高分子材料成型工艺基础第九章塑料特殊成形
材料加工技术——压延成型
高分子材料成型加工
➢ 辊筒间隙远远小于辊筒的半径 ， 因此认为在 鉗注区内的两辊筒表面是相互平行的 。因此 ， 根据流体力学粘性流体连续流动方程可推导出 如下的压力方程式
得出钳住区各主要点的压力为
高分子材料成型加工
➢ 始钳住点 P=0 ➢ 最大压力点 P=Pmax ➢ 中心钳住点 P=0.5 Pmax ➢ 终钳住点 P=0
PVC
0.10—0.7mm 的硬质 片材、薄膜及板材 PVC
➢ 压延软质塑料薄膜时 ，如果以布 、纸或玻璃布作
为增强材料 ，将其随同塑料通过压延机的最后一对
辊筒 ，把粘流态的塑料薄膜紧覆在增强材料之上，
所得的制品即为人造革或涂层布(纸) ，这种方法通
称为压延涂层法 。根据同样的原理 ，压延法也可用于塑料与其他材料来自如铝箔 、涤纶或尼龙薄膜等)贴
➢ 1 、原材料
相对分子量及其分布 增塑剂 稳定剂 各组分的分散和塑化
➢ 2 、压延工艺条件
辊温
辊速与速比 辊距
辊隙存料及其旋转状况
➢ 3 、冷却定型
冷却辊温 冷却辊速
三 、影响制品厚度的因素 ➢ 辊筒的弹性变形
➢ 辊筒表面温度的波动
高分子材料成型加工
➢ 胶片压延（压片） ➢ 胶料的压型 ➢ 纺织物挂胶 ➢ 贴合
第三节 压延成型工艺
生产流程包括供料阶段和压延阶段 ， 是一个 从原料混合 、塑化 、供料 ， 到压延的完整连 续生产线。 ➢ 供料阶段包括塑料的配制 、混合 、塑化 、 向压延机传输喂料等工序 ➢ 压延阶段含压延 、牵引 、扎花 、冷却 、卷 取 、切割等工序
高分子材料成型加工
➢ 按粘合操作与薄膜压延的生产工艺流程中 的关系 ， 分为直接粘合和分布层合 ➢ 按照布基与薄膜的粘合方式不同 ， 分为擦 胶法和粘胶法： 外粘法 、 内粘法
《塑料成型基础》课件
成型品外观质量检查
01
检查尺寸精度
测量成型品的尺寸，确保其符合设 计要求。
检查颜色和光泽
确保成型品的颜色均匀，符合预期 的光泽度。
03
02
检查表面光洁度
检查成型品的表面是否光滑，有无 气泡、划痕、凹陷等缺陷。
检查结构完整性
检查成型品是否有断裂、翘曲等结 构问题。
塑料成型的重要性
塑料制品的应用广泛
塑料制品在日常生活、工业生产、科技发展等领域应用广泛，如家电、汽车、建筑、电子 、航空航天等。因此，塑料成型技术的发展对于满足人们对各种塑料制品的需求具有重要 意义。
塑料成型技术的创新发展
随着科技的不断发展，对塑料制品的性能要求也越来越高，如强度、耐热性、耐腐蚀性等 。因此，需要不断研究和创新塑料成型技术，以提高塑料制品的性能和质量。
微纳塑料加工技术
利用微纳米技术制造超小型、超薄型 塑料零件，提高产品性能和降低成本 。
环境友好型塑料成型技术
热塑性弹性体
具有橡胶的弹性和塑料的加工性，可回收利用，减少废弃物产生。
无溶剂型塑料
在成型过程中不使用任何溶剂，减少环境污染和健康危害。
THANK YOU
不同种类的塑料在物理性能、化学性能、加工性能等 方面存在差异。
例如，聚乙烯和聚丙烯都是热塑性塑料，但聚乙烯较 软，而聚丙烯较硬；酚醛树脂和环氧树脂都是热固性 塑料，但酚醛树脂具有较好的耐热性和绝缘性，而环 氧树脂具有较好的机械强度和粘结力。
03
塑料成型工艺
注射成型
总结词
通过高压将塑料熔融并注入模具，冷却后脱模得到制品。
热固性塑料通常采用模压、传递模塑等工艺成型。
高分子材料成型工艺
高分子材料成型工艺高分子材料是一类具有高分子量、由大量重复单元结构组成的聚合物材料，具有良好的物理性能和化学稳定性，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。
高分子材料的成型工艺是指将高分子材料加工成所需形状和尺寸的工艺过程，包括塑料成型、橡胶成型和纤维成型等多个方面。
本文将重点介绍高分子材料成型工艺的相关内容。
首先，塑料成型是高分子材料成型工艺中的重要部分。
塑料成型工艺通常包括热塑性塑料和热固性塑料两种类型。
热塑性塑料成型工艺主要包括挤出成型、注塑成型、吹塑成型和压延成型等方法，通过加热塑料原料使其熔化，然后通过模具成型成所需的产品。
而热固性塑料成型工艺则是通过将热固性树脂与填料、助剂等混合后，经过加热固化成型。
塑料成型工艺的选择应根据塑料材料的性质、成型产品的要求和生产效率等因素进行综合考虑。
其次，橡胶成型是另一个重要的高分子材料成型工艺。
橡胶成型工艺通常包括挤出成型、压延成型、模压成型和注射成型等方法。
橡胶材料具有良好的弹性和耐磨性，广泛应用于汽车轮胎、密封件、橡胶垫等领域。
橡胶成型工艺的关键是控制橡胶材料的流动性和硫化反应，以确保成型产品的质量和性能。
最后，纤维成型是高分子材料成型工艺中的另一个重要领域。
纤维成型工艺通常包括纺丝、织造、非织造和纺粘等方法。
纤维材料具有良好的拉伸性和柔韧性，广泛应用于纺织品、复合材料、过滤材料等领域。
纤维成型工艺的关键是控制纤维材料的拉伸和取向，以确保成型产品的强度和外观。
总之，高分子材料成型工艺是高分子材料加工的关键环节，直接影响产品的质量和性能。
通过选择合适的成型工艺和优化工艺参数，可以实现高效、稳定地生产高质量的高分子材料制品，满足不同领域的需求。
希望本文对高分子材料成型工艺有所帮助，谢谢阅读。
高分子成型加工工艺课件
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。
《高分子材料成形工艺学》各章复习思考题汇总
绪论1．简述塑料、化学纤维和橡胶的分类和主要品种。
2．简述塑料、化学纤维和橡胶所涉及的主要特异性品质指标名称。
3．简要说明化学纤维的线密度和相对强度概念。
4．简述超细纤维的特点和复合纺丝制造方法。
5．简要说明高分子材料成形基本过程和成形过程中的变化。
6．成形制品时选择材料及其成形工艺应遵循哪些基本原则？并简要说明。
第一篇高分子成形基础理论第一章高分子材料的成形品质1. 高分子的可挤出性受哪些因素的影响？通常如何评价高分子的可挤出性？2. 挤出细流类型有哪些类型？什么类型是正常纺丝的细流类型？如何实现？3. 可纺性与哪些因素相关？如何相关？4. 可纺性理论包括哪两种断裂机理？请简要说明。
5. 什么是模塑性？试画图并说明高分子的最佳模塑区域。
6. 评价模塑性通常采用什么方法？请简要说明方法原理。
7. 聚合物的拉伸曲线有哪三种基本类型？哪两种拉伸曲线具有可延性？如何获得该两种拉伸曲线？8. 什么是可延性？高分子为什么具有可延性？如何评价可延性？9. 可延性的影响因素有哪些？如何影响？10. 试分析高分子成形过程中应如何对待高分子的粘弹性。
11. 试说明高分子成形过程中应如何利用高分子的松弛特性？12. 高分子应变硬化的物理基础是什么？高分子成形中哪些工艺利用了应变硬化？13. 合成纤维的成形中经常采用多级拉伸，试问有什么意义？多级拉伸应如何实施？14. 高分子的热膨胀系数随温度的变化表现出什么样的规律？15. 简要说明高分子比热容随温度的变化关系？16. 为什么非晶聚合物的导热系数随温度的变化规律在玻璃态和高弹态不同？第二章高分子成形流变学基础1. 区别三组概念：①剪切流动和拉伸流动；②稳态流动与非稳态流动；③等温流动与非等温流动。
2. 非牛顿流体有几种类型？分别表现出怎样的流动行为？3. 高分子流体在宽剪切速率范围内为什么往往会出现第一牛顿区、非牛顿区和第二牛顿区三个区域的流变特征？4. 什么是宾汉流体？有什么样的流动特征？为什么表现出那样的流动特征？5. 什么是幂律方程？幂律方程的K 和n 有什么特征？6. 时间依赖性流体有哪两种？它们为什么会出现时间依赖性？7. 测得一种热塑性聚合物熔体在注射成形条件下的流体稠度K=64，n=0.65，该熔体通过直径4mm 、长75mm 圆形等截面喷孔时的体积流率为5×10-5m 3·s -1，试计算管壁处的剪应力、剪切速率和整个圆管中的流速分布函数。
高分子材料成型加工原理
⾼分⼦材料成型加⼯原理第⼀章绪论1.按所属成型加⼯阶段划分，塑料成型加⼯可分为⼏种类型？分别说明其特点。
(1)⼀次成型技术⼀次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有⼀定形状和尺⼨制品或半制品的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上⼴泛采⽤的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。
(2)⼆次成型技术⼆次成型技术，是指既能改变⼀次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺⼨，⼜不会使其整体性受到破坏的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上采⽤的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数⼏种⼆次成型技术。
(3)⼆次加⼯技术这是⼀类在保持⼀次成型或⼆次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺⼨和表观性质所进⾏的各种⼯艺操作⽅法。
也称作“后加⼯技术”。
⼤致可分为机械加⼯、连接加⼯和修饰加⼯三类⽅法。
2.成型⼯⼚对⽣产设备的布置有⼏种类型？(1)过程集中制⽣产设备集中；宜于品种多、产量⼩、变化快的制品；衔接⽣产⼯序时所需的运输设备多、费时、费⼯、不易连续化。
(2)产品集中制⼀种产品⽣产过程配套；宜于单⼀、量⼤、永久性强的制品、连续性强；物料运输⽅便，易实现机械化和⾃动化，成本降低。
3.塑料制品都应⽤到那些⽅⾯？(1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电⽓⼯业(5)化学⼯业(6)仪表⼯业(7)建筑⼯业(8)航空⼯业(9)国防与尖端⼯业(10)家具(11)体育⽤品和⽇⽤百货4.如何⽣产出⼀种新制品？(1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等⽅⾯所应具备的指标；(2)根据要求，选定合适的塑料，从⽽决定成型⽅法；(3)成本估算；(4)试制并确定⽣产⼯艺规程、不断完善。
第⼆章塑料成型的理论基础1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对⾼分⼦材料加⼯有何实际意义？2.请说出晶态与⾮晶态聚合物的熔融加⼯温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。
晶态聚合物：Tm——Td；⾮晶态聚合物：Tf——Td。
对于作为塑料使⽤的⾼聚物来说，在不结晶或结晶度低时最⾼使⽤温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连接相，因此在Tg以上仍不会软化，其最⾼使⽤温度可提⾼到结晶熔点。
高分子材料--塑料成型加工 ppt课件
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13
注射成型技术
注射成型工作原理：
塑料在注射机的机筒里熔化。随着螺杆的转动， 熔体聚集在螺杆头部，产生压力使螺杆在机筒里 后移。当聚集了所需要量的熔体时，螺杆停止旋 转，螺杆再以机械方式或液压为动力向前迅速移 动，将熔体由喷嘴挤出通过流道注入模具。当制 品冷却到能够保持其形状不变时，模具沿着分模 线打开，顶出制品。
ppt课件
5
德国阿博格Appllta课r件ounder-U注塑机
6
管材挤出生产线
ppt课件
7
挤出机挤出成型技术
（1）塑料挤出机的功能
采用加热加压和剪切等方式，将固态的塑料原料或混合 有色母料等助剂、共混树脂或回料的物料变成均匀一致的 熔体，并以足够大的压力将熔体送到机头，机头上有形成 制品截面的口模，以形成具有固定截面的连续制品。
高分子材料成型工艺课件
将信息技术与高分子材料成型工艺 相结合，实现智能化制造，提高生 产效率。
06
高分子材料成型工艺案例分析
案例一：注塑成型工艺在汽车行业的应用
总结词
广泛使用、高效、精确
详细描述
注塑成型工艺是高分子材料成型中的一种常用方法，尤其在汽车行业中应用广泛。通过注塑成型，可以高效、精 确地生产出各种形状和尺寸的汽车零部件，如保险杠、仪表盘、座椅骨架等。这种工艺能够满足汽车行业对高品 质、高效率和高精度的要求。
注塑成型工艺适用于各种塑料材料， 如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等，广 泛应用于汽车、家电、电子等领域。
挤出成型工艺
挤出成型工艺是一种通过螺杆旋 转加压的方式将高分子材料连续
不断地挤出成型的加工方法。
挤出成型工艺适用于各种塑料材 料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙 烯等，广泛应用于管材、板材、
型材等领域。
挤出成型工艺具有生产效率高、 加工成本低等优点，但也存在一 些缺点，如设备投资大、生产过
04
高分子材料成型工艺的新发展
3D打印技术
3D打印技术是一种增材制造技术，通过逐层堆积材料来构建三维物体。 在高分子材料成型领域，3D打印技术可用于制造塑料、橡胶等高分子材 料的制品。
3D打印技术的优点包括定制化生产、减少材料浪费、提高生产效率等。 此外，该技术还可用于制造复杂结构的高分子材料制品，如多孔结构、
成型流程
将高分子材料加入成型设备中， 经过加热、加压或特定化学环境 处理，最后冷却固化得到制品。
成型工艺的影响因素
材料性质
高分子材料的分子量、分子量分布、 结晶度、流动性等性能对成型工艺有 很大影响。
成型温度
温度过高可能导致材料分解，温度过 低则可能使材料无法充分流动和塑化 ，影响制品质量。
塑料成形工艺基础
压力过大会导致塑料流动困难，可能产生不均匀的填充，进而影响制品的均匀 性和性能。
成形时间对制品性能的影响
冷却时间的影响
成形过程中，塑料需要足够的时间来冷 却固化，以确保分子排列稳定和制品的 机械性能。冷却不足可能导致制品内部 应力过大，影响其稳定性和寿命。
时间与效率的权衡
延长成形时间可以提高制品质量，但 也会降低生产效率。选择合适的成形 时间需要在制品性能和生产效率之间 取得平衡。
06 成形工艺的发展趋势与展 望
高性能塑料的开发与应用
高性能塑料具有优良的机械性能、 耐高温、耐腐蚀等特点，广泛应 用于航空航天、汽车、电子等领
域。
随着科技的不断发展，高性能塑 料的种类和性能得到了极大的拓 展，为塑料成形工艺提供了更多
的可能性。
高性能塑料的成形工艺需要更高 的技术和设备要求，但能够满足 复杂结构和高端产品的制造需求。
温度与流动性的关系
温度越高，塑料的流动性越好，有利于填充模具的各个角落，减少空隙和表面缺陷。但温度过高可能导致材料过 热，影响其冷却后的性能。
成形压力对制品性能的影响
压力对密度和气体的排除
成形压力决定了塑料在模具中的压实程度。适当提高压力有助于提高制品的密 度和减少内部气泡，从而提高其物理强度和外观质量。
设备控制
通过控制系统实现对成形设备的精确控制，确保产品质量和 生产效率。
成形工艺参数
温度
控制塑料原料的加热和模具的温度，以实现 良好的流动和成型。
时间
控制成形周期，确保塑料在最佳时间内完成 成型。
压力
在成形过程中施加压力，以促进塑料的流动 和填充模具。
添加剂
根据需要添加增塑剂、颜料等添加剂，以改 善塑料的性能和外观。
(完整版)高分子材料成型加工(含答案)
1.高分子材料成型加工：通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所摇的形状并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。
2.热塑性塑料：是指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。
具有可塑性可逆热固性塑料：是指受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯、不饱和聚酯树脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。
3. 通用塑料：一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料工程塑料：指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6KJ/m2,长期耐热温度超过100°C 的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等的、可代替金属用作结构件的塑料.4.可挤压性：材料受挤压作用形变时，获取和保持形状的能力。
可模塑性：材料在温度和压力作用下，产生形变和在模具中模制成型的能力。
可延展性：材科在一个或两个万向上受到压延或拉伸的形变能力。
可纺性：材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。
5.塑化效率：高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量定义为增塑剂的塑化效率。
定义DOP的效率值为标准1,小于1的则较有效,大于1的较差.6.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况及一切影响流体流动的因素不随时间而变化，此种流动称为稳定流动。
不稳定流动：凡流体在输送通道中流动时，其流动状况及影响流动的各种因素都随时间而变化，此种流动称之不稳定流动。
7. 等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的流动。
（在等温流动情况下，流体与外界可以进行热量传递，但传入和输出的热量应保持相等）不等温流动：在塑料成型的实际条件下，由于成型工艺要求将流道各区域控制在不同的温度下:而且由于粘性流动过程中有生热和热效应，这些都使其在流道径向和轴向存在一定的温度差，因此聚合物流体的流动一般均呈现非等温状态。
【精品课件】有机高分子材料成形加工技术基础
非晶态线型聚合物的 温度-形变曲线
对非晶的无定型聚合物而言，温度
高于粘流温度Tf即进入粘流态。
结晶聚合物的温度-形变曲线
分子量低时，温度高于Tm 即进入粘流态；
分子量高时，熔融后可能存在高弹态，需 继续升温，高于流动温度才进入粘流态温
度高于Tf 才进入粘流态。
成型温度要选在：Tf T成型 Td
HDPE PP PS PVC
符号
状态
PVC(℃) PP(℃)
Tb
T﹤Tb 脆硬态
Tg
Tb﹤T﹤Tg 普弹态
-61
0
87 10-15
Tf
Tg﹤T﹤Tf 高弹态
136
～
Tm
Td﹥T﹥Tf（Tm） 粘流态
～
164175
Td
140 300
成型温度要选在：Tf T成型 Td
粘流态是高分子 材料主要的加工
非晶与结晶聚合物的温度-形变曲线
•鲨鱼皮形 •波浪形 •竹节形 •螺旋形 •不规则破裂
3、“爬杆”现象
与牛顿型流体不同，盛在容器中的高分子液体，当插入 其中的圆棒旋转时，没有因惯性作用而甩向容器壁附近， 反而环绕在旋转棒附近，出现沿棒向上爬的“爬杆”现象。 又称“包轴”现象。
聚合物成型加工基础
高分子材料： 是分子量大于1万以上 的有机材料，实际上分子量一般在十 几万乃至数十万以上，再大者可达数 百万。是通过聚合反应由低分子化合 物单质材料制得，故又称为高聚物材 料，或简称聚合物。
按来源
高分子 材料
结构 的多 重加 工性
玻璃化 温度
结晶度10 ％～60％
结晶性
天然
合成 热塑性 热固性 塑料
式中，ｎ为非牛顿指数，（ ｎ＜１）；K为稠度（表观黏 度）。 上式还可写成：
注塑成型—注塑成型工艺(高分子成型课件)
使用方法： a.手涂 b.喷涂
注意：润滑剂的用量要适中，需表面处理的塑料件不可用脱模剂。
7 模具保养
模具保养——涂防锈油
四、注塑成型工艺
（二）注射成型过程 1 基本工艺流程
四、注塑成型工艺
（一）成型前的准备 1 塑料原料的检验
①塑料原料的种类 ②塑料原料的外观： 检查原料色泽、粒 子大小及均匀性等。 ③塑料原料的工艺性能测定：原料流动 性、熔融指数、收缩率、含水量、分子 量、热性质等。
2 塑料原料的着色
①染色造粒法： 色剂和塑料原料充分混合后挤出造粒 ②干混着色法： 原料与分散剂、颜料混合着色后直接注射 ③色母料着色法：原料与色母料按一定比例混合均匀后用于注射成型
先升温至比料筒中物料加工温度高20℃左右，注净后加入清洗剂最后 加入新料，用预塑的方式连续多空注射清洗即可。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、注塑成型工艺
（一）成型前的准备
5 嵌件的预热
①嵌件的安装：为满足装配和使用强度的要求，有的塑料制品含 有金属嵌件。带有嵌件的塑料制品在注射前，必须将嵌件放 进模具内的预定位置并可靠固定。
五、注塑成型工艺参数
（一）温度 1 料筒温度 ①影响料筒温度的因素
a 塑料的黏流温度或熔点：料筒温度应在粘流温度Tf （或熔点Tm） 和热 分解温度 Td 之间。对于Tf （或 Tm ）~ Td区间较窄的物料，机筒温度可相 对较低；对于 Tf （或 Tm ）~ Td区间较宽的物料，机筒温度可高一些。 b 塑料特性：热敏性塑料如POM、PVC等要严格控制料筒的最高温度和在 料筒中的停留时间。 c 塑料的分子量和分子量分布： M高，分布窄，T高 d 注射机类型：螺杆式注射较注塞式注射机料筒温度较低10~20℃。 e 塑件及模具结构：对于薄壁制件料筒温度高于厚壁制件；形状复杂或带 有嵌件的制件料筒温度也应高一些。 f 添加剂种类：为玻璃纤维或无机填料时，由于熔体流动性变差，相应提 高料筒温度；若添加剂为增塑剂或软化剂时，料筒温度可适当低些。
高分子材料加工成型原理--塑料一次成型 ppt课件
第六章 塑料的一次成型
第一节 挤出成型
第二节 注射成型
第三节
压制成型
第四节
压延成型
第五节
其他成型方法
第二节
注射成型
注塑机的基本结构
注射成型的工艺过程
注射成型工艺的影响因素
常见注射成型缺陷、产生原因及其解决
新型注射成型工艺
第二节
注射成型
注射成型：
亦称注塑，是将塑料(一般为粒料)在注射成型机的料筒内加热熔化后，在柱塞或螺杆加压下
模具缺陷
注塑原料不合要求
常见成型缺陷、产生原因及其解决
滞流、产生原因及其解决
常见成型缺陷、产生原因及其解决
滞流、产生原因及其解决
原因 壁厚差异过大 浇口设置不当
解决措施
增大易滞流区壁厚，减少熔体流动阻力 浇口远离易滞流区，尽量使易滞流区成 为最后充填区域 提高熔体温度改善其流动性；提高注射 速率减少滞流时间。 选用粘度小的成型材料
注塑成型的工艺过程 注射过程（周期）：
成形周期
冷却时间 开模时间 充填时间 充填时间
22s 1 9 10 2
保压时间
保压时间
冷却时间 开模时间
注塑成型的工艺过程
制品的后处理
目的：
• 改善制品性能和提高尺寸稳定性
手段：
• 退火：
• 加速松弛，消除或降低内应力，加快二次结晶 或后结晶，稳定尺寸；
过保压、产生原因及其解决
原因
解决措施
建立平衡的流动； 流动不平 选择适当的浇口位置使各个方向的流长尽量相 等或单侧进料； 衡 去除不必要的浇口
【材料成型原理——锻压】第九章 主应力法
k表 示 屈 服 时 的 最 大 剪 应力
按 密 席 斯 屈 服 ，k
1 3
s
•4.将上述的近似平衡微分方程与塑性条件联解，以求接触 面上的应力分布，这就是主应力法。
9.2 几种金属流动类型变形公式的推导
• 一、平面应变的横向流动（镦粗型）变形力公式的推导
右图表示平行砧板间的平面应变镦粗，
设 'S(若改变摩擦条件，
2
停 滞 区 ： S r S r (h 试 样 高 度)
2 rc 2 h
或
c
r h
( c 停 滞 区 外 端 点 之 )
现在，根据前面所推得的近似平衡方程
与近似塑性条件
d r
2
h
dr
d r d z
•第九章 塑性成形问题的主应力解法
• 9.1 主应力法的实质 • 9.2 几种金属流动类型变形公式的推导 • 9.3 拉延凸缘变形区应力分布
9.1主应力法的实质
• 塑性成形力学的基本任务之一就是确定各种成形工序所 需的变形力，这是合理选择加工设备、正确设计模具和制 定工艺规程所不可缺少的。由于塑性成形时，变形力是通 过工具表面或毛坯的弹性变形区传递给变形金属的，所
由于变形体是旋转体，所以采用圆柱坐标。
• 轴对称状态时，旋转体的每个子午面（θ面）都始终保持平面，而且各子午面 之间的夹角始终不变。所以：
• 1）在θ面上没有剪应力 • 2）各应力分量与θ坐标无关，对θ的偏导数为零 • 3） θ向的位移分量v=0 • 4）各位移分量与θ坐标无关
• 对于圆柱体的平砧均匀镦粗时： • 径向正应力和周向正应力是相等的，即
联结后得
d z
2
h
dr
z
2
湖大材料工程基础课件第九章高分子成型
Section5: Polymers Forming
可挤压性
可挤压性指聚合物通过挤压作用变形时获得形状和 保持现状的能力。通常条件下，聚合物在固体状态下不能
通过挤压而成形，只有当聚合物处于粘流时才能通过挤压
获得有用的变形。材料的挤压性能与聚合物的流变性、熔 融指数和流动速率密切相关。
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本章内容 1 高分子材料成形的基本原理 2 高分子材料的成形方法及设备 3 高分子材料制品的结构工艺性 4 高分子材料成形新技术 5 复合材料成形 6工程实例—汽车轮胎的制造
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1 高分子材料成形的基本原理
高分子材料又称聚合物（polymers）。 与金属材料及无机非金属材料相比，高分子 材料呈现出良好的可塑性，因此，高分子材 料的成形技术和方法较多，这也是高分子材 料能够广泛应用的重要原因。
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1．聚合物的力学状态与流变行为
在不同的温度条件下，聚合物在外力作用下，表现出不同的形 变特性。根据聚合物所表现的力学性质，可以将聚合物的力学状态 划分为三种：玻璃态、高弹态和粘流态，如图5-1所示。
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橡胶制品生产的基本过程包括：生胶的塑炼、 胶体的混炼、橡胶成形、硫化和修边，如图所示。
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（1）塑炼
塑炼的目的就是通过机械剪切和热氧化作用，使塑料具有 可塑性。 将塑炼胶和各种配合剂，用机械方法使之完全均匀分散的 过程称为混炼。
有机高分子材料成形
塑件从塑模中取出冷却到室温后，塑件的各部分尺寸
都比原来在塑模中的尺寸有所缩小，这种性能称为收缩性。
成型收缩的形式：
⑴塑件的线尺寸收缩 ⑵收缩方向性 ⑶后收缩 ⑷后处理收缩
第三章 有机高分子材料及其成形
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§3.3.1 塑料的工艺性能
一、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
借助螺杆的旋转运动，材料內部也发热，均勻塑化，塑 化能力大。
可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。
成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化
由于加热缸的压力损失小，用较低的射出压力也能成型。
加热缸內的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很少因 滞留而分解。
第三章 有机高分子材料及其成形
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一、注射成形
⑷成型条件
收缩率的计算：
塑件的成型收缩值可用以下公式来表示。
第三章 有机高分子材料及其成形
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§3.3.1 塑料的工艺性能
一、热塑性塑料的工艺性能
S实
a
b b
S计
c
c
b
(24)
式中： S实── 实际收缩率（%） S计── 计算收缩率（%）
a ── 塑件在成型温度时的单向尺寸（mm） b —— 塑件在室温下的单向尺寸（mm） c —— 塑模在室温下的单向尺寸（mm）
第三章 有机高分子材料及其成形
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§3.3.1 塑料的工艺性能
二、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
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❖ 工艺过程：模具准备、浇铸液配制及处理、浇铸、 固化、制品脱模、后处理等
高分子材料成型工艺基础第九章塑
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料特殊成形
一、模具准备
❖ 模具准备：模具清洁、干燥、涂脱模剂、制品嵌 件准备及其安放、模具预热等
➢ 应用：常用于生产光学片基和薄膜（如电影胶片、胶卷、 安全玻璃的中间夹层薄膜等）。
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料特殊成形
聚合物：高温下易降解或熔融黏度较高，不适用挤出或 吹塑等，品种有三醋酸纤维素（最常用）、PVA、乙烯 －醋酸乙烯共聚物、四氟乙烯－乙烯共聚物、PC等
成形过程：溶液配制及处理、流涎浇铸成膜、薄膜干燥 和溶剂回收等
料特殊成形
❖ 离心浇铸：将液态成形物料灌入高速旋转的热模腔内
➢ 物料：多采用熔融黏度低、热稳定性高的热塑性熔体 （如PE和PA等）
➢ 制品：多数为圆柱形或近似圆柱形（如管材、轴套、 齿轮、滑轮、垫圈等）
➢ 优点：宜生产薄壁或厚壁的大型制品，制品无内应力 或内应力很小，因离心压缩作用，制品密度和强度都 较高，机械加工量少
三、浇铸工艺
❖ 浇铸工艺与静态浇10
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9.1.3 离心浇铸
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图 9.1 立式离心浇铸示意图
1－红外线灯或电阻丝 2－惰性气体送入管 3－挤出机
4－贮备塑料部分 5－绝热层 6－塑料 7－转动轴 8－模具
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②制品尺寸限制较小，宜生产尺寸较大或中小型而 精度要求不高的制品
③制品内应力较小，投资不高，近年发展较快，特 别是用于新产品开发
❖ 缺点：属手工作坊生产，周期较慢，制品尺寸精度、 准确性和强度都较差
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料特殊成形
9.1.1 静态浇铸
❖ 聚合物品种：PMMA、PA、EP、PS、有机硅、 PF、UP和PU等
❖ 成形特征：可能是单纯的物理过程，也可能是 较复杂的物理－化学过程
❖ 工艺过程：浇铸液配制、过滤、脱泡、浇注、 固化和后处理等
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料特殊成形
❖ 优点：①成形设备较简单，模具可采用金属及其合金、 玻璃、木材、石膏、塑料或橡胶等制造（常压或低压 成形，多数物料不经加热塑化或者流动温度很低）
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9.1.2 嵌铸
❖ 嵌铸（灌封或封入成形）：将物件包埋在聚合物 浇铸制品内的浇铸工艺
➢ 嵌件：电气元器件、生物与医用标本、工艺品等 ➢ 电气元器件等多采用EP浇铸，生物与医用标本等
多采用PMMA、UP等
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一、嵌件预处理
11－干燥室 12－平衡用的重体 13－卷取辊 14－溶剂回收系统
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❖ 流涎浇铸（流涎成形）：将热塑性树脂溶液或热固性预 聚物液体流布于连续回转基材上固化定形为薄膜的工艺， 生产的薄膜常称为流涎（或浇铸）薄膜
➢ 特点：薄膜薄而均匀，最薄可达5~10m，透明度高、内 应力小；但是生产过程较复杂，生产速度慢，设备昂贵， 需消耗大量热量和溶剂，成本较高，制品强度通常较低
➢ 特点：设备费用低，生产速度高，工艺控制较简 单，但制品厚度、质量等准确性较差
➢ 应用：国内目前主要用于PVC糊生产中空玩具
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料特殊成形
➢ 热处理：聚合物糊由悬浮体变为最终制品的过程， 分为胶凝和熔化两阶段 胶凝阶段是指聚合物糊从开始受热到形成固体 胶凝物的阶段 熔化阶段是胶凝物在连续加热下力学性能渐趋 最佳值的物理过程
流涎设备：主要是环形钢带式流涎机，还有采用大型金 属回转转鼓
薄膜厚度：取决于溶液浓度、钢带回转速度、溶液流布 速度及次数等
❖ 流涎机输出的薄膜通常含有15%~20%溶剂，需采用烘
干和熨烫干燥
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9.1.5 搪塑及蘸浸成形
一、搪塑成形
❖ 搪塑成形（涂凝成形或涂凝模塑）：将聚合物糊 倒入热模具（阴模），受热而胶凝到预定厚度后 将没胶凝的糊状物倒出，加热使型腔壁上胶凝物 完全熔融，最后冷却固化得中空制品
行旋转或者模具可同时作两个方向旋转的设备
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9.1.4 流涎浇铸
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图 9.2 三醋酸纤维素流涎薄膜的生产流程图
1－溶剂贮槽 2－增塑剂贮槽 3－三醋酸纤维素贮器 4－混合器 5－泵 6－加热器 7－过滤器 8－脱泡器 9－带式机的烘房 10－转鼓机的烘房
二、浇铸液配制及处理
❖ 配制好的浇铸原料应过滤除杂和抽真空或常压放 置脱泡
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料特殊成形
三、浇铸及固化
❖ 浇铸方法：人工或机械方法灌注入模具，注意不 要卷入空气
❖ 固化：多数常压或接触压力下在烘房中进行，应 逐步升温进行
四、制品脱模及后处理
❖ 后处理：热处理、机械加工、表面修饰、装配和 检验等
❖ ①干燥：对某些有水分的生物标本等应干燥以防 制品内出现气泡
❖ ②表面浸润：将嵌件在单体中浸润一下以提高嵌 件与塑料的粘合
❖ ③表面涂层：有些嵌件对树脂固化有不良影响， 表面可涂层惰性物质
❖ ④表面糙化：接触部分进行喷砂或打磨糙化
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二、嵌件的固定
❖ 固定方法：竹钉、铁钉、特制塑料钉或者多次浇 铸将嵌件固定在合适位置
➢ 缺点：设备较为复杂，生产周期长，难以成形外形和 结构较复杂的制品
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料特殊成形
➢ 成形设备：立式和卧式两种
制品轴线方向尺寸很大时宜采用卧式设备 制品直径较大、轴线方向尺寸较小时则宜采用立式
浇铸设备
空心制品：通常选择单向旋转的离心浇铸设备 实心制品：单方向旋转后还需转移到紧压机上进
高分子材料成型工艺基础 第九章塑料特殊成形
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料特殊成形
9.1 浇铸成形
9.1.1 静态浇铸 9.1.2 嵌铸 9.1.3 离心浇铸 9.1.4 流涎浇铸 9.1.5 搪塑及蘸浸成形 9.1.6 滚塑成形
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料特殊成形
❖ 成形物料：单体、预聚物、树脂溶液、分散体 （如PVC糊）和熔体