高分子材料成型加工-第1讲
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工是将高分子材料通过一系列的工艺操作和设备，使其转变成所需形状和尺寸的过程。
以下是高分子材料成型加工的一些常见方法：
1. 注塑成型：将高分子材料以固体或液态形式注入到模具中，在高压和高温下使其熔化并充满模具腔体，然后冷却固化，最终得到所需形状的制品。
注塑成型广泛应用于塑料制品的生产，如塑料容器、零件等。
2. 挤出成型：将高分子材料通过挤出机加热熔化，然后通过模具的挤压作用将熔融物料挤出成连续的型材，经冷却固化后得到所需形状的制品。
挤出成型常用于生产管道、板材、薄膜等产品。
3. 吹塑成型：利用吹塑机将高分子材料加热熔化，然后通过气流将其吹成空气袋状，同时在模具中形成所需形状，最后冷却固化得到制品。
吹塑成型常用于生产塑料瓶、塑料薄膜等。
4. 压延成型：将高分子材料以固体或液态形式置于两个或多个辊子之间，通过辊子的旋转和挤压，使其逐渐变薄并得到所需形状和尺寸，最后冷却固化。
压延成型常用于生产塑料薄膜、塑料板材等。
5. 注塑吹塑复合成型：将注塑成型和吹塑成型结合在一起，先通过
注塑将制品的大部分形状成型，然后通过吹塑将其膨胀、加压并使得内部空腔形成所需形状。
注塑吹塑复合成型常用于生产中空制品，如玩具、塑料容器等。
除了上述常见的成型加工方法外，还有其他方法如压缩成型、发泡成型、旋转成型等，不同的高分子材料和产品要求会选择适合的成型加工方法。
成型加工过程中需要考虑材料的熔化温度、流动性、冷却速度等因素，同时也要注意模具设计和工艺参数的优化，以获得良好的成型效果和制品质量。
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工简介高分子材料成型加工是指通过加热、挤压、拉伸等工艺将高分子材料转变成所需形状和尺寸的过程。
高分子材料广泛应用于各个领域，如塑料制品、橡胶制品、纤维材料等。
本文将介绍高分子材料成型加工的基本原理、常用的加工方法以及在实际应用中的注意事项。
基本原理高分子材料成型加工是利用高分子材料的可塑性进行加工的过程。
高分子材料的可塑性是指在一定的温度和压力下，可以被加工成各种形状的性质。
其基本原理可以归纳为以下几点：1.熔融：高分子材料在一定的温度范围内可以被熔化成流体状态，使得材料更易于流动和变形。
2.成型：将熔融的高分子材料注入到模具中，通过模具的形状和尺寸限制，使得熔融材料在冷却后得到所需的形状和尺寸。
3.冷却固化：熔融材料在模具中冷却后逐渐固化成固体，成为最终的成型品。
常用的加工方法注塑成型注塑成型是一种常用的高分子材料成型加工方法，适用于制造各种塑料制品。
其基本流程包括：1.材料准备：选择合适的塑料颗粒作为原料，将其加入注塑机的进料口中。
2.加热熔融：注塑机将原料加热、熔融，并将熔融的塑料材料注入到模具中。
3.冷却固化：模具中的熔融塑料材料在冷却后逐渐固化成固体，形成最终的成型品。
4.取出成品：将固化的成型品从模具中取出，并进行后续加工，如修整边缘、打磨表面等。
挤出成型挤出成型是另一种常用的高分子材料成型加工方法，适用于制造各种管材、板材等长型产品。
其基本流程包括：1.材料准备：将高分子材料以颗粒形式加入到挤出机的料斗中。
2.加热熔融：挤出机将颗粒状的高分子材料加热、熔融，并通过螺杆将熔融的材料挤出。
3.模具成型：挤出的熔融材料通过模具的形状和尺寸限制，被冷却成所需的形状和尺寸。
4.冷却固化：在模具中冷却后，熔融材料逐渐固化成固体，形成最终的成型品。
5.切割成品：挤出机会根据需要将成型品切割成所需的长度，以便后续使用。
除了注塑成型和挤出成型，还有许多其他的高分子材料成型加工方法，如压延成型、注射拉伸成型等，根据材料和产品的需求选择合适的加工方法。
高分子材料成型加工PPT课件
部分了解的章节
第二章、第三章、第四章、第十二章、第十三章
考核方式
习题、读书报告、期终考试
可编辑课件PPT仁 浙江大学 教授
• 1980年7月由潘祖仁先生和孙经武（天津 大学）合编《高分子化学》，为文化革命 后我国第一部正式的高校教材。
• 1986年由潘祖仁先生为主编，对全书进行 了较大修改后再次出版。其后十余年间一 直是各校的主要教材，1992年被评为全国 优秀教材。
可编辑课件PPT
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2、高分子材料的成型加工
高分子材料 成型加工工艺
实用的材料 或制品
（聚合物+助剂） 这一过程的工程技术
1 如何实现—方法(挤出、注射、压制等) 2 方法不同，产品性能不同 3 材料不同，方法不同 4 方法不同，设备不同
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3、高分子材料的制造
高分子 化合物制造
的设可编备辑课件PPT
3
课程性质：
高分子材料与工程专业的 专业课程 核心课程
可编辑课件PPT
4
授课方式：
PowerPoint 1、讲课
录像
讲要点（部分章节） 2、自学
出专题、查资料、写报告
做相关的小课题 3、课外兴趣小组
写专题读书报告、集体讨论
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授课内容与考核：
主要讲授的章节
绪论、第一章、第五章、第六章、 第七章、第八章、第九章、第十章、第十一章
物理化学 分可析编辑化课学件PPT
高分子物理 物理
材料力学 流体力学
…...
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1、高分子材料的定义
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组成)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。
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工高分子材料成型加工是指对高分子材料进行加工和塑造的过程。
高分子材料是由聚合物组成的材料，具有重要的物理性能和化学性能。
高分子材料成型加工可以通过不同的方法进行，包括热塑性成型、热固性成型和加工液态聚合物等。
热塑性成型是最常见的高分子材料成型加工方式，其中包括挤出、注塑、压塑、吹塑等方法。
挤出是将高分子材料通过加热和压力作用，从挤出机的模具中挤出成所需的形状和尺寸。
注塑是将熔融的高分子材料注入到注射模具中，然后快速冷却硬化成所需的形状。
压塑是将熔融的高分子材料放入模具中，然后通过压力使其充满整个模具并形成所需的形状。
吹塑是将热塑性聚合物通过气压吹塑成所需的形状。
热固性成型是另一种常见的高分子材料成型加工方式，其中包括热压成型、热镶嵌、热熔覆、模塑等方法。
热压成型是将预浸有热固性树脂的纤维布料放入模具中，然后在高温和高压下固化成所需的形状。
热镶嵌是将热固性树脂涂在基材上，然后将纤维布料放在上面，再通过高温和压力使其固化成一体。
热熔覆是将热固性树脂熔融后涂覆在基材上，然后通过加热使其固化成一体。
模塑是将热固性树脂放置在模具中，然后通过加热使其固化成所需的形状。
加工液态聚合物是一种新兴的高分子材料成型加工方式，其中包括3D打印、光固化、涂覆等方法。
3D打印是利用计算机控制将液态聚合物逐层堆叠成所需的形状。
光固化是将液态聚合物暴露在紫外线下，通过光引发剂的作用使其固化成所需的形状。
涂覆是将液态聚合物均匀涂覆在基材上，然后通过加热或光固化使其固化成一体。
总之，高分子材料成型加工是将高分子材料加工和塑造成所需的形状和尺寸的过程。
不同的加工方式适用于不同类型的高分子材料和产品要求。
高分子材料加工原理(1)(1)
高分子材料加工原理第一章化学纤维人造纤维再生纤维素：黏胶纤维、铜氨纤维、莱赛尔纤维纤维素纤维：二醋酯纤维、三醋酯纤维橡胶纤维其他：甲壳素纤维、海藻纤维合成纤维聚酰胺纤维芳族聚酰胺纤维聚酯纤维生物可降解聚酯纤维聚丙烯腈纤维改性聚丙烯腈纤维聚乙烯醇纤维聚氯乙烯纤维聚烯烃纤维聚氨酯纤维聚氟烯烃纤维二烯类弹性体纤维聚酰亚胺纤维2、工程塑料通用工程塑料聚酰胺（）聚碳酸酯（）聚甲醛聚苯醚丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物超高分子量聚乙烯（）特种工程塑料聚砜芳香族聚酰胺（）聚酰亚胺（）聚苯硫醚聚芳酯聚苯酯聚醚酮氟塑料（）简答及论述1、聚合物熔融有哪几种方式，各方式的主控因素是什么？答：（1）无熔体移走的传导熔融：熔融热=表面热传导，熔融速率仅由热传导决定。
（2）（主要）有强制熔体迁移（由拖拽或压力引起）的传导熔融：熔融热=接触表面的热传导+黏性耗散生热。
熔融效率由热传导率、熔体迁移及黏性耗散生热速率共同决定（3）耗散混合熔融：熔融热=整个体积内将机械能转化为聚合物内能。
耗散混合熔融速率由整个外壁面上和混合物固体-熔体界面上辅热传导决定。
（4）利用电、化学或其他能源的耗散熔融（5）压缩熔融（6）振动诱导挤出熔融过程：熔融的主要能量来源于单纯使用振动力场2、怎样利用溶度参数理论来选择溶剂？答：当溶剂的内聚能密度或溶度参数与聚合物的内聚能密度或溶度参数相等或相近时，溶解过程的混合热焓等于或趋近于零，这时溶解过程能够自发进行。
一般来说，当时，聚合物就不溶于该溶剂。
3、Brodkey的混合理论涉及的混合的基本运动形式有哪些？聚合物成型时熔融物料的混合以哪一种运动形式为主？为什么？答：分子扩散、涡旋扩散、体积扩散以体积扩散为主原因（1）在聚合物加工中，由于聚合物熔体粘度一般很高，熔体与熔体间分子扩散挤满，因而分子扩散无实际意义。
（2）在聚合物加工中，由于物料的运动速度达不到紊流，而且黏度又高，故很少发生涡旋扩散（3）聚合物加工中的混合与一般的混合不同，由于聚合物熔体的粘度通常高于100Pa*s，因此混合只能在层状领域产生层对流混合，即通过层流而使物料变形、包裹、分散，最终达到混合均匀。
高分子材料成型加工原理
1注射成型的特点：生产周期快，适应性强，生产率高和易于自动化2注射成型加工三要素：材料，设备，模具3成型工艺三要素：温度T 压力P 时间t 。
压力：塑化压力，注射压力，保压压力4什么是注射成型：注射成型亦称注射模塑或利用注塑机的注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法 5注塑成型就是将塑料在气塑成型机的料筒内加热熔化，当呈流动状态时在栓塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度注入温度较低的闭合磨具内，经过一定的时间冷却定型后，开启磨具即得制品（间歇操作）6螺杆分类：1加料段，作用，输送物料，物料状态，固体状态，部分熔化，螺纹特点，等距等深，最深2压缩段，压实物料，熔融状态，等距不等深，渐变3均化段，定温定量定压，熔融状态，等距等深，最浅均化段，定温定量定压，熔融状态，等距等深，最浅 7填料的表面处理：作用1使颗粒分散均匀，不凝结在一起2所有填充剂粒子被聚合物包围润湿3使其充剂表面与聚合物有良好的粘合力 8偶联剂（硅烷类）：一是具有良性结构物质分子中一部分基团与无机物表面化学基团反应形成顽固的化学键，另一部分有亲有机性质，可与有机物反应，从而把两种性质不同材料结合起来9什么是挤出成型：挤出成型亦称挤压模塑或挤塑，即借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热熔化的塑料在压力推动下，强行推动口模而成为具有恒定截面的连续型材料的一种定型方法10挤出成型适用范围：挤出法几乎能成型所有的热塑性塑料，也可加工某些热固性塑料11挤出成型制品：生产的制品有管材，板材，薄膜，线缆包覆物以及塑料与其它材料的复合材料等12挤出成型的设备：单螺杆挤出机的基本结构：主机，挤出机辅助设备 挤出机分类：单螺杆，双螺杆，立式，卧式，排气式，非排气式，螺杆，柱塞13什么是一次成型：在大多数情况下一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下，在大多数情况下一次成型是通过加热使塑料处于粘流态的条件下，经过流动，经过流动，经过流动，成型和成型和冷却硬化（或交联固化）而将塑料制成各种形状的产品方法14什么是二次成型：二次成型则是将一次成型所得的片，管，板等塑料成品，加热使其处于类橡胶状态（在材料的Tg Tg——Tf 或Tm 间）通过外力作用使其形变而成型为各种较简单性状，再经冷却定型而得产品15共混聚合物选择原则：化学结构原则（相近）溶解度参数原则（接近）流变学原则（等粘度原则）（接近）胶体化学原则（表面张力）（接近）分子扩散动力学原则 16什么是填充和增强改性：在聚合物中填加其它无机和有机物以改变其力学，在聚合物中填加其它无机和有机物以改变其力学，工艺，工艺，使用性能活降低成本的改性方法17注射机主要参数：1公称注射量，做一次最大行程射出的聚苯乙烯的量2注射压力，注射过程中最大压力3注射速度4塑化能力，单位时间塑化物料的多少5锁模力18什么是增强改性：在聚合物中加入增强材料以及改变聚合物的性能尤其是力学性能的改性方法，在聚合物中加入增强材料以及改变聚合物的性能尤其是力学性能的改性方法，增强材增强材料：玻纤，碳纤，晶须，硼纤维19什么是填料，什么是增强材料：为了改善塑料的成型加工性能，提高制品的某些技术指标，赋予塑料制品某些新的性能，或为了降低成本和聚合物单耗而加入的一类物质称填料。
高分子材料成型加工原理
⾼分⼦材料成型加⼯原理第⼀章绪论1.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。
(1)⼀次成型技术⼀次成型技术，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。
(2)⼆次成型技术⼆次成型技术，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。
⽬前⽣产上采⽤的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数⼏种⼆次成型技术。
(3)⼆次加⼯技术这是⼀类在保持⼀次成型或⼆次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺⼨和表观性质所进⾏的各种⼯艺操作⽅法。
也称作“后加⼯技术”。
⼤致可分为机械加⼯、连接加⼯和修饰加⼯三类⽅法。
2.成型⼯⼚对⽣产设备的布置有⼏种类型？(1)过程集中制⽣产设备集中；宜于品种多、产量⼩、变化快的制品；衔接⽣产⼯序时所需的运输设备多、费时、费⼯、不易连续化。
(2)产品集中制⼀种产品⽣产过程配套；宜于单⼀、量⼤、永久性强的制品、连续性强；物料运输⽅便，易实现机械化和⾃动化，成本降低。
3.塑料制品都应⽤到那些⽅⾯？(1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电⽓⼯业(5)化学⼯业(6)仪表⼯业(7)建筑⼯业(8)航空⼯业(9)国防与尖端⼯业(10)家具(11)体育⽤品和⽇⽤百货4.如何⽣产出⼀种新制品？(1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等⽅⾯所应具备的指标；(2)根据要求，选定合适的塑料，从⽽决定成型⽅法；(3)成本估算；(4)试制并确定⽣产⼯艺规程、不断完善。
第⼆章塑料成型的理论基础1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对⾼分⼦材料加⼯有何实际意义？2.请说出晶态与⾮晶态聚合物的熔融加⼯温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。
晶态聚合物：Tm——Td；⾮晶态聚合物：Tf——Td。
对于作为塑料使⽤的⾼聚物来说，在不结晶或结晶度低时最⾼使⽤温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连接相，因此在Tg以上仍不会软化，其最⾼使⽤温度可提⾼到结晶熔点。
高分子材料成型加工ppt课件
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高分子成型加工
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。
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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二、聚合物的可模塑性
★定义：聚合物在温度和压力作用下形变和在 模具中模制成型的能力。
可模塑性取决于聚合物的流变性、热性 质，模塑条件和模具的结构。
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★表征方法：螺旋流动试验
L 2 d
C
Pd T
2
H
C
Pd
H T
d
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三、聚合物的可纺性
★定义：聚合物材料通过加工形成连续的固态 纤维的能力。
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绪论
一、聚合物加工过程
首先，使原材料产生变形或流动取得所 需要的形状；然后，设法保持取得的形状 （即硬化）。
流动－硬化是加工过程的基本程序。
方法
方法
聚合物
可塑性状态
流动与变形
工艺条件
硬化定形
制品
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二、聚合物加工形式
★聚合物熔体的加工—挤出、注射、压延、模压 ★类橡胶状聚合物的加工—吹塑、拉幅薄膜 ★聚合物溶液的加工—流涎薄膜、湿或干法纺丝 ★低分子聚合物或预聚物的加工—浇铸 ★聚合物悬浮体的加工—胶乳、搪塑 ★聚合物的机械加工—车、铣、刨
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第一节 聚合物材料的加工性
一、聚合物的可挤压性
★定义：聚合物通过挤压作用形变时获得形状 和保持形状的能力。
粘流态才能挤压变形，受到剪切作用。 可挤压性与粘度、设备结构、压力有关。
高分子材料成型加工课件
加工过程中的模具设计问题
要点一
总结词
要点二
详细描述
模具设计不合理会影响高分子材料的成型加工效果。
模具设计问题包括模具结构、温度分布、压力传递等因素 ，这些因素都会影响高分子材料的成型加工效果。为了解 决这个问题，可以采用计算机模拟技术来预测和优化模具 设计，同时也可以通过实验和调整来不断改进模具设计。 在模具设计时应该考虑到材料的性质、产品的形状和尺寸 、成型工艺和设备等因素，以确保模具设计的合理性和有 效性。
加工过程中的气泡问题
总结词
高分子材料在加工过程中容易混入气泡，影响材料的质量和性能。
详细描述
气泡问题通常是由于高分子材料在加工过程中吸收了空气中的水分或由于温度和压力的变化导致气体 在材料中形成气泡。为了解决这个问题，可以采用真空排气、增加热压时间等工艺来去除气泡，同时 也可以通过选用适当干燥程度的材料来降低气泡的形成。
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高分子材料成型加工课件
目录
• 高分子材料概述 • 高分子材料成型加工技术 • 高分子材料加工工艺流程 • 高分子材料加工设备与工具 • 高分子材料加工中的问题与解决方案 • 高分子材料成型加工的发展趋势与未来展
望
01
高分子材料概述
高分子材料的定义与分类
总结词
高分子材料是由大量重复单元组成的大分子链所构成的材料，其分类主要根据分 子链的结构和性质。
详细描述
高分子材料由于其大分子链的结构，通常具有较高的弹性、耐磨性、耐腐蚀性 和绝缘性等特性。此外，高分子材料还具有良好的加工性能，可以通过各种成 型加工技术制备成各种形状和尺寸的制品。
高分汽车、电子、医疗、航 空航天等各个领域。
详细描述
由于高分子材料具有许多优良的物理和化学性质，因此 它们被广泛应用于各个领域。在建筑领域，高分子材料 被用于制造防水材料、保温材料等；在汽车领域，高分 子材料被用于制造汽车零部件、内饰等；在电子领域， 高分子材料被用于制造电路板、电池隔膜等；在医疗领 域，高分子材料被用于制造医疗器械、人工器官等；在 航空航天领域，高分子材料被用于制造飞机零部件、航 天器结构件等。
高分子材料加工技术--压制成型
1.2工艺过程
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
2.片状模塑料模压成型
（Sheet Molding Compound. SMC）
2.1 配比：
不饱和聚酯 约20～30％
增稠剂
约 5％
无机填料 40~50%
引发剂
2～3％
脱模剂
0.5～1％
短切玻璃纤维或毡片 适量
2.2 工艺过程
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工
三. 模型硫化工艺及硫化条件
工艺过程
混炼胶和橡胶半成品→ 计量→ 加料→ 闭 模→排气 →保压（硫化）→ 脱模→ 制品
这一过程基本上与热固性塑料的模压成型 相同，硫化工艺条件是硫化压力、硫化温 度和硫化时间。
高分子材料成型加工
1.硫化压力 大多数的橡胶制品的硫化是在一定压力下 进行的 一般模压制品的硫化压力为2～4 MPa 胶料流动性差，制品形状复杂，制品表面 花纹细致，结构复杂，厚制品，硫化温度 高，则硫化压力高一些。 太高的硫化压力会加速橡胶分子链的热降 解
高分子材料成型加工
一. 热固性模塑料的成型工艺性能：
1.流动性：热固性模塑料的流动性是指其在受热和受 压情况下充满整个模具型腔的能力。 影响流动性的因素：
压模塑料的性能和组成（分子量、颗粒形状、小分 子物质）
模具与成型条件（光洁度、流道形状、预热）
流动性要适中：
太大：溢出模外，塑料在型腔内填塞不紧，或树脂 与填料分头聚集。
高分子材料成型加工
根据实践经验，在选择模压成型的工艺条 件时，可以从模压压力、温度和时间三者 中先固定一个条件，如按经验选定成型压 力，然后再变化成型的温度和时间，从实 验中找出合理的条件来。
高分子材料成型加工基础复习提纲 高分子材料成型加工基础复习
高分子材料成型加工基础复习提纲绪论及第一章:混合与混炼1、聚合物加工：高聚物的成型加工，通常是在一定的温度下使弹性固体、固体粉状或粒状、糊状或溶液状态的高分子化合物变性或熔融，经过模具或口型流道的压塑，形成所需的形状，在形状形成的过程中有的材料会发生化学变化（如交联，最终得到能保持所取得形状的制品的工艺过程。
P52、聚合物的加工工艺过程一般可以分为混炼、成型、后加工等三大部分。
P53、混合混炼的目的：为获得综合性能优异的聚合物材料，除继续研制合成新型聚合物外，通过混合、混炼方法对聚合物的共混改性已成为发展聚合物材料的一种卓有成效的途径。
P74、共混的方法：a 机械共混法 b 液体共混法 c 共聚—共混法 d 互穿网络聚合物IPN 制备技术P75、共聚物的均匀性是指被分散的物在共混体中浓度分布的均一性，或者说分散相浓度分布的变化大小。
6、共聚物的分散程度是指被分散的物质（如橡胶中掺混部分塑料）破碎程度如何，或者说分散相在共混体中的破碎程度。
P117、常见的共混体系有：a固体 / 固体混合、b液体 / 液体混合、c固体 / 液体混合。
P208、混炼三要素及其作用：a压缩；物料在承受剪切前先经受压缩，使物料的密度增加，这样剪切时，剪切力作用大，可提高剪切效率，同时当物料被压缩时，物料内部会发生流动，产生由于压缩引起的流动剪切 b剪切剪切的作用是把高粘度分散相的粒子或凝聚体分散于其它的分散介质中 c分配置换分布由置换来完成。
P229、混合与混炼设备根据操作方式分为间歇式和连续式两大类。
P2510、常见初混合设备概念及类型：初混合设备是指物料在非熔融状态下（粉料、粒料、液体添加剂）进行混合所用的设备。
常用的典型初混合设备有 a 转鼓式混合机 b 螺带混合机 c Z 型捏合机 d 高速混合机p25-2811、混炼和塑化的概念及它们的区别：将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程叫混炼；将各种配合剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程叫塑化。
高分子材料成型加工复习要点(1)
1高分子材料成型加工的定义和实质高分子材料成型加工是将聚合物(有时还加入各种添加剂、助剂或改性材料等)转变成实用材料或制品的一种工程技术。
大多数情况下，聚合物加工通常包括两个过程:首先使原材料产生变形或流动，并取得所需要的形状，然后设法保持取得的形状(即硬化)，流动-硬化是聚合物加工过程的基本程序。
高分子材料加工的本质就是一个定构的过程，也就是使聚合物结构确定，并获得一定性能的过程。
2影响高分子材料性能的化学因素构成的元素种类及其连接方式；立体规整性；共聚物组成；交联；端基；结构缺陷；支链3影响高分子材料性能的物理因素相对分子质量及其分布；结晶性；粒径与粒度分布；成型过程中的取向；熔体黏度与成型性4假塑性流体是非牛顿流体的一种，无屈服应力，具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体。
5离模膨胀聚合物熔体挤出后截面积比口模截面积大。
此种现象称之为巴拉斯效应，也成为离模膨胀效应。
6开炼机混炼工艺过程阶段开炼机混炼经历包辊、吃粉、翻捣三个阶段7密炼机混炼工艺过程阶段混炼过程主要分为湿润、分散、捏炼三个过程8混合设备的分类根据操作模式分类：间歇式和连续式根据混合过程特征：分布式和分散式根据混合物强度大小：高强度、中强度、低强度混合设备9塑炼的分类及常见设备机械塑炼（常见设备有开炼机、密炼机、螺杆塑炼机）、化学塑炼、物理塑炼。
10热固性塑料的成型收缩率热固性塑料在高温下模压成型后脱模冷却至室温，其各向尺寸将会发生收缩，此成型收缩率S L定义为：在常温常压下，模具型腔的单向尺寸L0和制品相应的单向尺寸L之差与模具型腔的单向尺寸L0之比为：SL=(L0-L)/L0*100%11正硫化正硫化：橡胶的交联反应达到一定的程度，此时的各向物理机械性能均达到或接近最佳值，其综合性能最佳。
此时交联键发生重排、裂解等反应，同时存在的交联、裂解反应达到了平衡，因此胶料的物理机械性能在一个阶段基本上保持恒定或变化很少。
12SMC、BMC、GMTBMC：块模状塑料，是用预混法制成的聚酯树脂模塑料，模塑料成块团状，故也称料团。
高分子材料成型加工PPT课件
原材料处理
对原材料进行干燥、除湿、清洁等预处理，确保其质量和稳定性。
配料与混合
根据生产需要，将多种原材料按比例混合，制备成适合加工的混 合料。
模具设计
模具材料选择
选用耐高温、耐腐蚀、高硬度的材料制作模具。
模具结构设计
根据产品形状、尺寸和性能要求，设计合理的模具结构。
环保化
总结词
环保意识的提高促使高分子材料成型加工向 更加环保的方向发展。
详细描述
为了降低高分子制品在生产和使用过程中的 环境污染，人们正在积极开发环保型的高分 子材料和加工技术。例如，采用可降解的高 分子材料、开发无毒或低毒的加工助剂、优 化加工工艺以减少能源和资源的消耗等。
智能化
总结词
智能化是高分子材料成型加工的未来重要发展方向。
表面处理
根据需要，对成品进行表面处理，如喷涂、电镀、热压等。
包装与储存
将成品进行包装，并选择适当的储存环境，以防受潮、尘土和紫外 线等因素影响。
04 高分子材料成型加工中的问题与对策
CHAPTER
气泡问题
总结词
气泡问题在高分子材料成型加工中较为常见，主要是由于气体在材料中滞留或挥 发所致。
详细描述
翘曲问题
总结词
翘曲问题是指高分子材料成型加工后 出现弯曲、变形的情况。
详细描述
翘曲问题会影响产品的外观和性能，如 导致不平整的表面或扭曲的形状。解决 翘曲问题的方法包括优化加工工艺、调 整模具设计和选择合适的材料等。
其他问题与对策
总结词
除上述问题外，高分子材料成型加工中还可能遇到其他问题，如裂纹、变色等。
02
高分子材料成型加工(华东理工大学)
分成/构结
质性
工加/成合 素要四料材
能性用使
料材子分高机有 料材属金非机无 料材属金
料材大
念概料材大、1
工加型成料材子分高、一
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维纤
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能性的品制、3
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高分子材料的成型与加工 配方设计原则和程序
高聚物生产技术
(4) 样品的初步设计 包括配方设计、工艺设计、结构设计和 模具设计等，涉及原材料、工艺、成本、质 量等诸多因素。 (5) 样品试制 在初步设计的基础上，对试制样品作整 体检验，通过试模，检验并分析样品的尺寸 精度、粗糙度、成型时间、成型难易程度和 设计的合理性等，获得多种方案的工艺条件 和样品，供测试评价。
高聚物生产技术
项目八 高分子材料的成型与加工
任务一：高分子材料的配方与设计
第1讲：配方设计原则和程序
聚氯乙烯生产技术
1
高聚物生产技术
一、配方设计原则
配方设计是一个富于挑战性的、专业性 很强的技术工作。因此，配方设计决不是各 种原材料之间简单的、经验性的组合，而是 对高分子材料结构与性能关系充分研究的综 合结果。
聚氯乙烯生产技术
高聚物生产技术
(2) 形状造型设计 主要考虑制品的功能、刚度、强度和成 型工艺等，应力求做到形状对称、造型轻巧 、结构紧凑以及画出草图等。
聚氯乙烯生产技术
高聚物生产技术
(3) 合理选材 在满足材料性能要求与成型加工特点的 基础上，选择多种候选材料，试制出样品。 经性能测试，收集用户使用意见后，通过的。每种材料各 有优缺点，选材时应做到在满足制品性能要 求的前提下，“扬长避短、合理使用”。
聚氯乙烯生产技术
高聚物生产技术
二、配方设计程序
制品设计是在对制品形状、结构和使用 性能科学地预测和判定的前提下，通过充分 把握并正确选用高分子材料，制定出一套完 整的制造过程的实施方案和程序。
高聚物制品设计的一般程序，如下图所 示。
聚氯乙烯生产技术
高聚物生产技术
聚氯乙烯生产技术
9
制品设计必须贯彻“实用、高效、经济 ”的原则，即制品的实用性要强，成型加工 工艺性要好，生产效率要高，成本要低，主 要从以下几个方面考虑。
高分子材料成型加工PPT课件
连续成型 管、棒等的生产 按操作方式
间歇成型
第14页/共32页
课后了解内容： 高分子材料成型工业的发展 我国的高分子材料工业
第15页/共32页
第一篇 聚合物加工的理论基础
第一章 材料的加工性质
聚合物具有一些特有的加工性质，如可挤 压性、可模塑性、可纺性和可延性，为聚合 物提供了适于多种多样加工技术的可能性， 也是聚合物得到广泛应用的重要原因。
第24页/共32页
Tg 玻璃化温度 Tf 粘流温度 TD 分解温度
第25页/共32页
<Tg 玻璃态 键长键角微小变化 很小的普弹形变（与时间无关、可逆） 只能进行车、铣、削、刨等机械加工
Tg～Tf 高弹态 链段的形变和位移 大的高弹形变（时间依赖性、可逆） 可进行加压、弯曲、中空或真空成型
>Tf 粘流态 大分子链解缠和滑移 粘性形变 （时间依赖性、不可逆） 常进行纺丝、注射、挤出、吹塑、贴 合等成型加工
24学时
挤出、注射、压制、压延、吹塑等
第三篇 高分子复合材料成型 12学时 原料、成型设备、方法
第四篇 实践课
4学时
常用高分子及复合材料制品设计
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课程要求
★闭卷考试，参考平时成绩（考勤、提问、 作业、工艺设计）。 ★结合实验课、生产实践，加深认识理解。 ★理解聚合物加工的理论基础。 ★基本掌握聚合物材料的成型加工方法（以 塑料为主）。
小，有效形变值减小。
第28页/共32页
2.与作用力、作用时间的关系
当T<Tf时，σ↑ t↑ γV↑,可逆形变部分的 转变为不可逆形变。
塑性形变：固体聚合物在Tg~Tf范围，以较 大的外力和较长的作用时间下产生的不可逆形 变。其实质是高弹条件下大分子的强制性流动。
《高分子成型加工》课件
高分子成型加工工艺参数
了解影响高分子成型加工质量的重要工艺参数，包括温度控制、压力控制、 速度控制和质量控制。
高分子成型加工应用领域
展示高分子成型加工在不同行业中的广泛应用，包括汽车工业、电子行业、医疗行业和包装行业。
《高分子成型加工》PPT 课件
欢迎来到《高分子成型加工》PPT课件，让我们一起探索高分子材料的概述、 加工技术分类以及成型加工方法。
高分子材料概述
了解高分子材料的特性、应用和制备方法，以及它们在不同行业中的主要分类，包括热塑性和热固性塑料的加工方法。
高分子成型加工方法
高分子成型加工未来发展趋势
探讨高分子成型加工领域的未来发展趋势，包括新材料的研发、智能化生产 设备的应用和环保节能的加工工艺。
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化学功能材料
物理化学功能材料 生物功能材料
特殊功能材料
33
物理功能高分子材料
具有传递、转换或储存物质、 能力和信息作用的高分子材料。
绝缘高分子材料（间位芳纶绝缘纸） 导电高分子材料（聚苯胺、聚吡咯） 高分子光学材料（荧光材料） 相变储能材料 液晶高分子材料
磁性高分子材料
……
带导电纤维的宇航手套 34
化学功能高分子材料
以高分子链为骨架连接具有化学活性大基 团构成。
离子交换树脂
高分子催化剂 高分子载体
……
35
物理化学功能高分子材料
高分子分离膜
“ 形象地说，膜就是一道具 有选择性渗透功能的壁障，将
混合液体或者气体分隔为两
相，以此达到特定成分分离的 效果 。”
• 橡胶：以高分子化合物为基本成份的高弹性高分子材料
• 涂料：应用于物体表面并能结成坚韧保护膜的物质的总称 • 胶粘剂：能把各种材料粘合在一起的物质
7
3. 高分子材料在国民经济中的地位和作用
（1）高分子材料在国民经济中具有重要的战略地位
大力发展节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制
造、新能源、新材料、新能源汽车等战略性新兴产业。
造纸
高热稳定性 耐热纤维 （≦350 ℃）
高热稳定性 无机纤维
碳化硅纤维：纺丝-碳化 玻璃纤维 氧化铝纤维：溶胶-凝胶法-碳化
31
高性能高分子材料制品
32
高分子材料科学的发展趋势 二、新功能化
功能高分子材料：
与常规高分子材料相比具有明显不同的物理化学
性质，并具有某些特殊功能的高分子材料。 物理功能材料
正在发展，且具有通用高分子材料所不具备的优异性能和 应用前景。用量少，专一性、附加价值高 。 主要包括：智能型高分子材料、生物分离用高分子材料、 医疗用高分子材料、医药高分子材料等
6
2. 高分子材料的主要种类
按照材料的性能和用途分类
• 纤维：长度比直径大千倍以上且具有一定柔韧性和强力的 纤细物质统称为纤维 • 塑料：以高分子化合物为基本成份、在加工中通过塑化流 动或原位聚合而成型的柔韧性或刚性固体高分子材料
人工脏器的主要问题是材料，生物医学高分子 材料在人工脏器领域的用途日益扩大。
43
组织工程材料面临重大突破
• 关键是构建细胞和生物材料的三维空间复合体。
PGA-PLA支架
具有一定强力和 弹性的软骨耳廓
44
3D打印技术
材料是基础！！！
45
高分子材料科学的发展趋势 三、复合化与杂化
复合高分子材料
高分子/金属、高分子/无机非金属、高分子/高分子材料复 合成一体，而制得综合性能更显优异的新型材料。
图一种ZIF结构。 （图片来源：UCLA）
Rahul Banerjee, Anh Phan, Omar M. Yagh. Science，2008, 319(5865): 939 - 943
38
图 壳聚糖膜对Cu (2+)的吸附能力
39
生物功能材料
人工器官用生物医学高分子材料 人工器官主要指人工内脏器 官，如包括人工肾、人工关 节、人工血管、心脏起搏器 等 。
28
（1）特种工程塑料（高性能塑料）
聚砜（PFS） 聚酰亚胺（PI） 聚芳酯（PAR） 聚醚酮（PEK） 芳香族聚酰胺（Aramid） 聚苯硫醚（PPS） 聚苯醚（PHB） 氟塑料（F）
例：聚醚酮系列按分子链中醚键、酮基与苯环连接次 序和比例的不同，可形成许多不同的聚合物。主要 有聚醚醚酮（PEEK）、聚醚酮（PEK）、聚醚酮 酮（PEKK）、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮 酮 （PEKEKK）等品种。
化学纤维：熔体纺丝、干法纺丝、湿法纺丝等
塑料：注塑、挤塑、吹塑、压延等 橡胶：塑炼、混炼、挤出、压延、硫化等
21
2、高分子材料加工的学科分类
（2）学科分类
把高分子材料加工作为一门工程学科，各种高
分子材料的加工学科可根据基本的工程和科学
原理进行分类。
22
高分子材料加工过程及成型方法示意图
23
15
（2）高分子材料在国民经济中的作用
③高分子材料为发展高新技术提供新材料 高分子材料为发展高新技术提供高性能结构材料、 高功能材料以及满足各种特殊用途的专用材料。
在一些高新技术领域已成为不可替代的重要材料。
16
国防和航空航天尖端技术
耐热性，耐寒性，耐老化
17
纤维素基碳纤维
• 高纯度
• 低密度 • 高断裂应变
人工肾透析器
40
人工肾透析原理
将人体血液引出体外，利用透析膜两侧溶质浓度的差别， 排出体内的代谢产物，然后将净化的血液引回体内。 全世界人工肾透析器年产量超过7500万个，产值近22.5亿 美元。 我国肾衰竭患者约有130万人，每年需1360万只人工肾透 析器。 41
人造心脏瓣膜
times杂志评出2007年十大科学发现 之一
25
高分子材料成型与加工
第一章 绪 论
第二节
高分子材料科学的发展趋势
26
高分子材料科学的发展趋势
低维化
高性能化 新功能化
高分子材料
复合化和杂化 绿色化
智能化
27
高分子材料科学的发展趋势 一、高性能化
高性能高分子材料：
指材料的力学性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性 等性能有较大提高。 主要的高性能高分子材料 （1）特种工程塑料（高性能塑料） （2）特种合成橡胶 （3）高强高模合成纤维及其它特种合成纤维
例：Seung-Mo Lee对柔软蜘蛛丝进行 金属涂层，使蜘蛛丝的抗断裂或变形 能力变得更强，能制造超级坚韧织物、 外科缝线或诸如骨头、韧带及动脉壁 等人工组织。
—— Science,April24,2009
46
纤维增强复合材料
高强芳/杂环纤维
纤维增强复合材料
47
间位芳纶纸蜂窝材料
采用间位芳纶绝缘纸通过涂胶叠合、压制、 切割、拉伸、定型、浸胶固化、片切成型为蜂窝材料， 具有质量轻、强度高、刚性好及较高的阻燃性能，是 预警飞机雷达罩的必备材料，可用于制造飞机、高速 列车等的非受力部件。
英国伦敦大学帝 国学院心脏学研究
中心马格迪·亚库
布博士领导研究的 人造心脏瓣膜。
42
• 对人工器官的需求现状:
美国和欧洲每年用于人体自然缺陷和损伤的修复植入材 料有四五百万件. 美国和德国每百万居民中有超过500 人的心脏病患者要 植入心脏起搏器，全球有大约60万人未来三年需要更换心脏 瓣膜。 美国每年有18 万人植入人工血管、有12 万人安装人工 髋关节、10 万人注射有机硅隆胸美容. 世界上每年有100万病人进行手术时采用体外氧合器.
导 弹 弹 头 防 热 层
洲际导弹关键部 位唯一性特种耐 烧蚀增强材料
• 低热导率
• 耐烧蚀性
18
二、高分子材料加工
1. 定义
高分子材料加工 （Polymer Material processing, Polymer processing） 把高分子原材料经过通过一定的工艺手段转变成 某种高分子材料制品的过程。
• 全球合成纤维的产量由1960年的70万吨快速飙升至2013年
的 5270万吨，为天然纤维的2倍。
9
我国高分子材料已经形成庞大的产业
• 化学纤维2012年产量为3646万吨,占世界产量的 70% ,已连续15年居世界第一 ； • 塑料产量2012年4921万吨 ，居世界第一； • 合成橡胶产量386万吨，居世界第一。
19
“高分子材料加工”和“高分子合成”的区别
高分子合成 经过一定的途径,从气态、液态、固态的各种原料 中得到化学上不同于原料的高分子材料。
高分子材料加工 经过加工,使高分子材料在物理上处于和原材料不 同的状态(化学上相同)。
20
2、高分子材料加工的学科分类
（1）高分子材料的主要加工方法
各种高分子材料均有独特的成型方法
广泛采用高分子材料节省了许多传统材料， 带来了明显的技术经济效果，推动了传统产业 的现代化。
12
例:汽车骨架结构的开发 传统汽车首选金属：钢 轻质骨架材料的开发过程： 铝 → 发泡金属 → 镁及镁/铝合金 → 轻质骨架组织结构 → 聚合物塑料 → 整体注塑发泡技术 → 流线仿生
13
14
透明塑料制成的新款eXasis概念汽车 2007.3日内瓦 改 良 的 聚 碳 酸 酯 材 料
杂的一种体系。从应用的角度，高分子材料分为纤维、塑
料、橡胶、涂料、粘合剂、聚合物基复合材料等。
4
一、高分子与高分子材料
2. 高分子材料的主要种类
按高分子的来源分类： • 天然高分子材料（Natural Polymer Materials） • 合成高分子材料（Synthetic Polymer materials）
根据工程原理，高分子材料加工分为三个 基本阶段：
（1）基础阶段
固体粒子的处理
熔融或溶解 增压和泵送； 混合 脱挥发物和汽提
24
（2）成型阶段 压延和涂覆 口模成型 模塑和铸塑 二次成型
模涂
（3） 后成型阶段
机械加工、修饰、装配、黏接、热合、着色、 印刷、彩绘等
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（2）特种合成橡胶
氟橡胶：耐热、油、化学介质、强氟化剂等
聚硫橡胶：耐油、溶剂、大气老化、极佳气密性
氟硫化聚乙烯（CSM）:耐臭氧、阳光、氧化 丙烯酸酯橡胶（ ACM ）：耐热、油、风化、腐蚀、 油硅橡胶 聚胺酯橡胶（PUE） 氯氧化橡胶（CPE）
氯醇橡胶
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（3）高强高模合成纤维及其它的特种合成纤维
低热稳定性 高强度纤维 高热稳定性 高强度纤维 （200～300 ℃） 高 性 能 纤 维 UHMWPE纤维：冻胶纺丝法 PVA纤维：冻胶纺丝或湿法纺丝 对位芳纶：液晶纺丝或湿法纺丝 芳族聚酯：液晶纺丝 杂环聚合物纤维（PBO, PB, PI） 间位芳纶：湿法纺丝 聚酰亚胺纤维：湿法或干法纺丝 聚酰胺亚胺纤维：湿法或干法纺丝 聚醚醚酮纤维：熔融纺丝 嘧胺纤维 聚苯硫醚纤维：熔融纺丝 酚醛纤维：湿法纺丝 碳纤维：湿法纺丝-预氧化-碳化