高分子成型加工工艺与设备.pptx
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高分子成型加工工艺与设备课件
谢谢大家！
<Tg 玻璃态 键长键角微小变化很小的普弹形变 (与时间无关、
普弹形变 推迟高弹形变 粘性形变
二、聚合物的粘弹形变与加工条件的关系
1.与加工温度T的关系Tt η2 ↓ η3 ↓ γHt γVt ，且γH增大趋 势大于 γV。当T>Tf (或Tm)时，以粘性形变为主， 但不是纯粘性的，也表现一定的弹性。当T<Tf时，以高弹形变为主，粘性成 分减小，有效形变值减小。
滞后效应在聚合物加工成型中是普遍 存在的，影响制品的性能(变形、收缩、内应 力)。★措施：在Tg~Tf范围对制品进行热处理。
高弹性变的松弛时间：
lllllllllllll
0
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。★衡量指标：熔融指数[MI]——给定剪切应力、定温下10分钟内聚合 物从出料孔挤出的重量(克)。 [MI]表征流动 度的大小，是粘度的倒数。
高分子成型加工工艺与设备
高分子化学：单体 t 聚合物(反应、反应速率)高分子物理：结构 t 性能(分子链运动、粘弹性、流变性 )高分子加工：原料 → 材料、产品(转变方法、工艺参数)
程 介 绍
高分子科学
课
塑料产品
பைடு நூலகம்
塑料产品
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
一次成型二次成型型
挤出、注射吹塑、热成
按操作方式
按阶段分
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。
《高分子成型加工》PPT第四章
4.柱晶
沿应力方向成行的形成晶核，沿垂直于应力方向 生长成柱状晶体。 5.伸直链晶体 在极高的压力下结晶，可以得到完全伸直链构成 的晶片。可大幅度提高材料的力学强度。
四、
结晶对性能的影响
以聚对苯二甲酸乙二酯为例： 非晶态 结晶态 透明状 不透明 Tg：67º C Tg：81º C ρ：1.33 ρ：1.455
R
R
R
R
2)向邻近大分子转移
因此，应按所需制品的特性，选择合适的工艺， 控制不同的结晶度。 如：PE 薄膜：韧性、透明性低，结晶度低； 塑料制品：强度、刚性，结晶度高。
同一种聚合物成型工艺不同，可得不同的晶型。
2、成型后处理方法与结晶
2.1、二次结晶
一次结晶后，在残留的非晶区和结晶不完整 的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程。 缓慢，可达几年，甚至几十年。 2.2、后结晶 一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结 晶的过程，不形成新的结晶区域，即初结晶 的继续。
（1）在Tg附近： 可进行高弹拉伸和塑性拉伸 σ－σy＝Eε 当σ> σy时，塑性拉伸，产生塑性形变，不可 逆形变。
（2）Tg～Tf之间： 升高温度时，塑料的E和σy降低，拉伸应力σ 减小，如果σ不变， ε增大。 能使聚合物产生连续的均匀的形变，并获得 较高较稳定的取向结构。 （3）Tf以上： 粘流拉伸，有效取向度低，易断流。
2、结晶过程
2.1.晶格生成 聚合物熔体某一局部的分子链段形成有序排列，且 可以足够自发地生长。
晶坯
（动态平衡）
晶核
晶坯大小与冷却快慢有关，结晶总过程有强烈的时 间依赖性。 晶核生成速率最大处在熔点和玻璃化温度中间的某 一点。
2.2 晶体的成长
与聚合物分子结构、外界条件有关。以最初的晶 核为中心的情况下，形成圆球状的晶区——球晶。
高分子材料成型加工课件1
的比值约是多少？ ②为何热塑性聚合物的成型加工一般不
在高弹态时进行？
共十八页
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熔融指数仪
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共十八页
加工(jiā gōng)方法与熔融指 数值
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共十八页
模塑工艺(gōngyì) 条件
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共十八页
螺旋(luóxuán)流动 试验
共十八页
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内容(nèiróng)总结
高分子成型加工原理。基本任务：聚合物加工是将聚合物转变成实用材料 或制品的一门工程技术。② 应变：剪切应变：物体受外力作用后，一层相对 于另一层移动的距离。可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得形状和 保持(bǎochí)形状的能力。可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具 中模制成型的能力。可延性表示无定型或半结晶聚合物在一个或两个方向上 受到压延或拉伸时变形的能力。★ 粘弹性：弹性和粘性的有机组合。螺旋 流动试验
性形变
★ T↑，γH，γV↑且对γV影响更大。 （2） 形变与作用力、作用时间的关系：
★ 当σ↑或T↑，使γH，γV↑；当T↑时，γV增加 的量比γH更多。
共十八页
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1.2.4粘弹性形变(xíngbiàn)的滞后效应 （粘弹性的特例）
★ 概念：在动态力作用下，聚合物分子链由于跟 不上外力作用速度而造成的形变总是落 后于外力作用速度的效应。
• 可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制 成型的能力。
• 表征方法：螺旋流动试验。
模塑工艺条件
螺旋流动试验
共十八页
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第七章 高分子材料的成型加工技术PPT课件
物料在压力推动下通过口模而成为连续 型材
b.挤出过程
熔融：外部加热和内部摩擦热作用下， 逐渐熔化成熔体
成型：通过口模时在压力下成为与口模 相似的连续体
定型：在外部冷却下连续体被凝固定型
图 18-2 单 螺 杆 挤 出 机 基 本 结构 示 意 图
c.特点及应用 生产效率高，可自动化连续生产；
酚醛树脂（PF） 环氧树脂（EP） 2.工程塑料的成型基础 成型性能：成型物料对各种成型工艺和模具结构
的适应能力 （1）塑料熔体的流变行为 流变 流动与变形 粘度 流变性的主要表现
粘度及其变化是塑料成型中最主要的参数 影响粘度的因素
a.聚合物分子量 分子量越大，粘度越大 不同成型方法对粘度要求不同 可通过添加低分子物质（如增塑剂）降低分子量 b.温度
（3）特点与应用 原料是已成型的片材或板材，属二次加工
适应性强，设备投资少，模具制造简便
要求板、片材在加工提哦案件下有较好的延展 性
主要适宜于热塑性塑料，如ABS、PMMA、 PVC、PP、PA、PC、PET等
（8）浇注成型
在室温或稍高温度下是液体的树脂，在加入固 化剂或催化剂与其它添加剂后，可在液态下浇 入模腔，通过化学反应硬化成形
（1）分类 按热行为：热塑性、热固性 按产量用途：通用塑料、工程塑料、功能塑料 （2）常用塑料 聚乙烯（PE） 聚氯乙烯（PVC） 聚丙烯（PP）
聚苯乙烯（PS） 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 氟塑料 聚酰胺（PA） 尼龙 聚碳酸酯（PC）
ABS 聚脂树脂
不饱和聚脂（UP） 饱和聚脂：PET、PBT
第七章 高分子材料的成型加工技术
1.高分子材料：以高聚物为主并加入多种添加剂 形成的材料
按用途 ：塑料、橡胶、合成纤维 按热行为：热塑性、热固性 2.高分子材料生产过程
b.挤出过程
熔融：外部加热和内部摩擦热作用下， 逐渐熔化成熔体
成型：通过口模时在压力下成为与口模 相似的连续体
定型：在外部冷却下连续体被凝固定型
图 18-2 单 螺 杆 挤 出 机 基 本 结构 示 意 图
c.特点及应用 生产效率高，可自动化连续生产；
酚醛树脂（PF） 环氧树脂（EP） 2.工程塑料的成型基础 成型性能：成型物料对各种成型工艺和模具结构
的适应能力 （1）塑料熔体的流变行为 流变 流动与变形 粘度 流变性的主要表现
粘度及其变化是塑料成型中最主要的参数 影响粘度的因素
a.聚合物分子量 分子量越大，粘度越大 不同成型方法对粘度要求不同 可通过添加低分子物质（如增塑剂）降低分子量 b.温度
（3）特点与应用 原料是已成型的片材或板材，属二次加工
适应性强，设备投资少，模具制造简便
要求板、片材在加工提哦案件下有较好的延展 性
主要适宜于热塑性塑料，如ABS、PMMA、 PVC、PP、PA、PC、PET等
（8）浇注成型
在室温或稍高温度下是液体的树脂，在加入固 化剂或催化剂与其它添加剂后，可在液态下浇 入模腔，通过化学反应硬化成形
（1）分类 按热行为：热塑性、热固性 按产量用途：通用塑料、工程塑料、功能塑料 （2）常用塑料 聚乙烯（PE） 聚氯乙烯（PVC） 聚丙烯（PP）
聚苯乙烯（PS） 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 氟塑料 聚酰胺（PA） 尼龙 聚碳酸酯（PC）
ABS 聚脂树脂
不饱和聚脂（UP） 饱和聚脂：PET、PBT
第七章 高分子材料的成型加工技术
1.高分子材料：以高聚物为主并加入多种添加剂 形成的材料
按用途 ：塑料、橡胶、合成纤维 按热行为：热塑性、热固性 2.高分子材料生产过程
高分子材料四种成型技术 ppt课件
PPT课件
8
挤出成型的用途
挤出成型工艺适合于所有的高分子材料。塑料挤出成型 亦称挤塑或挤出模塑，几乎能成型所有的热塑性塑料， 也可用于热固性塑料，但仅限于酚醛等少数几种热固性 塑料，且可挤出的热固性塑料制品种类也很少。塑料挤 出的制品有管材、板材、捧材、片材、薄膜、单丝、线 缆包裹层、各种异型材以及塑料与其他材料的复合物等。 目前约50%的热塑性塑料制品是挤出成型的。
（二）、原材料因素
１、树脂 ２、其它组分 ３、供料前的混合与塑炼
（三）设备因素
（四）、冷却定型阶段影响产品的因素
PPT课件
11
总结
随着工业化技术的发展和人民生活水平的提高，人们对塑料产品种类和质量的需求也越 来越高。高分子材料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的，因此从应用角度来讲，以 对高分子材料赋予形状为主要目的成型加工技术成型
压制成型是利用压力将置于模具内的粉料压紧至结构紧密，称为具有一定形状和尺寸的 坯体的成型方法。压制成型的坯体水分含量低，坯体致密，干燥收缩小，产品的形状尺寸准 确，质量高。另外，成型过程简单，生产量大，便于机械化的大规模生产，对具有规则几何 形状的扁平制品尤为适宜。
影响压制成型坯体质量的工艺因素主要有成型压力、压制制度，粉料的工艺性能及模具 的适用等。
PPT课件
4
注射成型
注射成型技术是目前塑料加工中最普遍的采用的方法之一，可用来生产空间几何形状非常复杂的 塑料制件。由于它具有应用面广，成型周期短，花色品种多，制件尺寸稳定，产品效率高，模具服役条 件好，塑料尺寸精密度高，生产操作容易，实现机械化和自动化等诸方面的优点。因此，在整个塑料制 件生产行业中，注射成型占有非常重要的地位。目前，除了少数几种塑料品种外，几乎所有的塑料(即 全部热塑性塑料和部分热固性塑料)都可以采用注塑成型。
高分子成型工艺第二章.pptx
切速率的比值称为表观粘度ηa。
2、稳态流动和非稳态流动
稳态流动，是指流体的流动状况不随时间而变化的流动， 其主要特征是引起流动的力与流体的粘性阻力相平衡，即 流体的温度、压力、流动速度、速度分布和剪切应变等都 不随时间而变化。
反之，流体的流动状况随时间面变化者就称为非稳态流动。
聚合物熔体是一粘弹性流体，在弹性形变达到平衡之前， 总形变速率由大到小变化，呈非稳态流动；而在弹性变 形达到平衡后，就只有粘性形变随时间延长而均衡地发 展，流动即进入稳定状态。
速度仅沿流动Βιβλιοθήκη 向发生变化，如图 质点2—2（a）所示，称为拉伸流动， 质点速度仅沿与流动方向垂直的方 向发生变化，如图2—2(b)所示，称 为剪切流动。
5、一维流动、二维流动和三维流动
在一维流动中，流体内质点的速度仅在一个方向上变化， 即在流通截面上任何一点的速度只需用一个垂直于流动 方向的坐标表示。 例如，聚合物流体在等截面圆管内作层状流动时其速度 分布仅是圆管半径的函数，是一种典型的一维流动。
（二）、非牛顿型流体及其流变形为
1、粘性系统
不同类型流体粘性流动 时的τ随γ 变化的关系 曲线，称为流动曲线或 流变曲线。
粘性系统在受到外力作 用而发生流动时的特性 是：其剪切速率只依赖 于所施加剪切应力的大 小。
（1）宾汉流体
与牛顿流体相比，剪切应力与剪切速率之间也呈线性关系。但此 直线的起始点存在屈服应力τу，只有当剪切应力高于τу时，宾汉流体才 开始流动。
对聚合物流体流变性的研究，一般都假定是在稳态条件 下进行的。
3、等温流动和非等温流动
等温流动，是指在流体各处的温度保持不变情况下的流动。 在等温流动的情况下，流体与外界可以进行热量传递，但 传入和传出的热量应保持相等。
2、稳态流动和非稳态流动
稳态流动，是指流体的流动状况不随时间而变化的流动， 其主要特征是引起流动的力与流体的粘性阻力相平衡，即 流体的温度、压力、流动速度、速度分布和剪切应变等都 不随时间而变化。
反之，流体的流动状况随时间面变化者就称为非稳态流动。
聚合物熔体是一粘弹性流体，在弹性形变达到平衡之前， 总形变速率由大到小变化，呈非稳态流动；而在弹性变 形达到平衡后，就只有粘性形变随时间延长而均衡地发 展，流动即进入稳定状态。
速度仅沿流动Βιβλιοθήκη 向发生变化，如图 质点2—2（a）所示，称为拉伸流动， 质点速度仅沿与流动方向垂直的方 向发生变化，如图2—2(b)所示，称 为剪切流动。
5、一维流动、二维流动和三维流动
在一维流动中，流体内质点的速度仅在一个方向上变化， 即在流通截面上任何一点的速度只需用一个垂直于流动 方向的坐标表示。 例如，聚合物流体在等截面圆管内作层状流动时其速度 分布仅是圆管半径的函数，是一种典型的一维流动。
（二）、非牛顿型流体及其流变形为
1、粘性系统
不同类型流体粘性流动 时的τ随γ 变化的关系 曲线，称为流动曲线或 流变曲线。
粘性系统在受到外力作 用而发生流动时的特性 是：其剪切速率只依赖 于所施加剪切应力的大 小。
（1）宾汉流体
与牛顿流体相比，剪切应力与剪切速率之间也呈线性关系。但此 直线的起始点存在屈服应力τу，只有当剪切应力高于τу时，宾汉流体才 开始流动。
对聚合物流体流变性的研究，一般都假定是在稳态条件 下进行的。
3、等温流动和非等温流动
等温流动，是指在流体各处的温度保持不变情况下的流动。 在等温流动的情况下，流体与外界可以进行热量传递，但 传入和传出的热量应保持相等。
高分子成型加工工艺课件
01 02 03 04
吹塑成型工艺是一种通过将高分子材料吹胀成各种形状的容器，如瓶 子、罐子等，再经过冷却定型后获得制品的工艺方法。
吹塑成型工艺具有生产效率高、成本较低等优点，广泛应用于塑料加 工领域。
吹塑成型工艺可以生产各种形状和容量的容器制品，如洗发水瓶、食 用油罐等。
吹塑成型工艺的关键在于吹塑机的选择、模具的设计与制造、温度和 压力的控制等环节，这些因素都会影响制品的质量和性能。
时间对高分子材料性能的影响
时间பைடு நூலகம்长
在加工过程中，时间的延长可以使高分子链有足够的时间进行运动和重排，有利 于加工成型。但过长的加工时间可能导致高分子链的降解和老化，影响材料的性 能。
时间缩短
缩短加工时间可以减少高分子链的运动时间和重排时间，但可能使材料未完全塑 化和流动，导致加工成型不完全或出现缺陷。
03
高分子材料在成型加工中的 性能变化
温度对高分子材料性能的影响
温度升高
高分子链的运动速度加快，材料的可 塑性增强，流动性增大，有利于加工 成型。但过高的温度可能导致高分子 链的降解，影响材料的性能。
温度降低
高分子链的运动速度减慢，材料的硬 度增加，脆性增大，不利于加工成型 。低温还可能导致高分子材料变脆或 产生应力裂纹。
热压成型工艺
热压成型工艺是一种通过加热软化高 分子材料，然后在模具中加压使其贴 合模具表面，再经过冷却定型后获得 制品的工艺方法。
热压成型工艺可以生产各种厚度的板 材和片材制品，如装饰板、绝缘板等 。
热压成型工艺具有制品尺寸精度高、 表面光滑等优点，广泛应用于塑料加 工领域。
热压成型工艺的关键在于加热的温度 和时间、压力的调节以及冷却定型等 环节，这些因素都会影响制品的质量 和性能。
吹塑成型工艺是一种通过将高分子材料吹胀成各种形状的容器，如瓶 子、罐子等，再经过冷却定型后获得制品的工艺方法。
吹塑成型工艺具有生产效率高、成本较低等优点，广泛应用于塑料加 工领域。
吹塑成型工艺可以生产各种形状和容量的容器制品，如洗发水瓶、食 用油罐等。
吹塑成型工艺的关键在于吹塑机的选择、模具的设计与制造、温度和 压力的控制等环节，这些因素都会影响制品的质量和性能。
时间对高分子材料性能的影响
时间பைடு நூலகம்长
在加工过程中，时间的延长可以使高分子链有足够的时间进行运动和重排，有利 于加工成型。但过长的加工时间可能导致高分子链的降解和老化，影响材料的性 能。
时间缩短
缩短加工时间可以减少高分子链的运动时间和重排时间，但可能使材料未完全塑 化和流动，导致加工成型不完全或出现缺陷。
03
高分子材料在成型加工中的 性能变化
温度对高分子材料性能的影响
温度升高
高分子链的运动速度加快，材料的可 塑性增强，流动性增大，有利于加工 成型。但过高的温度可能导致高分子 链的降解，影响材料的性能。
温度降低
高分子链的运动速度减慢，材料的硬 度增加，脆性增大，不利于加工成型 。低温还可能导致高分子材料变脆或 产生应力裂纹。
热压成型工艺
热压成型工艺是一种通过加热软化高 分子材料，然后在模具中加压使其贴 合模具表面，再经过冷却定型后获得 制品的工艺方法。
热压成型工艺可以生产各种厚度的板 材和片材制品，如装饰板、绝缘板等 。
热压成型工艺具有制品尺寸精度高、 表面光滑等优点，广泛应用于塑料加 工领域。
热压成型工艺的关键在于加热的温度 和时间、压力的调节以及冷却定型等 环节，这些因素都会影响制品的质量 和性能。
高分子材料成型加工ppt课件
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7
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。
18
19
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。
20
★表征方法：螺旋流动试验
L 2 d
C
Pd T
2
H
C
Pd
H T
d
21
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。
11
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
12
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。
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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。
20
★表征方法：螺旋流动试验
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C
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2
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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。
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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。
★衡量指标：熔融指数[MI] ——给定剪切应力、定温下10分钟内聚合
物从出料孔挤出的重量（克）。[MI]表征流动 度的大小，是粘度的倒数。
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。
★比较塑性形变和粘性形变的异同点。
三、粘弹性形变的滞后效应
★定义：在动态力作用下，聚合物分子链由于 跟不上外力作用速度而造成的形变总是落后 于应力作用速度的现象。
可纺性取决于熔体的粘度、强度以及热和 化学稳定性。
★衡量指标：能形成稳定细流，且有较高的熔
体强度。
熔体细流的稳定性表示为： Lmax 36 v
d
F
熔体强度与纺丝速度的稳定性和材料的内
聚能密度有关。
四、聚合物的可延性
★定义：无定型或半结晶聚合物在一个或两个 方向上受到压延或拉伸时变形的能力。
长径比很大的产品，如纤维、薄膜。
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。
★表征方法：螺旋流动试验
L 2 d
C
Pd T
、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。
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
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
三、成型加工方法分类
根据聚合物在加工过程有否物理或化学变 化，分为三类：
1.主要发生物理变化的： 热塑性聚合物的挤出、注射、压延等 升温→流动 → 冷却→ 硬化
2.只发生化学变化的：铸塑
3.兼有物理和化学变化的： 热固性聚合物的模压、注射、传递模塑等
按阶段分
一次成型 挤出、注射 二次成型 吹塑、热成型 二次加工（后加工）
Tg 玻璃化温度 Tf 粘流温度 TD 分解温度
<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
高分子成型加工工艺与设备
高分子科学
课程介绍
高分子化学：单体 → 聚合物 （反应、反应速率）
高分子物理：结构 → 性能 （分子链运动、粘弹性、流变性 ）
高分子加工：原料 → 材料、产品 （转变方法、工艺参数） 工艺、设备、模具
塑料产品
塑料产品
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
可延性来自大分子的长链结构和柔性。
★衡量指标：塑性形变的能力和应变硬化 形变能力与聚合物结构、温度有关，有冷拉
伸和热拉伸。 应变硬化与取向程度有关。
第二节 聚合物在加工过程中的 粘弹行为
一、聚合物的聚集态及其加工性
聚合物可划分为玻璃态（结晶态）、高 弹态和粘流态等聚集态。聚合物聚集态的多 样性导致其成型加工的多样性。
连续成型 管、棒等的生产 按操作方式
间歇成型
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。
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。
二、聚合物的粘弹形变与加工条件的关系
E
H
V
E1
E2
1
E2
e 2
t
3
t
E 普弹形变 H 推迟高弹形变 V 粘性形变
1.与加工温度T的关系
T↑ η2↓ η3↓ γH↑ γV↑，且γH增大趋 势大于γV。
当T>Tf（或Tm）时，以粘性形变为主， 但不是纯粘性的，也表现一定的弹性。
当T<Tf时，以高弹形变为主，粘性成分减 小，有效形变值减小。
教材：《高分子材料成型加工原理》
王贵恒 化学工业出版社
参考书：
《高分子材料成型加工》 周达飞 轻工版 《高分子材料加工原理》 沈新元 纺织出版社 《聚合物成型工艺学》 黄锐 轻工版
内容简介
第一篇 聚合物加工的理论基础 16学时 流变性质、聚合物流动
第二篇 塑料的成型加工
24学时
挤出、注射、压制、压延、吹塑等
★原因：由于聚合物的长链结构和大分子运动 的逐步性，与应力相适应的任何形变不可能 在瞬间完成，需要一个松弛过程。
高弹性变的松弛时间： t* 2 E2
滞后效应在聚合物加工成型中是普遍存在 的，影响制品的性能(变形、收缩、内应力)。
★措施：在Tg~Tf范围对制品进行热处理。
1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
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
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）。
绪论