高分子材料成型加工原理课件

高分子材料成型加工原理1完整版课件ppt高分子材料成型加工原理1完整版课件ppt绪论聚合物加工与成型通常的形式1.聚合物熔体的加工2.类橡胶状聚合物的加工3.聚合物溶液的加工4.低分子聚合物或预聚物的加工5.聚合物悬浮体的加工6.聚合物的机械加工2完整版课件ppt绪论聚合物加工与成型通常的形式2完整版课件ppt

加工技术大致包括四个过程1.混合、熔融和均化作用2.输送和挤压3.拉伸或吹塑4.冷却和固化3完整版课件ppt加工技术大致包括四个过程3完整版课件ppt聚合物加工的理论基础一、聚合物材料的加工性脆化温度—玻璃化转变温度—粘流温度（熔点）—分解温度1.聚合物的可挤压性表征方法：熔融指数2.聚合物的可模塑性表征方法：螺旋流动实验4完整版课件ppt聚合物加工的理论基础一、聚合物材料的加工性4完整版课件ppt

3.聚合物的可纺性4.聚合物的可延性常用小型牵伸试验机进行测定二、聚合物在加工过程中的粘弹行为1.聚合物的粘弹性形变与加工条件的关系普弹形变：聚合物大分子键长和键角或聚合物晶体中处于平衡状态的粒子间发生形变和位移引起的推迟高弹形变：大分子链段形变和位移共贡献的粘性形变：聚合物在沿外力方向发生的大分子链的解缠和相对位移5完整版课件ppt3.聚合物的可纺性5完整版课件ppt

因次稳定：形状和几何尺寸稳定性的总称塑性形变：在高弹态下以较大的外力和较长时间作用下产生的不可逆形变常称塑性形变2.粘弹性形变的滞后效应松弛时间制品收缩的主要原因6完整版课件ppt因次稳定：形状和几何尺寸稳定性的总称6完整版课件ppt第二章聚合物的流变性质一、聚合物熔体的流变行为定义：剪切速率、剪切应力、牛顿粘度流动过程聚合物粘度与应力或应变速率关系：牛顿流体n=1非牛顿流体：宾汉流体假塑性流体n<1膨胀性流体n>17完整版课件ppt第二章聚合物的流变性质一、聚合物熔体的流变行为7完整版课件

1.假塑性流体和膨胀性流体的流变性质第一牛顿区非牛顿区第二牛顿区2.宾汉流体的流变性质3.时间依耐性液体触变性、震凝性4.粘弹性液体液体中弹性行为是流动过程中聚合物大分子构象的改变5.热塑性和热固性聚合物流变行为的比较8完整版课件ppt1.假塑性流体和膨胀性流体的流变性质8完整版课件ppt

二、影响聚合物流变形为的主要影响因素聚合物在任何给定剪切速率下粘度的主要有两个方面的因素来决定1）聚合物熔体内的自由体积2）大分子长链之间的缠结1.温度对粘度的影响2.压力对粘度的影响3.粘度对剪切速度或剪应力的依耐性4.聚合物结构因素和组成对粘度的影响9完整版课件ppt二、影响聚合物流变形为的主要影响因素9完整版课件ppt第三章聚合物液体在管和槽中的流动一、在简单几何形状管道内聚合物液体的流动简单的液体流动可分为：压力流动拖拽流动收敛流动假设条件：1）液体为不可压缩的2）流动过程是等温的3）液体在管道壁面不产生滑动4）液体的粘度和其他性质在此过程中不发生变化10完整版课件ppt第三章聚合物液体在管和槽中的流动一、在简单几何形状管道内聚

1.聚合物液体在圆管中的流动应用于：注射设备的喷嘴、浇口或流道，挤出机的机头通道或口模等1）牛顿流体在简单圆管中的流动计算剪切应力、流动速率、粘度和剪切速率2）非牛顿液体在简单圆管中的流动又称为：“柱塞流动”，由于在此过程中受到的剪切很小，聚合物在流动过程中不易得到良好的混合，均匀性差，制品性能降低3）圆管中的非等温流动11完整版课件ppt1.聚合物液体在圆管中的流动11完整版课件ppt

2.聚合物液体在狭缝通道中的等温流动应用于：吹塑管形薄膜，挤出大尺寸圆管的口模和生产流涎薄膜的口模3.聚合物的拖拽流动和收敛流动拖拽流动的应用：挤出线缆包覆物，挤出机螺杆槽中拖拽流动产生环形流动，环形流动不影响流率的变化，但对聚合物的混合塑化和热交换有促进作用12完整版课件ppt2.聚合物液体在狭缝通道中的等温流动12完整版课件ppt

收敛流动的应用：具有圆锥形的通道在挤出机口模和注射设备中应用较广具有楔形通道主要用于挤出板材、薄片和流涎薄膜的口模广义的收敛流动包括：狭义的收敛流动和拉伸流动拉伸粘度=3*剪切粘度（单轴拉伸）拉伸粘度=6*剪切粘度（双轴拉伸）13完整版课件ppt收敛流动的应用：具有圆锥形的通道在挤出机口模和注射设备中应

二、聚合物液体流动过程中的弹性行为1.端末效应包括：入口效应和离模膨胀来源：高聚物的弹性行为影响因素：管子的长径比、分子量、温度等2.不稳定流动和熔体破裂现象定义：聚合物熔体在高剪切下表现出的不稳定流动来源（1）液体流动时在管壁上的滑移和液体中的弹性回复（2）液体剪切历史的差异表现：液流表面粗糙，出现鲨鱼皮状表面，甚至有波浪形、竹节形等、更甚至出现断裂的形状不规则的碎片14完整版课件ppt二、聚合物液体流动过程中的弹性行为14完整版课件ppt

三、聚合物液体流动性测量方法简介1.毛细管粘度计—熔融指数仪需要进行压力降影响校正，热效应影响校正，熔体压缩性影响校正2.旋转粘度计—门尼粘度计1）转筒式粘度计2）锥-板粘度计（低剪切速率下使用）特点：在θ<4°的情况下，可以认为其中液体各部分具有相同的剪切速率只需要测定实验时的转矩和角速度就可以计算其粘度，且无需修正3）平行板粘度计(只适用于粘度很高的聚合物塑性行为的研究）15完整版课件ppt三、聚合物液体流动性测量方法简介15完整版课件ppt

3.落球粘度计适合牛顿液体时球附近剪切速率的估算和低剪切速率下聚合物粘度的计算4.混炼机型转矩流变仪—brabender流变仪16完整版课件ppt3.落球粘度计16完整版课件ppt第四章聚合物加工过程的物理和化学变化一、成型加工过程中聚合物的结晶聚合物结晶的基本特点：结晶速度慢、结晶具有不完全性和结晶聚合物没有清晰的熔点。1.聚合物球晶的形成和结晶速度一般的聚合物的洁净度在10%~60%1）结晶速度与温度的关系17完整版课件ppt第四章聚合物加工过程的物理和化学变化一、成型加工过程中聚合

结晶过程：晶核的形成，晶体的增长晶核的形成：均相成核晶核密度连续上升异相成核晶核密度不发生变化晶体的生长形状：一维针状二维片状三维球状通常定义结晶度达到50%时的时间的倒数作为结晶速度的比较标准，称为结晶速度常数二次结晶：是在一次结晶完了后在一些残留的非晶区域和晶体不完整部分继续结晶和进一步完整化过程后结晶：是加工中初始结晶的继续18完整版课件ppt结晶过程：晶核的形成，晶体的增长18完整版课件ppt

2.加工成型过程中影响结晶的因素（1）冷却速度缓冷骤冷和中等冷却冷却速度提高，结晶时间缩短，结晶度下降，并使达到最大结晶度的温度下降（2）熔融温度和熔融时间的影响取决于加工温度和熔融状态停留的时间（3）应力作用的影响结晶速度虽拉伸或剪切速率的增大而增大，结晶温度下降（4）低分子物的影响起成核剂的作用，有助于结晶，聚合物分子量的增加结晶下降，分子链的支化程度下降，结晶上升19完整版课件ppt2.加工成型过程中影响结晶的因素19完整版课件ppt

3.聚合物结晶对制件性能的影响随着结晶度的增加，聚合物的屈服强度、硬度、耐热性，耐化学溶剂性上升，当聚合物Tg较低时，抗张强度也增加，但聚合物的脆性也随这上升，耐龟裂能力下降，收缩率也上升20完整版课件ppt3.聚合物结晶对制件性能的影响20完整版课件ppt

二、成型加工过程中聚合物的取向取向过程：（1）聚合物熔体或浓溶液中大分子、链段或其中几何形状不对称的固体粒子在剪切流动时沿流动方向的流动取向（2）聚合物在外力拉伸时大分子、链段或微晶等结构单元沿受力方向拉伸取向1.聚合物及其固体添加物的流动取向（1）等温流动区域（2）在模腔中的流动21完整版课件ppt二、成型加工过程中聚合物的取向21完整版课件ppt

2.聚合物的拉伸取向拉伸时包含着链段的形变和大分子作为独立结构单元的形变过程拉伸取向的特征结晶聚合物拉伸过程中的微观变化3.影响聚合物取向的因素（1）拉伸力的角度（2）温度和应力的影响（3）拉伸比的影响（4）聚合物结构和低分子物的影响22完整版课件ppt2.聚合物的拉伸取向22完整版课件ppt

4.取向对聚合物性能的影响非晶聚合物：拉伸方向上的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度提高结晶聚合物：力学强度增大，具有一定的韧性和弹性三、加工过程中聚合物的降解聚合物大分子可能受到热和应力的作用或高温下聚合物中微量水分、酸、碱等杂质及空气中的氧的作用而导致分子量降低，大分子结构改变等化学变化——降解23完整版课件ppt4.取向对聚合物性能的影响23完整版课件ppt

1.加工过程中的聚合物降解的机理（1）游离基链式降解慢引发，快增长（2）逐步降解2.加工过程中各种因素对降解的影响（1）聚合物结构的影响稳定性差的键和基团容易降解（2）温度的影响热降解（3）氧的影响促进降解（4）应力的影响（5）水分的影响24完整版课件ppt1.加工过程中的聚合物降解的机理24完整版课件ppt

3.加工过程对降解作用的利用与避免避免措施（1）严格控制原材料的技术指标，使用合格的原材料（2）使用前对聚合物进行严格的干燥（3）确定合理的加工工艺和加工条件，是聚合物能在不易产生降解的条件下加工成型（4）加工设备和模具应有良好的结构（5）适当的使用抗氧剂和稳定剂等利用：接枝或嵌段共聚物的制备，塑炼25完整版课件ppt3.加工过程对降解作用的利用与避免25完整版课件ppt

四、加工过程中聚合物的交联1.及聚合物交联反应机理（1）游离基交联反应（2）逐步交联反应2.影响聚合物大分子交联的因素（1）温度（2）硬化时间（3）反应物官能团（4）应力26完整版课件ppt四、加工过程中聚合物的交联26完整版课件ppt二、塑料的成型加工塑料工业两个生产系统：塑料的生产和塑料制品的生产成型加工：一次成型二次成型后加工27完整版课件ppt二、塑料的成型加工塑料工业两个生产系统：27完整版课件ppt第五章成型物料的配制一、物料的组成和添加剂的作用物料：粒料和粉料添加剂：增塑剂防老剂填料润滑剂着色剂1.聚合物悬浮树脂和乳液树脂28完整版课件ppt第五章成型物料的配制一、物料的组成和添加剂的作用28完整版

（1）分子量的影响分子量的大小应根据用途和加工方法选择（2）分子量的分布分子量分布不能过大（3）颗粒结构的影响颗粒表面的粗糙度影响生产效率（4）粒度的影响颗粒大不易塑化，颗粒小粉尘大，容积计量难29完整版课件ppt（1）分子量的影响29完整版课件ppt

2.增塑剂增塑剂与溶剂的区别增塑的原理增塑的方式：强制机械混合3.防老剂防老剂包括：稳定剂、抗氧剂、光稳定剂（1）抑制聚合物的降解作用（2）抑制聚合物的氧化作用抗氧剂成为游离基或增长链的终止剂抗氧剂成为氢过氧化物的分解剂30完整版课件ppt2.增塑剂30完整版课件ppt

（3）抑制聚合物的光降解作用主要有：紫外线吸收剂淬灭剂先驱型紫外线吸收剂光屏蔽剂（4）消除聚合物杂质的催化作用在工业生产中，对聚合物降解具有催化作用的主要物质是金属离子31完整版课件ppt（3）抑制聚合物的光降解作用31完整版课件ppt

4.填料分为：有机填料和无机填料形状：粉状片状纤维状5.润滑剂为改进塑料熔体的流动性能，减少或避免设备的粘附，提高制品表面光洁度等，而加入的添加剂称为：润滑剂6.着色剂7.固化剂32完整版课件ppt4.填料32完整版课件ppt

二、物料的混合和分散机理混合：包括狭义的混合和分散1.混合的基本原理混合：狭义的混合、捏合、塑炼混合手段：扩散对流剪切2.混合效果的评定（1）液体物料的混合效果分析混合物不同部分的组成（2）固体剂塑性物料的混合效果包括：分散程度均匀程度33完整版课件ppt二、物料的混合和分散机理33完整版课件ppt

3.主要的混合设备按操作方式分：间歇式连续式常用混合设备：用于初混合：捏合机高速混合机混合塑炼：双辊塑炼机密炼机挤出机34完整版课件ppt3.主要的混合设备34完整版课件ppt

三、配料工艺简介1.粉料和粒料的配置（1）原理的准备（2）初混合（3）初混物的塑炼（4）塑炼物的粉碎和粒化2.溶液的配制溶剂的选择，设备的选择3.糊的配制和性质35完整版课件ppt三、配料工艺简介35完整版课件ppt第六章塑料的一次成型一次成型：挤出成型注射成型模压成型压延成型铸塑成型传递模塑成型模压烧结成型泡沫成型36完整版课件ppt第六章塑料的一次成型一次成型：挤出成型注射成型模压成型一、挤出成型挤出成型定义适合：所有的热塑性塑料和部分热固性塑料挤出工艺：连续型螺杆式挤出机间歇型 柱塞式挤出机单螺杆挤出机组成：传动部分加料装置料筒螺杆机头和口模辅助设备37完整版课件ppt一、挤出成型挤出成型定义37完整版课件ppt

螺杆：长径比压缩比螺杆结构的划分机头和口模的作用2.挤出成型原理（1）固体输送（2）熔化过程（3）熔体输送（4）螺杆和机头的特性曲线与挤出机生产率的关系38完整版课件ppt螺杆：长径比压缩比38完整版课件ppt

3.挤出成型工艺与过程（1）原料干燥（2）挤出成型（3）制品的定型与冷却（4）牵引和热处理39完整版课件ppt3.挤出成型工艺与过程39完整版课件ppt二、注射成型注射成型定义适合：热塑性塑料（除氟塑料）和部分热固性塑料特点：生产周期短适应性强生产率高40完整版课件ppt二、注射成型注射成型定义40完整版课件ppt

1.注塑机的基本结构注塑机可分为：柱塞式螺杆式（1）注射系统包括：加料装置料筒螺杆/柱塞喷嘴（2）锁模系统主要作用：注射过程中能锁紧模具，在取出制件时能打开模具（3）模具包括：压制模具压铸模中空吹塑模具挤出模具注射模具41完整版课件ppt1.注塑机的基本结构41完整版课件ppt

注射模具的组成：浇注系统：主流道分流道浇口成型零件：型腔排气孔机构零件：导向机构脱模机构抽芯结构冷却加热装置2.注射成型的工艺过程（1）成型前的准备（2）注射过程（3）制品的后处理（退火和调湿）42完整版课件ppt注射模具的组成：42完整版课件ppt

3.注射成型工艺的影响因素（1）料温（2）模具温度（3）注射压力（4）注射周期和注射速度43完整版课件ppt3.注射成型工艺的影响因素43完整版课件ppt三、压制成型压制成型的定义适合：热固性塑料制品的生产特点：生产过程的控制、使用的设备和模具简单，较易成型大型制品缺点：生产周期长、效率低、较难实现自动化，不能成型复杂形状的制品，也不能模压厚壁制品44完整版课件ppt三、压制成型压制成型的定义44完整版课件ppt

1.模压成型的工艺过程（1）加料（2）闭模（3）排气（4）固化（5）脱模（6）吹洗模具（7）后处理45完整版课件ppt1.模压成型的工艺过程45完整版课件ppt

2.模压成型的工艺特性和影响因素（1）温度（2）模压压力（3）模压时间46完整版课件ppt2.模压成型的工艺特性和影响因素46完整版课件ppt四、压延成型压延成型的定义适用：热塑性非晶态塑料，一般生产薄膜和片材特点：较大的生产能力，较好的产品质量，还可以制取复合材料缺点：加工设备庞大，精度要求高，辅助设备多，宽度受机器限制47完整版课件ppt四、压延成型压延成型的定义47完整版课件ppt

1.压延原理压力和流速压延效应2.压延设备压延机主体3.压延工艺过程压延过程：供料阶段和压延阶段（1）软质PVC薄膜的生产（2）人造革的生产贴胶法，插胶法48完整版课件ppt1.压延原理48完整版课件ppt五、其他成型方法1.铸塑成型包括：静态铸塑、嵌铸、离心铸塑、流涎成膜、搪塑和滚塑静态铸塑过程：原料的配制和处理，浇注入模，硬化/固化，制品的后处理2.模压烧结成型过程：树脂的选择，捣碎过筛，加料预成型烧结，冷却，成品检测和后加工49完整版课件ppt五、其他成型方法1.铸塑成型49完整版课件ppt

3.传递模塑与模压成型比较，能身缠外形复杂，薄壁或壁厚变化很大、带有精细嵌件等制品，并能提高制品的精度，缩短成型周期但浪费较大，工艺条件严格，操作要求高4.泡沫塑料的成型（1）机械法（2）物理法（3）化学法50完整版课件ppt3.传递模塑50完整版课件ppt第七章塑料的二次成型1.二次成型的粘弹性原理二次成型的只能是那些Tg比室温高得多的聚合物二次成型的温度：最易产生形变且伸长率最大温度无定形聚合物和结晶聚合物二次成型本质不同较高温度下成型制品有更高的制品形状稳定性51完整版课件ppt第七章塑料的二次成型1.二次成型的粘弹性原理51完整版课件

2.中空吹塑成型（1）定义（2）成型工艺挤出-吹塑注射-吹塑双向拉伸吹塑（3）工艺过程的影响因素1）形坯温度：在Tg~Tf间2）吹气压力和充气速度3）吹胀比：2~44）模温和冷却时间52完整版课件ppt2.中空吹塑成型52完整版课件ppt

3.热成型（1）定义（2）热成型方法1）差压成型2）覆盖成型3）其他热成型（3）热成型的影响因素1）成型温度2）成型速度3）成型压力4）材料的成形性53完整版课件ppt3.热成型53完整版课件ppt

4.拉幅度薄膜的成型（1）定义（2）薄膜取向原理和方法1）拉幅薄膜的优点2）拉幅薄膜的方法平膜法管膜法（3）拉幅薄膜的成型工艺1）平膜法逐步拉伸薄膜的成型2）管膜法拉幅薄膜的成型3）拉伸薄膜成型过程中的影响因素54完整版课件ppt4.拉幅度薄膜的成型54完整版课件ppt

5.冷成型（非二次成型）冷成型的优缺点冷成型的基本类型55完整版课件ppt5.冷成型（非二次成型）55完整版课件ppt三、橡胶加工橡胶加工的定义橡胶的分类捆包胶颗粒胶粉末胶胶乳和橡胶溶液液体橡胶56完整版课件ppt三、橡胶加工橡胶加工的定义56完整版课件ppt

1.胶料的组成和配合1.1橡胶天然橡胶：异戊二烯顺式异戊二烯：三叶橡胶为代表，属于弹性胶反式异戊二烯：马来胶，天然硬橡胶天然橡胶无一定的熔点，非极性物质易溶于汽油等非极性溶液天然橡胶书结晶性橡胶、有良好的耐曲饶性，透气性，电性能57完整版课件ppt1.胶料的组成和配合57完整版课件ppt

合成胶通用合成橡胶：丁苯，顺丁，氯丁，丁基。聚异戊二烯，乙丙，丁腈特种橡胶：三元乙丙氯化聚乙烯1.2配合剂（1）硫化剂硫磺（2）硫化促进剂促进剂M，促进剂DM，促进剂TMDM促进剂的基本要求58完整版课件ppt合成胶58完整版课件ppt

（3）防老剂能抑制橡胶老化的物质即防老剂（4）增塑剂物理增塑剂，化学增塑剂增塑剂的目的（5）填充剂补强填充剂：炭黑惰性填充剂：硫酸钡滑石粉云母粉炭黑的补强原理炭黑的结构59完整版课件ppt（3）防老剂59完整版课件ppt

1.3配方设计基本感念配方设计的五个系统主体原料硫化系统操作系统成本系统性能系统1.3.1配方的种类基础配方性能配方生产配方60完整版课件ppt1.3配方设计基本感念60完整版课件ppt

配方设计原则1.了解制品的使用条件，并考虑制品的质量，使用寿命及物理机械性能2.了解使用的生胶和配合剂的性质及相互关系3.因地制宜合理利用原材料配方设计程序61完整版课件ppt配方设计原则61完整版课件ppt

2、胶料的加工2.1胶料的加工性能1）粘度温度、外力、分子量、分子量分布、支化2）弹性记忆挤出无膨胀比B3）胶料的断裂特性形变指数断裂伸长比62完整版课件ppt2、胶料的加工62完整版课件ppt

2.2塑炼1.塑炼的目的可塑度的表征：威廉氏可塑度门尼粘度德芙硬度2.塑炼机理塑炼的本质低温塑炼和高温塑炼63完整版课件ppt2.2塑炼63完整版课件ppt

2.3塑炼工艺1.开炼机塑炼（低温塑炼）塑炼胶料质量好，收缩小，但效率低，劳动强度大冷却方式：喷水冷却法冷却胶片法薄通塑炼分段塑炼超前系数：越大，受剪切力越大64完整版课件ppt2.3塑炼工艺64完整版课件ppt

2.密炼机塑炼（高温塑炼）生产能力大，劳动强度低，电力消耗小3.螺杆机塑炼生产效率高，连续生产，但操作过程中产生大量的热，对胶体产生破坏2.4各种橡胶的塑炼特性低温塑炼的主要条件门尼粘度与弹性和可塑性的关系65完整版课件ppt2.密炼机塑炼（高温塑炼）65完整版课件ppt

3.混炼3.1混炼的目的：使生胶与配合剂混合均匀3.2混炼理论66完整版课件ppt3.混炼66完整版课件ppt高分子材料成型加工原理67完整版课件ppt高分子材料成型加工原理1完整版课件ppt绪论聚合物加工与成型通常的形式1.聚合物熔体的加工2.类橡胶状聚合物的加工3.聚合物溶液的加工4.低分子聚合物或预聚物的加工5.聚合物悬浮体的加工6.聚合物的机械加工68完整版课件ppt绪论聚合物加工与成型通常的形式2完整版课件ppt

加工技术大致包括四个过程1.混合、熔融和均化作用2.输送和挤压3.拉伸或吹塑4.冷却和固化69完整版课件ppt加工技术大致包括四个过程3完整版课件ppt聚合物加工的理论基础一、聚合物材料的加工性脆化温度—玻璃化转变温度—粘流温度（熔点）—分解温度1.聚合物的可挤压性表征方法：熔融指数2.聚合物的可模塑性表征方法：螺旋流动实验70完整版课件ppt聚合物加工的理论基础一、聚合物材料的加工性4完整版课件ppt

3.聚合物的可纺性4.聚合物的可延性常用小型牵伸试验机进行测定二、聚合物在加工过程中的粘弹行为1.聚合物的粘弹性形变与加工条件的关系普弹形变：聚合物大分子键长和键角或聚合物晶体中处于平衡状态的粒子间发生形变和位移引起的推迟高弹形变：大分子链段形变和位移共贡献的粘性形变：聚合物在沿外力方向发生的大分子链的解缠和相对位移71完整版课件ppt3.聚合物的可纺性5完整版课件ppt

因次稳定：形状和几何尺寸稳定性的总称塑性形变：在高弹态下以较大的外力和较长时间作用下产生的不可逆形变常称塑性形变2.粘弹性形变的滞后效应松弛时间制品收缩的主要原因72完整版课件ppt因次稳定：形状和几何尺寸稳定性的总称6完整版课件ppt第二章聚合物的流变性质一、聚合物熔体的流变行为定义：剪切速率、剪切应力、牛顿粘度流动过程聚合物粘度与应力或应变速率关系：牛顿流体n=1非牛顿流体：宾汉流体假塑性流体n<1膨胀性流体n>173完整版课件ppt第二章聚合物的流变性质一、聚合物熔体的流变行为7完整版课件

1.假塑性流体和膨胀性流体的流变性质第一牛顿区非牛顿区第二牛顿区2.宾汉流体的流变性质3.时间依耐性液体触变性、震凝性4.粘弹性液体液体中弹性行为是流动过程中聚合物大分子构象的改变5.热塑性和热固性聚合物流变行为的比较74完整版课件ppt1.假塑性流体和膨胀性流体的流变性质8完整版课件ppt

二、影响聚合物流变形为的主要影响因素聚合物在任何给定剪切速率下粘度的主要有两个方面的因素来决定1）聚合物熔体内的自由体积2）大分子长链之间的缠结1.温度对粘度的影响2.压力对粘度的影响3.粘度对剪切速度或剪应力的依耐性4.聚合物结构因素和组成对粘度的影响75完整版课件ppt二、影响聚合物流变形为的主要影响因素9完整版课件ppt第三章聚合物液体在管和槽中的流动一、在简单几何形状管道内聚合物液体的流动简单的液体流动可分为：压力流动拖拽流动收敛流动假设条件：1）液体为不可压缩的2）流动过程是等温的3）液体在管道壁面不产生滑动4）液体的粘度和其他性质在此过程中不发生变化76完整版课件ppt第三章聚合物液体在管和槽中的流动一、在简单几何形状管道内聚

1.聚合物液体在圆管中的流动应用于：注射设备的喷嘴、浇口或流道，挤出机的机头通道或口模等1）牛顿流体在简单圆管中的流动计算剪切应力、流动速率、粘度和剪切速率2）非牛顿液体在简单圆管中的流动又称为：“柱塞流动”，由于在此过程中受到的剪切很小，聚合物在流动过程中不易得到良好的混合，均匀性差，制品性能降低3）圆管中的非等温流动77完整版课件ppt1.聚合物液体在圆管中的流动11完整版课件ppt

2.聚合物液体在狭缝通道中的等温流动应用于：吹塑管形薄膜，挤出大尺寸圆管的口模和生产流涎薄膜的口模3.聚合物的拖拽流动和收敛流动拖拽流动的应用：挤出线缆包覆物，挤出机螺杆槽中拖拽流动产生环形流动，环形流动不影响流率的变化，但对聚合物的混合塑化和热交换有促进作用78完整版课件ppt2.聚合物液体在狭缝通道中的等温流动12完整版课件ppt

收敛流动的应用：具有圆锥形的通道在挤出机口模和注射设备中应用较广具有楔形通道主要用于挤出板材、薄片和流涎薄膜的口模广义的收敛流动包括：狭义的收敛流动和拉伸流动拉伸粘度=3*剪切粘度（单轴拉伸）拉伸粘度=6*剪切粘度（双轴拉伸）79完整版课件ppt收敛流动的应用：具有圆锥形的通道在挤出机口模和注射设备中应

二、聚合物液体流动过程中的弹性行为1.端末效应包括：入口效应和离模膨胀来源：高聚物的弹性行为影响因素：管子的长径比、分子量、温度等2.不稳定流动和熔体破裂现象定义：聚合物熔体在高剪切下表现出的不稳定流动来源（1）液体流动时在管壁上的滑移和液体中的弹性回复（2）液体剪切历史的差异表现：液流表面粗糙，出现鲨鱼皮状表面，甚至有波浪形、竹节形等、更甚至出现断裂的形状不规则的碎片80完整版课件ppt二、聚合物液体流动过程中的弹性行为14完整版课件ppt

三、聚合物液体流动性测量方法简介1.毛细管粘度计—熔融指数仪需要进行压力降影响校正，热效应影响校正，熔体压缩性影响校正2.旋转粘度计—门尼粘度计1）转筒式粘度计2）锥-板粘度计（低剪切速率下使用）特点：在θ<4°的情况下，可以认为其中液体各部分具有相同的剪切速率只需要测定实验时的转矩和角速度就可以计算其粘度，且无需修正3）平行板粘度计(只适用于粘度很高的聚合物塑性行为的研究）81完整版课件ppt三、聚合物液体流动性测量方法简介15完整版课件ppt

3.落球粘度计适合牛顿液体时球附近剪切速率的估算和低剪切速率下聚合物粘度的计算4.混炼机型转矩流变仪—brabender流变仪82完整版课件ppt3.落球粘度计16完整版课件ppt第四章聚合物加工过程的物理和化学变化一、成型加工过程中聚合物的结晶聚合物结晶的基本特点：结晶速度慢、结晶具有不完全性和结晶聚合物没有清晰的熔点。1.聚合物球晶的形成和结晶速度一般的聚合物的洁净度在10%~60%1）结晶速度与温度的关系83完整版课件ppt第四章聚合物加工过程的物理和化学变化一、成型加工过程中聚合

结晶过程：晶核的形成，晶体的增长晶核的形成：均相成核晶核密度连续上升异相成核晶核密度不发生变化晶体的生长形状：一维针状二维片状三维球状通常定义结晶度达到50%时的时间的倒数作为结晶速度的比较标准，称为结晶速度常数二次结晶：是在一次结晶完了后在一些残留的非晶区域和晶体不完整部分继续结晶和进一步完整化过程后结晶：是加工中初始结晶的继续84完整版课件ppt结晶过程：晶核的形成，晶体的增长18完整版课件ppt

2.加工成型过程中影响结晶的因素（1）冷却速度缓冷骤冷和中等冷却冷却速度提高，结晶时间缩短，结晶度下降，并使达到最大结晶度的温度下降（2）熔融温度和熔融时间的影响取决于加工温度和熔融状态停留的时间（3）应力作用的影响结晶速度虽拉伸或剪切速率的增大而增大，结晶温度下降（4）低分子物的影响起成核剂的作用，有助于结晶，聚合物分子量的增加结晶下降，分子链的支化程度下降，结晶上升85完整版课件ppt2.加工成型过程中影响结晶的因素19完整版课件ppt

3.聚合物结晶对制件性能的影响随着结晶度的增加，聚合物的屈服强度、硬度、耐热性，耐化学溶剂性上升，当聚合物Tg较低时，抗张强度也增加，但聚合物的脆性也随这上升，耐龟裂能力下降，收缩率也上升86完整版课件ppt3.聚合物结晶对制件性能的影响20完整版课件ppt

二、成型加工过程中聚合物的取向取向过程：（1）聚合物熔体或浓溶液中大分子、链段或其中几何形状不对称的固体粒子在剪切流动时沿流动方向的流动取向（2）聚合物在外力拉伸时大分子、链段或微晶等结构单元沿受力方向拉伸取向1.聚合物及其固体添加物的流动取向（1）等温流动区域（2）在模腔中的流动87完整版课件ppt二、成型加工过程中聚合物的取向21完整版课件ppt

2.聚合物的拉伸取向拉伸时包含着链段的形变和大分子作为独立结构单元的形变过程拉伸取向的特征结晶聚合物拉伸过程中的微观变化3.影响聚合物取向的因素（1）拉伸力的角度（2）温度和应力的影响（3）拉伸比的影响（4）聚合物结构和低分子物的影响88完整版课件ppt2.聚合物的拉伸取向22完整版课件ppt

4.取向对聚合物性能的影响非晶聚合物：拉伸方向上的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度提高结晶聚合物：力学强度增大，具有一定的韧性和弹性三、加工过程中聚合物的降解聚合物大分子可能受到热和应力的作用或高温下聚合物中微量水分、酸、碱等杂质及空气中的氧的作用而导致分子量降低，大分子结构改变等化学变化——降解89完整版课件ppt4.取向对聚合物性能的影响23完整版课件ppt

1.加工过程中的聚合物降解的机理（1）游离基链式降解慢引发，快增长（2）逐步降解2.加工过程中各种因素对降解的影响（1）聚合物结构的影响稳定性差的键和基团容易降解（2）温度的影响热降解（3）氧的影响促进降解（4）应力的影响（5）水分的影响90完整版课件ppt1.加工过程中的聚合物降解的机理24完整版课件ppt

3.加工过程对降解作用的利用与避免避免措施（1）严格控制原材料的技术指标，使用合格的原材料（2）使用前对聚合物进行严格的干燥（3）确定合理的加工工艺和加工条件，是聚合物能在不易产生降解的条件下加工成型（4）加工设备和模具应有良好的结构（5）适当的使用抗氧剂和稳定剂等利用：接枝或嵌段共聚物的制备，塑炼91完整版课件ppt3.加工过程对降解作用的利用与避免25完整版课件ppt

四、加工过程中聚合物的交联1.及聚合物交联反应机理（1）游离基交联反应（2）逐步交联反应2.影响聚合物大分子交联的因素（1）温度（2）硬化时间（3）反应物官能团（4）应力92完整版课件ppt四、加工过程中聚合物的交联26完整版课件ppt二、塑料的成型加工塑料工业两个生产系统：塑料的生产和塑料制品的生产成型加工：一次成型二次成型后加工93完整版课件ppt二、塑料的成型加工塑料工业两个生产系统：27完整版课件ppt第五章成型物料的配制一、物料的组成和添加剂的作用物料：粒料和粉料添加剂：增塑剂防老剂填料润滑剂着色剂1.聚合物悬浮树脂和乳液树脂94完整版课件ppt第五章成型物料的配制一、物料的组成和添加剂的作用28完整版

（1）分子量的影响分子量的大小应根据用途和加工方法选择（2）分子量的分布分子量分布不能过大（3）颗粒结构的影响颗粒表面的粗糙度影响生产效率（4）粒度的影响颗粒大不易塑化，颗粒小粉尘大，容积计量难95完整版课件ppt（1）分子量的影响29完整版课件ppt

2.增塑剂增塑剂与溶剂的区别增塑的原理增塑的方式：强制机械混合3.防老剂防老剂包括：稳定剂、抗氧剂、光稳定剂（1）抑制聚合物的降解作用（2）抑制聚合物的氧化作用抗氧剂成为游离基或增长链的终止剂抗氧剂成为氢过氧化物的分解剂96完整版课件ppt2.增塑剂30完整版课件ppt

（3）抑制聚合物的光降解作用主要有：紫外线吸收剂淬灭剂先驱型紫外线吸收剂光屏蔽剂（4）消除聚合物杂质的催化作用在工业生产中，对聚合物降解具有催化作用的主要物质是金属离子97完整版课件ppt（3）抑制聚合物的光降解作用31完整版课件ppt

4.填料分为：有机填料和无机填料形状：粉状片状纤维状5.润滑剂为改进塑料熔体的流动性能，减少或避免设备的粘附，提高制品表面光洁度等，而加入的添加剂称为：润滑剂6.着色剂7.固化剂98完整版课件ppt4.填料32完整版课件ppt

二、物料的混合和分散机理混合：包括狭义的混合和分散1.混合的基本原理混合：狭义的混合、捏合、塑炼混合手段：扩散对流剪切2.混合效果的评定（1）液体物料的混合效果分析混合物不同部分的组成（2）固体剂塑性物料的混合效果包括：分散程度均匀程度99完整版课件ppt二、物料的混合和分散机理33完整版课件ppt

3.主要的混合设备按操作方式分：间歇式连续式常用混合设备：用于初混合：捏合机高速混合机混合塑炼：双辊塑炼机密炼机挤出机100完整版课件ppt3.主要的混合设备34完整版课件ppt

三、配料工艺简介1.粉料和粒料的配置（1）原理的准备（2）初混合（3）初混物的塑炼（4）塑炼物的粉碎和粒化2.溶液的配制溶剂的选择，设备的选择3.糊的配制和性质101完整版课件ppt三、配料工艺简介35完整版课件ppt第六章塑料的一次成型一次成型：挤出成型注射成型模压成型压延成型铸塑成型传递模塑成型模压烧结成型泡沫成型102完整版课件ppt第六章塑料的一次成型一次成型：挤出成型注射成型模压成型一、挤出成型挤出成型定义适合：所有的热塑性塑料和部分热固性塑料挤出工艺：连续型螺杆式挤出机间歇型 柱塞式挤出机单螺杆挤出机组成：传动部分加料装置料筒螺杆机头和口模辅助设备103完整版课件ppt一、挤出成型挤出成型定义37完整版课件ppt

螺杆：长径比压缩比螺杆结构的划分机头和口模的作用2.挤出成型原理（1）固体输送（2）熔化过程（3）熔体输送（4）螺杆和机头的特性曲线与挤出机生产率的关系104完整版课件ppt螺杆：长径比压缩比38完整版课件ppt

3.挤出成型工艺与过程（1）原料干燥（2）挤出成型（3）制品的定型与冷却（4）牵引和热处理105完整版课件ppt3.挤出成型工艺与过程39完整版课件ppt二、注射成型注射成型定义适合：热塑性塑料（除氟塑料）和部分热固性塑料特点：生产周期短适应性强生产率高106完整版课件ppt二、注射成型注射成型定义40完整版课件ppt

1.注塑机的基本结构注塑机可分为：柱塞式螺杆式（1）注射系统包括：加料装置料筒螺杆/柱塞喷嘴（2）锁模系统主要作用：注射过程中能锁紧模具，在取出制件时能打开模具（3）模具包括：压制模具压铸模中空吹塑模具挤出模具注射模具107完整版课件ppt1.注塑机的基本结构41完整版课件ppt

注射模具的组成：浇注系统：主流道分流道浇口成型零件：型腔排气孔机构零件：导向机构脱模机构抽芯结构冷却加热装置2.注射成型的工艺过程（1）成型前的准备（2）注射过程（3）制品的后处理（退火和调湿）108完整版课件ppt注射模具的组成：42完整版课件ppt

3.注射成型工艺的影响因素（1）料温（2）模具温度（3）注射压力（4）注射周期和注射速度109完整版课件ppt3.注射成型工艺的影响因素43完整版课件ppt三、压制成型压制成型的定义适合：热固性塑料制品的生产特点：生产过程的控制、使用的设备和模具简单，较易成型大型制品缺点：生产周期长、效率低、较难实现自动化，不能成型复杂形状的制品，也不能模压厚壁制品110完整版课件ppt三、压制成型压制成型的定义44完整版课件ppt

1.模压成型的工艺过程（1）加料（2）闭模（3）排气（4）固化（5）脱模（6）吹洗模具（7）后处理111完整版课件ppt1.模压成型的工艺过程45完整版课件ppt

2.模压成型的工艺特性和影响因素（1）温度（2）模压压力（3）模压时间112完整版课件ppt2.模压成型的工艺特性和影响因素46完整版课件ppt四、压延成型压延成型的定义适用：热塑性非晶态塑料，一般生产薄膜和片材特点：较大的生产能力，较好的产品质量，还可以制取复合材料缺点：加工设备庞大，精度要求高，辅助设备多，宽度受机器限制113完整版课件ppt四、压延成型压延成型的定义47完整版课件ppt

1.压延原理压力和流速压延效应2.压延设备压延机主体3.压延工艺过程压延过程：供料阶段和压延阶段（1）软质PVC薄膜的生产（2）人造革的生产贴胶法，插胶法114完整版课件ppt1.压延原理48完整版课件ppt五、其他成型方法1.铸塑成型包括：静态铸塑、嵌铸、离心铸塑、流涎成膜、搪塑和滚塑静态铸塑过程：原料的配制和处理，浇注入模，硬化/固化，制品的后处理2.模压烧结成型过程：树脂的选择，捣碎过筛，加料预成型烧结，冷却，成品检测和后加工115完整版课件ppt五、其他成型方法1.铸塑成型49完整版课件ppt

3.传递模塑与模压成型比较，能身缠外形复杂，薄壁或壁厚变化很大、带有精细嵌件等制品，并能提高制品的精度，缩短成型周期但浪费较大，工艺条件严格，操作要求高4.泡沫塑料的成型（1）机械法（2）物理法（3）化学法116完整版课件ppt3.传递模塑50完整版课件ppt第七章塑料的二次成型1.二次成型的粘弹性原理二次成型的只能是那些Tg比室温高得多的聚合物二次