聚合物加工成型配方设计
聚氯乙烯(PVC)型材配方设计和加工工艺
CH ki
Cl
R CH2 CH Cl
2、链增长阶段
H2 C
CH + H2C
Cl
kp
CH Cl
H2 C
CH
CH2
CH （头-尾）
Cl
Cl
H2 C CH
H C
CH2 （头-头）
Cl Cl
湖南师范大学高分子材料研究所
第四节 聚合反应机理及结构
3、链终止阶段
H2C CH + HC CH2
ktc
Cl
Cl
H2C CH Cl
放HCl，形成羰基、共轭双键而变色。
6、化学稳定性 在酸、碱和盐类溶液中较稳定。
7、耐溶剂性 除芳烃（苯、二甲苯）、苯胺、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、含氯烃（二
氯甲烷、四氯甲烷、氯乙烯）、酮、酯类以外，对水、汽油和酒精均为稳 定。
8、耐磨性 室温下耐磨性能超过硫化橡胶。
湖南师范大学高分子材料研究所
第二节 聚氯乙烯的应用
Cl Cl
残留的引发剂引发链分解反应，形成带有不稳定氯结构的大分子，进 而形成双键；然后，自由基氯原子会进攻最靠近的亚甲基上的氢原子，形 成小分子，并形成新的自由基，使反应继续下去。
湖南师范大学高分子材料研究所
第一节 聚氯乙烯的降解机理
(2) 离子型
Cl Cl Cl Cl
Cl Cl Cl
Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl
100
200
300
400
500
600
700
2、热性能
Temperature(oC)
85℃以下呈玻璃态，85~175℃呈粘弹态，无明显熔点，175~190℃为熔
融状态，190~200℃属粘流态。脆化点-50~-60℃，软化点75~85℃，玻璃化
聚合物加工成型配方设计
第二章1.区分通用塑料和工程塑料，热塑性塑料和热固性塑料，并请各举二到三例通用塑料：综合性能较好，力学性能一般，产量大，应用范围广，价格低廉的一类树脂工程塑料：物理机械性能及热性能比较好的，可以当做结构材料使用的且在较宽的温度范围内可承受一定机械应力和较苛刻的化学，物理环境中使用的塑料材料。
热塑性塑料：受热软化，熔融，塑制成一定形状，冷却后固定成型，再次受热软化，熔融，反复多次加工，可溶，线形高分子，如PP PE PVC热固性塑：;未成型前受热软化，熔融塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型，成型后，受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工，不溶，由线形分子转为体型分子，如PF PU EP UP2.什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什么实际意义？聚合物的结晶：聚合物的取向：聚合物在成型加工时，受到剪切力和拉伸力得作用，聚合物分子链和结构单元按特定方向排列，发生取向。
答：热的饱和溶液冷却后，溶质以晶体的形式析出这一过程叫结晶。
高聚物的取向意味着其内部的结构单元（如分子或晶粒等）的空间指向遵循一些择优的方向，而不是完全随机的。
高聚物取向时，它的性能会呈现各向异性。
适当调节取向状况，可在很大范围内改变高聚物的性能。
一般说，取向时物体在取向方向上的模量和强度会明显增大。
在纤维和薄膜的生产中取向状况的控制显得特别重要。
通过液晶态加工而获得高度取向的刚性链高分子纤维的模量和强度已能达到钢丝和玻璃纤维的水平。
其他高分子材料或制品中的取向状况也是影响性能的一种因素。
（取向能提高材料的各向异性，也就是高分子链向一个方向规整的排列能提高材料的一个方向强度。
结晶能提高材料的熔点和韧性。
）3.请说出晶态和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的耐热性好坏。
答晶态聚合物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续相.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。
聚合物成型加工
从图(b)看出，聚合物的加工性能随着分子量增大而下降：
a.随分子量↑，聚合物的加工温度↑，流动性↓，加工成型
较困难； b.另外需要与增塑剂配合的聚合物，随分子量增ห้องสมุดไป่ตู้，聚合物 的溶胀和塑化速度↓，这也给配料等带来困难。 c.分子量大小，还影响成型过程中聚合物的结构与取向。 分子量减小，虽然对配料、成型有利，但太小，要影响制品 的性能，因此要根据制品的用途和制品的加工方法，选择合适
（2）同一种生产方法生产的树脂，由于牌号不同，其
性能是有差异的。 如悬浮法生产的PVC有六个牌号， 其性能和用途是有不同的。
XJ-1 XJ-2 XJ-3 XJ-4 XJ-5 XJ-6
绝对粘度
平均 聚合度 用途
2.0
1400
1.9
1276
1.8
1151
1.7
1016
1.6
881
1.5
750
高级绝缘 材料
c.流变学原则
即“等粘点”共混原则：指组成共混体系的两种聚合
物粘度越接近，越能共混的均匀切不易出现分离现象。
d.胶体化学原则
即表面张力匹配原则。聚合物的表面张力相近，界面
间混溶性好，有利于混合。
e.分子扩散动力学原则： 即分子链段渗透相近原则。两相界区两侧，聚合物
链段的运动能力应当相近，有助于形成各自向对方扩散
a,颗粒结构主要影响聚合物吸收增塑剂或其它助剂的 能力。 b,凡是表面粗糙、不规格、内部多孔、断面结构疏松 的粒子，越易于吸收增塑剂。配料时，所需的温度较低， 时间也短，但对增塑剂的吸收不能过快，否则会造成其它 组分与集合物混合不良，减弱其它组分的作用。 相反，颗粒表面光滑，断面结构规则，实心、无孔的 粒子吸收增塑剂困难，配料时需要较高的温度和较长的时 间，影响生产率。
基于3D打印的聚合物成型加工综合实验设计
LSSN1002-4956 CN11-2034/T实验技术与管理Experimental Technology and Management第37卷第11期2020年11月Vol.37 No. 11Nov. 2020DOI: 10.1679 l/ki.sjg.2020.11.035基于3D打印的聚合物成型加工综合实验设计郑妍妍，徐军(清华大学化学工程系，北京1〇〇〇84)摘要：该文以清华大学A主研发的生物可降解聚合物为原材料，以生产3D打印用线材为主线，通过系统整合传统成型加丁.实验环节，设计了3D打印综合实验，该实验构建了从配方设计、材料加丨:到产品使用性能 评价的“承上启下”式的实验流程，旨在使学生系统掌握成型加丁.知识体系。
实验过程中，学生分组独立设计配方，并将不同组间实验结果系统化，实现了对学生独立思考能力、合作沟通能力和实践创新能力的培养: 关键词：3D打印；聚合物成型加工；共混；实验设计中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4956(2020)11-0170-04Design on comprehensive experiment of polymermolding process based on 3D printingZ H E N G Y a n y a n,X U J u n(Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: This paper takes the biodegradable polymer developed by Tsinghua University as the raw material and the production of 3D printing materials as the main line, and through the system integration of traditional molding processing experimental links, has designed a comprehensive experiment of 3D printing. This experiment has constructed a “Connecting the preceding and the following” experimental process from formula design, material processing to product performance evaluation, aiming to enable students to systematically master the knowledge system of molding process. During the experiment, the students design the formula independently in groups, and systematize the experimental results among different groups, which has realized the cultivation of students' independent thinking ability, cooperative communication ability and practical innovation ability.Key words: 3D printing; polymer molding process; blending; experimental design我校化丁.系“聚合物成型加T.实验”是高分子专 业本科生必修课程，包括挤出成型、注塑成型、模压 成型、吹塑薄膜成型、力学性能测试和流变性能测试 等不同的加工测试过程，涉及材料物化性质、聚合物 流变性、配方设计、机械设备和r艺条件优化等，具 有知识点多、综合性强及多学科交叉融合的特点。
聚合物合成工艺设计
聚合物合成工艺设计聚合物合成工艺设计一、聚合物的合成工艺1、热压合成热压合成是指在热压机上通过压力密实，使原料反应，利用压力、温度等好的物理条件促使原料反应，使形成的聚合物具有均一结构和克制度。
这种合成方法有两个优点：1) 合成所需的能耗较低，2) 合成时间较短，但是热压合成反应温度在聚合物热变形温度以下，反应时间较短，仅有一部分工厂拥有热压合成机，因此，这种方法并不能满足所有聚合物的合成需求。
2、水热合成水热合成可利用聚合物在水中的溶解性，是一种比较常用的聚合物合成方法。
水热合成是指在高温水和高温气体中对聚合物进行反应，使原料在水中发生聚合，形成的聚合物具有均一结构和克制度。
这种合成方法有三个优点：1) 无需反应室；2) 反应温度低；3) 反应条件简单，但由于特定的聚合物在水中的溶解性和水热合成反应温度较低，反应时间较长，聚合物很容易磏面变质，因此，不适用于大规模合成。
3、溶剂聚合溶剂聚合也称为液相聚合，是指将聚合物原料加入溶剂中，加热、反应，使聚合物形成，这种合成方法受到的应用最多，可以制成高级聚合物，如聚酯、聚酰胺等。
在这种合成方法中，聚合物原料具有较高的溶解度，合成时间较短，但溶剂聚合的反应温度比较高，聚合物的熔点较低，不适合大规模合成。
二、聚合物合成工艺的选择1、热压合成热压合成最适合制造低熔点、结晶度大的聚合物，如聚醚醚酮、聚醚醚醚、聚醚、聚氨酯、聚酰胺等，这些聚合物在热压机上的反应温度比较低，同时可以在反应时间较短的情况下实现克制度高、结构均一的聚合物。
2、水热合成水热合成最适合制造溶于水的聚合物，如聚氨酯、聚醚醚酮、聚醚醚醚、聚醚、聚酰胺等，这些聚合物在水中可以容易溶解，可以在较短的时间内实现克制度高、结构均一的聚合物。
3、溶剂聚合溶剂聚合最适合制造有较高溶解度的聚合物，如聚酯、聚酰胺等，这些聚合物可以在芳香烃溶剂中溶解，可以在较短的时间内实现克制度高、结构均一的聚合物。
3成型物料及其配制
选助剂：以相互发挥作用，能与聚合物 相容为原则。忌彼此抑制。
PE喷灌管的色母料配方
聚合物：LDPE(粉料)
92.9%
助 剂：着色剂 炭黑
2%
抗氧剂 1010
0.5%
CA
0.5%
DLIP
0.1%
紫外线吸收剂 BAD 4%
配方设计：
正确选择聚合物和助剂，使之满足制品 的性能要求，满足成型加工的工艺要求，价 格合理。
3.1 概述 单组分塑料：聚合物(树脂) +少量助剂(或不加) 多组分塑料：聚合物(树脂) +多种助剂
树脂和助剂的配合称配制
配制方法：混合
将助剂和聚合物组成一种均匀的复合物
复合物的形态：粒状、粉状、悬浮体等。
塑料成型加工用的物料主要是粒料和 粉料。
为满足塑料制品性能上的要求，在配 制时，要选择合适的聚合物和助剂。
RPVC
1.4-1.6 45.7 25 1012-1016
用于制造板材、管材、薄膜、电线绝缘层等。
乳液法PVC树脂： 粒径小、易成糊，多用于制糊，生产人
造革、搪塑制品。
同一种聚合方法生产的树脂，型号(牌号) 不同，加工性能和用途都有差异。
如：悬浮法PVC树脂 PVC-SG1 高级电绝缘材料 PVC-SG2 薄膜、软制品
注： 工业生产中，树脂型号由分子量定。
这是一项很艰巨的工作3.2 聚合物 聚合物(树脂)是塑料中的主要成份。
不同的聚合物，有不同的特性。
聚合物本身的特性不仅对加工性能有 很大的影响，而且对制品的性能也有很大 的影响。
聚合方法不同，制得的树脂性能不同。如：
悬浮法PVC树脂： 分子量较低，分散性大，电性能好，多
聚合物合成工艺设计
聚合物合成工艺设计在化学工业领域中，聚合物合成工艺设计是一个至关重要的环节。
聚合物是由重复单元组成的高分子化合物，其性质取决于其分子结构以及合成工艺。
设计一个高效稳定的聚合物合成工艺对于生产高质量聚合物材料至关重要。
首先，在聚合物合成工艺设计中，选择合适的单体是至关重要的。
单体的选择将直接影响到聚合物的分子结构以及最终的性能。
合适的单体应该具有反应活性高、纯度高、价格合理等特点。
此外，单体的选择还要考虑到所需的聚合物性能，例如硬度、耐热性等。
其次，对于聚合物的合成方法也是需要精心设计的。
常见的聚合物合成方法包括自由基聚合、离子聚合、缩聚等。
在选择合成方法时，需要考虑反应速率、反应条件、产物纯度等因素。
合成方法的选择将直接决定整个合成工艺的效率和产物质量。
除了单体选择和合成方法，溶剂系统的设计也是聚合物合成工艺中不可忽视的一环。
合适的溶剂系统可以提高反应速率、促进反应进行、调控产物的形貌等。
在设计溶剂系统时，需要考虑溶剂的溶解度、挥发性、环境友好性等因素，以确保最终产物的质量和产率。
此外，在聚合物合成工艺设计中，反应条件的控制也是至关重要的。
反应温度、压力、PH值等条件会直接影响到反应速率、产物纯度等方面。
因此，在设计合成工艺时，需要合理设置反应条件，并进行精确控制，以保证聚合物合成的顺利进行。
综上所述，聚合物合成工艺设计是一个复杂而关键的过程，需要考虑多个因素的综合影响。
通过合适的单体选择、合成方法设计、溶剂系统设计以及反应条件控制，可以实现高效稳定的聚合物合成工艺，并产生优质的聚合物材料。
只有在每一个环节都做到精益求精，才能保证整个合成工艺的成功和产物的优良性能。
1。
聚合物合成工艺设计
聚合物合成工艺设计聚合物合成工艺设计是指通过合理的工艺参数选择和优化，使得合成得到的聚合物具有所需的性能和品质。
在聚合物合成过程中，工艺参数的选择和调整对聚合物的结构和性能具有重要影响，因此合成工艺设计是聚合物合成的关键环节之一、本文将从聚合物合成的基本原理、工艺参数选择以及工艺优化等方面对聚合物合成工艺设计进行详细阐述。
聚合物合成是指通过单体的化学反应，使其发生聚合反应，形成高分子化合物。
在聚合物合成过程中，需要考虑的因素包括单体选择、聚合反应的条件选择、聚合反应的控制等。
而聚合物的性能则与合成过程中的工艺参数有关，如反应温度、反应时间、反应剂配比等。
因此，聚合物合成工艺设计的目标是通过优化工艺参数，使得聚合物具有所需的性能和品质。
首先，选择合适的单体是聚合物合成工艺设计中的重要一步。
单体的选择应考虑单体的反应活性、亲水性或疏水性等属性，以及单体的供应和价格等因素。
同时，还需要考虑单体的稳定性和合成工艺的可行性。
根据所需的聚合物性能，选择适当的单体组合，通过控制单体的反应条件和配比，进行聚合反应。
其次，在确定合适的单体后，需要选择合适的聚合反应条件。
聚合反应的条件包括反应温度、反应时间、溶剂选择等。
反应温度是聚合反应中的一个重要参数，它会影响聚合反应的速度和聚合物的结构。
反应时间则决定了聚合反应的程度和聚合物的分子量。
而溶剂的选择则会影响聚合物的溶解性和成品的性能。
最后，在确定了合适的聚合反应条件后，需要进行聚合反应的控制。
聚合反应的控制主要包括控制反应速率、控制单体的添加速率等。
控制反应速率可以通过控制反应温度和溶剂的选择来实现。
而合适的单体添加速率可以控制聚合物的分子量分布和分子结构。
通过合理的反应控制，可以获得具有所需性能和品质的聚合物。
综上所述，通过合理的单体选择、聚合反应条件的确定和聚合反应的控制，可以实现聚合物合成工艺的设计。
聚合物合成工艺的设计对聚合物的性能和品质具有重要影响，因此在聚合物合成过程中，需仔细研究和优化合成工艺，以获得具有所需性能和品质的聚合物产品。
聚合物加工基础 混合与配制
聚合物和活性填 6. 聚合物和活性填 6. 充剂之间产生 力-化 充剂之间产生力 化 学作用，使填充物 学作用 学作用，使填充物 料形成强化结构 料形成强化结构
固相粒子最终在流 5. 固相粒子最终在流 5. 场 场作 作用 用下 下产 产生 生非 非分 分 散混合，混合均匀 散混合 散混合，混合均匀
第三节：混合技术与设备
（Equipments of Mixing and Blending ）
间歇式混合与混炼设备 优点：调节工艺方便，混合强度高，加工制造容易 缺点：质量不稳定 连续式混合与混炼设备 优点：生产能力高，自动化水平高，能耗低，混合 质量高，劳动强度低 缺点：加工制造困难，使用局限性
混合一般是靠扩散、对流、剪切三种作用来完成的。
1.扩散
利用物料各组分的浓度差，推动构成各组分的微粒， 从浓度较大的区域中向较小的区域迁移，以达到组成均一。 对固体物料而言，除非在较高温度下才有此作用，一 般都不甚显著；而在聚合物熔体中的扩散是一个比较慢的 过程，对在挤出机中的混合影响很小。只有固体和液体、 液体与液体之间的扩散才较大，若物料层很薄时，虽扩散 速度很小，但很显著。 升高温度，增加接触面积，减少料层厚度有利于扩散 作用的进行。
工作原理
主要特点
1、转鼓式混合机
2、螺带混合机
基本结构 螺带、混合室、驱动装置、机架 螺带起搅拌、推动物料运动作用 螺带混合机外部有夹套，通加热、 冷却介质、填充率=0.4～0.7 卧式螺带混合机 立式螺带混合机（双轴双混合室）
主要类型
（1）卧式螺带混合机
（2）立式螺带混合机
实际应用
粉料干混、塑料着色、PVC配料 填充混合物的初混合 适于密度接近的物料混合
是一个复杂的过程，可以发生 各种物理-机械和化学的作用 较小粒子组分 3. 较小粒子组分 3. 克服聚合物的内 克服聚合物的内 聚能 渗入到聚合 渗入 聚能渗入到聚合 物内 物内
⑤开炼 - 高分子,聚合物成型加工实验报告
聚合物加工实验报告实验五天然橡胶开炼机混炼姓名：张涵学号：1514171034 班级：2班年级：2015级专业：高分子材料与工程实验时间：2018年5月31日目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)(一)胶料的混炼 (3)(二)橡胶配合剂 (4)(三)开炼机混炼的工艺方法 (4)(四)开炼机混炼的工艺条件 (5)三、主要设备及原料 (6)四、注意事项 (9)五、实验步骤、现象及分析 (9)(一)实验准备工作 (9)(二)实验步骤 (9)六、实验结果及分析 (12)七、思考题 (13)2一、实验目的（1）掌握橡胶制品配方设计的基本知识，熟悉开炼机进行橡胶混炼工艺；（2）了解开炼机基本结构及操作方法；（3）掌握橡胶物理机械性能测试试样制备工艺及性能测试方法。
二、实验原理(一)胶料的混炼混炼就是将各种配合剂与塑炼胶在机械作用下混合均匀，制成混炼胶的过程。
混炼过程的关键是使各种配合剂能完全均匀地分散在橡胶中，保证胶料的组成和各种性能均匀一。
对混炼胶的质量要求主要有两个方面：一是胶料能保证制品具有良好的物理机械性能；二是胶料本身要具有良好的工艺加工性能。
为了获得配合剂在生胶中的均勿混合分散，必须借助炼胶机的强烈机械作用进行混炼。
混炼胶的质量控制对保持橡胶半成品和成品性能有着重要意义。
混炼胶组分比较复杂，不同性质的组分对混炼过程、分散程度以及混炼胶的结构响很大的影响。
本实验混炼是在开炼机上进行的。
当胶料加到辊筒上时，由于两个辊筒以不同的线速度相对回转，胶料在被辊筒挤压的同时，在摩擦力和粘附力的作用下，被拉入辊隙中。
形成楔形断面的胶条。
在辊隙中由于速度梯度和辊筒温度的作用致使胶料受到强烈的碾压、撕裂，同时伴随着橡胶分子链的氧化断裂作用。
从辊隙中排出的胶片，由于两个辊筒表面速度和温度的差异而包覆在一个辊筒上，又重新返回两滚筒间，这样多次反复，完成炼胶作业。
为了取得具有一定的可塑度且性能均匀的混炼胶，除了控制辊距的大小、适宜的辊温小于90℃之外，必须按一定的加料混合程序操作。
高分子材料的成型与加工 配方设计原则和程序
高聚物生产技术
(4) 样品的初步设计 包括配方设计、工艺设计、结构设计和 模具设计等，涉及原材料、工艺、成本、质 量等诸多因素。 (5) 样品试制 在初步设计的基础上，对试制样品作整 体检验，通过试模，检验并分析样品的尺寸 精度、粗糙度、成型时间、成型难易程度和 设计的合理性等，获得多种方案的工艺条件 和样品，供测试评价。
高聚物生产技术
项目八 高分子材料的成型与加工
任务一：高分子材料的配方与设计
第1讲：配方设计原则和程序
聚氯乙烯生产技术
1
高聚物生产技术
一、配方设计原则
配方设计是一个富于挑战性的、专业性 很强的技术工作。因此，配方设计决不是各 种原材料之间简单的、经验性的组合，而是 对高分子材料结构与性能关系充分研究的综 合结果。
聚氯乙烯生产技术
高聚物生产技术
(2) 形状造型设计 主要考虑制品的功能、刚度、强度和成 型工艺等，应力求做到形状对称、造型轻巧 、结构紧凑以及画出草图等。
聚氯乙烯生产技术
高聚物生产技术
(3) 合理选材 在满足材料性能要求与成型加工特点的 基础上，选择多种候选材料，试制出样品。 经性能测试，收集用户使用意见后，通过的。每种材料各 有优缺点，选材时应做到在满足制品性能要 求的前提下，“扬长避短、合理使用”。
聚氯乙烯生产技术
高聚物生产技术
二、配方设计程序
制品设计是在对制品形状、结构和使用 性能科学地预测和判定的前提下，通过充分 把握并正确选用高分子材料，制定出一套完 整的制造过程的实施方案和程序。
高聚物制品设计的一般程序，如下图所 示。
聚氯乙烯生产技术
高聚物生产技术
聚氯乙烯生产技术
9
制品设计必须贯彻“实用、高效、经济 ”的原则，即制品的实用性要强，成型加工 工艺性要好，生产效率要高，成本要低，主 要从以下几个方面考虑。
聚合物的成型加工方法
7
C、聚合物溶胀、蒸发成型。
D、聚合物溶胀，共沉淀成型。
4)、反应成型
6、浇铸成型
浇铸成型是将聚合物单体、预聚物、熔融的热塑性聚 合物、聚合物溶液或溶胶倒入一定形状的模具中，而 后使其固化反应，定型或溶剂挥发而硬化成为制品的 一种方法。
有机玻璃、尼龙6、环氧树脂、不饱和聚酯、纤维素、 聚氯乙烯等都可用此法制成各种形状的制品。
20
7、发泡成型 发泡成型是通过机械、化学或物理等方法，使
8
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。
2)、应用范围：主要生产管、棒、丝、带、 薄膜、电线电缆、涂层制品及各种异型材料； 还可以用于塑料的着色、塑化造粒、塑料共 混改性：也可用于某些热固性塑料制品生产。9
10
11
12
B、吹塑薄膜和中空制品 通过压缩空气吹胀，挤出管状型坯，可得瓶、罐、
桶等中空制品。 C、板材挤出 板材挤出是将熔融聚合物物料靠压力从狭缝状的
口模挤出，经压光辊的滚压，同时进行冷却，并 通过牵引、切割成一定规格的材料。 D、电线及复层挤出 此法常用于电线的包复、电缆护套等制造。
27
4、表面粗糙与熔接痕
在聚合物成型加工中，常因种种原因使聚合 物流体流动出现不正常现象或缺陷，使制品 出现表面粗糙(如沙鱼皮状、桔子皮状、波纹 状、螺旋状等)和熔接痕，以致裂缝等种种畸 变现象。
聚合物成型及工艺设备课程设计)
高分子材料成型工艺设计说明书塑料成型洗脸盆起止日期：2012 年 6 月 1 日至2012年6月10 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)包装与材料工程学院2012年6 月10 日目录Ⅰ、塑料脸盆设计前分析准备 (3)一、制件分析....................................3~4二、材质性能分析................................5~7三、成型设备分析 (8)Ⅱ、模具、螺杆等关键部件设计 (9)一、分型面位置的分析和确定...................9~10二、塑件型腔数量及排列方式的确定 (11)三、浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算.....12~15四、成型零件结构设计.....................16~18 Ⅲ、温度调节系统的设计........................19~20 Ⅳ、锁模力的校核. (21)Ⅴ、模具总体结构...............................22~23 Ⅵ、制作工艺.. (24)Ⅶ、产品成本预算 (25)Ⅷ、参考文献 (25)内容及任务Ⅰ、脸盆设计前分析准备一、制件分析1、制件尺寸分析技术要求:1、塑件表面光洁；2、大批量生产；3、未注圆角R1-R2。
（单位：mm）图号材料尺寸序号A B C D E03 PP 178 162 120 12 1.5A、外顶圆半径B、内顶圆半径C、底圆半径D、塑件高度E、塑件厚度塑料洗脸盆二维图2、制件材料分析该塑件为脸盆盘，材料为共聚PP（聚丙烯），进行大批量生产。
其各尺寸如图所示：主体部分是厚度为1.5mm的薄壳，圆锥侧面与底面的过渡圆角为R=20,结构简单,易于成型。
塑料洗脸盆三维图参考配方：共聚PP（牌号PX0020）100份；EVA（增韧剂） 15份；碳酸钙（降低成本，提高制品尺寸稳定性、耐磨性） 17份；偶联剂：钛酸酯/铝酸（增强树脂与填料的界面作用） 1份；DLTP 0.5份、抗氧剂1010 0.5份、UV-327 0.5份（抗老化）；群青 0.00015份、酞菁蓝 0.00005份（天蓝色）。
聚合物成型加工原理课件
锦湖日立牌号
HAB8740B HAC8265、HAC8250、 HAC8240B HCB9230M、HCB9240 /
特性 超高冲击，耐低温、 优良成型性、尺寸稳 定、耐化学品、易于 涂装 超高耐候、耐热、高 冲击、高流动、良好 的电镀及喷涂性能、 良好的尺寸稳定性
2
散热格栅
电镀级、喷涂级ABS 电镀级PC/ABS
3
牌照支架
PC/ABS ABS
ASA、AES
PC/PBT
耐热、高冲击、高流 动、良好的电镀及喷 涂性能、良好的尺寸 稳定性 良好的电镀性能、耐 热、高冲击、耐化学 品性能
45
4
铭牌
电镀级ABS 电镀级PC/ABS
2019/5/8
2019/5/8
46
标 号 1
部件
扶手
材料
耐热ABS PC/ABS
锦湖日立牌号
2019/5/8
23
关键步骤： A.如何使聚合物产生流动与变形？ 方法: a.加热 熔体； b.加溶剂 溶液； c.加增塑剂或其它悬浮液。
B.如何硬化定型？ 方法： 热固性：交联反应固化定型。 热塑性：a.熔体 冷却 b.溶液 加热挥发溶剂 c.悬浮体 先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型
2019/5/8
3
耐热ABS PC/ABS PP+EPDM+T alc
4 5
控制面板 出风格栅
耐热ABS PC/ABS 耐热ABS PC/ABS PET/PBT+GF PP+Talc
HU650、HU600 HAC8265、HAC8250 HU650、HGX4500 HAC8265、HAC8260 PET/PBT+20%GF / HU650、HU600 HAC8265、HAC8250 /
聚合物合成工艺设计
目录概述-------------------------------------------------------------------------------- ---1基础数据--------------------------------------------------------------------------------9 一．三釜物料衡算1．计算丁二烯进料量-------------------------------------------------------- ---92. 溶剂进料量---------------------------------------------------------------- ---103．催化剂用量---------------------------------------------------------------- ----104. 聚丁二烯生成量--------------------------------------------------------------105. 防老剂用量--------------------------------------------------------------------116. 三釜物料衡算表------------------------------------------------------------- --11 二．首釜物料衡算1. 计算丁二烯进料量---------------------------------------------------------- --122.溶剂进料量--------------------------------------------------------------------- --123. 催化剂用量----------------------------------------------------------------------124. 聚丁二烯生成量----------------------------------------------------------------135.首釜物料衡算表------------------------------------------------------------------13 三．设备选择与计算1.聚合釜体积------------------------------------------------------------------------142.确定釜的外形尺寸---------------------------------------------------------------143.搅拌形式选择---------------------------------------------------------------------154.搅拌功率计算---------------------------------------------------------------------15 四．热量衡算--------------------------------------------------------------------- ------15 参考文献----------------------------------------------------------------------------------17附录1.BR生产工艺流程图2.BR凝聚釜工艺装配图概述1 顺丁橡胶产品概述顺丁烯橡胶，由丁二烯聚合制得的结构规整的合成橡胶。
聚合物成型加工PPT教案
M——表示单体分子
*号——表示带活性的单体或活性链
Mn——大分子（失去活性） τ——链生长时间
n——聚合度（链节数目） N=τV
V——链生长速度（单位时间内单体消失的数目）
2、由于分离提纯同系聚合物存在实际困难。
第18页/共32页
三、平均聚合度
因聚合物分子量多分散性，故聚合物大分子所包含的 链节数目都是统计平均值，用DP 表示平均聚合度。
第25页/共32页
六、分子量和分子量分布对机械性能和成型 <一>对聚合物材料加机工械性性的能影的影响响
1.抗张强度、冲击强度、弹性模量、硬度、抗 应力开裂和粘合强度等都随分子量的增加而增 加。在分子量很大时，逐渐接近极限值。 2.分子量分布窄的比宽的有较好的耐冲击强度 和耐动态疲劳； 3.对结晶性聚合物来说，聚合物中低分子量部 分多时，使结晶速度增快，但容易引起应力开 裂。
聚合物成型加工
会计学
1
1.1 概念
一. 定义
1.高分子材料－即分子量极高的材料 2.聚合物（polymer）-表示此种物质的分子是由许多单
元组成的，而这些单元或由一单独的原子，或由 具有稳定化学键的几个原子的小基团所组成。
天然聚合物-天然橡胶、木材、棉、麻、蚕丝、 毛皮、松香、沥青、虫胶…
人工合成聚合物-丁苯橡胶、PE、PA、PP、 PVC…
*同一个多分散体系采用不同的统计平均方法，可以得到不同的平均值 *在作试样间分子量比较时，应该注意只有同种平均分子量情况下才能作直接比较。
第23页/共32页
五、分子量多分散性的表示方法
用多分散性指数（系数）
表示分子量多分散性。
以 作为测定分子量分散程度的一种量度。 称非均匀指数，或多分散性指数（系数）或分散度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二章1.区分通用塑料和工程塑料，热塑性塑料和热固性塑料，并请各举二到三例通用塑料：综合性能较好，力学性能一般，产量大，应用范围广，价格低廉的一类树脂工程塑料：物理机械性能及热性能比较好的，可以当做结构材料使用的且在较宽的温度范围内可承受一定机械应力和较苛刻的化学，物理环境中使用的塑料材料。
热塑性塑料：受热软化，熔融，塑制成一定形状，冷却后固定成型，再次受热软化，熔融，反复多次加工，可溶，线形高分子，如PP PE PVC热固性塑：;未成型前受热软化，熔融塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型，成型后，受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工，不溶，由线形分子转为体型分子，如PF PU EP UP2.什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什么实际意义？聚合物的结晶：聚合物的取向：聚合物在成型加工时，受到剪切力和拉伸力得作用，聚合物分子链和结构单元按特定方向排列，发生取向。
答：热的饱和溶液冷却后，溶质以晶体的形式析出这一过程叫结晶。
高聚物的取向意味着其内部的结构单元（如分子或晶粒等）的空间指向遵循一些择优的方向，而不是完全随机的。
高聚物取向时，它的性能会呈现各向异性。
适当调节取向状况，可在很大范围内改变高聚物的性能。
一般说，取向时物体在取向方向上的模量和强度会明显增大。
在纤维和薄膜的生产中取向状况的控制显得特别重要。
通过液晶态加工而获得高度取向的刚性链高分子纤维的模量和强度已能达到钢丝和玻璃纤维的水平。
其他高分子材料或制品中的取向状况也是影响性能的一种因素。
（取向能提高材料的各向异性，也就是高分子链向一个方向规整的排列能提高材料的一个方向强度。
结晶能提高材料的熔点和韧性。
）3.请说出晶态和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的耐热性好坏。
答晶态聚合物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续相.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。
熔点Tm 是晶态高聚物熔融时的温度。
表征晶态高聚物耐热性的好坏。
4.为什么聚合物的结晶温度范围是Tg-Tm？答T>Tm 分子热运动自由能大于内能,难以形成有序结构T<Tg 大分子链段运动被冻结,不能发生分子重排和形成结晶结构5.什么是结晶度？结晶度的大小对聚合物性能有哪些影响？结晶度：—聚合物中结晶部分所占的质量分数或体积分数。
影响：力学性能：模量↑；硬度↑；伸长率↓；冲击强度↓；拉伸强度—（非晶区处于高弹态）↑；.力学性能也与结晶形态有关球晶尺度↑：伸长率↓ ；冲击强度↓；模量↓；. 其它性能：耐热性能↑ ；耐溶剂性↑ ；溶解性能↓ ；抗气透性↑ ；密度↑ ；光学透明性↓6.聚合物在成型过程中为什么会发生取向？成型时取向产生的原因及形式有哪些？取向对高分子材料制品的性能有何影响？在成型加工时，受到剪切和拉伸力的影响，高分子化合物的分子链会发生取向。
原因：①由于在管道或型腔中沿垂直于流动方向上的各不同部位的流动速度不相同，由于存在速度差，卷曲的分子力受到剪切力的作用，将沿流动方向舒展伸直和取向。
②高分子化合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用沿受力方向排列。
主要包括单轴拉伸取向和双轴拉伸取向。
形式：非晶态高分子取向包括链段的取向和大分子链的取向；结晶性高分子的拉伸取向包括晶区的取向和非晶区的取向取向后对高聚物性能的影响如下：①力学性能：取向方向上，高聚物的抗长强度、挠曲疲劳强度、冲击强度、断裂伸长率增加，而垂直于取向方向则降低。
②光学性能：取向方向与垂直于取向方向折射率不同，发生双折射现象。
③热性能：取向后使材料的玻璃化温度升高，对于结晶性高聚物，则密度和结晶度也会升高，提高材料的使用温度，从而提高了耐热性能。
7.分析并讨论影响热塑性塑料成型加工中熔体粘度的因素。
答影响高聚物熔体黏度的因素有：① 温度：随着温度升高，高聚物黏度降低，高聚物分子结构为刚性的对温度的敏感性大于柔性的高聚物。
② 压力：随着压力的增大，高聚物熔体的黏度增大，增大压力和降低温对黏度的影响是等效的。
③ 剪切速率：对于假塑性流体，随着剪切速率的增大，熔体的黏度降低，柔性高聚物的敏感程度大于刚性高聚物④ 分子结构：a分子量：随着分子量的增大，高聚物的黏度增大。
b分子量分布：平均分子量相同时，熔体黏度随分子量分布增宽而迅速降低，其流变行为表现出更多的非牛顿性。
分子量分布窄的高聚物对温度的敏感性大；分子量分布宽的高聚物，对剪切速率的敏感性大。
c分子链支化:短支链（低于可以产生缠结的长度）聚合物的熔体粘度低于线性聚合物;长支链聚合物的熔体粘度与其临界分子量和剪切速率有关。
随着分子量的增大，支链变长，大分子运动阻力加大。
当支链长至支链间产生缠结时，粘度增大。
⑤ 添加剂:增塑剂能降低熔体黏度，提高成型加工的流动性;润滑剂能降低熔体之间以及熔体与设备之间的摩擦及粘附，改善加工流动性，提高生产能力和制品质量;固体添加剂（增强剂、填充剂）一般会降低聚合物的加工流动性，但具体受添加剂的类型，用量，粒径，表面性质等影响。
第三章1.高分子材料中加入添加剂的目的是什么？添加剂分为哪些类型？添加剂是实现高分子材料成型加工工艺过程并最大限度的发挥高分子材料制品的性能或赋予其某些特殊功能性必不可少的辅助成分。
：a: 对热塑性塑料有抗氧剂（链终止型抗氧剂和预防型抗氧剂防止高分子材料的老化）、润滑剂（改善材料加工成型时的流动性和脱模性）、热稳定剂（防止材料因受热引发自动反应致聚合物降解）、光稳定剂（能屏障或抑制光氧化还原或光老化过程而加入的一些物质）、阻燃剂（赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂）、发泡剂（能产生大量泡沫，而且泡沫具有优异性能，能满足各种产品发泡的技术要求）、着色剂（使物质健美用着色剂显现设计需要颜色的物质）、增塑剂（使聚合物体系的塑性增加）。
b:对橡胶材料其硫化体系有硫化剂（使橡胶分子链起交联反应，使线形分子形成立体网状结构，可塑性降低，弹性剂强度增加的物质）、硫化促进剂（能促进硫化作用的物质。
可缩短硫化时间，降低硫化温度，减少硫化剂用量和提高橡胶的物理机械性能）、防焦剂（提高胶料操作安全性，增加胶料或胶浆的贮存寿命。
当调整硫化体系难以达到需要的操作安全时，加入防焦剂往往可以很简便地满足对胶料焦烧性能的要求）；防老剂（防止高分子材料老化的助剂）等2.什么是热稳定剂？热稳定剂可分为哪些主要类型？其中那些品种可用于食品和医药包装材料。
热稳定剂是一类能防止或减少聚合物在加工使用过程中受热而发生降解或交联,延长复合材料使用寿命的添加剂。
2什么是增塑剂？根据塑化效率可分为哪些类型？其各自的特点如何？增塑剂是能够降低聚合物Tg并提高其塑性的添加剂。
根据塑化效率可分为主增塑剂、辅助增塑剂、增量剂。
主增塑剂：与聚合物的相容性好，凝胶能力很强，可大量添加并单独使用主要有邻苯二甲酸酯类和磷酸酯类增塑剂。
辅助增塑剂：与聚合物的相容性有限，凝胶能力较低，只能与主增塑剂并用，但往往起到功能性作用。
主要品种有环氧大豆油。
聚酯增塑剂、耐寒性增塑剂。
增量剂：与聚合物的相容性很差，凝胶能力较差，不可单独使用，只可限量使用，以减少主增塑剂的用量。
主要有烷基磺酸苯酯。
3.试述增塑剂的作用机理答：增塑剂的作用机理是增塑剂分子插入到聚合物分子链之间,削弱了聚合物分子链间的应力,结果增加了聚合物分子链的移动性、降低了聚合物分子链的结晶度，从而使聚合物的塑性增加，也就是对抗塑化作用的主要因素聚合物分子链间的应力和聚合物的分子链的结晶度，而他们则取决于聚合物的化学结构和物理结构。
当把增塑剂加入到聚合物中，增塑剂分子相互之间、增塑剂与聚合物分子相互之间的相互作用力是很重要。
除非所有这些相互作用(增塑剂与增塑剂之间、增塑剂与聚合物之间、聚和物与聚合物之间)都是同样大小时，才可能没有增塑作用和反增塑作用。
1.范德华力范德华力是物质的聚集态中分子与分子间存在着的一种较弱的引力。
范德华力包括色散力、诱导力和取向力。
范德华力的作用范围只有几个埃。
(1) 色散力色散力存在于所有极性或非极性分子之间，是由于微小的瞬时偶极的相互作用使挨近的偶极处于异极相邻状态而产生的一种引力。
但是只有在非极性体系中，如苯、聚乙烯或聚苯乙烯中，色散力才占较主要的成分。
(2)诱导力当一个具有固定偶极的分子在相邻的一个非极性分子中诱导出一个诱导偶极使，诱导偶极和固有偶极之间的引力叫做诱导力。
芳香族化合物因为π电子能高度极化所以影响特别强，如低分子量的酯与聚苯乙烯之间或苯与聚醋酸乙烯之间主要是诱导力。
(3)取向力当极性分子相互靠近时，由于固有偶极的取向而引起分子间的一种作用力叫做取向力。
如酯类增塑剂与 PVC 或与硝酸纤维素的相互作用就是代表性的例子。
2.氢键含有—OH基或—NH—基团的分子，如聚酰胺、聚乙烯醇、纤维素等，在分子间、有时在分子内部都能形成氢键。
氢键是一个比较强的相互作用键，它们妨碍增塑剂分子插入聚合物分子间，如果氢键沿聚合物分子链分布越密相应的对抗增塑剂插入的作用也越强。
因此要求增塑剂与聚合物分子也能产生类似的强的作用。
另一方面随着温度的升高，分子间的吸引作用由于氢键的减少而显著削弱，这是因为分子的热运动妨碍了聚合物分子的取向。
3.空间有规结构的聚合物的分子链适当的条件下能够结晶，即链状分子从卷的和杂乱的状态变成紧密折叠成行的有规则状态。
在一般条件下，工业生产的聚合物不可能是完全结晶的，而往往是由结晶区域散插在无定形区域构成的。
显然，增塑剂的分子插入结晶区域要比插入无定形区域困难得多，因为在结晶区与聚合物与链之间的自由空间最小。
如果增塑剂的分子仅能插入部分结晶的聚合物的无定形区域，则此增塑剂便是非溶剂型增塑剂，也就是所谓的辅助增塑剂。
如果增塑剂的分子仅能插入聚合物的无定形区域同时又能插入结晶区域，则此增塑剂便是溶剂型增塑剂，即所谓的主增塑剂.4.橡胶硫化剂可分为哪些主要类型？其各自适用的橡胶类型是什么？目前使用的硫化剂分无机和有机两大类有：硫磺、含硫化合物、过氧化物、醌类化合物、胺类化合物、树脂和金属化合物等。
（3）a、主要用于天然橡胶及二烯烃类通用合成胶如：丁苯胶、顺丁胶、丁腈胶等的硫化剂有：硫磺（主要硫化剂）、含硫化合物（如：一氯化硫、二氯化硫、二硫化吗啡啉等）、硒（Se）、碲（Te）及其氯化物（为第二硫化剂）、树脂类（如：烷基苯酚甲醛树脂、叔丁基苯酚甲醛树脂等）。
b.主要用于饱和度较大的通用合成胶或特种胶硫化剂有：过氧化物（少量用于不饱和二烯烃橡胶、耐热性增强）、醌类化合物；胺类化合物、树脂类（如：2123酚醛树脂用于丁基橡胶）、金属化合物（如：ZnO，MgO等）用硫磺硫化天然胶，至今有150多年的历史。