塑料成型及模具设计2

塑料成型及模具设计中国矿业大学材料科学与工程学院2013年8月问题：1.什么是模具？什么是塑料模具？2.塑件成型加工的三要素是什么？一、树脂和塑料1.1塑料概论略二、塑料的成分塑料

——树脂＋添加剂1.树脂作用：塑料的主要成分决定塑料的类型和基本性能胶粘其它成分材料赋予塑料可塑性和流动性1.1塑料概论二、塑料的成分2.添加剂⑴填充剂（填料）重要的但非必不可少的成分作用：减少树脂用量，降低塑料成本；改善塑料某些性能，扩大塑料的应用范围。1.1塑料概论二、塑料的成分2.添加剂⑴填充剂（填料）分类：按化学性能可分为有机填料无机填料按形状可分为：粉状纤维状层状（片状）1.1塑料概论二、塑料的成分2.添加剂⑵增塑剂能够增加塑料的可加工性、延展性和膨胀性的物质；它是能与树脂相溶的、不易挥发的高沸点有机化合物。常用的增塑剂是液态或低熔点固体有机物。主要有甲酸脂类、磷酸酯类和氯化石蜡等。1.1塑料概论作用：二、塑料的成分2.添加剂⑵增塑剂提高塑性、流动性和柔软性；降低刚性和脆性；改善塑料的工艺性能和使用性能。1.1塑料概论二、塑料的成分2.添加剂⑶稳定剂凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。可分为以下三种：它的主要作用就是抑制或防止树脂在加工或使用过程中受热而降解。它的主要作用是阻止树脂在光的作用下降解（塑料变色、力学性能下降等等）。延缓或抑制塑料氧化速度。热稳定剂：光稳定剂：抗氧化剂：1.1塑料概论二、塑料的成分2.添加剂⑷润滑剂为防止塑料在成型过程中粘模，减少塑料对模具的摩擦，改善塑料的流动性，提高塑件表面的光泽度而加入的添加剂。1.1塑料概论二、塑料的的成分2.添加剂剂⑸着色剂起装饰美观的作用，某某些着色剂剂还能提高高塑料的光稳定性、热稳定性和耐候性。分类颜料染料有机颜料无机颜料1.1塑塑料概论二、塑料的的成分2.添加剂剂⑸着色剂特点：无机颜料：着色能力力、透明性性、鲜艳性性较差，但耐光性、、耐热性、、化学稳定定性较好，，不易褪色色。染料：色彩鲜艳、、颜色齐全全，着色能能力、透明明性好。性性能与无机机颜料相反反。1.1塑塑料概论二、塑料的的成分2.添加剂剂⑸着色剂有机颜料的特性介于无机颜料和染料之间。还有阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、防腐剂和加工助剂等等并非每种塑料都要加入全部的添加剂，根据塑料品种和需求有选择性的加入某些添加剂在塑料工业中着色剂多采用颜料1.1塑塑料概论添加剂作用常用的各种添加剂含量填充剂（填料）调整塑料的物理化学性能提高材料强度减少合成树脂的用量降低塑料成本木粉、纸、棉屑、硅石、硅藻土、云母、石棉、石金属粉、玻璃纤维、和碳纤维等20%~50%增塑剂提高塑件的可塑性和柔软性但会降低塑件的稳定性、介电性和机械强度不易挥发的高沸点的液体有机化合物或低熔点的固体有机化合物稳定剂抑制和防止塑料在加工和使用过程中因受热、光及氧等作用而分解变质硬脂酸盐、铅的化合物及环氧化合物0.3%~0.5%润滑剂防止塑料在成型加工过程中粘附在模具上提高塑件的流动性硬脂酸及其盐类1%着色剂有机颜料、无机盐料、染料0.01%~0.02%固化剂促使合成树脂进行交联反应或加快交联反应速度添加剂的性性能1.1塑塑料概论三、塑料的的分类1．按塑料料的物理化化学性能分分：——指在在特定温度度范围内能能反复加热热软化和冷冷却硬化的的塑料，其其分子结构构是线型或支链型结构。(变化过程可可逆)热塑性塑料线型、支链链型结构1.1塑塑料概论——在受热或其其它条件下下能固化成成不熔不溶溶性物质的的塑料，，其分子结结构最终为为体型结构。（变化过程不不可逆）三、塑料的的分类1．按塑料料的物理化化学性能分分：热固性塑料体型结构1.1塑塑料概论成型前,塑料中树脂分子结构使制品固化定型模具温度条件成型后,塑料中树脂分子结构成型过程中树脂所发生的变化制品的熔化,溶解性能塑料的使用性常采用的成型方法热塑性塑料线型或支链状线型聚合物分子冷却基本与成型前的相同物理变化（可能有少量分解或交链现象发生）可熔化可溶解反复多次使用（可回收废料）注射、挤出、吹塑等热固性塑料线型聚合物分子加热（提供交联反应温度转变为体型分子既有物理变化，又有化学变化。有低分子析出既不可熔化，也不可溶解一次性使用，因成型过程不可逆压缩或压注。有的品种可以采用注射三、塑料的的分类1.1塑塑料概论热塑性塑料料与热固性性塑料有关关成型方面面的区别——一般指具有有特种功能能（如耐热热、自润滑滑等）应用用于特殊要要求的塑料料。——一般指能承承受一定的的外力作用用，并有良良好的机械械性能和尺尺寸稳定性性，在高、、低温下仍仍能保持其其优良性能能，可以作作为工程结结构件的塑塑料。——一般指产量量大、用途途广、成型型性好、价价廉的塑料料。三、塑料的的分类2．按塑料料的用途分分：特种塑料工程塑料通用塑料1.1塑塑料概论三、塑料的的分类1.1塑塑料概论四、塑料的的特性1.质轻、、比强度高高。2.优异的的电绝缘性性能。3.优良的的化学稳定定性能。4.减摩、、耐磨性能能好。5.透光及及防护性能能。6.减震、、消音性能能优良。1.1塑塑料概论五、常用塑料料的性能与用用途（自学）塑料的性能使用性能工艺性能体现塑料的使用价值体现塑料的成型性能1.1塑料料概论思考与练习：：1.塑塑料料与与树树脂脂的的关关系系？？2.塑塑料料的的成成分分有有哪哪些些，，各各自自作作用用如如何何？？3.塑塑料料按按物物理理化化学学性性质质可可分分为为几几种种？？4.热热塑塑性性塑塑料料和和热热固固性性塑塑料料的的主主要要区区别别？？5.合合成成树树脂脂与与天天然然树树脂脂的的区区别别？？6.塑塑料料按按性性能能及及用用途途分分可可分分为为？？1.1塑塑料料概概论论一、、聚聚合合物物分分子子的的结结构构特特点点固态态聚聚合合物物按照照分分子子排排列列的的几几何何特特征征分分为为：：结晶晶型型无定定形形1.2注注射射成成型型理理论论基基础础一、、聚聚合合物物分分子子的的结结构构特特点点固态态聚聚合合物物结晶晶型型结晶晶度度：：如果果聚聚合合物物分分子子结结构构简简单单，，主主链链上上带带有有的的侧侧基基体体积积小小、、对对称称性性高高，，分分子子间间作作用用力力大大，，则则有有利利于于结结晶晶，，否否则则；；仅仅是是线线型型和和含含交交联联不不多多的的体体型型聚聚合合物物；；1.2注注射射成成型型理理论论基基础础一、、聚聚合合物物分分子子的的结结构构特特点点固态态聚聚合合物物结晶晶型型性能能：：使聚聚合合物物的的强强度度、、硬硬度度、、刚刚度度及及熔熔点点、、耐耐热热性性和和耐耐化化学学性性等等提提高高，，但但有有关关链链运运动动的的弹弹性性、、伸伸长长率率和和冲冲击击强强度度下下降降；；无定定形形：：远程程无无序序，，近近程程有有序序；；1.2注注射射成成型型理理论论基基础础二、、聚聚合合物物的的热热力力学学性性能能1.聚聚合合物物的的物物理理状状态态定义－聚合物在不不同温度下下所表现出出来的分子子热运动特特征；分类：玻璃态高弹态粘流态1.2注注射成型理理论基础二、聚合物物的热力学学性能1.聚合物物的物理状状态图θg－玻璃化温度度θb－脆化温度θf－θd－热分解温度度1.2注注射成型理理论基础完全线性无无定形二、聚合物物的热力学学性能1.聚合物物的物理状状态（热塑性聚合合物）θf－θd(熔点）θb～θd之间不呈高高弹态区别－θb～θd之间使用，，扩大使用用范围，但但成型较困困难。思考：体型聚合物物如何？1.2注注射成型理理论基础二、聚合物物的热力学学性能1.聚合物物的物理状状态（线性无定形形）常用聚合物物的热分解解温度聚合物θd/℃聚合物θd/℃聚乙烯PE335～450聚酰胺PA-6310～380聚丙烯PP328～410聚酰胺PA-66310～380聚氯乙稀PVC200～300聚甲基丙烯酸甲酯PMMA170～300聚苯乙烯PS300～400聚甲醛POM2221.2注注射成型理理论基础二、聚合物物的热力学学性能1.聚合物物的物理状状态（线性无定形形）1.2注注射成型理理论基础热塑性塑料料在不同状状态下的物物理性能及及加工工艺艺性能状态玻璃态高弹态粘流态温度＜TgTg～TfTf～Td分子状态分子纠缠为无规则线团或卷曲状分子链展开、链段运动高分子链运动，彼此滑移工艺状态坚硬的固态高弹性固态塑性状态或高粘滞状态加工可能性机械加工（挫、锯、车、铣）弯曲、吹塑、拉伸、真空成形、冲压等注射、挤出、压延、模压等三、聚合物物的流变学学性质1.牛顿流流动规律雷诺系数Re：层流（2100）紊流公式：τ＝ηγ牛顿粘度切应力剪切速率1.2注注射成型理理论基础三、聚合物物的流变学学性质1.牛顿流流动规律公式：τ＝ηγ牛顿流动规规律液体自身固固有的属性性，反映液液体的粘度度，表征液液体抵抗外外力引起变变形的能力力，与分子子结构和温温度有关；；1.2注注射成型理理论基础三、聚合物物的流变学学性质1.牛顿流流动规律公式：τ＝ηγ牛顿流体：：应变随应力力作用的时时间线性增增加，且粘粘度保持不不变（定温温），应变变具有不可可逆性质，，应力解除除后应变以以永久变形形保持下来来。1.2注注射成型理理论基础三、聚合物物的流变学学性质2.指数流流动规律非牛顿流体公式：τ＝Kγn粘度系数非牛顿指数数或τ＝ηaγ表观粘度非牛顿液体体在外力作作用下抵抗抗剪切变形形的能力ηa＝Kγn－1流动方程流变方程1.2注注射成型理理论基础三、聚合物物的流变学学性质2.指数流流动规律公式：τ＝Kγnn=1,K=ηn＜1n＞1牛顿流体假塑性液体体膨胀性液体体1.2注注射成型理理论基础ηa＝Kγn－1三、聚合物物的流变学学性质2.指数流流动规律不同类型流流体的流变变曲线：反映不同类类型流体的的表观粘度度ηa与剪切速率率γ的关系；1.2注注射成型理理论基础ηa＝Kγn－1三、聚合物物的流变学学性质3.假塑性性液体的流流变学性质质n为0.25～0.67图1.7变形和流动动所需的切切应力随剪剪切速率变变化，并呈呈指数规律律增大；变形和流动动所受到的的粘滞阻力力随剪切速速率变化，，并呈指数数规律减小小；“剪切稀化化”1.2注注射成型理理论基础三、聚合物物的流变学学性质4.影响聚聚合物流变变学性质的的因素聚合物结构构对粘度的的影响分子结构相对分子质质量分布相对分子质质量1.2注注射成型理理论基础三、聚合物物的流变学学性质4.影响聚聚合物流变变学性质的的因素聚合物结构构对粘度的的影响分子结构：：大分子链柔柔顺性较大大的聚合物物，非牛顿顿性强；而而链的刚硬硬性和分子子间吸引力力较大聚合合物则非牛牛顿性减弱弱；大分子中存在在支链且支链链长度越大，，支化程度越越高，粘度增增大，流动性性降低；1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质4.影响聚合合物流变学性性质的因素聚合物结构对对粘度的影响响相对分子质量量：相对分子质量量大，大分子子链段会有所所加长，大分分子链重心移移动减慢，链链的柔顺性加加大，缠结点点增多，解缠缠、伸长和滑滑移困难，需需要较大的切切变速率和作作用时间，熔熔体粘度和粘粘度对切变敏敏感性都增大大。增塑剂？1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质4.影响聚合合物流变学性性质的因素聚合物结构对对粘度的影响响相对分子质量量分布：定义：聚合物内大分分子之间相对对分子质量的的差异；差异异越大分布越越宽；一般如果平均均相对分子质质量相同，则则相对分子质质量分布较宽宽时，聚合物物熔体粘度较较小，非牛顿顿性较强；实际应用？1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质4.影响聚合合物流变学性性质的因素聚合物结构对对粘度的影响响助剂：一般聚合物中中添加助剂后后，大分子之之间的相互作作用力会发生生变化，熔体体粘度也将发发生改变；在各种添加剂剂中，增塑剂剂和润滑剂最最能明显地降降低熔体粘度度，而多数填填充剂则提高高粘度；1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质4.影响聚合合物流变学性性质的因素温度对粘度的的影响图1.8温度升高，体体积膨胀，大大分子之间的的自由空间随随之增大，彼彼此间范德华华力减小，有有利于大分子子变形和流动动，粘度下降降。1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质4.影响聚合合物流变学性性质的因素温度对粘度的的影响任何聚合物在在成型温度下下长期受热时时，都会产生生不同程度的的降解，导致致粘度下降；；制定成型工艺艺时，必须考考虑聚合物在在机筒内的塑塑化时间以及及注射时间长长短。一般聚合物粘粘度对温度的的敏感性比对对切变速率强强烈，但这并并不意味着任任何情况下都都能通过升温温来降低粘度度或提高流动动性。1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质4.影响聚合合物流变学性性质的因素压力对粘度的的影响聚合物熔体在在成型压力增增大时，熔体体所受的静压压力也会随之之提高，而且且伴随熔体的的体积收缩，，其粘度也有有所提高；1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质4.影响聚合合物流变学性性质的因素如何综合考虑虑生产的的经经济性、设备备和模具的可可靠性以及制制品的质量等等因素，以确确保成型工艺艺能有最佳的的注射压力和和注射温度。。21345切变速率粘度各种因素对聚聚合物熔体粘粘度的影响1－温度；2－压力；3－相对分子子质量；4－填充剂；；5－增塑剂或或溶剂1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质5.热塑性聚聚合物流变曲曲线的应用1）根据流变变曲线确定合合理的工艺参参数大多数熔体虽虽然具有一定定的假塑性性性质，但在较较低和较高的的切变速率范范围内，粘度度的变化梯度度不同；1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质5.热塑性聚聚合物流变曲曲线的应用2）根据流变变曲线采用低低温充模工艺艺提高制品质量量和缩短成型型周期降低熔体温度度、提高切变变速率的措施施调整注塑速度度或改变浇口口截面尺寸1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质5.热固性聚聚合物的流变变学性质特征：不仅有物理变变化而且有化化学变化即粘粘度随交联反反应而变化；；通常，热固性性聚合物成型型时的粘度仍仍与切变速率率有关，但关关系已不大，，对粘度的主主要影响来自自交联反应速速度，即聚合合物体系内产产生的体型结结构数量；1.2注射射成型理论基基础三、聚合物的的流变学性质质5.热固性聚聚合物的流变变学性质温度对粘度的的影响具有阶阶段性：θ<θjc:温度影响占主主θ<θjc：：化学交联反应应占主1.2注射射成型理论基基础应用：注射成型时，，模具温度和和机筒温度不不同；三、聚合物的的流变学性质质5.热固性聚聚合物的流变变学性质剪切作用对粘粘度和流动性性有影响：提高切应力可可使切变速率率增大，将增增加体系内活活性分子间的的碰撞机会并并产生较大的的摩擦热，同同时导致交联联反应活化能能降低，于是是交联反应速速度加快，粘粘度增大，流流动性随之降降低。1.2注射射成型理论基基础四、聚合物熔熔体在成型过过程中的流动动状态1.熔体在圆圆形导管内的的流动图1。10体积流量qv压力损失Δp[nπR3(τw/K)1/n]/(n+1)ηa8Lqv/(πR4)1.2注射射成型理论基基础四、聚合物熔熔体在成型过过程中的流动动状态2.在扁形导导槽内的流动动图1。11流动规律方程程式：Δp＝ηa(12Lqv/wh3)1.2注射射成型理论基基础(hΔp)/2L=K(6qv/wh2)四、聚合物熔熔体在成型过过程中的流动动状态3.成型过程程中的流动状状态分析流动过程三个个区段：旋转螺杆与料料筒之间：输送、压缩缩和熔融塑化化、贮存；喷嘴、主流道道、分流道、、浇口；在模具型腔内内流动、相变变和固化；1.2注射射成型理论基基础四、聚合物熔熔体在成型过过程中的流动动状态3.成型过程程中的流动状状态分析第二区段流动动分析：影响压力损失失Δp因素体积流量qv流动距离L流道截面尺寸寸表观粘度大浇口上限；；小浇口极限限尺寸；升高熔体温度度，提高剪切切速率；1.2注射射成型理论基基础四、聚合物熔熔体在成型过过程中的流动动状态4.速度分布布与端末效应应图1。13速度分布：流体在圆管内内的速度分布布在管中心最最大，向管壁壁逐渐减小，，在管壁处为为零；1.2注射射成型理论基基础四、聚合物熔熔体在成型过过程中的流动动状态4.速度分布布与端末效应应端末效应：入口效应:Le=(0.03～0.05)DRe聚合物由大截截面进入小截截面流道时，，将会在小截截面流道的入入口处产生收收敛性流动。。1.2注射射成型理论基基础这种收敛流动动不仅会使熔熔体产生很大大弹性变形、、并消耗相当当大的流动压压力，而且还还会使熔体在在一定长度小小截面流道内内发生紊流，，称为聚合物入口效效应；四、聚合物熔熔体在成型过过程中的流动动状态4.速度分布布与端末效应应端末效应：入口效应:目的：1）必要时避避免或减小入入口效应，保保证制品成型型质量；2）确确定注注射压压力时时计入入由入入口效效应而而引起起的压压力损损耗；；1.2注注射成成型理理论基基础离模膨膨胀：：四、聚聚合物物熔体体在成成型过过程中中的流流动状状态4.速速度分分布与与端末末效应应端末效效应：：Ds/D=0.87(牛顿顿流体体），，＞0.87(假假塑性性流体体）膨胀比比Df/D;当聚合合物熔熔体流流出通通道或或浇口口时，，熔流流发生生体积积膨胀胀的现现象；；1.2注注射成成型理理论基基础四、聚聚合物物熔体体在成成型过过程中中的流流动状状态4.速速度分分布与与端末末效应应对制件件影响响：产品变变形和和扭曲曲，降降低尺尺寸稳稳定性性，产产生内内应力力，降降低物物理和和力学学性能能；措施：：增加管管子和和口模模的平平直部部分长长度；；降低成成型时时压力力和提提高成成型温温度；；对挤出出物加加以适适当速速度的的牵引引或拉拉伸等等；1.2注注射成成型理理论基基础5.失失稳流流动和和熔体体破裂裂五、聚聚合物物熔体体在成成型过过程中中的物物理和和化学学变化化1.成成型过过程中中聚合合物的的结晶晶结晶度度:结晶区区在聚聚合物物中所所占的的重量量百分分数；；温度区区间：：晶胚：：某一局局部温温度的的分子子链已已成为为有序序排列列，且且大小小已能能使晶晶体自自发生生长；；θm～θg过冷度度：Δθ＝＝θ-θm总生长长速率率受晶核核生成成和晶晶体生生长速速率共共同制制约，，开始始慢，，然后后很快快达到到极大大值，，随后后逐渐渐减慢慢为零零；1.2注注射成成型理理论基基础五、聚聚合物物熔体体在成成型过过程中中的物物理和和化学学变化化1.成成型过过程中中聚合合物的的结晶晶结晶倾倾向聚聚合物物，会会不会会出现现晶形形结构构成型时时冷却却速度度晶形结结构的的结晶晶度有有多大大，各各部分分结晶晶情况况是否否一致致冷却条条件控控制结晶度度能影影响塑塑件性性能，，工业业上采采取措措施热处理理1.2注注射成成型理理论基基础五、聚聚合物物熔体体在成成型过过程中中的物物理和和化学学变化化2.成成型过过程中中的取取向作作用分类流动取取向－聚合物物熔体体的大大分子子及其其添加加物在在剪切切流动动过程程中沿沿着运运动方方向排排列；；拉伸取取向－在拉伸伸力的的作用用下，，大分分子或或微晶晶等结结构沿沿受力力方向向排列列；定义：：聚合物物大分分子及及其链链段或或结晶晶聚合合物的的微晶晶粒子子在应应力作作用下下形成成的有有序排排列；；动画1.2注注射成成型理理论基基础五、聚聚合物物熔体体在成成型过过程中中的物物理和和化学学变化化2.成成型过过程中中的取取向作作用注射、、压注注成型型中聚聚合物物分子子的流流动取取向图1。。16聚合物物在型型腔中中的流流动是是一种种剪切切流动动；取向的的同时时存在在着解解取；；1.2注注射射成成型型理理论论基基础础单轴轴取取向向多轴轴取取向向五、、聚聚合合物物熔熔体体在在成成型型过过程程中中的的物物理理和和化化学学变变化化2.成成型型过过程程中中的的取取向向作作用用注射射、、压压注注成成型型中中聚聚合合物物分分子子的的流流动动取取向向聚合合物物熔熔体体在在模模腔腔中中的的取取向向程程度度图1。。17浇口口处处取取向向程程度度最最大大（（流流动动压压力力、、薄薄壳壳层层厚厚度度））；；1.2注注射射成成型型理理论论基基础础五、、聚聚合合物物熔熔体体在在成成型型过过程程中中的的物物理理和和化化学学变变化化2.成成型型过过程程中中的的取取向向作作用用注射射、、压压注注成成型型的的塑塑件件中中固固体体填填料料的的流流动动取取向向图1。。15具有有方方向向性性？？1.2注注射射成成型型理理论论基基础础五、、聚聚合合物物熔熔体体在在成成型型过过程程中中的的物物理理和和化化学学变变化化2.成成型型过过程程中中的的取取向向作作用用取向向对对聚聚合合物物性性能能的的影影响响：：非结结晶晶聚聚合合物物：：各向向异异性性；结晶晶聚聚合合物物：其取取向向是是连连接接晶晶片片的的微微丝丝分分子子束束链链段段伸伸直直的的结结果果，，力力学学强强度度和和密密度度都都能能在在取取向向方方位位提提高高，，弹弹性性和和塑塑性性也也会会改改善善，，但但伸伸长长率率下下降降；；聚合合物物取取向向后后的的各各向向异异性性程程度度，，与与取取向向时时流流动动性性质质有有关关；；1.2注注射射成成型型理理论论基基础础五、、聚聚合合物物熔熔体体在在成成型型过过程程中中的的物物理理和和化化学学变变化化2.成成型型过过程程中中的的取取向向作作用用注射射成成型型时时影影响响取取向向的的因因素素：：1））温温度度：：熔熔体体温温度度和和模模具具温温度度升升高高使使取取向向程程度度下下降降；；2））注注射射压压力力和和保保压压力力：：，，3））浇浇口口冻冻结结时时间间：：5））充充模模速速度度：：快速速充充模模：：表表层层强强内内部部弱弱；；慢速速充充模模：：1.2注注射射成成型型理理论论基基础础4））模模具具温温度度：：五、、聚聚合合物物熔熔体体在在成成型型过过程程中中的的物物理理和和化化学学变变化化3.成成型型过过程程中中聚聚合合物物的的降降解解降解解或或裂裂解解：：聚合合物物相相对对分分子子量量降降低低的的现现象象；；降解解实实质质：：大大分分子子链链发发生生了了结结构构变变化化（（断断链链、、交交联联、、侧侧基基的的变变化化等等））；；降解解结结果果：：塑塑件件强强度度下下降降、、变变色色、、变变脆脆、、发发粘粘、、出出现现气气泡泡和和流流纹纹等等；；塑塑件件外外观观变变坏坏，，内内在在质质量量降降低低。。1.2注注射成成型理论论基础五、聚合合物熔体体在成型型过程中中的物理理和化学学变化3.成型型过程中中聚合物物的降解解降解的种种类：⑴热降解解；⑵氧化降降解；⑶水降解解；⑷应力降降解1.2注注射成成型理论论基础五、聚合合物熔体体在成型型过程中中的物理理和化学学变化3.成型型过程中中聚合物物的降解解防止措施施：1)严格格控制原原材料的的技术指指标和使使用合格格的原材材料；2)使用用前对聚聚合物进进行严格格的干燥燥；如易吸附附水分的的聚酯、、聚醚和和聚酰胺胺等应使使水分含含量小于于0.01～0.05%；；1.2注注射成成型理论论基础五、聚合合物熔体体在成型型过程中中的物理理和化学学变化3.成型型过程中中聚合物物的降解解防止措施施：3)确定定合理的的加工工工艺和加加工条件件图1。181.2注注射成成型理论论基础五、聚合合物熔体体在成型型过程中中的物理理和化学学变化3.成型型过程中中聚合物物的降解解防止措施施：4)使用用附加剂剂如抗氧化化剂、稳稳定剂等等；例外：如通过辊辊压或共共挤作用用使聚合合物之间间或两种种聚合物物单体之之间进行行接枝或或嵌段聚聚合配制制共聚物物，以改改良聚合合物性能能；1.2注注射成成型理论论基础五、聚合合物熔体体在成型型过程中中的物理理和化学学变化3.成型型过程中中聚合物物的降解解防止措施施：5)成型型设备和和模具应应有良好好的结构构状态如与聚合合物接触触的部位位不应有有死角或或缝隙，，流道长长度要适适中，加加热和冷冷却系统统应有灵灵敏度高高的显示示装置，，保证良良好的温温度控制制和冷却却速度。。1.2注注射成成型理论论基础五、聚合合物熔体体在成型型过程中中的物理理和化学学变化3.成型型过程中中聚合物物的降解解常用聚合合物的分分解温度度与成型型温度聚合物热分解温度成型温度聚合物热分解温度成型温度聚苯乙烯PS310170～250聚丙烯PP300200～300聚氯乙稀PVC170150～190聚甲基丙烯酸甲酯PMMA280180～240聚碳酸酯PC380270～320聚酰胺PA-6360230～290氯化聚醚CPS290180～270聚甲醛POM220～240195～2201.2注注射成成型理论论基础五、聚合合物熔体体在成型型过程中中的物理理和化学学变化4.成型型过程中中聚合物物的交联联交联：聚合物在在成型过过程中形形成三维维网状结结构的反反应；交联反应应主要发发生在热热固性聚聚合物的的成型过过程中，，且通常常采用压压缩、压压注和层层压成型型；体型聚合合物在机机械强度度、耐热热性、耐耐溶剂性性、化学学稳定性性和塑件件形状稳稳定性方方面比线线型好；；1.2注注射成成型理论论基础五、聚合合物熔体体在成型型过程中中的物理理和化学学变化4.成型型过程中中聚合物物的交联联“硬化””、“熟熟化”、、“过熟熟”、““欠熟””。交联反应应：交联度：：已经发生生作用的的基团和和反应活活点对原原有基团团或反应应活点的的比值；；交联反应应很难完完全进行行；1.2注注射成成型理论论基础1.3塑塑料成成型的工工艺性能能(自学学)一、热塑塑性塑料的工工艺性能能1.收缩缩性塑件从塑塑模中取取出冷却却到室温温后，塑塑件的各各部分尺尺寸都比比原来在在塑模中中的尺寸寸有所缩缩小，这这种性能能称为收缩性。成型收缩缩的形式式：⑴塑件的的线尺寸寸收缩⑵收缩方方向性⑶后收缩缩动画影响收缩缩的基本本因素：⑴塑料品品种⑵塑件结结构⑶模具结结构⑷成型条条件一、热塑塑性塑料的工工艺性能能1.收缩缩性收缩率的的计算：可用以下下公式来来表示。。1.3塑塑料成成型的工工艺性能能一、热塑塑性塑料的工工艺性能能1.收收缩性性式中：：──实实际际收缩缩率（（%））──计计算算收缩缩率（（%））a───塑塑件件在成成型温温度时时的单单向尺尺寸（（mm）b———塑塑件件在室室温下下的单单向尺尺寸（（mm）c———塑塑模模在室室温下下的单单向尺尺寸（（mm）1.3塑塑料成成型的的工艺艺性能能一、热热塑性性塑料的的工艺艺性能能2.流流动性性塑料在在一定定温度度与压压力下下填充充型腔腔的能能力称称为流动性性。流动性性好、、流动动性中中等、、流动动性差差分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的塑料流动性就好。常用塑料根据它的流动性可分为三类：1.3塑塑料成成型的的工艺艺性能能凡促使使熔融融料降降低温温度，，增加加流动动性阻阻力的的则流流动性性就降降低。。一、热热塑性性塑料的的工艺艺性能能2.流流动性性影响流流动性性的主主要因因素：：模具结构

压力

温度

料温高高则流流动性性增大大，但但不同同塑料料也各各有差差异。。注塑压压力增增大则则熔融融料受受剪切切作用用大，，流动动性也也增大大。1.3塑塑料成成型的的工艺艺性能能一、热热塑性性塑料的的工艺艺性能能3.结结晶性性所谓结晶现现象即为塑塑料由由熔融融状态态到冷冷凝时时，分分子由由独立立移动动，完完全处处于无无次序序状态态，变变成分分子停停止自自由运运动，，按略略微固固定的的位置置，并并有一一个使使分子子排列列成为为正规规模型型的倾倾向的的一种种现象象。结晶型型塑料料非结晶晶型（（又称称无定定形））塑料料1.3塑塑料成成型的的工艺艺性能能一、热热塑性性塑料的的工艺艺性能能3.结结晶性性无定形料为透明（如有机玻璃等）

一般结晶性塑料为不透明或半透明

例外：：聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性ABS为无定形塑料但却并不透明1.3塑塑料成成型的的工艺艺性能能一、热热塑性性塑料的的工艺艺性能能3.结结晶性性结晶型型塑料料在模具具设计计及选选择注注塑机机时的的要求求及注注意事事项:冷速快时,结晶度低。料温上升到成形温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备。粘流态与固态密度差大,收缩大,易生产缩孔和气泡冷凝时放出热量大，要充分冷却。1.3塑塑料成成型的的工艺艺性能能——有有的的塑料料（如如聚碳碳酸酯酯）即即使含含有少少量水水分，，在高高温、、高压压下也也会发发生分分解，，这种种性能能称为为水敏性性。——对对热热较为为敏感感，在在高温温下受受热时时间较较长或或进料料口截截面过过小，，剪切切作用用大时时，料料温增增高易易出现现变色色、降降解、、分解解的倾倾向。。这种种性能能称为为热敏性性。4.热热敏性性及水水敏性性热敏性性一、热热塑性性塑料的的工艺艺性能能水敏性性1.3塑塑料成成型的的工艺艺性能能5.吸吸湿性性一、热热塑性性塑料的的工艺艺性能能吸湿性性据此，，塑料料大致致可分分为以以下两两种：：不吸水也不易粘附水分吸湿、粘附水分聚酰胺胺、聚聚碳酸酸酯、、ABS、、聚苯苯醚、、聚砜砜聚乙烯烯、聚聚丙烯烯——塑塑料料对水水分的的亲疏疏程度度1.3塑塑料成成型的的工艺艺性能能——是是指有有些塑塑料对对应力力比较较敏感感，成成型后后不仅仅容易易产生生内应应力，，质脆脆易裂裂，而而且会会在外外力作作用下下或在在溶剂剂作用用下即即发生生开裂裂的现现象；；应力开开裂一、热热塑性性塑料的的工艺艺性能能6.应力开开裂及及熔体体破裂裂措施:⑴添加加助剂剂;⑵塑件件的工工艺性性和模模具结结构方方面1.3塑塑料成成型的的工艺艺性能能熔体破裂——是是指当一定定融熔指数数的聚合物物熔体，在在恒温下通通过喷嘴孔孔时当流速速超过某一一数值时，，熔体表面面即发生横横向裂纹；；一、热塑性性塑料的工艺艺性能6.应力开裂及及熔体破裂裂措施:⑴选用熔体体指数较大大的物料⑵适当增大大喷嘴流道道和浇口的的截面积;⑶降低注射射温度,提提高熔体温温度1.3塑塑料成型的的工艺性能能一、热塑性性塑料的工艺艺性能——指两两种或两种种以上不同同品种的塑塑料，在熔熔融状态下下不产生相相分离现象象的能力。。7.相容性(共共混性)相容性不同塑料的的相容性与与其分子结结构有关:⑴分子结构构相似者较较易相容高压聚乙烯烯、低压聚聚乙烯、聚聚丙烯⑵分子结构构不同时较较难相容聚乙烯和聚聚丙烯1.3塑塑料成型的的工艺性能能8.塑料状状态与加工工性注射成型薄膜吹塑成成型挤出成型压延成型中空成型真空和压力力成型熔融纺丝成成型一、热塑性性塑料的工艺艺性能1.3塑塑料成型的的工艺性能能熔融纺丝成成型1.3塑塑料成型的的工艺性能能薄膜吹塑成成型用于吹塑PP（聚丙丙烯）、HDPE（（高密度聚聚乙烯）、、LDPE（低密度度聚乙烯））、LLDPE（线线性低密度度聚乙烯））等塑料薄薄膜，透明明，有光泽泽、不透气气且无毒，，广泛应用用于服装、、食品、纺纺织品、日日用品、及及其它商业业或工业用用的包装。。1.3塑塑料成型的的工艺性能能挤出成型挤出成型是是借助螺杆杆或柱塞的的挤压作用用，使受热热熔化的聚聚合物材料料在压力推推动下，强强行通过口口模而成为为具有恒定定截面的连连续型材的的一种成型型方法。1.3塑塑料成型的的工艺性能能压延成型将已经塑化化的接近粘粘流温度的的聚合物材材料通过一一系列相向向旋转着的的水平辊筒筒间隙，使使物料承受受挤压和延延展作用，，成为具有有一定厚度度、宽度与与表面光洁洁的薄片状状制品，主主要用于生生产片材、、薄膜、人人造革等。。1.3塑塑料成型的的工艺性能能中空成型1.3塑塑料成型的的工艺性能能真空和压力力成型