塑料成型工艺学课件第二章塑料成型的理论基础

塑料成型工艺学课件第二章塑料成型的理论基础xx年xx月xx日目录CATALOGUE塑料的组成与结构塑料的流变性质塑料成型过程中的物理与化学变化塑料成型工艺理论基础塑料成型工艺理论基础的发展趋势01塑料的组成与结构是塑料的主要成分，决定塑料的基本性能。合成树脂如增塑剂、稳定剂、颜料等，用于改善塑料的性能或赋予特定颜色。添加剂如填料、增强剂等，用于增强塑料的机械性能。其他成分塑料的组成部分塑料具有结晶性，其分子排列有序，形成晶体结构。结晶性非结晶性取向部分塑料为非结晶性，其分子排列无序。塑料在成型过程中，分子链会沿着流动方向排列。030201塑料的结构力学性能热性能电性能环境性能塑料的性能01020304如拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等，反映塑料抵抗外力作用的能力。如热变形温度、耐热性、热稳定性等，反映塑料在高温下的性能表现。如绝缘性、导电性等，反映塑料在电磁场作用下的性能表现。如耐候性、耐腐蚀性、生物相容性等，反映塑料在特定环境下的性能表现。02塑料的流变性质流变曲线为直线，剪切应力与剪切速率成正比，如水、酒精等。牛顿流体流变曲线不为直线，剪切应力与剪切速率之间的关系复杂，如塑料熔体、悬浮液、泥浆等。非牛顿流体流变曲线向下弯曲，剪切应力随剪切速率增大而减小，如番茄酱、奶油等。假塑性流体流变曲线向上弯曲，剪切应力随剪切速率增大而增大，如某些高分子聚合物的熔体。胀塑性流体流体的类型与流变曲线描述塑料熔体在受外力作用时抵抗弹性变形的能力。弹性模量由于塑料熔体的粘性和弹性共同作用，表现出粘性和弹性两种行为的综合效应。粘弹性在外力作用下，塑料熔体发生形变，外力撤去后，形变逐渐恢复的现象。弹性回复塑料熔体的弹性大多数塑料熔体的粘度随温度升高而降低，有利于熔体的流动。温度对粘度的影响压力的增加会使塑料熔体的粘度略有增大，但影响较小。压力对粘度的影响塑料熔体的粘度在低剪切速率下，塑料熔体流动时形成层状结构，称为层流；在高剪切速率下，流动不稳定，形成湍流。描述剪切速率与剪切应力之间关系的曲线，是塑料成型过程中控制流动行为的重要依据。塑料熔体的流动流动曲线层流与湍流03塑料成型过程中的物理与化学变化塑料的加热在塑料成型过程中，加热是必不可少的步骤。加热的目的是使塑料从固态或半固态转变为粘流态，以便于成型。加热过程中，塑料的分子链开始运动，逐渐从固态变为粘流态。塑料的冷却塑料冷却的目的是使已经成型的塑料制品从粘流态重新转变为固态。冷却过程需要控制好冷却速度，以防止塑料制品内部产生过大的内应力，导致制品变形或开裂。塑料的加热与冷却塑化塑化是塑料成型过程中的一个重要步骤，它涉及到塑料在加热和剪切力的作用下由固态转变为粘流态的过程。塑化的目的是使塑料达到流动状态，以便于成型。混合在塑料成型过程中，为了获得更好的加工性能和制品质量，常常需要将两种或多种塑料进行混合。混合的目的是使不同塑料之间相互分散，达到均匀混合的目的。塑料的塑化与混合在塑料成型过程中，固化是指塑料从粘流态转变为固态的过程。固化的方式有多种，如热固化和冷固化等。热固化是通过加热的方式使塑料发生化学反应而固化，而冷固化则是通过辐射或化学试剂等方式使塑料固化。固化交联是指塑料分子之间通过化学反应相互连接，形成网状结构的过程。交联可以提高塑料的耐热性、耐化学腐蚀性和机械强度等性能。交联塑料的固化与交联04塑料成型工艺理论基础传热原理塑料成型过程中，传热是实现塑料熔融、流动、冷却和结晶的重要过程。传热原理包括热传导、热对流和热辐射。热对流热对流是指流体在温度梯度作用下发生的流动现象。在塑料成型过程中，热对流主要发生在模具的加热和冷却阶段，以及塑料熔体在模具内的流动阶段。热辐射热辐射是物体通过电磁波传递能量的方式。在塑料成型过程中，热辐射主要发生在模具的加热阶段，以及塑料熔体在模具内的流动和冷却阶段。热传导热传导是热量通过物质内部微观粒子（如原子、分子）的相互作用，从高温区域向低温区域传递的过程。在塑料成型过程中，热传导主要发生在塑料熔融和冷却阶段。塑料成型过程中的传热传质原理01塑料成型过程中的传质主要涉及塑料原料中的水分、挥发分和其他残留物的去除，以及塑料熔体在模具内的流动和扩散。传质原理包括扩散和对流。扩散02扩散是指物质在浓度梯度作用下发生的迁移现象。在塑料成型过程中，扩散主要发生在塑料熔体在模具内的流动和扩散阶段，以及塑料制品内部的分子扩散阶段。对流03对流是指流体在压力梯度或剪切力作用下发生的流动现象。在塑料成型过程中，对流主要发生在塑料熔体在模具内的流动阶段，以及塑料制品内部的分子扩散阶段。塑料成型过程中的传质

塑料成型过程中的应力应力原理塑料成型过程中的应力主要涉及塑料熔体在模具内的流动、冷却和结晶过程中所受到的应力。应力原理包括流动应力和冷却应力。流动应力流动应力是指塑料熔体在模具内流动过程中所受到的应力。流动应力的大小取决于塑料熔体的粘度、模具的几何形状和温度梯度等因素。冷却应力冷却应力是指塑料熔体在冷却过程中所受到的应力。冷却应力的大小取决于模具的温度梯度、冷却速度和塑料的热膨胀系数等因素。05塑料成型工艺理论基础的发展趋势随着科技的发展，高性能塑料如聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亚胺（PI）等逐渐应用于塑料成型工艺中，这些材料具有优良的耐高温、耐磨、耐腐蚀等特性，能够满足更加苛刻的工业需求。高性能塑料随着环保意识的提高，生物降解塑料成为研究的热点。这种塑料能够在一定条件下被微生物分解，减少对环境的污染。生物降解塑料新材料的应用3D打印技术3D打印技术为塑料成型带来了革命性的变革。通过3D打印，可以直接制造出复杂的塑料零件，无需传统的模具制造过程，缩短了产品开发周期，降低了生产成本。计算机辅助设计（CAD）和仿真技术CAD技术可以帮助设计师在前期对产品进行优化设计，减少试验次数和成本。而仿真技术则可以对塑料成型过程进行模拟，预测可能出现的问题，提高生产效率。新技术的应用新工艺的开发微孔塑料成型技术微孔塑料成型技术能够制造出具有