塑料成型加工培训教材

第五章塑料成型加工欧阳星深圳大学材料学院塑料成型加工塑料成型加工定义：将塑料原料加工成塑料制品的工艺过程。主要的成型方法如下：注射成型又称注塑成型.挤出成型又称挤塑成型，是热塑性塑料的主要成型之一压缩成型又称压制成型。把上下模安装在压力机的上下模板之间，将塑料原料直接加入型腔内，将模具闭合，塑料在受热受压下充满型腔，固化定型后得到塑料制件压注成型又称传递成型，是热固性塑料的主要成型方法之一。它是将塑料粒料装入模具的加料室内，在加热、受压下熔融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统充满型腔，然后固化成型固相成型使塑料在熔融温度下成型，在成型过程没有明显的流动状态,多用于塑料板材的二次成型加工，如真空成型、压缩空气成型和压力成型等，原多用于薄壁制件成型，先用于制造厚壁制件其它成型吹塑成型、压延成型、浇铸成型、滚塑成型、泡沫成型等塑料成型

塑料成型设备的类型很多，主要有各种模塑成型设备和压延机等。模塑成型设备有挤出机、注射机、浇铸机、中空成型机、发泡成型机、塑料液压机以及与之配套的辅助设备等。生产中应用最广的是挤出机和注射机，其次是液压机和压延机。塑料成型设备德国阿博格Allarounder-U注塑机管材挤出生产线（1）塑料挤出机的功能采用加热加压和剪切等方式，将固态的塑料原料或混合有色母料等助剂、共混树脂或回料的物料变成均匀一致的熔体，并以足够大的压力将熔体送到机头，机头上有形成制品截面的口模，以形成具有固定截面的连续制品。（2）塑料挤出机的工作原理塑料挤出机的主体是一个带有螺杆和内螺纹的机筒结构，原料在一端的料斗进入机筒，然后由旋转的螺杆传送到机筒的另一端。通过在机筒外部的加热器加热以及在塑料和螺杆由于摩擦而产生的摩擦热的作用下，使塑料变软和熔化。挤出机挤出成型技术挤出工艺先将固态的塑料树脂通过适当的方法变成熔体；接着将这种熔体用一定的方法使其成型，制造成为所需要的塑料制品。

挤出工艺主要用来制作薄膜、片材以及挤出吹塑瓶等塑料包装制品，所使用的设备是塑料挤出机。挤出机挤出成型技术第一段，靠靠近加料斗斗，称为加料段，它的功能是是让物料以以一个相对对平稳的速速率进人挤挤出机。第二部分为为压缩段，物料在这段段形成熔体体并且压力力增加。第三部分是是计量段，紧靠着挤出出机出口，，它的主要要功能是使使从塑料挤挤出机挤出出的物物料变为均均匀一致的的熔体。挤出机挤出成成型技术塑料挤出机组组成螺杆挤出机挤出成成型技术用注射成型的的方法可以生生产一些形状复杂的包包装制品，例如周转箱、各种盖子以及其它容器器。注射生产产还用于注射吹塑成型型瓶子的型坯坯的制造。注射成型时，，使用的设备备是注射成型机，简称注射机机。注射机在结构构上很像塑料料挤出机，但但是注射机要要求螺杆能在在机筒里前后后移动。注射成型技术术注射成型工作作原理：塑料在注射机机的机筒里熔熔化。随着螺螺杆的转动，，熔体聚集在在螺杆头部，，产生压力使使螺杆在机筒筒里后移。当当聚集了所需需要量的熔体体时，螺杆停停止旋转，螺螺杆再以机械械方式或液压压为动力向前前迅速移动，，将熔体由喷喷嘴挤出通过过流道注入模模具。当制品品冷却到能够够保持其形状状不变时，模模具沿着分模模线打开，顶顶出制品。注射成型技术术注射成型技术术德国阿博格Allarounder-U注塑机注射成型工作作循环加料合模注射充模保压补缩冷却定型开模清模塑件脱模预塑注射成型技术术注射成型的特特点：优点成型周期短、、生产效率高高、易实现自自动化能成型形状复复杂、尺寸精精确、带有金金属或非金属属嵌件的塑料料制件产品质量稳定定适应范围广到目前为止，，除氟塑料以以外，几乎所所有的热塑性性塑料都可以以用注射成型型的方法成型型。另外，一一些流动性好好的热固性塑塑料也可用注注射成型。注射成型技术术缺点注射设备价格格较高注射模具结构构复杂生产成本高、、生产周期长长、不适合于于单件小批量量的塑件生产产注射成型技术术加料塑化充模保压倒流冷却脱模成型前的准备备注射过程塑件的后处理理注射成型工艺艺退火处理调湿处理原料外观检验验及工艺性能能测定塑料预热和干干燥料筒清洗嵌件预热脱模剂的选用用注射成型技术术注射成型的工工艺参数温度压力时间料筒温度喷嘴温度模具温度——控制塑料的塑塑化和流动影响塑料的流流动和冷却塑化压力（背背压）注射压力重要参数注射成型技术术引言月饼（材料料---面粉）工工具---饼模蜂窝煤（材料料---煤）工具--蜂窝煤模具塑件（材料---塑料）工工具--塑料模具塑料的成型工工艺与成型模模具塑料成型方法法及其模具压注模注射模压缩模吹塑模发泡模搪塑模真空成型模压棍（模）挤出模热压印模彩印模模塑成型法塑料的成型工工艺与成型模模具塑料模具(基本概念2)---是指利用其本本身特定密闭腔体去成型具有一一定形状和尺尺寸的立体形状塑料制品的工工具。模具(基本概念1)：——是指利用其本本身特定形状状去成型具有有一定形状和和尺寸的制品品的工具。模具模具发展概况况:模具我国古代模具具技术已达到到较为先进的的水平我国现代模具具行业发展迅迅猛模具工业是我我国国民经济济的基础产业业，是技术密密集的高技术术行业。模具具是制造过程程中的重要工工艺装备。美国工业界认认为：模具是是美国工业的基石。。日本工业界认认为：模具是是促进社会繁荣荣的动力。模具技术已成成为衡量一个个国家产品制制造水平的重重要标志之一一。模具流变学（Rheology）：主要是研究物物质的变形和和流动的一门门科学。变形：物体受外力时时，内部各部部分的形状和和体积发生变变化，称为变变形。可恢复复原状（可逆逆性）的变形形为弹性变形形（elasticdeformation)，反之则称为为塑形变形（（plasticdeformation)。流动可视为一种可可逆性变形过过程，与流体体本身的粘度度（viscosity）有关。流变学基础流变学基础雷诺准数<2100层流流动。雷诺准数>2500湍流流动。聚合物熔体雷雷诺准数«1，一般在层流流流动。层流：流体流动时形形成互相平行行移动的液层层。剪切速率（rateofshear，Ｄ)：层流各层速度度的不同形成成速度梯度，，称为～。流流动较慢的液液层阻滞流动动较快液层的的运动。剪切力（shearingforce，Ｓ)：使各液层间产产生相对运动动的外力叫剪剪切力，在单单位液层面积积上所需施加加的这种力称称为剪切应力力，简称剪切切力。剪切应力和剪剪切速度是表表征体系流变变性质的两个个基本参数。。流变学基础一、牛顿流体体纯液体和多数数低分子溶液液在层流条件件下剪切应力力Ｓ与剪切速速度Ｄ成正比比，称这牛顿顿粘度定律，，遵循该法则则的液体为牛顿流体（Newtonianfluid）。S=F/A=ηD或D=S/ηD与S关系图称为流流动曲线，从从上公式可知知牛顿流体流流动曲线呈直直线关系，且且直线经过原原点。粘度与与剪切速度无无关。流变学基础流体分类二、非牛顿流流体大多数液体如如高分子溶液液、胶体溶液液、软膏以及及固－液的不不均匀体系的的流动均不遵遵循牛顿定律律，称之为非非牛顿流体，，此各物质的的流动现象称称为非牛顿流流动。流变学基础流变学基础流体分类按粘度对剪切切速率的依赖赖性来分类。。非牛顿流动动分为塑性流流动（宾汉流流体）、假塑塑性流动和膨膨胀流动。塑性流体（宾宾汉流体）与牛顿流体区区别在于应力力必须大于f值，才开始流流动，流动后后又与牛顿流流体相同。流变学基础f——屈服值假塑性流动与塑性流动区区别是无屈服服值，剪切变变稀。膨胀流动与假塑性流动动的相反过程程同样无屈服服值过原点。。流变学基础流变学基础非牛顿流体分分类（按有无弹性性效应和时间间关系分）流变学基础聚合物聚集态态对应相应的的加工方法流变学基础某些加工方法法适宜的熔融融指数值加工方法产品所需[MI]加工方法产品所需[MI]挤出成型管材<0.1瓶（高级）1~2片材、瓶0.1~0.5胶片9~15薄壁管注射成型模压制件1~2电线电缆0.1~1薄壁制件3~6薄片0.5~1涂布涂覆纸9~15单丝真空成型制件0.2~0.5多股丝或纤维≈1流变学基础热塑性塑料的的熔体粘度约约在l0~107Pa.S范围。与剪切切速率相对应应的聚合物液液体表观粘度度ηa的数值，一般般情况下注射射和挤出约为为10~104Pa.S，超过104~105Pa.S时挤出就变得得非常困难。。对于那些粘粘度很高(超过104~105Pa.S)的聚合物可采采用某些特殊殊方法成型；；而表观粘度度低于10Pa.S以下的聚合物物则可用压延延、模压方法法成型，比10Pa.S更低粘度的聚聚合物可用铸铸塑、浸渍或或刮涂技术，，例如粘度约约为1Pa.S的塑料溶胶，，由于粘度很很低，可用搪搪塑或刮涂等等方法生产模模制品或涂层层制品。流变学基础主要成型加工工方法的剪切切速率范围加工方法剪切速率，秒-1加工方法剪切速率，秒-1模压1~10纤维纺丝