现代塑料成型工程第一章
塑料成型加工与模具课后习题答案
答：①在圆形管道中
牛顿与非牛顿流体的切应力
任一半径处 τ=rΔp/2L
管壁处 τR=RΔ
p/2L
牛顿流体剪切速率
任一半径处
• r∆p γ=
2ηL
管壁处
• R∆p γ R = 2ηL
非牛顿流体剪切速率
任一半径处
1
•
γ
=
⎜⎛
r∆p
⎞n ⎟
⎝ 2KL ⎠
牛顿流体体积流率
管壁处
1
•
γR
= ⎜⎛ R∆p ⎟⎞ n ⎝ 2KL ⎠
牛顿流体剪切速率
上、下壁面处
任一液层处
•
γ
h
=
⎛ ⎜ ⎝
h∆p ⎞ ⎟
LK ⎠
上、下壁面处
•
γH
=
⎛ ⎜
H∆p
⎞ ⎟
⎝ LK ⎠
非牛顿流体剪切速率
任一液层处
•
γH
=
⎛ ⎜
H∆p
1/
⎞ ⎟
n
⎝ LK ⎠
•
γ
h
=
⎛
h∆p
1
⎞
/
n
⎜⎟
⎝ LK ⎠
牛顿流体体积流率
上、下壁面处
qv
=
2H 3W∆p 3ηL
非牛顿流体体积流率
③θf（熔点温度θm）开始，塑料呈黏流态（为熔体）。在θf
以上不高的温度范围内压延、挤出和吹塑成型等。在θf 以上较 高的温度下，E 降低到最低值，较小的外力就能引起熔体宏观 流动。此时形变主要是不可逆的黏性变形，塑料在冷却后将形 变永久保持下去。在这个温度范围内常进行熔融纺丝、注射、 挤出和吹塑等加工。但，过高的温度容易引起制品产生溢料、 翘曲等弊病，当温度高到分解温度θd 会导致塑料分解，会降低 制品的物理、力学性能，引起制品外观不良。 4、 热塑性塑料的主要成型方法有哪些?热固性塑料的主要
吹塑成型技术
第1章吹塑成型基础1.1定义塑料吹塑成型是一种生产中空塑料制品的加工过程,它仅适用于热塑性塑料,例如聚乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯，及工程塑料如聚碳酸酯等。
吹塑成型加工的三种主要方法是：挤出吹塑成型、注塑吹塑成型和拉伸吹塑成型。
1.2基本加工过程吹塑成型加工过程可分为三个阶段：1)熔融塑化利用挤出机或注塑机使原料熔融；2)型坯成型利用挤出机机头和口模或注塑模具成型型坯；3)吹塑成型利用辅助的空气压缩机提供压缩空气并用液压夹紧装置夹紧模具成型制品。
上述成型加工过程中，首先是需要生产管坯，通常称为型坯，此术语来源于玻璃工业。
可以用挤出机或注塑机生产型坯，常将注塑机生产的型坯称为预成型。
吹塑过程是将热的型坯或坯料送入吹塑模具内，模具闭合的同时夹紧型坯，然后将热的管坯吹到冷的模具壁上，冷却定型后顶出制品。
多数情况下，中空制品需要后加工，例如去除飞边、印刷、贴标签、灌入产品等。
一些制品上的钻孔、研磨操作等可用自动操作设备完成，基本的吹塑加工过程见图1.1。
1.3吹塑历史玻璃、塑料、铝是现今吹塑制品的三种原材料。
现代的塑料吹塑成型技术是从玻璃吹塑制品中发展起来的，如图1.2所示。
这种方法是公元前1世纪由叙利来玻璃工人首先发明的。
他们把吹管末端的玻璃泡吹成许多带有手柄、底座并随意附加一些装饰物的制品。
在中世纪，由英国和欧洲的一些地方将这种加工技术进行了改进和完善并使之成为一种重要的商品工业。
1.4发展史简介现代塑料吹塑成型加工（图1.1）起源于20世纪30年代。
当时的Plax公司和Illinois的Owens公司发明了第一个专利。
它是以玻璃吹塑技术为基础的自动化设备，如图1.3所示。
但由于当时塑料材料价格高、性能差而阻碍了塑料吹塑成型的发展，使塑料瓶优点不及玻璃瓶。
然而在40年代中期，由于低密度聚乙烯的采用（英国ICI研制），提供了玻璃所不能比拟的耐挤压的优点。
1950年，Elmer Mill发明了一个连续挤出旋转吹塑机的专利并由Continental Can公司使用。
塑料模具设计与制造
《塑料模具设计与制造》教案第一章塑料成形基础1．1 塑料概论1．1．1、聚合物的分子结构1．1．2塑料的组成与分类1、塑料的组成塑料以合成树脂为主要成分，它由合成树脂和根据不同的需要而增添的不同添加剂所组成。
(1)合成树脂合成树脂是塑料的基本成分，它决定塑料的类型和基本性能。
（2）填充剂（又称填料）：添加填充剂的目的是降低塑料中树脂的使用量，从而降低制品成本；其次是改善塑料的加工性能和使用性能，填充剂在塑料中的含量一般控制在 40% 以下。
(3)增塑剂：增塑剂的作用是提高塑料的可塑性和柔软性。
(4)增强剂增强剂用于改善塑料制件的机械力学性能。
但增强剂的使用会带来流动性的下降，恶化成型加工性，降低模具的寿命以与流动充型时会带来纤维状填料的定向问题。
(5)稳定剂添加稳定剂的作用是提高塑料抵抗光、热、氧与霉菌等外界因素作用的能力，阻缓塑料在成型或使用过程中的变质。
稳定剂的用量一般为塑料的 0.3～0.5%。
（6）润滑剂润滑剂对塑料的表面起润滑作用，(7)着色剂合成树脂的本色大都是白色半透明或无色透明的。
在工业生产中常利用着色剂来增加塑料制品的色彩。
对着色剂的要：耐热、耐光，性能稳定，不分解、不变色、不与其它成分发生不良化学反应，易扩散，着色力强，与树脂有良好的相溶性，不发生析出现象。
着色料添加量应＜ 2%。
（8）固化剂在热固性塑料成型时，有时要加入一种可以使合成树脂完成交联反应而固化的物质。
(9）其它辅助剂根据塑料的成型特性与制品的使用要求，在塑料中添加的添加剂成分还有：阻燃剂、发泡剂、静电剂、导电剂、导磁剂、相容剂等。
2、塑料的分类（1）按合成树脂的分子结构与其成型特性分类1) 热塑性塑料这类塑料的合成树脂都是线型或带有支链型结构的聚合物，在一定的温度下受热变软，成为可流动的熔体。
在此状态下具有可塑性可塑制成型制品，冷却后保持既得的形状；如再加热，又可变软塑制成另一形状，如此可以反复进行。
2) 热固性塑料这类塑料的合成树脂是带有体型网状结构的聚合物，在加热之初，因分子呈线型结构，具有可熔性和可塑性，可塑制成一定形状的制品，但当继续加热温度达到一定程度后，分子呈现网状结构，树脂变成了不熔的体型结构，此时即使再加热到接近分解的温度，也不再软化。
第1章_塑料成型基础知识new
2.添加剂
⑸ 着色剂
起装饰美观的作用，某些着色剂还能提 高塑料的光稳定性、热稳定性和耐候性。 有机颜料 颜料
分类
染料
无机颜料
2.添加剂
⑸ 着色剂 特点：
无机颜料：着色能力、透明性、鲜艳性较差， 但耐光型、耐热性、化学稳定性较好，不易褪 色。
染料：色彩鲜艳、颜色齐全，着色能力、透明 性好。性能与无机颜料相反。
使用性能 体现塑料的使用价值 塑料的性能
工艺性能 体现塑料的成型性能
1.6 塑料成型工艺性能
1.6.1 收缩性
收缩性：塑件冷却后尺寸较其在模具中时有所缩小 1. 成型收缩的形成 • 线形尺寸收缩 • 收缩具有方向性 • 后收缩 • 热处理收缩
1.6.2 流动性
流动性： 塑熔体在一定温度压力下充填型腔的能力
流动性太差 充填困难，缺料 易产生飞边
流动性太好
溢料间隙： 指熔体塑料在成型高压下不得流过的最 大间隙值。 流动性较好的塑熔体，成型压力可适当降低，避免飞边
1.6.3 塑料的其他工艺性能
１、结晶性 与无定形树脂相比的特殊性，在制定成型工艺 参数时应考虑 2 、热敏性 加入热稳定剂或降低成型温度缩短成型周期 3、水敏性 物料使用前干燥 4、吸湿性 容易吸潮，使用中注意保持干燥 5、水分和挥发物含量 危害多，因此使用前要前处理，模具 开排气槽、材料防腐 6、应力敏感 成型时易脆裂，成型时想办法减小应力 7、相容性 选择相容性好的树脂或填料进行共混 8、比体积与压缩比 比容、压缩率可计算出每模塑料需要的 注射量 9、硬化特性 只对热固性树脂，成型中避免出现过熟和欠熟
塑料成型工艺 及模具设计
什么是塑料？塑料的成份？塑料的品种？ 塑料的使用性能？塑料成型加工时呈现 的性能？如何编制模塑成型工艺？
第一章：塑料成型工艺设计
（四）聚合物的热力学性能和成型加工适应性 聚合物在恒定压力下，随着加工温度的变化，存在三种状态： 聚合物在恒定压力下，随着加工温度的变化，存在三种状态：
Tb ：称脆化温度 Tg: 玻璃化温度 Tf: 粘流化温度 Td: 热分解温度
常温下玻璃态的典型材料：有机玻璃、聚乙烯； 常温下玻璃态的典型材料：有机玻璃、聚乙烯； 常温下高弹态的典型材料：橡胶； 常温下高弹态的典型材料：橡胶； 常温下粘流态的典型材料：环氧树脂（ 常温下粘流态的典型材料：环氧树脂（如胶黏剂 等）。
图1-8 聚合物熔体 在管道入口区和出 口区的流动
（五）聚合物的黏性流动 3．聚合物熔体在模内的流动现象 ．
（2）失稳流动和熔体破裂 ）
失稳流动： ① 失稳流动：假塑性聚合物熔体在极高 的剪切作用下，大分子链会被拉直， 的剪切作用下，大分子链会被拉直，继 续变形就会呈现很大的弹性性质， 续变形就会呈现很大的弹性性质，熔体 将陷入弹性紊乱状况， 将陷入弹性紊乱状况，各点流速将相互 干扰，这种现象称为失稳流动。 干扰，这种现象称为失稳流动。 熔体破裂： ② 熔体破裂：聚合物熔体在失稳状态下 通过模内流道后，将变得粗细不均、没有 通过模内流道后，将变得粗细不均、 光泽，表现出粗糙的鲨鱼皮状。 光泽，表现出粗糙的鲨鱼皮状。 此时，如继续增大剪切力，熔体将呈波浪、 此时，如继续增大剪切力，熔体将呈波浪、 足片形等，更严重时，断裂成碎块， 足片形等，更严重时，断裂成碎块，这种 现象称为熔体破裂。 现象称为熔体破裂。
引起流动变形的能力， 引起流动变形的能力， Pa·s
（五）聚合物的黏性流动 1．黏度与剪切稀化效应 ． 大部分聚合物） （2 ）非牛顿流体（大部分聚合物）：
流变方程式为 :
－
－
ηa
第一章塑料成型工艺及其模具设ppt课件
1.聚合物的结晶现象 （1）结晶的概念 （2）二次结晶和后结晶 （3）结晶速度和结晶度
1）结晶速度 2）结晶度 2.结晶对塑件质量的影响
通常结晶度大的塑件密度大，强度、硬度高，刚度、 耐磨性好，耐化学性和电性能好；结晶度小的塑料，柔 软性、透明性较好，伸长率和冲击韧度较大。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
前锋料遇到障碍后分流－合流－熔接
1.3 聚合物成型过程中的物理行为 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
1.1.3 聚合物高分子的物理状态、力学及加工适应性
1. 高聚物的温度、力学状态及成型加工的关系
1.2
聚合物的流变性质 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
1.2.1 聚合物的粘弹性质
1.成型过程中的应力和应变
2.聚合物变形流动时的粘弹性质
➢ 温度残余应力：由于注射型腔内快速的不均匀冷却固 化而产生的热应力。
1.4 聚合物成型过程中的化学行为 病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
1.4.1 聚合物降解
定义：聚合物分子在受到热、应力、微量水、酸、碱等 杂质以及空气中的氧作用，导致聚合物链断裂、分子变 小、相对分子质量降低的现象 。
塑料成型工艺与磨具设计课后习题答案
第一章答案1．高分子聚合物链结构有哪些特点？根据链结构的不同，高分子聚合物可以分成哪几类？答：高分子聚合物链结构具有以下结构特点（1）高分子呈现链式结构（2）高分子链具有柔性（3）高聚物的多分散性根据链结构的不同，高分子聚合物可以分为高分子近程结构和高分子远程结构。
2．根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成哪几类？试阐述其结构特点和性能特点。
答：根据聚集态结构的不同，高分子聚合物可以分成固体和液体，固体又有晶态和非晶态之分。
（1）聚集态结构的复杂性因为高分子链依靠分子内和分子间的范德华力相互作用堆积在一起，可导致晶态和非晶态结构。
高聚物的比小分子物质的晶态有程序差得多，但高聚物的非晶态结构却比小分子物质液态的有序程度高。
高分子链具有特征的堆方式，分子链的空间形状可以是卷曲的、折叠的和伸直的，还可能形成某种螺旋结构。
如果高分子链由两种以上的不同化学结构的单体组成，则化学结构是决定高分子链段由于相容性的不同，可能形成多种多样的微相结构。
复杂的凝聚态结构是决定高分子材料使用性能的直接因素。
（2）具有交联网络结构某些种类的高分子链能够以化学键相互连接形成高分子网状结构，这种结构是橡胶弹性体和热固性塑料所特有的。
这种高聚物不能被溶剂溶解，也不能通过加热使其熔融。
交联对此类材料的力学性能有重要影。
高聚物长来链大分子堆砌在一起可能导致链的缠结，勾结点可看成为可移的交链点。
3．在线型非晶态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为哪三种力学状态的区域？温度点0b、0g、0f、0d表征什么意义？答：在线型非晶体态（无定形）聚合物的热力学曲线上，可以分为玻璃态、高弹态、粘流态。
0b称为脆化温度，它是塑料使用的下限温度。
0g称为玻璃化温度，玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变，对应的转变温度即玻璃态温度。
0f称为粘流温度，高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘流温度。
0d称为热分解温度，它是塑料使用的上限温度。
4．绝大多数的聚合物熔体都表现为非牛顿流体，试写出非牛顿流体的指数流动规律，并表述其意义。
塑料成型工艺及模具思考题(新)
《塑料成型工艺及模具设计》第一章思考题1．塑料为什么能得到广泛的应用？2．塑料工业包括哪两大部分？3．常用的塑料成型工艺有哪些？4．什么是塑料模具？塑料模具可以分为哪几类？5．实现现代塑料制品生产有哪些必不可少的因素？6．试述塑料模具技术的发展趋势。
第二章思考题1．了解塑料的组成和分类。
2．热塑性塑料与热固性塑料在结构上和成型性能上有何不同?3．了解塑料的选用原则。
4．了解塑料的流动性。
流动性对塑料形状、模具设计和成型工艺有什么影响？5．了解熔融指数、拉西格流动性的意义。
6．了解塑料的收缩性以及影响收缩率变化的因素。
7．了解聚合物结晶、二次结晶、后结晶、结晶速度和结晶度的概念。
8．结晶对塑件性能有何影响?影响结晶的因素有哪些？9．了解取向的概念，取向对塑件性能有何影响?10．了解聚合物的降解和交联，什么情况应避免降解或交联？第三章思考题1．了解注射成型原理及工艺过程。
2．设计注射模时，为什么要对注射机有关的性能参数进行校核？具体要校核哪些参数？3．注射成型过程中，型腔中塑料的温度和压力是如何变化的？4．为什么要进行塑件的后处理？哪些塑件需要后处理?5．注射成型过程的温度对成型过程和塑件质量有何影响?6．注射成型过程的压力取决于哪些因素?它与成型温度是否有关系？7．了解压缩成型原理及工艺过程。
8．与注射成型相比，压缩成型有哪些优缺点？9．压缩成型的预处理是指哪些工序？为什么要进行预处理?10．压缩成型的工艺条件有哪些?这些工艺条件对制品质量有何影响？11．了解传递成型原理及工艺过程。
12．传递成型与压缩成型、注射成型各有什么特点？13．了解挤出成型原理及工艺过程。
14．挤出成型有什么特点？15．如何控制挤出成型的工艺参数？16．挤出生产线需要什么基本设备？17．影响塑件尺寸精度的因素有哪些？18．如何确定塑件尺寸精度、公差和表面粗糙度？19．塑件的形状设计要考虑什么问题？20．加强肋和嵌件各有什么作用？21．设计塑件上的螺纹应注意些什么？第三章习题现在注射机上成型图示塑件，一模四件，浇注系统凝料的容量为18cm3，浇注系统在分型面上的垂直投影面积为5cm2，试选择合适的注射机。
塑料成型工艺与模具设计概述
2. 收缩性
塑料在成型及冷却过程中发生的体积收缩性 质称为收缩性，塑料在熔融状态下的体积总比 其固态下的体积大。
影响塑料收缩性的因素有：塑料的组成及结 构、成型工艺方法、工艺条件、塑件几何形状 及金属镶件的数量、模具结构及浇口形状与尺 寸等。
三、塑料特性与应用 （一）热塑性塑料
热塑性塑料
主要性能
酸性
主要应用
PE聚乙烯
耐化学腐蚀、电绝 缘、吸水性小
小载荷齿轮、容器、轴承、阀件、 涂层、化工管道
PP聚丙烯
密度最小、耐腐蚀、 吸水性小、耐热
PVC聚氯乙烯 PS聚苯乙烯
耐腐蚀、电绝缘、 耐燃
电绝缘、透光、吸 湿低、硬度高、易
燃
ABS丙烯腈-丁 二烯-苯乙烯
（1）热收缩 （2）结构变化引起的收缩 （3）弹性恢复 （4）塑性变形
影响热固性塑料收缩率的原因还有：原材料、 模具结构、成型方法及成型工艺条件等。
2．流动性
热固性塑料的流动 性通常以拉西格流动性 来表示。
影响热固性塑料流 动性的主要因素有： （1）塑料原料 （2）模具及工艺条件的 影响
3．水分及挥发物含量 一是来自生产、运输和储存，二是来自化
安全在于心细，事故出在麻痹。20.10.2020.10.2017: 02:0517:02:05October 20, 2020
踏实肯干，努力奋斗。2020年10月20 日下午5 时2分2 0.10.20 20.10.2 0
追求至善凭技术开拓市场，凭管理增 创效益 ，凭服 务树立 形象。2020年10月20日星期 二下午5时2分5秒17:02:0520.10.20
《塑料成型工艺》PPT课件
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28
2、压缩成型是将塑料原料直接加在敞开的模具型 腔内，再将模具闭合，塑料粒料在受热和受压的作 用下充满闭合的模具型腔，固化成型后得到塑件。
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29
压缩成型与注射成型相比的特点：
1)压缩成型所使用的设备和模具以及生产过程的控制
都比较简单。
2)压缩成型的塑料制品耐热性好，塑件的收缩率小、
变形小，各项性能比较均匀。
• 8、航空工业：飞机用各种增强塑料作结构和覆面材料 ，常规武器中各种零部件。
• 9、国防和尖端工业：各种烧蚀材料、耐腐材料、增强 材料等。
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工业
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24
• 10、家具：家用、机关、工厂、学校和公共场所用家具。 • 11、体育用具：各种健身用品。 • 12、日用品：在人们的日常生活中，塑料的应用更广泛，
聚合度：聚乙烯分子结构中的n值表示高分子化合物中链节 的重复次数，n值越大，相. 对分子质量越大。 38
1、结构性能
聚乙烯是无臭、无味及无毒的可燃性白色粉末。耐 腐蚀性、电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化、 辐照改性，可用玻璃纤维增强。
高密度聚乙烯（HDPE）熔点、刚性、硬度和强 度较高，吸水性小，有突出的电性能和良好的耐 辐射性。适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件。
5 着色剂的作用是什么？对它的要求是什么？
6 塑料是如何进行分类的？热塑性塑料和热固性塑料有什么区 别？
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15
第二章 塑料的性能与加工
目的和要求： 1. 了解塑料的基本性能、用途及加工方法； 2. 掌握热塑性与热固性塑料的性能及加工方法。 重点难点：
重点：塑料的性能、用途及加工方法
难点：如何选用塑料及确定加工方法
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21
玻璃纤维增强塑料成型工艺
玻璃纤维增强塑料成型工艺第一章绪论FRP（Fiberglass Reinforced Plastics）或GRP（GlassReinforced Plastics）或GFRP （Glass fibre reinforced plastics）。
玻璃钢是玻璃纤维增强塑料的习惯叫法，是一种新型工程材料。
它是以玻璃纤维及其制品作为增强材料，以合成树脂作基体材料，通过一定的成型工艺而制成的一种复合材料。
三十年代在美国出现后，到二次世界大战期间由于战争的需要才发展起来。
战后逐渐转到了民用工业方面，并获得了迅速发展。
由于玻璃钢具有许多特殊优良的性能（如机械强度高、比重小、耐化学腐蚀、绝缘性能好等等）。
因此被普遍应用于火箭、导弹、航空、造船、汽车、化工、电器、铁路以及一般民用等工农业部门中。
目前世界各国都非常重视研究和发展玻璃钢材料，迄今为止，人们不但研究试制成功各种各样有特殊性能的玻璃钢材料产品，而且研究成功各种各样的成型工艺。
第二章玻璃钢基础知识1、玻璃钢的发展历史1940年，美国一家实验室的技术人员不小心将加有催化剂的不饱和聚酯树脂倾倒在玻璃布上，第二天发现固化后的这种复合材料强度很高，玻璃钢遂应运而生。
1942年第一艘玻璃钢渔船问世；玻璃钢管试制成功并投入使用。
二战其间，美国以手工接触成型与抽真空固化工艺，制造了收音机雷达罩与副油箱；利用胶接技术制作了玻璃钢夹芯结构的收音机机翼。
1946年发明了以纤维缠绕法生产压力容器的方法。
1949年预混料DMC（BMC）模压玻璃钢面试。
1950年真空袋与压力袋成型工艺研究成功；手糊环氧玻璃钢直升收音机旋翼面市。
20世纪50年代末，前苏联成功将玻璃钢用于炮弹引信体等军品及化工器材的生产。
1961年德国率先开发片状模塑料（SMC）及其模压技术。
1963年玻璃钢波形瓦开始机械化生产，美、法、日先后有高生产率的边疆生产线投生。
1972年美国研究成功干法生产的热塑性片状模塑料。
材料成型技术1-概论
外部钢结构的钢材用量为4.2万吨，整个工程包括混凝土中 的钢材、螺纹钢等，总用钢量达到了11万吨，全部为国产钢。 500名焊工(A证200名、B证300名)消耗了6万吨焊材，解决了 大量的焊接技术难题，世界领先水平。
制造业是我国国民经济的支柱产业，材 料成形则是制造业的一项基础的和主要 的生产技术，在一定程度上代表一个国 家工业和科技发展水平。
没有先进的材料成形技术就没有现代制 造业。
具体数据统计
世界上一半以上的钢材通过焊接制成构件或产 品后才投入使用；
机床和通用机械中铸件质量占70~80%； 农业机械中铸件质量占40~70%； 汽车中铸件质量占20%，锻压件质量占80%； 飞机上的锻压件质量占85%； 家用电器和通信产品中60~80%的零部件为冲
压件和塑料成形件。
三、课程性质
学位课程。
四、课程任务与要求
较为全面系统地了解材料先进成形技术 及基本原理；
了解与材料成形工艺有关 固态成形技术 液态成形技术 焊接成形技术
和复合材料制品的成形
青铜器时代
司母戊大方鼎
铜奔马
（河南安阳殷墟出土） （甘肃武威雷台出土）
青铜器时代
越王勾践宝剑 （湖北江陵楚墓出土）
铁器时代
战国凹形铁锄
古代铁器中带有球状石墨
（湖南长沙砂子塘出土）
铁器时代
河北沧州铁狮 （中国古代最大的铸铁文物）
近、现代
橡胶制品
塑料制品 陶瓷制品
二、材料成形技术在国民经济中的地位
材料成形技术简介
传统的定义：指铸造、锻造、焊接 等金属材料成形的技术。
现代的定义：所有利用物理、化学、 冶金原理使材料成形的方法。
第一章 引言
材料成形的发展历史 材料成形技术在国民经济中的地位 课程性质 课程任务与要求 课程教学内容
塑料成型工艺与模具设计习题集
第一章塑料成型基础知识一、填空1.制备合成树脂的方法有_________和_________两种.2.塑料成型方法的种类有很多,有__________、__________及___________.3.塑料一般是由________和_________组成.4.塑料的主要成分有_______,________,________,________,________,_______.5.塑料的填充剂有_________和________.其形状有粉状,纤维状和片状.6.塑料中添加剂之一的稳定剂按其作用分为_________,__________和________.7.塑料按合成树脂的分子结构及热性能分为__________和__________两种.8.塑料的性能包括使用性能和工艺性能.使用性能体现了塑料的__________,工艺性能体现了塑料的__________.9.热固性塑料的工艺性能有______,_________,________,_________,_________.10. 热塑性塑料的工艺性能有______,_________,________,_________,_________.二、名词解释1.塑料2.聚合反应3.共聚反应4.缩聚反应5.熔体指数6.脆化温度7.熔体破裂8.玻璃态9.固化剂10.粘流态三.问答题1.塑料的主要成分是什么？2.填充剂的作用有那些？3.增塑剂和作用是什么？4.什么是牛顿流体？什么是非牛顿流体？它们有什么区别？5.何为失稳流动与熔体破裂？6.结晶对聚合物有何影响？在塑料加工过程中有那些因素影响结晶？7.何为熔合缝？它对塑件质量有何影响？8.何为残余应力？它是如何产生的？9.为什么热固性制品过热个欠熟都不好?第一章概述一、填空题1. 制备合成树脂的方法有和两种。
2. 高聚物中大分子链的空间结构有、及三种形式。
3. 塑料一般是由和组成。
4. 根据塑料的成份不同可以分为和塑料。
塑料成型工艺及模具设计习题与答案
《塑料成型工艺及模具设计》习题第一章绪论1、塑料制品常用的成型方法有哪些？2、塑料模具的设计与制造对塑料工业的发展有何重要意义？3、塑料模具设计及加工技术的发展方向是什么？4、塑料制品的生产工序是？5、举例说明哪些日用品的加工要用到塑料模具？第二章注塑成型基础一、填空题1、受温度的影响，低分子化合物存在三种物理状态：、、。
2、塑料在变化的过程中出现三种但却不同的物理状态：、、。
3、用于区分塑料物理力学状态转化的临界温度称为。
4、随受力方式不同，应力有三种类型：、和。
5、牛顿型流体包括、和。
6、从成型工艺出发，欲获得理想的粘度，主要取决于对、、这三个条件的合理选择和控制。
7、料流方向取决于料流进入型腔的位置，故在型腔一定时影响分子定向方向的因素是。
8、注射模塑工艺包括、、等工作。
9、注塑机在注射成型前，当注塑机料筒中残存塑料与将要使用的塑料不同或颜色不同时，要进行清洗料筒。
清洗的方法有、。
10、注射模塑成型完整的注射过程括、、、和、。
11、注射成型是熔体充型与冷却过程可为、、和四个阶段。
12、注射模塑工艺的条件是、和。
13、在注射成型中应控制合理的温度，即控制、和温度。
14、注射模塑过程需要需要控制的压力有压力和压力。
15、注射时，模具型腔充满之后，需要一定的时间。
16、内应力易导致制品和、、等变形，使不能获得合格制品。
17、产生内应力的一个重要因素是注射及补料时的。
18、制品脱模后在推杆顶出位置和制品的相应外表面上辉出现，此称为。
19、根据塑料的特性和使用要求，塑件需进行后处理，常进行和处理。
20、塑料在与下充满型腔的能力称为流动性。
二、判断题1、剪切应力对塑料的成型最为重要。
（）2、粘性流动只具有弹性效应。
（）3、绝大多数塑料熔体素属于假塑性流体。
（）4、塑料所受剪切应力作用随着注射压力下降而增强。
（）5、分子定向程度与塑料制品的厚度大小无关。
（）6、塑料的粘度低则流动性强，制品容易成型。
（）7、结晶型塑料比无定型塑料的收缩率小，增加塑料比未增加塑料的收缩大。
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1.3塑料的成型工艺特性
热塑性塑料的成型工艺特性 1.收缩性 热固性塑料的成型工艺特性
1.收缩性
2.流动性
2.流动性
3.结晶性 4.相容性
3.比容和压缩率
4.水分与挥发物含量 5.硬化特性
5.热敏性
6.水敏性 7.熔体破裂 8.应力开裂
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特有
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1.3塑料的成型工艺特性
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6
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现代塑料成型工程
7
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思考：
人类能离开塑料吗？
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8
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塑料制品怎么制成呢？
注射成型—注塑
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真空成型 吹塑成型
现代塑料成型工程 10
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压注成型
压缩成型
现代塑料成型工程
11
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塑料
现代塑料成型工程
34
本章结束
现代塑料成型工程
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作为确定加料腔大小的依据
现代塑料成型工程 32
1.3塑料的成型工艺特性
4.水分及挥发物含量
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5.硬化特性(热固性) ——塑料成型时完成交联反应的过程
硬化速度：通常以塑料试样硬化每1mm厚度所需的秒数来表示。 此值越小，硬化速度越快
现代塑料成型工程
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课后作业：
P29第5,8题
3）按照分子排列的几何特征，可分：
◇结晶型聚合物：如聚乙烯、 聚丙烯、聚酰胺等； ◇无定形(非结晶)聚合物：如 聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS等。
现代塑料成型工程 18
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1.2 塑料定义及分类
1. 定义 以树脂(resin)为主要成分,加入能够改善 其加工或使用性能的添加剂(additive),在一定温度, 压力或溶剂等作用下,能够塑制成设计要求的形状, 并可在常温常压下保持其形状的一类材料. 2.分类 根据受热后材料的 热行为不同分为 线型或带支链 ◇ 热塑性塑料 ◇ 热固性塑料
• 2.体型聚合物的物理特性：脆性大、弹性较高 和塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一经 硬化(化学交联反应)，就成为不溶不熔的固体， 即使在再高的温度下(甚至被烧焦碳化)也不会 软化。
现代塑料成型工程 17
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1.1高分子聚合物
2) 按大分子主链结构不同可分为：
◇有机高聚物 ◇元素有机高聚物 ◇无机高聚物
平时考核
课堂20%
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第1章 塑料的基础知识
现代塑料成型工程
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1.1高分子聚合物
1. 定义 由成千上万的原子，主要以共价键相连接起 来的大分子组成的化合物。简称高聚物或聚合物。 2. 链节化学结构
nCH2＝CH2
聚合反应
—CH2—CH2—n 聚乙烯
体型
现代塑料成型工程 19
1.2 塑料定义及分类
项目 热塑性塑料
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热固性塑料
受热软化、熔融制 受热软化、熔融制 加工特性 成一定形状的型坯， 成一定形状的型坯， 冷却后固化定型为制 在加热或固化剂作用 品。 下，一次硬化定型。
重复加工 再次受热，仍可 受热不熔融，达到一 性 软化、熔融，反复加 定温度分解，不能反 工。 复加工。 举例 聚乙烯、聚氯乙烯、 酚醛树脂、环氧树脂、 聚丙烯、聚酰胺、聚 氨基树脂、有机硅树 苯醚、聚四氟乙烯 脂
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4.相容性（共混性）——两种或两种以上不同品种的塑料， 在熔融状态下不产生分离现象的能力。 分子结构相似者较易相容；反之较难。
综合性能，改进塑料性能（PC+ABS）
现代塑料成型工程
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1.3塑料的成型工艺特性
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5.热敏性——某些热稳定性差的塑料，在料温高和受热时 间长的情况下就会产生降解、分解、变色的特性。 6.水敏性——高温下对水降解的敏感性。 7.熔体破裂——是指当一定融熔指数的聚合物熔体，在恒 温下通过喷嘴孔时，当流速超过某一数值时，熔体表面 即发生横向裂纹的现象。 8.应力开裂——有些塑料对应力比较敏感，成型时容易产 生内应力，质脆易裂，当塑件在外力作用下或在溶剂作 用下即发生开裂的现象。
20
现代塑料成型工程
1.2 塑料定义及分类
按用途和特性可分为：
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◇ 通用塑料：产量大、价格低、应用广的塑料 ◇ 工程塑料：可替代金属作为工程结构之用
◇特种工程塑料：耐高温，长期使用温度在150℃以
上，主要用于高科技，军事和宇航、航空等工业。
◇ 塑料合金：两种或两种以上的塑料混合所得新的
结晶度：规则排列区域称为晶区，无序排列区域称为非晶 区，晶区所占的百分比。 通常结晶度在80%以上的聚合物称为结晶性塑料。如：聚 乙烯，聚丙烯等；非结晶塑料（无定形）聚碳酸酯，聚苯 乙烯等
①结晶性塑料有明显的熔点 ②一般结晶性塑料为不透明或半透明（例外） ③结晶性塑料收缩大
现代塑料成型工程 29
1.3塑料的成型工艺特性
合金塑料PC-ABS
◇ 热塑性弹性体：具有橡胶般的弹性
现代塑料成型工程 21
1.2 塑料定义及分类
3. 塑料的优缺点
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优点： • 1．成型加工特性好，容易被塑制成不同形状。 • 2．密度小质量轻，比强度高。 • 3．是良好的绝缘体。 • 4．化学稳定性高，一般不与酸、碱反应。 • 5．耐磨（耐用），减震隔音性能好。 • 6．易着色焊接，防水，防潮，防透气，防辐射。
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授课：魏雅丽
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1
绪论
塑料
我们的伙伴
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。。。。 。。
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2
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Can you find these in your life?
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3
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4
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5
四川科技职业学院
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塑料成型
塑料环保
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12
四川科技职业学院 1. 课程性质 ：专业基础课&专业必修课 2. 学分与学时 ：学分（4 ） ，学时（64） 3. 作用与目的 4. 授课方式 ：课堂教学+实训参观 5. 成绩考核评定 ：期末考试占70％，平时成绩占30％。
作业50% 考勤30%
1. 作业一次不交扣20分 2. 一次考勤不到扣5分
大，范围较宽，方向性更明显。 ②在影响塑料收缩率的因素上，成型工艺 性对热塑性塑料收缩率的影响更显著。
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1.3塑料的成型工艺特性
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2.流动性——塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力
测定方法 分类 主要影响 因素
注射温度 注射压力 模具结构
A、好：聚乙烯PE、聚苯乙烯 PS、聚丙烯PP； B、中等：ABS、AS、聚甲基 熔融指数（MI） 热塑性塑料 螺旋线长度(cm) 丙烯酸甲酯PMMA等； C、差：聚碳酸酯PC、聚砜 PSF等。
1) 聚合物大分子按结构不同可分为：
a) 线型聚合物
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b)带有支链的线型聚合物
c)体型聚合物
16
四川科技职业学院 • 线型聚合物——热塑性塑料
• 体型聚合物——热固性塑料
• 1.线型聚合物的物理特性：具有弹性和塑性， 在适当的溶剂中可以溶解，当温度升高时则软 化至熔化状态而流动，且这种特性在聚合物成 型前、成型后都存在，因而可以反复成型。
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1.3塑料的成型工艺特性
尺寸 收缩
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• 热胀冷缩 • 弹性恢复 • 塑性变形
收缩的 • 分子的取向作用使 方向性 塑件呈现各向异性
后收缩• 残余应力
后处理 • 成型后热处理 收缩
现代塑料成型工程 26
1.3塑料的成型工艺特性
注：
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①热塑性塑料的比热固性塑料的收缩性更
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1.2 塑料定义及分类
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缺点： 1.回收利用废弃塑料困难。 2.塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。
3.塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。 4.塑料无法被自然分解。
5.塑料的耐热性能等较差，易于老化。
6.塑料制品精度不易保证
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热固性塑料
现代塑料成型工程
拉西格流动性 （mm）
100-130mm无嵌件、形状简单、 厚度一般 塑料品种 131-150mm中等复杂程度 模具结构 151-180mm结构复杂、型腔很深、 成型工艺 嵌件较多
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1.3塑料的成型工艺特性
热塑性塑料的成型工艺特性
四川科技凝时，分子呈规则排列。
例：
乙烯
单元体：能合成高分子化合物的低分子物质，
如聚乙烯的单元体是－CH2－CH2－ 。
聚合度：单元体的个数n称为聚合度，n值
越大，相对分子质量越大。
现代塑料成型工程 15
1.1高分子聚合物
3. 分子结构
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官能度：化合物分子中包含的能起化学反应，导致生成新键 的“活性点”的数目。A-(f=1),-A- (f=2),-A-(f=3).
1.收缩性——塑件从模具中取出冷却到室温后，发生 尺寸收缩的特性称为收缩性，亦称成型收缩性。
S实际
a -b c -b = × %，S计算 = 100 × % 100 b b
式中：S实── 实际收缩率（%）