塑料成型的工艺特性

（二）塑料受热时的物理状态 • 3、聚合物的热力学性能与加工工艺性 • (1) 聚合物的热力学性能。图2-3中曲线1为
线型无定形聚合物受恒应力作用时变形程 度与温度的关系曲线，也叫热力学曲线。
图2-3 聚合物的热力学曲线
（二）塑料受热时的物理状态
• (2) 聚合物的加工工艺性 • Tf与Td一样都是聚合物材料进行成型加工的重要
小结：
1、热塑性塑料的工艺性能
2、热固性塑料的工艺性能
作业：
P63——（一）5、6
• 1.收缩性
热固性塑料收缩的表现形式、影响因素和计
算方法与热塑性塑料基本相同。 2.流动性
热固性塑料流动性通常以拉西格流动性
（以毫米计）来表示，数值大则流动性好。
（四）热固性塑料的工艺性能：
测定方法： 将一定重量的被侧塑 料预压成圆锭，将圆锭放 入压模中，在一定的温度 和压力下，测定它从模孔 中挤出的长度（毛糙部分 不计在内），即为拉西格 流动值
表2-1 热塑性塑料在不同状态下的物理、工艺性能
参考温度。不同状态下塑料的物理性能与加工工 艺性见表2-1。
玻璃态 Tg 以下 高谈态 Tg ～Tf 粘流态 Tf～Td 高分子链运动， 彼此滑移 塑性状态或高粘 滞状态 可注射、挤出、 压延、模压等， 成型后应力小
状态 温度 分子状态 工艺状态 加工可能性
（二）塑料受热时的物理状态
图2-1 聚合物分子链结构示意图 a)线型 b)带有支链线型 c)体型
（二）塑料受热时的物理状态
• 2.聚合物的聚集态结构及其性能。结晶型聚
合物由“晶区”(分子作有规则紧密排列的 区域)和“非晶区”(分子处于无序状态的区 域)所组成，如图2-2所示。
图2-2 结晶型聚合物结构示意图 1-晶区 2-非晶区
（三）热塑性塑料的工艺性能：
• 5.热敏性及水敏性
热敏性—— 对热较为敏感，在高温下受热时间
较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温 增高易出现变色、降解、分解的倾向。这种性 能称为热敏性。
水敏性—— 有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有
少量水分，在高温、高压下也会发生分解，这种 性能称为水敏性。
（四）热固性塑料的工艺性能：
复习：
1.塑料与树脂的关系。 2.塑料的成分。 3.塑料按物理化学性质可分的种类。 4.热塑性塑料和热固性塑料的主要区别。 5.温度与塑料变形。
第三讲 塑料成型的工艺特性
能力目标：
• 能从各种塑料的不同工艺特
性方面考虑学会选择塑料。
知识目标：
• 掌握塑料成型的工艺特性
（二） 塑料受热时的物理状态
• • • • •
1、聚合物的分子结构 (1) 树脂与塑料 (2) 高分子与低分子 (3) 聚合物的分子结构 如果聚合物的分子链呈不规则的线状(或者团状)， 聚合物是一根根的分子链组成的，则称为线型聚 合物，如图2-1a所示。如果在大分子的链之间还 有一些短链把它们相互交联起来，成为立体结构， 则称为体型聚合物，如图2-1c所示。此外，还有 一些聚合物的大分子主链上带有一些或长或短的 小支链，整个分子链呈枝状(见图2-1b)，称为带有 支链的线型聚合物。
（四）热固性塑料的工艺性能：
• 2.流动性
影响流动性的因素：
⑴塑料品种
一般树脂分子量小,填料颗粒细且呈球状, 水、增 塑剂、润滑剂含量高的，流动性大。
⑵模具结构
模具成型表面光滑、型腔形状简单，有利于改善 流动性。
⑶成型工艺
采用预压锭及先预热，提高成型压力，提高成型温 度（在低于塑料硬化温度的条件下）等都能提高塑料的 流动性。
收缩性 热塑性 塑料 收缩性 热固性 塑料
流动性
相容性 吸湿性 热敏性
流动性
比容和压缩比 硬化速度 水分及挥发物含量
（三）热塑性塑料的工艺性能：
1、收缩性——塑件从模具中取出冷却到室温后，尺 寸或体积收缩的特性称为收缩性
成型收缩的大小可用收缩率来表示：
Ss S
式中
a b b c b b
（三）热塑性塑料的工艺性能：ห้องสมุดไป่ตู้
• 2.流动性
塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力 称为流动性。 常用塑料根据它的流动性可分为三类： 流动性好、流动性中等、流动性差
分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差， 熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流 动比大的塑料流动性就好。
（三）热塑性塑料的工艺性能：
分子纠缠为无规则线 分子链展开，链 团或卷曲状 段运动 坚硬的固态 高弹性固态，橡 胶状
可作为结构材料进行 弯曲、吹塑、引 锉、锯、钻、车、冼 伸、真空成型、 等机械加工 冲压等，成型后 会产生较大的内
讨论：
• 在塑料成型过程中是否真正
做到“一模一样”？
塑料成型的工艺性能：
塑料在成形过程中表现出来的特有性质。
（四）热固性塑料的工艺性能：
• 3、比容和压缩率
比容＝
松散塑料的体积 它的重量
塑料粉体积 1
cm
3
/g
压缩率＝
塑件体积
表示粉状塑料的松散程度，用来确定压缩 模加料腔容积的大小。比容和压缩率大，要求 加料腔体积增大，同时成形困难。
（四）热固性塑料的工艺性能：
4、硬化速度 硬化是指热固性塑料成形时分子由线形向体型转变， 完成交联反应的过程。 硬化速度通常以塑料试样硬化每1㎜厚度所需的秒数来 表示。 影响硬化速度的因素：塑料品种；塑件形状及壁厚； 成型温度及是否预热、预压等有密切关系。 例如：采用预压、预热、提高成型温度和增长加 压时间等措施，都能显著加快硬化速度。 硬化速度的调整：压注或注射成形时，应要求在塑化、 填充时化学反应慢，硬化慢以保持长时间的流动状态， 但当充满型腔后，在高温、高压下应快速硬化。
温度：料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异。
压力：注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动
性也增大。
模具结构：凡促使熔融料降低温度，增加流动性阻力
的则流动性就降低。
（三）热塑性塑料的工艺性能：
3）相容性（共混性）：指两种或两种以上不
同品种的塑料，在熔融状态下不产生相分离现 象的能力。
不同塑料的相容性与其分子结构有 一定关系，分子结构相似者较易相容； 反之较难。 通过塑料的这一性质，可得到类似 共聚物的综合性能，这是改进塑料性能 的重要途径之一。
热塑性塑料的工艺性能：
3）后收缩：
塑件成型时，由于受成型压力、切应力、 各向异性、密度不均、填料分布不均、模温不 一致、硬化不均和塑性变形等因素的影响，塑 件内存在残余应力。当脱模后，由于应力趋向 平衡及储存条件的影响，使塑件再次收缩，这 种收缩称为后收缩。一般塑件在脱模后10h内 变化最大，24h后基本定型，但最后稳定要经 过30～60天。通常热塑性塑料的后收缩比热固 性塑料大，挤塑和注射的后收缩比压缩成型大。
100 % 100 %
j

Ss——实际收缩率 Sj ——计算收缩率 a —— 模具或塑件在成型温度时的尺寸 b —— 塑件在室温时的尺寸 c —— 模具在室温时的尺寸
热塑性塑料的工艺性能：
成型收缩的形式 1）塑件的尺寸收缩： 由于热胀冷缩和塑件脱模时弹性恢复、塑性变 形等原因，导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩 小。 2）收缩的方向性： 塑料在成型时由于分子的取向作用使塑件呈现 各向异性，沿料流方向（即平行方向）收缩大， 强度高， 与料流垂直方向则收缩小，强度低。
熔融指数用如右图所示的 标准装置（熔融指数测定仪） 来测定。
将被测塑料装入加热料筒中并 进行加热，在一定的温度和压力下， 测定塑料熔体在10min内从出料孔 挤出的重量。
（三）热塑性塑料的工艺性能：
2.流动性
影响流动性的主要因素：
塑料的分子结构与成分： 具有线型分子结构塑料流
动性好。加入填料，降低流动性，加入增塑剂和润滑 剂，增加塑料的流动性。
（三）热塑性塑料的工艺性能：
4）后处理收缩：
在某些情况下，塑件按其性能和工 艺要求，成型后要进行热处理，处理后 也会导致塑件尺寸收缩，这种收缩叫后 处理收缩。在模具设计时，对高精度塑 件则应考虑后收缩及后处理收缩的偏差 并予以补偿。
（三）热塑性塑料的工艺性能：
• 影响收缩的基本因素：
⑴塑料品种 ⑵塑件特性 ⑶进料口的形式、尺寸、分布 ⑷成型条件
（三）热塑性塑料的工艺性能：
4）吸湿性 ：表明塑料对水分的敏感程度。
具有吸湿或粘附水分倾向的塑料：PA、PC、PSU、
ABS等； 既不吸湿也不易粘附水分的塑料，如PE、PP、 POM等。
注意
凡是具有吸湿或粘附水分倾 向的塑料，如成型前水分未去除， 则在成型过程中由于水分在成型 设备的高温料筒中变为气体并促 使塑料发生水解，成型后塑料出 现气泡、银丝等缺陷。因此，对 吸湿性和粘附水分倾向大的塑料， 在成型之前应进行干燥，使水分 控制在0.5～0 .2%以下
2.流动性
影响流动性的主要因素：
温度——料温高则流动性增大，但不同塑料
也各有差异。
压力——注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，
流动性也增大。
模具结构——凡促使熔融料降低温度，增加流
动性阻力的则流动性就降低。
（三）热塑性塑料的工艺性能：
2.流动性
热塑性塑料的流动性常用熔融指数（单位 g）、螺旋线长度（单位cm）来表示。