成型物料的配制
最新塑料成型工艺学(思考题答案)
序言及第一章1.为什么塑料成型加工技术的发展要经历移植、改造和创新三个时期?(P2)第一段2.移植期、改造期和创新期的塑料成型加工技术各有什么特点?答:移植时期用移植技术制造的塑料制品性能较差,只能成型加工形状与结构简单的制品.而且制品的生产效率也比较低。
这段时问虽然已经出现了几种改性纤维素类热塑性塑料,但其使用性远不如酚醛和脲醛等热固性塑料料,从而使压缩模塑等特别适合成型热固性塑料的制品生产技术;其一是塑料的成型加工技术更加多样化,从前一时期仅有的几种技术发展到数十种技术,借助这几十种技术可将粉状、粒状、纤维状、碎屑状、糊状和溶液状的各种塑料原材料制成多种多样形状与结构的制品,如带有金属嵌件的模制品、中空的软制品和用织物增强的层压制品等;其二是塑料制品的质量普遍改善和生产效率明显提高,成型过程的监测控制和机械化与自动化的生产已经实现,全机械化的塑料制品自动生产线也已出现;其三是由于这一时期新开发的塑料品种主要是热塑性塑料,加之热塑性塑料有远比热固性塑料良好的成型工艺性,因此,这一时期塑料成型加工技术的发展,从以成型热固性塑料的技术为重点转变到以成型热塑性塑料的技术为主; 进入创新时期的塑料加工技术与前一时期相比,在可成型加工塑料材料的范围、可成型加工制品的范围和制品质量控制等方面均有重大突破。
采用创新的成型技术,不仅使以往难以成型的热敏性和高熔体粘度的她料可方便地成型为制品,而且也使以往较少采用的长纤维增强塑料、片状馍型料和团状模塑料也可大量用作高效成型技术的原材料。
3.按所属成型加工阶段划分,塑料成型加工可分为几种类型?分别说明其特点。
答:一次成型技术,二次成型技术,二次加工技术一次成型技术,是指能将塑料原材料转变成有一定形状和尺寸制品或半制品的各种工艺操作方法。
目前生产上广泛采用的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。
二次成型技术,是指既能改变一次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺寸,又不会使其整体性受到破坏的各种工艺操作方法。
高分子加工工程复习题(含部分答案)
《高分子加工工程》主要习题第一章绪论1. 何谓成型加工高分子材料成型加工的基本任务是什么将聚合物(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。
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;3.研究提高产量和降低消耗的途径。
2. 简述聚合物成型加工时的关键步骤。
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.溶液加热挥发成溶剂c.悬浮体先加热使颗粒熔合,再冷却硬化定型3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。
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4. 聚合物成型加工方法是如何分类的简要分为那几类1.根据形变原理分6类:a.熔体加工:b.类橡胶状聚合物的加工:c.聚合物溶液加工:d.低分子聚合物和预聚体的加工:e. 聚合物悬浮体加工:f.机械加工: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:b.主要发生化学变化:c.既有物理变化又有化学变化:5. 简述成型加工的基本工序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。
6. 简述塑料的优缺点。
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。
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。
塑料成型工艺第三章 成型用的物料及配制(2)
测定溶液的稳定性
T
D:\wyh\zhj1\b
稳定
D:\wyh\zhj1\b
f er- o N m m0 2
de ma N
nac S m m0
%0
%01
%02 %03
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%06 noi ssi ms nar T
f er- o N m m0 2
de ma N
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过筛:除去颗粒杂质 吸磁处理:除去金属杂质 干燥:除去水份
第四步 原料的输送
物料输送到混合器
问题:
如此多的组分添加到聚合物中,成型为整体的制品, 需要使多组分不均匀的体系变成为多组分均匀体系,保 证制品的性能,实现这个关键环节的就是混合
• 两种形式:
①简单混合 ②分散混合
3.2.7 原料的混合
混合的两个过程① 捏合 (kneading)
安全象只弓,不拉它就松,要想保安 全,常 把弓弦 绷。20. 10.2017 :07:581 7:07Oc t-2020- Oct-20
加强交通建设管理,确保工程建设质 量。17:07:5817 :07:581 7:07Tu esday , October 20, 2020
安全在于心细,事故出在麻痹。20.10. 2020.1 0.2017:07:5817 :07:58 October 20, 2020
捏合机
特点: ♣ 低于流动温度 ♣ 剪切速率较缓和 ♣ 增加各组分之间的无规则程度 ♣ 不改变颗粒尺寸
设备: ♣ 捏合机 ♣ 高速混合机
加料顺序: ♣ 树脂 ♣ 增塑剂 ♣ 稳定剂 ♣ 其他
混合终点:由经验定
高速混合机
混合的两个过程② 塑化 (plasticizing)
第七章 成型物料的配制-高分子基础概论-北京化工大学-刘颖,信春玲课件
聚四氟乙烯( PTFE):
2) 性质: 出色的耐热、耐寒能力(-180~+260℃长期使 用);摩擦系数极低,有自润滑效果;化学稳定性 极佳,俗称“塑料王”;极好的电绝缘性和介电性; 但强度低,抗蠕变性较差,尺寸稳定性差,不易加 工成型。
39
3)应用: 主要用于轴承、垫圈等自润滑材料及密封 材料;高温电缆绝缘材料、电器元件;化工管 道及零件;不粘锅涂层,医用材料等。
50
聚氨酯( PU-polyurethane ):
3)应用:
聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋 底、合成皮革、纤维、电线电缆和医用人工脏器等; 交联热固性PU可制作软质泡沫体用于车辆、居室 、服 装的衬垫 ,硬质泡沫体用作隔热 、吸音、包装、绝缘 以及低发泡合成木材; 涂料用于高级车辆、家具、木和金属防护,水池水坝和 建筑防渗漏材料,以及织物涂层等。 胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、皮革、纤维等都有良好的 粘着力。此外聚氨酯还可制成乳液、磁性材料等。
零件,医用材料
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聚丙烯( PP-polypropylene)):
——CH2—CH—— [ ] │ CH3
1) 结构单元:
无毒、无嗅、半透明蜡状固体,等规 立构结晶性材料,结晶度及结晶结构会影 响其力学性能及透明度。 分子极性比聚乙烯大。
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2)性质:
密度小(0.90左右),吸水性低。 力学性能(强度、模量等)高于聚乙烯,但室温 及低温冲击性差,耐寒性差。 耐热性高,熔点为165~170℃,制品可在 100℃以上进行消毒灭菌。 粘度低,好加工。 化学稳定性好,耐浓度低的酸碱,但不耐芳香族 和氯化烃溶剂。 介电常数较高,可用作受热电气绝缘件,介电强 度较高,适用作电器零件。 耐紫外线和耐候性不好,需加入稳定剂。 18 易燃烧。
成型车间物料备料流程
成型车间物料备料流程
1、制定物料需求计划。
物料需求计划的制定是企业推行备料制的一个基础动作,这是非常关键的第一步。
物料需求计划制定的目的是为了在正确的时间在正确的地点得到正确的零部件及原材料。
2、账面排查。
有ERP系统的企业,每天都要通过系统的反馈,来排查一下物料到了没有,打好提前量。
没有账面的企业,要根据计划的进度,提前跟进。
很多企业没有注重这方面的动作,认为只要把采购单下了,物料就能够回来,从而忽略了做一些管控动作。
当供应商没有按照交期供货的时候,企业的生产就变得非常被动。
所以,提前做好账面排查,你才能够对供应商进行系统的管控。
3、实物排查。
物料到仓库以后你就要进行实物的排查。
因为账面排查难免会有一些漏洞,比如你账面排查有的物料,可能实物却没有,这也是很多企业经常出现的情况。
开会的时候讲物料都回来了,但是生产部到仓库去领料的时候又没有这些物料,结果只能导致停线或者转线。
4、实物备料。
实物备料是为了防止实物排查的漏洞。
从账面排查、账面备料到实物排查再到实物备料,这是层层递进的,同时实物备料要根据
每一个企业的产品特性和工艺流程来定。
5、工序交接。
工序交接也是很多企业容易忽略的问题,认为只要做好前面的4个动作,保证物料都在车间里面以后,就能够顺利生产了。
但是很多企业里面的生产问题恰恰就是出在没有重视工序交接这个地方,因为在生产的过程当中会有大量的损耗,会有不配套的情况,会有品质问题,从而影响生产的顺利进行。
所以,各个重点工序之间的配套交接也是需要重点去关注的问题。
高分子成型工艺课后答案
以上两个方面,都使流体进入小管时的能量消耗增大, 压力降增大。
出口膨胀效应:黏弹性液体流出管口后,流出液体的 直径增大膨胀的现象称为出口膨胀。
引起出口膨胀效应的主要原因为:
主要存在问题
ⅰ. 没有假设。 ⅱ. 黏度和稠度系数没有搞清。 参考答案
(1)几点假设 ⅰ. 液体为不可压缩的; ⅱ. 流动是等温过程; ⅲ. 液体在管道壁面不产生滑
移(壁表面速度等于零);
ⅳ. 液体的粘度不随时间而变 化,并在沿管道流动的全过程中其他性质也不发 生变化。
(2) 任意半径处的流动速度
第二章 成型物料的配制
主要是因为压力增大,使高聚物中的自由体积减小, 分子间距离减小,分子间作用力增大,从而使高聚物熔 体表观黏度增大。
4.什么叫入口效应和出口膨胀效应? 简要说明引起的原因和克服措施?
(1)主要存在问题
ⅰ. 有部分同学对这两个概念还不够清 楚,回答不完善。
ⅱ. 原因讲的不完善,尤其是对出口膨 胀效应,一方面是伸展取向,一方面与正应 力差有关系。如拉伸等。
主要特点是与金属皂类有协同效应,稳定性
好,兼具增塑作用;相容性差等。环氧大豆油、 环氧油酸丁酯等。
•
此外还有螯合剂等,但其不能单独使用。
3.简述混合的基本原理(三种作用)。 (1)主要存在问题
ⅰ. 有个别同学按混合、捏合和塑炼三个 方面讲。
ⅱ. 有的讲了三者的影响因素,有的没有; 简要讲一下更好。
ⅲ. 措施主要是工艺和设备方面的,其 他没有讲(不要求)。
ⅳ. 转速、剪切速率要考虑。
(2)参考答案
试谈成型用的物料及其配制
试谈成型用的物料及其配制引言在成型工程中,选择合适的物料和正确的配制方法对于产品质量和生产效率至关重要。
本文将介绍成型用的物料以及它们的配制方法,以帮助读者了解如何选择适合的物料和确保正确的配制。
成型用物料1. 塑料塑料是一种常用的成型用物料,以其可塑性、耐久性和成本效益而闻名。
根据需求,可以选择不同种类的塑料,如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等。
塑料通常以颗粒或粉末的形式存在,可通过熔融和挤压等工艺实现成型。
2. 金属金属在成型工程中也具有重要的地位。
常用的金属成型物料包括铝、铁、钢等。
金属通常以块、棒或片的形式存在,可以通过冲压、铣削、铸造等工艺进行成型。
3. 橡胶橡胶是另一种常见的成型用物料,具有优良的弹性和耐磨性。
主要包括天然橡胶和合成橡胶。
橡胶可以以片、条或颗粒的形式存在,可通过挤出、压延等工艺进行成型。
4. 纤维纤维成型用物料包括天然纤维和合成纤维。
常见的天然纤维有棉、麻、丝等,合成纤维则包括聚酯纤维、尼龙等。
纤维可以以纱线、布料或纤维束等形式存在,通常通过纺织工艺进行成型。
物料配制方法不同的物料需要不同的配制方法,以确保其在成型过程中具有足够的流动性、黏度和其他所需的特性。
以下是一些常见的物料配制方法:1. 塑料配制塑料的配制一般包括以下步骤:•选择合适的塑料颗粒或粉末。
•将塑料颗粒或粉末放入搅拌机或料斗中。
•混合不同种类或颜色的塑料,以获得所需的特性。
•配制过程中可以添加增塑剂、填充剂或颜料等,以增加塑料的柔韧性、强度和颜色。
2. 金属配制金属的配制通常包括以下步骤:•选择合适的金属材料,如铝坯料、铁块或钢材。
•对金属材料进行预处理,如清洁、切割和去除表面氧化层等。
•根据成型需求,将金属材料加热至合适的温度,以增加其可塑性。
•将金属材料放入成型工具中,施加适当的压力以实现所需的形状。
3. 橡胶配制橡胶的配制一般包括以下步骤:•选择合适的橡胶材料,如天然橡胶或合成橡胶。
塑料成型用的物料及其配制
项目一 塑料成型用物料的组成及其特性
(2) POM的结晶度高,熔融温度范围窄,有明显的熔点。熔体的茹度对 剪切速率较敏感。
(3) POM的热稳定性差,加工温度不宜超过250℃,若温度过高,受热 时间长,会引起物料分解,逸出有强烈刺激性气味的甲醛气体。因此, POM成型时,在保证物料充分塑化的前提下,应尽量降低温度,缩短物 料在高温下的停留时间。
很好的耐磨性、韧性和抗冲击强度,主要用作具有自润滑作用的齿轮和 轴承。尼龙的耐油性好,阻透性优良,无嗅、无毒,是性能优良的包装 材料。 聚酞胺大分子链中都含有亚甲基和酞胺基团,只是不同品种所含基团数 目不同。结构形式基本相似,因此,各种聚酞胺品种有共同的成型特性。 (1) PA易受潮。
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用性能要求来选择几种增塑剂配合使用。
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项目一 塑料成型用物料的组成及其特性
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项目一 塑料成型用物料的组成及其特性
PV C可用挤出、注塑、压延等成型加工方法成型,其成型加工特性为: (1) PVC的加工稳定性极不好,是热塑性塑料中最差的品种;其160℃的
熔融温度高于140℃的分解温度,因此纯PV C树脂不通过改性处理是难 以用熔融塑化的方法来加工生产的。常用有两种改性方法:一是在树脂中 加入热稳定剂,提高PV C的分解温度;二是在树脂中加入增塑剂,降低 PV C的熔融温度。 (2)高温下某些金属离子会加剧PV C的降解,如铁、镐等重金属离子, 所以要严格控制重金属离子的含量,加工前进行磁选,设备要镀铬以防 止产生铁锈。
带有金属嵌件。
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项目一 塑料成型用物料的组成及其特性
( 5 ) PS易着色,可与有机或无机着色剂混合,制成各种色泽鲜艳的制 品。
成型用物料配制—粉料及粒料配制(高分子成型课件)
塑料成型时常用的物料形态有四种:粉料、粒料、溶液 和分散体,其中粉料、粒料用的较多。 基本成分:聚合物+各种助剂(添加剂) 添加剂:改善工艺性能,改善制品的使用性能或为降低 成本。 配制方法:混合成均匀复合物,程度、方法各有不同。
粉料配制
树脂 助剂 粒料配制
预处理
称量 输送
在实际混合中,扩散、对流和剪切三种作用通常是共同 作用,只是在一定条件下,其中的某一种占有优势而已。 物料初混合以对流为主,塑炼主要靠剪切作用混合完成。
混合程度评价
1)均匀程度 2)分散程度
一般而言混合组分的粒子愈细,表面积愈大,愈有利于得 到较高的分散程度。混合的均匀程度的问题则对将直接影 响制品的性能。
③空气的温度、湿度和流动速度。
一、粉料的配置
2 物料的输送与计量
①输送:
液态原料 泵 高位槽
气流
固体粉料
高位料仓
气路输送系统 ②计量:
正压系统 负压系统 正负压联合系统
计量是保证粉料或粒料中各种原料组成比率精确的步骤。袋装或桶装 的原料,通常虽有规定的重量,但为保证准确计,有必要进行复称。 计量有质量计量和体积计量两种方法。生产中常用杠杆称或电子秤进 行精确质量计量。
三辊磨
球磨机
一、粉料的配置
1 物料的预处理
④干燥:
一般情况下,粒料树脂及配合剂具有一定的吸水性,水分往往造成:1) 配料不准确;2)混合难以分散均匀,使制品各部位性能不一;3)水分挥 发,在制品内部产生气泡或脱层,表面出现水纹、凸凹不平,无光泽,易 翘曲,电性能和力学性能下降等现象。 当吸水量高于成型加工的允许值时,必须进行成型前干燥处理。 填料(碳酸钙、陶土、纤维素)在配混前应充分干燥,且干燥后不应 停放,以免吸湿回潮。
成型用物料及其配制粉料的配制
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12
塑料工艺
3、稳定剂
• 在塑料中加入稳定剂是制止或抑制聚合物因受外 界因素(光、热、氧、细菌、霉菌以至简单的长期 存放等)所引起的破坏作用。稳定剂可分为热稳定 剂、光稳定剂(紫外线吸收剂,紫外线猝灭剂、光 屏蔽剂等)及抗氧剂等。
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4
混合效果评定
塑料工艺
• 混合状态的直接描述法 – 均匀程度:
• 指混入物所占物料的比率与理论或总体比率的差异。
– 分散程度:
• 指混合体系中各个混入组分的粒子在混合后的破碎程度 。
• 混合状态的间接判定法 –通过检测制品或试样的物理性能、力学性能和化学性 能等,间接地判断多组分体系的混合状态。
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11
增塑剂的相容性
塑料工艺
• 聚合物与增塑剂的相容性:
–由于增塑剂对聚合物的作用是发生在它们分子之间的。 因此,最重要的要求是它们之间应该有相容性,即彼此 之间有互溶性。 相容性好的可作为主增塑剂,能单独 使用;增塑剂不易析出。相容性差的对聚合物的亲合力 差,只能与主增塑剂共用。
• 增塑剂的效率:
– PE聚乙烯、PVC聚氯乙烯、PP聚丙烯、PS聚苯乙烯、 ABS丙烯脯-丁二烯-苯乙烯共聚物、PA聚酰胺、PC 聚碳酸脂、PMMA聚甲基丙烯酯甲酯、POM聚甲醛、 PPO聚苯醚、PPS聚苯硫醚、PUR聚氨酯、PSU聚砜、 PF酚醛树脂、PTFE聚四氟乙烯等。
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高分子材料成型工艺学2018-6教材版-PDF
分布性混合 分散混合
49
混合难易程度的比较
混合物料的状态
分子扩散的程度
低粘度液体与低粘度液体间的混合 低粘度液体与固体间的混合 高粘度液体与高粘度液体间的混合 高粘度液体与固体间的混合 固体与固体间的混合
能较显著地进行 能显著地进行 不显著、较困难进行 不显著、较困难进行 极慢,很难进行
耐热型增塑剂: 双季戊四醇酯、偏苯酸三酯 耐寒型增塑剂: 癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯 耐光热增塑剂: 环氧大豆油 耐霉菌增塑剂: 磷酸酯类 无毒/低毒增塑剂:乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)
21
增塑剂的性能评价
☆(1)聚合物与增塑剂的相容性 压应力 大小 + 增塑剂 渗出时间 溶度参数
☆ (2)增塑剂的效率
25
热稳定剂
• 聚氯乙烯(PVC) 主要缺点:热稳定性差
★三盐基硫酸铅和二盐基硫酸铅 (铅毒性,不能接触食品)
★复合热稳定剂:钙锌盐类、钡锌盐类等。 ★有机锡类稳定剂:月桂酸酯类,马来酸酯类和硫醇
(透明、无毒制品)
27
3.2.1 粉料和粒料的组成
3、稳定剂
稳定剂的种类
• 热稳定剂 5份左右
• 光稳定剂(紫外线吸收剂、紫外线猝灭 剂、光屏蔽剂)
其它填料
8
光稳定
0.5
重量配比 %
45
例4 玻璃纤维增强聚丙烯
• 成分 • 聚丙烯 • 玻璃纤维 • 偶联剂KR-201 • 抗氧剂1010 • 助抗氧剂DLTP
份数 100 10-100 0.5 0.2 0.2
47
例3 聚苯乙烯泡沫塑料
• 成分 • 聚苯乙烯 • 偶氮二异丁腈 • 碳酸氢氨
份数 100 2.8 2.2
齐鲁工业大学聚合物加工原理与设备习题汇总_T
聚合物加工原理与设备习题汇总Chapter 1绪论1. 高分子材料成型加工的定义。
2.高分子材料成型加工的基本任务是什么?3. 简述聚合物转变时所发生的主要变化。
4. 聚合物加工与成型的形式。
5. 聚合物成型加工方法是如何分类的?简要分为那几类?6. 聚合物加工可分为哪几个过程?Chapter 2 材料的加工性质1、名词解释:可挤压性、可模塑性、可延性、可纺性、熔融指数、2、试述聚合物成型加工对聚集态转变的依赖性?5、为什么聚合物表现出可纺性,而小分子不具有可纺性?3. 聚合物的粘弹行为对加工的影响?Chapter 2-1 聚合物的流变性质(高物内容,未讲,但有考试涉及)1、名词解释:牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、膨胀性流体、时间依赖性液体、切力变稀切力增稠、表观粘度、触变性性液体、震凝性液体2.与低分子物相比,聚合物的粘性流动有何特点?3.什么是牛顿型流体和非牛顿型流体?试用流变方程和流动曲线说明非牛顿型流体的类型。
4.何谓表观粘度?试述大部分聚合物熔体为假塑性流体的理由。
5.简述聚合物的相对分子质量与其熔体粘度的关系。
6.试述温度对聚合物熔体粘度的影响。
7、剪切流动和拉伸流动有什么区别?8.分析并讨论影响热塑性塑料成型加工中熔体粘度的因素。
9、何谓温度-压力等效性?生产时为什么不能同时大幅度提高温度和压力?10.加工过程中提高压力的利弊?11.在实际加工过程中,PC和PE采用什么方法降低粘度最佳?为什么?12.比较热固性塑料、热塑性塑料加工过程中的流变行为。
13.讨论分子量分布对聚合物粘度的τ、γ敏感性的影响?14.在实际加工过程中,PS、PMMA和PVC(剪切速率或剪应力)采用什么方法降低粘度最佳?为什么?15.在中等剪切速率范围内,结合聚合物结构说明切力变稀和切力增稠现象?Chapter 2-2 聚合物液体在管和槽中的流动(自学)名词解释:端末效应、鲨鱼皮症、压力流动、收敛流动、拖曳流动、柱塞流动1.聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性表现形式?在成型过程中可采取哪些措施来减少弹性表现对制品质量的不良影响?2.聚合物熔体的离模膨胀产生的原因是什么?分析影响因素。
物料混合工艺—物料混合方式(塑料成型加工课件)
二、混合效果的判断
1.直接判断
扫描电子显微镜图片观察
2.间接判断
DSC检测玻璃化转变温度
万能试验机测试力学性能
生活中的 分散混合
盐水
豆粉
塑料工业的 分散混合
开炼机
密炼机
塑料工业的 分散混合
挤出机
成型用物料及其配制
混合效果
一、混合的效果
1.均匀程度
混合前理论组分比率
混合后各点实际组分比率
物料的实际组分比率与理论组分比率之间的 差异,是混合效果的度量。实际组分比率与理论 组分比率相近,则均匀程度高,混合效果好。
红豆和绿豆
泥水
塑料工业的 非分散混合
叶片式混合机
转鼓式混合机
塑料工业的 非分散混合
高速混合机
成型用物料及其配制
分散混合
提高混合 程度
由于简单的共混不能满足塑料成型加工的要 求,因此需要通过更深度的混合,才能使物料各 组分之间达到均一,使塑料具有理想的性能。
ห้องสมุดไป่ตู้
分散混合
一种或多种组分的颗粒尺寸的减小或溶于 其它组分中,同时增加相界面和提高均匀性。
成型用物料及其配制
非分散混合
不同类型物 料的混合
通过扩散、剪切、对流可以实现物料的混合, 但不同类型物料混合难度不同,特别是固体物料, 在一般条件下只能实现简单程度的混合。
非分散混合
二种或二种以上组分的空间位置发生变化, 提高混合体系的均匀性,但不减小粒子尺寸, 也称为分布混合。
生活中的非 分散混合
实际组分比率与取样点数有关,取样点少不足以反映实际 物料的组分比率。
以下图为例,如果任意取两个试样进行分析,结果也都是 接近50%。从均匀程度上可以说混合效果很好,但显然第一种情 况混合效果是不好的。
《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。
成型物料的配制
空中热切
风冷热切:切粒罩内通冷风
水冷热切:切粒罩内喷淋温水冷却粒 料,防粘结。
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3.3 配料工艺简介
3.3.2 溶液的配制
流延薄膜、胶片、某些浇铸制品。
作为成型用的树脂溶液,有些是在合成树脂时为了某 种需要而特意制成的,如酚醛树脂、脲醛树脂和聚酯等 的溶液。
混合和分散操作,一般是同时进行和完成的。 即在混合的过程中,与混合的同时,通过粉碎、研 磨等机械作用使被混物的粒子不断减小,而达均匀 分散的目的。
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3.2 物料的混合机理和分散作用
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3.2 物料的混合机理和分散作用
常见的混合有:
(1) 不同组分的粉状物料的混合,如粉状的聚合物(PVC)和 粉状添加剂(填料—碳酸钙)的混合。
② 增塑剂:改进塑料的可塑性、柔软性,降低其刚性和脆 性,并使塑料易于加工成型。
③ 稳定剂:防止塑料在加工和使用过程中,因受热、氧气 和光线作用而变质、分解,以延长塑料的使用寿命。稳定 剂在塑料成型过程中应不分解,耐水、耐油、耐化学腐 蚀,并易与树脂混溶。
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3.1 物料的组成和添加剂的作用
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3.3 配料工艺简介
(3)初混物的塑炼
塑炼是为了改变物科的性状,使物料在剪切力作用 下热熔、剪切混合达到适当的柔软度和可塑性,使各种 组分的分散更趋均匀。
塑炼的目的: (1)去除易挥发份; (2)塑料本身均匀化,避免塑料本身的缺陷; (3)使组分均匀化; (4)便于输送、运输。
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而另一些则是在临用时进行配制,如醋酸纤维素:氯 乙烯—乙酸乙烯酯共聚物等的溶液。
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2) 种类:
(a)HDPE (b)LDPE
(c)LLDPE
(d )UHMWPE
结构特点与性能
LDPE:支化度高,长短支链不规整,呈树枝状,分子 量低,分子量分布宽,故结晶度低,力学强度低。 HDPE:支化度低,线形结构,分子量高,分子量分布 窄,结晶度高,力学强度高于LDPE。 LLDPE:有规整的短支链,结晶度和密度与LDPE相似, 抗撕裂性和耐环境应力开裂性高于LDPE和HDPE。 UHMWPE:分子量巨大,分子间的缠绕程度大,结晶 度和密度介于LDPE和HDPE之间,耐冲击强度成倍增 加,具有高的耐磨性和自润滑性,熔融加工困难。
3)应用:
硬聚氯乙烯:强度及刚度高,用于工业管道、 给排水系统、板件、管件、建筑及家用防火材 料,化工防腐设备及各种机械零件。
软聚氯乙烯:用于窗帘、桌布、雨衣、手提箱、 人造革、墙纸;农用薄膜、耐酸碱软管及电线 电缆包覆层等。
聚苯乙烯( PS-polystyrene ):
1) 结构单元: ——CH2—CH—— [ ] │
3)应用:
日常:薄膜,电绝缘体,家电外壳,洗衣机内衬,容器,包
装材料,。 机械及汽车零件:法兰、车门、方向盘、齿轮、接头、化工 管道等。 医用材料(可耐热消毒):注射器及药品包装、食品包装 化纤:PP拉丝制作地毯及编织袋、捆扎绳等。
PP的改性与高性能化
纤维及填充增强改性可提高PP的耐热性、强 度、模量及耐疲劳性,使其作为工程塑料使 用。 共聚共混技术改善PP的冲击强度和低温脆性, 乙丙共聚物是PP耐低温性的一类,在PP中 加入乙丙橡胶、SBS热塑性弹性体、或韧性 高的塑料都可提高冲击强度。
主链含有
-HNCOO
2)性质:透明非结晶材料。 用不同原料可制得适应较宽温度范围 (-50~ 150℃) 的材料 ,包括弹性体、热塑性树脂和热固性 树脂。线形可称为热塑性弹性体,具备塑料的可塑性 及橡胶的弹性。 由于含强极性的氨基甲酸酯基,不溶于非极性基 团,具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和 粘合性。
——CH2—CH—— [ ] │ Cl
聚氯乙烯( PVC-polyvinyl chloride ):
2) 性质: PVC有有良好的电绝缘性、耐化学腐蚀性、 阻燃性;但耐热性较差,使用温度较低,介电常 数、介电损耗较高。能溶于四氢呋喃和环已酮等 有机溶剂。 根据加入的增塑剂量可将PVC分为硬PVC (未增塑PVC)和软PVC(增塑PVC)
3)应用:
主要用于飞机、汽车的窗玻璃和罩盖,光
学镜片,仪表外壳,装饰品,广告牌,灯罩,
光学纤维,光导纤维,透明模型,标本,医疗
器械等。
聚四氟乙烯( PTFE):
1) 结构单元:
——CF2—CF2—— [ ]
聚四氟乙烯属结晶性塑料,外观呈瓷白 色,一般在360~380℃烧结成型。
聚四氟乙烯( PTFE):
塑料分类
2.按塑料使用功能:分为通用塑料和工程塑 料塑料 工程塑料:具有优异的力学性能、热性能、 尺寸稳定性、耐化学腐蚀性或能满足特殊要 求的塑料,作为结构材料使用。 例如: 聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酯、 聚苯醚、聚砜、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚四 氟乙烯、改性聚丙烯、聚醚醚酮等。
常见的热塑性塑料极其特点(P205)
1.聚乙烯 2.聚丙烯 3.聚氯乙烯
4.聚苯乙烯及苯乙烯共聚物
常见热塑性塑料 5.聚甲醛
6.聚酯 7.聚酰胺
8.聚碳酸酯
9.聚氨酯
聚乙烯(PE-polyethylene): 1) 结构单元: ——CH2—CH2—— [ ]
PE为不透明或半透明的蜡状固体,无 毒,无嗅,无味,几乎不吸水,密度小 于水(0.91-0.96),物理力学性能依 赖于结晶度。
由于酰胺基的存在,分子之间有很强的氢键 作用,普通PA结晶度较高。因此聚酰胺的强度高, 韧性好;另外耐磨性和自润滑性好,摩擦系数低; 具有良好的耐油、耐溶剂性、阻燃性;但吸水性 大,需严格干燥后加工成型,热膨胀系数大。
3)应用: 属工程塑料,尼龙及纤维增强尼龙主要用于
轴承、齿轮、高压密封圈、阀门、包装材料、输
聚甲基丙烯酸甲酯
( PMMA-polymethyl methacrylate ): CH3 1) 结构单元: │ [CH2—C—]— │ COOCH3
聚甲基丙烯酸甲酯又称有机玻璃,无毒、 无嗅、无色透明状固体,属无规立构,非 晶性塑料。
聚甲基丙烯酸甲酯
( PMMA-polymethyl methacrylate ): 2) 性质: 较高的强度和韧性、优良的光学性能,透光 率比普通硅玻璃好(透光率约为91~93%);优 良的电绝缘性;耐化学腐蚀性好,热导率低;但 硬度低,表面易擦伤,耐磨性差,耐热性不高。
聚苯乙烯的改性
为克服PS脆性大,耐热性低的缺点,开发 了一系列的PS共聚物。ABS、MBS、AAS、 ACS、AS,HIPS等。(见书209~210)
ABS塑料:
1) 结构单元: 丙烯晴(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体(共聚生成) 2) 性质:
丙烯晴能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性,丁
3)应用:
聚碳酸酯用于透明制品,如透明板材,车灯罩、
护目镜、安全帽、门窗玻璃甚至防弹玻璃等;还可
制作电动工具、计算机外壳、电子通讯设备零部件, 如开关、按钮、接线板等。 纤维增强聚碳酸酯可部分取代钢、有色金属 等制造仪器仪表的机械传动部件。
聚氨酯( PU-polyureth性差,易燃。具有较高的综
合性能,比强度接近金属材料。
4)应用:
部分取代有色金属和合金,用于制造低载荷 齿轮、轴承,凸轮、垫圈、法兰、各种仪表外壳、 容器、塑料弹簧等。
特别是用于不允许有润滑油使用的轴承和齿 轮,尺寸稳定性好,可制作公差小的精密零件。
聚碳酸酯( PC-polycarbonate ):
高 分 子 材 料 基 础 理 论
第二部分 高分子材料基础理 论在塑料成型加工中的应用
绪论
· 塑料
· 塑料制品的生产过程
一、塑 料
以高分子化合物(树脂)为主 体,配以一定的添加剂,能够在加 热加压作用下塑化成型,并在常温 下保持其形状不变的材料。
塑料分类
1.按塑料受热行为:分为热塑性塑料和热固 性塑料 热塑性塑料受热后会从固体状态逐步转变为 流动状态。这种转变理论上可重复无穷多次。 热塑性塑料是可以再生的。 例如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙 烯和涤纶树脂等。绝大多数高分子化合物为 热塑性高分子。
油管、汽车保险杠及丝织品等。
聚甲醛( POM-polyformaldehyde ): ——CH2—O—— [ ]
1) 结构单元:
2) 性质:乳白色结晶性塑料。 具有优良的拉伸和压缩强度、硬度、刚性、韧性、 耐磨性和自润滑性,耐疲劳性能高,蠕变小,优良的尺 寸稳定性,耐化学品腐蚀性好,电绝缘性能良好,可在
应用举例:
低密度聚乙烯(LDPE) :日用制品、薄膜、软质包
装材料、层压板、电线电缆包覆等。
线性低密度聚乙烯(LLDPE) :超薄薄膜、农用地膜、
拉伸缠绕膜、注塑制品、电缆护套等 高密度聚乙烯(HDPE) :小负荷齿轮和轴承、管材、阀 门、高频电缆绝缘层、硬质包装材料等。 超高分子量聚乙烯(UHMWPE):耐磨输送管道,机械
塑料分类
热固性塑料受热后先转变为流动状态,进一 步加热则转变为固体状态。这种转变是不可 逆的。即热固性塑料是不可再生的。能通过 加入固化剂使流体状转变为固体状的高分子。 例如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、不 饱和聚酯、聚氨酯、硫化橡胶等。
塑料分类
2.按塑料使用功能:分为通用塑料和工程塑 料塑料 通用塑料:产量大,价格便宜,原料来源丰 富,应用面广。力学性能和热性能比较差, 作为非结构材料使用。 例如:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙 烯酚醛和氨基塑料等,占塑料总量的80%。
聚氨酯( PU-polyurethane ):
3)应用:
聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋 底、合成皮革、纤维、电线电缆和医用人工脏器等; 交联热固性PU可制作软质泡沫体用于车辆、居室 、服 装的衬垫 ,硬质泡沫体用作隔热 、吸音、包装、绝缘 以及低发泡合成木材; 涂料用于高级车辆、家具、木和金属防护,水池水坝和 建筑防渗漏材料,以及织物涂层等。 胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、皮革、纤维等都有良好的 粘着力。此外聚氨酯还可制成乳液、磁性材料等。
二烯能提高韧性,苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。
ABS塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性,
成型性好,易燃,耐腐蚀性好,但不耐酮、醛、酯、氯 代烃类溶剂。
3)应用:
ABS作为“坚韧、质硬且刚性”的材料,是最早被
人 类认识和使用的“高分子合金”。 用于轻载齿轮、轴承,电器外壳,汽车部件,各类 容器、管道等。
无毒、无嗅、无色透明状固体,非结晶性材 料,透明度高达88~92%,折射率为 1.59~1.60,吸水性低,硬度大,脆性大, 耐热性低(Tg约60-80℃),耐磨性低。
聚苯乙烯( PS-polystyrene ):
2) 应用: 由于具有透明、价廉、刚度大、电绝缘性好、 印刷性好等优点, 主要用于日用及工业装饰、装 潢、灯箱、灯罩、光学零件、透明玩具、仪器仪表 外壳、仪器仪表零件。 另外是重要的发泡材料,广泛用作包装材料及 管道的保温层,冷冻绝缘层等。
道及零件;不粘锅涂层,医用材料等。
聚酰胺(尼龙或锦纶)( PA-polyamides ):
1) 结构: 尼龙的品种很多,如PA6、PA66、PA610等。 数字表示基本单元中的碳原子数目。所有尼龙分子结构 单元中都有一个相同的特征基团-酰胺基:
——C—N—— [ ]
│