聚合物加工工艺.doc

聚合物加工工艺第一部分 塑料第一章 绪论本章要点：第一节、塑料的基本概念一、定义二、 分类1、 根据原料：合成塑料，半合成塑料；2、 根据塑料热行为：（1）热塑性塑料结晶性塑料、非结晶性塑料； （2）热固性塑料；3、根据使用领域：通用塑料，工程塑料。三、主要品种 主要有PE、PP、PS、ABS、PVC、PMMA、PA、PU和其它。四、 塑料在包装领域的应用广泛应用于无菌包装中。医药用塑料包装材料：（1）主要形式（2）材料种类PVC、PE、PP、PS、PET、尼龙等； （3）特点高强、轻便易携带、具有良好的气体阻隔性、可视性好、回收再利用率高等（4）发展劣势第二节、塑料的生产方法一、塑料制品成型物料的准备于配制原材料：聚合物、添加剂；成型物料四种状态：粉状、粒料、溶液状、糊状。二、 成型加工挤出成型、注塑成型、压制成型、压延成型、铸塑成型、模压烧结成型、传递模塑、泡沫塑料的成型、中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜的成型、冷成型。第三节、塑料的主要品质指标一、熔融指数（MI）热塑性流动的好坏二、硬度：1、洛氏硬度HR2、布氏硬度HB3、邵氏硬度三、 拉伸强度、断裂伸长和拉伸弹性模数四、 压缩强度和压缩弹性模数五、 弯曲强度、弯曲屈服强度和弯曲弹性模数六、 剪切强度七、 冲击强度材料在高速冲击状态下的韧性，对断裂应力的抵抗能力八、 蠕变性能塑料尺寸的稳定性九、 电性能十、 光学性能透光率、雾度。十一、其它热性能、抗老化性能、稳定性能等第二章 塑料的成型加工原理及工艺本章要点：第一节、挤出成型1、定义2、适用：管材、薄膜、板材、片材、棒材等。3、特点： 生产过程可连续的，产品可连续； 生产效率高,应用范围广。4、设备：挤出机。一、挤出机及挤出成型原理（一）挤出机单螺杆挤出机的基本结构：1、传动装置由电动机、减速箱和轴承组成2、加料装置3、料筒外有加热器、温度自控装置和冷却系统4、螺杆5、机头和口模（二）挤出成型原理 1、固体输送：（1）建立固体塞摩擦模型认为粒料之间无碰撞和摩擦，外力作用下，固体塞整体运动。 （2）受力分析及运动状态分析： 受力分析： 运动状态分析： （3）固体输送能力Q 提高固体输送能力的措施：增加螺槽深度h提高螺杆表面的光洁度在机筒内开纵向沟槽取最佳值； 合理控制温度 a) 熔化相迁移过程：（1）物料状态随时间的变化表面被破坏，同时发生粒子膨胀物料粘度增大粘性流动物料温度和粘度达平衡状态热机械降解或交联 （2）物料在螺杆中的分布变化b) 液/熔体输送：设送料段送料速率Q1，压缩段的熔化速率Q2 ，均化段的挤出速率Q3若 Q1Q2Q3，供料不足。Q1Q2Q3，每段都有足够的料。Q1，Q2，Q3相差太大，压力太大，操作不正常。二、典型塑料制品的挤出成型（一）片材和平膜成型：1、板（片）材挤出成型； 2、平膜挤出成型T型模头法。（二）管材的成型工艺：1、挤管设备及装置挤出机，机头与口模，冷却定型装置，冷却水槽，牵引设备和切断设备等。 2、挤管工艺第二节、注射成型一、注塑机的基本结构：（一）注塑机的基本结构1、注射系统：加料装置，料筒，螺杆（或分流梭及柱塞）及喷嘴。2、锁模系统固定模板，移动模板，合模油缸，顶出装置。3、模具浇注系统，成型零件和结构零件。（二）注塑成型的工艺原理及塑化质量 1、注塑成型工艺原理三大工序：成型前的准备，注射过程，制品的后处理。注塑过程：计量，塑化，注射充模，冷却定型，脱模。（1）预塑计量过程适量（或定容）加料保证操作稳定性，塑料塑化均匀。（2）注射充模过程注射充模过程：注射充模流动、保压补缩流动、保压切换倒流等阶段。（3）、制件的后处理 ：热处理，调湿处理。 2、塑化质量 决定因素：物料所受的热量情况；物料所受的剪切作用。（三）注射成型工艺的影响因素 料温，模具温度，注射压力，注射周期和注射速度二、热塑性塑料注塑成功举例PS塑料、PP塑料、硬PVC塑料、PC塑料三、热固性物料的注塑成型四、反应注塑成型（RIM）1、过程2、成型系统：两组液料的供给系统和液料泵出及注射系统。3、适用：成型发泡制品和增强制品。第三节、模压成型一、 概述1、工艺过程原料预热、计量和预压，加料，闭模，排气，固化，脱模和吹洗模具。2、设备：油压机二、模压工艺过程及其操作方法 1、物料的准备压制料的储存、预压、预热和干燥 2、模压过程加料、闭模、排气、固化、脱模、清理模具等 3、制品后处理三、模压工艺条件 1、成型压力 2、成型温度 3、固化时间第四节、压延成型一、概述1、工艺过程2、设备：压延机3、适用：热塑性塑料，压延薄膜，薄板，片材。二、压延工艺过程 影响制品质量的因素：原材料因素，压延机的操作因素，辅助过程各因素三、人造革的生产生产方法：1、压延法生产PVC人造革 2、涂覆法 3、层合法第五节、塑料的二次成型一、 概述主要方法：中空吹塑成型，热成型，薄膜拉伸成型。二、二次成型的粘弹性原理1、聚合物三种力学状态：玻璃态；高弹态；粘流态。聚合物在TgTf/Tm之间，具有固体和液体的双重性质，表现出粘弹性。 2、适于二次成型的聚合物：Tg比室温高得多的聚合物。 3、无定形高聚物二次成型原理 4、结晶性高聚物二次成型原理三、薄膜吹塑成型 1、过程 2、吹塑薄膜生产工艺：上吹法、平吹法、下吹法3、冷却形式：外部空气冷却，内部空气冷却法，外部水浴冷却4、吹胀比5、冷却线高度及其影响因素四、拉伸薄膜成型1、拉伸薄膜的特点2、拉伸方式：单轴拉伸，双轴拉伸3、拉伸薄膜成型过程中影响因素：温度、拉伸速度、取向度、热处理第六节1、内径定型法、外径定型法2、板材挤出机头扁平机头：单支管式机头，衣架式板机头，鱼尾式机头，多流道板机头，分配螺杆机头。3、螺杆挤出机4、圆管挤出机头5、机头连接器三、Reactive Extrusion 一、 概念把挤出机作为连续化的微背混式柱塞流反应器，使预反应的混合物在熔融挤出过程中同时完成制定的化学反应。二、特点三、反应挤出要求：（1）足够的长径比；（2）物料的停留时间分布要窄；（3）优秀的排气性能；（4）螺杆对于物料具强输送能力和强剪切功能。四、应用五、提高E的方法 （1）延长物料在料筒内停留时间t；（2）提高传热效率 ；（3）减少料层厚度。第二部分 橡胶第一章 绪论本章要点：第一节一、 橡胶工业在国民经济中的地位及橡胶制品的分类二、橡胶工业发展简史三、橡胶的生产方法1、塑炼在加工前，由弹性状态变为柔软，易于加工的塑性状态的工艺。2、胶料的混炼通过机械作用使生胶与各种配合剂均匀混合的过程。开放式炼胶机混炼；密炼机混炼；螺杆混炼机混炼3、压延4、挤出胶料通过挤出机连续地制成各种不同半成品的工艺过程。5、硫化硫化的方法：平板硫化；注压硫化；硫化罐硫化；个体硫化机硫化；共熔盐硫化四、橡胶的主要品质指标：1、可塑度反映生胶、塑炼胶和混炼胶可塑性的品质指标。2、门尼粘度反映橡胶加工性能的好坏。3、门尼焦烧反映未硫化胶硫化特性的指标。4、抗张强度，定伸强度，扯断伸长率和扯断永久变形。5、磨耗 6、弹性 7、耐低温性能。第二节、胶料的加工性能一、粘度1、粘度与可塑性关系粘度大，可塑性小；粘度小，可塑性大；粘度不均匀则可塑度不均匀，工艺性能及硫化胶物理性能不一致。2、粘度的影响因素温度，外力作用。3、胶料的粘弹性受受力时间、温度、橡胶结构的影响。二、弹性记忆1、影响因素：生胶的弹性模量，生胶的最大松弛时间。2、降低弹性记忆效应的措施。第三节、塑炼一、塑炼的目的：1、使橡胶有恰当的可塑性。2、使橡胶性质均匀。二、塑炼机理与塑炼效果（一）塑炼机理1、低温塑炼机理：分子链在机械力作用下降解生成游离基，氧气稳定了生成的游离基，从而达到降低分子链长度的目的。2、高温塑炼机理：氧化裂解占主导地位，搅拌作用可强化橡胶与氧的接触化学塑解剂可引发、促进氧化作用，稳定游离基。（二）塑炼效果机械力作用，氧化断链作用三、各种橡胶的塑炼性质天然胶、合成胶第四节、混炼一、混炼的目的二、混炼理论（一）混炼机理1、亲水配合剂进行表面化学改性，提高其与橡胶作用的活性。2、疏水性配合剂：碳黑表面性能与生胶相近，易被橡胶润湿。（二）生胶的混炼性能1、混炼性能的表征BIT值测定原理；2、混炼性能的影响因素（1）生胶分子量分布； （2）碳黑粒径、结构、表面活性（三）混炼时胶料的包辊特性受断裂特性的影响影响因素：Tg （2）分子量分布 （3）平均分子量第五节、压延一、胶片压延1、定义2、压延效应压延后由于胶料中橡胶和各种配合剂经压延作用产生定向排列，会出现纵横向性能差异的现象3、压延工艺4、辊温的确定二、压型1、将胶料压制成具一定断面形状或表面有某种花纹的胶片，并急速冷却，使花纹定型的工艺。2、设备：压延机至少有一个辊筒表面刻有图案。三、纺织物的贴胶和擦胶四、几种橡胶的压延特性：1、天然胶 2、丁苯胶 3、氯丁胶第六节、压出一、压出的特点二、影响压出的因素1、胶料的组成和性质；2、压出