高分子成型加工

1、高分子材料成型加工高分子材料成型加工十一五塑料制品行业增长情况十一五塑料制品行业增长情况 世界第一大塑料生产国，而且已成为世界第一大塑料消费国世界第一大塑料生产国，而且已成为世界第一大塑料消费国 。全行业共计有全行业共计有9.5万多家，从业人数约万多家，从业人数约380万。万。 销售收入销售收入500万元及以上非国有独立核算企业（简称规模以上企业）万元及以上非国有独立核算企业（简称规模以上企业） 项目项目200620072010塑料表观消费量塑料表观消费量(万吨万吨)4084.14578.06365.0塑料制品产量塑料制品产量(万吨万吨)2801.93302.35830.4/20.1%塑料制品

2、业总产值塑料制品业总产值(亿元亿元)6310.58018.1614200/20.06%规模以上企业个数规模以上企业个数1286014952207752007-2010年塑料制品业产量及增长情况(万吨) 项目项目 2007 2008 2009 2010塑料制品塑料制品 3302.3/17.63713.79/10.10 4479.28/10.64 5830.4/30.2塑料薄膜塑料薄膜其中农用薄膜其中农用薄膜 605.1/14.596.1/11.5590.10/-3.6493.91/-5.66 690.43/12.06119.34/18.39 799.0/15.7157.2/31.8型材型材(含板

3、片材含板片材) 345.4/12.0塑料管材塑料管材(含棒材含棒材) 331.8/15.2459.34/28.18 580.37/18.92 816.3/40.6塑料丝及编织制品塑料丝及编织制品 404.2/34.2477.18/25.30 581.56/26.58 711.9/22.4人造革人造革105.0/25.0117.54/6.68 214.6合成革合成革62.5/18.465.96/10.29 泡沫塑料泡沫塑料 138.1/22.1170.83/23.7 187.05/9.5 233.2/24.7塑料包装箱及容器塑料包装箱及容器 166.3/11.8173.09/4.1 274.49

4、/58.6 343.1/25.0日用塑料制品日用塑料制品 371.0/22.9408.47/10.1 544.18/33.2 645.9/18.7其他塑料制品其他塑料制品 773.0/14.5894.37/15.7 955.74/6.9 1359.2/42.22010塑料制品产量结构图 近几年中国塑料近几年中国塑料10大热点大热点 1 塑料在防抗自然灾害中发挥重要作用塑料在防抗自然灾害中发挥重要作用 中国塑料加工工业协会接到国家民政部紧急调运帐篷的指示后， 连夜通知相关专委会如薄膜、塑编、管型材、发泡材料薄膜、塑编、管型材、发泡材料等专委会， 动员企业紧急抢运救灾物资， 昼夜生产、加工蓬布、帐

5、篷和简易保温房蓬布、帐篷和简易保温房。2 奥运会拉动塑料制品应用与创新奥运会拉动塑料制品应用与创新PC板材：沈阳、天津奥体中心的“水滴水滴”采用采用了了PC板智能化屋面系统板智能化屋面系统，具有重量轻、抗冲击、隔热、防结露、节能等特点，与相同厚度的传统板材相比，可节约25的能源。聚氨酯隔热保温材料、聚氨酯外墙涂料：“水水立方立方”就是由就是由10多万平米聚四氟乙烯（多万平米聚四氟乙烯（ETFE）的膜构成的的膜构成的“魔方魔方”。世博与高分子材料 中国馆使用阻燃电缆中国馆使用阻燃电缆 含氟塑料（CMP），熔点高，不易被火焰烧软化，即使软化也不会轻易着火、不释放有毒气体，这就给建筑内的人们留下逃生

6、的时间。阻燃电缆还能够回收利用，更加环保。阻燃电缆目前在我国的市场价是普通电缆的普通电缆的5倍，但倍，但其成本仅为普通电缆的其成本仅为普通电缆的2倍倍。 聚碳酸酯板铸就聚碳酸酯板铸就“油立方油立方” 石油馆采用了聚碳酸酯板，俨然一座“油立方”.石油馆浅蓝色的建筑外表皮来自石油衍生品聚碳酸酯，可回炉再利用，保温隔热，是极佳的遮阳板，经纵横交错“编织”而成，富于时代感和行业特色。 世博会芬兰馆：塑料世博会芬兰馆：塑料“冰壶冰壶”蒸桑拿蒸桑拿 外墙由2.5万块“冰”组成的“冰壶” , “冰壶”外墙的“冰”，实际上是一种生态型的创新材料-木塑料复合材料，它由废纸和塑料制成，全部可回收，移动或者拆卸也很

7、方便，拿在手上感觉表面十分坚硬，其白色还永不褪色。走过一座小桥，人们便能进入“冰壶”，一个远离喧嚣城市的微型岛屿家园，感受素有“千湖之国”美誉的芬兰的人文情怀。墨西哥馆：回收塑料墨西哥馆：回收塑料“风筝林风筝林” 墨西哥馆占地4000平方米的展馆最具特色之处是其第三层的斜坡式屋顶将竖立起135个赤橙黄白紫五色的高低不等的风筝。竖立在墨西哥馆顶上的“风筝森林”将由135个4至8米宽的风筝模型组成，最高的达13米，最矮的也有2米。 英国馆的“蒲公英” 由6万只有机玻璃材质的“触须”分布在整个建筑外墙的表面，“种子圣殿”内有6万颗种子呈现在参观者面前，所有的种子都来自由英国皇家植物园和昆明植物研究所

8、合作的千年种子银行项目。 n0.1高分子材料及其加工的概念高分子材料及其加工的概念n0.2 高分子材料的工程特征高分子材料的工程特征n0.3 高分子材料的加工程序和研究高分子材料的加工程序和研究方法方法n0.4 高分子材料成型加工的主要内高分子材料成型加工的主要内容和要求容和要求n0.5 发展史发展史 0.1 高分子材料及其加工的概念高分子材料及其加工的概念 0.1.1 大材料概念大材料概念 金属材料金属材料 大材料大材料 无机非金属材料无机非金属材料 有机高分子材料有机高分子材料材料四要素材料四要素使用性能使用性能合成合成/加工加工性质性质结构结构/成分成分（工程）（工程）（化学）（化学）通

9、称为高通称为高分子材料分子材料指一定配合的高分子化合物指一定配合的高分子化合物在成型设备中，受一定温度在成型设备中，受一定温度和压力作用熔融塑化，然后和压力作用熔融塑化，然后通过模塑制成一定形状，冷通过模塑制成一定形状，冷却后在常温下能保持既定形却后在常温下能保持既定形状的材料制品状的材料制品 (1) 组成组成 ； (2) 加工性加工性 ；(3) 形状；形状； (4) 使用性；使用性；(5) 经济性；经济性； (6) 再生性。再生性。高分子材料在大材料中地位：高分子材料在大材料中地位：（1） 年轻学科，有生命力年轻学科，有生命力（2） 最有发展前途最有发展前途（3） 应用广泛应用广泛0.1.2

10、材料的通性材料的通性0.1.3高分子材料在化学工业学科中的地高分子材料在化学工业学科中的地位位石油石油煤煤天然气天然气C3、C4 C5等炭等炭氢化合物氢化合物 单体单体 乙烯、苯乙烯乙烯、苯乙烯 丙烯、氯乙烯丙烯、氯乙烯丁二烯等丁二烯等高聚物高聚物高分子材料制品高分子材料制品高分子化学高分子化学高分子合成工艺高分子合成工艺生产过程及设备生产过程及设备反应机理反应机理聚合反应工程聚合反应工程 加工工艺加工工艺 模具、机械模具、机械应用、改性应用、改性高分子化工高分子化工高分子材料高分子材料高分子物理高分子物理加工加工基本有机合成基本有机合成聚合反应聚合反应成型加工成型加工0.1.4 高分子成型加

11、工定义高分子成型加工定义 高分子材料高分子材料 成型加工工艺成型加工工艺 具有实用性的具有实用性的 材料或制品材料或制品（高分子化合物（高分子化合物 + 添加剂）添加剂）高分子成型加工高分子成型加工将聚合物及各种添加剂转变成实用材料或制品将聚合物及各种添加剂转变成实用材料或制品的一种工程技术。通常是在一定温度下弹性固体、固体粉状或粒的一种工程技术。通常是在一定温度下弹性固体、固体粉状或粒状、糊状或溶液状态的聚合物变形或熔融，经过模具得到所需状、糊状或溶液状态的聚合物变形或熔融，经过模具得到所需 形形状，并在此过程中材料会发生一定的化学变化，最终得到能保持状，并在此过程中材料会发生一定的化学变化

12、，最终得到能保持所得形状制品的工艺过程。所得形状制品的工艺过程。0.1.5 高分子材料的分类 塑料塑料 三大合成材料三大合成材料 橡胶橡胶 纤维纤维 聚合物（树脂、生胶）聚合物（树脂、生胶） 区分三个概念区分三个概念 高分子材料（塑料、胶料）高分子材料（塑料、胶料） 高分子材料制品（塑料制品、橡胶制品）高分子材料制品（塑料制品、橡胶制品） 塑料塑料以合成树脂为基体，添加一些具有特定作用的助剂，以合成树脂为基体，添加一些具有特定作用的助剂，将基体和助剂混合、分散，再通过塑炼加工，并在加工过程将基体和助剂混合、分散，再通过塑炼加工，并在加工过程中显示塑性且能流动成型的材料。中显示塑性且能流动成型的

13、材料。 橡胶橡胶在适当配合剂存在下在适当配合剂存在下,在一定温度和压力下硫化在一定温度和压力下硫化(适度适度交联交联)而制得的弹性体材料而制得的弹性体材料(橡胶制品橡胶制品),通常在室温下具有粘通常在室温下具有粘弹性。弹性。 纤维纤维长径比很大长径比很大,并具有一定柔韧性的纤细物质并具有一定柔韧性的纤细物质,如锦纶如锦纶（尼龙（尼龙6） 、腈纶（聚丙烯睛）、丙纶（聚丙烯）等、腈纶（聚丙烯睛）、丙纶（聚丙烯）等 。高分子材料的五个形成条件高分子材料的五个形成条件 （1）以聚合物为主体：）以聚合物为主体：主要视材料的性质如何主要视材料的性质如何 例：钙塑材料（PP 20%，CaCO380%） （2

14、）属多相复合体系：）属多相复合体系：两组分以上，宏观均相，亚微观分相两组分以上，宏观均相，亚微观分相 （3）具有可加工性）具有可加工性 例：例：PVC （4）良好的使用性能和适当的寿命）良好的使用性能和适当的寿命 （5）具有工业化生产规模：）具有工业化生产规模：高聚物成千上万，高聚物成千上万，400500种种 可做材料，但工业化规模的不多 通用塑料：PP、PE、PVC、PS、PMMA等 工程塑料： 聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛等。0.1.6 高分子材料的制造高分子材料及制品生产高分子化合物制造高分子反应聚合反应复合化合金填充（添加剂、混合、成型)成型加工影响高分子材料制造的因素 （1）高分子

15、化合物的性质）高分子化合物的性质(化学结构、物理结构）化学结构、物理结构） （与高分子化合物的制造有关（与高分子化合物的制造有关高分子材料学）高分子材料学） （2）成型加工过程：添加剂的作用）成型加工过程：添加剂的作用 混合过程混合过程 成型过程成型过程 0.2 高分子材料的工程特征高分子材料的工程特征 高分子材料高分子材料结构上的特殊性结构上的特殊性性能上的可变性性能上的可变性高分子材料成型加高分子材料成型加工方法具有多样性工方法具有多样性（随加工过程而变）（随加工过程而变）材料性能的影响因素材料性能材料性能材料本身材料本身成型加工中产成型加工中产生的附加性质生的附加性质 有目的产生有目的产

16、生加工中加工中自发产生自发产生有利有利不利不利:结晶结晶交联交联取向取向塑料降解塑料降解分解、烧焦分解、烧焦结论：结论：材料不同材料不同性能要求不同性能要求不同加工方法不同加工方法不同三种物理状态：三种物理状态： 玻璃态：玻璃态： Tf (Tm)0.2.1高聚物的状态变化与成型加工的关系高聚物的状态变化与成型加工的关系 聚合物从一种状态聚合物从一种状态另一种状态的影响因素另一种状态的影响因素:(1) 聚合物的分子结构聚合物的分子结构(2) 聚合物体系的组成聚合物体系的组成(3) 聚合物所受应力聚合物所受应力(4) 环境温度环境温度 当聚合物及组成一定时，在一定外力作用下，聚当聚合物及组成一定时

17、，在一定外力作用下，聚集态的转变主要与温度有关：集态的转变主要与温度有关：聚合物聚聚合物聚集态不同集态不同内聚能内聚能 不同不同性能性能不同不同聚合物对加工聚合物对加工技术的适用性技术的适用性不同不同 TTg玻璃态玻璃态 大分子链上仅键长、键角发生形变，模量高、大分子链上仅键长、键角发生形变，模量高、形变极小形变极小,不宜大形变加工不宜大形变加工只能进行机械加工只能进行机械加工T=TgTf高弹态高弹态 体积膨胀，大分子不能移动，但链段有足够体积膨胀，大分子不能移动，但链段有足够动空间、能移动，形变可逆动空间、能移动，形变可逆非晶聚合物：非晶聚合物：TgTf近近 Tf侧，强力成型，形侧，强力成型

18、，形变可逆，变可逆， Tg以下使用以下使用结晶聚合物：结晶聚合物：TgTm拉伸拉伸T=TfTd粘流态粘流态 整个大分子能移动，呈塑性，模量降至最低，整个大分子能移动，呈塑性，模量降至最低，较小外力能引起宏观流动，形变不可逆较小外力能引起宏观流动，形变不可逆大多数成型方法在此温度范围大多数成型方法在此温度范围0.2.2 成型加工方法和实质成型加工方法和实质 高分子材料成型加工是一个复杂的物理高分子材料成型加工是一个复杂的物理化学变化过程，其中，流动性化学变化过程，其中，流动性是必要条件。是必要条件。加工技术从形变出发：加工技术从形变出发：（1）高聚物熔体）高聚物熔体塑性形变：塑性形变：Tf(m)

19、 Td，多用于一次成型，多用于一次成型（2）高聚物类橡胶态）高聚物类橡胶态弹性形变（残余形变）：弹性形变（残余形变）： TgTf，多用于二次成型，多用于二次成型（3）高聚物溶液态：用于浸渍、湿法或干法纺丝）高聚物溶液态：用于浸渍、湿法或干法纺丝（4）高聚物分散体（悬浮体、溶液、胶乳）：搪塑）高聚物分散体（悬浮体、溶液、胶乳）：搪塑（5）高聚物单体或预聚体直接成型）高聚物单体或预聚体直接成型化学加工：浇注化学加工：浇注（6）高聚物机械加工）高聚物机械加工后处理。后处理。成型加工中发生的物理成型加工中发生的物理化学变化化学变化 （1）物理变化为主：）物理变化为主：热塑性塑料热塑性塑料 材料材料 加

20、热加热 流动流动 冷却冷却 凝固凝固 （2）化学变化为主：）化学变化为主：浇注成型浇注成型 单体或预聚体单体或预聚体 加热或引发剂加热或引发剂 聚合成型聚合成型 （3）物理变化）物理变化化学变化兼有：化学变化兼有：热固性塑料、橡胶热固性塑料、橡胶 材料材料 加热加热 流动流动 交联交联(硫化硫化) 成型成型0.2.3 制品的性能内在性质：通过选择合适材料，容易解决内在性质：通过选择合适材料，容易解决附加性质：加工中使材料发生实质性变化附加性质：加工中使材料发生实质性变化外观性质外观性质耐久性质耐久性质使用性质使用性质制品性能制品性能材料内在性质材料内在性质加工中产生的附加性质加工中产生的附加性

21、质对制品性能的影响极为重要对制品性能的影响极为重要附加性能对制品性能影响附加性能对制品性能影响(1) 形状上的变化：使用上的要求形状上的变化：使用上的要求(2) 结构上的变化结构上的变化 分子结构上的变化：交联、硫化分子结构上的变化：交联、硫化 聚集态结构上的变化：微观结晶、取向等聚集态结构上的变化：微观结晶、取向等(3) 性质上的变化：反映出制品宏观性能改变性质上的变化：反映出制品宏观性能改变 如：结晶如：结晶 刚性刚性 ,取向取向 各向异性各向异性,交联交联 弹性、强度弹性、强度 物理变化物理变化软化、熔化、溶解、冷却固化、溶剂挥发软化、熔化、溶解、冷却固化、溶剂挥发盐析、结晶、取向（拉伸

22、强度）盐析、结晶、取向（拉伸强度）化学变化化学变化接枝、嵌段、分解、降解、炭化、聚合接枝、嵌段、分解、降解、炭化、聚合交联交联0.3高分子材料的加工程序和研究方法0.3.1加工技术程序：加工技术程序：高分子材料制备高分子材料制备成型工艺成型工艺制品制品配料，混合配料，混合粒化、粉化粒化、粉化塑化塑化,一次一次 二次成型二次成型定型定型后加工后加工塑料流程塑料流程橡胶流程基本工艺过程：基本工艺过程： 配料配料 塑炼塑炼 混炼混炼 成型成型 硫化硫化原原料料单体单体生胶生胶制造制造生生胶胶切胶切胶烘胶烘胶塑塑炼炼塑炼塑炼胶胶混混炼炼混炼混炼胶胶成成型型压延、压出压延、压出模压、注塑模压、注塑半成品

23、半成品（胚料）（胚料）硫硫化化橡胶橡胶制品制品胶料的胶料的制造制造配合剂配合剂预加工预加工0.3.2 研究设计方法高聚物高聚物配合剂配合剂配方设计配方设计试样制备试样制备性能测试性能测试第一循环第一循环生产工艺制定生产工艺制定高分子材料制品高分子材料制品第二循环第二循环第一循环：第一循环：配方设计配方设计第二循环：第二循环：加工工艺制定、经济成本估算加工工艺制定、经济成本估算性能性能力学、热、电、力学、热、电、 化学性能等化学性能等决定决定0.4 成型加工的要求和任务热力学、力学热力学、力学物理化学、有机化学物理化学、有机化学质量和能量的传递质量和能量的传递高分子化学高分子化学高分子物理高分子

24、物理粘弹性流体力学（流变学）粘弹性流体力学（流变学）所需的基本知识所需的基本知识0.4.1 成型加工的基础知识要求成型加工的基础知识要求0.4.2 聚合物成型加工的任务聚合物成型加工的任务 聚合物加工基本任务聚合物加工基本任务研究实现从原料到制品的研究实现从原料到制品的转变所要采用的适当方法及所获得的产品质量与转变所要采用的适当方法及所获得的产品质量与各种因素（如材料的流动和形变的行为以及其性各种因素（如材料的流动和形变的行为以及其性质、各种加工条件参数及设备结构等）的关系。质、各种加工条件参数及设备结构等）的关系。 成型加工工程的任务包括赋予作为原料的成成型加工工程的任务包括赋予作为原料的成

25、型材料以一定特性和加工价值，并制成所要求得型材料以一定特性和加工价值，并制成所要求得到的实用性制品。到的实用性制品。0.4.3成型加工的过程成型加工的过程高分子材料成型加工通常包括高分子材料成型加工通常包括两个过程两个过程： （1） 首先使原材料产生变形或流动，首先使原材料产生变形或流动，并取得所需要的形状并取得所需要的形状 （2） 进行固化以设法保持所取得的进行固化以设法保持所取得的形状成为制品形状成为制品0.4.4 成型加工的主要功能 成型加工工程的主要功能有：成型加工工程的主要功能有： (1) 赋形。如制成薄膜或齿轮等形状。赋形。如制成薄膜或齿轮等形状。 (2) 使成型材料熔融、固化。灵

26、活应用加热和冷却操作使之使成型材料熔融、固化。灵活应用加热和冷却操作使之易于赋形。易于赋形。 (3) 进行硬化反应。加工热固性树脂时，加热使其产生缩聚进行硬化反应。加工热固性树脂时，加热使其产生缩聚反应而成为具有三维结构的高聚物。反应而成为具有三维结构的高聚物。 (4) 实现某些附加作用。实现某些附加作用。 0.5 发 展 史19世纪之前，人类已开始使用天然高分子材料世纪之前，人类已开始使用天然高分子材料1892年：确定了天然橡胶的干馏产物为异戊二烯结构，为高分年：确定了天然橡胶的干馏产物为异戊二烯结构，为高分子的合成指明了方向。子的合成指明了方向。1930年：年：Standinger发表了大

27、分子学说，为高分子材料的合成发表了大分子学说，为高分子材料的合成制备奠定了理论基础。制备奠定了理论基础。1930-1940年：发展了缩聚反应理论，建立了乳液聚合理论。年：发展了缩聚反应理论，建立了乳液聚合理论。 1820年：年：Hancock 设计了第一台开放式辊筒机，为橡胶设计了第一台开放式辊筒机，为橡胶塑炼、配料及聚合物混炼工艺的实施提供了有力的工具。塑炼、配料及聚合物混炼工艺的实施提供了有力的工具。 1835年：年：Chaffee 创制了第一台蒸气加热的双辊机创制了第一台蒸气加热的双辊机 。 1839年：年：Goodyear 发现硫磺对橡胶具有交联作用（橡发现硫磺对橡胶具有交联作用（橡胶

28、工业发展重要的里程碑）。胶工业发展重要的里程碑）。 1910年：英国年：英国Banbury 首创密炼机（首创密炼机（Banbury Mixer） 二十世纪中期：连续混合机，高速混合机。二十世纪中期：连续混合机，高速混合机。1862年：英国年：英国Alexander展出由注射成型制得的梳子、展出由注射成型制得的梳子、伞柄等制品伞柄等制品1869年：英国年：英国Hayatt 制成塞璐珞（硝酸纤维素），其制成塞璐珞（硝酸纤维素），其一出六模具具有主流道、分流道和浇口一出六模具具有主流道、分流道和浇口1932年：德国年：德国Hans Gastrovl发明了有分流梭的料筒发明了有分流梭的料筒1940年：

29、德国年：德国BASF公司发明了螺杆直射注塑法公司发明了螺杆直射注塑法70年代：塑料工业发展的重要历史时期，年代：塑料工业发展的重要历史时期，“以塑代以塑代钢钢”、“以塑代木以塑代木”Rossi-Peakes 螺旋模的流动试验，用标准条件测出塑料螺旋模的流动试验，用标准条件测出塑料流出量和流动长度来反映工艺特性流出量和流动长度来反映工艺特性Gilmore、Spencer在柱塞式注塑机用在柱塞式注塑机用PS研究热塑性塑研究热塑性塑料对可模塑性条件的影响料对可模塑性条件的影响优点优点：机身低，便于操作和维：机身低，便于操作和维修；机器重心低，安装稳定性修；机器重心低，安装稳定性好；制品顶出后可利用其

30、自重好；制品顶出后可利用其自重作用而自动下落，容易实现自作用而自动下落，容易实现自动操作。动操作。缺点缺点：模具安装和嵌件的安放：模具安装和嵌件的安放比较麻烦；占地面积较大。比较麻烦；占地面积较大。适用适用：大、中、小型注射机。：大、中、小型注射机。 卧式注射机卧式注射机注射机注射系统（塑化、注射）锁模系统（开启、闭合模具）模 具（赋予塑料形状和尺寸）由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成。由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成。0.5.4 挤出成型挤出成型技术的发展技术的发展 “挤出”来源于拉丁文“ex”（离去）和“truder”（推） 1795年：年：Bramah 发明的由一个手动的柱塞和

31、机头组成的挤发明的由一个手动的柱塞和机头组成的挤出机出机 1879年：英国年：英国Gray发明第一部螺旋挤出机发明第一部螺旋挤出机 十九世纪末：英国的十九世纪末：英国的Gray和美国的和美国的Royle取得了阿基米德螺取得了阿基米德螺杆挤出机的专利，同一时期，杆挤出机的专利，同一时期，Rowell和和Finlayson 进行了螺进行了螺杆挤出机的第一个理论研究杆挤出机的第一个理论研究 1925年：挤出年：挤出PVC，标志着现代挤出工艺的开端，标志着现代挤出工艺的开端 1935年：德国的年：德国的Troester 制造了第一台专为热塑性塑料的制造了第一台专为热塑性塑料的螺杆挤出机螺杆挤出机 单螺

32、杆挤出机是由一根阿基米德螺杆在加热的料筒中单螺杆挤出机是由一根阿基米德螺杆在加热的料筒中旋转构成的。大小一般用螺杆直径来表示。旋转构成的。大小一般用螺杆直径来表示。双螺杆挤出机双螺杆挤出机指在一根两相连孔道组成指在一根两相连孔道组成截面的料筒内由两根相互啮截面的料筒内由两根相互啮合或相切的螺杆组成的挤出装置。合或相切的螺杆组成的挤出装置。1.4 1.4 制造方法及组成对高分子制造方法及组成对高分子材料性能的影响材料性能的影响 高分子化合物高分子化合物 填充剂（无机物）填充剂（无机物） 低分子物（添加剂）低分子物（添加剂）制造方法制造方法组成组成聚合物的聚合方法聚合物的聚合方法聚合物的反应（聚合

33、物功能化）聚合物的反应（聚合物功能化）合金化合金化高分子合金：指塑料或橡胶经物理共混或化学改性后，高分子合金：指塑料或橡胶经物理共混或化学改性后， 形成的宏观上均相、微观上分离的一类材料形成的宏观上均相、微观上分离的一类材料两种或两种以上各具本身优点的聚合物混合在两种或两种以上各具本身优点的聚合物混合在一起，从而得到性能优异的材料。一起，从而得到性能优异的材料。聚合物并用聚合物并用即聚合物共混，已是高分子科学的发展方向。现即聚合物共混，已是高分子科学的发展方向。现在真正能工业化生产的聚合物只有数十种，而对在真正能工业化生产的聚合物只有数十种，而对高分子的使用要求越来越高，一种聚合物难以满高分子

34、的使用要求越来越高，一种聚合物难以满足所有各方面的要求，即聚合物都各有所长，各足所有各方面的要求，即聚合物都各有所长，各有所短。有所短。 例：塑料强度高，橡胶弹性好，所以考虑并用。例：塑料强度高，橡胶弹性好，所以考虑并用。共混共混并用聚合物的选用：并非任何聚合物都可以相互并用，并用聚合物的选用：并非任何聚合物都可以相互并用，应从以下几方面考虑：应从以下几方面考虑：并用目的并用目的即从制品所要求的性能考虑，是并用的第一即从制品所要求的性能考虑，是并用的第一原则和前提。原则和前提。 例：增韧例：增韧加弹性体到塑料中；加弹性体到塑料中； 增强增强加加塑料到橡胶中；塑料到橡胶中； 提高流动性提高流动性

35、PVC中加中加PS。考虑能否混合考虑能否混合溶解度参数相近的原则，但不能太接近（形溶解度参数相近的原则，但不能太接近（形成的结构不好），应使材料形成亚微观分相成的结构不好），应使材料形成亚微观分相结构，性能才会优异。结构，性能才会优异。 对需要交联的聚合物：共混中交联。对需要交联的聚合物：共混中交联。 例：动态硫化共混型热塑性弹性体。例：动态硫化共混型热塑性弹性体。 考虑配合剂在聚合物中的分布：有些配合剂在某考虑配合剂在聚合物中的分布：有些配合剂在某一种聚合物中易混合。一种聚合物中易混合。例：轮胎。例：轮胎。 考虑会否发生化学反应：有利的要利用（如产生考虑会否发生化学反应：有利的要利用（如产生

36、接枝或共聚），不利的要避免或控制。接枝或共聚），不利的要避免或控制。 现较热门的反应性共混：利用基团，或使其中的一相反应。现较热门的反应性共混：利用基团，或使其中的一相反应。1.5.1 热塑性塑料热塑性塑料-聚乙烯（聚乙烯（PE）（1 1）基本特性）基本特性 是树脂中分子结构最简单的一种，它原料来源丰富，价格是树脂中分子结构最简单的一种，它原料来源丰富，价格低廉，具有优异的电绝缘性和化学稳定性，易于成型加工，并低廉，具有优异的电绝缘性和化学稳定性，易于成型加工，并且品种较多，可满足不同的性能要求。是目前产量最大的树脂且品种较多，可满足不同的性能要求。是目前产量最大的树脂品种，用途极为广泛。品种

37、，用途极为广泛。 分为低密度聚乙烯（分为低密度聚乙烯（LDPE）（高压法）和）（高压法）和 外观：外观：乳白色蜡状物，无味、无臭、无毒，半透的颗粒状乳白色蜡状物，无味、无臭、无毒，半透的颗粒状物料。物料。 1.5 四大通用塑料的性能与成型加工四大通用塑料的性能与成型加工1.5.1 热塑性塑料-PE（2）主要用途）主要用途 可进行吹塑薄膜、挤出涂覆、电线电缆的包覆、注塑和中空可进行吹塑薄膜、挤出涂覆、电线电缆的包覆、注塑和中空成型等成型等 ； 各种瓶、容器和汽油桶等中空制品占各种瓶、容器和汽油桶等中空制品占HDPE总需求量的总需求量的50%以上，以上， HDPE瓶广泛用于食品、化学品、药品、化妆

38、品、洗涤瓶广泛用于食品、化学品、药品、化妆品、洗涤剂等的包装；剂等的包装； 薄膜、管材、电线电缆和各种注塑制品等。薄膜、管材、电线电缆和各种注塑制品等。（3）成型特点）成型特点 成型加工温度较低，熔体粘度低，易于成型加工。成型加工温度较低，熔体粘度低，易于成型加工。LDPE一般在一般在180左右，左右，HDPE一般在一般在220左右，最高成型加工温左右，最高成型加工温度通常不超过度通常不超过280。 1.5.1 PE的成型特点熔融状态下，熔融状态下，PE具有氧化倾向，因而，成型加工中具有氧化倾向，因而，成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间。应尽量减少熔体与空气的接触及在高温

39、下的停留时间。制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。 应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致，以免产生应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致，以免产生内应力，降低制品的力学性能。内应力，降低制品的力学性能。由于结晶，由于结晶，PE熔体冷却后熔体冷却后收缩率较大收缩率较大，一般，一般成型收成型收缩率为缩率为1.5%5.0%。1.5.2 热塑性塑料热塑性塑料-聚丙烯（聚丙烯（PP）（1）基本特性）基本特性 聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更轻。密度仅为明、更轻。密度仅为0.90

40、0.91g/cm。它不吸水，光泽好，易着。它不吸水，光泽好，易着色。色。（2）主要用途）主要用途 聚丙烯可用做各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零聚丙烯可用做各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件件和自行车零件;可作为水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化可作为水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化工容器和其他设备的衬里、表面涂层；可制造盖和本体合一的工容器和其他设备的衬里、表面涂层；可制造盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。1.5.2 PP的成型特点 成型收缩范围及收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向成型收缩范围及收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强；流动性极好，易于成形，热容量大，注射成形模具必须设性强；流动性极好，易于成形，热容量大，注射成形模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路，注意控制成形温度。料温低时方计能充分进行冷却的冷却回路，注意控制成形温度。料温低时方向性明显，尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯成形的适宜模温向性明显，尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯成形的适宜模温为为80C左右，不可低于左右，不可低于50C，否则