第2章 塑料成型技术基础.ppt

1、第二章,塑料成型基础,塑料成型工艺及模具设计,2.1.1 高聚物的三种物理、力学状态及其应用,塑料的物理状态：玻璃态、高弹态和粘流态 塑料的物理状态与温度有关。如图2-1所示。 A 区为刚性固体状，为玻璃态。C 区为弹性状， 称高弹态。E 区可在外力作用下发生粘性流动， 称粘流态。 Tb称为脆化温度，是高聚物保持高分子力学特性 的最低温度。Td称为分解温度，在温度高于Td后， 高分子长链发生断裂，这现象称为降解。 图2-2是结晶型高聚物的温度形变曲线。,2.1.2 成型加工中塑料受到的应力和应变,只有在受到外力作用而产生应力时，塑料 才会流动和变形 。 应力有三种类型： 剪切应力、拉伸应力、压

2、缩应力，因而对应产生三种应变： 剪切应变、拉伸应变和压缩应变。其中 剪切应力对塑料熔体的成型最为重要。 如图2-3,2.1.3 塑料熔体的流变性能,流变学 研究物质形变与流动的学科 牛顿型流体 非牛顿型流体,2.1.3 塑料熔体的流变性能, 牛顿型流体,是确定塑料成型加工工艺条件的重要依据。图2-4,符合下式的流体称为牛顿型流体：,两液层的切应变为,，即有剪切速率,2.1.3 塑料熔体的流变性能, 非牛顿型流体,非牛顿型流体包括粘性流体、粘弹性流体 和时间依赖性流体。 粘性流体又分为宾哈流体、膨胀性流体和 假塑性流体。 实际上，几乎绝大多数聚合物熔体和熔液的 流动行为都接近于假塑性流体。见图-

3、,对常用塑料，有,其中：,称为表观粘度,2.1.4 对塑料粘度的调节,塑料熔体粘度的影响因素 1.温度 提高熔体温度，粘度下降。但是各种塑料对温度的敏感性不同。如图2-9 2.剪切速率 绝大多数塑料熔体属于假塑性流体，其表观粘度随剪切速率的增大而减小。 同样，各种塑料的粘度对剪切速率的敏感性不同。如图2-10,2.1.4 对塑料粘度的调节,3.压力 提高成型压力对熔体粘度起增大作用。 粘度对压力的敏感性也因塑料品种而异。 成型制品时，应注意模具温度状况和浇注系统结构对塑料熔体流动粘度的重要影响。 要有效控制熔体的粘度，还要求模具浇注系统设计的合理性。,2.1.5 分子取向, 1.分子取向的机理

4、 塑料中的聚合物大分子、细而长的纤维状填料分子在成型过程中，由于受到应力作用而产生分子近似平行排列的现象，称之为分子取向。 如图2-12,2.1.5 分子取向,2.分子取向的作用 存在分子取向的现象，将对制品的成型能、力学性能都产生重要的影响。,2.1.5 分子取向,3.影响分子取向的因素 取向方向：流动取向是长链分子沿料流方向 平行排列，料流方向又取决于熔体进入型腔的位置（即浇口位置），因此在型腔一定时，影响取向 方向的因素是浇口位置。 取向程度：分子取向程度与塑料的类别和塑料制品的壁厚大小有关。此外，分子取向程度还与注射工艺条件及模具的浇口种类关系密切，如表22。,2.2 注射工艺过程及主

5、要成型工艺参数,2.2.1 注塑工艺过程 2.2.2 主要成型工艺参数,2.2.1 注塑工艺过程,（1）注射前的准备 （2）注射成型过程 （3）制品的后处理 图2-14,2.2.2 主要成型工艺参数,（1）温度 ：料筒温度、喷嘴温度、模具温度、脱模温度； （2）压力：塑化压力、注射压力、保压压力、模腔压力； （3）时间：注射时间、保压时间、冷却时间； （4）模塑周期 ：它由注射时间、保压时间、冷却时间和辅助时间四部分组成。 图2-15 表达了一个完整的注射压力周期,2.3 塑料的成型特性,2.3.1 流动性； 2.3.2 收缩率、压缩率； 2.3.3 结晶性、熔体破裂； 2.3.4 熔结痕、内

6、应力、制品的后处理。,2.3.1 流动性,1.合理选择流动性 对于形状复杂、壁薄或尺寸较大的制品， 应考虑在满足制品使用性能的前提下，优先选择 流动性好的塑料。 .流动性等级 测定流动性的方法用标准测试模具，测定值越高，表明流动性越好。一般常用溢料间隙（溢边值）的概念，即塑料熔体在成型压力下,流入的最小间隙值。,2.3.2 收缩率、压缩率,.收缩率 造成塑料成型收缩的因素包括：(1)凝固收缩；(2)塑料品种；(3)成型工艺（压力、温度、时间）；(4)模具结构；(5)塑件结构等。 . 压缩率 压缩率是松散塑料原料的体积与塑件的体积之比。用于计算出每模塑件的注射量（cm3）。,2.3.3 结晶性和

7、熔体破裂,.结晶性 结晶性指聚合物分子在空间排列的规律性。 聚合物的结晶性用结晶度来衡量。 2 .熔体破裂 熔体破裂是聚合物分子在成型过程中，发生的组织断裂现象。,2.3.4 熔结痕、内应力、制品的后处理,.熔结痕 为减少塑件的熔结痕，可选用流动性较好的塑料，或增加浇口数量，缩短流程，以较快时间充模； 另外，可适当提高料温或模温；改变浇口位置使熔结痕产生在塑件的次要部位。,2.3.4 熔结痕、内应力、制品的后处理,.内应力 产生内应力的重要原因是注射及保压时施加的压力过大。 减少内应力措施：注射压力不宜取得过高，使用较高的料温和模温，保压时间应适度，成型后将塑件进行热处理 。 .制品的后处理（热处理） （1）退火处理； （2）调温处理。,思考题,1.为何塑件的收缩称