聚合物成型加工原理01.ppt

2020/5/13,1,徐卫兵(WeibingXu)Dept.ofPolymerScienceandEngineeringOffice:Room401,ShenghuaBuildingTel:2901455Email:xwb105105,聚合物成型加工原理,2,2020/5/13,课程简介,课程编号：06100430学时：40/24学分：4课程性质：必修选课对象：高分子材料与工程专业先修课程：高分子物理、高分子化学、聚合物流变学内容概要：高分子材料与工程专业的主要专业课之一，是一门实践性综合性很强的应用科学。本课程在密切结合工艺过程的前提下尽可能地对每一种加工方法所依据的原理，生产控制因素以及在工艺过程中聚合物所发生的物理与化学变化和它们对制品性能的影响具有清晰的概念，并进一步理解各种成型工艺所能适应的聚合物品种及其优缺点。,3,2020/5/13,选用教材和参考书目,选用教材：黄锐“塑料成型工艺学”,轻工业出版社2005主要参考书：1.王贵恒，“高分子材料成型加工原理”化工出版社，20052.Z.塔德莫尔等，“聚合物加工原理”，化学工业出版社，1990.3.吴崇周，“聚合物成型加工原理”，吉林科学技术出版社，1986.,4,2020/5/13,课程的内容与学时分配,5,2020/5/13,第一章绪论,一.何谓成型加工？二.成型加工的基本任务三.成型加工的基本原理四.成型加工方法的分类五.成型加工生产的基本过程六.塑料的特点和应用七.学习成型加工的意义,6,2020/5/13,一.何谓成型加工？,定义：将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变为制品或实用材料的一种工程技术。,7,2020/5/13,8,2020/5/13,9,2020/5/13,10,2020/5/13,11,2020/5/13,12,2020/5/13,13,2020/5/13,14,2020/5/13,改性粒料,15,2020/5/13,16,2020/5/13,Tyresandwheels,17,2020/5/13,PE是制造雷达的重要材料（绝缘性）,18,2020/5/13,Belts,19,2020/5/13,20,2020/5/13,Rubberdams,21,2020/5/13,22,2020/5/13,Cablesandlines,23,2020/5/13,PMMA是现在透光性最好的材料,24,2020/5/13,二.成型加工的基本任务,1.研究各种成型加工方法和技术；2.研究产品质量与各种因素之间的关系；因素包括：a.聚合物本身的性质；b.各种加工条件参数；c.设备和模具的结构尺寸；d.各种添加剂、助剂；3.研究提高产量和降低消耗的途径。,25,2020/5/13,Process&machineschematics,*,26,2020/5/13,三.成型加工的基本原理,1.聚合物是如何实现转变的？可塑性：指物体在外力作用下发生永久形变和流动的性质。总过程：方法方法工艺条件,27,2020/5/13,关键步骤：,A.如何使聚合物产生流动与变形？方法:a.加热熔体；b.加溶剂溶液；c.加增塑剂或其它悬浮液。,B.如何硬化定型？方法：热固性：交联反应固化定型。热塑性：a.熔体冷却b.溶液加热挥发溶剂c.悬浮体先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型,28,2020/5/13,2.成型加工过程中聚合物所发生的转变：,a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。,b.结构：组成：非纯聚合物组成方式：层压材料，增强材料，复合材料宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等,c.性质：有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性树脂的交联固化方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解,29,2020/5/13,四.成型加工方法的分类：,1.根据形变原理分6类：a.熔体加工：先为熔体再成型。如挤出，注塑，压延，模压，橡胶加工，熔融纺丝等。b.类橡胶状聚合物的加工：将聚合物转变为高弹态下进行加工。主要制造中空容器或大型制件等。如塑料容器，冰箱内胆。c.聚合物溶液加工：流涎法薄膜，湿法纺丝等,30,2020/5/13,30,1,2,3,3,4,Process工艺,InMoldDecoration,IMD模内转印,31,2020/5/13,31,1,2,3,Pre-forming热吸塑成形,Die-cutting嵌片裁剪,InjectionMolding注塑成型,Insertmolding,嵌片注塑,32,2020/5/13,32,TheProcess,Insertmolding嵌片注塑,33,2020/5/13,d.低分子聚合物和预聚体的加工：直接利用聚合物单体或预聚体进行成型加工。加工过程即反应过程。如环氧、丙烯酸酯类，不饱和聚酯，制造各种尺寸的整体浇铸制件和增强材料。e.聚合物悬浮体加工：将增塑剂、乳化剂加入聚合物中，把聚合物变成悬浮体或乳胶，然后成型。（如橡胶胶乳、PVC糊）f.机械加工：金属切削加工方法,34,2020/5/13,2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类：a.主要发生物理变化：如注射，挤出，压延，热成型，流涎薄膜等。b.主要发生化学变化：如浇铸成型。c.既有物理变化又有化学变化：热固性塑料的加工和橡胶加工。物理变化化学变化,35,2020/5/13,五.成型加工生产的基本过程,包括五方面内容：1.材料选择和配方设计：树脂与助剂2.模具设计，制品设计与设备的选择和改造：3.成型加工：成型材料预处理，成型，机械加工，修饰，装配。4.制品性能检验：沿用金属检测方法5.废料回收：流道残留物，边角余料，废品旧料回收,36,2020/5/13,成型加工完整工序：1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合2.成型：赋予聚合物一定型样3.机械加工：车，削，刨，铣等。4.修饰：美化制品。5.装配：粘合，焊接，机械连接等。说明：a并不是所有制品的加工都要完整地完成此5个工序b五个次序不能颠倒,37,2020/5/13,六.塑料的特点和应用,优点：a.原料价格低廉；b.加工成本低；c.重量轻；d.耐腐蚀；e.造型容易；f.保温性能优良；g.电绝缘性好。,缺点：a.精度差；b.耐热性差；c.易燃烧；d.强度差；e.耐溶剂性差；f.易老化。,38,2020/5/13,39,2020/5/13,中国塑料行业经济运行与市场发展,塑料行业是我国轻工行业的重要组成部分，包括塑料薄膜、板片、塑料管及其附件、泡沫塑料、人造革合成革、包装箱及容器、日用制品等十个子行业，塑料制品广泛应用于包装、建筑、农业、家用电器等领域。目前中国塑料行业年度工业总产值已接近万亿元，其比重占轻工行业总量的9.85%，占全国工业总产值1.9%，塑料行业在国民经济中占有重要地位。,40,2020/5/13,国家统计局数据显示，2009年5月，全国塑料行业规模以上企业（年主营业务收入500万元人民币及以上全部工业法人企业）共计1.89万家，其中分布在广东、浙江、江苏、山东、上海等东部沿海省市的企业居多，上述5省市规模以上企业数占全国总数的83.92%,41,2020/5/13,全国塑料制品产量月度完成情况,42,2020/5/13,2010年1-12月份安徽省轻工业分行业主要经济指标汇总表,43,2020/5/13,2010年112月安徽省塑料行业主要产品产量比重,44,2020/5/13,2010年112月安徽省塑料行业各主要产品累计总产值,45,2020/5/13,2010年112月安徽省塑料行业各主要产品累计销售产值,46,2020/5/13,2010年112月安徽省塑料行业各主要产品累计利润总额,47,2020/5/13,2010年112月安徽省塑料行业各主要产品累计出口交货值,48,2020/5/13,09年15月塑料行业各主要产品累计产量,49,2020/5/13,50,2020/5/13,塑料的消费结构,51,2020/5/13,52,2020/5/13,53,2020/5/13,54,2020/5/13,结构材料：电视机壳体、冰箱壳体、轴承、机械零件绝缘材料：电缆、绝缘版、电器零件建筑材料：贴面板、地贴、塑料门窗、上下水管包装材料：塑料袋、薄膜、泡沫塑料日用：衣架、椅子、盆类、书架、玩具、文具、办公用品、家具运输：道路交通设施、车辆部件,55,2020/5/13,56,2020/5/13,57,2020/5/13,58,2020/5/13,59,2020/5/13,60,2020/5/13,61,2020/5/13,62,2020/5/13,63,2020/5/13,64,2020/5/13,65,2020/5/13,66,2020/5/13,67,2020/5/13,68,2020/5/13,69,2020/5/