高分子成型加工工艺与设备共32页
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高分子成型工艺分析课件
。
模具结构设计
优化模具结构，减少模具复杂程度 ，降低制造难度和成本。同时，合 理设计模具的浇注系统和排气系统 ，提高成型效率。
模具表面处理
通过表面处理技术，如喷涂、电镀 、渗碳等，提高模具表面的硬度和 抗摩擦性能，增强模具的耐磨性和 耐腐蚀性。
加工参数的优化
01
温度控制
根据高分子材料的热性能和成型工艺要求，合理设定模具和成型品的加
高分子成型工艺的发展趋势是 向着个性化和定制化的方向发 展，通过引入3D打印等技术， 实现个性化定制和快速制造， 满足消费者对产品多样化的需 求。
高分子成型工艺的发展趋势是 向着复合化的方向发展， 量化。
03
常见的高分子成型工艺分析
注塑成型工艺
注塑成型工艺是一种常见的塑料加工 技术，通过将熔融状态的高分子材料 注入模具中，冷却后得到所需形状的 制品。
注塑成型工艺的挑战在于控制成型过 程中的温度、压力和时间等参数，以 确保制品的尺寸精度和表面质量。
注塑成型工艺具有生产效率高、成型 周期短、适应范围广等优点，广泛应 用于汽车、家电、电子、包装等领域 。
高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括塑料、橡胶、纤 维等。根据来源，高分子材料可以分为天然高分子和合成高分子两大类。
高分子材料的性能特点
总结词
高分子材料具有较高的弹性模量、良好的绝缘性能、较低的密度和良好的加工性 能等特点。
详细描述
高分子材料具有较高的弹性模量，能够承受较大的压力和摩擦力；同时具有良好 的绝缘性能，广泛应用于电子、电器等领域；此外，高分子材料还具有较低的密 度和良好的加工性能，易于加工成各种形状和尺寸的制品。
05
高分子成型工艺的应用实例
汽车行业的高分子成型工艺应用
模具结构设计
优化模具结构，减少模具复杂程度 ，降低制造难度和成本。同时，合 理设计模具的浇注系统和排气系统 ，提高成型效率。
模具表面处理
通过表面处理技术，如喷涂、电镀 、渗碳等，提高模具表面的硬度和 抗摩擦性能，增强模具的耐磨性和 耐腐蚀性。
加工参数的优化
01
温度控制
根据高分子材料的热性能和成型工艺要求，合理设定模具和成型品的加
高分子成型工艺的发展趋势是 向着个性化和定制化的方向发 展，通过引入3D打印等技术， 实现个性化定制和快速制造， 满足消费者对产品多样化的需 求。
高分子成型工艺的发展趋势是 向着复合化的方向发展， 量化。
03
常见的高分子成型工艺分析
注塑成型工艺
注塑成型工艺是一种常见的塑料加工 技术，通过将熔融状态的高分子材料 注入模具中，冷却后得到所需形状的 制品。
注塑成型工艺的挑战在于控制成型过 程中的温度、压力和时间等参数，以 确保制品的尺寸精度和表面质量。
注塑成型工艺具有生产效率高、成型 周期短、适应范围广等优点，广泛应 用于汽车、家电、电子、包装等领域 。
高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括塑料、橡胶、纤 维等。根据来源，高分子材料可以分为天然高分子和合成高分子两大类。
高分子材料的性能特点
总结词
高分子材料具有较高的弹性模量、良好的绝缘性能、较低的密度和良好的加工性 能等特点。
详细描述
高分子材料具有较高的弹性模量，能够承受较大的压力和摩擦力；同时具有良好 的绝缘性能，广泛应用于电子、电器等领域；此外，高分子材料还具有较低的密 度和良好的加工性能，易于加工成各种形状和尺寸的制品。
05
高分子成型工艺的应用实例
汽车行业的高分子成型工艺应用
高分子加工 高分子成型加工原理
卷取装置等
（2）挤出机
* 基本结构：传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机 头与口模。
A. 螺杆：
→→ 经过滤网到机头 加料段（75%固态）、压缩段（固/液共存区）、均化
段 * 选择螺杆应注意几个特征参数：直径（D）、长径比
（L/D）、压缩比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺 杆与料筒的间隙等。
① 直径（D）： D↑，加工能力↑。 挤出机生产率 ∝D2，D通常为 45~150mm；
B. 机头与口模：
★ 组成： 滤网、多孔板、分流器、模芯、口模和机颈等。 ★ 作用：机头将处于旋转运动的塑料熔体转变为平行 直线运动，使塑料进一步塑化均匀，并导入口模。口模 给予塑料熔体所需的形状。
6.1.2 挤出成型原理
（1）固体输送（主要发生在加料段） * 依靠力： 压力流动 拖曳流动
* W. H. Darnell 等认为，料 筒与螺杆间的固体离子连续整 齐地排列着，并塞满了螺槽， 形成“弹性固体”。 受力情况： Fs — 螺杆对 固体塞的摩擦力，推力； Fb — 料筒对固体塞的摩擦 力，F阻bz力—。 Fb 在Z轴方向上的分力。
对圆管 K D4
128(L4D)
→→ 对不同的D有不同的Q~ΔP曲线。
如图： ∴ N↑，Q↑；D↑，Q↑。
6.1.3 挤出成型工艺与过程（自学）
* 工艺过程：原材料准备和干燥 →→挤出成型 →→ 定型 →→ 牵引 →→ 后处理
作 业：
针对课本P124/式6-5讨论θ角、φ角与Q的关 系。看是否能得出课本上的结论，并解释理 由。
当Fbz=Fs=0时，物料不发生任何移动； Fbz<Fs，螺 杆带动物料转动而不移动。 流动的基本条件：Fbz>Fs
Q=V·va Q—单位时间内固体物料的流动体积；va—物料前进 速度；V—螺槽截面积。
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
6
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
17
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。
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。
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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
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
17
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。
高分子材料成型加工课件
加工过程中的模具设计问题
要点一
总结词
要点二
详细描述
模具设计不合理会影响高分子材料的成型加工效果。
模具设计问题包括模具结构、温度分布、压力传递等因素 ，这些因素都会影响高分子材料的成型加工效果。为了解 决这个问题，可以采用计算机模拟技术来预测和优化模具 设计，同时也可以通过实验和调整来不断改进模具设计。 在模具设计时应该考虑到材料的性质、产品的形状和尺寸 、成型工艺和设备等因素，以确保模具设计的合理性和有 效性。
加工过程中的气泡问题
总结词
高分子材料在加工过程中容易混入气泡，影响材料的质量和性能。
详细描述
气泡问题通常是由于高分子材料在加工过程中吸收了空气中的水分或由于温度和压力的变化导致气体 在材料中形成气泡。为了解决这个问题，可以采用真空排气、增加热压时间等工艺来去除气泡，同时 也可以通过选用适当干燥程度的材料来降低气泡的形成。
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高分子材料成型加工课件
目录
• 高分子材料概述 • 高分子材料成型加工技术 • 高分子材料加工工艺流程 • 高分子材料加工设备与工具 • 高分子材料加工中的问题与解决方案 • 高分子材料成型加工的发展趋势与未来展
望
01
高分子材料概述
高分子材料的定义与分类
总结词
高分子材料是由大量重复单元组成的大分子链所构成的材料，其分类主要根据分 子链的结构和性质。
详细描述
高分子材料由于其大分子链的结构，通常具有较高的弹性、耐磨性、耐腐蚀性 和绝缘性等特性。此外，高分子材料还具有良好的加工性能，可以通过各种成 型加工技术制备成各种形状和尺寸的制品。
高分汽车、电子、医疗、航 空航天等各个领域。
详细描述
由于高分子材料具有许多优良的物理和化学性质，因此 它们被广泛应用于各个领域。在建筑领域，高分子材料 被用于制造防水材料、保温材料等；在汽车领域，高分 子材料被用于制造汽车零部件、内饰等；在电子领域， 高分子材料被用于制造电路板、电池隔膜等；在医疗领 域，高分子材料被用于制造医疗器械、人工器官等；在 航空航天领域，高分子材料被用于制造飞机零部件、航 天器结构件等。
高分子材料成型加工PPT课件
根据产品需求选择合适的高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯 乙烯等。
原材料处理
对原材料进行干燥、除湿、清洁等预处理，确保其质量和稳定性。
配料与混合
根据生产需要，将多种原材料按比例混合，制备成适合加工的混 合料。
模具设计
模具材料选择
选用耐高温、耐腐蚀、高硬度的材料制作模具。
模具结构设计
根据产品形状、尺寸和性能要求，设计合理的模具结构。
环保化
总结词
环保意识的提高促使高分子材料成型加工向 更加环保的方向发展。
详细描述
为了降低高分子制品在生产和使用过程中的 环境污染，人们正在积极开发环保型的高分 子材料和加工技术。例如，采用可降解的高 分子材料、开发无毒或低毒的加工助剂、优 化加工工艺以减少能源和资源的消耗等。
智能化
总结词
智能化是高分子材料成型加工的未来重要发展方向。
表面处理
根据需要，对成品进行表面处理，如喷涂、电镀、热压等。
包装与储存
将成品进行包装，并选择适当的储存环境，以防受潮、尘土和紫外 线等因素影响。
04 高分子材料成型加工中的问题与对策
CHAPTER
气泡问题
总结词
气泡问题在高分子材料成型加工中较为常见，主要是由于气体在材料中滞留或挥 发所致。
详细描述
翘曲问题
总结词
翘曲问题是指高分子材料成型加工后 出现弯曲、变形的情况。
详细描述
翘曲问题会影响产品的外观和性能，如 导致不平整的表面或扭曲的形状。解决 翘曲问题的方法包括优化加工工艺、调 整模具设计和选择合适的材料等。
其他问题与对策
总结词
除上述问题外，高分子材料成型加工中还可能遇到其他问题，如裂纹、变色等。
02
原材料处理
对原材料进行干燥、除湿、清洁等预处理，确保其质量和稳定性。
配料与混合
根据生产需要，将多种原材料按比例混合，制备成适合加工的混 合料。
模具设计
模具材料选择
选用耐高温、耐腐蚀、高硬度的材料制作模具。
模具结构设计
根据产品形状、尺寸和性能要求，设计合理的模具结构。
环保化
总结词
环保意识的提高促使高分子材料成型加工向 更加环保的方向发展。
详细描述
为了降低高分子制品在生产和使用过程中的 环境污染，人们正在积极开发环保型的高分 子材料和加工技术。例如，采用可降解的高 分子材料、开发无毒或低毒的加工助剂、优 化加工工艺以减少能源和资源的消耗等。
智能化
总结词
智能化是高分子材料成型加工的未来重要发展方向。
表面处理
根据需要，对成品进行表面处理，如喷涂、电镀、热压等。
包装与储存
将成品进行包装，并选择适当的储存环境，以防受潮、尘土和紫外 线等因素影响。
04 高分子材料成型加工中的问题与对策
CHAPTER
气泡问题
总结词
气泡问题在高分子材料成型加工中较为常见，主要是由于气体在材料中滞留或挥 发所致。
详细描述
翘曲问题
总结词
翘曲问题是指高分子材料成型加工后 出现弯曲、变形的情况。
详细描述
翘曲问题会影响产品的外观和性能，如 导致不平整的表面或扭曲的形状。解决 翘曲问题的方法包括优化加工工艺、调 整模具设计和选择合适的材料等。
其他问题与对策
总结词
除上述问题外，高分子材料成型加工中还可能遇到其他问题，如裂纹、变色等。
02
高分子成型加工
热成型
01
02
03
04
热成型是一种将热塑性塑料片 材加热软化后，在模具中热压
成所需形状的加工方法。
热成型适用于生产汽车内装饰 板、包装盒等，具有生产效率
高、成本低等优点。
热成型过程中，需要将片材加 热软化后与模具贴合，然后通 过加压和冷却定型得到所需形
状。
热成型技术广泛应用于聚苯乙 烯、聚氯乙烯等塑料材料的加
循环利用与再生利用
实现高分子材料的循环利用和再生利用，减少资源浪费和环境污 染。
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挤出成型
挤出成型是一种通过螺杆旋转加压， 使高分子材料从挤出机口模挤出的加 工方法。
挤出成型过程中，需要对高分子材料 进行加热和加压，使其熔融并具有一 定的流动性，然后通过口模形成所需 形状。
挤出成型适用于生产连续的型材、管 材、板材等，具有生产效率高、成本 低等优点。
挤出成型技术广泛应用于塑料加工领 域，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等 塑料的加工。
开发具有良好生物相容性和生物降解性的高分子材料，用于医疗、 环保等领域。
智能化与自动化生产
1 2 3
数字化与智能化工艺控制
利用先进的传感器、控制器和执行器，实现高分 子材料加工过程的实时监测与控制，提高产品质 量和生产效率。
自动化生产线
通过机器人和自动化设备实现高分子材料的自动 化配料、成型、检测等工序，减少人工干预，降 低生产成本。
成型设备
选择合适的成型设备，确保加工过程的稳定性和制品 质量。
冷却与定型
冷却
将成型后的制品迅速冷却，以防止制品变形和内 应力产生。
定型
通过定型装置，使制品保持所需的形状和尺寸， 确保制品精度和稳定性。
高分子材料成型加工技术
微波加工：材料在外加电磁场作用下内部介质极化而产生 的极化强度矢量比外加电场落后一定的角度，导致与电场 相同的电流的产生，构成了材料内部的功率耗散，从而将 微波能转变成热能。简单的来说，微波加工就是利用微博 的加热效应。
微波加热有一下特点： ①加热均匀、效率高。 ②选择性加热。各种物体吸收微波的能力具有较大的差异。 ③加热穿透能力强。
计算流体力学（ CFD ），是通过计算机数值计算和图像显 示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所 做的分析。一些比较常用的商用ＣＦＤ软件，如 CFX 、 PHOENICS、STAR-CD、FIDIP、FLUENT。
FLUENT公司的POLYFLOW软件最广为人知的是其对粘弹性材 料的建模能力，基于有限元算法，具有强大的解决非牛顿、 非线性问题的能力，有专门关于粘弹性材料的流动模拟。 主要适用于塑料、树脂等高分子材料的挤出成型、吹塑成 型、拉丝、层流混合、涂层混合过程中的流动及传热和化 学反应问题，另外也可用于模拟聚合物流动的问题，如聚 合物熔体、石油、印墨。悬浮物的模拟流动。
注射成型又称注塑，是聚合物的一种重要成型方法，几乎 所有的热塑性和部分热固性塑料都可用注射成型方法成型。 注射成型制品约占塑料制品总量的 20%～30%，其制品主要 是工业配件、各种零部件和壳体，日用生活品等。
与其他成型方法相比，注射成型具有以下一些突出的特点。
① 成型过程非连续。② 成型周期短。 ③易于自动化操作，生产效率高。④产品种类多，更新快。
与传统相比，辐射加工技术的特点： ①加工工艺简单、易操作和可调控。 ②辐射加工属于冷加工、低能耗、无污染产业，可在常温 常压或低温条件下实施加工。 ③射线引发反应连续均匀，产品中无引发剂或或催化剂的 影响，能够获得高纯度、高质量、优良性能的绿色产品。 ④辐射加工方法对反应体系的状态无选择性。
高分子材料成型与加工
➢ 强度的大小区分没有严格的数量指标，有些资料 建议以混合物料的批量多的混合设备为低强度混 合设备，反之，能混合物料的批量少的混合设备 为高强度混合设备；
➢ 习惯上，常以物料所受的剪切力大小或剪切变形 程度来决定混合强度的高低。
6
二、间歇混合设备
静式混合设备：重力混合器和气动混合器，混合器的混合室 是静止的，依靠重力和气动力使得物料流动混合，是温和 的低强度混合器，适用于大批量固态物料的分布混合。
分散混合作用：设备主要通过向物料施加剪切力、 挤压力而达到分散目的。
代表性设备：开炼机、密炼机等。
注意: 分散混合能力和分布混合能力往往是混合设 备同时具有的，因为任何一个混合过程总是同时 具有分散与分布的要求，只是侧重点不同。
5
第二节 混合设备
3．高强度、中强度和低强度混合设备
➢ 根据混合设备在混合过程中向混合物施加的速度、 压力、剪切力及能量损耗的大小，可以分为高强 度、中强度和低强度混合设备。
13
14Biblioteka 开炼机混合过程：➢ 开炼机工作时，两个滚筒相向旋转，且速度并不等； ➢ 放在滚筒上的物料由于和滚筒表面的摩擦和粘附作用以及
物料之间的粘力拉入辊隙之间； ➢ 辊隙间的物料受到强烈的挤压和剪切作用，物料产生很大
的形变，增加各组分之间的界面，产生分布混合； ➢ 剪切力大于物料的许用应力时，物料就会分散开；
分布混合作用：通过对物料的搅动、翻转、推拉作 用使物料中各组分发生位置更换。对于熔体则可 使其产生大的剪切应变和拉伸应变，增大组分的 界面面积等达到分布混合的目的。
代表性设备：有重力混合器、气动混合器及一般用 于干混合的中、低强度混合器等。
4
第二节 混合设备
分散混合设备：主要具有使混合物中组分粒度减小， 即具有分散混合的能力。
➢ 习惯上，常以物料所受的剪切力大小或剪切变形 程度来决定混合强度的高低。
6
二、间歇混合设备
静式混合设备：重力混合器和气动混合器，混合器的混合室 是静止的，依靠重力和气动力使得物料流动混合，是温和 的低强度混合器，适用于大批量固态物料的分布混合。
分散混合作用：设备主要通过向物料施加剪切力、 挤压力而达到分散目的。
代表性设备：开炼机、密炼机等。
注意: 分散混合能力和分布混合能力往往是混合设 备同时具有的，因为任何一个混合过程总是同时 具有分散与分布的要求，只是侧重点不同。
5
第二节 混合设备
3．高强度、中强度和低强度混合设备
➢ 根据混合设备在混合过程中向混合物施加的速度、 压力、剪切力及能量损耗的大小，可以分为高强 度、中强度和低强度混合设备。
13
14Biblioteka 开炼机混合过程：➢ 开炼机工作时，两个滚筒相向旋转，且速度并不等； ➢ 放在滚筒上的物料由于和滚筒表面的摩擦和粘附作用以及
物料之间的粘力拉入辊隙之间； ➢ 辊隙间的物料受到强烈的挤压和剪切作用，物料产生很大
的形变，增加各组分之间的界面，产生分布混合； ➢ 剪切力大于物料的许用应力时，物料就会分散开；
分布混合作用：通过对物料的搅动、翻转、推拉作 用使物料中各组分发生位置更换。对于熔体则可 使其产生大的剪切应变和拉伸应变，增大组分的 界面面积等达到分布混合的目的。
代表性设备：有重力混合器、气动混合器及一般用 于干混合的中、低强度混合器等。
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第二节 混合设备
分散混合设备：主要具有使混合物中组分粒度减小， 即具有分散混合的能力。
有机高分子材料成形加工技术基础PPT课件
性和电性能好。
第25页/共44页
3. 流动性——黏度
定义 ： 聚合物的流动性与铸造合金的流动性概念相似，即是指在一定温度与压力 下聚合物充填模腔的能力。
影响因素： 1、工艺 2、聚合物结构 3、模具的影响 4、聚合物品质的影响 （粒度均匀、适度、含水量）
加工条件 结构因素
温度 ↓ 剪切速率↓ 压力 ↓
挤出胀大现象及其说明
第18页/共44页
2、不稳定流动和熔体破裂现象
高分子熔体从 口模挤出时，当 挤出速率（或剪 切应力）超过某 一临界剪切速率 （或临界剪切应 力），容易出现 弹性湍流，导致 流动不稳定，挤 出物表面粗糙。
第19页/共44页
•鲨鱼皮形 •波浪形 •竹节形 •螺旋形 •不规则破裂
3、“爬杆”现象
结晶型﹥非结晶型
第27页/共44页
3、影响成形收缩的因素
（1）聚合物品种的影响；
热塑﹥热固；结晶型﹥非结晶型
（2）聚合物制品特性的影响；
（3）模具的影响； （4）成形条件的影响。
温度↑ 压力↓ 保压时间↓
4、收缩率的计算
Ｓｃｐ＝［（ＬＭ－Ｌｓ）／Ｌｓ］×１００％ 式中，Ｓｃｐ为平均收缩率；ＬＭ为模腔在室温下的单向尺寸； Ｌｓ为聚合物制品在室温下的单向尺寸。
第28页/共44页
谢谢大家!
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• 作业: • 1、聚合物的物理状态与温度的关系？聚合物在不同物理状态下的加工技
术有何不同？ • 2、聚合物熔体流动特点？ • 3、结晶型聚合物成形时需要注意什么？ • 4、PE、PP成型加工时，仅靠改变温度来增加其流动性是否有效？那么
应该因此主要采取什么措施？
聚集状态?
谁决定?
聚合物原料
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3. 流动性——黏度
定义 ： 聚合物的流动性与铸造合金的流动性概念相似，即是指在一定温度与压力 下聚合物充填模腔的能力。
影响因素： 1、工艺 2、聚合物结构 3、模具的影响 4、聚合物品质的影响 （粒度均匀、适度、含水量）
加工条件 结构因素
温度 ↓ 剪切速率↓ 压力 ↓
挤出胀大现象及其说明
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2、不稳定流动和熔体破裂现象
高分子熔体从 口模挤出时，当 挤出速率（或剪 切应力）超过某 一临界剪切速率 （或临界剪切应 力），容易出现 弹性湍流，导致 流动不稳定，挤 出物表面粗糙。
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•鲨鱼皮形 •波浪形 •竹节形 •螺旋形 •不规则破裂
3、“爬杆”现象
结晶型﹥非结晶型
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3、影响成形收缩的因素
（1）聚合物品种的影响；
热塑﹥热固；结晶型﹥非结晶型
（2）聚合物制品特性的影响；
（3）模具的影响； （4）成形条件的影响。
温度↑ 压力↓ 保压时间↓
4、收缩率的计算
Ｓｃｐ＝［（ＬＭ－Ｌｓ）／Ｌｓ］×１００％ 式中，Ｓｃｐ为平均收缩率；ＬＭ为模腔在室温下的单向尺寸； Ｌｓ为聚合物制品在室温下的单向尺寸。
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• 作业: • 1、聚合物的物理状态与温度的关系？聚合物在不同物理状态下的加工技
术有何不同？ • 2、聚合物熔体流动特点？ • 3、结晶型聚合物成形时需要注意什么？ • 4、PE、PP成型加工时，仅靠改变温度来增加其流动性是否有效？那么
应该因此主要采取什么措施？
聚集状态?
谁决定?
聚合物原料
高分子材料成型加工PPT课件
连续成型 管、棒等的生产 按操作方式
间歇成型
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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
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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。
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Tg 玻璃化温度 Tf 粘流温度 TD 分解温度
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<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
24学时
挤出、注射、压制、压延、吹塑等
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
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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）。
小，有效形变值减小。
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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。
高分子材料成型加工挤出
可编辑ppt
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传动装置
由电机、减速箱、轴承等部分组成 主要作用是带动螺杆转动
加料装置
• 锥形加料漏斗 • 加热装置 • 搅拌器 • 真空装置
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挤出机的料筒
是一个能承受压力的金属圆筒，包裹住螺杆，其外层 有加热和冷却系统；
料筒的作用： • 对塑料加热； • 配合螺杆使塑料加热；
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加料段 压缩段 计量段
将料斗供给的物料送往压缩段 压缩物料、排除空气
将熔融的物料定量定压送入机头
固态、部分熔融 熔融态 熔融态
可编Байду номын сангаасppt
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螺杆的几何结构参数
螺杆的直径D
螺杆的长径比L/Ds
螺杆的压缩比A
螺槽的深度H
旋转比θ
可编螺辑ppt纹棱部宽度E
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螺杆的直径D 代表挤出机的规格，D↑，挤出机的生产能力↑
问题：牵引速度对聚合物性能的影响？
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挤出成型设备
螺杆式挤出机：连续成型，用途最多； 柱塞式挤出机：间歇成型，一般不用；
单螺杆式挤出机
螺杆式挤出机 双螺杆式挤出机
多螺杆式挤出机
以单螺杆和双螺杆式挤出机最为常见。
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螺杆式挤出机
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螺杆式挤出机主要构成
传动装置 加料装置 料筒 螺杆 机头
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制品的定型和冷却
可以通过风冷或是水冷实现。 热塑性塑料在挤出后，应及时冷却定型，否则在自身重力作用下
会发生形变。
问题：冷却速度对结晶性聚合物的影响？
可编辑ppt
高分子成型工艺及设备实验指导书
高分子成型工艺及设备实验指导书湖南工业大学包装与材料工程学院高分子材料与工程系李祥刚编制实验一物料混合一、实验目的1．掌握物料混合的方法；2．认识配方中各组分的作用；3．学会使用高速混合机。
二、实验原理混合过程是使多相不均态的各组分转变为多相均态的混合料，常用的混合设备有Z 型捏合机和高速混合机：高速混合器是密闭的高强力、非熔融的立式混合设备，由圆筒型混合室和设在混合室底部的高速转动的叶轮组成，在固定的圆筒型容器内，由于搅拌叶的高速旋转而促使物料混合均匀，除了使物料混合均匀外，还有可能使塑料预塑化。
在圆筒型混合室内，设有挡板，由于挡板的作用使物料呈流化状，有利于物料的分散均匀，在混合时，物料沿容器壁急剧散开，造成旋涡状运动，由于粒子的相互碰撞和摩擦，导致物料温度上升，水分逃逸，增塑剂被吸收，物料与各组分助剂分散均匀。
为提高生产效率，混合过程一般需要加热，并按需要顺序加料。
三、实验原料及仪器设备高速混合机SHR-10 型最大容积10L，功率：3.3/4KW，转速720～1440 r/min。
四、实验步骤1.配料按照性能要求设计的配方称量树脂及各种助剂，要求配料总量3000g 左右。
2.混合（1）准备将混合器清扫干净后关闭釜盖和出料阀，在出料口上接上接料用接料袋。
（2）调速开机空转，在转动时将转速调至700r/min。
（3）加料及混合将已称量好的树脂及辅料倒入混合器中，盖上釜盖，将时间继电器调到5min，按启动按钮。
（4）出料到达所要求的混合时间后，马达停止转动，打开出料阀，点动按钮出料。
（5）清理待大部分物料已排出后，静止5min，打开釜盖，将混合器内的余料全部扫入袋内待用。
五、实验记录五、注意事项1．配料时称量必须准确；2．高速混合器必须在转动情况下调整。
六、思考题1. 物料混合的机理是什么？2. 聚合物成型加工用物料的主体是什么？有何作用？3. 粉料粒度大小对混合有何影响？实验二填充聚合物的制备一、实验目的1.了解填充改性聚丙烯的挤出造粒原理，挤出机的工作特性，以及挤出成型工艺对粒子制品质量的影响．2.掌握挤出造粒的操作过程．二、实验原理将聚丙烯（PP）以及各种无机填料（CaCO3 或CaSO4）按照一定比例加入到双螺杆挤出机中，经过加热，剪切，混合以及排气作用，PP 以及填料塑化成均匀熔体，在两个螺杆的挤压下熔体通过口模，水槽冷却定型，鼓风机冷却排水，切粒机切割造粒，最终成为聚丙烯填充改性料。
《高分子成型加工》课件
高分子材料成型加工的未来展望
高分子材料成型加工的未来 展望包括高分子材料成型加 工技术的可持续发展、高分 子材料成型加工技术的数字 化转型、高分子材料成型加 工技术的智能化升级等方向 。
高分子材料成型加工技术的 可持续发展是指通过绿色环 保技术和循环经济理念，实 现高分子材料加工过程的可 持续发展，降低对环境的负 面影响。
成型加工过程中常见问题及解决方案
01
气泡问题
优化注射速度和时间 ，减少空气的混入。
02
收缩问题
调整模具温度和注射 压力，控制塑料收缩 率。
03
翘曲问题
优化模具设计和冷却 系统，减少产品变形 。
04
表面光泽问题
调整注射速度和温度 ，提高表面光泽度。
成型加工质量检测与评估
外观检测
检查产品表面是否光滑、无气泡、无翘曲等 缺陷。
高分子材料的应用
要点一
总结词
高分子材料在各个领域都有广泛的应用，如建筑、汽车、 电子、医疗等。
要点二
详细描述
高分子材料因其独特的物理和化学性质，在各个领域都有 广泛的应用。在建筑领域，高分子材料可以用于制造防水 材料、保温材料等；在汽车领域，高分子材料可以用于制 造汽车零部件、汽车内饰等；在电子领域，高分子材料可 以用于制造电路板、电池等；在医疗领域，高分子材料可 以用于制造医疗器械、人工器官等。
尺寸检测
测量产品的各项尺寸，确保符合设计要求。
性能检测
对产品进行各种性能测试，如拉伸强度、弯 曲强度、冲击强度等。
可靠性检测
模拟实际使用环境，对产品进行长时间使用 测试，评估其可靠性。
06
高分子材料成型加工发展趋势 与展望
Chapter
高分子复合材料成型技术及装备
高分子复合材料成型技术与装备目录分别用手糊成型与喷射成型制备玻璃钢船船体产品工艺、设备，并进行方法比较 (2)一、不饱和聚酯树脂与玻璃纤维 (2)1.1、不饱和聚酯树脂 (2)1.2、玻璃纤维 (2)二、手糊法制作玻璃钢船船体 (3)2.1.1手糊成型的基本原理 (3)2.1.2手糊制品的结构 (3)2.2.1手糊成型的设备 (4)2.2.2原材料的准备 (4)2.2.3手糊成型工艺流程 (5)三、喷射成型制作玻璃船船体 (6)3.1.1喷射成型的基本原理 (6)3.1.2喷射成型的类别 (7)3.1.3喷射成型的设备 (7)3.2.1原材料的准备 (8)3.2.2喷射成型工艺流程 (9)3.2.3喷射成型工艺控制 (9)四、手糊成型与喷射成型的比较 (10)4.1手糊成型的优缺点 (10)4.2喷射成型相对于手糊成型的优缺点 (11)五、参考文献 (12)利用碳纤维与尼龙66等材料制备运动鞋底产品的方法 (13)一、碳纤维与尼龙66 (13)1.1碳纤维 (13)1.2尼龙66 (13)二、模压成型制备运动鞋底 (14)2.1模压成型工艺简介 (14)2.2模压成型设备 (14)2.3.模压成型的基本原理及控制因素 (14)2.4模压成型工艺过程 (16)三、尼龙66注塑成型制备运动鞋底 (20)3.1尼龙66工艺特点 (21)3.2尼龙树脂品种的选定 (21)3.3增韧剂的选定 (21)3.4尼龙合金材料其他性能的改进 (22)3.5注射成型设备 (22)3.6成型工艺 (22)3.7鞋底注塑成型工艺流程图 (26)四、参考文献 (26)分别用手糊成型与喷射成型制备玻璃钢船船体产品工艺、设备，并进行方法比较一、不饱和聚酯树脂和玻璃纤维1.1不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂，一般是由不饱和二元酸二元醇或者饱和二元酸不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。
通常，聚酯化缩聚反应是在190～220℃进行，直至达到预期的酸值（或粘度），在聚酯化缩反应结束后，趁热加入一定量的乙烯基单体，配成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称之为不饱和聚酯树脂。