塑料成型工艺期末考试重点.doc

1、塑料成型是将塑料(聚合物及所需助剂)转变为实用材料或塑料制品的一门工程技术。2、离模膨胀的原因：聚合物熔体在流动时，由于大分子构象的变化，产生可回复的弹性形变，因而发生了弹性效应。3、熔体破碎现象原因：当剪切速率过大超过一定极限值时，从模口出来的挤以物，其表面变得粗糙、失去光泽、粗细不匀和弯曲，这种现象被称为“鲨鱼皮症”。此时如再增大剪切速率，挤出物会成为波浪形、竹节形或周期件螺旋形，在极端严重的情况下，会断裂。熔体破碎定义：挤出物表面出现凹凸不平或外形发生畸变或断裂的总称。4、结晶：是大分子链段由无规堆砌向三维空间有序排列的过程。 结晶度:聚合物结晶区域所占的比例。 结晶对性能的影响：（1）高聚物结晶后，抗透气性、耐酸碱腐蚀性、耐氧老化、耐油性均有提高。 另外结晶可提高塑料纤维类高聚物的热变形温度，即耐高温、耐热性。（2）物理机械性能 冲击强度降低、拉伸强度提高、硬度增加。 结晶度对密度与光学性质的影响（3）光学性能及产品尺寸的稳定性 结晶度越高，晶粒尺寸越大，透光率下降。 结晶度越高，产品的尺寸越稳定。5、拉伸取向：聚合物在受到外力拉伸时，大分子、链段或微晶等结构单元沿受力方向拉伸取向。拉伸定向：在玻璃化温度和熔点之间，拉伸可以促进分子做整齐排列，即拉伸定向。6、降解的原因：聚合物在热、力、氧、水、光、超声波和核辐射等作用下，往往会发生降解的化学反应，从而使其性能劣化。降解的实质：（1）断链（2）交联（3）分子链结构的改变（4）侧基的改变（5）综合作用7、交联的定义：成型时，这些分子通过自带的基团的作用或自带反应点与交联剂的作用而交联在一起。8、增塑剂的作用：经过增塑的聚合物，其软化点(或流动温度)、玻璃化温度、脆性、硬度、抗张强度、弹性模量等均将下降，而耐寒性、柔顺性、伸长率等则会提高。增塑机理： 聚合物大分子链常会以次价力而使它们彼此之间形成许多聚合物聚合物的联结点，从而使聚合物具有刚性。 这些联结点在分子热运动中是会解而复结的，而且十分频繁。但在一定温度下，联结点的数目却相对地稳定，所以是一种动态平衡。有了增塑剂聚合物的联结点，聚合物之间原有的联结点就会减少，从而使其分子间的力减弱，并导致聚合物材料一系列性能的改变。9、稳定剂（防老剂） : 热稳定剂（PVC）、抗氧剂 （防老剂针对R、热氧稳定剂针对P）、光稳定剂（紫外线吸收剂、光屏蔽剂）等。10、颜料和染料的区别：颜料是不能溶于普通溶剂的着色剂，故要获得理想的着色性能，需要用机械方法将颜料均匀分散于塑料中。以分散微粒形势材料着色按结构可分为有机颜料和无机颜料。 无机颜料热稳定性、光稳定性优良，价格低，但着色力相对差，相对密度大； 有机颜料着色力高、色泽鲜艳、色谱齐全、相对密度小，缺点为耐热性、耐候性和遮盖力方面不如无机颜料。染料是可用于大多数溶剂和被染色塑料的有机化合物、优点为密度小、着色力高、透明度好，但其一般分子结构小，着色时易发生迁移。分子状态溶解扩散在体系中。11、混合机理：混合作用一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的。扩散作用:凭各组分之间的浓度差推动，构成各组分的微粒由浓度较大的区域中迁移到浓度较小的区域，从而达到组成的均一。对流作用：是使两种或多种物料在相互占有的空间内发生流动，以期达到组分的均一。靠机械搅拌达到。剪切作用：是利用机械搅拌作用产生的剪切力促使物料组分均一的混合过程12、塑炼与混合一样吗？p67塑炼的目的：（1）借助于加热和剪切应力作用，使树脂熔化，进一步混合，并与各配合剂相互渗透（2）驱出物料中的水份、空气及其它挥发物（3）增大物料的密度，提高物料的可塑性（4）有时还专门为一些成型工艺提供塑性物料工艺条件塑炼可能造成聚合物分子的热降解、力降解、氧化降解、分子定向等。首先，这些化学和物理作用都与聚合物分子结构和化学行为有关。其次，塑料中的助剂对化学和物理作用也有影响，而且助剂本身，如果塑炼条件不当，也会起一定的变化。13、流动性：热固性塑料在受热和受压下充满整个模具型腔的能力。细度：塑料颗粒直径的毫米数。均匀度：颗粒间直径大小的差数。14、聚合物溶解过程：对于无定形聚合物： 溶剂化作用 溶胀（体积膨胀） 粘性小团 小团变大团（粘性） 团块相互脱落、扩散 完全溶解 注意：聚合物的溶解过程很慢的，应采取加速溶胀 和扩散作用的措施，包括： 采用疏松或颗粒较小的聚合物原料。 加热溶解，利用搅拌防止团块或摧毁团块。对于结晶聚合物：溶解溶胀扩散溶解上比无定形聚合物更要因难和复杂些，即使是微具结晶倾向的聚合物也有显著的影响。 例如：许多晶形聚合物于室温时在溶剂中只能作轻微的溶胀而不溶解如：聚乙烯甲苯当温度升高，甚至要升高到它们的熔点以上，待晶相消失后才能溶解。温度下降时，晶形聚合物则又会从溶液中析出。溶解时的温度对所成溶液粘度会发生一定影响。15、压缩模塑是将粉状、粒状或纤维状等塑料放入成型温度下的模具型腔中，然后闭模加压而使其成型并固化的作业。预压：将松散的粉状或纤维状的热固性塑料预先用冷压法压成质量一定、形样规整的密实体的作业。16、模压压力与预热温度的关系：在一定范围内提高模具温度有利于模压压力降低。模压压力的增大有利于提高塑料的流动性。PmTp成型区A缺料区B A：塑料可以充满模腔的区域模压压力（Pm）与预热温度（Tp）的关系 B：塑料不能充满模腔的区域 17、螺杆是挤出机的关键部件。长径比（L/D）：螺杆工作部分有效长度与直径之比，通常为1825。（L）有效长度，（D）螺杆的直径。18、螺杆分为以下三段：（1）加料段：位置，自塑料入口向前延伸的一段距离；长度，48D；作用，从加料斗攫取物料传送给压料段，同时使物料受热。（2）压缩段（过渡段）：位置，螺杆中部的一段；作用，塑料在这段中，除受热和前移外，即粒状固体逐渐压实并软化为连续的熔体。同时还将夹带的空气向加料段排出。（3）计量段（均化段）：位置，螺杆的最后一段；长度，610D；作用，使熔体进一步塑化均匀，并使料流定量、定压由机头和口模的流道挤出。19、单螺杆挤出原理（三段）p116固体输送理论加料段的主要作用是固体螺旋输送，主要是固体流动。塑料原料：未熔化，疏松的固体，表面发粘结块，内部坚硬形变不大。熔化理论（塑料的熔化过程）塑料在压缩段是从固体状态到完全熔化状态，同时要受到压缩作用，在该段，物料温升快，料内摩擦作用大，压缩作用大。 在压缩段塑料由固相 液相转变相迁移段。熔体输送理论均化段物料是均一的粘流状态，它关系到挤出产量和质量，对这段主要研究物料的流动是一种拖拽流动20、熔化过程119页与料筒表面接触的固体粒子，由于料筒的传导热和摩擦热的作用，首先熔化，并形成一层薄膜，称为熔膜。这些不断熔融的物料，在螺杆与料筒的相对运动下，不断向螺纹推进面汇集，从而形成漩涡状的流动区，称为溶池。在溶池的前边充满着受热软化和半熔融后粘结在一起的固体粒子和尚未完全熔结和温度较低的固体粒子，统称为固体床。沿螺槽前移的过程中，固体床宽度逐渐减小，直至全部消失。21、物料在均化段有四种流动，即正流（Qd）、逆流（Qp）、横流（Qt）、漏流（Ql），挤出流量使这四种流动的总和。即为均化段熔体的流率： Q均Qd（QpQl）22、定型p137挤出的管状物首先应通过定型装置，使之冷却变硬而定型。定型方法：（1）外径定型：在管状物外壁和定径套内壁紧密接触的情况下进行冷却而实现的。结构简单、操作方便，为我国普遍采用。（2）内径定型：是将定径套的冷却水管从芯棒处伸进，必须使用偏移式机头。用这种方法制得的管材内壁比较光滑。23、生产薄膜的方法：吹塑、压延、流延、拉伸。P139吹塑的实质：挤出吹胀。 吹塑工艺：吹塑薄膜、中空吹塑。吹塑薄膜方法：平挤上吹、平挤下吹、平挤平吹。24、为什么选用平挤上吹？（1）整个泡管都挂在冷却管上，所以膜牵引稳定。（2）能制得厚度范围较大和幅宽范围较大的制品，制品的厚薄相对均匀。（3）挤出机安装在地面上，不需要操作台，操作方便，占地面积小。25、为什么是双向拉伸薄膜的平挤？塑料熔体由扁平机头挤成厚片后，被送至不同转速的一组拉伸辊上进行纵向拉伸，经纵向拉伸的薄膜再送至拉幅机上作横向拉伸，薄膜离开拉幅机后即进行冷却和卷取。26、喷嘴的类型：p149（1）直通式喷嘴通用塑料呈短管状，压力和热量损失小，不易产生滞料和分解，不用附设加热装置。（2）自锁式喷嘴低粘度塑料防止熔料的流涎或回缩，对喷嘴通道实行暂时封锁。依靠弹簧压合喷嘴体内的阀芯来实现封锁，有效地杜绝流涎现象。优点：能有效地杜绝注射低粘度塑料时的“流涎”现象，使用方便，自锁效果显著。缺点:结构比较复杂，注射压力损失大，射程较短，补缩作用小；为使闭锁可靠，使用寿命长，最好选用高温弹簧。（3）杠杆针阀式喷嘴低粘度塑料用外在液压系统通过杠杆来控制联动机构启闭阀芯。优点：使用方便，自锁可靠，压力损失小，计量准确等。它不使用弹簧，没有更换弹簧之虑。缺点：结构较复杂。 27、退火的实质：1.使强迫冻结的分子链得到松弛，凝固的大分子链段 转向无规位置，消除内应力；2.提高结晶度、稳定结晶结构、提高制品的弹性模量和硬度，降低断裂伸长率。调湿处理目的 :聚酰胺类塑料，高温下与空气接触会变色，在空气中 存放易吸水膨胀。因此需将刚脱模的制件放在热水中进行处理，加快达到吸湿平衡。称为“调湿处理”。 p16028、喷嘴温度通常略低于料筒最高温度 ，以防止塑料熔体的流涎现象。29、传递模塑 p171传递模塑是将热固性塑料锭（可先预热）放在一加料室内加热，在加压下使其通过浇口、分流道等进入加热的闭合模内，待其硬化后，即可脱模取得制品。传递模塑和注射模塑的相同之处是熔料均是通过浇注系统进人型腔，不同之处在于前者塑料是在模具加料腔内塑化，而后者则是在注射机的料筒内塑化。 30、热固性塑料在注塑过程中温度和粘度的变化p175（1）料筒温度 太低，会外熟内生，难以注射； 过高，会过早交联，失去流动性；要求塑料逐步受热塑化，温度分布逐步变化；温度产生突变，熔料粘度就会突变，造成充模不良。 （2）螺杆转速 根据物料粘度改变。粘度小，转速可高些，粘度大， 应低，以使物料充分塑化。一般4060r/min。（3）背压 背压高，物料停留时间长，固化程度大，粘度增高，不利于充模。应选用较低背压，仅用螺杆后退的摩擦阻力做背压。31、吹气机构 p201（1）针吹法 特点：适于不切断型坯连续生产的旋转吹塑成型。 吹制首尾相连的小型容器。 在模具内部装入型坯切割器，可吹塑无颈制品。 适合吹制有手柄的容器，手柄与本体不相通。缺点：开口制品需整饰加工，模具设计较复杂。不适宜大型容器的吹胀。 （2）顶吹法 通过型芯吹气 顶吹法型芯（定瓶颈内径 、旋转刀具，切除余料 ）优点：直接利用型芯作为吹气芯轴，压缩空气从机头上方引进，经芯轴进入型坯，简化了吹气机构。 缺点：不能定内径和长度，需附加修饰工序。压缩空气从机头型芯通过，影响机头温度。 （3）底吹法 适用：吹塑颈部开口偏离制品中心线的大型容器。有异形开口或多个开口的容器。 缺点：进气口选在型坯温度最低的部位，也是型坯自重下垂厚度最薄的部位。制品形状复杂时，吹胀不充分。瓶颈耳状飞边修剪后留下痕迹。 32、型坯厚度的程序控制：吹胀比愈大，该部位壁愈薄。吹胀比愈小，壁愈厚。33、吹胀比：吹塑制品的外径（非圆形时，以横向尺寸最大处为准）与型坯直径之比，即型坯吹胀的倍数。34、拉伸吹塑是指经双轴定向拉伸的一种吹塑成型。拉伸的目的是为了改善塑料的物理化学性能。35、拉伸吹塑工艺：一、一步法：热型坯法 型坯、拉伸、吹塑在一台机中完成。设备的组合方式有：由挤出机和吹塑机组成；由注射机和吹塑机组成。二、二步法：冷型坯法 型坯冷却后，冷型坯经再加热，进行拉伸、吹塑。型坯是处于生产过程中的半成品。 包括：注射型坯定向拉伸吹塑； 挤出型坯定向拉伸吹塑。36、拉伸比（包括拉伸速率、拉伸长度、吹塑空气压力和吹气速率）是影响制品质量的关键。37、泡沫塑料的发泡方法p267（1）物理发泡 指利用物理原理发泡的。（2）化学发泡 利用化学发泡剂加热后分解放出的气体而发泡 或用原料相互反应放出的气体而发泡。包括：1、利用化学发泡剂加热后分解放出的气体二发泡，2、利用原料组分间相互反应放出的气体而发泡。（3）机械发泡 是利用机械的搅拌作用，混入空气而发泡等。又称气体混入法。不需要加发泡剂。操作简单，成本低。但发泡不均匀，质量不理想。38、制造过程工艺流程：预发泡熟化（吸收空气）模塑39、软质聚氯乙烯泡沫塑料可采用压制、挤出、注射和压延等方法成型。40、模具结构类别分类：敞开式浇铸、水平浇铸(正浇铸)、侧立式浇铸、倾斜式浇铸、真空浇铸、平板浇铸等。41、离心浇铸与滚塑(旋转成型)的区别:p311前者主要靠离心力的作用，转速较高，每分钟几十转到几千转；滚塑主要靠塑料的自重作用流布并粘贴于旋转模具的壁面，因而转速较慢，每分钟只有几转到几十转。42、压延产品质量上的一个突出问题是横向厚度不均匀，通常是中间和两头厚，而近中区两边薄，通称“三高两低”现象，这种现象主要是由辊筒的弹性形变和辊筒两端温度偏低引起的。43、聚氯乙烯人造革的主要加工方法有压延法、涂覆法、层合法。（1） 柱塞空载期在时间t0t1间，物料在料筒中加热塑化，注射前柱塞或螺杆开始向前移动，但物料尚未进入模腔，柱塞处于空载期。而物料在高速流经喷嘴和浇口时，因剪切摩擦而引起温度上升，同时，因流动阻力引起柱塞和喷嘴处压力增加。（2） 充模期时间t1时塑料熔体开始注入模腔，模具内压力迅速上升，至时间t2时，型腔被充满，模腔内压力达最大值，同时物料温度、柱塞和喷嘴处压力增加。（3） 保压期在t2t3时间内塑料仍为熔体，柱塞需保持对塑料的压力，使模腔中的塑料得到压实和成型，并缓慢