聚合物成型加工原理

第一章 绪 论
一.何谓成型加工？ 二.成型加工的基本任务 三.成型加工的基本原理 四.成型加工方法的分类 五.成型加工生产的基本过程 六.塑料的特点和应用 七.学习成型加工的意义
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一.何谓成型加工？
• 定义： 将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂
或改性材料）转变为制品或实用材料的一 种工程技术。
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关键步骤：
➢A.如何使聚合物产生流动与变形？
方法: a.加热
熔体；
b.加溶剂 溶液；
c.加增塑剂或其它悬浮液。
➢B.如何硬化定型？ 方法： 热固性：交联反应固化定型。
热塑性：a.熔体 冷却 b.溶液 加热挥发溶剂 c.悬浮体 先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型
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成型加工完整工序： ✓ 1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合 ✓ 2.成型：赋予聚合物一定型样 ✓ 3.机械加工：车，削，刨，铣等。 ✓ 4.修饰：美化制品。 ✓ 5.装配： 粘合，焊接，机械连接等。 说明：a 并不是所有制品的加工都要完整地完成此5个工序
b 五个次序不能颠倒
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湖北 2.49%
安徽 3.08%
河南 其他 2.42% 16.08%
辽宁 4.39%
福建 4.91%
上海 6.31%
山东 7.69%
江苏 12.45%
广东 22.17%
浙江 18.00%
国家统计局数据显示，2009年5月，全国塑料行业规模以上企 业（年主营业务收入500万元人民币及以上全部工业法人企业） 共计1.89万家，其中分布在广东、浙江、江苏、山东、上海等 东部沿海省市的企业居多，上述5省市规模以上企业数占全国总 数的83.92%
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二.成型加工的基本任务
1.研究各种成型加工方法和技术； 2.研究产品质量与各种因素之间的关系； 因素包括：a.聚合物本身的性质；
b.各种加工条件参数； c.设备和模具的结构尺寸； d.各种添加剂、助剂； 3.研究提高产量和降低消耗的途径。
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ProcБайду номын сангаасss & machine schematics
塑料行业是我国轻工行业的重要组成部分，包 括塑料薄膜、板片、塑料管及其附件、泡沫塑料、 人造革合成革、包装箱及容器、日用制品等十个子 行业，塑料制品广泛应用于包装、建筑、农业、家 用电器等领域。目前中国塑料行业年度工业总产值 已接近万亿元，其比重占轻工行业总量的9.85%， 占全国工业总产值1.9%，塑料行业在国民经济中占 有重要地位。
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PE是制造雷达的重要材料（绝缘性）
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Belts
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Rubber dams
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Cables and lines
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PMMA是现在透光性最好的材料
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树脂的交联固化 方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解
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四.成型加工方法的分类：
1.根据形变原理分6类：
a.熔体加工： 先为熔体再成型。如 挤出，注塑，压延，模压，橡
胶加工，熔融纺丝等。 b.类橡胶状聚合物的加工：
将聚合物转变为高弹态下进行加工。主要制造中空 容器或大型制件等。如 塑料容器，冰箱内胆。 c.聚合物溶液加工：
f.机械加工：
金属切削加工方法
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2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类： a.主要发生物理变化：如 注射，挤出，压延，热成型，流
涎薄膜等。 b.主要发生化学变化：如 浇铸成型。 c.既有物理变化又有化学变化：热固性塑料的加工和橡胶
加工。
加热
流动
交联
固化
物理变化
化学变化
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Schematic of thermoplastic Injection molding machine 21
三.成型加工的基本原理
1.聚合物是如何实现转变的？
可塑性：指物体在外力作用下发生永久形变和流动的性质。
总过程：
方法
方法
聚合物
可塑性状态 工艺条件
流动与变形成形
制品
硬化定形
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五.成型加工生产的基本过程
包括五方面内容： ✓ 1.材料选择和配方设计：树脂与助剂 ✓ 2.模具设计，制品设计与设备的选择和改造： ✓ 3.成型加工：成型材料预处理，成型，机械加工，
修饰，装配。 ✓ 4. 制品性能检验：沿用金属检测方法 ✓ 5. 废料回收：流道残留物，边角余料，废品旧料回
收
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改性粒料
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汽车防尘罩 高压阻尼线
汽车密封条 挡泥板
空气软管 车灯橡胶件
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Tyres and wheels
流涎法薄膜，湿法纺丝等
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d.低分子聚合物和预聚体的加工：
直接利用聚合物单体或预聚体进行成型加工。加工 过程即反应过程。如 环氧、丙烯酸酯类，不饱和聚酯， 制造各种尺寸的整体浇铸制件和增强材料。
e. 聚合物悬浮体加工：
将增塑剂、乳化剂加入聚合物中，把聚合物变成悬 浮体或乳胶，然后成型。（如橡胶胶乳、PVC糊）
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六.塑料的特点和应用
优点：
a.原料价格低廉； b.加工成本低； c.重量轻； d.耐腐蚀； e.造型容易； f.保温性能优良； g.电绝缘性好。
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缺点：
a.精度差； b.耐热性差； c.易燃烧； d.强度差； e.耐溶剂性差； f.易老化。
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• 中国塑料行业2009上半年度经济运行与市场发 展研究报告
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2.成型加工过程中聚合物所发生的转变：
✓a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。
✓b.结构： 组成：非纯聚合物 组成方式：层压材料，增强材料，复合材料 宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构 微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等
✓c.性质： 有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性
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万吨 400