聚合物加工基础1绪论[可修改版ppt]
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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。
聚合物成型机械(1 绪论)
Polymer Molding Machinery
§1.1 高分子材料的分类及性质
性能参见 表1
塑料的分类： 塑料的分类：
热塑性树脂 热固性树脂 对比参见 表2
MSE 060571-2
Polymer Molding Machinery
Table 1 聚合物的热转变和力学性能
塑料
参数
热转变 ℃
橡胶
MSE 060571-2 PC ☆
§1.5 学习聚合物成型机械的重要性
§1.5.1 聚合物成型机械的定义和分类
（1）定义 ） （2）分类 ）
① 预处理机械（筛分、研磨机、混合塑化） 预处理机械（筛分、研磨机、混合塑化） ② 独立成型机械 组合成型机械（吹塑设备、连续纺丝机） ③ 组合成型机械（吹塑设备、连续纺丝机） ④ 二次加工机械 成型辅机（计量、定型、冷却、牵引、切割） ⑤ 成型辅机（计量、定型、冷却、牵引、切割） MSE 060571-2
MSE 060571-2
Polymer Molding Machinery
塑料
挤出成型 注射成型 压制成型 其他成型
高分子材料
橡胶
压延成型 挤出成型 压出成型
铸塑成型 模压烧结成型 传递模塑 泡沫塑料成型
纤维
熔法纺丝 干法纺丝 湿法纺丝
Fig.4 高分子材料成型方法分类 MSE 060571-2 Polymer Molding
Polymer Molding Machinery
二次成型工艺： 二次成型工艺： （1） 中空吹塑 ） （2）薄膜的双向拉伸成型 ） （3）热成型 ） （4）合成纤维拉伸成型 ）
MSE 060571-2
Polymer Molding Machinery
§1.1 高分子材料的分类及性质
性能参见 表1
塑料的分类： 塑料的分类：
热塑性树脂 热固性树脂 对比参见 表2
MSE 060571-2
Polymer Molding Machinery
Table 1 聚合物的热转变和力学性能
塑料
参数
热转变 ℃
橡胶
MSE 060571-2 PC ☆
§1.5 学习聚合物成型机械的重要性
§1.5.1 聚合物成型机械的定义和分类
（1）定义 ） （2）分类 ）
① 预处理机械（筛分、研磨机、混合塑化） 预处理机械（筛分、研磨机、混合塑化） ② 独立成型机械 组合成型机械（吹塑设备、连续纺丝机） ③ 组合成型机械（吹塑设备、连续纺丝机） ④ 二次加工机械 成型辅机（计量、定型、冷却、牵引、切割） ⑤ 成型辅机（计量、定型、冷却、牵引、切割） MSE 060571-2
MSE 060571-2
Polymer Molding Machinery
塑料
挤出成型 注射成型 压制成型 其他成型
高分子材料
橡胶
压延成型 挤出成型 压出成型
铸塑成型 模压烧结成型 传递模塑 泡沫塑料成型
纤维
熔法纺丝 干法纺丝 湿法纺丝
Fig.4 高分子材料成型方法分类 MSE 060571-2 Polymer Molding
Polymer Molding Machinery
二次成型工艺： 二次成型工艺： （1） 中空吹塑 ） （2）薄膜的双向拉伸成型 ） （3）热成型 ） （4）合成纤维拉伸成型 ）
MSE 060571-2
Polymer Molding Machinery
第一章聚合物加工原理
以1，4加成的异戊二烯为例：
(四)高分子链的键合形状状
构造(Architecture)是指聚合物分子的各种形状。
由于聚合反应的复杂性，单体键合成大分子链的几何形状有三种，即线型、支链型和网 型(或体型)结构。
线形高分子
1．线型高分子
线型高分子的整条分子犹如一条又细又长的线，即可卷曲成团，也可 比较舒展
间同立构
无规立构
两种旋光异构 单元无规键接 而成。分子链 结构不规整， 不能结晶。
等规度是指高聚物中含有全同和间同立构的总的百分数。
•只有用特殊催化剂如Ziegler-Natta催化剂进行配位聚合得到有规立构聚合物。
•由于内消旋或外消旋作用，即使等规度很好的高分子也没有旋光性。
例如： •全同PS：结晶Tm=240℃
高分子链能够改变其构象的性质
内旋转的单键数目越多，内旋转受阻越小．构象数越多，柔顺性越好。
3．影响高分于锭柔顺性因素
（1）主链结构：
ⅰ
主链全由单键组成的，一般柔性较好，如PE，PP，乙丙橡胶等。 柔顺性：－Si－O－> －C－N－ > －C－O－>－C－C－，
原因：①氧原子周围无原子，内旋转容易。②Si-O-键长长，键角大，内旋转 容易。如硅橡胶。 ⅱ 由于芳杂环不能内旋转，所以主链中含有芳杂环结构的高分子链柔顺性较差； ⅲ 主链含有孤立双键，柔顺性较好。
1．单烯类单体的键合
—烯烃的分子为非对称结构、单体单元的键合会出现： “头—头”、“尾—尾”、“头—尾”
2．双烯类单体的键合
双烯类单体单元的键合结构更复杂： 1，2 —加成、3，4—加成、1，4—加成中仍有“头—尾”．“头—头”、 “尾—尾”的键合问题，但一股以“头—尾”键合为主。
(四)高分子链的键合形状状
构造(Architecture)是指聚合物分子的各种形状。
由于聚合反应的复杂性，单体键合成大分子链的几何形状有三种，即线型、支链型和网 型(或体型)结构。
线形高分子
1．线型高分子
线型高分子的整条分子犹如一条又细又长的线，即可卷曲成团，也可 比较舒展
间同立构
无规立构
两种旋光异构 单元无规键接 而成。分子链 结构不规整， 不能结晶。
等规度是指高聚物中含有全同和间同立构的总的百分数。
•只有用特殊催化剂如Ziegler-Natta催化剂进行配位聚合得到有规立构聚合物。
•由于内消旋或外消旋作用，即使等规度很好的高分子也没有旋光性。
例如： •全同PS：结晶Tm=240℃
高分子链能够改变其构象的性质
内旋转的单键数目越多，内旋转受阻越小．构象数越多，柔顺性越好。
3．影响高分于锭柔顺性因素
（1）主链结构：
ⅰ
主链全由单键组成的，一般柔性较好，如PE，PP，乙丙橡胶等。 柔顺性：－Si－O－> －C－N－ > －C－O－>－C－C－，
原因：①氧原子周围无原子，内旋转容易。②Si-O-键长长，键角大，内旋转 容易。如硅橡胶。 ⅱ 由于芳杂环不能内旋转，所以主链中含有芳杂环结构的高分子链柔顺性较差； ⅲ 主链含有孤立双键，柔顺性较好。
1．单烯类单体的键合
—烯烃的分子为非对称结构、单体单元的键合会出现： “头—头”、“尾—尾”、“头—尾”
2．双烯类单体的键合
双烯类单体单元的键合结构更复杂： 1，2 —加成、3，4—加成、1，4—加成中仍有“头—尾”．“头—头”、 “尾—尾”的键合问题，但一股以“头—尾”键合为主。
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
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
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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。
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聚合物加工基础流动和形变PPT讲稿
dv
dr
式中 η- 比例常数，称为粘度，Pa·s
当前你正在浏览到的事第十六页PPTT，共七十七页。
加工过程中聚合物流变行为可用粘度η表征
粘度：液层单位表面上所加的剪切力与液层间的
速度梯度（剪切速率）的比值，
粘度是液体自身所固有的性质，它的大小表征液体 抵抗外力引起流动变形的能力。
当前你正在浏览到的事第十七页PPTT，
“解缠”
膨胀性流体
剪切增加，粘度升
高固体含量的糊
n>1
高
当前你正在浏览到的事第二十二页PPTT，共七十七页。
观察曲线
切力变稀流体的流动曲线
通过曲线看到：粘度对剪切速率的依赖关系
当前你正在浏览到的事第二十三页PPTT，共七十七页。
切力变稀原因（假塑性流体）
假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的增加 而下降的原因与流体分子的结构有关。
造成粘度下降的原因在于其中大分子彼此之
对 间的缠结。
聚 合 物 熔
当缠结的大分子承受应力时，其缠结 点就会被解开，同时还沿着流动的方向 规则排列，因此就降低了粘度。
体
缠结点被解开和大分子规则排列的程
来 说
度是随应力的增加而加大的。
当前你正在浏览到的事第二十四页PPTT，共七十七页。
当它承受应力时，原来由溶剂化作用而被封
当液体的弹性不可忽略时，其应变还表现出滞 后效应，即在液体中增加应力与降低应力这两个 过程的应变曲线不重合。
某些聚合物（如聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等） 的粘性流动中，弹性行为是不能忽略的，称为粘 粘 弹性液体。 弹
性 这类液体在受到外力作用时，其非牛顿 液 性是粘性和弹性行为的综合，即流动过程中 体 包含有不可逆形变(粘性流动)和可逆形变（弹
dr
式中 η- 比例常数，称为粘度，Pa·s
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加工过程中聚合物流变行为可用粘度η表征
粘度：液层单位表面上所加的剪切力与液层间的
速度梯度（剪切速率）的比值，
粘度是液体自身所固有的性质，它的大小表征液体 抵抗外力引起流动变形的能力。
当前你正在浏览到的事第十七页PPTT，
“解缠”
膨胀性流体
剪切增加，粘度升
高固体含量的糊
n>1
高
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观察曲线
切力变稀流体的流动曲线
通过曲线看到：粘度对剪切速率的依赖关系
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切力变稀原因（假塑性流体）
假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的增加 而下降的原因与流体分子的结构有关。
造成粘度下降的原因在于其中大分子彼此之
对 间的缠结。
聚 合 物 熔
当缠结的大分子承受应力时，其缠结 点就会被解开，同时还沿着流动的方向 规则排列，因此就降低了粘度。
体
缠结点被解开和大分子规则排列的程
来 说
度是随应力的增加而加大的。
当前你正在浏览到的事第二十四页PPTT，共七十七页。
当它承受应力时，原来由溶剂化作用而被封
当液体的弹性不可忽略时，其应变还表现出滞 后效应，即在液体中增加应力与降低应力这两个 过程的应变曲线不重合。
某些聚合物（如聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等） 的粘性流动中，弹性行为是不能忽略的，称为粘 粘 弹性液体。 弹
性 这类液体在受到外力作用时，其非牛顿 液 性是粘性和弹性行为的综合，即流动过程中 体 包含有不可逆形变(粘性流动)和可逆形变（弹
聚合物成型加工原理课件-PPT精选文档
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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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8
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9
2019/3/12
10
改性粒料
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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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12
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。
完整课件-聚合物加工流变学
湍流。高聚物熔体在成型条件下的雷诺准 数<<1，一般呈现层流状态。
2 聚合物熔体的基本流变性能
（2）稳定流动和不稳定流动 凡在输送通道中流动时，流体在任何部位的流
动状态保持恒定，不随时间而变化，一切影响流 体流动的因素都不随时间而改变，此种流动称为 稳定流动。
凡流体在输送通道中流动时，流动状态都随时 间而变化。影响流动的各种因素，有随时间而变 动的情况，此种流动称为不稳定流动。
• 16世纪至18世纪，流变学的发展较快。 • 19世纪，建立的泊肃叶方程，在流变学的
发展史上是一个很重要的标志。
1.2 流变学的发展历史
1.2 流变学的发展历史
• 1678年 胡克弹性定律 1687年 牛顿粘性定律 1928年 流变学概念的提出 1929年 流变学协会的成立 流变学杂志 1948年 第一届国际流变学会议 1950年以后 流变学领域研究迅速发展
课程内容
第1章：绪论 第2章 ：聚合物熔体的基本流变性能
第3章：聚合物流动方程 第4章：流变学基础方程的初步应用 第5章：挤出机头设计
绪论
• 1.1 流变学的定义 • 1.2 流变学的发展历史 • 1.3 高聚物流变学的研究内容 • 1.4 高聚物流变学的研究意义 • 1.5 高聚物流变学在塑料加工中的应用
2 聚合物熔体的基本流变性能
（5）拉伸流动和剪切流动 • 按照流体内质点速度分布与流动方向关系，
可将高聚物加工时的熔体流动分为拉伸流 动和剪切流动两类。 • 剪切流动：质点速度仅沿着与流动方向垂 直的方向发生变化。如图2-1(a)。 • 拉伸流动：指点速度仅沿流动方向发生变 化，如图2-1(b)。
2 聚合物熔体的基本流变性能
（3）等温流动和非等温流动 • 等温流动是指流体各处温度保持不变情况下的
2 聚合物熔体的基本流变性能
（2）稳定流动和不稳定流动 凡在输送通道中流动时，流体在任何部位的流
动状态保持恒定，不随时间而变化，一切影响流 体流动的因素都不随时间而改变，此种流动称为 稳定流动。
凡流体在输送通道中流动时，流动状态都随时 间而变化。影响流动的各种因素，有随时间而变 动的情况，此种流动称为不稳定流动。
• 16世纪至18世纪，流变学的发展较快。 • 19世纪，建立的泊肃叶方程，在流变学的
发展史上是一个很重要的标志。
1.2 流变学的发展历史
1.2 流变学的发展历史
• 1678年 胡克弹性定律 1687年 牛顿粘性定律 1928年 流变学概念的提出 1929年 流变学协会的成立 流变学杂志 1948年 第一届国际流变学会议 1950年以后 流变学领域研究迅速发展
课程内容
第1章：绪论 第2章 ：聚合物熔体的基本流变性能
第3章：聚合物流动方程 第4章：流变学基础方程的初步应用 第5章：挤出机头设计
绪论
• 1.1 流变学的定义 • 1.2 流变学的发展历史 • 1.3 高聚物流变学的研究内容 • 1.4 高聚物流变学的研究意义 • 1.5 高聚物流变学在塑料加工中的应用
2 聚合物熔体的基本流变性能
（5）拉伸流动和剪切流动 • 按照流体内质点速度分布与流动方向关系，
可将高聚物加工时的熔体流动分为拉伸流 动和剪切流动两类。 • 剪切流动：质点速度仅沿着与流动方向垂 直的方向发生变化。如图2-1(a)。 • 拉伸流动：指点速度仅沿流动方向发生变 化，如图2-1(b)。
2 聚合物熔体的基本流变性能
（3）等温流动和非等温流动 • 等温流动是指流体各处温度保持不变情况下的
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
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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
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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
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16
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
1 聚合物加工
二、粘弹性形变的滞后效应
通常将聚合物分子在一定温度下， 通常将聚合物分子在一定温度下，从受外力作 用开始， 用开始，大分子的形变经过一系列的中间状态过渡 到与外力相适应的平衡态的过程看成是一个松弛过 程，过程所需的时间称为松弛时间（t*）。 过程所需的时间称为松弛时间（ 松弛时间
σ γ = + (1 − e ) + t E1 E 2 η3
第二节 聚合物在加工过程中 的粘弹行为
聚合物在加工过程中通常是从固体变为液体( 聚合物在加工过程中通常是从固体变为液体(熔融 固体变为液体 和流动) 再从液体变为固体(冷却和硬化) 和流动)，再从液体变为固体(冷却和硬化)，所以 液体变为固体 加工过程中聚合物于不同条件下会分别表现出固体 加工过程中聚合物于不同条件下会分别表现出固体 和液体的性质，即表现出弹性和粘性。 体的性质，即表现出弹性和粘性。 弹性和粘性 但由于聚合物大分子的长链结构和大分子运动的逐 步性质， 步性质，聚合物的形变和流动不可能是纯弹性的或 纯粘性的，而是弹性和粘性的综合即粘弹性 粘弹性的 纯粘性的，而是弹性和粘性的综合即粘弹性的。
某些加工方法适宜的熔融指数值
二、聚合物的可模塑性
定义： 定义：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。 和在模具中模制成型的能力。 具有可模塑性的材料可通过注射 注射、 具有可模塑性的材料可通过注射、模 压和挤出等成型方法制成各种形状的模塑 压和挤出等成型方法制成各种形状的模塑 制品。 制品。 流变性、 可模塑性主要取决于材料的流变性 可模塑性主要取决于材料的流变性、 热性质和其它物理力学性质等 热性质和其它物理力学性质等，在热固性 聚合物的情况下还与聚合物的化学反应性 有关。 有关。
四、聚合物的可延性
材料的加工性质 ppt课件
随着取向程度的提高，大分子间作用力增大， 引起聚合物粘度升高，使聚合物表现出“硬化” 倾向，形变也趋于稳定而不再发展。取向过程 的这种现象称为“应力硬化”。
当应力达到e点，材料因不能承受应力的作用 而破坏，这时的应力称为抗张强度或极限强度 。
形变的最大值称为断裂伸长率。
第二节
聚合物在加工过程中的粘弹行为
用定温下10分钟内聚合物从出料孔挤出的重量 （克）来表示
熔融指数测试仪FR-1811A 用于测定各种高聚物在粘 流状态时熔体流动速率 MFR值,它既适用于熔融温 度较高的聚碳酸酯、聚芳 砜、氟塑料、尼龙等工程 塑料,也适用于聚乙烯(PE) 、聚苯乙烯（PS）、聚丙 烯(PP)、ABS树脂、聚甲 醛（POM）、聚碳酸酯 (PC)树脂等熔融温度较低 的塑料测试,广泛地应用 于塑料生产,塑料制品、 石油化工等行业以及相关 院校、科研单位和商检部 门。
研究这些方法及所获得的产品质量与各种因素 (材料的流动和形变的行为以及其它性质、各 种加工条件参数及设备结构等)的关系，就是 聚合物加工这门技术的基本任务。
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第一节
聚合物材料的加工性
高分子具有一些特有的加工性质，如良好的可塑性， 可挤压性，可纺性和可延性。正是这些加工性质为 高分子材料提供了适于多种多样加工技术的可能性， 也是高分子能得到广泛应用的重要原因。
根据高分子所表现的力学性质和分子热运动特征， 可将其划分为玻璃态、高弹态和粘流态，通常称这 些状态为聚集态。高分子的分子结构、高分子体系 的组成、所受应力和环境温度等是影响聚集态转变 的主要因素，在高分子及其组成一定时，聚集态的 转变主要与温度有关。不同聚集态的高分子，由于 主价健与次价健共同作用构成的内聚能不同而表现 出一系列独特的性质，这些性能在很大程度上决定 了高分子材料对加工技术的适应性，并使高分子在 加工过程表现出不同的行为
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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
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
高 分
纤维
纤细而柔软的丝状物，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。
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
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
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。
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
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）
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生活各个方面都得到广泛 的应用。
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
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
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
色 彩 缤 纷 的 眼 镜
儿 童 玩 具
（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
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
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