有无臭、无味、强度高、气密性好、抗溶剂性等优点。
●产品标准等效采用国外先进标准。
品种及用途（仪征石化）
●BG85：主要用于含气碳酸饮料包装用。
●BG80：主要用于纯净水、矿泉水等包装用。
●BG801：主要用于果汁、茶饮料等饮品包装。
●BG802：主要用于食用油瓶的包装及片材等。
●BG80H：高吸热水瓶片，具有优良的吹瓶吸热效果。
质量指标
瓶级聚酯切片主要质量指标
3、PET瓶级切片物理特性
●粘度
粘度是反映瓶级切片分子量大小的一个质量指标，它也是瓶级聚酯切片最重要的质量指标。一般来讲粘度高的切片对应的瓶子强度也较高，能够耐压、耐冲；粘度低的切片对应的瓶子强度也较低，耐压、耐冲性能低。
目前市场上流行的碳酸饮料瓶级切片（BG85）的粘度是0.87dl/g左右、热灌装饮料瓶级切片（BG801）的粘度是0.78dl/g左右、矿泉水瓶级切片（BG80）的粘度是0.80dl/g左右、食用油瓶级切片（BG802）的粘度是0.83dl/g左右。由于粘度高的切片注塑的熔胶温度高，粘度降也会相应增加，所以，瓶级切片的粘度也不是越高越好，只要满足制品的强度要求即可。
粘度高的切片在注塑时料筒温度应当高一些，而粘度低的切片在注塑时料筒温度应当稍微低一些。例如某台注塑机使用BG85瓶级切片时注塑温度采用298℃，则此台注塑机使用BG80瓶级切片时注塑温度采用285℃左右的温度为佳。这是因为粘度高的切片熔胶速度比同样温度下粘度低的切片熔胶速度慢；另一方面，粘度高的切片能够承受比较高的熔胶温度而保持制品的质量。如果粘度高的切片采用较低的熔胶温度会导致注塑周期延长、而粘度低的切片采用较高的熔胶温度会导致螺杆打滑和制品质量下降、严重的可导致无法成型。
对注塑来说，一旦工艺参数确定，希望瓶级切片的粘度越稳定越好。如果切片的粘度波动大则需不断微调注塑工艺参数，严重情况会导致制品质量下降。●DSC熔点
高分子溶解需要一个过程，其DSC熔点反应的是溶解过程峰顶的温度。实际注塑理论上超过DSC熔点20℃即可，比如水瓶片DSC熔点一般为250℃左右，因此注塑温度设置为270℃就可以了，但注塑为了提高效率，一般实际注塑温度会将超过DSC熔点30℃~50℃。只要制品质量有保证，注塑温度适当提高是可行的。。
●间苯二甲酸
瓶级切片在生产过程中加入了间苯二甲酸以达到共聚改性的目的，使得瓶片的柔性增加、降低其结晶性能, 有利于瓶坯的加工成型。同时，间苯二甲酸含量每增加1%，切片的熔点会下降3~3.5℃。
间苯二甲酸对切片内在质量的影响主要是改变其结晶性能。不同制品对瓶片结晶性能的要求是不一样的，所以间苯二甲酸含量多少不能一概而论。例如食用油瓶坯重、壁厚（一般在110克左右），坯冷却速度慢，就要求瓶片结晶性能越低越好，也就是间苯二甲酸含量要尽量高一点；而热灌装饮料瓶子需要承受90℃
的高温，希望瓶子有一定的结晶度以降低热收缩率，所以希望切片结晶性能适当高一点，也就是间苯二甲酸含量要适当低一点。
间苯二甲酸含量高可以提高瓶片的可塑性能，对注塑有利。针对不同的间苯二甲酸含量的瓶片应当建立一套适合的工艺参数。
●二甘醇
二甘醇是聚合反应的副产物，二甘醇的生成也是共聚改性，但这种共聚改性是不可控制的。一般认为二甘醇每增加1%，熔点会下降8℃；二甘醇含量增加使得切片的结晶性能下降，有利于瓶坯的加工成型。但二甘醇本身某种程度上可以认为是切片中的杂质，因此含量增加会使切片的热稳定性降低。
由于二甘醇含量对注塑的影响既有好的一面也有不利的一面，因此，很难笼统地说二甘醇含量与注塑的关系。根据资料和经验，结合国内瓶片二甘醇含量的实际水平（一般在1.5%左右），建议二甘醇适当高一点，这样有利于注塑成型、提高注塑效率，但二甘醇含量不应太高（3.0%）。
●端羧基
对端羧基含量与瓶级聚酯切片质量的关系目前有两种有代表性的看法，一是认为端羧基含量反应的是切片的热降解程度，因此端羧基含量应适当低一点；另一观念认为端羧基含量间接反应了切片的分子量分布情况，瓶级聚酯切片是用于塑料加工的，需要分子量分布略宽一点，因而端羧基含量应适当高一点。综合两方面的意见和国内瓶级聚酯切片的实际端羧基含量，瓶级聚酯切片的端羧基含量一般在20～35mol/t之间。
从有关资料和我们的注塑经验来看，端羧基含量适当高一点对注塑是有利的，这是因为端羧基含量高的切片可塑性提高，对注塑工艺的适应性强。但端羧基含量高的切片热稳定性相应会下降，因此，注塑温度应适当降低一点，这与高端羧基切片可塑性能好也是对应的。
端羧基高的切片乙醛含量也高、注塑后的坯的乙醛含量也高，这一点也要求注塑温度应适当降低一点，以保证制品的乙醛含量控制在允许范围内。
端羧基高的切片由于小分子增加，提高了分子的蠕动性能，使得瓶子的稳
定性能提高，耐压、耐高温性能有明显改善。所以，碳酸饮料瓶切片的端羧基应尽可能高一些，最好在35～45 mol/t之间。
●结晶度
PET是半结晶高分子化合物，成品瓶片的结晶度一般在50%~55%左右。结晶度主要与瓶片在反应器中的停留时间有关，或者说与增粘时间有关。一般粘度高的瓶片结晶度也高一点，但基本不超过60%。
结晶度高的瓶片需要相应高一点的注塑温度，比如水瓶片的结晶度为50%左右，注塑温度设置为280℃、则同样的机器碳酸饮料瓶片的结晶度为55%左右，注塑温度设置为290℃为宜。
有时瓶片中会有高结晶的切片，在瓶身上可以看到白点，遇到这种情况可以适当提高注塑温度、延长溶胶时间。
●乙醛
瓶级聚酯切片主要用于饮料的包装瓶，乙醛会影响瓶装饮料的口味和质量，使饮料变质，可口可乐、百事可乐公司及国家标准中对瓶级聚酯切片中的乙醛含量都有相应的规定，所以控制好瓶级聚酯切片生产中的乙醛含量非常重要。目前市场上流行的碳酸饮料瓶级切片的乙醛含量为0.5 ppm左右、矿泉水瓶级切片乙醛含量为0.8 ppm左右、热灌装饮料瓶级切片乙醛含量为1.0 ppm左右、食用油瓶级切片乙醛含量为0.7 ppm左右。基本上国内主要瓶级切片供应商的乙醛含量都能符合国家标准的要求。
端羧基同最终产品的乙醛含量有一定的顺比关系，大致可以分为三段：
1）32mol/t左右。在生产BG80阶段通过调优使最终产品乙醛含量也可以达到要求。
2）35～38mol/t。通过调优，乙醛含量基本可以达到要求。
3）40～45mol/t，端羧基40以上，乙醛含量很难达到要求。
切片的端羧基是一个表征分子量分布和切片的其它内在质量的宏观指标，在酸碱滴定过程中，端羧基和双键（乙烯基）都参与中和反应，端羧基含量高，乙烯基的含量也上升。固相缩聚过程同时也是脱除乙醛的过程，预热器阶段由于停
留时间和反应负荷的原因，主要通过扩散把游离乙醛脱去。而在反应器阶段，主要过程是两部分：①继续脱去游离乙醛；②脱去反应产生的乙醛。由于端羧基高使乙烯基含量上升，乙烯基在增粘过程中能不断分解出乙醛，这样使最终产品的乙醛含量上升。
理论上瓶片乙醛含量与瓶坯乙醛含量之间在一定范围内应该呈正比关系，而实际上乙醛含量高的瓶片注塑成的瓶坯乙醛含量有可能低，相反，乙醛含量低的瓶片注塑成的瓶坯醛含量有可能高；即使是同一批号的切片注成的瓶坯其乙醛含量也有较大差异。这是因为瓶坯乙醛含量大部分是在注塑时因为切片热降解产生的，而不是瓶片原有的乙醛。根据资料和我们的经验，瓶坯、瓶中气乙醛含量与注塑温度基本呈正比关系，温度升高则瓶坯、瓶中气乙醛含量也随之增加。一般注塑温度应在300℃以下，以保证瓶中气乙醛含量符合标准。
●水分
水分并不是PET切片的内在质量指标，因为所有的物品都会含有水，只不过PET含有亲水基团，对水非常敏感，所以要特别予以关注。
一般来说，瓶片含水率达到0.4~0.5%就会饱和，实际上含内胆的瓶片含水率正常在0.1%以下。这样的水分含量对PET注塑来说也是不能忍受的，因为注塑是在接近300℃的高温下进行的。这样的温度和水分含量可以使PET在数秒内降解为小分子。
根据经验，PET注塑要求水分含量小于40ppm，相应的干燥条件是180℃下4小时左右。
判断干燥是否充分最简便的办法就是观察瓶坯瓶身是否发雾，如果发雾说明干燥不充分。
水分含量高会导致切片在注塑时降解，导致制品的质量下降，包括强度不足和瓶身发雾，严重的会成型困难。解决办法就是改进干燥效果，如延长干燥时间、更换干燥剂等。适当降低注塑温度会缓解水分高带来的负面影响，但根本解决办法是将水分干燥去除。
●粉屑
粉屑对瓶片的质量影响一般不引起人的注意，一方面是因为正规厂家的瓶片粉屑含量比较低（通常在10 ppm左右），另一方面是对粉屑引起的瓶坯质量问题未充分认识到。
粉屑主要是在瓶片生产过程的输送时切片与管道或相互之间摩擦产生的。粉屑产生后很容易在生产装置的各个部位停留，导致粉屑在系统中的停留时间远远超过正常切片的停留时间，使得粉屑的粘度和结晶度会很高。粘度或结晶高的粉屑在注塑时不易溶胶，最终在瓶坯上产生白点，甚至就是一小颗切片粉粒。
粉屑高的瓶片在注塑时会产生“溶牛奶效应”，即粉屑难溶胶，同样在瓶坯上产生白点。
对于粉屑高的瓶片，适当提高注塑温度会有帮助。
●黑点
黑点主要是外来杂质（灰尘）和切片塑化时部分高温炭化引起的。
如果是外来杂质（灰尘）引起的，则要采取管理措施尽量避免，比如切片生产、包装、储存（包括注塑工厂）、运输等环节。柴油叉车最容易产生黑灰，因此，无论是切片生产厂家还是切片使用厂家，包括运输环节，要尽量避免使用柴油叉车。
如果是塑化时部分高温炭化引起的，则应检查料筒和模具温度是否设置过高，如果检查后发现温度正常但瓶坯仍然有局部炭化现象，则应检查料筒、热流道和模具内部有无脏物污染，有必要进行拆卸清洗。
●色值
瓶级切片的色值一般用L/a/b表示，L值表示明度、b值表示黄/蓝指数、a值表示红/绿指数。
一般L值要求越高越好，这样制品的颜色比较自然，让人感觉舒服。
色值指标中最主要的是 b值，b值为负数偏蓝、为正数偏黄。注塑时切片要经受高温熔融，b值要增加，即制品的颜色要比切片黄，所以瓶片b 值要略为低一点好，以保证制品的颜色不发黄为佳。
由于注塑温度对成品的b值有影响，所以注塑温度不要一味追求高。
●催化剂含量
一般在瓶片出厂指标中均不提供催化剂含量，因为这涉及到产品配方和工艺。实际上国内瓶片厂家选用的催化剂类型大同小异，只不过添加量因工艺不同而有所差异，基本上是三氧化锑、三醋酸锑、乙二醇锑等锑系催化剂，用锗系、钛系等新型催化剂的很少，主要是价格因素。
催化剂在聚合和增粘反应过程中促进分子链的增长，但在注塑时也会促进降解。所以，对于催化剂含量高的瓶片，其注塑温度应该适当低一点，以确保最终制品质量受控。
●稳定剂含量
为了防止瓶片在注塑时因高温发生热降解，瓶片在生产过程中加入了一定量的热稳定剂。各个瓶片生产厂家采用的稳定剂型号和添加量也不尽相同。
理论上热稳定剂含量高的瓶片注塑温度可以适当高一点，但热稳定剂本身对PET来说是杂质，会导致瓶坯发雾。所以，稳定剂含量应当适中，否则，虽然稳定剂含量高的瓶片可以提高其热稳定性而提高效率，但制品的质量会下降。
●颗粒度
瓶级切片颗粒度以前未引起人们的关注，但随着瓶片的发展，许多瓶片厂家已将百粒重作为瓶片的一项质量指标，因为瓶级切片颗粒度不仅影响固相增粘，而且对注塑工艺也有影响。
一般的挤出螺杆分为进料、熔融塑化、混匀三段，挤出机螺杆结构参数中有一个压缩比，压缩比的变化在三段中往往是不一样的，挤出排气过程主要在进料完成，所以，进料段的压缩比与切片的表观密度（或百粒重）有关。当聚酯树脂切片的真实密度/表观密度（或百粒重）=进料段的压缩比时，切片间的空气恰好排完便进入到熔融塑化段，通常为了保证排气充分，切片的真实密度/表观密度要比进料段的压缩比值小一些。真实密度基本上是不变常量，可变的是与切片形状和大小有关的表观密度。小粒切片的表观密度大，有利于挤压排气，所以，瓶片的颗粒度要比纤维切片小许多。
熔融塑化段的压缩比决定于切片熔化前后的密度变化。聚酯结晶熔化时的密度变小，体积增大，所以，此段的压缩比一般不会设计得很大，由于熔化过程需要一定的时间，此时还有可能借助挤压排气，所以虽然实际上很难明确划分进料和熔融塑化两段间的界限，但保证进入到熔化时空气完全排除的原则是肯定的。小粒切片有利于缩短熔融塑化过程所需的时间，从而提高挤出机的熔融塑化效率和效果。
●灰份
灰份表示聚酯树脂切片中无机成分的含量。其来源除灰尘外，主要来自于聚酯生产过程中添加的各种添加剂，如催化剂、热稳定剂、调色剂以及切片无机杂质。
无机成分造成的灰份会使切片的热稳定性和热氧稳定性下降，注塑时易导致制品粘度降提高、制品质量下降。灰份某种程度上也是结晶的晶核，所以灰份含量高容易导致瓶坯发雾。灰份也会在一定程度上影响瓶坯的色泽。
●表面氧化或杂色粒子
由于固相聚合是在较高的温度下长时间进行，所以对切片色相有很大影响，一般粘度为0.85dl/g的瓶级聚酯切片固相增粘b值增加3个单位左右。正常切片的色相通过色值项目控制，而可能产生的异色粒子除生产厂家有关工序目视监控外，注塑厂家也有必要加强目测。
4、PET的性能
PET具有线分子结构，是半结晶聚合物，其中无定形态和有序态相互交织。PET的三种转变温度与无定形PET的热阻力（DSC）热分析如下：
●玻璃化温度（Tg）
从无定形的玻璃态转变到高弹态（反之亦然）称为玻璃化转变，此时的温度称为玻璃转变温度（Tg）。其反映的是长分子链的运动。增加热量提高了分子的自由度，凝固在玻璃下的分子变的可以自由活动。玻璃化转变很大程度上取决于PET的聚集形态。当粘度（IV）大或结晶度大时，分子链的活动受到限制，Tg 就高。
●结晶温度（Tc）
温度继续升高，具有分子间相互作用的多个分子链进行局部重排，产生了球状结晶。由于PET分子中苯环重排很慢，PET最大的结晶程度约为55%，可以产生有序的结晶区。
●熔融温度（Tm）
在此温度下所有的结晶已被融化。此温度对应于物质的最小有序状态。
1）应用
由于PET具有优良的物理性能，易于加工，因此应用广泛。不同的应用及相关技术要求特定的粘度等级。粘度不同，分子重量也随之不同。
特性粘度与分子重量相对应。按特性粘度不同PET分为均聚物和共聚物。简言之，均聚物和共聚物有以下区别：均聚物，单一重复单元。共聚物，一般有二种不同的重复单元。共聚物较均聚物结晶慢，可用于某些特殊方面，如热灌装瓶和多次用瓶。共聚物PET产生的乙醛比较少，所以适用于瓶装矿泉水。
2）PET的双轴取向
?概述
分子取向是大分子链有序重排的结果，通常在适宜温度下受拉伸力的影响，分子重排有利于提高材料的物理性能。在低温（TG左右）下拉伸和吹气，小瓶坯在径向和轴向受到拉伸，分子在两个方向上进行取向排列（即双轴取向）。
? PET的双轴取向（半结晶聚合物）
自然条件下，PET半结晶聚合物由结晶区或球晶区随机分布的无定形相组成。在温度略高于玻璃化温度（Tg）时，PET为高弹态，由于拉伸，形成分子取向。
在PET不同聚集态下，因拉伸不平衡而产生不同的效果；不同效果的混合决定了材料的最终性能。
◎无定形相
拉伸使大分子或结晶区大分子的二级联结点上的链段产生部分取向，材料变得比较有序。
◎结晶区
在拉力方向上，拉伸速度促进了结晶的形成。这种结晶具有与球晶的不同的结构特点，是静态的或热稳定的，在相邻分子链拉到一起时形成结晶。并且对PET而言，相邻分子链的苯环相互吸引排在一起。这种结晶叫做诱导结晶，系拉力引起的结构变化。
无序相和结晶相的混合效果产生了一个有规律的最终结构，直接影响到半结晶聚合物中由于分子的取向而形成的微晶数量。这就要求在为了取向而受拉伸之前结晶的程度尽可能低。因此PET瓶坯在注射模塑后必须凝固在无定形成状态下。
? PET瓶坯的双轴取向
◎宏观状态的转变
双轴取向从根本上改变了材料的性能。在加热之后，最初无定形状态下的瓶坯变成高弹态，即如橡胶一样。在双轴拉伸以后，大分子链的取向产生结晶。吹瓶后，材料像固体一样坚硬，因此发生了状态转变。状态转变是由于临界变强化限度引起的。在硬变强化限度范围以内，塑料流动性具有高度双向的特点，增加了PET的内部应力。
◎应变强化系数
由于拉伸最终总要超过应变强化限度，以得到固态响应，从而影响诱导结晶，保证瓶体的壁厚均匀。一旦接近应变强化限度，应变以幂指数形式增加。实际上，应变强化的开始取决于最大应变值，即固有应变率限度（λn）。
Sidel公司通过瓶坯的自由吹瓶研究，证明λn取决与材料固有的粘度和瓶坯温度。另外，圆柱形的瓶坯在径向较在轴向更容易拉伸，即径向的固有应变率大于轴向的固有应变率，导致在轴向优先取向，而轴向的取向取决于材料特性粘度。
? PET瓶坯的自调节作用
瓶坯上的应力分布使瓶坯各部分产生正交各向异性的扩展。这种扩展由应力-强化系数决定。在拉伸杆和高压的共同作用下，瓶坯刚刚开始变形时，最薄
弱的环节是最热的或壁最薄的地方，从这里最先开始发生变形。当大到了应变强化限度时强度局部增加，因为产生了诱导结晶。一旦变形区域做自调节超过了未变形区域的强度，未变形的区域沿着移动的“气泡边界”开始变形。这种膨胀叫做自调节作用。虽然自调节作用只在达到了应变强化限度时才会发生，但却控制了瓶壁的厚度。
?工业上PET瓶坯的双轴取向
如上所述，分子的双轴取向是塑料在特定条件下双轴向受拉伸的结果。在几何上，瓶坯具有特定的双轴向率；瓶坯各部分的温度分布不同。工业上为了生产出具有特定性能的瓶体，必须控制拉伸速度和冷却速率。
◎材料性能
瓶坯的材料必须是无序的（结晶度低），以保证在双向拉伸时有合适的取向。另外，由于在同等条件下，在临界拉伸极限之前（发生降解前），高粘聚酯比低粘聚酯有较高的各向异性（正交各向异性取向），所以材料的特性粘度必须超过取向的要求值。实际上，特性粘度的选择还应根据瓶的最终用途而定。高粘聚酯（0.80-0.85）有很好的力学性能（蠕变），用于吹制碳酸饮料瓶。对于无气饮料如矿泉水，低粘聚酯（0.70-0.78）就够了。
◎几何形状
瓶坯的几何形状包含了有PET的IV，瓶的外形和最终用途控制瓶坯的尺寸。实际上，瓶坯是基于双向拉伸率和所需的最终壁厚而选定的。沿二个轴方向达到固有拉伸率，才能得到足够的取向，从而增加材料的力学性能。材料的主要参数包括粘度及其它参数。超过固有应变率会增加内部应力。内部应力倾向于抵消瓶体内部气体压力，是有益的，应该尽量使之增大。另一方面，对于热灌装瓶，为了减小瓶体在冷却时（有负压）变形，内部应力应尽量使之减小。
◎温度
半结晶材料的双轴取向的温度条件为：（1）玻璃化温度Tg以上，以得到允许取向的延展性。（2）在结晶化温度以下，以避免妨碍取向的球晶晶核的形成。PET双轴取向的温度范围是90~120℃。对于确定的双向拉伸率，双轴向取向温度
主要由最终产品的使用目的确定。对于碳酸饮料瓶，其温度范围是90~100℃，以增加诱导应力。对于热灌装瓶，其温度范围是110~120℃。即达到了固有应变率，诱导力也受到限制。
◎拉伸速度
拉伸速度必须很快（500~1500㎜/s），以防止拉伸时发生降解取向。
◎冷却
拉伸后，当材料冷却到Tg以下时，PET分子重新排列所引起的诱导应力“冻结”在瓶壁里，这对碳酸是有益的。对于热灌瓶，温度必须保持在Tg以上，以维持分子取向，让诱导应力松弛（减小直到消失）。在此期间，产生了额外的静态结晶（25%、30~35%），从而加强了结构。
综上所述，在PET瓶成型的过程中，温度的控制及拉伸、冷却对PET瓶的质量起重要作用。PET瓶的发展方向是不断提高瓶的性能，降低成本，不断扩大应用领域。随着PET瓶技术的发展，对材料及工艺要求更高的PET啤酒瓶已成为近期开发的热点，预示着PET瓶发展史上一个新的里程碑即将到来。
5、原料的包装贮存
产品应贮存在阴凉通风干燥处，不宜长时间露天堆放。堆码应采用品字形堆放，堆码高度不得超过四层。运输时应加盖防雨布，防雨防晒；
装卸时严格按警示标志装卸，严禁单吊、侧吊一根或二根吊耳，不可抛掷，以防包袋破损。
6、PET瓶级切片在注塑时的预处理
● PET瓶级切片有末端羧基，对水非常敏感，因此注塑前必须对切片进行充分的干燥。要求干燥后切片的水分含量小于40ppm。根据经验，一般在180℃下干燥4小时即可。干燥的温度较低、时间较短，有助于减少乙醛的生成。另外，应避免已干燥过的PET与外界空气接触，因为PET会快速地吸收空气中的湿气，例如，完全干燥的PET与相对湿度为35%~40%的空气接触12min后，含湿量即可达到50ppm。
●含内胆的瓶级切片水分含量一般在300ppm左右，水分较低，建议一包一
次加进料斗。
●注塑/吹瓶对环境湿度也有要求，建议在湿度较高的地区（如长江中下游）和湿度较高的时段（如梅雨季节），注塑/吹瓶车间安装抽湿（去湿机或空调）。
二、瓶坯综合知识
1、前言
塑料拉伸吹瓶又称双轴取向吹瓶，是一类在聚合物的高弹态下通过机械方法（拉伸杆或拉伸夹具）轴向拉伸瓶坯、用压缩空气径向吹胀（拉伸）瓶坯以成型包装容器的方法。
按吹瓶的成型方法分，拉伸吹瓶有注射拉伸吹瓶和挤出拉伸吹瓶两种。若按工序来分，拉伸吹瓶又可分成一步法和两步法两种。在一步法中，瓶坯的成型、冷却、加热、拉伸和吹胀以及瓶子的取出均在一台机械上依次完成；两步法则先成型出瓶坯，并使之冷却至室温，成为半成品，过后再把瓶坯经过二次加热送入吹瓶机械中拉伸吹塑形成瓶子，即瓶子的成型及其拉伸与吹胀分别在两台机械上进行。
通过瓶坯拉伸吹塑成型可使聚合物分子链沿轴向和周向排列，从而使瓶子的机械性能、阻渗性能、光学性能和耐化学药品性得到提高。目前应用于拉伸吹塑成型的塑料主要有PET、PVC、PP、PAN这四种，而其中的PET则主要是通过注射拉伸吹塑的方法（包括一步法和两步法）成型为瓶，以用于液体的包装。
用瓶坯拉伸吹塑的PET瓶在1976年开始工业化，这是塑料瓶用于碳酸饮料行业的真正开端。PET注拉吹瓶的市场发展迅速，使得PET成为当今应用于吹塑的第二大聚合物。PET瓶坯的形状和克重大小不一，可供吹容积小至50mL、大至30L，其形状有圆形、椭圆形和方形的瓶。PET瓶主要用于包装碳酸饮料，还可包装酒类饮料（啤酒、葡萄酒）、果汁、矿泉水、食用油、调味品（酱油、果酱、醋）、药品（眼药水、糖浆）、化妆品、农药及洗涤剂等。
2、瓶坯的包装贮存
瓶坯生产出来后应即时用薄膜袋密封,然后用纸箱或专用铁笼、塑料框包装
贮存,注意防尘、防污染，结晶口的瓶胚还需要吸湿充分后才能密封。纸箱堆放高度不得超过6层，以防压坯口。
3、瓶坯的再加热和温度调节
在PET瓶胚的再加热过程中，瓶胚被送入拉伸吹塑机械中，使其在烘箱内做连续的旋转运动，以将其均匀地加热。瓶胚在被再加热后，沿其壁厚方向的温度分布通常是不均匀的，即外壁温度较高，内壁温度较低，这对瓶胚的拉伸和吹塑是不利的，会使瓶壁内出现球晶、空隙或脱层面等缺陷，从而影响瓶子的性能，特别是明显降低了瓶子的阻渗性能。为此，在拉伸、吹塑瓶胚前应调节瓶胚在壁厚方向的温度分布，即通过瓶胚壁内的导热作用，使积聚在靠近外壁的热量传至内壁，同时外壁因与外界空气接触而得到适当冷却，这种调节可保证瓶胚在壁厚方向具有较为均匀的温度分布。此外，瓶胚内壁的周向拉伸比要比外壁的大，例如用于拉伸吹塑1.5L PET瓶（瓶体外径为85mm）的瓶胚体的内、外径分别为18 mm和26mm，造成其内、外壁的周向拉伸比分别为4.7∶1与3.3∶1。为了有利于拉伸吹塑，瓶胚的内壁温度应比外壁高些。
4、瓶坯的拉伸吹塑
PET瓶胚要在适当的温度、拉伸比下拉伸、吹胀。对要承受内压的PET瓶（如碳酸饮料瓶），总拉伸比应选取10∶1或更大些，其中，周向拉伸比取
(4~7)∶1，轴向拉伸比取(1.4~2.6)∶1。拉伸比过大会使瓶子出现应力发白的现象。
若把瓶胚的取向温度定低了，由于要明显提高拉伸应力，会使PET瓶出现应力发白现象；而把取向温度定高了，则会使瓶子出现结晶雾状。PET可在
88℃~115℃下取向，但为了获得透明性高的瓶子，取向温度范围应定得窄一些。有研究表明，PET的最佳取向温度约为105℃，而有的研究则认为是95℃。
对瓶胚的吹胀可采用单级压缩空气，气压约为2MPa，也可采用双级压缩空气，即先注入低压(1.0 ~1.5MPa)空气，在瓶胚被吹胀得与模腔接触后，再注入高压(2.5~3.0MPa，有的达4MPa)空气，使瓶子与模腔紧密接触而快速冷却定型。拉伸吹塑模具的温度一般应取得低一些(3℃~10℃)，这样有助于缩短成型周期。
而有时为了提高瓶子的耐热性能，可把模具温度取高些(80℃~105℃)，以对瓶子做热定型处理（适用于热灌装瓶）。
耐火材料概论知识点总结
硅砖的应用：是焦炉、玻璃熔窑、高炉热风炉、硅砖倒焰窑和隧道窑、有色冶炼和酸性炼钢炉及其它一些热工设备的良好筑炉材料。 粘土质耐火材料的原料 软质粘土 生产过程中通常以细粉的形式加入，起到结合剂和烧结剂的作用。苏州土和广西泥是我国优质软质粘土的代表。 硬质粘土 通常以颗粒和细粉的形式加入，前者起到配料骨架的作用，后者参与基体中高温反应，形成莫来石等高温形矿物。 结合剂 水和纸浆废液 粘土质耐火材料制品原料来源丰富，制造工艺简单，产量很大，广泛用于各种工业窑炉和工业锅炉上。如隧道窑，加热炉和热处理炉等的全部或大部分炉体，排烟系统内衬用耐火材料，其中钢铁冶金系统是粘土质耐火材料制品的大用户，用于盛钢桶，热风炉、高炉、焦炉等使用温度在1350℃以下的高温部位。 铝矾土的加热变化 a. 分解阶段（400~1200℃） b 二次莫来石化阶段（1200~1400℃或1500℃） 二次莫来石化时发生约10%的体积膨胀 c. 重结晶烧结阶段（1400~1500℃）。 ? 高铝质耐材的应用 ? 由于高铝质耐火材料制品的优良性能，因而被广泛应用于高温窑炉一些受炉气、炉 渣侵蚀，温度高承受载荷的部位。例如高铝风口、热风炉炉顶、电炉炉顶等部位。 ? 硅线石族制品具有较高的荷重软化温度、热震稳定性好、耐磨性和抗侵蚀性优良， 因此适用于钢铁、化工、玻璃、陶瓷等行业，如用作烟道、燃烧室、炉门、炉柱、炉墙及滑板等。在高炉上，为确保内衬结构的稳定性、密封性，避免碱性物的侵入和析出，或风口漏风，在出铁口、风口部位，选择内衬大块型组合砖结构的硅线石族耐火材料，延长了使用寿命。 ? 莫来石制品的抗高温蠕变、抗热震性能力远远优于包括特等高铝砖在内的其它普通 高铝砖 ，广泛应用于冶金工业的热风炉、加热炉、钢包，建材工业的玻璃窑焰顶、玻璃液流槽盖、蓄热室，机械工业的加热炉，石化工业的炭黑反应炉，耐火材料和陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。 刚玉耐材的原料 氧化铝 所有熔点在2000℃以上的氧化物中，氧化铝是一种最普通、最容易获 得且较为便宜的氧化物。氧化铝在自然界中的储量丰富。天然结晶的 Al 2O 3被称为刚玉，如红宝石、蓝宝石即为含Cr 2O 3或TiO 2杂质的刚玉。大 232232400~600()H O Al O H O Al O αα-?????→-℃刚玉假象＋23222322400~600222H O Al O SiO H O Al O SiO ?????? →?℃＋23223229503(2)324SiO Al O SiO Al O SiO ????→?℃＋232232 12003232Al O SiO Al O SiO ≥+????→?℃
燃烧器基本知识
燃烧器基本知识 燃烧器作为一种自动化程度较高的机电一体化设备，从其实现的功能可分为五大系统：送风系统、点火系统、监测系统、燃料系统、电控系统。 一、送风系统 送风系统的功能在于向燃烧室里送入一定风速和风量的空气，其主要部件有：壳体、风机马达、风机叶轮、风枪火管、风门控制器、风门档板、扩散盘。 1．壳体：是燃烧器各部件的安装支架和新鲜空气进风通道的主要组成部分。从外形来看可以分为箱式和枪式两种，大功率燃烧器多数采用分体式壳体，一般为枪式。壳体的组成材料一般为高强度轻质合金铸件。（如图1-1）顶盖上的观火孔有观察火焰作用 2．风机马达：主要为风机叶轮和高压油泵的运转提供动力，也有一些燃烧器采用单独电机提供油泵动力。某些小功率燃烧器采用单相电机，功率相对较小，大部分燃烧器采用三相电机，电机只有按照确定的方向旋转才能使燃烧器正常工作。有带动油泵及风叶作用，电机一般是2800转(如图1-2) 3．风机叶轮：通过高速旋转产生足够的风压以克服炉膛阻力和烟囱阻力，并向燃烧室吹入足够的空气以满足燃烧的需要。它由装有一定倾斜角度的叶片的圆柱状轮子组成，其组成材料一般为高强度轻质合金钢，所有合格的风机叶轮均具有良好的动平衡性能。 4．风枪火管：起到引导气流和稳定风压的作用，也是进风通道的组成部分，一般有一个外套式法兰与炉口联接。其组成材料一般为高强度和耐高温的合金钢。有风速调节作用。5．风门控制器：是一种驱动装置，通过机械连杆控制风门档板的转动。一般有手动调节、液压驱动控制器和伺服马达驱动控制器三种，前者工作稳定，不易产生故障，后者控制精确，风量变化平滑。 6．风门档板：主要作用是调节进风通道的大小以控制进风量的大小。其组成材料有合金，合金档板有单片、双片、三片等多种组合形式。 7．扩散盘：又称稳焰盘，其特殊的结构能够产生旋转气流，有助于空气与燃料的充分混合，同时还有调节二次风量的作用。 二、点火系统 点火系统的功能在于点燃空气与燃料的混合物，其主要部件有：点火变压器、点火电极、电火高压电缆。8．点火变压器：分电子式和机械（电感）式两种,是一种产生高压输出的转换元件，其输出电压一般为：2 5KV、2 6KV、2 7KV，输出电流一般为15~30mA。有EDI、丹佛斯、国产丹佛斯、飞达这几种。油机跟气机的区别是：油机一般两个头气机一般一个头。分电子式和机械式两种 9．点火电极：将高压电能通过电弧放电的形式转换成光能和热能，以引燃燃料。一般有单体式和分体式两种。一般点火针是用不锈钢材料耐800度高温，而我们用的是镍铬丝能耐1500度高温。注意点火棒不能与金属接触 10．电火高压电缆：其作用是传送电能。可以耐150万伏电压。 三、监测系统 监测系统的功能在于保证燃烧器安全的运行，其主要部件有火焰监测器、压力监测器、外接监测温度器等。11．火焰监测器：其主要作用是监视火焰的形成状况，并产生信号报告程控器。火焰检测器主要有三种：光敏电阻、紫外线UV电眼和电离电极。 A、光敏电阻：多用于轻油、重油燃烧器上，其功能和工作原理为：光敏电阻和一个有三个触点的火焰继电器相连，光敏电阻的阻值随器接收到的光的亮度而变化，接收到的光越亮，阻值就越低，当加在光敏电阻两端的电压一定时，电路中的电流就越高，当电流达到一定值时，火焰继电器被激活，从而使燃烧器继续向下工作。当光敏电阻没有感受到足够的光线时，火焰继电器不工作，燃烧器将停止工作。光敏电阻不适用于气体燃烧器。 B、电离电极：多用于燃气燃烧器上。程控器给电离电极供电，如果没有火焰，电极上的供电将停止，如果有火焰，燃气被其自身的高温电离，离子电流在电极、火焰和燃烧头之间流动，离子电流被整流成直流，
耐火材料的基本知识
第一节耐火材料的基本知识 1、耐火材料的定义？ 耐火材料就是指耐火度不低于1500℃的无机非金属材料。 2、耐火材料必须具备的基本性能？ （1）耐火度（2）高温体积稳定性（3）耐急冷急热性 3、耐火材料在电炉炼钢厂的应用？ （1）电炉炉衬、炉盖、炉底、炉坡、渣线修补料。 （2）精炼钢包包衬、包盖、滑动水口、透气砖系统。 （3）连铸中间包包衬、包盖、长水口、整体塞棒、浸入式水口。（4）模铸用漏斗砖，中注管，中心砖，汤道砖，尾砖，模底砖。 4、按耐火度不同，耐火材料可分几类？ （1）普通耐火材料，耐火度1580～1770℃； （2）高级耐火材料，耐火度1770～2000℃； （3）特级耐火材料，耐火度＞2000℃； 5、按化学矿物组成的性质不同，耐火度可分为几类？
（1）酸性耐火材料，如硅砖；（2）碱性耐火材料，如镁砖、白云石砖、镁碳砖；（3）中性耐火材料，如高铝砖、碳砖。 6、按外形尺寸的多少，耐火材料可分为几类？ （1）标准型耐火砖，外形尺寸≤4个；（2）普通型耐火砖，外形尺寸≤6个；（3）异型耐火砖，外形尺寸＜10个，带孔、槽、角；（4）特异型耐火砖，外形尺寸＞10，带多个孔、槽、角。 7、按外形耐火材料可分类为几类？ （1）耐火砖——具有一定的形状。（2）不定形耐火材料——散状实，需按所要形状进行施工用耐火材料。（3）耐火泥——砌砖填缝用耐火材料。 8、学习耐火基本知识的目的？ （1）掌握基本技能，科学合理使用耐火材料。 （2）掌握使用特性，防止穿炉、穿包、漏钢、跑钢事故发生。 （3）掌握使用规律，不断提高炉衬，包衬使用寿命，降低炼钢生产成本，减轻劳动强度，提高经济效益。 第二节耐火材料的基本性能 9、什么叫气孔率？
耐火陶瓷纤维基础知识
耐火陶瓷纤维基础知识一、耐火陶瓷纤维定义 以SiO 2、AL 2 O 3 为主要成分且耐火度高于1580℃纤维状隔热材料的总称。 二、耐火陶瓷纤维的特点 1、耐高温：使用温度可达950-1450℃。 2、导热能力低：常温下为0.03w/m.k，在1000℃时仅为粘土砖的1/5。 3、体积密度小：耐火陶瓷纤维制品一般在64-500kg/m3之间。 4、化学稳定性好：除强碱、氟、磷酸盐外，几乎不受化学药品的侵蚀。 5、耐热震性能好：具有优良的耐热震性。 6、热容量低：仅为耐火砖的1/72，轻质转的1/42。 7、可加工性能好：纤维柔软易切割,连续性强，便于缠绕。 8、良好的吸音性能：耐火陶瓷纤维有高的吸音性能，可作为高温消音材料。 9、良好的绝缘性能：耐火陶瓷纤维是绝缘性材料，常温下体积电阻率为 1×1013Ω.cm，800℃下体积电阻率为6×108Ω.cm。 10、光学性能：耐火陶瓷纤维对波长1.8-6.0um的光波有很高的反射性。 三、耐火陶瓷纤维的分类 1、按结构可分为晶质纤维和非晶质纤维两大类。 2、按使用温度可分为： 普通型耐火陶瓷纤维使用温度950℃ 标准型耐火陶瓷纤维使用温度1000℃ 高纯型耐火陶瓷纤维使用温度1100℃ 高铝型耐火陶瓷纤维使用温度1200℃ 锆铝型耐火陶瓷纤维使用温度1280℃ 含锆型耐火陶瓷纤维使用温度1350℃ 莫来石晶体耐火纤维（72晶体）使用温度1400℃ 氧化铝晶体耐火纤维（80、95晶体）使用温度1450℃ 3、生产方法 （1）非晶质纤维 原材料经电阻炉熔融，在熔融状态下，在骤冷（0.1S）条件下，在高速旋转甩丝辊离心力的作用下或在高速气流的作用下被甩丝而成或被吹制而成的玻璃态纤维。 （2）晶体纤维 生产方法主要有胶体法和先驱体法两种。 胶体法：将可融性的铝盐、硅盐，制成一定粘度的胶体溶液，按常规生产方法成纤后经热处理转变成铝硅氧化物晶体纤维。 先驱体法：将可溶性的铝盐、硅盐，制成一定粘度的胶体溶液，随后被先驱体（一种膨化了的有机纤维）吸收，再进行热处理，转变成铝硅氧化物晶体纤维。
耐火材料基础知识
基础知识 耐火材料：是耐火度不低于1500度的无机非金属材料（ISO的标准）；凡是使用温度大于1000华氏温度（538度），并能满足一定的使用要求的耐火材料（ASTM,美国材料测试标准） 耐火度：高温无荷重条件下部熔融软化的性能，它表示耐火材料的基本性能。 用途：耐火材料可用作高温窑、炉等热工设备的结构以及工业用的高温器皿和部件（像电力、钢铁、有色冶金等行业）。能承受在其中进行的各种物理化学变化及机械作用。 耐火材料大部分是以天然矿石（如耐火材料粘土、硅石、菱镁矿、白云石等）为原料制造的，现在，采用某些工业原料和人工合成原料（工业氧化铝、SiC、合成莫来石等）也日益增多。 分类： 一、按化学矿物组成分类： 1、硅质制品 2、硅酸铝制品 3、镁质 4、白云石制品 5、铬质制品 6、碳质 7、锆质 8、特殊制品（纯 氧化物制品）9、其它：碳化物、氮化物、硅化物、金属-陶瓷等。 二、按外观分类： 1、耐火砖（具有一定形状）：烧成砖、不烧砖、电熔砖（熔融砖）耐火隔热砖等 2、不定形耐材：捣打料、喷补料、浇注料等 3、耐火泥：热硬性火泥、气硬性火泥、水硬性火泥等 三、按耐火度分类： 普通耐火制品（1580~1770度）、高级耐火制品（1770~2000度）、特级耐火制品（2000度以上） 四、按形状和尺寸分类： 标准型砖、异型砖、特异型砖、大异型砖等以及实验室或工业用坩埚、器皿、管等特殊制品。 五、按制造工艺方法分类： 泥浆浇注料制品、可塑成形制品、半干压型制品、由粉状非可塑浇注捣固成形制品等 耐火材料的组成和性质 耐火材料在使用过程中，受到高温（一般为1000~1800度）下发生的物理、化学、机械等作用，使材料容易熔融软化，或被溶蚀磨蚀，或发生崩裂损坏等现象，使操作中断，而且沾污物料。因此要求耐火材料必须具有具有能适应于各种操作条件的性质。 耐火材料的一般性质包括化学-矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质和高温使用性质。其中有些性质是在常温下测定的性质：气孔率、体积密度和耐压强度等，根据这些性质可以预知耐火材料在高温下的使用情况；另外的一些性质是在高温下测定的性质：耐火度、荷重软化点、热震稳定性、抗渣性、高温体积稳定性等，这些性质反映在一定温度下耐火材料所处的状态。或者反映在该温度下它与外界作用的关系。耐火材料的质量取决于它的性质。 一、耐火材料的化学矿物组成 耐火材料的若干性质，取决于其中的物相组成、分布及各相的特征，即取决于制品的化学矿物组成。 1、化学组成 化学组成是耐火制品的基本特征。通常将耐火材料的化学组成按各个成分含量多少和其作用分为两部分，即占绝对多量的基本成分------主成分和占少量的从属的副成分。副成分是原料中伴随的夹杂成分和工艺过程中特别加入的添加成分（加入物）。 2、矿物组成 耐火制品是矿物组成体。制品的性质是其组成矿物和微观结构的综合反映。 鉴定耐火材料的矿物组成和显微结构的方法有： A、显微镜法b、X射线分析法c、电子显微镜法d、差热分析和脱水曲线
耐火材料机械设计基础知识考试题(doc 15页)
耐火材料机械设计基础知识考试题(doc 15页)
耐火材料机械设计 1、什么是物料的粒度？算术平均直径？几何平均直径？以及一堆颗粒尺寸大小的混合物料的平均直径？物料颗粒尺寸的大小称为粒度，通常用平均直径d平表示：l、b、h为三个相互垂直方向的尺寸 算术平均直径： 几何平均直径： 对于一堆颗粒尺寸大小不同的混合物料的平均直径可用下式计算其算术平均直径：
2、破碎作业和筛分组成联合作业，简述其工艺流程及其特点？（图1-1） 根据破碎物料的性质、粒度大小、要求的破碎比、产品粒度、生产规模以及使用的破碎机等，可能使用不同的破碎系统，通常将破碎和筛分组成联合作业，具体流程如图1-1。 a,b 为常用的两段一次闭路破碎筛分流程；c为a,b组合流程；d为三段一 次闭路破碎筛分流程，可使总产量有所增加，同时减少动力消耗、磨损 和粉尘的形成，一般用于物料中细粒含量较多的情况下。 3、通过简图说明颚式破碎机的工作原理？并比较简摆式和复摆式破碎机的优缺点？
颚式破碎机的工作原理： 其工作部分是两块颚板，一是固定颚板（定颚），垂直（或上端略外倾）固定在机体前壁上，另一是活动颚板（动颚），位置倾斜，与固定颚板形成上大下小的破碎腔(工作腔)。 活动颚板对着固定颚板做周期性的往复运动，时而分开，时而靠近。分开时，物料进入破碎腔，成品从下部卸出；靠近时，使装在两块颚板之间的物料受到挤压，弯折和劈裂作用而破碎。 ?简单摆动式颚式破碎 机 图 2-1 鄂式破碎机的主要类型 (1)定鄂；(2)动鄂；(3)推力板；(4)连杆；(5)偏心轴；(6)悬挂轴 简摆颚式破碎机工作原理 动颚悬挂在心轴上，可作左右摆动，偏心轴旋转时， 连杆做上下往复运动。带动两块推力板也做往复运动，从 而推动动颚做左右往复运动，实现破碎和卸料。 此种破碎机采用曲柄双连杆机构，虽然动颚上受有很 大的破碎反力，而其偏心轴和连杆却受力不大，所以工业 上多制成大型机和中型机，用来破碎坚硬的物料。 此外，这种破碎机工作时，动颚上每点的运动轨迹 都是以心轴为中心的圆弧，圆弧半径等于该点至轴心的距 离，上端圆弧小，下端圆弧大，破碎效率较低，其破碎比i 一般为3-6。由于运动轨迹简单，故称简单摆动颚式破碎机。 简摆颚式破碎机结构紧凑简单，偏心轴等传动件受力较 小；由于动颚垂直位移较小，加工时物料较少有过度破碎的现 象，动颚颚板的磨损较小。 复摆颚式破碎机工作原理 动颚上端直接悬挂在偏心轴上，作为曲柄连杆机构的连 杆，由偏心轴的偏心直接驱动，动颚的下端铰连着推力板支撑 到机架的后壁上。当偏心轴旋转时，动颚上各点的运动轨 迹是由悬挂点的圆周线(半径等于偏心距)，逐渐向下变成椭
耐火材料基本知识
第一章耐火材料基本知识 1．什么是耐火材料 耐火材料一般是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料。它包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各种产品。具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性，是各种高温设备必需的材料。 2．耐火材料是怎样分类的 耐火材料的分类方法有很多。但主要的有按化学成分划分：可以分为酸性、碱性和中性；按耐火度划分：可以分为普通耐火材料(1580—1770~C)、高级耐火材料(1770—2000℃)、特级耐火 材料(2000~C以上)和超级耐火材料(大于3000~C)四大类；按 加工制造工艺划分：可分为烧成制品、熔铸制品、不烧制品；按用途划分：可分为高炉用、平炉用、转炉用、连铸用、玻璃窑用、水泥窑用耐火材料等；按外观划分：可分为耐火制品、耐火泥、不定形耐火材料；按形状和尺寸划分可分为：标型、普型、异型、特型和超特型制品；按成型工艺划分：可分为天然岩石切锯、泥浆浇注、可塑成型、半干成型和振动、捣打、熔铸成型等制品；按化学一矿物组成划分：可分为硅酸铝质(粘土砖、高铝砖、半硅砖)、硅质(硅砖、熔融石英烧制品)、镁质(镁砖、镁铝砖、镁 铬砖)；碳质(碳砖、石墨砖)、白云石质、锆英石质、特殊耐火 材料制品(高纯氧化物制品、难熔化合物制品和高温复合材料)。 5．经常使用的耐火材料有哪些
耐火材料一般使用在冶金、玻璃、水泥、陶瓷、机械热加工、 石油化工、动力和国防等工业部门。 经常使用的普通耐火材料有硅砖、半硅砖、粘土砖、高铝砖、 镁砖等。· 经常使用的特殊耐火材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬 砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖，氮化物、硅化物、硫化物、 硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料；氧化钙、氧化铬、氧化铝、 氧化镁、氧化铍等耐火材料。 经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板 等。 经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇 注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂 料、轻质耐火浇注料、炮泥等。 6．制造普通耐火材料的工艺是什么 制造普通耐火材料的生产工艺一般包括原料的煅烧、原料的 拣选、破粉碎，配料、混合、困料、成型、干燥、烧成等工序。但 目前的耐火材料厂往往是购进煅烧好的熟料，所以原料的煅烧已 不再是普通耐火材料生产厂考虑的问题。 7．耐火材料应该具备什么条件 耐火材料应具有高的耐火度、良好的荷重软化温度、高温体 积稳定性、热震稳定性及良好的抗渣性。此外，还要求耐火材料 具有一定的耐磨性。对于耐火制品，除上述要求外，还要求其外形规整，尺寸准确。对某些特殊领域使用的耐火材料，还要求其
耐火材料知识点
耐火材料主要知识点 《一》定义 传统的定义：耐火度不低于1580℃的无机非金属材料； ISO的定义：耐火度不低于1500℃的非金属材料及制品； 《二》分类 1、根据耐火度的高低 普通耐火材料：1580℃～1770℃ 高级耐火材料：1770℃～2000℃ 特级耐火材料：>2000℃ 2、依据形状及尺寸的不同 标普型：230mm×113mm×65mm； 不多于4个量尺，（尺寸比）Max:Min<4:1； 异型：不多于2个凹角，（尺寸比）Max:Min<6:1； 或有一个50～70°的锐角； 特异型：（尺寸比）Max:Min<8:1； 或不多于4个凹角；或有一个30～50°的锐角； 3、从外观来分 砖制品：烧成砖、不烧砖； 散状耐火材料； 4. 按化学属性分类 耐火材料按化学属性大致可分为酸性耐火材料、中性耐火材料、碱性耐火材料。 耐火材料在使用过程中除承受高温作用外，往往伴随着熔渣（液态）及气体等化学侵蚀。为了保证耐火材料在使用中有足够的抵抗侵蚀介质侵蚀能力，选用的耐火材料的化学属性应与侵蚀介质的化学属性相同或接近。 （1）酸性耐火材料 通常是指其中含有相当数量二氧化硅的耐火材料。 硅质耐火材料中游离二氧化硅含量很高(大于94%)，是酸性最强的耐火材料； 粘土质耐火材料中游离二氧化硅含量较少，是弱酸性的； 半硅质耐火材料居于期间。也有将锆英石质耐火材料和碳化硅质耐火材料归入酸性耐火材料的，因为此类材料中含有较高的SiO2或在高温状态下能形成SiO2。（2）中性耐火材料 中性耐火材料按严格意义讲是指碳质耐火材料。但通常也将以三价氧化物为主体的高铝质、刚玉质、锆刚玉质、铬质耐火材料归入中性耐火材料（两性氧化物如Al2O3、Cr2O3等）。 （3）碱性耐火材料 一般是指以MgO、CaO或以MgO·CaO为主要成分的耐火材料（镁质、石灰质、镁铬质、镁硅质、白云石质耐火制品及其不定形材料）。 这类耐火材料的耐火度都比较高. 5. 按化学矿物组成分类 （1）硅质耐火材料 含SiO2在90%以上的材料通常称为硅质耐火材料，主要包括硅砖及熔融石英制品。硅砖以硅石为主要原料生产，其SiO2含量一般不低于93%，主要矿物组成
耐火材料工艺及检验相关知识讲课教案
耐火材料检验的有关知识 重点掌握：气孔率、体积密度、吸水率、真密度的概念，计算公式及定义；热膨胀、热导率、热容等热学性能检测意义；耐火材料的概念；耐火材料的常温及高温力学性能的检测方法及检测意义。 一般掌握：耐火材料的主要原料；耐火材料的种类；化学组成的分类及各类成分的作用；矿物组成的分类及各类的作用；耐火材料性能检验的特点及作用；高温使用性能的分类、检测意义及检测方法。 了解：耐火材料的用途与发展。 耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料。尽管各国规定的定义不同，例如，国际标准化组织（ISO）正式出版的国际标准中规定，“耐火材料四耐火度至少为1500℃的非金属材料或制品（但不排除那些含有一定比例的金属）”，但耐火材料是用作高温窑、炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并能承受相应的物理化学变化及机械作用。 大部分耐火材料是以天然矿石（如耐火粘土、硅石、菱镁矿、白云石等）为原料制造的。现在，采用某些工业原料和人工合成原料（如工业氧化铝、碳化硅、合成莫来石、合成尖晶石等）也日益增多。 根据耐火度，可分为普通耐火制品（1580-1770℃）、高级耐火制
品（1770-2000℃）和特级耐火制品（2000℃以上）。 按照形状和尺寸，可分为标准型砖、异型砖、特异型砖、大异型砖，以及实验室和工业用坩锅、皿、管等特殊制品。 按制造工艺方法可分为泥浆浇注制品、可塑成型制品、半干压型制品、由粉状非可塑泥料捣固成型制品，由熔融料浇注的制品以及由岩石锯成的制品。
耐火材料的分类方法有多种，其中有按耐火材料的化学矿物组成进行的分类法，它能表征各种耐火材料的基本组成和特性，在生产、使用和科学研究上均有实际意义（见表1）。 此外，耐火材料又按下列指标分类（见表2）。 今后，我国耐火材料工业要由数量型向品种质量型转变，立足于我国的资源条件和使用需要，研究发展优质高效高铝质和碱性制品，发展优质不定形耐火材料和绝热耐火材料。 1、耐火材料的组成和性质 耐火材料的一般性质，包括化学矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质和高温使用性质。其中有些是在常温下测定的性质，例如气孔率、体积密度、真密度和耐压强度等。根据这些性质，可以预知耐火材料在高温下的使用情况；另一些是在高温下测定的性质，例如耐火度、荷重软化点、热震稳定性、抗渣性、高温体积稳定性等，这些性质反映在一定温度下耐火材料所处的状态，或者反映在该温度下它与外界作用的关系。 1.1、耐火材料的化学矿物组成 耐火材料的若干性质，取决于其中的物相组成、分布及各相的特性，即取决于制品的化学矿物组成。对于既定的原料，即化学矿物组成一定时，可以采用适当的工艺方法，获得具有某种特性的物相组成
耐火材料基础知识
耐火材料 定义： 耐火度不低于1580℃，有较好的抗热冲击和化学侵蚀的能力、导热系数低和膨胀系数低的非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。 应用学科： 电力（一级学科）；火力发电（二级学科） 种类： 耐火材料种类繁多，通常按耐火度高低分为普通耐火材料（1580～1770℃）、高级耐火材料（1770～2000℃）和特级耐火材料（2000℃以上）；按化学特性分为酸性耐火材料、中性耐火材料和碱性耐火材料。此外，还有用于特殊场合的耐火材料。 成分： 酸性耐火材料以氧化硅为主要成分，常用的有硅砖和粘土砖。硅砖是含氧化硅94%以上的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等，其抗酸性炉渣侵蚀能力强，荷重软化温度高，重复煅烧后体积不收缩，甚至略有膨胀；但其易受碱性渣的侵蚀，抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖以耐火粘土为主要原料，含有30%～46%的氧化铝，属弱酸性耐火材料，抗热振性好，对酸性炉渣有抗蚀性，应用广泛。 中性耐火材料以氧化铝、氧化铬或碳为主要成分。含氧化铝95%以上的刚玉制品是一种用途较广的优质耐火材料。以氧化铬为主要成分的铬砖对钢渣的耐蚀性好，但抗热震性较差，高温荷重变形温度较低。碳质耐火材料有碳砖、石墨制品和碳化硅质制品，其热膨胀系数很低，导热性高，耐热震性能好，高温强度高，抗酸碱和盐的侵蚀，尤其是弱酸碱具有较好的抵抗能力，不受金属和熔渣的润湿，质轻。广泛用作高温炉衬材料，也用作石油、化工的高压釜内衬。 碱性耐火材料以氧化镁、氧化钙为主要成分，常用的是镁砖。含氧化镁80%～85%以上的镁砖，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性，耐火度比粘土砖和硅砖高。主要用于平炉、吹氧转炉、电炉、有色金属冶炼设备以及一些高温设备上。 在特殊场合应用的耐火材料有高温氧化物材料，如氧化铝、氧化镧、氧化铍、氧化钙、氧化锆等，难熔化合物材料，如碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和硫化物等；高温复合材料，主要有金属陶瓷、高温无机涂层和纤维增强陶瓷等。 常见耐火材料： 经常使用的耐火材料有AZS砖、刚玉砖、直接结合镁铬砖、碳化硅砖、氮化硅结合碳化硅砖,氮化物、硅化物、硫化物、硼化物、碳化物等非氧化物耐火材料;氧化钙、氧化铬、氧化铝、氧化镁、氧化铍等耐火材料。 经常使用的隔热耐火材料有硅藻土制品、石棉制品、绝热板等。 经常使用的不定形耐火材料有补炉料、耐火捣打料、耐火浇注料、耐火可塑料、耐火泥、耐火喷补料、耐火投射料、耐火涂料、轻质耐火浇注料、炮泥等。 主要品种： 酸性耐火材料 用量较大的有硅砖和粘土砖。硅砖是含93%以上SiO2的硅质制品，使用的原料有硅石、废硅砖等。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强，但易受碱性渣的侵蚀，它的荷重软化温度很高，接近其耐火度，重复煅烧后体积不收缩,甚至略有膨胀,但是抗热震性差。硅砖主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备。粘土砖中含30%～46%氧化铝，它以耐火粘土为主要原料，耐火度1580～1770℃，抗热震性好，属于弱酸性耐火材料，对酸性炉渣有抗蚀性，用途广泛，是目前生产量最大的一类耐火材料。 中性耐火材料
耐火材料基本知识
耐火材料基本知识 1、耐火材料的性能 耐火材料的一般性质，包括组织结构、力学性质、热学性质和高温使用性质。其中有些是在常温下测定的性质。如“气孔率、体积密度、耐压强度等。根据这些性质，可以预知耐火材料在高温下的使用情况，另一些是在高温下测定的性质，如：耐火度、荷重软化温度、热震稳定性、抗渣性、高温体积稳定性等，这些性质反映在一定高温下耐火材料所处的状态或者反映在该温度下它与外界作用的关系。 1.1气孔率 1.2常温耐压强度 常温耐压强度是指常温下耐火材料单位面积上所承受的最大压力。耐火材料在使用过程中很少由于常温下的静负荷而破坏。常温耐压强度主要是表明制品的烧结情况以及与其组织结构相关的性质，另一方面能通过常温耐压强度间接地评价其它指标。如：耐磨性、耐冲击性以及不烧制品的结合强度。 1.4 耐火度 耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不融化的性质称为耐火度。决定耐火度高低的最基本因素是材料的化学矿物组成及其分布情况。因此，耐火度无疑是判定耐火材料质量的一个指标。但达到该温度时，材料不再有机械强度和耐侵蚀。因而认为耐火度越高砖越好是不适宜的。同时，耐火材料在使用中经受高温作用时，通常还伴有荷重和外物的熔剂作用，所以制品的耐火度不能视为制品使用温度的上
限，必须综合考虑其它性能，作为合理选用耐火材料的参考。 1.5 荷重软化温度 荷重变形指标是耐火材料在高温和荷重同时作用下的抵抗能力，也表示耐火材料呈现明显塑性变形的软化范围。固定试样承受的压力不断升高温度，测定试样在发生一定变形量和坍塌时的温度，称为荷重软化温度，它能在较大的温度范围内把材料的结构性能明显地表示出来，因而可以对耐火材料作出较全面的估价。但在实际应用中应注意：⑴实际使用条件下所承受的荷重要比0.2MPa低得多。由于负荷低，制品开始变形的温度将升高。⑵砌体沿厚度方向受热不均匀，而大部分负荷将由温度较低的部分承担。⑶在使用条件下制品承受变形的时间，远远超过实验的时间。⑷在实际使用过程中，耐火材料还可能承受其它种类的负荷。 1.6 热震稳定性 耐火材料抵抗温度急剧变化而不破坏的性能称为热震稳定性。耐火材料在急冷急热时损坏的原因在于：当制品在急冷急热时，制品表面和内部会产生很大的温差。此种情况下如果是急热过程，制品外表处于高温状态而力求膨胀；而制品内部则处于低温下，不产生或产生极小膨胀，相对于制品外表则处于力求收缩状态。在急冷过程中则情况相反。由于这种情况存在，致使制品产生较大的热应力，当所产生的热应力达到了制品的极限强度时，即会发生开裂或剥落，而使制品发生损坏，耐火材料在使用时，经常遇到温度波动情况。使得耐火材料有可能因受操作时温度经常波动而损坏。因此，热震稳定性是鉴
耐火材料知识
耐火材料知识培训提纲耐火材料知识培训提纲 一、 定义和生产流程： 1. 耐火材料：是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料。按照化学组成 和抗渣性可分为酸性（二氧化硅含量在93%以上）、中性（高温下与酸性和碱性的熔渣都不易起明显化学反应的耐火材料）和碱性（一般指以氧化镁、或氧化镁和氧化钙为主要成分的耐火材料）三类；按耐火度可分为普通（1580-1770）、高级（1770-2000度）和特级（2000度以上）三类。常用的有硅质、粘土质、高铝质、镁质、铬质、白云石质等等。 2. 不定型耐火材料：通称散状耐火材料。是由骨料和一种或多种结合剂组 成的混合料，有的能以交货状态直接使用，有的必须和一种或几种合适的液体配合使用，其混合料的耐火度应不低于1500℃。 3. 耐火浇注料：由耐火骨料和结合剂组成的混合料。主要结合剂为水硬性 结合剂,也可以采用陶瓷和化学结合剂,以浇注、振动、捣固、必要时用蹋实的方法施工,即可凝固硬化。一般添加增速剂、缓硬剂、助熔剂、抗碱剂、防缩剂等。 4.骨料：又称集料。在耐火材料中指粒度大于0.088毫米的粒状料。多为熟料。 在泥料和成型制品中起骨架作用。对于粒度小于0.088毫米的粉状料，在不定形耐火材料中称掺合料。 5.粉料：又称耐火细粉。 6.耐火泥：简称火泥。指主要由粉状耐火物料和结合剂组成的供调制泥浆用的不 定形耐火材料。主要用作接缝的黏结材料砌筑使用。 7.浇注料生产流程：原料供应-—检测——存储——高铝块料、耐碱块料及其它 块料的一级粗破碎——提升运输——二级精破碎——高铝块料、耐碱块料通过颗粒筛分分级颗粒筛分分级颗粒筛分分级后经过溜槽运输到配料仓与经过超微细粉加工超微细粉加工 超微细粉加工由风送设备送至配料仓的耐碱块料——三者通过微机自动配料——强制混合——全自动称量包装——成品入库。 二、理化性能指标简介： 化学组成、耐火度、荷重软化温度、重烧 线变化、 显气孔率、体积密度、强度（抗压、抗折强度）、热震稳定性、 热膨胀率、 导热系数、 变形能力等 1、 耐火度：高温下耐火材料抵抗熔化的性能。在特定的条件下，将材料 加热，产生部分熔化并软化到一定程度时的相当温度为标志。主要决 定于它的化学成分和矿物组成。 2、 荷软：又称荷重变形温度，和荷重软化点。在恒定荷重下，在对高温 和荷重共同作用的抵抗性能。我国一般采用升温法，在2公斤/平方厘