高分子材料基本加工工艺复习提纲精编版Word文档下载推荐.docx

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成型加工必须考虑物料流动性；

流动：

以链段运动为基础，高分子链上各个链段运动沿外力方向传递、扩散而使大分子重心产生相对移动；

故，影响链段活动能力，链段数目的因素都会影响黏度。

（1）高聚物的结构对流动性的影响：

①柔性：

其它条件相同时，柔性好，链段运动能力强，黏度小，流动性好。

故，影响柔性的因素（主链结构、取代基的大小数量、极性等），都影响高聚物的流动性。

②分子量：

增大相对分子质量，分子间作用力↑、黏度↑

（2）外界条件对高聚物熔体流动性的影响

①切变速率

假塑性流体γ↑：

ηa↓，但ηa下降幅度与分子结构有关；

柔性链：

流动性好，随γ↑，ηa↓幅度大；

分子量：

同种聚合物，分子量高的对γ敏感（剪敏性）

②温度

T↑：

ηa↓，但下降幅度与分子结构有关

③压力

增大压力，分子间空隙减少，分子间力增大，ηa↑

④熔体结构

⑤添加剂

增塑剂：

降低分子间力，降低粘流温度及ηa

填料：

ηa↑

润滑剂：

用量很少，可以减少物料分子间的摩擦力（内润滑剂）或减小物料与设备间的摩擦力（外润滑剂），ηa↓

共混：

加入少量流动性好的聚合物，可以ηa↓

3、成型-结晶-性能之间的关系

结晶－性能的关系:

（1）对制品密度:

结晶度↑:

密度↑

（2）对力学性能:

硬度↑，形变↓，拉伸强度↑

但晶粒过大时:

不均匀，应力集中，拉伸、冲击强度↓

（3）对制品尺寸稳定性:

制品预收缩率↑，尺寸稳定性↑

结晶高聚物注射制品更易翘曲:

冷却不均匀，结晶度、晶粒大小不一，收缩不一致，从而翘曲

合格制品须有:

合理造型的制品设计、适用的模具、适宜工艺条件

（4）对渗透性和溶解性的影响:

晶区:

排列紧密，小分子不易渗透、溶解

溶解性、渗透性↓

（5）对光学性能:

无定形高聚物:

透明

结晶高聚物:

两相结构，产生折射、散射，透光率↓，晶粒大，透光越差

若晶粒小于波长的1/2时，不影响透光率

（6）对耐热性:

Tm>

Tg，结晶熔融须吸热

结晶度↑：

熔点↑，耐热性↑

成型－结晶的关系:

（1）冷却速率的影响:

①缓慢冷却:

易生成较大的晶粒，效率低

②急冷:

结晶度低，结晶不完善，内应力大

③中等冷却：

冷却介质控制在Tg～Tmax之间，晶体生长好、结晶完整、稳定、力学性能↑

（2）熔融温度和熔融时间的影响:

熔融温度高及在熔融温度下停留时间长，残存晶核少，降低结晶速率

（3）应力的影响:

剪切、拉伸→长串纤维晶体

低压→大而完整球晶

高压→小而形状不规则球晶

受压方式：

螺杆注射→均匀球晶；

柱塞式→小而不均晶体

（4）成核剂与结晶行为:

成核剂:

可提高结晶聚合物的结晶度、加快结晶速率、完善晶体结构，有时也能改变晶体形态的物质

添加成核剂：

↑结晶度同时↓晶粒尺寸

故：

↑性能（力学性能、透明度等）↓成型周期

4、取向对制品性能的影响及原因

①对力学强度的影响：

单轴取向：

取向方向上，力学强度↑，特别是拉伸强度垂直于取向方向，拉伸强度↓

双轴取向：

使沿状材料（膜、片、板）平面两个方向都具有较好的强度

使力学性能出现各向异性

取向还使某些脆性聚合物的韧性变好。

②对其它性能的影响：

取向程度↑：

Tg↑，取向方向上热收缩↑，模量↑

第二章高分子材料加工中的热行为

一、概念

1、热容：

是材料的温度升高1℃（或1K）所需的能量。

2、传热：

即热量传递，是由于物体内部或物体之间的温差而引起的。

1.传热方式；

传导、对流、辐射

2.高分子材料传热的基本特点：

塑料是热的不良导体，其导热系数比较低，传热速度较慢。

第四章成型用物料的配制

1、塑料的初混合：

聚合物在流动温度以下的温度和较缓和剪切下进行的一简单混合，得粉料。

2、塑料的捏合：

液状与粉状固体物料的浸渍及混合。

3、母料：

事先配成的含有高百分比小剂量助剂的塑料混合物

1．塑料分散体的分类及其中各组分；

（1）分类：

塑性溶胶VC树脂悬浮体，液相全为增塑剂，亦称增塑糊

有机溶胶VC树脂悬浮体，液相为分散剂（有或无增塑剂）和稀释剂，亦称稀释增塑糊

塑性凝胶塑性溶胶+胶凝剂，亦称增塑胶凝糊

有机凝胶有机凝胶+胶凝剂，亦称稀释增塑胶凝糊

（2）组分：

树脂，分散剂，稀释剂，胶凝剂，稳定剂，填充剂，着色剂，表面活性剂及其他助剂

2．混炼及分散的原理；

3．开炼机、密炼机的结构

4．塑炼机的种类

单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、行星螺杆挤出机、双阶配混料挤出造粒设备、双转子连续混炼机

第六章塑料的注射成型

一、概念：

1、注射量：

指机器在对空注射条件下，注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。

2、塑化能力：

指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的千克数（以PS为准），是衡量注射机性能优劣的另一重要参数。

3、塑化压力：

螺杆头部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力

4、成型周期：

完成一次注射模塑过程所需要的时间

1．塑料注射的基本工艺流程

解：

合模→注射座前移→注射保压

↑↓注射座后移

顶出制品←开模←制品冷却←

塑化螺杆后退

2．塑料注射成型的温度因素

1）料筒温度提高料筒温度，有利于改善制品质量

（2）喷嘴温度：

稍低于料筒最高温度

（3）料筒温度与注射压力的关系：

低温高压，高温低压，对空注射

（4）模具温度A、无定型塑料（PC、PPO等）的模温控制：

冷却固化无相变，保证顺利脱模，降温可缩短冷却时间，提高生产效率B、结晶型塑料的模温控制：

冷却过程发生结晶，结晶速率与形态和冷却速度有关C、模温较高：

冷却速度小，结晶度高，球晶大，脆、冷却长、效率低D、模温较低：

冷却速度快，结晶度低。

若料的Tg又低，如：

PE（-55～-70℃），PP（-15℃）则将产生后期结晶，引起后收缩和性能变化E、模温适中：

使冷却速度适宜，制品性能好

3．塑料注射成型的压力因素

（1）塑化压力（背压）：

背压高，螺杆后退慢，延长物料塑化时间，摩擦大，料温高，物料均匀；

背压过高会导致漏流、逆流增大，延长成型周期，料易降解

（2）注射压力：

注射压力增加，充模加快、流动长度↑、制品熔接强度↑、制品密度、重量↑、注射压力高、制品应力大，故应进行热处理。

（注射压力作用：

物料克服注射阻力向前移动、混合与塑化；

使料有足够充模能力；

压实物料、补料和增强熔接作用）

（3）保压压力：

保压压力高：

补料大、熔接好、制品密度↑、收缩小、尺寸变化小、力学性能好；

压力过高，取向大、内应力大、强度↓、脱模难；

压力低，补料少、收缩大、熔接不好、力学性能差。

保压压力一般等于或略低于注射压力（保压压力的作用：

压紧塑料、防止倒流、补缩；

）

4．成型周期的组成及其与产品质量的关系

（1）充模时间：

流速↑：

料温↑、黏度↓，提高充模压力、熔接强度↑

A、速度过快：

喷射产生负压，带入空气；

排气难、料局部烧焦，制品表面粗糙、缺陷、内应力大B、慢速注射：

制品质量均匀，排气好C、过慢：

充模不满，熔接不好、分层，强度↓

（2）保压时间一般为20～120s。

时间短，制件凹陷、气泡和收缩，内在性能差；

时间过长：

内应力↑、收缩小、Pr大、脱模难；

时间延长：

制件质量↑

（3）冷却时间一般为30～120s，模外定型方法

（4）其他时间：

与生产量是否连续化、自动化有关

5．注塑机结构和分类

（1）注射机的分类：

A、按机器的外形特征分为：

立式注射机、卧式注射机、角式注射机B、按机器的传动方式分为：

液压式和机械式注射机C、按塑化和注射方式分为：

柱塞式注射机、螺杆式注射机等

（2）注射机的构成：

以螺杆式注射机为例包括：

注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统

第七章塑料的压延成型

1、压延成型：

是将热塑性塑料通过一系列加热的压辊，而使其连续成型为薄膜或片材的一种方法

2、压延效应：

高聚物大分子沿着压延方向做定向排列，致使制品在物料机械性能上出现各向异性的现象

1．压延的特点，分哪几个阶段？

（1）A、有较大的生产能力、生产连续、易于自动化B、产品质量好，制品厚薄均匀，公差可控制在10%以内C、尚能制造复合材料（人造革、墙纸），刻印花纹等D、主要缺点：

设备庞大、精度高；

辅助设备多、投资高、维修复杂、制品宽受辊筒最大工作长度的限制

（2）压延工艺包括前后两个阶段，前阶段为供料阶段，主要包括：

塑料配制、塑化和向压延机供料；

后阶段为压延阶段，主要包括：

压延、引离（牵引）、轧花、冷却、卷取、切割等

2．压延机辊筒排列的方法

压延机上辊筒的安装排列形式有多种。

按标准GB/T13578—1992规定，排列辊筒方式有I形、Γ形（倒L型）、L形和S型。

3．压延制品的横向厚度均匀性分析

压延制品普遍存在的问题是在横截面有“三高两低”现象，出现中间高的现象的原因是辊筒的弹性变形引起的，使得使薄膜中间变厚。

解决这一问题，主要是从设备上着手，有以下几条措施。

压延机辊筒的长径比（L/D）要适当。

一般说来，压延机辊筒的长径比不能很大，当辊筒工作面长度一定时，其辊筒直径一般很大。

制造辊筒的材料要有一定的刚性。

①中高度法由于辊筒在挤压时会出现弯曲，导致薄膜中间厚。

因此在第3辊筒上磨成中间部位高，以消减这一偏差。

一般中高度在0.05~0.10mm之间

②轴交叉法通过第3辊转动一个角度，使两端的厚度变厚，消减中高，使厚度更均匀，转动的角度一般为1°

~2°

。

③预应力法在第4辊筒两端加上一个预应力，使辊筒产生一个预弯曲，同样消减中高，这种方法的缺点是预应力要很大，就使得辊筒的轴承要承受极大的负荷，轴承的寿命变短。

故此法现在一般都不采用。

辊筒表面轴向温度波动引起薄膜两边高的现象。

由于两边温度较低（其原因是两端轴承润滑油带走一部分热量；

辊的热量不断地向两边机架传递），使两边塑料的黏度较高。

解决的方法是：

用红外线向辊筒两端的塑料进补偿加热，或是向中间部位吹冷风。

第八章泡沫塑料成型工艺

泡沫塑料：

也称微孔塑料，指整体内含有无数微孔的塑料。

1．泡沫塑料及发泡方法的分类

（1）泡沫塑料的分类：

A、按软硬程度区分可分为硬质泡沫塑料和软质泡沫塑料B、按密度大小可分为低发泡塑料、中发泡塑料和高发泡塑料C、按结构区分课分为开孔泡沫塑料和闭孔泡沫塑料。

（2）发泡方法的分类：

A、物理发泡法分为惰性气体发泡法、低沸点液体发泡法、可溶性固体溶出法、空心填料埋入法和烧结法B、化学发泡法分为有机发泡和无机发泡C、机械发泡