塑料成型工艺学复习重点指导

塑料成型工艺学总复习纲要

学习塑料成型工艺学这门课程，是一门理论性和实践性都很强的课程。既要学好书中的理论基础，书本理论知识也是科学研究和实践经验的总结；更要与实际紧密结合全面系统地掌握好高分子材料成型加工的知识和技术技能这都是今后从事本专业工作的必备基础。不论是从事管理还是从事实际技术工作，都必须要有成型加工的理论知识和实际经验，才能得心应手地进行工作。塑料成型工艺学复习重点第一章绪论1、塑料成型加工主要有哪些方法及适用的产品类型塑料成型加工的主要方法及适用产品类型如下：①挤出成型——适用于轴线形连续体产品的生产。②注射成型——适用于各种结构零件的生产。③压制成型——适用于较大平面的盆状、盘状、蝶形及平板的生产。④压延成型——适用于平面连续体产品的生产⑤热成型——适用于二次加工成型的中空容器及薄壳形器件的生产。⑥浇铸成型——适用于结构简单的体形塑件的生产。2、高分子材料应用的条件①有以聚合物为主体的合理组成。配混时聚合物量>50%；有均匀的复合体系：宏观均相，微观分相；②具有可加工性。能与加工条件和设备相适应；③有良好的使用性能和适当的寿命；④能够工业化规模生产。⑤具有可再生性。3、高分子材料的加工特征高分子成型加工所用的材料结构上有特殊性；性能上有可变性；成型方法具多样性。因而材料不同，性能要求不同，加工方法不同。4、高分子成型加工的三三原理三个条件：原料组成合理、工艺条件恰当、成型模具和机械适应三个要素：热、力、时间三个阶段：熔融塑化、流动赋形、出模定型。5、高分子材料的加工方法与成型温度的适应性关系，并举例。①成型温度T<Tg，材料处于玻璃态或结晶态，表现为普弹形变，适应机械加工如车、铣、钻、锯等；②成型温度Tg<T<Tf，经历Tg转变，处于高弹态，适应二次加工成型，如热成型、中空成型、热拉伸等；③成型温度T>Tf，经历Tf转变，处于可流动状态，易于输送和造型适应多种一次加工成型，如挤出，注射、压制、熔融纺丝等。1、塑料熔体流动性的影响因素影响塑料熔体流动性的因素是：熔体温度、压力、剪切应力和剪切速率、物料分子结构和分子量、加入的助剂2、聚合物的加热冷却特点①加热和冷却的速度慢，时间长；②加热和冷却需同时交替进行；所需的设备装置复杂。③加热和冷却的温差不能太大。否则容易产生局部过热④有磨擦热产生。磨擦热量可用下式进行计算：Ｑ＝１／Ｊ·ηaγ２⑤结晶性塑料比非晶型塑料需要传递更多的热量。而且晶型聚合物在相态转变时温度会有突变。

成型理论基础

（第二章高分子材料学和第五章聚合物流变学基础）3、结晶对制品性能的影响（1）外观结晶后一般透明性降低，随结晶程度不同透明性不同。（2）结晶对制品机械性能的影响较大，结晶度大，硬度、刚度、强度一般提高；而结晶程度小时制品的柔软性、耐折性、伸长率、抗冲性等增加。（3）制品结晶后存在各向异性。（4）制品结晶后耐化学腐蚀性和电性能提高4、结晶对加工性能的影响与非结晶性塑料比较加工性差异很大。（1）加热时有较明显的熔点，熔融温度范围窄。温度控制难度大；（2）成型收缩率大，尺寸稳定性差。模具制造难度大，尺寸难于准确。（3）成型时加热和冷却温度的均衡性要求高（4）加热和冷却的速度要适当控制以达到所要求的结晶度。结晶度不同，制品性能不同。（5）成型后需要进行热处理，以稳定和改善晶型结构，使制品性能稳定。5、定向：塑料的分子或填料按流动的方向进行有序排列。6、影响分子定向的因素（1）温度。最适宜的温度是靠近熔点以下软化点以上的区域。（2）流动速度梯度（3）冷却速度，这是影响分子定向的主要因素。（4）压力，压力大时，定向增加。（5）注入口的位置和形状。1、塑料制品组成（配方的组成）塑料制品的主要成份是树脂，在树脂中可加入交联体系（交联剂、活性剂、促进剂、防焦剂等）稳定体系（抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂等）性能体系（补强剂、增韧剂、防老剂、着色剂、发泡剂等）加工体系（增塑剂、润滑剂、抗静电剂等）成本体系（填充剂、等）2、PVC塑料配方要点对于软制品，配方时PVC树脂选粘度较高的1—4型，以弥补其强度的不足；为了增加其柔软轫性，主虑增塑剂的加入，一般在30分以上，适当加入稳定剂。对于硬制品，配方时PVC树脂应选粘度较低的4—7型，使其有一定的柔轫性和流动性，重点考虑稳定剂的加入，少加或不加增塑剂。成型用物料及其配制（第四章配方设计和第六章混合与制备）

3、塑料配方的原则和依据塑料配方的原则是：产品性能优异；工艺性能良好；安全环保优先；产品物美价廉。配方设计的依据是：根据产品性能、工艺性能、原材料及工艺设备特点进行配方，三者要互相协调，综合平衡。第七至十二章各章要点1、挤出管材生产工艺过程主要控制因素挤出管材生产工艺控制因素主要有：螺杆转速、牵引速度、定径温度和压力、料筒加热温度、（分区控制）冷却水温。同时要掌握挤出生产过程各控制点的温度控制的一般规则：加料段控制在熔点以下，熔化段控制在粘流温度，计量段控制在粘流温度。模头温度控制在低于计量段温度。塑料的干燥温度控制在软化温度以下，塑件的热定型温度控制在热变形温度以下。2、注塑生产工艺过程的控制因素控制的因素有：塑化温度、喷嘴温度、模具温度、后处理温度、螺杆转速、塑化背压、注射压力、锁模力、保压压力、冷却时间等要掌握塑料成型加工时各种工艺条件下的温度控制的一般规则：干燥温度应控制在软化点以下；塑化温度应控制在粘流温度范围；热定型温度应控制在热变型温度以下；挤出模具温度应控制在粘流温度。注塑模具温度应控制在软化点以下，塑料的最佳结晶温度是在软化点以上熔点以下；拉伸温度控制在软化点至熔点之间3、生产拉伸制品时的条件在成型拉伸塑料制品时，拉伸温度控制在软化点至熔点之间，在拉伸前应尽量少结晶或不结晶，其方法是迅速冷却。4、名词述语解释：吹胀比：是指膜片直径与口模直径之比，用吹胀比可调节膜片的宽窄；拉伸比：是指牵引速度与挤出速度之比，用拉伸比可调节膜片的厚薄。分子定向：塑料在熔融流动过程中其分子顺流动方向作有序排列称为分子定向。填料定向：填料顺流动方向作有序排列称为填料定向取向：

聚合物分子或纤维状填料在很大程度上顺着流动的方向作平行排列，这种排列常称为定向作用。又叫取向。粘性流动与弹性流动：熔体受应力作用产生变形，当应力解除后其变形不能完全恢复原状的称为粘性变形。其流动称为粘性流动。熔体受应力作用产生变形，当应力解除后其变形能完全恢复原状的称为弹性变形。其流动称为弹性流动。一次成型与二次成型：一次成型指的是将高聚物加热熔融成粘流态，利用其粘性流动直接成型产品。二次成型是指将一次成型后的产品（板、片材）将其加热到高弹态，利用其弹性形变成型产品。非分散混合与分散混合：在混合中仅增加粒子在混合物中分布均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程，称为非分散混合或简单混合。分散混合：在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值，同时可以有物理状态的变化，增加相界面和提高混合物组分均匀性的混合过程。称为分散混合或复杂混合。混炼与塑炼：将可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶与配合剂，在一定的温度和机械力作用下制成性能均一、可供成型的混炼胶的过程称为混炼。将生胶或塑料，在一定的温度和机械力作用下（有时可加入塑解剂）制成性能均一、具有一定可性的塑炼胶的过程称为塑炼。

焦烧与焦烧时间：加工过程中的操作温升而产生硫化现象称为焦烧。硫化时硫化诱导期所经历的时间称为焦烧时间，分为（加工操作过程中的温升时间称为）操作焦烧时间和剩余焦烧时间两个部分。剪切流动与拉伸流动：由剪切应力引起流动称为剪切流动；由于拉伸力的作用使A、B间的距离变大的过程称为拉伸流动。

塑炼与塑化：将生胶在低于熔点的温度下和较大机械力作用下（有时可加入塑解剂）制成性能均一、具有一定可性的塑炼胶的过程称为塑炼。将塑料在高于粘流态转变温度下和较小机械力作用下熔融成性能均一、具有一定流动性的塑料熔体的过程称为塑化。热定形：将塑料制品在低于热变形温度下的适当介质中停放一定时间，消除内应力、减少收缩性，使制品尺寸稳定的过程称为热定形。注射成型周期：是指完成一次注射成型产品的全部时间。

5、二次成型基本原理、二次成型条件和生产方法塑料的二次成型就是利用塑料的高弹变形，将塑料片材加热到高弹态，在外力作用下使其变形成为模具形样，在模具上迅速冷却冻结成模具形样，然后从模具上取下制品。二次成型条件：1、成型温度——无定形塑料略高于Tg，结晶型塑料接近Tm，2、模具温度——略低于Tg。3、作用力——大于塑料在成型温度下的抗张强度。（使处于高弹态下的塑料产生形变）二次成型方法：主要有：挤坏中空吹塑、挤坯拉伸吹塑；注坯中空吹塑、注坯拉伸吹塑料；热成型有差压成型、覆盖成型、预拉伸反吸成型、柱塞助压成型、对模成型、无模具成型6、泡沫塑料的发泡方法与原理泡沫塑料的发泡方法和发泡原理如下：（1）机械发泡法：原理是用机械搅拌作用使空气混入塑料溶液中进行发泡。（2）物理发泡法：原理是利用在塑料中加入物理发泡剂产生物理反应放出气体而发泡。（3）化学发泡法：原理是利用在塑料中加入化学发泡剂产生化学反应放出气体而发泡。

7、常用的几种成型工艺过程

（1）挤出管材生产工艺过程成型前准备——挤出机塑化——口模成型——定径——冷却——牵引——切割（或收卷）——成品挤出中空吹塑工艺过程

（2）注射成型工艺过程成型前准备——塑化——合模——注射——保压——冷却——开模取件——修饰——后处理——成品

（3）热固性塑料的模压成型工艺过程成型前准备——计量加料——塑化充模——固化——排气——冷却——降压开模——修饰——后处理——成品（4）挤出吹塑薄膜生产工艺过程成型前准备——挤出机塑化——模头成型——吹胀冷却——牵引—收卷（5）挤出中空吹塑工艺过程成型前准备——挤塑机塑化——挤出型坯——入模吹胀——冷却——开模取件——修饰——成品6橡胶制品加工基本工序

骨架材料注射、挤出、成型硫化同时进行硫化制品

生胶

塑炼塑炼胶混炼胶混炼

配料配合剂预处理成型压出、压延、涂胶15、综合应用题举例（1）已知注射机的最大注射压力为120MPa,最大锁模力为180吨，最大注射量为250cm3,求该机的最大成型面积和体积？现有一PE产品，在分型面上的投影面积约为200cm2,体积为100cm3,PP的熔融温度为160～180℃，热变型温度为65℃。问该产品能否在这台注塑机上生产？（设K值为0.5）若能生产，请设定注射生产过程中各处温度。

解：1、求注塑机的最大成型面积A由公式F=KPA已知：F=180T=18×104Kg≈18×102KN/m2;P=120MPa=12×104KN/m2;K=0.5,则：A=F/KP=18×102/0.5×12×104=300(cm2)解：2、所能生产的最大制品体积QQ=250×0.8=200(cm3)答：该机的最大成型面积为300cm2，所能生产的最大制品体积为200cm3。解：3、现有PE产品能否在这台机上生产答：根据题意和以上计算结果，该产品所需注射机的成型面积和注塑量都小于这台注塑机的相应数值，所以该产品能在这台机上生产。生产时该机各温度控制设定如下：塑化温度：后段：150℃；中段：180℃，前段：170℃；喷嘴温度：160℃；模具温度：50℃（2）现有一PP塑料件要用注塑料机生产，塑料件体积为60cm3,产品在模具分型面上的投影面积约为100cm2,注射压力约为120MPa，PP的粘流温度为200～220℃，软化温度为95℃，请你进行如下初步设计（设K值为0.5）1初选一台注塑机2设定注塑过程中各控制点的温度3现有一台注塑机其参数为：注塑量为60cm3,锁模力为100KN，注射压力100MPa，模板最大面积为200cm2,问该产品能否在这台注塑机上生产？为什么？解：1：注射机的选择求所需公称注射量Q：Q=60×（1+0.2）=72(cm3)求所需锁模力F