聚合物成型加工原理课件05
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聚合物加工基础绪论(ppt)
工程塑料：
摩擦等，可以作为工程材料，制成 轴承、齿轮来代替金属材料、陶瓷
材 料 等 。 如 ： POM 、 PA 、 PC 、
PET、PTFE、改性PP、聚苯硫醚、
聚芳酯等。
3、塑料的主要品种 ①聚乙烯（PE） ②聚丙烯（PP） ③聚苯乙烯（PS） ④聚氯乙烯（PVC） ⑤丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） ⑥甲基丙烯酸甲酯（PMMA） ⑦聚酰胺（PA） ⑧聚氨酯（PU）
3、橡胶的分类和品种
橡胶
天然橡胶 通用橡胶
丁苯橡胶 顺丁橡胶
异戊橡胶 乙丙橡胶
合成橡胶 特种橡胶
丁腈橡胶 氯丁橡胶 氯基橡胶 氟橡胶 氯醚橡胶 硅橡胶 聚氨酯橡胶 聚硫橡胶 丙烯酸酯橡胶
天然橡胶：
天然橡胶主要是从天然植物中采集出来的一种 乳白色液体，经过加工制成的高弹性材料。其成 分中91％～94％是橡胶烃，其余为蛋白质、脂肪 酸、灰分、糖类等非橡胶物质。天然橡胶是应用 最广的通用橡胶。
行
为
受热时塑化和软化，发生化学
热固性塑料： 交联反应并固化成型，冷却后 再次受热不再发生软化变形。
如：酚醛树脂、环氧树脂
成本低、产量大、性能多样化，
主要用来生产日常用品或一般的 通用塑料： 工农用品，如：人造革、塑料薄
膜、电线电缆等。PP、PE、PVC、
使
酚醛树脂等。
用
行 为
成本高、产量低、具有优良的机械 性能和耐热性、耐化学腐蚀性、耐
橡胶是粘弹体，在外力作用下的形变受时间、温度 等条件的支配，表现明显的应力松弛和蠕变现象。在 震动或交变应力等作用下，产生滞后，服从时温等效 法则。 （3）有缓冲减震作用：
由于橡胶的柔软性、弹性、粘弹性等，对声音及振 动的传播有缓冲作用，可以利用这一点来防除噪音和 振动公害。
聚合物成型加工原理05PPT课件
1 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
b.分流梭作用： 把圆柱形的料流分成圆环形的薄层； 固定芯棒； 通压缩空气
10 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
11 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
四.冷却 方式：
a.冷却水槽：将冷水分成2~4段，以便调节冷却速度。 b.喷淋：对于大管子或密度小于1的塑料，采用此法。
123 4
56
12 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
五.牵引
牵引时，速度应与挤出速度相配合，一般牵引速度稍大于 挤出速度，并且速度要均匀，最好要与挤出速度同步变化。
V=16.7Q/[πρs(d-s)]
V: 牵引速度(m/min),
Q: 挤出量(kg/h),
ρ : 密度
(g/cm3), d: 管材外径(mm),
s: 管壁厚度(mm)
123 4
56
13 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
小结： 要生产符合尺寸要求的管子，在工艺上有一些重要措施： a.增加口模内径，平直长度的控制要适合； b.定型套的内径、长度要适合； c.对挤出物加以适当的牵引，来调节管子尺寸； d.控制一定的冷却速度； e.物料温度、压力要均匀。
18 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
19 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
第一部分
整体概述
THE FIRST PART OF THE OVERALL OVERVIEW, PLEASE SUMMARIZE THE CONTENT
2 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
b.分流梭作用： 把圆柱形的料流分成圆环形的薄层； 固定芯棒； 通压缩空气
10 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
11 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
四.冷却 方式：
a.冷却水槽：将冷水分成2~4段，以便调节冷却速度。 b.喷淋：对于大管子或密度小于1的塑料，采用此法。
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12 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
五.牵引
牵引时，速度应与挤出速度相配合，一般牵引速度稍大于 挤出速度，并且速度要均匀，最好要与挤出速度同步变化。
V=16.7Q/[πρs(d-s)]
V: 牵引速度(m/min),
Q: 挤出量(kg/h),
ρ : 密度
(g/cm3), d: 管材外径(mm),
s: 管壁厚度(mm)
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13 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
小结： 要生产符合尺寸要求的管子，在工艺上有一些重要措施： a.增加口模内径，平直长度的控制要适合； b.定型套的内径、长度要适合； c.对挤出物加以适当的牵引，来调节管子尺寸； d.控制一定的冷却速度； e.物料温度、压力要均匀。
18 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
19 Dept. Polym. Sci. & Eng.,
聚合物成型加工原理
103.64 68.15 61.87
0 塑料薄塑膜料塑板料、管片塑及料其条附塑、件料棒丝、、型绳材及编织塑品料泡人沫造塑革料塑、料合包成装革箱及日容用器塑料其制他品塑料制品
09年1～5月塑料行业各主要产品累计产量
塑料条、棒、
型材 3.63% 塑料人造革、
其他塑料制品 22.20%
合成革
3.84%
塑料薄膜 16.11% 塑料管及其附 件 12.30%
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
五.成型加工生产的根本过程
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，
PP+Talc
4
音箱盖板
耐热ABS
PC/ABS
锦湖日立牌号
特性
HU650SK、HU600 HAC8245、HAC8250
耐热，高冲击、耐化 学品
/
HU600、HU650SK HAC8244、HAC8250
/ HCB9230M、HCB9240
耐热，高冲击，尺寸 稳定，易于涂装、电 镀
HU650SK、HU600 HAC8245、HAC8230、 HAC8240B
解
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展加工。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：
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。
聚合物成型原理
聚合物成型原理在塑料加工行业中，聚合物成型是一种常见的工艺方法，通过这种方法可以制造出各种形状和尺寸的塑料制品。
聚合物成型的原理基于热塑性聚合物的熔融和冷却过程，从而使塑料原料变成所需形状的制品。
本文将介绍聚合物成型的基本原理及其在实际生产中的应用。
聚合物成型的基本原理聚合物成型的基本原理可以分为以下几个关键步骤：1. 原料预处理首先，将所选用的塑料颗粒或粉末放入注塑机、挤出机或其他成型设备的料斗中。
在加工过程中，通常还会添加一定比例的添加剂，如增塑剂、稳定剂等，以提高塑料的性能和加工性。
2. 加热和熔融原料在成型设备中经过加热、高温熔融，使其变成粘稠状态的熔融料。
不同的聚合物材料需要的加热温度和熔化温度也不同，需要根据实际情况进行调整。
3. 成型熔融的塑料通过喷射、挤压或压缩等方式，被注入到模具中。
在模具内部，熔融的塑料会根据模具的形状逐渐冷却固化，最终形成所需的制品形状。
4. 冷却和固化当塑料填充模具后，通过冷却系统或自然冷却的方式，让塑料逐渐固化。
固化的速度取决于塑料的种类、厚度等因素。
5. 脱模一旦塑料完全固化，模具打开，新成型的塑料制品从模具中取出，经过一些表面处理工艺后，就可以成为最终产品了。
聚合物成型的应用聚合物成型技术在各个行业中都有广泛的应用，其中最常见的包括注塑成型、挤压成型、吹塑成型等。
这些成型方法可以生产各种形状和尺寸的制品，如瓶子、盒子、管材、零件等。
注塑成型主要用于生产小型至中型尺寸的零件，具有成型速度快、生产效率高的优点，适用于大规模生产。
挤压成型适用于生产管材、型材等长形制品，产品质量稳定，成本较低。
吹塑成型则常用于生产塑料瓶、容器等中空制品。
除了上述成型方法，还有各种特殊的成型技术，如压缩成型、注液成型、旋转成型等，可以根据不同的需求选择最适合的成型方法。
总的来说，聚合物成型是一种经济高效、灵活多样的塑料加工方法，广泛应用于工业制造、日用品制造等领域，为人们的生活和工作提供了便利与可能。
第五章 聚合物加工中的物理化学变化
4、低分子物和固体杂质的影响
固体杂质的影响：阻碍或促进结晶作用。起促进作用的 类似于晶核，能形成结晶中心，称为成核剂。 溶剂等的作用： 在聚合物熔体结晶过程中起晶种作用 的试剂，也为成核剂，如：有机芳酸及盐类（苯甲酸、苯甲 酸镉、对羟基苯甲酸及其钠盐），加入后能加快结晶速率， 生成的球晶尺寸小，材料刚性增加，力学性能提高，透明性 提高。溶剂CCl4扩散到聚合物中，能使其在内应力作用下的 小区域加速结晶。
塑性形变
当外力克服屈服应力时使高弹态下的大分 子链发生结缠和滑移。
B Y
A
应 力
B
Y A
y E
A Y
应变
B
当σ < σy时，只能对材料产生高弹形变，取向程度低、取向结 构不稳定。 当σ>σy时并持续作用于材料，能对材料进行塑性形变，它迫 使高弹态下大分子作为独立单元发生解缠和滑移，因为不可逆， 所以取向结构稳定、取向度高。
3、结晶取向和非结晶取向
根据聚合物取向时的结构状态不同取向分为结晶 取向和非结晶取向。 结晶取向是指发生在部分结晶聚合物材料中的取向； 非结晶取向则指无定形聚合物材料中所发生的取向。
4、单轴取向和双抽取向
根据取向的方式不同，取向又可分为单轴取向和双轴取向 （又称平面取向）。 单轴取向是指取向单元沿着一个方向做平行排列而形成 的取向状态； 双轴取向则指取向单元沿着两个互相垂直的方向取向。
2、塑化温度及时间
结晶型聚合物在成型过程中必须要经过熔融塑化阶段。
塑化中熔融温度及时间也会影响最终成型出的制品的结 晶结构。 塑化： 指聚合物在设备中加热达到充分的熔融状态，使之具 有良好的可塑性。
若塑化时熔融温度低，熔体中就可能残存较多的晶核；
聚合物成型加工原理课件
第四章
压缩模塑
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
概述 成型前的准备工作 压缩模塑用的设备 模压过程与操作方法 模压成型的控制因素 冷压烧结成型
2019/2/10
1
4.1
一.简介
概述
压缩模塑又称压制成型、模压成型，是目前四大成型 方法之一。它不但可以成型热固性塑料制品，还可以成型热塑 性制品。 主要用来制造热固性塑料和一些流动性较差的或熔体
合，影响模具寿命。
2019/2/10 34
3.半溢料式模 半溢模，有些溢料，但溢料上可从模 具结构加以限制，它可以克服上述两种模 具部分缺点。 分类： a.无支承面： 这种模具和不溢料式相似，不同是型 腔上部有一定锥度，能够进行溢料，因此
加料量要求过量一些，且压机压力全施加
在制品上，因此制品尺寸较准确，制品的 质量比较均匀密实。
尺寸精度不高，施压不准确， 力学性能不易控制 尺寸精度、质量性能好 尺寸精确，质量性能较好
要求不严 格（浪费）
无 易 易 有 有 有
不溢式 半溢式 半溢式
无 部分溢料 部分溢料
计量 严格 不严格 不严格
2019/2/10
37
4.4
模压过程与操作方法
模压工序可分为加料、闭模、排气、固化、脱模、模
具洗理等。 一.嵌件安放 制品若带有嵌件，则第一个工序就是嵌件的安放。 嵌件通常是作为制品中的导电元件或是制品与其它物 体相互连接的部件。 嵌件安放要求准确、平稳。
成型前的准备工作
应注意吸湿性、贮存温度和贮存时间等问题。 1.吸湿性 要求有严密的包装，贮存库房的相对湿度最好不超过 70%， 对脲甲醛等易吸湿的塑料则更需要严加控制。
2019/2/10
8
压缩模塑
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
概述 成型前的准备工作 压缩模塑用的设备 模压过程与操作方法 模压成型的控制因素 冷压烧结成型
2019/2/10
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4.1
一.简介
概述
压缩模塑又称压制成型、模压成型，是目前四大成型 方法之一。它不但可以成型热固性塑料制品，还可以成型热塑 性制品。 主要用来制造热固性塑料和一些流动性较差的或熔体
合，影响模具寿命。
2019/2/10 34
3.半溢料式模 半溢模，有些溢料，但溢料上可从模 具结构加以限制，它可以克服上述两种模 具部分缺点。 分类： a.无支承面： 这种模具和不溢料式相似，不同是型 腔上部有一定锥度，能够进行溢料，因此
加料量要求过量一些，且压机压力全施加
在制品上，因此制品尺寸较准确，制品的 质量比较均匀密实。
尺寸精度不高，施压不准确， 力学性能不易控制 尺寸精度、质量性能好 尺寸精确，质量性能较好
要求不严 格（浪费）
无 易 易 有 有 有
不溢式 半溢式 半溢式
无 部分溢料 部分溢料
计量 严格 不严格 不严格
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37
4.4
模压过程与操作方法
模压工序可分为加料、闭模、排气、固化、脱模、模
具洗理等。 一.嵌件安放 制品若带有嵌件，则第一个工序就是嵌件的安放。 嵌件通常是作为制品中的导电元件或是制品与其它物 体相互连接的部件。 嵌件安放要求准确、平稳。
成型前的准备工作
应注意吸湿性、贮存温度和贮存时间等问题。 1.吸湿性 要求有严密的包装，贮存库房的相对湿度最好不超过 70%， 对脲甲醛等易吸湿的塑料则更需要严加控制。
2019/2/10
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《聚合物加工原理》PPT课件
➢ 塑料是以树脂为主要成分，
加入各种添加剂。
➢ 树脂是塑料的主要成分，
对塑料性能起决定性作用。 塑
料 制 品
一、塑料
添加剂的作用
常用的高分子材料
改善塑料某些性能。
➢ 填料主要起增强作用； ➢ 增塑剂用于提高树脂的可塑性和柔软性； ➢ 固化剂用于使热固性树脂由线型结构转变为体型结构； ➢ 稳定剂用于防止塑料老化，延长其使用寿命； ➢ 润滑剂用于防止塑料加工时粘在模具上, 使制品光亮； ➢ 着色剂用于塑料制品着色。 ➢ 其他的还有发泡剂、催化剂、阻燃剂、抗静电剂等。
重量百分结晶度 fcW
Wc Wc Wa
体积百分结晶度
fcV
Vc Vc Va
晶区与非晶区不存在明显的界面 结晶度的数值与测定方法 、测试条件有关
绪论
二、高分子材料的结构
绪论
高分子的聚集态结构——晶态与非晶态
结晶度对高聚物性能的影响
结晶结构
↓
高分子链排列规则、整齐、紧密
↓ ↓
分子链间的作用增大 链段的运动困难
简写成 n CH2=CH2→ [ CH2–CH2 ]n 。
一、何谓高分子材料： 高分子化合物的组成
绪论
一、何谓高分子材料：
绪论
组成聚合物的低分子化合物称为单体。 聚合物的分子为很长的链条，称为大分子链。
大分子链中重复结构单元(如聚乙烯中 [ CH2)–称C为H2链]n 节。
聚乙烯分子链
一、何谓高分子材料：
绪论
玻璃态：低温下，链段不能运动。在外力作用下， 只发生大分子原子的微量位移，产生少量弹性变形。
➢ 高聚物呈玻璃态的 最高温度称玻璃化 温度，用Tg表示。
➢ 处于该状态的材料 有塑料和纤维。
聚合物成型加工原理课件-PPT精选文档
24
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 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
*
*
Schematic of thermoplastic Injection molding machine
22
2019/3/12
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
流动与变形成形
工艺条件
制品
硬化定形
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3
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4
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8
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9
2019/3/12
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改性粒料
2019/3/12
11
汽车防尘罩
汽车密封条
空气软管
高压阻尼线
挡泥板
车灯橡胶件
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Tyres and wheels
2019/3/12
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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。
高分子材料成型加工PPT课件
根据产品需求选择合适的高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯 乙烯等。
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
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
聚合物的成型加工方法30页PPT
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
聚合物的成型加工方法 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
30
ห้องสมุดไป่ตู้
聚合物的成型加工方法ppt课件
塑料发泡后的体积比发泡前增大数倍，称为发
泡倍率。发泡倍率大于5的称为高发泡；小于5 的称为低发泡；采用不同发泡工艺可获得不同
硬度的制品，即硬质、软质和半硬质泡沫塑料
精选ppt
20
成型加工过程中的化学与物理变化
精选ppt
21
1、降解与交联
聚合物在热、力ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ氧、光、水等作用下会发 生降解，有时也伴随有交联。
属镀饰，表面喷涂、染色等加工处理，这些方法
有时被称为高分子材料的二次加工。
精选ppt
8
塑料的成型加工 1. 挤出成型
1)、原理：将粒状聚合物或粉状物料连续加入 挤出机料筒中，借助挤出机内螺杆的挤压作 用，使受热熔融的物料在压力推动下强制、 连续地从一定形状的口模挤出，形成与口模 相似横断面的连续型材，经冷却定型得聚合 物材料或制品。
聚合物成型加工介绍
陈双俊
精选ppt
1
聚合物的成型加工：将聚合物或以聚合物 为基本成分，加入各种添加剂，在一定的 温度和压力下，将其转变为具有实用价值 的材料或制品的一种工艺过程。
精选ppt
2
精选ppt
3
精选ppt
4
精选ppt
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聚合物的成型加工方法分类
按聚合物的成型方法原理，大致可分为：
压延机成型还可用来制造人造革、墙纸、印 花或刻花复合材料等。
精选ppt
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精选ppt
15
精选ppt
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4、模压成型 模压成型是热固性塑料主要的成型加工方法。
模压成型是指将计量好的成型物料加入闭合 的模具中，在热压下使树脂熔融、流 动充 满模腔，然后固化定型。
精选ppt
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精选ppt
聚合物成型加工原理课件
2-Aug-10 27
张力辊
Dept. Polym. Sci. & Eng.,
2-Aug-10
28
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7.3 压延过程中的流动分析
一.术语： 1.钳住区：物料在压延过程中受到辊筒挤压时受到压力的部分。 2.始钳住点：辊筒开始对物料加压的点。 3.终钳住点：加压终点。 4.中心钳住点：两辊筒的中心点。 5.最大压力点：钳住区压力最大点，又称钳住点。
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二.简化 根据假设1将（7-1）化简为：
Vx/ x+ Vy/ y+ Vz/ z=0
∵
（7-3）式
ρ/ t =0
∴τ=dVx/dy ∴（7-2）式可化成
ρ（ Vx/ t+Vx Vx/ x+Vy Vx/ y+Vz Vx/ z） =- P/ x+ρgx +μ（ 2Vx/ x2+ 2Vx/ y2+ 2Vx/ z2） +( 1 / 3 ) μ （ V / x + V y / y + V z / z ） / x
6.驱动装置：对每个辊筒各自驱动，各配三个电动机，一台驱 动和两台调距电动机。如果是一台电机，就需要复杂一些的传 动方式（齿轮传动、皮带传动、链条传动、蜗杆蜗轮传动等）
7.轴交叉装置和预应力装置
8.其它装置：润滑系统、切边装置、挡料装置、安全防护。
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张力辊
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7.3 压延过程中的流动分析
一.术语： 1.钳住区：物料在压延过程中受到辊筒挤压时受到压力的部分。 2.始钳住点：辊筒开始对物料加压的点。 3.终钳住点：加压终点。 4.中心钳住点：两辊筒的中心点。 5.最大压力点：钳住区压力最大点，又称钳住点。
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二.简化 根据假设1将（7-1）化简为：
Vx/ x+ Vy/ y+ Vz/ z=0
∵
（7-3）式
ρ/ t =0
∴τ=dVx/dy ∴（7-2）式可化成
ρ（ Vx/ t+Vx Vx/ x+Vy Vx/ y+Vz Vx/ z） =- P/ x+ρgx +μ（ 2Vx/ x2+ 2Vx/ y2+ 2Vx/ z2） +( 1 / 3 ) μ （ V / x + V y / y + V z / z ） / x
6.驱动装置：对每个辊筒各自驱动，各配三个电动机，一台驱 动和两台调距电动机。如果是一台电机，就需要复杂一些的传 动方式（齿轮传动、皮带传动、链条传动、蜗杆蜗轮传动等）
7.轴交叉装置和预应力装置
8.其它装置：润滑系统、切边装置、挡料装置、安全防护。
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2.下吹法：牵引方向与机头垂 下吹法： 下吹法 方向向下。 直，方向向下。 优点：有利于冷却， 优点：有利于冷却，制品透 明性好，适合粘度小的塑料。 明性好，适合粘度小的塑料。 缺点： 缺点：对比重较大的物料易 拉断，费用高。 拉断，费用高。
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六.操作条件 操作条件 介绍几种常见聚合物挤管工艺条件
管材尺寸 管材外径 内径 壁厚 机筒温度 后（℃） 硬PVC 95 85 5±1 高压PE 24 19 2±1 ABS 32.5 25.5 3±1 工 艺 条 件
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b.口模内径、芯棒外径 口模内径、 口模内径 根据经验， 根据经验，对PVC，口模内径比管子外径大 ， ，口模内径比管子外径大5%， 对HDPE，口模内径比管子外径大 ，口模内径比管子外径大10%。 。
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2.外径定型 外径定型 a.定型套尺寸确定： 定型套尺寸确定： 定型套尺寸确定 根据经验，外径定型套的长度一般取内径的三倍，而定型 根据经验，外径定型套的长度一般取内径的三倍， 套的内径应略大于管材外径尺寸，一般不大于2mm。 套的内径应略大于管材外径尺寸，一般不大于 。 b.冷却 冷却 定型套上的冷却水系统， 定型套上的冷却水系统，进水方式是由定型套出口端进 由进口端流出，而且采用螺旋式流入， 入，由进口端流出，而且采用螺旋式流入，冷却水速度依材 料而定。（控制出口水温） 。（控制出口水温 料而定。（控制出口水温）
32 25 60 ——
——
拉伸比
定型套与口模间距
1.04 ——
1.1 ——
1.02 25
0.97 20
1.5 20
1.2 ——
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管材成型工艺要点： 管材成型工艺要点： 温度控制
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小结： 小结： 要生产符合尺寸要求的管子，在工艺上有一些重要措施： 要生产符合尺寸要求的管子，在工艺上有一些重要措施： a.增加口模内径，平直长度的控制要适合； 增加口模内径，平直长度的控制要适合； 增加口模内径 b.定型套的内径、长度要适合； 定型套的内径、长度要适合； 定型套的内径 c.对挤出物加以适当的牵引，来调节管子尺寸； 对挤出物加以适当的牵引，来调节管子尺寸； 对挤出物加以适当的牵引 d.控制一定的冷却速度； 控制一定的冷却速度； 控制一定的冷却速度 e.物料温度、压力要均匀。 物料温度、压力要均匀。 物料温度
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口模内径 芯棒外径 平直长度 定型套内径
长度
95.7 85.4 120 96.5
300
24.5 19.1 60 25
160
33 26 50 33
250
33 26 87 33
250
44.8 38.5 45 31.7
——
3.平吹法：牵引方向与机头平行。 平吹法：牵引方向与机头平行。 平吹法 优点：不存在转向问题，因此适合粘度高、 优点：不存在转向问题，因此适合粘度高、热稳定性差的 塑料。 塑料。 缺点： 主机和辅机在一个平面上 占地面积大； 主机和辅机在一个平面上， 缺点：a.主机和辅机在一个平面上，占地面积大； b.存在横向下垂问题，且薄膜厚度不均。 存在横向下垂问题，且薄膜厚度不均。 存在横向下垂问题
中（℃） 140~150 前（℃） 160~170 机头温度 口模温度 螺杆转速
160~170 160~180
110~120 170~175 240~250 120~130 175~180 230~255 130~135 175~180 200~220 130~140 190~195 200~210
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三.定型 定型 1.定型方法： 定型方法： 定型方法 a.外径定型：借助压缩空气将管状物紧密的接触在定型套内壁上。 外径定型：借助压缩空气将管状物紧密的接触在定型套内壁上。 外径定型 b.内径定型： 内径定型： 内径定型
A 物料 芯棒
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优点： 优点： a.机头内存料少，不易过热分解，适宜加工PVC； 机头内存料少，不易过热分解，适宜加工 机头内存料少 ； b.结构简单，制造容易； 结构简单，制造容易； 结构简单 c.料流在机头内只有一条熔接缝。 料流在机头内只有一条熔接缝。 料流在机头内只有一条熔接缝 缺点： 缺点： a.料流需经直角拐弯，使物料各处流速不等，薄膜厚度不均匀； 料流需经直角拐弯，使物料各处流速不等，薄膜厚度不均匀； 料流需经直角拐弯 b.芯棒轴受物料的侧压力，易“偏中”，使口模环行狭缝宽度 芯棒轴受物料的侧压力， 芯棒轴受物料的侧压力 偏中” 比一致，影响薄膜厚度的均匀性。 比一致，影响薄膜厚度的均匀性。
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二.挤出机 挤出机 生产吹塑薄膜的挤出机都是单螺杆挤出机， 生产吹塑薄膜的挤出机都是单螺杆挤出机，其大小的选择是根 据薄膜的厚度和宽度而定。 据薄膜的厚度和宽度而定。 挤出机与薄膜口模尺寸的经验关系
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四.冷却 冷却 方式： 方式： a.冷却水槽：将冷水分成2~4段，以便调节冷却速度。 冷却水槽：将冷水分成 段 以便调节冷却速度。 冷却水槽 b.喷淋：对于大管子或密度小于1的塑料，采用此法。 喷淋：对于大管子或密度小于 的塑料 采用此法。 的塑料， 喷淋
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2.中心供料式 中心供料式 a.分类： 分类： 分类 水平式： 水平式：适用于平挤平吹法 直角式： 直角式：用于平挤上吹或下吹法 b.优点：由于芯棒周围所受料流压力较均匀，故无“偏中”现 优点：由于芯棒周围所受料流压力较均匀，故无“偏中” 优点 象， 薄膜厚度均匀。适宜加工热稳定性好的塑料。 薄膜厚度均匀。适宜加工热稳定性好的塑料。 c.缺点： 缺点： 缺点 不易加工热敏性大的塑料； 不易加工热敏性大的塑料； 有较多熔接痕，影响质量。 有较多熔接痕，影响质量。
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五.牵引 牵引 牵引时，速度应与挤出速度相配合， 牵引时，速度应与挤出速度相配合，一般牵引速度稍大于 挤出速度，并且速度要均匀，最好要与挤出速度同步变化。 挤出速度，并且速度要均匀，最好要与挤出速度同步变化。 V=16.7Q/[πρs(d-s)] V: 牵引速度 牵引速度(m/min), Q: 挤出量 挤出量(kg/h), ρ : 密度 (g/cm3), d: 管材外径 管材外径(mm), s: 管壁厚度 管壁厚度(mm)
80~100 90~100 160~165 200~240 250~260 260~270 260~280 220~240 200~210 90~100 120~130 130~140 150~160 170~180
PC 32.5 25.5 3±1
尼龙1010 31.3 25 ——
软PVC 31 25 3
d.平直部分作用： 平直部分作用： 平直部分作用 继续弥补熔接痕； 继续弥补熔接痕； 调节流速，稳定料流； 调节流速，稳定料流； 赋予制品外形。 赋予制品外形。
口模外套
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②部件尺寸确定 a.口模与芯棒平直部分长度 1 口模与芯棒平直部分长度L 口模与芯棒平直部分长度 根据经验， 是管子外径。 根据经验，L1=(1.5~3)D, D是管子外径。对于薄壁管， 是管子外径 对于薄壁管， L1=(10~30)t，t是管子壁厚。其具体数值与物料性能、管壁薄厚、 是管子壁厚。 ， 是管子壁厚 其具体数值与物料性能、管壁薄厚、 管径大小、挤出机功率大小有关。 管径大小、挤出机功率大小有关。 一般，大管径取下限，硬管取小值，软管取大值。 一般，大管径取下限，硬管取小值，软管取大值。
挤出机大小 Φ45 Φ65 Φ90 Φ120 Φ150 薄膜口模直径 <100mm 200(75~200) 250(150~380) 350(>200) 500 薄膜折径 300mm 700 1000 1500 2000
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三.机头与口模 机头与口模 （一）种类：侧面进料式、中心进料式、螺旋式、旋转机头、复 种类：侧面进料式、中心进料式、螺旋式、旋转机头、 合机头。 合机头。 1.侧面进料式 侧面进料式 熔融物料先分成两股流，并沿棒芯上升， 熔融物料先分成两股流，并沿棒芯上升， 在某点A又重新汇合，并继续沿环行通道到达口模， 在某点 又重新汇合，并继续沿环行通道到达口模， 又重新汇合 被挤成管坯，经压缩空气的吹胀而成膜。 被挤成管坯，经压缩空气的吹胀而成膜。
c.压缩比与拉伸比 压缩比与拉伸比 压缩比是分流梭环形通道面积与口模通道面积之比。 压缩比是分流梭环形通道面积与口模通道面积之比。 根据经验，压缩比取 根据经验，压缩比取5~12，小管径取大一些，大管径取小一 ，小管径取大一些， 些。
2.下吹法：牵引方向与机头垂 下吹法： 下吹法 方向向下。 直，方向向下。 优点：有利于冷却， 优点：有利于冷却，制品透 明性好，适合粘度小的塑料。 明性好，适合粘度小的塑料。 缺点： 缺点：对比重较大的物料易 拉断，费用高。 拉断，费用高。
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六.操作条件 操作条件 介绍几种常见聚合物挤管工艺条件
管材尺寸 管材外径 内径 壁厚 机筒温度 后（℃） 硬PVC 95 85 5±1 高压PE 24 19 2±1 ABS 32.5 25.5 3±1 工 艺 条 件
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b.口模内径、芯棒外径 口模内径、 口模内径 根据经验， 根据经验，对PVC，口模内径比管子外径大 ， ，口模内径比管子外径大5%， 对HDPE，口模内径比管子外径大 ，口模内径比管子外径大10%。 。
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2.外径定型 外径定型 a.定型套尺寸确定： 定型套尺寸确定： 定型套尺寸确定 根据经验，外径定型套的长度一般取内径的三倍，而定型 根据经验，外径定型套的长度一般取内径的三倍， 套的内径应略大于管材外径尺寸，一般不大于2mm。 套的内径应略大于管材外径尺寸，一般不大于 。 b.冷却 冷却 定型套上的冷却水系统， 定型套上的冷却水系统，进水方式是由定型套出口端进 由进口端流出，而且采用螺旋式流入， 入，由进口端流出，而且采用螺旋式流入，冷却水速度依材 料而定。（控制出口水温） 。（控制出口水温 料而定。（控制出口水温）
32 25 60 ——
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拉伸比
定型套与口模间距
1.04 ——
1.1 ——
1.02 25
0.97 20
1.5 20
1.2 ——
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管材成型工艺要点： 管材成型工艺要点： 温度控制
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小结： 小结： 要生产符合尺寸要求的管子，在工艺上有一些重要措施： 要生产符合尺寸要求的管子，在工艺上有一些重要措施： a.增加口模内径，平直长度的控制要适合； 增加口模内径，平直长度的控制要适合； 增加口模内径 b.定型套的内径、长度要适合； 定型套的内径、长度要适合； 定型套的内径 c.对挤出物加以适当的牵引，来调节管子尺寸； 对挤出物加以适当的牵引，来调节管子尺寸； 对挤出物加以适当的牵引 d.控制一定的冷却速度； 控制一定的冷却速度； 控制一定的冷却速度 e.物料温度、压力要均匀。 物料温度、压力要均匀。 物料温度
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口模内径 芯棒外径 平直长度 定型套内径
长度
95.7 85.4 120 96.5
300
24.5 19.1 60 25
160
33 26 50 33
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33 26 87 33
250
44.8 38.5 45 31.7
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3.平吹法：牵引方向与机头平行。 平吹法：牵引方向与机头平行。 平吹法 优点：不存在转向问题，因此适合粘度高、 优点：不存在转向问题，因此适合粘度高、热稳定性差的 塑料。 塑料。 缺点： 主机和辅机在一个平面上 占地面积大； 主机和辅机在一个平面上， 缺点：a.主机和辅机在一个平面上，占地面积大； b.存在横向下垂问题，且薄膜厚度不均。 存在横向下垂问题，且薄膜厚度不均。 存在横向下垂问题
中（℃） 140~150 前（℃） 160~170 机头温度 口模温度 螺杆转速
160~170 160~180
110~120 170~175 240~250 120~130 175~180 230~255 130~135 175~180 200~220 130~140 190~195 200~210
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三.定型 定型 1.定型方法： 定型方法： 定型方法 a.外径定型：借助压缩空气将管状物紧密的接触在定型套内壁上。 外径定型：借助压缩空气将管状物紧密的接触在定型套内壁上。 外径定型 b.内径定型： 内径定型： 内径定型
A 物料 芯棒
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优点： 优点： a.机头内存料少，不易过热分解，适宜加工PVC； 机头内存料少，不易过热分解，适宜加工 机头内存料少 ； b.结构简单，制造容易； 结构简单，制造容易； 结构简单 c.料流在机头内只有一条熔接缝。 料流在机头内只有一条熔接缝。 料流在机头内只有一条熔接缝 缺点： 缺点： a.料流需经直角拐弯，使物料各处流速不等，薄膜厚度不均匀； 料流需经直角拐弯，使物料各处流速不等，薄膜厚度不均匀； 料流需经直角拐弯 b.芯棒轴受物料的侧压力，易“偏中”，使口模环行狭缝宽度 芯棒轴受物料的侧压力， 芯棒轴受物料的侧压力 偏中” 比一致，影响薄膜厚度的均匀性。 比一致，影响薄膜厚度的均匀性。
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二.挤出机 挤出机 生产吹塑薄膜的挤出机都是单螺杆挤出机， 生产吹塑薄膜的挤出机都是单螺杆挤出机，其大小的选择是根 据薄膜的厚度和宽度而定。 据薄膜的厚度和宽度而定。 挤出机与薄膜口模尺寸的经验关系
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四.冷却 冷却 方式： 方式： a.冷却水槽：将冷水分成2~4段，以便调节冷却速度。 冷却水槽：将冷水分成 段 以便调节冷却速度。 冷却水槽 b.喷淋：对于大管子或密度小于1的塑料，采用此法。 喷淋：对于大管子或密度小于 的塑料 采用此法。 的塑料， 喷淋
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2.中心供料式 中心供料式 a.分类： 分类： 分类 水平式： 水平式：适用于平挤平吹法 直角式： 直角式：用于平挤上吹或下吹法 b.优点：由于芯棒周围所受料流压力较均匀，故无“偏中”现 优点：由于芯棒周围所受料流压力较均匀，故无“偏中” 优点 象， 薄膜厚度均匀。适宜加工热稳定性好的塑料。 薄膜厚度均匀。适宜加工热稳定性好的塑料。 c.缺点： 缺点： 缺点 不易加工热敏性大的塑料； 不易加工热敏性大的塑料； 有较多熔接痕，影响质量。 有较多熔接痕，影响质量。
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五.牵引 牵引 牵引时，速度应与挤出速度相配合， 牵引时，速度应与挤出速度相配合，一般牵引速度稍大于 挤出速度，并且速度要均匀，最好要与挤出速度同步变化。 挤出速度，并且速度要均匀，最好要与挤出速度同步变化。 V=16.7Q/[πρs(d-s)] V: 牵引速度 牵引速度(m/min), Q: 挤出量 挤出量(kg/h), ρ : 密度 (g/cm3), d: 管材外径 管材外径(mm), s: 管壁厚度 管壁厚度(mm)
80~100 90~100 160~165 200~240 250~260 260~270 260~280 220~240 200~210 90~100 120~130 130~140 150~160 170~180
PC 32.5 25.5 3±1
尼龙1010 31.3 25 ——
软PVC 31 25 3
d.平直部分作用： 平直部分作用： 平直部分作用 继续弥补熔接痕； 继续弥补熔接痕； 调节流速，稳定料流； 调节流速，稳定料流； 赋予制品外形。 赋予制品外形。
口模外套
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②部件尺寸确定 a.口模与芯棒平直部分长度 1 口模与芯棒平直部分长度L 口模与芯棒平直部分长度 根据经验， 是管子外径。 根据经验，L1=(1.5~3)D, D是管子外径。对于薄壁管， 是管子外径 对于薄壁管， L1=(10~30)t，t是管子壁厚。其具体数值与物料性能、管壁薄厚、 是管子壁厚。 ， 是管子壁厚 其具体数值与物料性能、管壁薄厚、 管径大小、挤出机功率大小有关。 管径大小、挤出机功率大小有关。 一般，大管径取下限，硬管取小值，软管取大值。 一般，大管径取下限，硬管取小值，软管取大值。
挤出机大小 Φ45 Φ65 Φ90 Φ120 Φ150 薄膜口模直径 <100mm 200(75~200) 250(150~380) 350(>200) 500 薄膜折径 300mm 700 1000 1500 2000
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三.机头与口模 机头与口模 （一）种类：侧面进料式、中心进料式、螺旋式、旋转机头、复 种类：侧面进料式、中心进料式、螺旋式、旋转机头、 合机头。 合机头。 1.侧面进料式 侧面进料式 熔融物料先分成两股流，并沿棒芯上升， 熔融物料先分成两股流，并沿棒芯上升， 在某点A又重新汇合，并继续沿环行通道到达口模， 在某点 又重新汇合，并继续沿环行通道到达口模， 又重新汇合 被挤成管坯，经压缩空气的吹胀而成膜。 被挤成管坯，经压缩空气的吹胀而成膜。
c.压缩比与拉伸比 压缩比与拉伸比 压缩比是分流梭环形通道面积与口模通道面积之比。 压缩比是分流梭环形通道面积与口模通道面积之比。 根据经验，压缩比取 根据经验，压缩比取5~12，小管径取大一些，大管径取小一 ，小管径取大一些， 些。