聚合物加工原理第10章二次成型-周达飞
第十章二次成型
大小还与制品厚度和容积有关，厚度、容积↑，压力↑。压力应保证外形、花纹、文字 清晰
第十章 二次成型
二次成型原理
各种二次成型工艺——中空吹塑、 薄膜的拉伸、热成型、合成纤维拉 伸变形热定型
• 什么是二次成型---将一次成型所得热塑性型材再 次加热至半熔融成型
• 半熔融---即类橡胶态，加工所处温度低于但接近 粘流温度Tf（非晶）或熔融温度Tm（结晶），通 过粘弹形变而成型
• 原料---热塑性塑料 • 二次成型的方法——
拉伸→横向吹塑→空气保压→冷却定型→开模P343图10-6 • 所得制品为双轴拉伸取向，强度得到提高。拉伸比、吹胀比为2~3 • 注拉吹制品性能好---如透明度、冲击强度、硬度 • 注拉吹制品较薄，从而节约原料约50%
图10-5
图10-6
图10-7
二、挤吹
• 工艺过程：挤出管坯→合模（模具切口将管坯 切断）→吹塑→空气保压→冷却定型→开模 P344图10-7
二次成型时物料的形变与回复——
①普弹形变很小，可以忽略；
②物料处于类橡胶态时粘性形变长受力时间相当于
降低了粘流温度Tf，迫使大分子滑移程度增加， 产生不可回复的塑性形变，
即在此情况下粘性形变增大）；所以其形变即为
图10-3
③高弹形变，而高弹形变的回复与温度有关。
素——
➢ 模具温度：冻结形变时的模具温度低，残余形变大
聚合物加工原理
聚合物加工原理聚合物是一种常见的材料，广泛用于各个领域，如塑料制品、纺织品、医用材料等。
聚合物加工是将聚合物材料通过热、力、机械等加工方式，将其改变为需要的形状和结构的过程。
本文将介绍聚合物加工的原理及常见的加工方法。
一、聚合物本质上是由大量单体分子通过共价键连接而成的高分子化合物。
聚合物加工的原理是通过加热和加压来改变聚合物分子链的排列方式，从而改变聚合物的形状和性能。
聚合物材料通常以树脂的形态存在，树脂在加工过程中会经历熔融、流动、固化等阶段。
在加工中，将聚合物树脂加热到足够的温度使其熔化，然后将熔化的聚合物注入模具中，通过机械力或其他手段使其形成所需的形状，随后冷却固化。
聚合物加工的主要原理包括：1. 熔融：将聚合物加热至其熔点以上，使其转变为可流动的液体状态。
在熔融状态下，聚合物分子链之间的相互作用力减弱，分子链可以通过流动重新排列。
2. 流动：将熔融的聚合物注入到模具中，通过施加压力或其他力量使其形成所需的形状。
在流动过程中，聚合物分子链在施加的力下发生位移和变形。
3. 固化：冷却并固化聚合物，将其固定在所需的形状和结构中。
聚合物冷却后，分子链重新排列，形成固态结构，从而保持所需的形状。
二、聚合物加工方法聚合物加工有多种方法，常见的包括注塑、挤出、吹塑、压延、成型等。
1. 注塑：注塑是将熔融状态的聚合物注入到模具中，通过压力使其填充模腔并冷却固化。
注塑广泛应用于塑料制品的生产，如塑料盒、塑料椅等。
2. 挤出：挤出是将熔融的聚合物通过挤压机挤出成连续的均匀断面形状，然后通过冷却固化。
挤出常用于生产塑料管材、薄膜等。
3. 吹塑：吹塑是将熔融的聚合物注入到模具中，在模具内吹气使其膨胀成空心形状，并冷却固化。
吹塑常用于生产塑料瓶、塑料容器等。
4. 压延：压延是将熔融的聚合物放置在两个辊子之间，通过压力使其变薄并冷却固化。
压延广泛应用于塑料薄膜的制备。
5. 成型：成型是将熔融的聚合物材料倒入开放式模具中，通过压力或其他手段使其形成所需的形状，并冷却固化。
二次成型原理
定型温度
• 定型温度下降，可恢复形变减少，残余形 变（有效形变）增加，所以定型温度低于 Tg最好。 • 相同的定型温度下，成型温度越高，得到 的残余形变量越大，制品的尺寸稳定性越 好；但制品的伸长率在此时有一最大值， 当成型温度过大，伸长率会出现不稳定现 象，会在高温低速作用下，因为受热变软、 分解等，导致制品出现龟裂等现象。
塑性形变和粘性形变
• 相似的性质：不可逆、都是大分子链的流 动
• 不同的性质：所处的温度不同、大分子链 的表现不同、塑性形变在一定温度下形变 可以回复。
二次加工的原理
• 对于玻璃化温度Tg比室温高得多的无定形聚 合物，其二次成型加工是在Tg以上，粘流温 度Tf以下，受热软化，并受外力(σ)作用而产 生形变。在二次加工过程中聚合物的形变 省去了普弹形变和粘性形变。得：
二次成型的条件
成型温 度
成型速 度
定型温 度
二次 成型
成型温度
• 二次成型的温度以聚合物能产生形变且伸长率 最大的温度为宜。（消耗功最大处） • 此时温度升高，向高弹态过渡，由于链段开始 运动，而体系的粘度很大，因此链段运动受到 的摩擦阻力比较大，高弹形变显著落后于应力 变化，内耗也大。 • 一般无定形热塑性塑料最宜成型温度比其Tg略 高，如硬聚氯乙烯(Tg=83℃)的最宜成型温度为 92~94℃，聚甲基丙烯酸甲酯(Tg=105℃)成型温 度为118℃。
二次成型区间，具有粘弹性
非晶型聚合 物
• 在玻璃化温度Tg以上呈类橡胶状， 显示橡胶的高弹性
• 在粘流温度Tf以上呈粘性液体状
部分结晶型 聚合物
• 在Tg以下呈硬性结晶状， • 在Tg以上呈韧性结晶状， • 在接近熔点Tm转变为具有高弹性 的类橡胶状 • 高于Tm则呈粘性液体状
聚合物成型加工原理
聚合物成型加工原理聚合物成型加工是一种通过加工工艺将原料转化为所需形状的方法。
在这个过程中，聚合物材料会经历一系列的物理和化学变化，最终形成我们所需要的成型产品。
本文将介绍聚合物成型加工的原理，包括热塑性聚合物和热固性聚合物的成型原理，以及常见的成型方法。
热塑性聚合物是一类在一定温度范围内可软化、可塑性较好的聚合物材料。
在成型加工过程中，热塑性聚合物首先需要加热至其软化温度，然后通过模具或挤出机等设备将其加工成所需形状。
热塑性聚合物的成型原理主要是利用温度的变化来改变材料的物理状态，从而实现加工成型。
常见的热塑性聚合物成型方法包括注塑、挤出、吹塑等。
而热固性聚合物则是一类在加工过程中通过化学反应形成三维网络结构的聚合物材料。
在成型加工过程中，热固性聚合物首先需要在一定温度下发生固化反应，形成不可逆的化学键，然后再进行成型加工。
热固性聚合物的成型原理主要是利用化学反应来实现材料的固化和成型。
常见的热固性聚合物成型方法包括压缩成型、注塑成型等。
除了热塑性和热固性聚合物的成型原理外，还有一些其他的成型方法，如挤压成型、发泡成型、旋转成型等。
这些成型方法都是根据聚合物材料的特性和加工要求来选择的，每种方法都有其独特的成型原理和适用范围。
总的来说，聚合物成型加工的原理是通过控制温度、压力、化学反应等因素，将聚合物材料加工成所需形状的过程。
不同类型的聚合物材料和不同的成型方法都有其特定的成型原理，只有深入理解这些原理，才能更好地掌握聚合物成型加工技术，实现高质量的成型产品。
在实际应用中，我们需要根据具体的产品要求和材料特性来选择合适的成型方法，并且合理控制加工参数，以确保成型产品的质量和性能。
同时，还需要不断探索和创新，不断改进成型工艺，以适应不断变化的市场需求和技术发展。
通过深入研究聚合物成型加工的原理，不断提高我们的技术水平和创新能力，为聚合物成型加工行业的发展做出贡献。
第十章二次成型
概述
二次成型是在一定条件下，将一次成型所得 的聚合物型材通过再次成型加工，以获得制 品的最终型样。
概述
一次成型：通过材料的流动或塑性形变，伴
有于熔融 温度和粘流温度。
仅适用于热塑性塑料，包括中空吹塑成型、 薄膜双向拉伸、热成型、合成纤维拉伸。
缺点：
需要注塑和吹塑两套模具，设备投资大；
型坯温度高，吹胀物冷却慢，成型周期长； 型坯内应力大，容器形状和尺寸受限制。
一、注射吹塑
2、注坯－拉伸－吹塑
注塑型坯被横向吹胀前受到轴向拉伸，所得制 品具有双轴取向结构。注−拉−吹制品的透明度、 冲击强度、表面硬度和刚度较高。
拉伸比——不包括瓶口的制品长度与相应型坯 长度之比。
第一节 二次成型原理
一、聚合物的物理状态
与温度有关的三种物理状态：
玻璃态
非晶聚合物
Tg
Tf
粘流态 温度
结晶聚合物 硬性结晶态 Tg 韧性结晶态
Tm 粘流态
二次加工范围
一、聚合物的物理状态
二、聚合物的粘弹性形变
聚合物加工的总形变＝普弹形变＋高弹形变＋粘性形变
（r） （re可逆） （rH可逆） （rv不可逆）
中空吹塑制品：液体包装容器，瓶、壶、桶
注坯吹塑、挤坯吹塑
中空吹塑工艺 热坯吹塑、冷坯吹塑
一、注射吹塑
先将塑料注塑制成有底型坯，再将型坯移
入吹塑模内进行吹塑成型。
1、无拉伸注坯吹塑
适宜生产小型精致容器和广口容器。
一、注射吹塑
1、无拉伸注坯吹塑
优点：
制品壁厚均匀，无需后加工； 制品无接缝，废边废料少； 对塑料品种的适应性好。
王小妹高分子加工原理与技术第10章高分子制品的二次加工课件
王小妹高分子加工原理与技术第10章高分子制品的二次加 工
1
热弹态 对无定形聚合物: 高弹态 Tg~Tf(较接近于Tg) 对结晶聚合物: 无高弹态 ，有结晶态， 在Tg~Tm(较接近于Tm)
热弹态不是具体的物理或高分子物理的一个名词， 而是工程上为了方便而提出的一种说法。
王小妹高分子加工原理与技术第10章高分子制品的二次加 工
冷却脱模 制品必须冷却到变形温度以下才能脱模 热成型应用 （包装业如泡罩，快餐业 ）
王小妹高分子加工原理与技术第10章高分子制品的二次加 工
7
10.2 机械加工
高分子制品的机械加工是采用机械方法对高分子 制品进行加工的总称。
类型: 裁断、冲切、车削、钻削、铣削、磨削、 抛光、滚光、喷砂等
王小妹高分子加工原理与技术第10章高分子制品的二次加 工
界面的粘合作用，是以粘合力为基础，包括主价键 力(化学键力)、次价键力、静电力、机械力等。
粘合剂与固体表面之间，通常并不产生化学键。在 粘接中起吸附作用的次价键力，尤其是范德华力， 是产生粘合的主要作用力。在次价键力中，除色散 力外，其它几种力需在特定条件时才能发生。
王小妹高分子加工原理与技术第10章高分子制品的二次加 工
加热片村 (b)抽真空成
型
王小妹高分子加工原理与技术第10章高分子制品的二次加 工
6
10.1.4 热成型工艺及控制
热成型工艺过程包括片材的准备、夹持、成型、 加热、冷却、脱模和制品的后处理
加热 片材是在高弹态的温度范围内拉伸造型 成型 通过施力，使已预热的片材进行弯曲与拉伸变形
壁厚尽可能均匀
切削
切削加工——用切削工具将坯料或工件上的多 余材料切除掉，以获得具有所需的几何形状、尺 寸和表面质量的机器零件
聚合物成型加工原理
聚合物成型加工原理聚合物成型加工是一种将熔融或软化的聚合物通过模具加工成所需形状的工艺过程。
在现代工业生产中，聚合物成型加工已经成为了一种非常重要的生产方式，广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维制品等领域。
本文将重点介绍聚合物成型加工的原理及相关知识。
首先，聚合物成型加工的原理是基于聚合物材料的熔融特性。
通常情况下，聚合物材料在一定温度范围内会软化甚至熔化，这为其加工提供了可能。
在加工过程中，首先需要将固态的聚合物颗粒或块状材料加热至其软化或熔化温度，然后通过模具或挤出机等设备将其塑造成所需的形状。
这种加工方式可以实现对聚合物材料的成型和加工，生产出各种塑料制品、橡胶制品等。
其次，聚合物成型加工的原理还涉及到模具设计和成型工艺。
模具设计是影响成型加工质量和效率的关键因素之一。
不同形状、尺寸和结构的制品需要设计不同的模具，而模具的设计又需要考虑到材料的流动性、收缩率、成型压力等因素。
另外，成型工艺也是影响成型加工质量的重要因素，包括加热温度、冷却速度、压力控制等。
通过合理的模具设计和成型工艺，可以实现对聚合物材料的精确成型，确保制品的质量和稳定性。
最后，聚合物成型加工的原理还包括了原料的选择和配比。
不同的聚合物材料具有不同的熔化温度、流动性和硬度，因此在成型加工前需要对原料进行选择和配比。
通常情况下，原料的选择需要考虑到制品的使用环境、机械性能要求、成本等因素，以及原料的熔化特性和流动性。
通过合理的原料选择和配比，可以有效地控制成型加工过程中的材料流动性和成型质量。
综上所述，聚合物成型加工的原理涉及到聚合物材料的熔化特性、模具设计和成型工艺、原料选择和配比等多个方面。
通过对这些原理的深入理解和掌握，可以实现对聚合物材料的精确成型，生产出高质量的塑料制品、橡胶制品等。
同时，也可以为相关行业的技术改进和产品创新提供重要的理论支持和技术指导。
希望本文所介绍的内容能够对聚合物成型加工的相关人员有所帮助，促进该领域的发展和进步。
高分子材料工艺-压制成型
高分子材料加工工艺第十章二次成型教学目的：掌握二次成型的定义，二次成型与一次成型的差异，二次成型的原理，常见的二次成型工艺；中空吹塑及工艺分类；拉幅薄膜成型及特点；热成型特点及基本分类。
重点内容：二次成型的特点及成型原理；常见二次成型工艺。
难点内容：二次成型的工艺原理；常见二次成型工艺的工艺特点。
熟悉内容：二次成型的分类及在各行业中的应用。
主要英文词汇：forming---二次成型hollow blow molding---中空吹塑tentering forming---拉幅薄膜成型stretch forming,draw forming---拉伸成型thermoforming---热成型参考教材或资料：1、《高分子材料成型加工》，周达飞，唐颂超主编，中国轻工业出版社，2005年第2版。
2、《橡胶及塑料加工工艺》，张海，赵素合主编，化学工业出版社，1997年第1版。
3、《高分子材料加工工艺》讲义，青岛科技大学印刷厂，2000年。
二次成型是指在一定条件下将高分子材料一次成型所得的型材通过再次成型加工，以获得制品的最终型样的技术。
二次成型是相对于一次成型而言的。
有些高分子材料制品由于技术上和经济上的原因，不能够或不适于经过一次成型即取得制品的最终形状，因而需要以一次成型技术的产物为对象，经过再次成型来获得最终制品。
二次成型技术与一次成型技术相比，除成型对象不同外，二者的主要区别在于：一次成型是通过材料的流动或塑性形变而成型，成型过程中伴随着聚合物的状态或相态转变，而二次成型是在低子聚合物流动温度或熔融温度的“半熔融”类橡胶态下进行的，一般是通过粘弹形变来实现材料型村或坯件的再成型。
在高分子材料中，橡胶和热固性塑料经一次成型以后，发生了交联反应，其分子结构变成网状或体型结构，遇热不再熔融，也不溶于溶剂。
如果加热温度过高，只能炭化。
因此，橡胶和热固性塑料是不适于二次成型的。
热塑性塑料在一定温度下可以软化、熔融流动，冷却后获得一定的形状，其分子结构设有变化，再加热理论上又可再软化乃至熔融流动，所以二次成型仅适用于热塑性塑料。
《聚合物成型加工原理》教学大纲
《聚合物成型加工原理》课程教学大纲课程代码（五号黑体）：MMEN1011课程类别：专业教学课程授课对象：高分子材料与工程等专业开课学期：6学分：3学分指定教材：王贵恒，《高分子材料成型加工原理》，化学工业出版社，1991年一、教学目的聚合物成型加工原理是高分子材料与工程专业的重要专业课程。
本课程的任务是使学生系统的学习高分子材料成型加工的相关理论知识，具备高分子材料与工程专业从业者所需要的专业知识结构。
要求学生通过本课程的学习，掌握聚合物成型加工的基本理论、基本方法和技能，了解产品质量与各种因素之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力，为从事高分子材料及其制品的设计、生产和研究工作打下扎实的理论基础。
二、课程目标通过本课程的教学，使学生具备下列能力：1、课程目标1：掌握一切与高分子材料有关的专业基础及专业知识，并能将其用于解决高分子材料领域的复杂工程问题。
2、课程目标2：在掌握专业基础及专业知识的基础上，能通过文献研究分析高分子材料领域复杂工程问题，获得有效结论。
3、课程目标3：在掌握专业基础及专业知识的基础上，明确影响材料性能的各种因素，并根据相关高分子材料特征，选择合理的研究路线和可行的实验方案。
4、课程目标4：在掌握专业基础及专业知识的基础上，能就高分子材料领域复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，并在跨文化背景下也能进行必要的沟通和交流。
三、课程目标与毕业要求的对应关系通过本课程的学习，掌握聚合物成型加工的基本理论、基本方法和技能，了解产品质量与各种因素之间的关系，为从事高分子材料设计、材料加工与改性奠定基础。
四、教学基本内容绪论课时：1周，共3课时教学内容一、材料的定义和材料的四要素二、高分子材料的基本概念三、学习高分子成型加工这门课的目的和意义思考题：1、什么是材料？材料与物质的关系是什么？材料可分为哪几类？2、成型加工的基本任务是什么？学习高分子材料加工成型原理的意义？第一章材料的加工性质课时：1周，共3课时教学内容第一节聚合物材料的加工性一、聚合物的可挤压性二、聚合物的可模塑性三、聚合物的可纺性四、聚合物的可延性第二节聚合物在加工过程中的粘弹行为一、聚合物的粘弹性形变与加工条件的关系二、粘弹性形变的滞后效应思考题：1、名词解释：可延性、可纺性、塑性形变、应变软化、应力硬化2、了解聚合物可从一种聚集态转变为另一种聚集态的影响因素。
第10章 二次成型
6、双片热成型 制造中空制品。
本章结束
拉伸比－不包括瓶口的制品长度与相应型坯长度之比 吹胀比－制品主体直径与型坯相应部位直径之比
PET 经注射制成瓶坯后，可有两种方法吹成瓶 ： 一步法 (One stage process)： 随即将热的瓶坯吹成瓶子。 二步法(Two stage process)： 将瓶坯完全冷却、储存后再应需要适时吹成瓶子。
一、注射吹塑
先 将塑料注塑制成有 底 型 坯 ，再将型 坯 移入吹塑模 内进行吹塑成型。 1、无拉伸注坯吹塑 小型精致容器和广口容器。 * 优点： 制品壁厚均匀，无需后加工； 制品无接缝，废边废料少； 对塑料品种适应性好。 * 缺点： 需要注塑和吹塑两套模具，设备投资大； 型坯温度高，吹胀物冷却慢，成型周期长； 型坯内应力大，容器形状和尺寸受限制。
第一节 二次成型原理
一、聚合物的物理状态
与温度有关的三种物理状态
非晶聚合物 结晶聚合物 玻璃态 硬性结晶态 Tg Tg 橡胶态 韧性结晶态
二次加工范围
Tf Tm
粘流态 温度 粘流态
h
图10−1
玻璃态 橡胶态 粘流态
二、聚合物的粘弹性形变
① ② ③ 聚合物加工的总形变 ＝ 普弹形变 ＋ 高弹形变 ＋ 粘性形变
2、多层共挤出吹塑 采用多台挤出机供料，在同一个 机 头 内 复 合、挤出， 然 后 吹塑 多 层 中空制品。
3、挤出－蓄料－压坯－吹塑 机头有贮料缸，用于生产大型中空吹塑制品，能够 对挤出管坯的壁厚进行程序控制。
第三节 拉幅薄膜成型
拉幅薄膜成型是将挤出成型的 1～ 3mm的 厚 片 或 管 坯 重新加热，在高弹态下进行大幅度拉伸而成薄膜。 适用的聚合物品种：PET、PP、PE、PS、PVC、PA等
聚合物成型加工原理pdf
聚合物成型加工原理pdf
聚合物成型加工原理pdf是一种技术，它可以将聚合物材料
加工成各种形状和尺寸的零件。
它可以用于制造各种塑料零件，
如塑料管、塑料板、塑料模具等。
聚合物成型加工原理pdf的主
要原理是将聚合物材料经过加热、压缩、拉伸等处理，使其变形，从而形成所需的零件。
聚合物成型加工原理pdf的优点是可以制造出精确的零件，
而且成本低廉，可以大量生产。
它还可以用于制造复杂的零件，
如曲线、曲面等。
此外，聚合物成型加工原理pdf还可以用于制
造耐高温、耐腐蚀、耐冲击等特殊零件。
聚合物成型加工原理pdf的缺点是加工过程复杂，耗时耗力，而且容易受到外界环境的影响，如温度、湿度等。
此外，聚合物
成型加工原理pdf还不能用于制造金属零件。
总之，聚合物成型加工原理pdf是一种有效的加工技术，它
可以用于制造各种塑料零件，但也有一些缺点，需要注意。
高分子材料成型加工（周达飞）课后答案
高分子材料成型加工（周达飞）课后答案熔体破裂：聚合物熔体在导管中流动时，如剪切速率大于某一极限值，往住产生不稳定流动，挤出物表面出现凹凸不平或外形发生竹节状、螺旋状等畸变．以至支离、断裂，统称为熔体破裂塑化：通过热能和(或)机械能使热塑性塑胶软化并赋予可塑性的过程假塑性流体：假塑性流体是指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体固化：固化是指物质从低分子转变为高分子的过程。
增塑剂：指用以是高分子材料制品塑性增加，改进其柔韧性、延展性和加工性的物质1、高分子材料的定义和分类高分子材料是一定配合的高分子化合物（由主要成分树脂或橡胶和次要成分添加剂）在成型设备中受一定温度和压力的作用熔融塑化，然后通过模塑制成一定形状，冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。
分类：橡胶、塑料、化学纤维、涂料、粘合剂2 交联能影响高分子材料的哪些性能？哪些材料或产品是经过交联的？力学性能、耐热性能、化学稳定性能、使用性能。
PF可用于电器产品 EP可用于高强度的增强塑料、优良的电绝缘材料、具有优秀黏结强度的黏结剂 UP可用于性能优良的玻璃纤维增强塑料 UF MF PE PVC PU 3、聚合物在成型过程中为什么会发生取向？成型时的取向产生的原因及形式有哪几种？取向对高分子材料制品的性能有何影响？在成型加工时，受到剪切和拉伸力的影响，高分子化合物的分子链会发生取向。
原因：①由于在管道或型腔中沿垂直于流动方向上的各不同部位的流动速度不相同，由于存在速度差，卷曲的分子力受到剪切力的作用，将沿流动方向舒展伸直和取向。
②高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。
主要包括单轴拉伸取向和双轴拉伸取向。
形式：非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向；结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向高分子材料经取向后，拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加4、高分子材料添加助剂的目的：添加剂是实现高分子材料成型加工工艺过程并最大限度的发挥高分子材料制品的性能或赋予其某些特殊功能性必不可少的辅助成分。
二次成型PPT课件
5 其它热成型
• 弯曲 • 卷筒 • 卷边和翻边 • 扩口 • 成波 • 热收缩管 • 异型管件的成型
6 热成型常用的几种塑料
➢氯乙烯类
硬聚氯乙烯具有较高的因次稳定性和抗冲性能 ，优 良的抗化学腐蚀性能以及低吸水性，抗张强度也比 较大，且有防燃的性能。它的主要缺点是容易发黑。 软聚氯乙烯的成型温度比硬聚氯乙烯低，具体温度 数值依赖于增塑程度。这种材料很难制得牵伸比大 和结构精致的制品。
➢成型
成型时，造成制品厚薄不均的主要原因是片材各 部分所受的牵伸不同。这种由不同牵伸而引起的 厚薄不均现象在各种基本的成型方法中不尽相同， 其中以差压成型法最为严重，影响制品厚形不均 的另—个因素是牵伸或拖曳片材的快慢，也就是 抽气、鼓气的速率或模具、框架、辅助柱塞等的 移动速率。
➢冷却脱模
由于塑料导热性差，随着成型片材厚度的增加， 冷却时间就会增长，必须采用入工冷却方法以缩 短成型周期。 冷却分内冷和外冷两种，既可单独使用也可组合 使用，这应根据制品的需要而定。 通常大多采用外冷却，因为简单易行；不管用什 么方式冷却，重要的是必须将成型制品冷却到变 形温度以下才能脱模。
➢丙烯酸酯类 可以顺利地用各种热成型方法成型 。 ➢纤维素类 醋酸纤维素片材是这类塑料中用于热成型的主 要材料。
➢ 工程塑料类
聚碳酸酯的成型温度比其它任何材料都高，原 因在于它的玻璃化温度高(150℃)。虽然它对红 外线的吸收性能比较好，加热因之而较快，但 是由于要求的成型温度高，所以片材的加热仍 以用上下同时加热的为好。
压缩空气系统
压缩空气：成型（大量），脱模、初制品的外 冷却、操纵模具和框架的运动，运转片材。
分为自给、集中两种形式。
模具
制模材料：木材(胶木和压缩木料，石膏，塑料 (酚醛、环氧树脂、聚酯、氨基塑料)，铝和钢等。 表面质量：制品表面质量较高的部位是与模面接 触的一面，采用高抛光或者糙化。
聚合物加工简介
10.3. 塑料成型工艺
10. 10.3.1.2 挤出成型的基本过程 聚合物熔融（ 挤出机） 成型（ 口模） 聚合物熔融 （ 挤出机 ） --- 成型 （ 口模 ） --- 定型 定型装置） 冷却（水或风冷装置） （ 定型装置 ） --- 冷却 （ 水或风冷装置 ） --牵引 牵引机） 切割（切割机） 堆放（堆放装置） （牵引机）--- 切割（切割机）--- 堆放（堆放装置）。 下图为吹塑薄膜示意图： 下图为吹塑薄膜示意图： 吹塑薄膜示意图
10.3.塑料成型工艺 10.3.塑料成型工艺
注射机的螺杆结构 (2) 注射机的螺杆结构
螺杆式注射机的注射成型过程（顶出制品） 螺杆式注射机的注射成型过程（顶出制品）
10.3.塑料成型工艺 10.3.塑料成型工艺
注射机的螺杆头与喷嘴 (3) 注射机的螺杆头与喷嘴
(a) (a) （b） ）
（b） ）
平挤平吹生产工艺
10.3. 塑料成型工艺
10.3.2 注射成型 10. 10. 10.3.2.1 概述 注射成型是一种注射兼模塑的成型方法，又称为注塑 注射成型是一种注射兼模塑的成型方法， 又称为 注塑 成型。通用注射成型是将固态聚合物材料（填料或粉料） 成型 。 通用注射成型是将固态聚合物材料（ 填料或粉料） 加热塑化成熔融状态，在高压作用下， 加热塑化成熔融状态，在高压作用下， 高速注射入模具中 赋予熔体模腔的形式，以冷却（对于热塑性塑料） ，赋予熔体模腔的形式， 以冷却 （对于热塑性塑料） 、加 热交联（对于热固性塑料）或热压硫化（对于橡胶） 热交联 （对于热固性塑料）或热压硫化（ 对于橡胶） 而使 聚合物固化，然后开启模具，取出制品， 聚合物固化 ，然后开启模具， 取出制品， 完成一次注射过 程。
10.3. 塑料成型工艺
聚合物成型加工汇总
(3) 共注射成型。共注射成型是采用具有两个或两个以上注射 单元的注射机，将不同品种或不同色泽的塑料，同时或先后 注入模具内的方法。用这种方法能生产多种色彩和(或)多种塑 料的复合制品，有代表性的共注射成型是双色注射和多色注 射。 (4) 无流道注射成型。模具中不设置分流道，而由注射机的延伸 式喷嘴直接将熔融料分注到各个模腔中的成型方法。在注射过 程中，流道内的塑料保持熔融流动状态，在脱模时不与制品一 同脱出，因此制件没有流道残留物。这种成型方法不仅节省原 料，降低成本，而且减少工序，可以达到全自动生产。
8. 层压成型 用或不用粘结剂，借加热、加压把相同或不相同材料 的两层或多层结合为整体的方法。层压成型常用层压机操 作，这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压 板。层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布、纸张、石 棉布等，树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性 树脂。 低压成型 使用成型压力等于或低于1.4兆帕的摸压或层压方法。低 压成型方法用于制造增强塑料制品。增强材料如玻璃纤维、 纺织物、石棉、纸、碳纤维等。常用的树脂绝大多数是热固 性的，如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂。 低压成型包括袋压法、喷射法。
(1)袋压成型 借助弹性袋(或其它弹性隔膜)接受流体压力而使介于刚 性模和弹性袋之间的增强塑料均匀受压而成为制件的一种 方法。按造成流体压力的方法不同，一般可分为加压袋成 型、真空袋压成型和热压釜成型等。 (2) 喷射成型 成型增强塑料制品时，用喷枪将短切纤维和树脂等同时 喷在模具上积层并固化为制品的方法。
手糊成型 手糊成型又称手工裱糊成型、接触成型，是制造增强塑料 制品的方法之一。该法是在涂好脱模剂的模具上，用手工一边 铺设增强材料一边涂刷树脂直到所需厚度为止，然后通过固化 和脱模而取得制品。手糊成型中采用的合成树脂主要是环氧树 脂和不饱和聚酯树脂。增强材料有玻璃布、无捻粗纱方格布、 玻璃毡等。
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（2）覆盖成型
多用于制造厚壁和深度大的制品。 其成型过程基本上和真空成型相同，所不同的是 所用模具只有阳（凸）模。 特点：
①与模面贴合的一面表面质量较高，在结构上也比较鲜 明和细致。 ②壁厚的最大部位在模具的顶部，而最薄的部位则在模 具侧面与底面的交界区。 ③制品侧面上常会出现牵伸和冷却的条纹。
§10.1.3 成型条件的影响
成型温度
二次成型的温度以聚合物能产生形变且伸长率 最大的温度为宜。一般无定形热塑性塑料最宜 成型温度比其Tg略高。
形变
二次成型产生的形变具有回复性，实际获得的 有效形变(即残余形变)与成型条件有关。
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§10.2 中空吹塑
原理：借助流体压力使闭合在模具中的热熔 塑料型坯吹胀形成空心制品的工艺。 常用塑料：
增大拉伸比和吹胀比有利于提高制品强度。
§10.2.3 中空吹塑工艺过程的控制 对吹塑过程和吹塑制品质量有重要影响的工艺因素 是型坯温度、吹塑模温度、充气压力与充气速率、 吹胀比和冷却时间等。对拉伸吹塑成型的影响因素 还有拉伸比。
1、型坯温度ห้องสมุดไป่ตู้
型坯温度对形状稳定性的 影响表现为两个方面：
一是熔体粘度对温度的依赖 性。 二是离模膨胀效应。
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10.4.1 热成型的基本方法 1、差压成型
用夹持框将片材夹紧在模具上，并用加热器进行 加热，当片材加热至足够的温度时，移开加热器 并采用适当措施使片材两面具有不同的气压。 产生差压有两种方法：
（1）从模具底部抽空，称为真空成型。 （2）从片材顶部通入压缩空气，称为加压成型。
差压成型的模具通常都是单个阴（凹）模，也 有不用模具的。 不用模具时，片材就夹持在抽空柜(真空成型 时用)或具有通气孔的平板上(加压成型时用)， 成型时，抽空或加压只进行到一定程度即可停 止。
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§10.3 拉幅薄膜成型 拉幅薄膜成型是将挤出成型所得的厚度为1～3mm 的厚片或管坯重新加热到材料的高弹态下进行大幅 度拉伸而成薄膜。 拉幅成型使聚合物长链在高弹态下受到外力作用沿 拉伸作用力的方向伸长和取向，取向后聚合物的物 理机械性能发生了变化，产生了各向异性现象，强 度增加。所以拉幅薄膜就是大分子具有取向结构的 一种薄膜材料。 常用塑料：
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（4）回吸成型
回吸成型有真空回吸成型、气胀真空回吸成型和 推气真空回吸成型等。 真空回吸成型的最初几步，如片材的夹持、加热 和真空吸进等都与真空成型相似。当热的片材已 被吸进模内而达到预定深度时，则将模具从上部 向已弯曲的片材中伸进，直至模具边沿完全将片 材封死在抽空区上为止。而后，打开抽空区底部 的气门并从模具顶部进行抽空。这样，片材就被 回吸而与模面贴合，然后冷却，脱模和修整后即 成为制品。
目前用于生产拉幅薄膜的聚合物主要有聚酯 (PET）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS)、聚 氯乙烯（PVC）聚乙烯（PE）、聚酰胺 （PA）、聚偏氯乙烯及其共聚物等。
单轴拉伸：拉伸作用仅在薄膜的一个方向上进 行，此时材料的大分子沿单轴取向；容易按平 行于拉伸方向撕裂 双轴拉伸：拉伸在薄膜平面的两个方向(通常 相互垂直)进行，此时材料的大分子沿双轴取 向。
第十章 二次成型
高分子材料与工程教研室 刘仿军
本章主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
二次成型原理 中空吹塑成型 拉幅薄膜成型 热成型 合成纤维的拉伸 合成纤维网络丝和空气变形丝
的加工
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综述 二次成型定义
是相对于一次成型而言 是指在一定条件下将高分子材料一次成型所得的 型材通过再次成型加工，以获得制品最终型样的 技术。
型坯移至吹塑模内进行吹塑成型，冷却后开模脱出制
品。
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§10.2.1 挤出吹塑
工艺过程
挤出吹塑 成
①管坯直接由挤出机挤出，并垂挂在安装于机头正下方 的预先分开的型腔中； ②当下垂的型坯达到规定长度后立即合模，并靠模具的 切口将管坯切断； ③从模具分型面上的小孔送入压缩空气，使型坯吹胀紧
贴模壁而成型；
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§10.2.2 注射吹塑 注射吹塑是用注射成型法先将塑料制成有底型 坯，再把型坯移入吹塑模内进行吹塑成型。 注射吹塑又有拉伸注坯吹塑和注射-拉伸-吹塑两 种方法。
注射吹塑成型工
1．无拉伸注坯吹塑
注吹模型
注射机在高压下将熔融塑料注入型坯模具内并在 芯模上形成适宜尺寸、形状和质量的管状有底型
无 坯。 拉 若生产的是瓶类制品，瓶颈部分及其螺纹也在这 伸 一步骤上同时成型。所用芯模为一端封闭的管状 注 物，压缩空气可从开口端通入并从管壁上所开的多 坯 个小孔逸出。 吹 型坯成型，注射模立即开启，通过旋转机构将留 塑 在芯模上的热型坯移入吹塑模内，合模后从芯模通
道吹入压缩空气，型坯立即被吹胀而脱离芯模并紧
贴到吹塑模的型腔壁上，并在空气压力下进行冷却
定型，然后开模取出吹塑制品。
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2.注坯-拉伸-吹塑
在成型过程中型坯被横向吹胀前受到轴向拉伸，所得制 品具有大分子双轴取向结构。
拉伸比：不包括瓶口部分的制品长度与相应型坯长度之比； 吹胀比：制品主体直径与型坯相应部位直径之比。
在一定的相对分子质量范围内，温度和相对分子 质量对非晶型和部分结晶型聚合物物理状态转变 的关系如图所示。
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§10.1.2 聚合物的粘弹性形变
根据经典的粘弹性理论，聚合物在加工过程中的
总形变(r)是由普弹形变(rE)、推迟高弹形变(rH)和 粘性形变(rv)三部分组成的。
大分子链段
高弹形变与粘 弹形变
在型坯的形状稳定性不受 严重影响的条件下，适当 提高型坯温度，对改善制 品表面光洁度和提高接缝 强度有利。
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2、充气压力和充气速度
压力：
塑料品种和成型温度不同各异；与壁厚及容积大小有关。
半熔融态下粘度低、易变形的塑料取低压； 厚壁和小容积制品取高压。
速度：
以较大的体积流率将压缩空气充入已在模腔内定位的型 坯，不仅可以缩短吹胀时间，而且有利于制品壁厚均一性 的提高和获得较好的表面质量。但充气速度过大将会在空 气的进口区出现减压，从而使这个区域的型坯内陷，造成 空气进入通道的截面减小，甚至定位后的型坯颈部可能被 高速气流拖断，致使吹胀无法进行。 充气时的气流速度和体积流率难于同时满足吹胀过程的要 求，为此需要加大吹管直径，使体积流率一定时不必提高 气流的速度。当吹塑细颈瓶中空制品时，由于不能加大吹 管直径，为使充气气流速度不致过高，就只得适当降低充 气的体积流率。
普弹形变 键长、键角、晶体中平衡粒子的位移
普弹形变恢复 高弹形变恢复 永久粘弹形变 大分子链
二次成型温度在Tg以上，粘流温度Tf以下，受 热软化，并受外力(σ)作用而产生形变，此时 聚合物的普弹形变很小，通常可以忽略，又因
其粘性很大，粘(塑)性形变几乎可以忽略，因 此在二次加工过程中聚合物的形变省去了普弹
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4、吹塑模具温度
首先应根据成型用塑料的种类来确定，聚合物的 玻璃化温度Tg或热变形温度Tf高者，允许采用较高 的模温；相反应尽可能降低吹塑模的温度。 模温不能控制过低
模温过低，型坯过早冷却，导致型坯吹胀时的形变困 难，制品的轮廓和花纹会变得很不清晰。
模温过高时，吹胀物在模内冷却时间过长，生产 周期增加，若冷却程度不够，制品脱模时会出现 变形严重、收缩率增大和表面缺乏光泽等现象。 模具温度还应保持均匀分布，以保证制品的均匀 冷却。
分类
①挤出型坯：
注吹模型.swf
注射吹塑成型工艺过程.swf
先挤出管状型坯，由上而下进入开启的两辨模具之
间，当型坯达到顶定的长度后，闭合模具，切断型
坯，封闭型坯的上端及底部，同时向管坯中心或插入
型坯壁的针头通入压缩空气，吹胀型坯使其紧贴模
腔，经冷却后开模脱出制品。
②注射型坯：
注射机向模具内注射形成有底的型坯，然后开模将此
二次成型技术与一次成型技术区别：
成型对象不同； 成型温度不同：
一次成型是通过材料的流动或塑性形变而成型，成型 过程中伴随着聚合物的状态或相态转变； 二次成型是在低于聚合物流动温度或熔融温度的“半熔 融”类橡胶态下进行的，一般是通过粘弹形变来实现材 料型材或坯件的再成型。
§10.1 二次成型原理 §10.1.1 聚合物的物理状态
形变和粘性(塑性)形变，得
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二次成型过程 对于Tg比室温高得多的无定形聚合物：
先将聚合物材料在Tg～Tf温度范围内加热，使之产 生形变并成型为一定形状，然后将其置于接近室 温下冷却，使其形变冻结并固定其形状。
对于部分结晶的聚合物：
在接近熔点Tm的温度下进行，此时粘度很大，成 型形变情况与无定形聚合物一样，但其后的冷却 定型与无定形聚合物有本质的区别。 结晶聚合物在冷却定型过程中会产生结晶，分子 链本身因成为结晶结构的一部分或与结晶区域相 联系而被固定，不可能产生弹性回复，从而达到 定型的目的。
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平挤法工艺流程示意图
§10.4 热成型
方法：
首先将裁成一定尺寸和形状的片材夹在模具的框 架上，将其加热到Tg～Tf间的适宜温度，片材一边 受热，一边延伸，然后凭借施加的压力，使其紧 贴模具的型面，从而取得与型面相仿的型样，经 冷却定型和修整后即得制品。
特点：
成型压力较低，对模具要求低，工艺较简单，生 产率高，设备投资少，能制造面积较大的制品。 原料须经过一次成型，故成本较高，而且制品的 后加工较多。
（1）物料中混入粘结性 组分 （2）增加粘结层
3、挤出-储料-压坯-吹塑
成型大型中空制品，挤出速 度不大，由于重力作用和停 留时间不同、温度分布不 均，使所得制品壁厚不均， 有内应力。为此发展了带储 料缸的机头。 先将挤出机塑化的熔体蓄积 在一个料缸内，在缸内的熔 体达到预定量后，用加压柱 塞以很高的速率使其经环隙 口模压出，成为一定长度的 管状物再经吹胀、冷却的制 品。