济南大学-成型工艺复习提纲.doc

聚合物成型工艺学 此格式 为4.5班重点复习题提纲第一章绪论1、国内外塑料和聚合物工业发展概况（综述）塑料制品生产和塑料生产的增长几乎是同步的。世界塑料生产的年增长率在70年代以前平均为1215；进入70年代以后，为45；80年代虽然基数已经较大，但仍然保持一定的增长，特别是在发展中国家增长较快。塑料在四大工业材料（钢铁、木材、水泥和塑料）中的年增长率总是居于首位。从我国的具体情况来看，塑料年产量的增长也较高。 国际塑料加工业的发展特点：（1)简化流程，缩短周期；（2）深入研究成型过程的化学与物理规 律，改进设备、工艺；（3）机械化、自动化；（4）精密化、专业化、大型化。国内面临的问题：（1）若干品种的塑料质量较差；（2）学科生产装置的规模；（3）新品种的开发；（4）成型设备技术水平；（5）助剂、改进材料的发展。 2、建筑塑料及化学建材的发展建筑塑料制品：化学建材的最大一类（以有机高分子材料为主要成分）（1）塑料管道（2）塑料门窗（3）塑料防水卷材（4）塑料装饰、装修材料3、塑料在各技术领域的应用应用：原料丰富、节能，广泛地用于社会生活、工业生产、国防及高科技工业、农业、建筑更加广泛。用途分类：（1）农牧、渔业 （2）包装 （3）交通运输 （5）化学工业利 （6）仪表工业 （7）建筑工业 （8）航空工业 （9）国防与尖端工业 （10）家具 （11）体育用具和日用百货 第二章聚合物成型的理论基础1、非牛顿流体的类型和特征a宾哈流体：这种流体与牛顿流体相同，其剪切应力和剪切速率的关系表现为直线。不同的是它的流动只有当剪切应力高至一定值y后才发生塑性流动b假塑性流体：它所表现的流动曲线是非直线的，但并不存在屈服应力。流体的表观粘度随剪切应力的增加而降低。大多数聚合物的熔体，也是塑料成型中处理最多的一类物料，以及所有聚合物在良溶剂中的溶液，其流动行为都具有假塑性流体的特征。c膨胀性液体（高固含量的悬浮液） 这种流体的流动曲线也不是直线，而且也不存在屈服应力，但与假塑性流体不同的是它的表现粘度会随剪切应力的增加而上升。d表观粘度随剪切应力持续时间下降的流体称为摇溶性（或触变性）流体，与此相反的则称为震凝性流体。属于这一系统的流体，其剪切速率不仅与所施加的剪切应力的大小有关，而且还依赖于应力施加时间的长短。当所施加的应力不变时，这种流体在恒温下的表观粘度会随着所施加应力的持续时间而逐渐上升或下降，上升或下降到一定值后达到平衡不再变化。这种变化是可逆的，因为流体中的粒子或分子并没有发生永久性的变化。2、假塑性流体指数定律的几种表达式在任何给定范围内，剪切应力和剪切速率的关系可用指数定律来描述各个参数的关系如下:3、聚合物熔体的黏度的影响因素对流体粘度起作用的因素有温度、压力、施加的应力和应变速度等。温度：聚合物分子链刚性越大和分子间的引力越大时，表现粘度对温度的敏感性也越大。但这不是很肯定的结论，因为敏感程度还与聚合物相对分子质量和相对分子质量分布有关 表现粘度对温度的敏感性一般比它对剪切应力或剪切速率要强些。 压力：由于液体的剪切粘度（包括表观粘度下同）依赖于分子间的作用力，而作用力又与分子间的距离有关，因此当液体受有压力而达到减小分子间距离时，液体的剪切粘度总是增大。假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的增加而下降4、符合指数定律流体在圆形流道中的流动方程(推导流量、压力、几何参数之间的关系)剪切应力和真正剪切速率之间应存在如式所示的关系 规定圆管的半径为R，管长为L，于是在任意半径r处所受剪切应力即为将上述两式合并求其积分，得液体在任意半径处的流速Vr为:液体在管中的容积速率q为:如果m=1 为牛顿流体5、符合指数定律流体在狭缝（ h/w20）流道中的流动方程（推导）首先引出一个称为“表观流动常数k的概念，它的意义是：管壁处的真正剪切速率：6、聚合物成型的流动缺陷的种类及产生的原因（1管壁上的滑移 分析聚合物流体在流道内的流动时的前提：贴近管壁一层的流动是不流动的（如水和甘油等低分子物在管内的流动，就是这种情况）。但是许多实验证明，塑料熔体在高剪切应力下的流动并非如此，贴近管壁处的一层流体会发生间断的流动。或称滑移。这样管内的整个流动就成为不稳定流动，即在熔体流程特定点上的质点加速度不等于零（2端末效应：管长内的压力降总比计算算出的大，其原因在于：因为有不稳态流动 大小变化时，速度变化在一般情况下， L改为（L3D）来计算压力降 塑料熔体从流道流出时，料流有先收缩后膨胀的现象。牛顿流体则只有收缩而无膨胀。收缩的原因除了物料冷却外，还由于熔体在流道内流动时，料流经向上各点的速度不相等，当流出流道后须自行调整为相等的速度。这样，料流的直径就会发生收缩（3弹性对层流的干扰：塑料熔体在成型过程中的雷诺准数通常均小于10，故不应出现湍流。可逆的弹性形变是在逐渐回复的。如果回复太大或过快，则流动单元的运动就不会限制在一个流动层，势必引起湍流（4“鲨鱼皮症”：是发生在挤出物表面上的一种缺陷。 起因 ：认为是挤出口模对挤出物表面所产生的周期性张力也有认为是目模对熔体发生时粘滑的作用所带来的结果5、熔体破碎：熔体在导管（流道）内流动时，各点所受应力作用的经历不尽相同，因此在离开导管后所出现的弹性恢复就不可能一致，如果弹性恢复的力不为熔体强度所容忍，则挤出物就会出现表面毛糙、螺旋型的大规则性、细微而密集的裂痕，一致成块地断裂。(5)、熔体破碎：熔体在导管（流道）内流动时，各点所受应力作用的经历不尽相同，因此在离开导管后所出现的弹性恢复就不可能一致，如果弹性恢复的力不为熔体强度所容忍，则挤出物就会出现表面毛糙、螺旋型的大规则性、细微而密集的裂痕，一致成块地断裂原因：工艺条件、制品设计 设备设计，通常是成型模具 原料选择不当其他等7、聚合物加热和冷却的传热特点聚合物在成型加工中为使流动和成型，加热和冷却是必须的。任何物料加热与冷却的难易是由温度或热量在物料中的传递速度决定的，而传递速度又决定于物料的固有性能一热扩散系数对聚合物加热时还有一项限制，就是不能将推动传热速率的温差提得过高，因为聚合物的传既然不好，则局部温度就可能过高，会引起降解。聚合物熔体在冷却时也不能使冷却介质与熔体之间温差太大，否则就会因为冷却过快而使其内部产生内应力。 8、聚合物结晶的影响因素1）、分子空间排列的规整性2）、严整的重复空间结构 规整性：a、不要求高度对称b、不是全部链接都规整，允许部分 不规整（支链、交链、构型不规整），不能太多，规整占优势。9、结晶度和性能之间的关系晶态中分子集中而有序，有利于机械性能晶态分子比较固定注意：结晶度不是100的，就一个制件或试样每部分结晶度不相等的，性能不均匀严重时造成翘曲与开裂：10、分子定向程度和制品性能之间关系定向的单元如果存在于制品中，则制品的整体就会出现各向异性。各向异性有时会在制品中特意形成，这样就能使制品沿拉伸方向的拉伸强度和抗蠕变性能得到提高。但在制造许多厚度较大的制品时，又力图消除这种现象。因为制品存在的定向现象不仅定向不一致，而且各部分的定向程度也有差别，这样会使制品在有些方向上的力学强度得到提高，而在另外一些方向上必会变劣，甚至发生翘曲或裂缝11、聚合物降解的实质及降解方式发生降解的分子改变的实质：断链；交联；分子结构改变侧基改变；以上四种作用组合。方式：、热降解2 、 力降解3 . 氧化降解、水降解12、交联和硬化之间的关系交联度：已发生的反应点与可反应点的比值由于交联反应具有不完全性。硬化度工业上常使用的术语，意义是指交联度发展到一个适宜程度时，制品性能达到最佳程度。称做百分之百硬化。超过“过熟”，反之“欠熟”。很显然与交联度有对应关系，但是不相等，因为交联度不可能达到百分之百。13、成型操作过程中，仅凭增加温度来增加流动性，是否适合于任何聚合物 在成型操作中，对一种表观粘度随温度变化不大的聚合物来说，仅凭增加温度来增加其流动性是不适合的，因为温度即使升幅很大，其表观粘度却降低有限（如聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛等）。 另一方面，大幅度地增加温度很可能使它发生热降解，从而降低制品质量，此外成型设备等的损耗也较大，并且会恶化工作条件。 14压力对聚合物熔体和聚合物分散体黏度的影响，那一种更显著。聚合物熔体加工压力通常都比较高。压力对分散体的粘度影响比较小，因为分散体中有一部分属于低分子物15聚合物熔体弹性变形的实质聚合物熔体弹性形变的实质是大分子长链的弯曲和延伸，应力解除后，这种弯曲和延伸部分的回复需要克服内在的粘性阻滞。16影响聚合物熔体剪切弹性模量的主要因素是什么。绝大多数聚合物熔体的剪切模量在定温下都是随应力的增大而上升的。影响剪切弹性模量的因素温度、压力和相对分子质量对聚合物熔体的剪切弹性模量的影响都很有限。影响比较显著的是相对分子质量分布，相对分子质量分布宽的具有较小的模量和大而缓的弹性回复，相对分子质量分布窄的则相反。 17成型过程中聚合物熔体发生的主要变形是粘性变形还是弹性变形当熔体受有应力时，一部分能量消耗于粘性形变在应力解除后不能恢复，一部分变形的能量则将会被熔体储存，一旦外界应力移去，就得到恢复，18熔体在一个锥型流道中流动发生了那些变形同时存在着拉伸变形和剪切变形19同种聚合物结晶度的变化如何影响熔点、弹性模量、密度、透明度结晶度增加熔点上升、弹性模量增加、密度增透明度增加20已知某一挤出操作过程聚合物熔体的拉伸黏度，拉伸弹性模量，如何计算“松弛时间”。= aG 即表观黏度/弹性模量 （s）第三章成型用物料极其配制1聚合物成型用物料的形态类型粉料、粒料、溶液、分散体等几种2成型用粉料与粒料的组成粉料的组成:聚合物粉料（固态）和助剂（固态或液态）粒料与粉料在组成上是一致的，不同的只是混合的程度和形状粒料的制备，实际上首先是制成粉料，再经过塑炼和造粒而成。3增塑剂的作用机理和种类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，所以是一种动浓度的情况下也不会有多大的变化，所以也是一种动平衡。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，从而使其分子问的力减弱，并导致聚合物材料一系列性能的改变. 种类： 按化学组成分 按其化学属性可分为：邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、石油磺酸苯酯、磷酸酯、聚酯、环氧化合物、含氯化食物等类。按对聚合物的相容性分 可分为主增塑剂和次增塑剂 按结构分 可以分为单体型和聚合体型。4内外润滑剂的作用机理和种类内润滑剂：在聚合物中具有限量的相溶性，主要作用是减少聚合物分子的内摩擦。种类：硬脂酸及其酯类外润滑剂：聚合物仅有很低的相容性，故能保留在塑料熔体的表层，降低塑料与加工设备间的摩擦。种类:硬脂酸、石蜡等5稳定剂的类型稳定剂可分为热稳定剂、光稳定剂(紫外线吸收剂，紫外线淬灭剂光屏蔽剂等)及抗氧剂等。6润性物料的混合方法润性物料的初混合工艺步骤：将聚合物加入设备内，同时开始混合加热，物料的温度应不超过l 00。用喷射器将预先混合并热至预定温度的增塑剂混合物喷到翻动的聚合物中。加入由稳定剂，染料和增塑剂(所用的数量应计入规定的用量中)调制的浆料。加入颜料、填料以及其它助剂(其中润滑剂最好也用少量的增塑剂进行调制，所用数量也应并入规定用量内计算)。 混合料达到质量变求时，即行停车出料。7初混合设备转鼓式混合机、螺带式混合机 、捏合机 、高速混合机8粒料的制造设备双辊机、密炼机 、挤出机 9成型用物料的工艺性能热固性：(1)收缩率 以粉科或粒料生产塑料制品常是在高温熔融状态厂在模具中成型的当制品冷却到室温后，其尺寸将发生收缩。收缩率的定义是(2)流动性 塑料在受热和受压下充满整个模具型腔的能力称为流动性。它与塑料在粘流态下的粘度有密切关系。(3)水分与挥发分 水分是大气中渗入的水汽或在制造塑料时没有排完的游离水分。 挥发分是指塑料受热受压时所放出的低分子物，如氨甲醛与结合水等。（4）细度与均匀度颗粒小的塑料能提高制品的外观质量在个别情况下，还能提高制品的介电和物理机械性(5)压缩率 （6）硬化速率：塑料的硬化速率是通过一系列标准试样来确定的。标准试样：直径为l00毫米，厚为5+02毫米 热塑性：(1)收缩率 与热塑性塑料收缩最密切的是塑料体积与温度和压力的关系，前者表现为热收缩（温度），后者则为弹性恢复（压力）。（2)流动性 热塑性塑料的流动性就是它在熔融状态下的粘度的倒数。与粘度一样，流动性不仅依赖于成型条件(温度、压力、剪切速率)，而且还依赖于塑料中聚合物和助剂的性质。10加工物料动态评价方法（4.5班没有）11成型用分散体的组成（4.5班没有）分散体:固态的氯乙烯聚合物或共聚物+非水液体 =悬浮体.12溶胶塑料制备的设备工艺及黏度变化（4.5班没有）过程：将成团的粉状固态物料很好地分散在液态物料中。设备：球磨机、行星搅拌型、捏合机、三辊磨。混合料的粘度一般是先高后低，变至最低但后，如果再行混合，则粘度又能回升13混合作用的机理混合作用一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的a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。b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 c剪切作用是利用剪切力促使物料组分均一的混合过程14常用的通用塑料和工程塑料（简述）通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、苯乙烯系树脂、酚醛树脂与氨基树脂、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、有机硅树脂、不饱和聚酯树脂工程塑料：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚酯类树脂、聚酰亚胺类、聚苯硫醚、聚砜类、聚芳醚酮类、氟塑料15塑溶胶料的流动性因稀释剂用量和分散剂用量而变化，如果要降低黏度，两种助剂应如何匹配分散剂的用量总是略高于粘度最低值的应有用量补充在贮存中的吸附，也可减少热处理过程中出现的絮凝现象。16聚氯乙烯加热条件下，由白色变成为黄色、红色、棕色、黑色时，发生了何种结构改变聚氯乙烯树脂脱去HCl后，在主链上产生了共轭双链，颜色也会改变。而随着氯化氢分解的数量增加，聚氯乙烯树脂则由原来的白色变为黄色、玫瑰色、红色、棕色以至黑色。第四章压缩模塑1热固性塑料的模压过程是先将粉状、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。2为何要进行预压和预热预压的作用 ：加料快、准确减少压缩率。减少粉尘。提高传热。缩短周期，防止过热，便于嵌件。加热的目的：除去水分和挥发物（热塑性，干燥）、提供热料，便于模压（热固性，预热）预热的优点：缩短周期，提高速率；固化均匀，提高物性；提高流动性，减少收缩，提高因次稳定性，光洁度；降低模压压力降低压机吨位3模压操作工艺嵌件安放；加料；闭模；排气；固化；脱模；模具的清理4模压的压力和温度的影响因素模压压力：压力的计算：pm= G1000/A pm 模压压力，G压机公称压力，吨，A阳模与塑料接触部分的投影面积。或者： pm= plR2/A pl液压，R主压活塞半径。压力变化过程：与塑模的类型有关。正确预热的塑料，模压压力可以小适当提高模具温度也可以降低模压压力，但温度过高，会局部过热交联。制品深度增加，压力增加模压温度：指规定的模具温度模压温度与模压周期的关系：酚醛木粉模压的统计关系：温度增加，周期缩短。实践证明：在制品强度等性能保证的前提下，适当提高温度对周期和质量都有好处5简述聚四氟乙烯的烧结过程粉料模具加压毛坯烘室加热（烧结）冷却制品（坯料）第五章挤出成型工艺1挤出工艺及其特点挤出工艺可分干法和湿法两种 ；干法的塑化是靠加热将塑料变成熔体，而塑化和加压可在同一个设备内进行。 湿法的塑化则是用溶剂将塑料充分软化，因此塑化和加压必须分为两个独立的过程，而且定型处理必须采用比较麻烦的溶剂脱除，同时还得考虑溶剂的回收。2单螺杆挤出机的基本结构转动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模3挤出螺杆的主要参数螺杆的直径(D)和长径比(LD) 螺杆上的螺旋角和螺翅宽度(e)，各段长度比例以及螺槽深度4影响固体输送的因素获得最大的固体输送速率，可从挤出机结构和挤出工艺两个方面采取措施 。（1）从挤出机结构角度来考虑，增加螺槽深度是有利的，但会受到螺杆扭矩的限制 （2）降低塑料与螺扦的摩擦系数(f)也是有利的，增大塑料与料筒的摩擦系数，也可以提高固体输送速率从输出工艺角度来考虑，关键是控制送料段料筒和螺杆的温度，因为摩擦系数是随温度而变化的。5融化过程模型（4.5班没有）Tadmor熔化模型6影响挤出量的熔体输送过程参数（4.5班没有）最简流动方程 熔体在螺杆计量段的流动有正流、逆流、横流和漏流四种。四种流动方式中决定挤出机挤压量的是Qd、Qp和Ql，如果以Qm表示挤出量，则其关系可写为： 7熔体输送段螺槽深度与口模压力之间的匹配关系（4.5班没有）深度减小 压力增大 8依据挤出理论的螺杆设计要点（4.5班没有）1、螺杆设计研究的意义用一台挤出机挤压指定塑料时的挤出量、熔体温度、熔体均匀性以及功率的消耗量，主要决定于螺杆的结构。因此，提高生产率和改进产品质量通常均凭螺杆设计的合理化来达到。 2、现状可是，设计最佳螺杆是一个颇难的课题。3、设计螺杆的主要矛盾 4、设计原则1）设计螺杆的第一步是确定螺杆转速和料简温度的最佳值，而后由既定的螺杆的转速和料筒温度估出螺杆的熔化能力。2）螺杆进料段的螺槽深度，不能像计量段深度那样以直接的方式确定。3）对于螺杆功能来说，具有重要意义的不是进料段对计量段的压缩比而是锥度。4）计量段和熔化段所需长度一经确定，就须从调整角度出发，考虑塑料进料的若干特性和螺杆总长度的限制，在设计进料段时所有这些因素都应该考虑 螺杆设计的关键是在操作条件下正确估出螺杆的熔化能力。 9新型螺杆的种类和特点屏障型螺杆:这种螺杆是在熔化段的螺翅旁再加一道辅助螺翅(通称为屏障螺翅)，于是将螺梢主螺翅的前缘一边分为熔体槽，而将其后缘一边分为固体槽。 销钉型螺杆:这种螺杆是因在靠近熔化段末端到计量段这一区间设置一组或几组起混合作用的销钉而得名的。波型螺杆：这种螺杆的螺槽根部是偏心的，偏心部位沿轴向按螺旋形移动。另一种是轴向波型螺杆，它的主螺翅之间是套有一根间隙扩大一倍的辅助螺翅的，而且由辅助螺翅隔开的两种螺槽深度都沿着轴发生变化分配混合型螺杆组合型螺杆：这种螺杆是由螺杆基体和各种剪切元件，混炼元件组成的，它可以适应特定物料和特定产品的要求。 排气式螺杆10排气挤出机螺杆与口模的关系（4.5班没有）11双螺杆挤出机功能与结构结构：传动、加料、料筒、螺杆等。重要特征：啮合与非啮合；同向转动与反向转动；平行螺杆与锥形螺杆；压缩比的实现形式（变动螺纹的高度或导程螺纹的根径由小变大或者外经由大变小螺纹头数由单头变成双头或三头。）；螺杆是整体或者组合12典型挤出制品的工艺流程（1）管材的挤出：挤出管材所用的设备有挤出机、机头、定型装置、冷却曹、牵引设备、切断设备以及其联接等设备。机头和口模：所有的直通式机头都需要用多脚支架来支承芯棒。定型：挤出的管状物首先应通过定型装置，以便它因冷却变硬而获得定型。定型方法一般有外径定型和内径定型两种。冷却： 用作冷却的装置用的有冷却槽和喷淋水箱两种。牵引：常用牵引挤出管材的装置有滚轮式和履带式两种。操作：制管所用的料，尤其是聚乙烯，大多呈灰色或黑色，这因为其中加有碳黑，借以提高所制管材的耐候性能。挤压管材所取的料温比挤压其它制品(除吹塑薄膜外)均低。原因是：(1)挤离口模时的塑料粘度大，有助于准确定型；(2)减轻冷却系统的负荷以便于提高产率。 (2)吹塑薄膜的挤出：挤出机：通常都采用单螺杆挤出机，其大小随所制薄膜的宽度和厚度而定。机头和口模：用为吹塑薄膜的机头类型主要有转向式的直角型和水平向的直通型两大类。 牵引：吹胀的泡状物，在机头的顶部，进入导向板并由牵引辊(一个为橡皮的，另一个为钢制的)将它夹封、牵引而导至卷取装置。操作：在吹胀过程中，泡状物的横直两向都有伸长，因此两向都会发生分子定向。13单螺杆挤出机的选型（4.5班没有）渐变型螺杆和突变型螺杆14双螺杆挤出机的选型（4.5班没有）（1） Colombo型双螺杆挤出机、(2)锥型双螺杆、(3)、组合型双螺杆(4)非啮合型双螺杆15挤出双响拉伸操作过程为何先冷却再加热拉伸由扁平机头挤出(通称平挤)的挤出物经过冷却、辗光等所取得的薄膜不仅在厚薄公差上比吹塑薄膜小，生产率也高，而且在应用上也较广泛。热定型后的薄膜温度较高，必须进行冷却至室温，以免薄膜成卷后热量难以散失，从而引起薄膜的进一步结晶、解除定向与老化。16对有结晶倾向的聚合物要提高制品性能，拉伸操作时，应该先产生晶体再拉伸，还是先拉伸在让其结晶。分子定向能否促进结晶17拉伸聚合物如何取得较高的定向程度拉伸前预热，重新加热到玻璃化温度以上；控制拉伸倍数第六章注射成型1注射系统的组成:加料装置、料筒、螺杆、(柱塞式注射机则柱塞和分流梭)及喷嘴等部件。2注射螺杆与挤出螺杆的区别注射螺杆特点(与挤出螺杆比较) (1)注射螺杆在旋转时有轴向位移 (2)注射螺杆的长径比和压缩比较小。 (3)注射螺杆的螺槽深度一般偏大，借以提高生产率.(4)注射螺杆因有轴向位移，因此加料段应较长，约为螺杆长度的一半，而压缩段和计量段则各为螺杆长度的四分之一。(5)为使螺杆对塑料施压进行注射时不致出现熔料积存或沿螺杆回流的现象，对螺杆头部的结构应行考虑.3注射喷嘴的类型和选用直通式喷嘴 自锁式喷嘴 杠杆针阀式喷嘴.选择喷嘴应根据加工塑料的性能和成型制品的特点来考虑。 4锁模系统的几种形式机械式 液压式 液压机械组合式 5注塑模具的组成部分与功能浇注系统：塑料从喷嘴进入型腔前的流道部分，包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件:构成制品形状的各种零件，包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。结构零件：承压板、夹模板等模架部分6注射工艺过程（1成型前的准备：成型前对原料的预处理、料筒的清洗 、嵌件的预热 、脱模剂的选用。（2注射过程：塑化、流动与冷却。3制件的后处理：退火处理、调湿处理。7注射制品的后处理后处理：退火和调湿处理，以改善和提高制件的性能及稳定性。 1退火处理 原因：由于塑料在料筒内塑化不均匀或在模腔内冷却速度不同，因此常会产生不均的结晶、定向和收缩，致使制品存有内应力，这在生产厚壁或带有金属嵌件的制品时更为突出。退火实质是：(1)位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，从而消除这一部分的内应力；(2)提高结晶度，稳定结晶结构，从而提高结晶塑料制品的弹性模里和硬度，降低裂断仰长率。调湿处理：将刚脱模的制品放在热水中进行处理故称为调湿处理 作用：隔绝空气防止氧化，聚酰胺类塑料制件在高温下与空气接触时常会氧化变色。加快达到吸湿平衡，8注塑工艺的温度和压力条件要控制的温度：料筒温度：与各种塑料的特性有关；料筒最合适的温度范围应在流动温度Tf或熔点Tm分解温度Td之间 。喷嘴温度：通常略低于料筒最高温度，防止熔料在直通式喷嘴可能发生的“流涎现象”。模具温度：模具温度对制品的内在性能和表观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性、制品的尺寸与结构，性能要求，以及其它工艺条件(熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等)。工艺过程中的压力：1塑化压力(背压) 采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力，亦称背压，这种压力的大小是可以通过液压系统中的溢流阀来调整。影响塑化质量。2注射压力 在当前的生产中，几乎所有注射机的注射压力都是以柱塞或螺杆顶部对塑料所施的压力(由油路压力换算来的) 。与制品质量、熔体粘度、制品厚薄、大小、充模速率有关。9注塑成型的时间周期成型周期 ：完成一次注射模塑过程所需的时间10、注射充模流动的阶段（4.5班没有）这一阶段从枝塞开始向前移动起，直至摸腔被塑料熔体充满(时间从零处至t1时)为止。11、适合传递模塑的塑料品种（4.5班没有）聚苯乙烯塑料 聚丙烯塑料 尼龙 聚碳酸酯塑料 12、热固性材料注射模塑中，模温过高或过低导致的结果（4.5班没有）模具温度低，硬化时间长，高，硬化快，物理性能不高亦可提高，过高，硬化太快，小分子排放、疏松、气泡等问题。13什麽叫反应注射，有何特点此工艺是将两种具有高化学活性的低相对分子质量原料，在高压（14-20MPa）下经撞击混合，然后注入密闭的模具内，完成聚合、交联、固化等化学反应并形成制品的工艺过程。反应注塑的特点：高效、节能、性能好、成本低。14反应注射的几种常用原料聚氨酯、尼龙-6、苯乙烯树脂、环氧树脂第七章中空吹塑1、型坯的制造方法分别有几种，各自生产中空制品的过程挤出型坯，管状型坯两瓣模具闭合切断封闭坯料上下端针头注司气吹胀冷却开模制品。注射型坯：注入型坯模有底型坯闭合吹塑模吹胀冷却脱模、中空吹塑的常用原料聚乙烯（用量最大），聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、PET、PA等。低密度乙烯；聚氯乙烯，聚酯、挤出型坯成型机头和口模的类型组成：多孔板、滤网、型芯部件，要求流线型类别：转角机头，直通机头，贮料缸机头、挤出吹塑的特点制品特点：耐应力开裂、气密性、耐冲击、耐药品、韧性、耐挤压等 注射吹塑设备：二工位，三工位，四工位，设置在转动盘上，180, 120, 90度的角度布置三工位最普遍、塑中的空气操作压力的高低选择与厚壁和薄壁如何对应对容器的不同部位，按其要求控制型坯壁厚，以吹胀比为基本数据，吹胀后，达到各部位厚度一致压力，种类材料各异，0.21MPa 高粘度取高，如聚碳酸酯；低粘度，取低值，如聚酰胺壁厚，小容积取低，壁薄，大容积取高、注射吹塑的生产工序两步法成型：注入型坯模具管状型坯坯模退出吹塑模具闭合吹胀冷却脱模、何谓拉伸吹塑拉伸吹塑，即纵向拉伸，横向吹胀，两个方向定向的吹塑方法。、拉伸吹塑工艺中拉伸的作用以及考虑因素双轴定向拉伸：挤出注射型坯温度调节纵向拉伸横向拉伸制品。非结晶型：热弹性范围非结晶型：低于结晶熔点较窄的范围内拉伸速度：在吹胀以前分子链处于拉伸状态而没有松弛，不给松弛时间。结晶影响：比较复杂，现在认为，形成一定的结晶，对拉伸定向有利。所以加成核剂拉伸定向对制品的性能有利、注射拉伸吹塑为何要进行型坯的冷却和加热实际温度控制，温度稍低，转速提高则可以得到表面光滑，质地均匀，不易下垂的型坯型坯冷却到室温，存放达到热平衡再加热使得侧壁达到热塑范围、大型和超大型中空吹塑大型：大于20升的叫做大型中空吹塑容器。超大型：现在已有：1003000升第九章 泡沫塑料的成型1泡沫塑料的应用特点特点：所以具有密度低、防止空气对流、不易传热、能吸音等优点。2塑料发泡的工艺方法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。3、 机械发泡 是利用机械的搅拌作用，混入空气而发泡等。3聚苯乙烯通常使用那种发泡方法模压法、可发性珠粒法和挤出发泡法4聚氯乙烯塑料通常使用那种发泡方法硬质聚氯乙烯泡沫塑料，主要采用压制成型。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。5聚氨酯泡沫塑料通常使用那种发泡方法聚氨酯泡沫塑料的生产方法有一步法和二步法(预聚法)两种。一步法是把所有的原料(聚醚或聚酯，异氰酸酯、水和催化剂等)混在一起而形成泡沫塑料。二步法又分为预聚法和半预聚法两种：预聚法是使异氰酸酯先与聚酯或聚醚反应生成预聚体，而后再加入其它组分而生成泡沫塑料；半预聚法是使部分聚酯或聚醚先与所有的异氰酸酯作用，而后再加入剩余的聚酯或聚醚与其它组分的混合物使其成为泡沫塑料。6发泡聚乙烯塑料为何要交联为了改善聚烯烃类塑料的发泡缺陷，常采用树脂分子间交联的方法调节熔融物的粘弹性，使之达到发泡所需的条 件，并提高泡沫塑料的物理机械性能。7一步法生产聚氨酯发泡塑料的工艺流程第十章 浇铸1常用静态浇铸的原材料种类1、尼龙6（聚己内酰胺，PA6）尼龙单体催化剂助催化剂其它助剂2、环氧树脂：芯片的封装材料环氧树脂固化剂稀释剂其它助剂3、有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）MMA及其它单体引发剂其它助剂2何谓嵌铸、离心浇铸、流延铸塑、搪塑、滚塑，各自的应用领域嵌铸又称封入成型，它是将各种非塑料物件包封 在塑料中的一种成型方法。领域：用得最多的是采用透明塑料包封各种生物或医用标本、商品样本、 纪念品等。工业上还有借助浇铸将某些电气元件及零件与外界环境隔绝，以便起到绝缘、防腐蚀、防震动 破坏等作用。离心浇铸是将液状塑料浇入旋转的模具中，在离心力的作用下使其充满回转体形的模具，再使其固化定型而得到制品的一种方法。领域：生产多为圆柱形和近似圆柱形的制品， 如大型管材、袖套等，也用于齿轮、滑轮、转子 和垫圈的生产。流延注塑其生产过程是将热塑性或热固性塑料配成一定粘度的溶液，然后以一定的速度流布在连续回转的基材(一般为不锈钢带)上，通过加热以脱掉溶剂并进而使塑料固化。领域：多用于光学性能要求很高的塑料薄膜的制造，如电影胶卷、安全玻璃的中间夹胶层薄膜等。搪塑：涂凝模塑或涂凝成型它是用糊塑料制造空心软制品(如玩具)的一种重要方法。目前国内 多以聚氯乙烯糊塑料用该法生产中空塑料玩具。滚塑（旋转成型），旋转浇铸成型。其法是将定量的液状或糊状塑料加入模具中，通过对模具的加热及纵横向的滚动旋转，使塑料熔融塑化并借塑解自身的重力作用均匀地布满模具型腔的整个表面，待冷却固化后脱模即可得到中空的制品。近年来采用交联聚乙烯生产滚塑制品也有较大的发展，其特点在于制品耐汽油性，耐应力破裂及抗冲击性能均较好，适于生产带嵌件的制品。3离心浇铸工艺较静态浇铸的工艺特点A、宜于生产薄壁或厚壁的大型制品B、制品无内应力或内应力很低，外表面光滑，内部也不会产生缩孔 C、其制品的精度比静态浇铸为高，因此机械加工量少， D、力学强度(如弯曲强度、硬度等)也比静态浇铸的高。第十一章压延成型4压延成型所采用的主要树脂原材料品种用作压延成型的塑料一般是热塑性塑料，其中以聚氯乙烯用得最多，另外还有聚乙烯、ABS、聚乙烯醇、醋酸乙烯和丁二烯的共聚物、改性PS等塑料。5如何压延制品薄膜和片材生产软质聚氯乙烯薄膜的工艺流程，首先按规定配方，将树 脂和助剂加入高速混合机(或管道式捏合机)中充分混合；混合好的物料送入到密炼机中去预塑化，然后输送到挤出机 (或炼塑机)经反复塑炼塑化；塑化好的物料经过金属检测仪，即可送入压延机中压延成型；压延成型中的料坯，经过连续压延后得到进一步塑炼并压延 成一定厚度的薄膜，然后经引离辊引出，再经轧花、冷却、测厚、卷取得到制品硬质片材采用的原料，除不加或少加增塑别外，均与软PVC薄膜相同。6软、硬、半硬质塑料的区分聚氯乙烯薄膜与片材又有硬质、半硬质与软质之分，由所含增塑剂量而定。含增塑剂0-5份为硬制品，25份以上者则为软制品。7四辊压延机的排列方式四辊压延机则有I型、倒L型、正L型、T型、斜z型(S型) 等。8为何四辊压延机各辊筒的线速度不同使压延物料依次粘辊，使物料受到剪切，能更好地塑化，还可以便于压延物取得一定 的延伸和定向作用。速比过大会出现包辊现象，压延薄膜的厚度会不均匀，有时还会产生过大的内应力，而速比过小则薄膜吸辊性差。9如何设定辊筒间距及辊隙存料的作用压延时各辊筒间距的调节既是为了适应不同厚度制品的要求，也是为了改变各道辊隙之间的存料量。在两辊的辊隙之间应有少量存料，是为了保证在压延过程中压延压力恒定，起到储备补充和继续完善塑化 的作用。10树脂原材料的分子量的大小和分布对制品性能的影响使用相对分子质量较高和相对分子质量分布较窄的树脂，可以得到物理力学性能、热稳定性和表面均匀性好的制 品，但这要增加压延温度，同时设备负荷也会增高。不利于 生产厚度较薄的膜制品。第十二章涂层四辊压延聚氯乙烯人造革有几种上胶方法，各有何特点人造革生产按工艺分为压延法、涂覆法和层合法。压延法：利用压延机将聚氯乙烯压成膜再与基体粘在一起的生产人造革的方法称为压延法生产人造革压延法生产人造革效率高，但设备投资大，设备维修费用也高。涂覆法：先将聚氯乙烯塑性溶胶均匀地直接或间接涂覆在基材上，而后对它进行热处理使其成为涂层制品。层合法：在层合机上将预先制得的聚氯乙烯薄膜与基材贴 合得人造革的方法。层合的方法有两种：一种是先把粘合剂涂在基本上，然后 再压贴薄膜；另一种是把薄膜加热后与经过预热的基材接 触贴合。2、聚氨酯人造革生产的干法和湿法各有何特点聚氨酯人造革的生产方式有干法和湿法两种。前者的工艺过程与前述涂覆法生产聚氯乙烯人造革相似，树脂 溶液的涂层通过烘箱时，溶剂被加热挥发。在湿法生产 中，溶剂通过水洗清除，涂层具有连续的气孔结构，因而 透气性和透湿性大为提高，制品性能更加接近天然皮鞋。3、金属制件的几种涂塑方法常用的有火焰喷涂、热熔喷涂、流化喷涂、悬浮液涂覆 和静电喷涂等。第十三章热成型1、什么是热成型；热成型：是利用热塑性塑料的片材作为原料来制造塑料制品的一种方法用于工业热成型的塑料品种各种类型的聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯以及苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、热成型的基本方法差压成型；覆盖成型；柱塞助压成型：回吸成型；对模成型；双片热成型如何计算片材厚度 课本P382第十四章1、二次加工的定义二次加工（后加工）:以一次成型或二次成型制品为对象，对其进行进一步的加工，二次加工可分为机械加工、连接加工和 修饰加工三类。-重点的重新整理版-第二章聚合物成型的理论基础1、非牛顿流体的类型和特征a宾哈流体：这种流体与牛顿流体相同，其剪切应力和剪切速率的关系表现为直线。不同的是它的流动只有当剪切应力高至一定值y后才发生塑性流动b假塑性流体：它所表现的流动曲线是非直线的，但并不存在屈服应力。流体的表观粘度随剪切应力的增加而降低。大多数聚合物的熔体，也是塑料成型中处理最多的一类物料，以及所有聚合物在良溶剂中的溶液，其流动行为都具有假塑性流体的特征。c膨胀性液体（高固含量的悬浮液） 这种流体的流动曲线也不是直线，而且也不存在屈服应力，但与假塑性流体不同的是它的表现粘度会随剪切应力的增加而上升。d表观粘度随剪切应力持续时间下降的流体称为摇溶性（或触变性）流体，与此相反的则称为震凝性流体。属于这一系统的流体，其剪切速率不仅与所施加的剪切应力的大小有关，而且还依赖于应力施加时间的长短。当所施加的应力不变时，这种流体在恒温下的表观粘度会随着所施加应力的持续时间而逐渐上升或下降，上升或下降到一定值后达到平衡不再变化。这种变化是可逆的，因为流体中的粒子或分子并没有发生永久性的变化。3、聚合物熔体的黏度的影响因素对流体粘度起作用的因素有温度、压力、施加的应力和应变速度等。温度：聚合物分子链刚性越大和分子间的引力越大时，表现粘度对温度的敏感性也越大。但这不是很肯定的结论，因为敏感程度还与聚合物相对分子质量和相对分子质量分布有关 表现粘度对温度的敏感性一般比它对剪切应力或剪切速率要强些。 压力：由于液体的剪切粘度（包括表观粘度下同）依赖于分子间的作用力，而作用力又与分子间的距离有关，因此当液体受有压力而达到减小分子间距离时，液体的剪切粘度总是增大。假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的增加而下降6、聚合物成型的流动缺陷的种类及产生的原因（1管壁上的滑移 分析聚合物流体在流道内的流动时的前提：贴近管壁一层的流动是不流动的（如水和甘油等低分子物在管内的流动，就是这种情况）。但是许多实验证明，塑料熔体在高剪切应力下的流动并非如此，贴近管壁处的一层流体会发生间断的流动。或称滑移。这样管内的整个流动就成为不稳定流动，即在熔体流程特定点上的质点加速度不等于零（2端末效应：管长内的压力降总比计算算出的大，其原因在于：因为有不稳态流动 大小变化时，速度变化在一般情况下， L改为（L3D）来计算压力降 塑料熔体从流道流出时，料流有先收缩后膨胀的现象。牛顿流体则只有收缩而无膨胀。收缩的原因除了物料冷却外，还由于熔体在流道内流动时，料流经向上各点的速度不相等，当流出流道后须自行调整为相等的速度。这样，料流的直径就会发生收缩（3弹性对层流的干扰：塑料熔体在成型过程中的雷诺准数通常均小于10，故不应出现湍流。可逆的弹性形变是在逐渐回复的。如果回复太大或过快，则流动单元的运动就不会限制在一个流动层，势必引起湍流（4“鲨鱼皮症”：是发生在挤出物表面上的一种缺陷。 起因 ：认为是挤出口模对挤出物表面所产生的周期性张力也有认为是目模对熔体发生时粘滑的作用所带来的结果5、熔体破碎：熔体在导管（流道）内流动时，各点所受应力作用的经历不尽相同，因此在离开导管后所出现的弹性恢复就不可能一致，如果弹性恢复的力不为熔体强度所容忍，则挤出物就会出现表面毛糙、螺旋型的大规则性、细微而密集的裂痕，一致成块地断裂。(5)、熔体破碎：熔体在导管（流道）内流动时，各点所受应力作用的经历不尽相同，因此在离开导管后所出现的弹性恢复就不可能一致，如果弹性恢复的力不为熔体强度所容忍，则挤出物就会出现表面毛糙、螺旋型的大规则性、细微而密集的裂痕，一致成块地断裂原因：工艺条件、制品设计 设备设计，通常是成型模具 原料选择不当其他等9、结晶度和性能之间的关系晶态中分子集中而有序，有利于机械性能晶态分子比较固定注意：结晶度不是100的，就一个制件或试样每部分结晶度不相等的，性能不均匀严重时造成翘曲与开裂：13、成型操作过程中，仅凭增加温度来增加流动性，是否适合于任何聚合物 在成型操作中，对一种表观粘度随温度变化不大的聚合物来说，仅凭增加温度来增加其流动性是不适合的，因为温度即使升幅很大，其表观粘度却降低有限（如聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛等）。 另一方面，大幅度地增加温度很可能使它发生热降解，从而降低制品质量，此外成型设备等的损耗也较大，并且会恶化工作条件。 19同种聚合物结晶度的变化如何影响熔点、弹性模量、密度、透明度结晶度增加熔点上升、弹性模量增加、密度增透明度增加第三章成型用物料极其配制1聚合物成型用物料的形态类型粉料、粒料、溶液、分散体等几种2成型用粉料与粒料的组成粉料的组成:聚合物粉料（固态）和助剂（固态或液态）粒料与粉料在组成上是一致的，不同的只是混合的程度和形状粒料的制备，实际上首先是制成粉料，再经过塑炼和造粒而成。3增塑剂的作用机理和种类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，所以是一种动浓度的情况下也不会有多大的变化，所以也是一种动平衡。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，从而使其分子问的力减弱，并导致聚合物材料一系列性能的改变. 种类： 按化学组成分 按其化学属性可分为：邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯、石油磺酸苯酯、磷酸酯、聚酯、环氧化合物、含氯化食物等类。按对聚合物的相容性分 可分为主增塑剂和次增塑剂 按结构分 可以分为单体型和聚合体型。4内外润滑剂的作用机理和种类内润滑剂：在聚合物中具有限量的相溶性，主要作用是减少聚合物分子的内摩擦。种类：硬脂酸及其酯类外润滑剂：聚合物仅有很低的相容性，故能保留在塑料熔体的表层，降低塑料与加工设备间的摩擦。种类:硬脂酸、石蜡等5稳定剂的类型稳定剂可分为热稳定剂、光稳定剂(紫外线吸收剂，紫外线淬灭剂光屏蔽剂等)及抗氧剂等。6润性物料的混合方法润性物料的初混合工艺步骤：将聚合物加入设备内，同时开始混合加热，物料的温度应不超过l 00。用喷射器将预先混合并热至预定温度的增塑剂混合物喷到翻动的聚合物中。加入由稳定剂，染料和增塑剂(所用的数量应计入规定的用量中)调制的浆料。加入颜料、填料以及其它助剂(其中润滑剂最好也用少量的增塑剂进行调制，所用数量也应并入规定用量内计算)。 混合料达到质量变求时，即行停车出料。13混合作用的机理混合作用一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的a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。b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 c剪切作用是利用剪切力促使物料组分均一的混合过程第四章压缩模塑1热