聚合物加工基础1绪论[可修改版ppt]

聚合物加工基础1绪 论
第一章 聚合物成型加工概论
教学目的和要求
1、掌握高分子材料的分类及加工方法。
2、了解高分子材料的地位。
重点和难点 1、高分子材料的加工过程 2、塑料和橡胶的生产方法 3、纤维的生产方法
介绍高分子材料以 及高分子材料加工的 一些基本知识，以便 于讲授后面章节的内 容
第一节 地位和发展情况
1883年 法国奥德马尔发明了人造丝
1877年德国有名的有机化学家，有机分子结构学 说的创始人之一凯库勒（Kekule）曾经提出一个假 设：认为许多同生命直接联系在一起的天然有机物 如蛋白质、淀粉和纤维素等很可能是由很长的链组 成的。但没有被承认。
20世纪20年代： 高分子概念的形成和高分子科 学的出现
节省资源，能源，实现清 洁生产
第二节 高分子材料的加工过程
基
粒状固 体输送
成
增压和
础
泵送
原
料
阶
熔融
混合 型
段
脱挥发分
汽提
后成型操作
口模成型：纤维纺丝、 膜、片、管、型材挤 结构化
出、电线、电缆等
修饰
模塑和浇铸：注射成 型、模压、传递模塑
机械紧固 粘接
热合
二次成型：热成型 中 空吹塑、冷成型
焊接
制 品
中国的高分子科学研究起步于20世纪50年代初
1950年 合成橡胶和纤维素化学的研究 1952年 有机玻璃和尼龙-6 1953年 高分子溶液性质、高聚物粘弹性及高分子 辐射化学的研究 50年代末 高分子化学首先发展壮大并形成学科基 本内涵 60年代中 高分子物理学科形成 80年代后期 高分子工程领域初步形成学科基础研 究内涵
源
（PVC）、酚醛树脂（PF）等。
半合成塑料：指用天然的高分子材料制造的 塑料。例如：纤维素塑料等。
受热时可以塑化和软化，冷却
时凝固成型。温度的改变可以
热塑性塑料：令其反复变形的塑料。这类塑 料的高分子链结构通常是线型
或支化度比较低的，粘流温度
受
低于热分解温度。如：PP、PE、
热
PVC、PS、ABS
一、发展简史 二、发展趋势 （一）高分子材料科学发展趋势
高性能化
高功能化
主要发展方向
处于发展初 期
复合化
材料的发展方 向
精细化
应用于电子信息技 术
智能化
挑战性的重大 课题
历史
19世纪中叶以前: 天然高分子的利用与加工 19世纪中叶～20世纪30年代: 天然高分子的改性
1855年 英国帕克斯（Parks ）由硝酸纤维素和樟 脑制得赛璐珞塑料
着色
压延和涂覆：压延、
电镀
刮涂、辊压涂覆
印刷
涂塑：蘸涂、粉料搪 塑、回转模塑
一、高分子材料加工的基础阶段
固体颗粒的处理： 输送、筛选、混合等处理，涉及 到颗粒的装填、集聚、重力流动 和机械引起的流动等
增压和泵送： 对于聚合物流体的一种操作， 受聚合物流变性质的影响
溶解、熔融或加热软化： 成型前的操作，一个非常重要的阶段
高分子材料生产的发展速度十分迅速
塑 料： 每隔十年产品增加1倍 合成橡胶： 1970年 世界总产量550万吨
2000年 世界总产量4400万吨 合成纤维： 80年代中期年产量已超过其它各种天然 纤维和人造纤维的总和
高分子材料在工业、农业、交通运输、建筑、国 防科学、卫生医药、人民生活各个方面都得到广泛 的应用。
劳斯莱斯汽车
各种不同结构、芯数的光缆
办公设备
建筑设施
透明餐盒盖：Noryl® PKN树脂与PS多层共挤 不透明底盒：Noryl® PKN树脂与PS多层共挤
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（二）高分子材料生产技术发展趋势 综合利用原料、强化生产、 简化工艺、实现连续化、 自动化、最佳化
1920年 德国化学家施陶丁格staudinger 提出了 高分子的长链结构，形成高分子概念，并获得了 1953年诺贝尔化学奖。
20世纪初开始合成高分子 1907年 酚醛树脂 1927年 聚氯乙烯
20世纪30年代高分子研究的发展时期 1938年 尼龙（聚酰胺）66 1950年 PAN (聚丙烯腈纤维） 1953年 PET （聚酯纤维） 1957年 PP （聚丙烯纤维）
解释：聚合物（树脂）+助剂（添加剂），主要 性能是由聚合物决定，加入助剂的目的是改善加工性 能、赋予制品某些使用性能、降低成本。
2、塑料的分类
低分子化合物经过聚合反应制
合成塑料： 成的高分子化合物，再经过加 工成型的塑料制品。例如聚乙
烯 （ PE ） 、 聚 丙 烯 （ PP ） 、
来
聚 苯 乙 烯 （ PS ） 、 聚 氯 乙 烯
模塑和铸塑
压延和涂覆 涂塑 二次成型
包括热塑性和热固性聚合物为模具 “供料”的所有方法。 主要有：注射成型、传递模塑、模压 成型，以及单体或低分子量的聚合物 的普通浇铸和“原位”聚合
稳定的连续过程，在橡胶和塑料的生 产中应用很多。一般采用辊筒做主要 部件。例如：塑料压延膜、人造革等， 橡胶压片、贴合
在模具的内表面或外表面敷上一层 比较厚的涂层的操作，比如：蘸涂、 粉料搪塑、粉料涂覆和旋转模塑等 加工方法
指已经经过预成型的聚合物的进 一步成型，例如：纤维的拉伸、 塑料的热成型、吹塑和冷成型等
第三节 高分子材料的基本概念
塑料
以聚合物为基础，加入（或不 加）各种助剂和填料，经加工 形成的塑性材料或刚性材料。
混合： 指聚合物与其他组分在组成和温 度上组成一个多组分均相体系
脱挥发份和气提： 不常用，如：排气挤出机中脱挥发份
➢ 此外还可以详细划分：
塑料的成型：挤出、注射、压延、模压、二次成 型等； 橡胶成型：挤压、压延、注出等； 纤维的成型：纺丝等。
二、高分子材料的成型
口模成型；凡是成型时使聚合物流体通过口模的 成型均属于口模成型。例如：纤维纺丝、塑料薄 膜和板材、片材、异型材，电线和电缆绝缘包皮 的涂覆等
高 分
纤维
纤细而ຫໍສະໝຸດ Baidu软的丝状物，长度至 少为直径的100倍
子
橡 胶 具有可逆形变的高弹性材料。
材 料
涂料
涂布于物体表面形成坚韧的薄 膜、起装饰和保护作用。
粘胶 剂
通过粘合的方法将两种以上的 物体连接在一起的聚合物材料。
塑料
1、塑料的基本概念
塑料（Plastics）：是以合成或天然的高分子化 合物为基本成分，在其制造或加工过程中的某一个阶 段能流动成型或原位聚合而成型，产品最后能固化成 保持形状不变的材料。其产品状态为柔韧性或刚性的 固体。