电子课件-塑料成型工艺与设备(第二版)全套完整全部教学课件

模块一塑料成型工艺、设备以及本课程基本要求的了解课题一塑料材料及其应用◆知识目标◎塑料工业的发展现状与趋势◎塑料材料及其应用◎塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用◎我国塑料成型设备的类型与发展趋势◎塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求◆技能目标●通过查询塑料工业网站、中国知网等，了解塑料工业的发展现状与趋势●通过查询塑料成型设备网站、中国知网等，了解塑料成型设备的发展现状与趋势◆课程思政■“中国铁路之父”詹天佑：因为爱国而敬业

詹天佑亲自设计、指挥修筑了我国第一条自建铁路，被誉为“中国铁路之父”。他身上所体现出的职业精神和民族气节，就像八达岭青龙桥火车站那座詹天佑青铜雕像一样，虽历经百年风雨，仍巍然屹立，给后人以无限的启迪和精神力量。课题一塑料材料及其应用课题四塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求模块一塑料成型工艺、设备以及本课程基本要求的了解课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势课题二塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用

模块一塑料成型工艺、设备以及本课程基本要求的了解内容提要课题一塑料材料及其应用一、我国塑料工业的发展现状二、塑料的组成三、塑料的命名与分类内容提要四、塑料的性能与用途五、塑料的树脂与助剂课题一塑料材料及其应用一、我国塑料工业的发展现状塑料普及之前经历了一次变革，从百分百的天然产品变成可以量产的合成产品，塑料的应用可回溯至3500年前，当时墨西哥的奥尔梅克人用橡胶树的树脂制作橡胶球。自从1909年酚醛塑料面世以来，塑料制品已融入到我们生活的每一个领域。伴随着塑料产量的飞速发展，塑料的品种也不断丰富。20世纪20年代以前，主要发展热固性塑料，这时主要是纯化学合成，产量不高。20世纪20年代以后，热塑性塑料开始发展起来，随着石油、天然气的广泛应用，塑料的品种和产量开始飞速发展，聚乙烯、不饱和聚酯、环氧树脂、聚甲醛、聚碳酸酯等塑料相继问世。目前，已合成的高分子材料有上千种，有工业价值的100多种，已工业化的塑料超过了400种，不同牌号和不同型号的则有几千种。随着塑料的进一步应用，其品种和类型也将不断地发展。塑料行业是新兴的产业之一，历史虽短但发展速度惊人，是中国乃至全世界轻工业中近几年发展较快的行业之一。人们对塑料材料的需求以及对塑料加工的技术水平要求也越来越高。随着世界经济平稳持续健康发展，世界塑料工业也实现了跨越式的发展。塑料制品行业取得了令世人瞩目成就，已成为许多国家国民经济发展中的支柱产业。课题一塑料材料及其应用课题一塑料材料及其应用一、我国塑料工业的发展现状（一）全球塑料工业的发展现状从2000年到2011年这12年中除2008年的金融危机导致2008、2009年两年的世界塑料材料增长率有所下滑外其余年份的塑料材料增长率都呈现平稳增长态势。2011年达历史新高，生产总量约为2.7亿吨。欧洲统计局公布2016年全球塑料生产总量报告称，全球塑料年度生产增长4%，过去5年增长20%(5600万吨)，合计生产塑料3.35亿吨，其中欧洲6000万吨，中国占全球塑料总产量约25%。2019年全球塑料产量约4亿吨。可以看出，塑料加工行业是朝阳行业。低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、发泡聚苯乙烯（EPS）、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、丙烯睛-苯乙烯-丙烯酸橡胶共聚物（ASA）、苯乙烯-丙烯睛共聚物（SAN）、尼龙（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚氨酯（PUR）等主要塑料的需求量年均增长率在3%以上。课题一塑料材料及其应用课题一塑料材料及其应用近年来，全球聚乙烯产能及产量保持稳定增长态势，2015年聚乙烯产能首次突破l亿吨，该数据在2010年时还是9000万吨。在此期间，生产设施的产能利用率也稳步上升，从82.7％到86.3%，目前，2015年名义上的聚乙烯需求为8800万吨。这一积极趋势有望在未来几年以类似的方式继续保持。到2018年，全球聚乙烯需求将超过l亿吨。2020年全球聚乙烯产能为1.269亿吨，同比增长5.8%；产量为1.063亿吨，同比增长2.1%；产量利用率为83.8%，较上年下降了3.1个百分点。2018-2020年全球聚乙烯供给情况，如表1-1所示。课题一塑料材料及其应用表1-12018-2020年全球聚乙烯供给情况年度产能(亿吨)产量(亿吨)产能利用率（%）20181.171.01686.920191.1991.04186.920201.2691.06383.8课题一塑料材料及其应用全球聚乙烯供给主要集中在东北亚、北美地区，其中东北亚地区2020年产能为3294.1万吨，占全球的26.0%；产量为2784.1万吨，占全球的26.2%。北美地区产能占比22.4%，产量占比23.6%；中东地区产能及产量占比均为17.9%。2020年全球聚乙烯产能及产量地区分布，如图1-2所示。图1-22020年全球聚乙烯产能及产量地区分布课题一塑料材料及其应用2016年全球十大聚乙烯供应商，见表1-2。表1-2全球十大聚乙烯供应商课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状在新中国成立前，我国的塑料工业基本是空白，只能生产酚醛塑料、氨基塑料等少数几个品种的塑料，而且原料还要依靠进口。改革开放以来，我国的塑料工业得到迅猛发展，塑料工业（包括塑料合成剂及添加剂、塑料加工机械与模具、塑料加工与应用三大方面）取得了举世瞩目的成就，其年平均增长速度高于国民经济总的增长速度，达到10%以上，已经成为世界主要塑料生产国。以聚合物的结构特征来命名，例如大分子内含特征基团酰胺基、酯基、氨酯基，聚合物名称为聚酰胺、聚酯、聚氨酯等。2015年，塑料制品行业规模以上企业完成塑料制品产量7560.8万吨。2017年中国塑料制品行业累计产量7515.5万吨，从全国各省塑料制品产量来看：2017全国31个省份均有生产塑料制品。其中，15个省份2017年塑料制品产量呈正增长。在2017年全国各省市塑料制品产量排行榜上，浙江省2017年塑料制品累计产量1035.52万吨，累计下滑3.49%，位居排行榜榜首。第二名是广东省，广东2017全年塑料制品累计产量为1015.32万吨，累计增长0.98%。河南省2017全年塑料制品产量达721.03万吨，累计增长19.87%。2017年全国各省市塑料制品产量排行榜中，位列前两名的省份2017年塑料制品产量均超1000万吨以上。从增速来看：2017年全国各省市塑料制品产量累计增速最快的省份是甘肃省，甘肃2017年塑料制品累计产量达67.15万吨，累计增长46.84%；其次为陕西省，2017年陕西塑料制品产量累计增速为23.77%。课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状2018年中国塑料制品产量为6042.15万吨，已经成为世界上塑料生产和消费的第一大国。行业中15571家规模以上企业完成主营业务收入18061.75亿元，同比增长5.04%，占全国工业比重为2%；实现利润950.40亿元，同比增长3.28%，占全国工业比重也为2%；全国塑料制品行业累计完成出口额694.21亿美元，同比增长10.67%。从全国各省市产量来看，2018年全国有31个省市生产塑料制品。2018年塑料制品产量排名前十的地区是广东省、浙江省、江苏省、福建省、湖北省、安徽省、四川省、河南省、山东省、河北省。其中，2018年广东省塑料制品产量位居第一，占全国总产量的16.59%。2018年广东省塑料制品产量为1002.13万吨。2018年浙江省塑料制品产量为803.47万吨，位居第二名。2018年江苏省塑料制品为469.34万吨，位居第三名。2017年中国塑料制品销量累计达7330.7万吨，2018年第一季度中国塑料制品销量累计达1503.68万吨。课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状根据国家统计局数据，2021年11月中国塑料制品产量为732万吨，同比下降1.2%；2021年1-11月中国塑料制品累计产量为7205.3万吨，累计增长5.9%；2015-2020年中国塑料制品产量2019年达到最高，此后有所下滑。2011-2020年中国塑料制品产量及增长率，见表1-3。年份（期间）产量(万吨)同比增长(%)2010年5830.621.12011年5474.422.42012年5781.892013年6188.782014年7387.87.42015年7560.812016年7717.22.72017年7515.53.42018年6042.152.62019年8184.23.92020年7603.2-6.4表1-32010-2020年中国塑料制品产量统计课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状根据国家统计局数据，2021年各季度中国塑料制品主要集中在华东、华南、华中地区生产；2021年1-11月中国塑料制品产量大区分布不均衡，其中华东地区产量最高，特别是浙江省贡献了最多产量；2021年1-11月中国塑料制品各省市产量呈现梯队式分布，广东、浙江、福建等省产量最多。2016-2018第一季度中国塑料制品销量统计，见表1-4。表1-42016-2018第一季度中国塑料制品销量统计季度销售量累计值(万吨)比上年同期增减(百分点)库存比年初增减(%)2016年Q11657.030.3-5.92016年Q23560.320.68.22016年Q35492.980.24.42016年Q47498.250.45.92017年Q11754.8-1.3-2.12017年Q23735.530.18.12017年Q35759.32-2.613.92017年Q47330.7-0.515.72018年Q11503.680.58.2课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状根据国家统计局数据，2021年10月中国日用塑料制品产量为58.6万吨，同比下降6.09%；2021年1-10月中国日用塑料制品累计产量为576.7万吨，同比增长11.56%；2015-2020年中国日用塑料制品产量2018年跌至最低，此后逐年递增。2015-2020年中国日用塑料制品产量及增长率统计，如表1-5所示。表1-52015-2020年中国日用塑料制品产量及增长率统计（万吨）年度日用塑料制品产量(万吨)累计增长率(%)2015592.660.72016634.265.72017665.145.82018559.22-3.72019648.64-3.92020651.09-2.7课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状国内聚乙烯投产高峰期在2015年之前，随后聚乙烯投产进入一个平稳增长的阶段。目前，我国聚乙烯消费仍处于快速增长阶段，消费增长高于产量增长，进口依赖度近年来一直维持高位，聚乙烯依然有较为明显的需求缺口。市场需求增长使国内烯烃生产商在未来数年内有较大的市场拓展空间。2020年中国聚乙烯产能为2284.5万吨，占全球总产能的18.0%；产量为2032万吨，占全球总产量的19.11%；产能利用率为88.9%，较全球产能利用率高出5.1个百分点。2018-2020年中国聚乙烯供给情况，如表1-6所示。表1-62018-2020年中国聚乙烯供给情况年度产能(万吨)产量(万吨)产能占全球比重（%）产量占全球比重（%）20181807.5162615.451620191904.5179415.8917.2320202284.520321819.11课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状2021年10月中国初级形态的塑料产量为906万吨，同比下降3.9%；2021年1-10月中国初级形态的塑料累计产量为9083.7万吨，累计增长6.9%；2015-2020年中国初级形态的塑料产量逐年递增，2020年达到最高。2015-2020年中国初级形态的塑料产量及累计增长率统计，如表1-7所示。表1-72015-2020年中国初级形态的塑料产量及累计增长率统计（万吨）年度初级形态的塑料产量(万吨)累计增长率(%)2015769110.520168226.76.620178377.84.5201885584.220199547.19.3202010355.37.0课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状根据国家统计局数据，2021年10月中国塑料薄膜产量为132万吨，同比下降5.22%；2021年1-10月中国塑料薄膜累计产量为1320.3万吨，同比增长7.97%；2015-2020年中国塑料薄膜产量2019年达到最高，次年有所下滑。2015-2020年中国塑料薄膜产量及增长率统计，如表1-8所示。表1-82015-2020年中国塑料薄膜产量及增长率统计（万吨）年度塑料薄膜产量(万吨)累计增长率(%)20151313.823.420161419.516.220171454.293.320181180.360.920191594.6216.420201502.95-6.4课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状根据国家统计局数据,2021年10月中国泡沫塑料产量为22.6万吨，同比下降6.88%；2021年1-10月中国泡沫塑料累计产量为214.6万吨，同比增长6.16%；2015-2020年中国泡沫塑料产量2018年跌至最低，次年有所回升。2015-2020年中国泡沫塑料产量及增长率统计，如表1-9所示。表1-92015-2020年中国泡沫塑料产量及增长率统计（万吨）年度泡沫塑料产量(万吨)累计增长率(%)2015245.0811.82016249.3822017278.657.82018242.48102019258.19-16.22020256.570.5课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状根据中国海关数据，2015-2020年中国初级形状的塑料进口数量2016年起逐年递增，进口金额2018年达到最大值，此后逐年递减；2015-2020年中国初级形状的塑料进口平均单价2017年增长速度最快，而2019年中国初级形状的塑料进口平均单价下降速度最快，下滑了15.9%。2015-2020年中国初级形状的塑料进口情况统计，如表1-10所示。表1-102015-2020年中国初级形状的塑料进口情况统计（万吨）年度进口数量(万吨)进口金额(亿美元)2015450.2126102016413.2625702017485.0628682018564.0232842019532.936912020524.324063课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状目前，国内生物降解塑料企业产能利用率基本不到50%，行业生物降解塑料行业平均产能利用率在30%左右，2018年中国生物降解塑料产量约为13.5万吨，其中大部分出口至欧洲市场。随欧洲、澳大利亚及韩国等地区生物降解塑料需求大幅增长，国内生物降解塑料出口未来将保持较快增长，产能利用率将快速上升。2012-2019年中国生物降解塑料产能，如图1-3所示。2012-2018年中国生物降解塑料产量，如图1-4所示。图1-32012-2019年中国生物降解塑料产能图1-42012-2018年中国生物降解塑料产量课题一塑料材料及其应用（二）我国塑料工业的发展现状目前国内禁塑试点省市仍然较少，导致国内生物降解塑料消费需求市场仍然较小。2015年11月，中国吉林省成为首个全面禁用不可降解塑料袋、塑料餐具省份。2019年2月，海南省政府发布《海南省全面禁止生产、销售和使用一次性不可降解塑料制品实施方案》。2022年3月1日起施行的《河南省城市生活垃圾分类管理办法》明确规定“依法禁止生产、销售和使用不可降解的一次性塑料制品”。另外，受成本影响，国内生物降解塑料推广难度较大，需要政策法规强制推行，才有效果。我国是全球塑料消费大国，塑料消费量占全球的比重达15%，2019年我国塑料包装市场规模541亿美元，预计到2025年我国塑料包装市场规模将达到698亿美元，按照可降解塑料替换率为30%计算，预计2025年我国可降解塑料市场规模约为209亿美元，总体看来，我国可降解塑料市场前景广阔，行业发展可期。课题一塑料材料及其应用（三）我国塑料机械行业的发展现状塑料机械行业已成为建筑材料工业、包装工业、电器、电子、信息工业、汽车及其他交通业、农业、轻工业、生物、医疗、石化工业、国防等部门的重要技术装备。经过60多年的发展，特别是改革开放以来的快速发展，我国塑料机械行业已经形成门类齐全、基础牢固、具有一定技术水平、能够基本满足国民经济需求的世界最大规模，并具有相当国际竞争力的产业体系，取得了令人瞩目的成就。我国塑料机械行业的产品产量已经连续多年位居世界第一，我国已成为世界塑料机械生产大国、消费大国和出口大国。2011-2017年，我国塑料机械行业主营业务收入总体呈上升趋势。2017年，塑料机械行业规模以上企业实现主营业务收入670.64亿元，同比增长12.54%，增速较上年有所下降。相较于塑料机械行业市场规模扩张的不稳定，近年来塑料机械行业经营效益逐渐转好，连续五年录得增长。2017年，塑料机械行业实现利润总额69.14亿元，同比增长21.51%，为近年来最大增幅。2011-2017年中国塑料机械行业规模以上企业主营业务收入和企业利润总额，见表1-11。课题一塑料材料及其应用年度主营业务收入（亿元）企业利润总额（亿元）2011454.2640.872012443.9439.192013498.9344.792014531.9948.042015521.7849.462016595.9156.902017670.6469.14表1-112011-2017年中国塑料机械行业规模以上企业主营业务收入和企业利润总额（三）我国塑料机械行业的发展现状课题一塑料材料及其应用（三）我国塑料机械行业的发展现状塑料机械行业的三大品种依次是注塑机、挤出机/挤出生产线和吹塑机，均属于塑料成型加工机械大类，其产值合计占塑料机械总产值的80%以上。其中注塑机又占这三类塑料机械总产值的一半以上，是塑料机械行业的第一大产品类别。近年来，由于汽车、建筑、家用电器、食品、医药等产业对注射制品日益增长的需要，推动了注射成型技术水平的发展和提高。中国塑料加工业巨大的发展潜力，为注塑机产业迅猛成长开拓了广阔空间。2009年5月国务院颁布的《装备制造业调整和振兴规划》将塑料机械工业中的“塑料成型机械”等多个产品列入发展重点。这是新中国成立以来塑料机械行业第一次被列入装备制造业发展规划，第一次上升为国家战略产业，成为塑料机械行业发展史上的重要里程碑。2016年国家科委、发改委《国家重点支持的高新技术领域》，推行高分子材料的新型加工和应用技术。2016年工信部发布《轻工业发展规划（2016－2020年）》，提出发展体积脉动精密高效注塑成型设备，拉伸流变连续高填充混炼造粒装置，高效、节能、精密、稳定的塑料加工装备，将注塑机纳入重点装备制造水平提升工程。2017工信部《高端智能再制造行动计划（2018-2020）》，加快发展高端智能再制造产业，进一步提升机电产品再制造技术管理水平和产业发展质量。2017工信部《关于加快推进环保装备制造业发展的指导意见》，全面推行绿色制造，提升环保装备制造业水平，促进环保产业持续健康发展，实现有效供给。在不断增长的市场需求与国家政策支持之下，我国注塑机产业获得快速发展，对外出口规模总体上趋于增加。课题一塑料材料及其应用（三）我国塑料机械行业的发展现状前瞻产业研究院《2018-2023年中国塑料机械行业产销需求与投资预测分析报告》数据显示，2010年~2017年我国注塑机出口金额分别为6.24亿美元（2010年）、8.23亿美元（2011年）、8.99亿美元（2012年）、9.24亿美元（2013年）、10.08亿美元（2014年）、9.78亿美元（2015年）、10.01亿美元（2016年）、11.66亿美元（2017年），2017年同比增长16.53%。目前，我国有546国内塑料机械制造商，大部分的注塑机的生产，该行业最大的十家占行业总销量的39%，在过去的五年中，依靠技术推广和极具竞争力的价格，我们的制造商建立了企业成功地挑战了德国和日本，欧洲和美国和其他发达市场。海天国际是国内注塑机行业绝对龙头，近年来注塑机业务稳健发展。受益于内需增强和外需回暖，2017年注塑机业务实现海外收入25.54亿元，同比增长25.2%，在我国注塑机出口市场上占据重要地位。课题一塑料材料及其应用（三）我国塑料机械行业的发展现状根据国家统计局数据，2021年10月中国塑料加工专用设备产量为2.6万台，同比下降16.56%；2021年1-10月中国塑料加工专用设备累计产量为29.4万台，同比增长13.42%；2015-2020年中国塑料加工专用设备产量2019年达到最高，次年有所下滑。2015-2020年中国塑料加工专用设备产量及增长率统计，如表1-12所示。表1-122015-2020年中国塑料加工专用设备产量及增长率统计（万台）年度塑料加工专用设备产量(万台)累计增长率(%)201527.410.6201630.2910.8201734.3111.1201828.55-7.6201938.05-14.3202032.84-19.2课题一塑料材料及其应用（三）我国塑料机械行业的发展现状未来塑料机械将向五大方向发展：1.开发精密注塑机和精密挤出机目前精密注塑机主要是国外品牌。目前，我国每年进口的约2万台塑机中，有60%是精密注塑机。在多层共挤塑机方面，我国的塑机在精确控制层厚技术上还难以与国外塑机相比。挤出装备中的双向拉伸PET(PA、BOPP)膜机组、精密医用导管挤出机组等也一直是国外公司的领地。开发具有自主知识产权的国产精密注塑和挤出装备非常必要，一方面可以替代进口，还可以使得我国在国际塑料机械高端市场上占据一席之地。2.大型机和微型机的开发我国中小型塑料机械门类、规格比较齐全，但大型机和微型机还处于起步阶段。大型和微型塑料机械的设计和制造与国家整体机械制造和材料技术水平密切相关，要在起步阶段就注重相关技术基础和知识产权体系的建立。微型化是各类产品今后的重要发展方向，越来越多的市场需求，目前在电子、信息、电器、医疗、生物等部门已表现出明显的发展势头就是例证，如用于替代人体血管的直径小于0.5mm的塑料管生产设备。课题一塑料材料及其应用（三）我国塑料机械行业的发展现状未来塑料机械将向五大方向发展：3.节能型塑料机械的开发传统塑料机械在节能方面还具有一定的潜力，原因是以往的设计往往只注重单机的生产能力。在节能型塑料机械的设计中，生产速度已不是最重要的指标，最重要的指标是加工单位重量制品的能耗。所以，必须对设备的机械结构、控制模式，以及操作工艺条件进行基于最小能耗的优化设计。采用先进节能技术，变频调速电机的电能转换效率明显高于以往的电磁调速电机、直流电机等，随着变频调速技术的成熟以及变频调速器成本的降低，在塑料机械中，特别是在挤出装备上得到了广泛采用。4.自动化与智能化塑机的发展自动化与智能化，智能化塑机的发展将会明显提高塑机的运行稳定性和可靠性，有力提高塑机高质量、高效率、低消耗的生产功能，并为实现无人车间、无人工厂提供坚实的技术基础。5.网络化与虚拟化网络化管理技术可以看作是设备之外的一个技术，但又确实与设备密不可分。从辅助设备厂商到主机厂商均把网络化管理系统作为设备可以提供的控制功能之一。这将推动更高水平的国际一体化设计与制造、实施更健全的塑机专业化生产。课题一塑料材料及其应用二、塑料的组成塑料是以树脂为主要成分，其他材料为辅助成分所组成的高分子聚合物，在加热、加压等条件下具有可塑性，在常温下为柔韧的固体。树脂是塑料的主要成分，有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指自然界中存在的一些来自植物或动物分泌的有机物，如松香、虫胶和琥珀等。它们在受热后无明显的熔点，能够逐渐变软，并具有可塑性。这些高分子有机物质产量低、性能也不理想。为了寻找天然树脂的代用品，人们模仿它们的成分，用化学方法人工地制取各种树脂。以人工方法制取的树脂称为合成树脂。目前，构成塑料的树脂主要指合成树脂。在合成树脂中加入某些添加剂，如填充剂、增塑剂和着色剂等，可以得到各种性能的塑料品种。由于添加剂所占的比例较小并且是塑料的辅助成分，塑料的性能主要取决于合成树脂的性能。课题一塑料材料及其应用二、塑料的组成高分子聚合物是指由许许多多结构相同的普通分子组成的大分子，有时也简称高聚物。一般的低分子物质的相对分子质量仅为几十至几百，例如一个水分子仅含一个氧原子和两个氢原子，水的相对分子质量为18，而一个高分子聚合物分子含有成千上万个原子，相对分子质量可达到数万乃至几百万、几千万。原子之间具有很大的作用力，分子之间的长链会蜷曲缠绕。这些缠绕在一起的分子既可互相吸引又可互相排斥，使塑料产生了弹性。高分子聚合物在受热时不像一般低分子物质那样有明显的熔点，从长链的一端加热到另一端需要时间，即需要经历一段软化的过程，因此塑料便具有可塑性。高分子聚合物与低分子物质的重要区别还在于高分子聚合物没有精确、固定的相对分子质量。同一种高分子聚合物所含相对分子质量的大小并不一样，只能采用平均相对分子质量来描述。例如，低密度聚乙烯的平均相对分子质量为1.5万～3.5万，高密度聚乙烯的平均相对分子质量为8万～14万。课题一塑料材料及其应用二、塑料的组成高分子聚合物常用来制造合成树脂、合成橡胶和合成纤维等三大合成材料，其中，合成树脂的产量最大，应用也最广。塑料是以树脂为主要成分，其他材料为辅助成分所组成的高分子聚合物，在加热、加压等条件下具有可塑性，在常温下为柔韧的固体。树脂是塑料的主要成分，有天然树脂和合成树脂之分。天然树脂是指自然界中存在的一些来自植物或动物分泌的有机物，如松香、虫胶和琥珀等。它们在受热后无明显的熔点，能够逐渐变软，并具有可塑性。这些高分子有机物质产量低、性能也不理想。为了寻找天然树脂的代用品，人们模仿它们的成分，用化学方法人工地制取各种树脂。以人工方法制取的树脂称为合成树脂。目前，构成塑料的树脂主要指合成树脂。在合成树脂中加入某些添加剂，如填充剂、增塑剂和着色剂等，可以得到各种性能的塑料品种。由于添加剂所占的比例较小并且是塑料的辅助成分，塑料的性能主要取决于合成树脂的性能。课题一塑料材料及其应用三、塑料的命名与分类1.塑料的命名方法单体的名字前加上一个“聚”字，例如乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等，聚合物称聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。由两种单体缩聚而得的聚合物，取其单体简名，后加“树脂”。例如单体苯酚和甲醛，聚合物称为酚醛树脂；单体尿素和甲醛聚合物称为脲醛树脂等。以聚合物的结构特征来命名，例如大分子内含特征基团酰胺基、酯基、氨酯基，聚合物名称为聚酰胺、聚酯、聚氨酯等。塑料除了以学名来表示外，还常用英文名称的缩写代号来表示，例如聚酰胺英文名polyamide代号是PA，聚乙烯（polyethylene）的代号是PE等。也有用“俗称”表示，例如聚酰胺（PA）俗称“尼龙”，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）俗称“有机玻璃”，酚醛树脂(PF）俗称“电木”等。课题一塑料材料及其应用三、塑料的命名与分类2.塑料的分类(1)按合成树脂的分子结构及其特性分类①热塑性塑料热塑性塑料的合成树脂都是线形或带有支链形结构如图1-5(a）、图1-5(b)特点是受热变软或熔化，成为可流动的稳定黏稠液体，在此状态具有可塑性，可塑制成一定形状的塑件；冷却后保持既得的形状；再加热，又可变软并可制成另一形状。在该过程中一般只有物理变化，其变化过程可逆。课题一塑料材料及其应用三、塑料的命名与分类2.塑料的分类(1)按合成树脂的分子结构及其特性分类②热固性塑料热固性塑料的合成树脂是带有体形网状结构的聚合物，如图1-5(c)所示。热固性塑料是由加热硬化的合成树脂制得的塑料。在加热之初，分子呈线形结构，具有可溶性和可塑性，可塑制成一定形状的塑件；继续加热时，温度达到一定程度后，分子呈现网状结构，树脂变成不溶或不熔的体形结构，使形状固定下来不再变化；再加热时，也不再软化、不再具有可塑性。其在加热变化过程中既有物理变化，又有化学变化，因而这一变化过程是不可逆的。热固性塑料是经加热硬化而得到塑料制品的合成树脂制得的塑料。课题一塑料材料及其应用三、塑料的命名与分类2.塑料的分类(2)按塑料的应用范围分类①通用塑料。②工程塑料。③特殊塑料(3)按塑料的树脂制造分类①加聚型塑料②缩聚型塑料课题一塑料材料及其应用四、塑料的性能与用途塑料的性能主要从三个方面来考虑，即塑料的材料性能（内在性能，包括高聚物本身和添加剂带来的影响）、加工性能和产品性能，三者之间联系紧密，不可分割。一般来说塑料的密度均比金属低，即使经过填充或增强，密度增加也是有限的。大多数塑料都是电的绝缘体，在介电材料中得到广泛应用。塑料的热变形及长期使用温度通常较低。塑料的耐腐蚀性优良，在防腐行业有很广的应用。塑料的密度小，对于要求减轻自重的机械及装备具有特别重大的意义。塑料具有优异的化学稳定性。塑料对电、热、声都具有良好的绝缘性能。许多塑料具有突出的减摩和耐磨性能。塑料的耐腐蚀性和绝缘性能等。多数塑料的透气、透湿、透水、吸水等性能比传统的包装材料（如木材、纸张等）要小得多，塑料是一种理想的新型包装材料。塑料的可塑性很好。课题一塑料材料及其应用五、塑料的树脂与助剂组成塑料的最基本成分是合成树脂，称为基质材料。按实际需要，塑料材料中一般还含有许多其他成分，称为助剂（添加剂）。这些助剂用以改善材料的使用性能或工艺性能。塑料材料所使用的助剂品种很多，包括填充剂、增强剂、增塑剂、润滑剂、抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、阻燃剂、着色剂、抗静电剂、固化剂、发泡剂和其他某些助剂。1.树脂2.填充剂和增强剂3.增塑剂4.热稳定剂5.光稳定剂6.抗氧剂7.抗静电剂8.阻燃剂9.润滑剂10.着色剂11.发泡剂12.固化剂课题一塑料材料及其应用课题二塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用一、塑料制品的生产过程内容提要二、塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用课题二塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用一、塑料制品的生产过程课题二塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用图1-8塑料制品的生产过程根据各种塑料的固有性能，利用一切可以实施的方法，使其成为具有一定形状又有使用价值的塑料制品。塑料制品的生产过程主要是由塑料的成型、机械加工、修饰和装配4个连续基本工序组成，如图1-8所示。课题二塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用一、塑料制品的生产过程课题二塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用塑料制品生产的完整工序顺序为：塑料原料→（预处理）→成型→机械加工→修饰→装配→塑料制品在基本工序（成型→机械加工→修饰→装配）中，塑料的成型是最重要的，是一切塑料制品和生产型材的必经过程。其他工序，通常都根据制品的要求来定。后3个工序（机械加工、修饰、装配）有时统称为二次加工。塑料制品的成型加工过程又可分为两个阶段。第一阶段是使塑料成型材料达到可流动状态或至少是部分可塑状态；第二阶段是通过施加压力等方式使其充满型腔或通过模口成为所需制件及型坯。课题二塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用二、塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用课题二塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用塑料成型设备，也称为塑料成型机械。一般来说，能将高分子聚合物树脂加工成型为塑料制品的机械都称为塑料成型机械。因此，塑料成型机械主要是为塑料制品的加工成型服务的。塑料成型机械是塑料工业中的一个重要组成部分，是完成塑料制品生产成型的必要手段。因此，可以说塑料成型机械工业是发展整个塑料工业的基础之一。塑料成型机械制造业亦是一个新兴工业。随着世界塑料工业的迅速发展，塑料成型机械的制造已成为现代工业中的一个重要行业，虽然还比较年轻，但发展的前景十分广阔。近年来，随着塑料工业的飞速发展，塑料制品的应用领域不断扩展，塑料加工设备已渗透到国民经济的各个行业，成为我国机械工业的重要组成部分，在国民经济中起着越来越重要的作用。课题二塑料成型设备在塑料制品生产过程中的作用课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势三、我国塑料成型设备的分类及其型号编制内容提要二、我国塑料成型设备的现状与发展一、塑料成型设备的产生与发展课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势一、塑料成型设备的产生与发展塑料成型机械与世界上的其他人工产物一样，是在实践中产生和发展起来的。归纳起来，现在广泛应用的塑料成型机械的产生与发展，大概经历了以下三个阶段。1.借用金属成形加工方法的阶段2.由橡胶成型设备转化的阶段3.发展阶段课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势二、我国塑料成型设备的现状与发展课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势1.我国塑料成型设备的现状目前，我国塑料加工设备已经初步形成了一个完整的工业体系，具备了为生产各种薄膜、管材、异型材、挤出网、编织袋、人造革、透明片、彩印、塑料袋、工程塑料制品等提供成套设备的能力。科研和设计能力也取得了长足的进步.我国很多院校都设置了与塑料制品成型和塑料成型机械有关的相应专业，已经为我国培养出了一批批自己的专家、教授、高级工程师等各类塑料成型机械专业人才，形成了较强大的科技队伍。2.塑料成型设备的发展趋势总的来说，塑料机械的发展趋势是朝着组合结构、专用化、系列化、标准化、复合化、微型化、大型化、个性化、智能化等方向发展。近年来，原材料的成型技术与成型机械配合得更为密切，原材料成型技术的不断提高以及高性能化，要求成型加工机械应与周边机械相配套，而加工机械的进步又促进成型加工技术的进步。课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势三、我国塑料成型设备的分类及其型号编制课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势1.我国塑料成型设备的分类塑料加工设备按工艺流程可划分为塑料加工准备设备、塑料成型加工设备、塑料二次加工设备、塑料加工辅助设备和废旧塑料再生、回收设备。从塑料制品的整个加工成型过程来看，塑料成型机械可分为预处理机械、独立成型机械、组合成型机械、二次加工机械以及各种塑料成型辅助机械这五个设备大类。塑料成型机械发展到今天，已有数十种类型，但最普通的分类还是按对塑料不同的成型工艺方法来划分。本书就是按照挤出成型、注射成型、压缩成型、压注成型、压延成型等塑料成型工艺方法来介绍塑料成型工艺及设备的选用。课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势三、我国塑料成型设备的分类及其型号编制课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势2.我国塑料成型设备型号的编制国家标准《橡胶塑料机械产品型号编制方法》（GB/T12783—2000）规定了我国橡胶塑料机械产品型号编制规范，基本上是按照塑料及橡胶成型机械的类别、组别和型别分类原则来编制的。(1)产品型号的编制产品型号的编制应以简明、不重复为基本原则。产品型号采用大写印刷体汉语拼音字母，以及国际通用符号和阿拉伯数字表示。汉语拼音字母的选用按产品分类中有代表意义的汉字，取其拼音的第一个字母；如有重复，取拼音的第二个字母；再有重复，可选用其他字母。(2)产品型号的构成及其内容产品型号由产品代号、规格参数（代号）、设计代号三部分组成。产品代号由基本代号和辅助代号组成。基本代号由类别代号、组别代号和品种代号三个小节顺序组成。基本代号与辅助代号之间用短横线“一”隔开。基本代号由类别代号、组别代号、品种代号三个小节顺序组成。课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势三、我国塑料成型设备的分类及其型号编制塑料机械的类别代号为“S”，组别代号见表1-5。课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势三、我国塑料成型设备的分类及其型号编制塑料机械产品型号的格式如图1-9所示课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势塑料机械的产品代号、规格参数的表示方法及计量单位，按标准（GB/T12783—2000）规定（见表1-6）。凡规格参数未作规定的产品，如确有需要表示时，应在该产品的标准中说明。(3)塑料机械的产品型号课题三我国塑料成型设备的类型与发展趋势课题四塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求一、课程的学习目的

二、课程的主要内容三、课程的学习要求内容提要课题四塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求一、课程的学习目的课题四塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求塑料成型工艺与设备是模具设计与制造专业的专业必修课程。通过本课程的学习和实践，对塑料成型工艺的基本理论、塑料的性能与成型工艺参数、塑料成型设备的基本结构和基本性能等有一个系统的了解，具备塑料成型工艺与设备选用的基本能力，配合其他专业课程的学习，学会综合分析问题的方法，从而在生产实践中，根据塑料成型工艺的要求，完成塑料成型工艺参数与设备的选择，并初步具备塑料成型设备操作、安装与调试、维护与保养、管理等相关技能。课题四塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求二、课程的主要内容课题四塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求塑料成型工艺与设备课程以塑料成型工艺过程为主线，首先介绍了我国塑料成型设备的现状与发展趋势、塑料成型设备的分类及型号编制、常用塑料的性能及成型工艺特点，再按照挤出成型、注射成型、压缩成型、压注成型、压延成型等塑料成型工艺方法来介绍塑料成型工艺及设备的选用，重点介绍了挤出、注射和压延三大主要成型设备的工作原理、结构性能、主要技术参数，介绍了塑料成型设备安装与调试、维护与保养、安全防护及文明生产等实际生产知识。课题四塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求三、课程的学习要求课题四塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求通过学习，要求掌握常用塑料挤出、注塑、压缩、压注成型工艺参数及设备的选择，了解主要成型设备的工作原理、结构性能，具备操作成型设备的基本技能，熟悉主要成型设备的安装与调试、维护与保养，为从事塑料成型工艺及模具设计、塑料制品生产管理等工作提供技术保障。课题四塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求课题四塑料成型工艺与设备课程的学习目的、内容及要求◆课程思政►故事★模块1课程思政二维码链接【“中国铁路之父”詹天佑：因为爱国而敬业】课程思政►►点评看完这个故事，心情久久不能平静。对詹天佑的高尚人格和职业精神，从心底感到敬佩詹天佑不愧为中国工匠的光辉楷模。作为新时代的技能人才，第一，要学习他为祖国富强而刻苦学习钻研的精神，只有学习和掌握过硬的本领，才有足够能力奉献社会，报效祖国；第二，要学习他以国家大局利益为重，不畏权贵、刚正廉洁的职业操守，面对强权和贿赂他毫不动心；第三，要学习他战胜一切艰难险阻的忘我奋斗精神，条件再恶劣，困难再多，他都毫不畏惧，身先士卒，一身泥一身汗地苦干，直到取得最后成功；第四，要学习他面对危险，坚守工作岗位和守土有责的敬业精神。詹天佑精神，是中华民族的一座精神丰碑，也是对工匠精仲欣完美的论释。作为新时代的技能人才，在我们心灵深处，要永远树立起这座丰碑！放置链接二维码“★模块1课程思政二维码链接【“中国铁路之父”詹天佑：因为爱国而敬业】”ThankYou!模块一塑料成型工艺、设备以及本课程基本要求的了解模块二塑料的工艺特性及常用塑料的认知◆知识目标◎塑料的工艺特性◎常用热塑性塑料的基本性能◎常用热固性塑料的基本性能◆技能目标●塑料的工艺特性●常用热塑性塑料的基本性能●常用热固性塑料的基本性能◆课程思政■“镗工大王”戎鹏强：精度源自责任

戎鹏强在工作中说，深孔加工最讲究出口要“正”，直线度要“直”，同时他要求自己人生的直线度跟钢管的直线度一样，不能走偏。他说，为钱而奋斗，有可能他的技艺就没有了。课题一塑料的工艺特性模块一塑料成型工艺、设备以及本课程基本要求的了解课题三常用热固性塑料的认知课题二常用热塑性塑料的认知

内容提要课题一塑料的工艺特性一、高分子聚合物的加工性质二、高分子聚合物的流变性质三、高分子聚合物在模塑成型中的流动状态内容提要四、高分子聚合物在模塑成型中的物理化学行为五、塑料的成型工艺特性一、高分子聚合物的加工性质

1.高聚物的聚集态及其加工由于高聚物的大分子结构和分子热运动特点，它有三种聚集状态，即玻璃态、高弹态和黏流态。高聚物聚集态的多样性导致了其成型加工方法的多样性，如图2-1所示。课题一塑料的工艺特性图2-1线型高聚物的聚集态与成型加工的关系一、高分子聚合物的加工性质

1.高聚物的聚集态及其加工(1)玻璃态在玻璃化温度以下，高聚物处于玻璃态（结晶型高聚物为结晶态），是坚硬的固态，受外力作用时具有一定的变形能力，但变形值小并且可逆，即外力消失后，其变形也随之消失。处于玻璃态的高聚物只能进行一些车、铣、削、刨等小变形量的机械加工，这一聚集态也是高聚物的正常使用状态。(2)高弹态在玻璃化温度与黏流温度之间，高聚物处于高弹态。高弹态的高聚物是橡胶状态的弹性体，变形能力显著增大，但变形仍具可逆性。在这种状态下，可进行压延、中空吹塑、真空吸塑、拉伸等成型。(3)黏流态当温度升至黏流温度（或熔点）以上时，高聚物呈黏性流体状态，通常把这种液体状态的高聚物称为熔体。在这种状态下进行的成型加工具有不可逆性，一经成型和冷却后，其形状将永远保持下来。课题一塑料的工艺特性一、高分子聚合物的加工性质

2.高聚物的可挤压性可挤压性是指高聚物通过挤压作用形变时获得一定形状并保持这种形状的能力。在塑料成型过程中，常见的挤压作用有物料在挤出机和注射机料筒中、压延机的辊筒之间以及在模具中所受到的挤压作用。衡量高聚物可挤压性的物理量是熔体的黏度（剪切黏度和拉伸黏度）。熔体黏度过高，则物料通过形变而获得形状的能力较差（固态高聚物是不能通过挤压成型的）。反之，熔体黏度过低，虽然物料具有良好的流动性，易获得一定形状，但保持形状的能力较差。课题一塑料的工艺特性一、高分子聚合物的加工性质

2.高聚物的可挤压性熔融指数是评价热塑性高聚物可挤压性的一种简单而实用的方法，是在熔融指数测定仪中测定的，如图2-2所示。具体方法是，测定在定温下10min内高聚物从出料孔中挤出的克数，其值就称为熔体流动指数（MeltFlowIndex)，通称熔融指数（或熔体流动速率），简写为[MI]或[MFI]。课题一塑料的工艺特性图2-2熔融指数测定仪结构示意图1—热电偶测温管；2—料筒；3—出料孔；4—保温层；5—加热器；6—柱塞；7—重锤一、高分子聚合物的加工性质

2.高聚物的可挤压性某些加工方法与熔融指数的关系见表2-1。课题一塑料的工艺特性一、高分子聚合物的加工性质

3.高聚物的可模塑性可模塑性是指高聚物在温度和压力作用下发生形变并在模具型腔中模制成型的能力。具有可模塑性的高聚物可通过注射、模压和挤出等成型方法制成各种形状的模塑制品。可模塑性主要取决于高聚物的流变性、热性能、物理力学性能、工艺因素及模具的结构尺寸等，对热固性高聚物而言，还与其化学反应有关。高聚物的可模塑性通常用螺旋流动实验来判断。高聚物熔体在注射压力作用下，由阿基米德螺旋形槽的模具的中部进入，经流动而逐渐冷却硬化为螺旋线，以螺旋线的长度来判断高聚物流动性的优劣，即螺旋线愈长，高聚物的流动性愈好。课题一塑料的工艺特性一、高分子聚合物的加工性质

课题一塑料的工艺特性4.高聚物的可纺性可纺性是指高聚物通过加工形成连续的固态纤维的能力，主要取决于高聚物的流变性、熔体豁度、熔体强度以及熔体的热稳定性和化学稳定性等。作为纺丝材料，要求其应有良好的热和化学稳定性，因为高聚物在高温下要停留较长的时间并要经受在设备和毛细孔中流动时的剪切作用。5.高聚物的可延性可延性表示无定型或半结晶固体高聚物在一个方向或两个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。高聚物的这种性质为生产长径比（长度与直径之比，有时是长度与厚度之比）很大的产品提供了可能，利用高聚物的可延性，可通过压延或拉伸工艺生产薄膜、片材和纤维。二、高分子聚合物的流变性质

1.牛顿流体流变方程在管道内流动的流体可呈现层流和紊流两种不同的流动状态。层流如图2-5(a）所示，流体的质点沿着平行于流道轴线的方向相对运动，与管壁等距离的液层以同一速度向前移动，所有质点流线均相互平行。紊流如图2-5(b）所示，流体的质点除向前运动外，还在主流动的横向上作不规则的任意运动，质点呈紊乱状态。课题一塑料的工艺特性图2-5流体质点在管内的流动状态二、高分子聚合物的流变性质

1.牛顿流体流变方程层流状态的流体可增大流动速度而转变为紊流，区分层流与紊流一般以雷诺数（Re）为准，其计算公式为Re=Dvp/η＞Rec（2-1）式中Re——雷诺数，量纲为1；D——管道直径，m；v——流体流速，m/s；p——液体的密度，kg/m3；η——流体的剪切黏度，Pa·s；Rec——临界雷诺数，其值与流道的形状和流道壁的表面粗糙度等有关，对于光滑的金属圆管Rec=2000～2300。课题一塑料的工艺特性二、高分子聚合物的流变性质

1.牛顿流体流变方程把层流流动看成是一层层彼此相邻的薄层液体沿外力作用方向进行的相对滑移，彼此之间完全平行的液层是平直的平面。图2-6所示是液体在流道中流动时的速度梯度图，外部作用于整个液体的恒定剪切力为F，向两端无限延伸的液层面积为A，则液层上的切应力τ为τ=F/A（2-2）课题一塑料的工艺特性图2-6液体在流道中流动时的速度梯度图二、高分子聚合物的流变性质

1.牛顿流体流变方程当液层间的径向距离为dr的两液层的移动速度分别为v和v+dv时，则液层间单位距离内的速度差为速度梯度dv/dr。但由于液层移动速度v等于单位时间dt以内液层沿管轴X-X上移动的距离dx，即v=dx/dt。课题一塑料的工艺特性式中，dv/dr为一个液层相对于另一个液层移动的距离，它是剪切力作用下该层液体产生的切应变γ，即=dx/dr。这样，式（2-3）可改写为：式中，为单位时间内的切应变，称为剪切速率，s-1。二、高分子聚合物的流变性质

1.牛顿流体流变方程牛顿（Newton）在研究低分子液体的流动行为时，发现切应力和剪切速率之间存在着下列关系：课题一塑料的工艺特性上式描述了层流液体最简单的规律，通常称为牛顿流动定律，即牛顿流体的流变方程。凡是层流时符合牛顿流动定律的流体，称为牛顿流体，其黏度保持不变，应变随应力作用的时间线性地增加，应力解除后应变以永久变形保持下来，并且应变具有不可逆性。二、高分子聚合物的流变性质

2.指数流动规律与表观猫度(1)指数流动规律聚合物熔体的流动行为远比低分子液体复杂，因为聚合物有大分子的长链结构和缠结。这类液体流动时，在较宽的剪切速率范围内，剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体的黏度也不是一个常数。聚合物加工时大多处于中等剪切速率范围（=10～104s-1)，其熔体的流变行为不服从牛顿流动定律，属非牛顿型流动，聚合物熔体为非牛顿液体。指数定律方程是一种较能反映黏性流体流变性质的经验性表达式，形式简单，在有限的范围内（剪切速率通常在同一个数量级范围内）有相当好的准确性。指数定律认为，聚合物黏性流体在定温下于给定的剪切速率范围内流动时，切应力和剪切速率具有指数函数关系。课题一塑料的工艺特性二、高分子聚合物的流变性质

2.指数流动规律与表观猫度(1)指数流动规律课题一塑料的工艺特性式中K——与聚合物和温度有关的常数，可反映聚合物熔体的黏稠性，称为稠度系数；n——与聚合物和温度有关的常数，可反映聚合物熔体偏离牛顿流体性质的程度，称为非牛顿指数。二、高分子聚合物的流变性质

2.指数流动规律与表观粘度(1)指数流动规律课题一塑料的工艺特性为此，可将式（2-6）化为令，可将式（2-7）化为式中，ηa为非牛顿流体的表观黏度，Pa·s二、高分子聚合物的流变性质

2.指数流动规律与表观粘度(2)温度对剪切黏度的影响温度与液体剪切黏度（包括表观黏度）的关系可用下式表示课题一塑料的工艺特性式中η——液体在温度为θ时的剪切黏度；η0——某一基准温度为θ0时的剪切黏度；θ0、θ——分别是聚合物基准温度和被测黏度时的温度；α——常数，由实验测定，在温度范围为50℃时，对大多数液体来说都是常数，超出此范围则变化较大。二、高分子聚合物的流变性质

课题一塑料的工艺特性几种常用热塑性塑料熔体在恒定剪切速率下的表观黏度与温度的关系见表2-2二、高分子聚合物的流变性质

课题一塑料的工艺特性(3)压力对黏度的影响液体的剪切黏度（包括表观黏度）依赖于分子间的作用力，而作用力又与分子间的距离有关。当液体承受压力而使分子间的距离减小时，液体的剪切黏度是趋于增大的。通常聚合物熔体的加工压力比较高（如在注射成型时，聚合物需在150℃下受压达35～150MPa)，其压缩率常达5％甚至10％以上，黏度会有所增高。例如，聚乙烯在压力由100kPa升高到100MPa时，其表观黏度增加2.5倍。聚合物的压缩率不同，其黏度对压力的敏感性也不同。可见，单纯通过增大压力来提高聚合物熔体的流量是不恰当的，即使在同一压力作用于同一种聚合物熔体，成型时所用设备大小不同，会使熔体所受切应力不同，其流动行为也有差别三、高分子聚合物在模塑成型中的流动状态课题一塑料的工艺特性1.聚合物流体在圆形截面流道中的流动当聚合物流体在半径为R、长为L的等截面圆形流道中流动时，距离管中心任意半径r处的剪切应力τr为式中，ΔP为在L长度范围内的压力降，Pa。流体中任一点的剪切应力τr是r的线性函数。在流道中心处（r=0)，τr=0；在流道壁面处（r=R），τr取得最大值。任意半径r处的流速为三、高分子聚合物在模塑成型中的流动状态课题一塑料的工艺特性2.聚合物流体在狭缝形流道中的流动距离中平面（y=0的平面）任意距离h处的剪切应力为距离中平面任意距离h处，流体流速vh为三、高分子聚合物在模塑成型中的流动状态课题一塑料的工艺特性3.聚合物熔体在模内的流动行为(1)端末效应①入口效应。②离模膨胀效应。(2)失稳流动和熔体破裂(3)聚合物熔体的充模流动①浇口和模腔对熔体充模流动的影响②扩展流动充模的特点。③熔体遇到障碍物时的充模流动④熔接痕。四、高分子聚合物在模塑成型中的物理化学行为课题一塑料的工艺特性1.聚合物的结晶聚合物的聚集态结构有结晶型和无定形两种。结晶型是指聚合物中具有分子作有规则紧密排列的结晶区，其结晶的程度和能力可用结晶度来衡量。结晶度是指结晶区在聚合物中所占的质量百分数。聚合物的结晶倾向不同，成型方法和成型工艺不同。2.成型过程中的取向作用聚合物熔体在导管内流动时，管中心速率最大，管壁处为零，在导管截面上各点的速度分布呈扁平的抛物线形状。此时，塑料中存在的木粉、短玻璃纤维等细而长的纤维状填料势必以不同的速度运动，聚合物分子在很大程度上都会顺着流动的方向作平行的排列，这种排列称为取向作用。热塑性塑料在其玻璃化温度与黏流温度（或软化点）之间进行拉伸时，也会发生取向作用。(1)注射和压注成型塑件中纤维状填料的取向(2)注射和压注成型塑件中聚合物分子的取向(3)高聚物取向的影响因素四、高分子聚合物在模塑成型中的物理化学行为课题一塑料的工艺特性3.聚合物的降解聚合物成型塑件常常是在高温和应力作用下进行的，在高温、应力、氧气和水分等外部条件作用下聚合物发生化学分解反应，导致聚合物分子链断裂、相对分子质量下降等一系列结构变化，并使聚合物发生弹性消失、强度降低、黏度变化以及熔体发生紊流和制品表面粗糙、使用寿命减短等问题，这种现象称为聚合物降解。4.聚合物的交联聚合物由线形结构转变为体形结构的化学反应过程称为交联，也称为硬化或固化。与线形聚合物比较，经过交联后，聚合物的强度、耐热性、化学稳定性和尺寸稳定性均能比原来有所提高。交联反应主要应用在热固性聚合物的成型固化过程中。对于热塑性聚合物，虽然采用一定的方法也能使其产生交联反应，但通常对流动和成型不利，且影响制件性能，因此应用很少。五、塑料的成型工艺特性课题一塑料的工艺特性1.热塑性塑料的工艺特性(1)收缩性(2)流动性(3)相容性(4)吸湿性(5)热敏性2.热固性塑料的工艺特性(1)收缩率(2)流动性(3)比容和压缩率(4)硬化速度(5)水分与挥发物含量课题二常用热塑性塑料的认知内容提要八、聚甲醛（POM)九、聚碳酸酯（PC)十、聚砜（PSU)十一、聚苯醚（PPO)十二、氯化聚醚（CPT)十三、聚对苯二甲酸乙二（醇）酯（PETP）十四、氟塑料一、聚乙烯（PE）二、聚丙烯（PP)三、聚氯乙烯（PVC)四、聚苯乙烯（PS)五、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)六、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）七、聚酰胺（PA)一、聚乙烯（PE）

聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大的品种。按聚合时采用的压力不同可分为高压、中压和低压三种。低压聚乙烯的分子链上支链较少，相对分子质量、结晶度和密度较高（故又称高密度聚乙烯），比较硬，耐磨、耐蚀、耐热及绝缘性较好。高压聚乙烯分子带有许多支链，因而相对分子质量较小，结晶度和密度较低（故又称低密度聚乙烯），且具有较好的柔软性、耐冲击性及透明性。课题二常用热塑性塑料的认知各种聚乙烯的性能比较一、聚乙烯（PE）

课题二常用热塑性塑料的认知三种聚乙烯的成型特性见表2-4，聚乙烯的成型工艺条件见表2-5。三种聚乙烯的成型特性比较二、聚丙烯（PP)

课题二常用热塑性塑料的认知聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明。密度仅为0.90～0.91g/cm3，成型收缩率为1.0%～2.5%。它不吸水，光泽好，易着色。屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬度及弹性比聚乙烯好，其抗拉强度甚至高于聚苯乙烯和ABS。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，有特别高的抗弯曲、疲劳强度。聚丙烯熔点为164～170℃，耐热性好，能在100℃以上的温度下进行消毒灭菌，其最高使用温度可达到150℃。最低使用温度为-15℃，低于-35℃时会脆裂。因不吸水，聚丙烯的绝缘性能不受湿度的影响。但在氧、热、光的作用下极易降解、老化，所以必须加入防老化剂。三、聚氯乙烯（PVC)

课题二常用热塑性塑料的认知聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一。其原料来源丰富，价格低廉，性能优良，应用广泛。聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末，形同面粉，造粒后为透明块状。聚氯乙烯的成型工艺条件四、聚苯乙烯（PS)

课题二常用热塑性塑料的认知聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。聚苯乙烯无色透明、有光泽、无毒无味，落地时发出清脆的金属声，密度为1.054g/cm3。聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、相对分子质量大小、定向度、杂质含量等有关。聚苯乙烯的成型工艺条件五、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)

课题二常用热塑性塑料的认知ABS是由丙烯睛、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性、耐热性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。ABS的成型工艺条件六、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）

课题二常用热塑性塑料的认知聚甲基丙烯酸甲酯俗称有机玻璃，是一种透明塑料，具有高度的透明性和优异的透光性，透光率达92%，优于普通硅玻璃。有机玻璃可制成棒、管、板等型材，也可制成粉状物，供模塑成型加工。聚甲基丙烯酸甲酯的成型工艺条件七、聚酰胺（PA)

课题二常用热塑性塑料的认知聚酰胺俗称尼龙。尼龙是含有酰胺基的线型热塑性树脂，尼龙是这一类塑料的总称。尼龙有优良的力学性能，抗拉、抗压、耐磨。聚酰胺的成型工艺条件八、聚甲醛（POM)

课题二常用热塑性塑料的认知聚甲醛是继尼龙之后发展起来的一种性能优良的热塑性工程塑料。其性能不亚于尼龙，而价格却比尼龙低。聚甲醛表面硬而滑，呈淡黄色或白色，薄壁部分呈半透明。有较高的抗拉、抗压性能和突出的耐疲劳强度，特别适合于作长时间反复承受外力的齿轮材料。聚甲醛的成型工艺条件九、聚碳酸酯（PC)

课题二常用热塑性塑料的认知聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，它在工程技术中的应用广泛，仅次于聚酰胺。密度为1.20g/cm3，本色微黄，加点淡蓝色后，得到无色透明塑件，可见光的透光率接近90％。它韧而刚，抗冲击性在热塑性塑料中名列前茅聚碳酸酯的成型工艺条件十、聚砜（PSU)

课题二常用热塑性塑料的认知聚砜是20世纪60年代出现的工程塑料，它是在大分子结构中含有砜基（-S02-）的高聚物，此外还含有苯环和醚键（-O-），故又称聚苯醚砜。呈透明而微带琥珀色，也有的是象牙色的不透明体。具有突出的耐热、耐氧化性能聚砜主要主要有以下三类：双酚A型聚砜（也称普通聚砜Polysuifone,PSU，通常所说的聚砜即指PSU）、聚芳砜（Polylsulphone,PAS）、聚醚砜（Polyethersulphone,PES)。十一、聚苯醚（PPO)

课题二常用热塑性塑料的认知聚苯醚全称为聚二甲基苯醚。这种塑料造粒后呈琥珀色透明的热塑性工程塑料，硬而韧。硬度较尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯高。蠕变小，有较好的耐磨性能。使用温度范围宽。通过掺混聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）或采用接枝苯乙烯的方法，而成功开发出了改性聚苯醚(MPPO)PPO和MPPO的注射成型工艺条件十二、氯化聚醚（CPT)

课题二常用热塑性塑料的认知氯化聚醚是一种有突出化学稳定性的热塑性工程塑料，对多种酸、碱和溶剂有良好的抗腐蚀性，化学稳定性仅次于聚四氟乙烯（塑料王），而价格比聚四氟乙烯低廉。其耐热性能好，能在120℃下长期使用，抗氧化性能比尼龙高。其耐磨、减摩性比尼龙、聚甲醛还好，吸水率只有0.01%，是工程塑料中吸水率最小的一种。它的成型收缩率小而稳定，有很好的尺寸稳定性。具有较好的电气绝缘性能，特别是在潮湿状态下的介电性能优异。但氯化聚醚的刚性较差，抗冲击强度不如聚碳酸酯。机械上可用于制造轴承、轴承保持器、导轨、齿轮、凸轮、轴套等。在化工方面，可作防腐涂层、储槽、容器、化工管道、耐酸泵件、阀和窥镜等。十三、聚对苯二甲酸乙二（醇）酯（PETP）

课题二常用热塑性塑料的认知PETP无毒，具有高结晶度、高熔化温度和不溶于一般有机溶剂的特点。熔化温度为250～270℃。密度随结晶度的增大而增加，非晶态密度1.33g/cm3,纤维的密度1.38～1.41g/cm3，完整结晶体密度1.463g/cm3。增强聚对苯二甲酸乙二（醇）酯注射成型工艺条件十四、氟塑料

课题二常用热塑性塑料的认知氟塑料是各种含氟塑料的总称，主要包括聚四氟乙烯、聚氟乙烯、聚三氟氯乙烯以及聚偏氟乙烯等。1.聚四氟乙烯（PTFE)聚四氟乙烯树脂为白色粉末，外观蜡状，光滑不黏。平均密度为2.2g/cm3，是最重的一种塑料。聚四氟乙烯具有卓越的性能，非一般热塑性塑料所能比拟，有“塑料王”之称。2.其他氟塑料其他氟塑料力学强度高于聚四氟乙烯，但耐热性、化学稳定性和介电性能不及聚四氟乙烯。吸湿性小，成型加工前可不必干燥。这类塑料对热敏感，易分解产生有毒、有腐蚀性气体，要注意通风排气。熔融温度高，熔融黏度大，流动性差，因此采用高温、高压成型。课题三常用热固性塑料的认知内容提要三、环氧树脂（EP)四、不饱和聚酯树脂二、氨基塑料

一、酚醛塑料（PF)一、酚醛塑料（PF)酚醛塑料是热固性塑料的一个品种，它是以酚醛树脂为基础而制得的。酚醛树脂通常由酚类化合物和醛类化合物缩聚而成。硬化后的酚醛树脂耐矿物油、硫酸、盐酸的作用，但不耐强酸、强碱及硝酸。课题三常用热固性塑料的认知1.酚醛塑料粉酚醛塑料粉又称电木粉或胶木粉，酚醛塑料粉是以木粉等为填料加上固化剂、促进剂、润滑剂、着色剂等制成。广泛用于压制各种工作条件下的电器、高频无线电的绝缘结构零件。其制品的主要缺点是冲击韧性差，不能用于制造承受较大冲击载荷的机械或仪器中的重要零2.纤维状酚醛塑料在酚醛树脂中加入纤维状填料，使之成为具有很高冲击强度的塑料。根据加入纤维状填料的种类不同又分为棉纤维酚醛塑料、石棉纤维酚醛塑料、玻璃纤维酚醛塑料等。3.层状酚醛塑料层状酚醛塑料是各种片状填料经过浸渍酚醛树脂溶液制成。根据填料的不同又可分为纸层酚醛塑料、布层酚醛塑料、石棉布层酚醛塑料和玻璃布层酚醛塑料等课题三常用热固性塑料的认知酚醛压塑粉的工艺性能和压缩成型工艺条件课题三常用热固性塑料的认知酚醛注塑粉的工艺性能和压缩成型工艺条件课题三常用热固性塑料的认知纤维增强酚醛模塑料的工艺性能和压缩成型工艺条件课题三常用热固性塑料的认知纤维增强酚醛模塑料注射成型工艺条件二、氨基塑料

课题三常用热固性塑料的认知氨基塑料是由氨基化合物与醛类（主要是甲醛）经缩聚反应而制得的塑料，是一种通用塑料，主要包括脲甲醛、三聚氰胺-甲醛等。1.脲甲醛塑料（UF)脲醛塑料压缩成型工艺条件二、氨基塑料

课题三常用热固性塑料的认知氨基塑料是由氨基化合物与醛类（主要是甲醛）经缩聚反应而制得的塑料，是一种通用塑料，主要包括脲甲醛、三聚氰胺-甲醛等。1.脲甲醛塑料（UF)脲醛塑料注射成型工艺条件二、氨基塑料

课题三常用热固性塑料的认知氨基塑料是由氨基化合物与醛类（主要是甲醛）经缩聚反应而制得的塑料，是一种通用塑料，主要包括脲甲醛、三聚氰胺-甲醛等。2.三聚氰胺-甲醛塑料（MF)三聚氰胺-甲醛塑料压缩成型工艺条件二、氨基塑料

课题三常用热固性塑料的认知氨基塑料是由氨基化合物与醛类（主要是甲醛）经缩聚反应而制得的塑料，是一种通用塑料，主要包括脲甲醛、三聚氰胺-甲醛等。2.三聚