塑料成型工艺及模具设计第一章重点知识复习

1.1.1、高分子聚合物的形成

1.1.2、高分子聚合物的结构

1.1.3、高分子聚合物的物理状态、力学状态及加工适应性

1.2.4、聚合物熔体的充型流动

1.3.2、聚合物的结晶

1.4.1、聚合物降解

1.5.1、塑料的组成

1.5.2、塑料的分类

1.5.3、塑料的性能与用途

1.6.1、收缩性

1.6.2流动性

1.6.3所料的其他工艺性能

1.1.1、高分子聚合物的形成

将低分子化合物单体转变成高分子物质的过程叫做聚合反应

1.1.2、高分子聚合物的结构

1、聚合物的长链结构

组成聚合物的高分子成链状结构，其链状结构有以下三种类型：

（1）线型高分子（2）支链型高分子（3）体型高分子

2、聚合物的聚集态结构

高分子的长链结构是决定聚合物基本性质的主要因素，而聚集态结构是决定聚合物本体性质的主要因素

高分子材料的聚集状态有晶态（分子链在空间规则排列）、部分晶态（分子链在空间部分规则排列）和非晶态（分子链在空间无规则排列，亦称玻璃态）三种

1.1.3、高分子聚合物的物理状态、力学状态及加工适应性

由于聚合物的相对分子质量巨大且分子结构的连续性，所以它们的聚集状态是在不同的热力条件下呈现出独特的三态。例如对于非晶态线型高聚物而言，分别是玻璃态，高弹态和粘流态；对于晶体线型高聚物而言，分别是结晶态、高弹态和粘流态

1.2.4、聚合物熔体的充型流动

充型是指高温聚合物熔体在注射压力的作用下，通过流到和浇口后在低温型腔内流动和成型的过程。模具结构和注射工艺参数等因素都会影响聚合物熔体充型流动。充型流动是否连续和平稳，将直接影响到塑件的表面质量、形状尺寸和力学性能

1、浇口的型腔对熔体充型流动的影响

（1）浇口的横截面高度和型腔的深度相差很大当塑件熔体从一个小的浇口进入一个较深的型腔时，容易产生喷射现象。受离模膨胀的影响，高速充型的熔体很不稳，熔体表面粗糙且容易破裂，即使不发生破裂，先喷射的熔体也会因为速度的减慢而阻碍后面的熔体的流动，在型腔内形成蛇形，从而在塑件成型后产生波纹痕迹或表面瑕疵

（2）浇口的横截面高度和型腔的深度相差不大当塑件的壁厚不太厚，且浇口的横截面高度与之相差不大时，熔体将以中速充型，熔体通过浇口后一般不会发生喷射流动，适当地降低注射速度，提高熔体的注射温度和模温，熔体进入型腔后则会以一种比较平稳的扩展性运动流动

（3）浇口的横截面高度和型腔的深度接近当塑件的壁厚很小，且浇口的横截面高度与之接近时，熔体一般不会发生喷射流动的现象，所以在浇口条件适当时，熔体能以低速平稳的扩展流动充型

2、扩张流动充与熔体接恨

当熔体在型腔中流动的过程中遇到型芯和嵌件等障碍物时，则熔膜将被分成两股，最终在两股料流的汇合处产生熔接痕。一般情况下，熔体的温度越低，塑件在熔接痕迹处得强度越差。另外，当同一个型腔采用多个浇口进料时，或塑件的壁厚发生变化以及熔体的喷射和蛇形流动引起的波状折叠也都会引起熔接痕

1.3.2、聚合物的结晶

1、聚合物的结晶现象

（1）结晶的概念根据聚合物从高温熔体向低温玻璃态冷却转变的过程中是否出现聚合物的分子链构型（结构形态）规则排列，可将其分为结晶型与非结晶型（或称无定型）（2）、二次结晶和后结晶二次结晶是指发生在初晶结构不完善的部分或初晶残留下的非晶区得结晶现象，它是集合物的结晶速度很慢时造成的

（3）结晶速度和结晶度

2、结晶对塑件质量的影响

通常结晶度大的塑件密度大，强度、硬度高，刚度、耐磨性好，耐化学性和电性能好；结晶度小的塑件，柔软性、透明性较好，伸长率和冲击强度较大。

1.4.1、聚合物降解

塑料的成型加工通常是在高温、高压下进行的。因此，聚合物分子在受到热、应力、微量水、酸、碱等杂质以及空气中氧的作用，会导致聚合物链断裂、分子变小、相对分子质量降低的现象称为聚合物降解（也称裂解）

1、降解的种类

（1）热降解（2）氧气降解（3）水降解（4）应力降解

2、防止降解的方法

（1）严格控制成型原料的技术指标，避免因原材料不纯对降解发生催化作用

（2）成型前对物料进行充分的预热和干燥，严格控制其含水量。

（3）制定合理的成型工艺参数，保证聚合物在不易降解的条件下成型，这对热稳定性差，成型温度接近分解温度的原料尤为重要

（4）成型设备和模具状态应该具有良好的结构，与聚合物接触的地方不应该有死角和缝隙，流道长度适中，加热和冷却系统应该有灵敏度较高的显示装置，以保证良好的温度控制和冷却速率

（5）对热、氧稳定性较差的聚合物，可以考虑在配方中加入稳定剂和抗氧剂等，以提高聚合物的抗降解能力

1.5.1、塑料的组成

塑料的主要成分是合成树脂，其中还有许多有特定用途的添加剂

1、合成树脂是人工合成的高分子化合物，又称高聚物，它是塑料中最基本、最重要的组成成分，约占塑料质量的40%~~100%，它是决定了塑料的基本性质

2、添加剂

（1）填充剂（2）稳定剂（包括：热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂）（3）增塑剂（4）着色剂（包括：无机颜料、有机颜料）（5）润滑剂（6）固化剂

1.5.2、塑料的分类

1、根据成型工艺性能，塑料可分为热塑料和热固性塑料两类。热塑性塑料大多数是由聚合树脂制成；热固性塑料大多数是以缩聚树脂为主，分别再加入各种添加剂构成

（1）热塑性塑料这类塑料中树脂的分子结构是线型或支链型结构（树枝状），称为线型聚合物，是以聚合反应得到的树脂为基础制得的

（2）热固性塑料这类塑料在受热之初分子呈线型结构，故具有可塑性和可熔性，可塑制成一定形状的塑件