聚合物成型加工原理04
聚合物加工原理
聚合物加工原理聚合物是一种常见的材料，广泛用于各个领域，如塑料制品、纺织品、医用材料等。
聚合物加工是将聚合物材料通过热、力、机械等加工方式，将其改变为需要的形状和结构的过程。
本文将介绍聚合物加工的原理及常见的加工方法。
一、聚合物本质上是由大量单体分子通过共价键连接而成的高分子化合物。
聚合物加工的原理是通过加热和加压来改变聚合物分子链的排列方式，从而改变聚合物的形状和性能。
聚合物材料通常以树脂的形态存在，树脂在加工过程中会经历熔融、流动、固化等阶段。
在加工中，将聚合物树脂加热到足够的温度使其熔化，然后将熔化的聚合物注入模具中，通过机械力或其他手段使其形成所需的形状，随后冷却固化。
聚合物加工的主要原理包括：1. 熔融：将聚合物加热至其熔点以上，使其转变为可流动的液体状态。
在熔融状态下，聚合物分子链之间的相互作用力减弱，分子链可以通过流动重新排列。
2. 流动：将熔融的聚合物注入到模具中，通过施加压力或其他力量使其形成所需的形状。
在流动过程中，聚合物分子链在施加的力下发生位移和变形。
3. 固化：冷却并固化聚合物，将其固定在所需的形状和结构中。
聚合物冷却后，分子链重新排列，形成固态结构，从而保持所需的形状。
二、聚合物加工方法聚合物加工有多种方法，常见的包括注塑、挤出、吹塑、压延、成型等。
1. 注塑：注塑是将熔融状态的聚合物注入到模具中，通过压力使其填充模腔并冷却固化。
注塑广泛应用于塑料制品的生产，如塑料盒、塑料椅等。
2. 挤出：挤出是将熔融的聚合物通过挤压机挤出成连续的均匀断面形状，然后通过冷却固化。
挤出常用于生产塑料管材、薄膜等。
3. 吹塑：吹塑是将熔融的聚合物注入到模具中，在模具内吹气使其膨胀成空心形状，并冷却固化。
吹塑常用于生产塑料瓶、塑料容器等。
4. 压延：压延是将熔融的聚合物放置在两个辊子之间，通过压力使其变薄并冷却固化。
压延广泛应用于塑料薄膜的制备。
5. 成型：成型是将熔融的聚合物材料倒入开放式模具中，通过压力或其他手段使其形成所需的形状，并冷却固化。
聚合物成型加工原理课件64页PPT
ASA801、ASA811、 ASA7045、AESHW600G、
AESHW610HT
HAC8244、HAC8245、
HAC8250 ABS710、ABS711、 ABS760、ABS765 ASA801、ASA811、 ASA7045、AESHW600G、
AESHW610HT
HCB9230M、HCB9240
安徽 3.24%
河南 3.56%
四川 3.69%
河北 其他 3.00% 16.41%
辽宁 山东 江苏 6.27% 9.38% 9.99%
广东 22.88%
浙江 18.51%
09年1～5月塑料制品产量地区分布
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塑料单丝、条、
塑料零件 杆、型材及异型 其他塑料制品
0.65%
材
19.56%
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五.成型加工生产的基本过程
包括五方面内容： 1.材料选择和配方设计：树脂与助剂 2.模具设计，制品设计与设备的选择和改造： 3.成型加工：成型材料预处理，成型，机械加工，
修饰，装配。 4. 制品性能检验：沿用金属检测方法 5. 废料回收：流道残留物，边角余料，废品旧料回
收
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或改性材料）转变为制品或实用材料的一 种工程技术。
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聚合物的成型方法
聚合物的成型方法在现代工业生产和日常生活中，聚合物制品无处不在，其在各种领域的应用越来越广泛。
聚合物的成型方法对制品性能和外观质量具有重要影响，因此选择合适的成型方法至关重要。
压缩成型压缩成型是一种常见的聚合物成型方法，主要适用于制作小批量且简单形状的制品。
其原理是将加热后的聚合物原料放入模具中，然后施加一定压力使原料充分填充模具，经过冷却固化后，取出模具即可得到成型制品。
压缩成型简单易行，但生产效率较低。
注塑成型注塑成型是一种高效率的聚合物成型方法，适用于大批量生产复杂形状的制品。
其工艺流程为首先将聚合物颗粒加热熔化成熔体，然后通过注射机将熔体注入模具中，在模具中冷却固化后，取出模具即可得到成型制品。
注塑成型成本相对较高，但适用于各种聚合物材料。
吹塑成型吹塑成型适用于制作中空的聚合物制品，如瓶子、容器等。
其过程是将热熔的聚合物挤出成管状，并通过气流吹入模具中，随后在模具中冷却成型。
吹塑成型具有生产效率高、成型时间短的优点，但对原料的要求较高。
挤出成型挤出成型是一种连续生产方式，适用于生产长条状、各种横截面形状的聚合物制品，如管材、板材等。
其原理是将加热熔化的聚合物通过挤压机器挤出成型，然后经过冷却固化后切割定尺。
挤出成型工艺简单易行，成本较低。
旋转成型旋转成型适用于生产中空且对称的聚合物制品，如桶、椅子等。
其过程是将预先加热的聚合物放入模具中，然后将模具旋转，使聚合物均匀分布在模具内壁，最终在模具中冷却固化形成成型制品。
旋转成型成本适中，适用于中小批量生产。
综上所述，不同的聚合物成型方法适用于不同的生产需求和制品要求，选择合适的成型方法可以提高生产效率、降低生产成本，从而更好地满足市场需求。
同时，随着技术的不断发展，聚合物成型方法也在不断创新和完善，为聚合物制品的生产提供更多选择。
聚合物加工原理
名词解释离模膨胀；聚合物熔体挤出后的截面积远比口模面积大。
此现象称为巴拉斯效应（Barus Effect），也称为离模膨胀熔体破裂；熔体破裂是挤出物表面出现凹凸不平或外形发生畸变或断裂的总称。
熔体流动速率；熔体流动速率(MFR)是在一定的温度和压力下，聚合物在单位时间内通过规定孔径的量，单位为g/10min。
熔体流动速率是一个选择塑料加工材料和牌号的重要参考依据，能使选用的原材料更好地适应加工工艺的要求，使制品在成型的可靠性和质量方面有所提高。
高分子合金；塑料与塑料或橡胶经物理共混或化学改性后，形成的宏观上均相、微观上分相的一类材料。
螺杆压缩比；螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段的最后一个螺槽的容积之比，它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。
机头压缩比；是指分流器支架出口处流道的断面积与机头出料口模和芯棒之间形成环隙面积之比。
螺杆的背压；在移动螺杆式注射机成型过程中，预塑化时，塑料随螺杆旋转经螺槽向前输送并熔融塑化，塑化后堆积在料筒的前部，螺杆端部的塑料熔体就产生一定的压力，即背压。
提高背压，物料受到剪切作用增强，熔体温度升高，塑化均匀性好，但塑化量降低。
热固性塑料收缩率；冷压烧结成型：是将一定量的成型物料（如聚四氟乙烯悬浮树脂粉料）入常温的模具中，在高压下压制成密实的型坯（又称锭料、冷坯或毛坯），然后送至高温炉中进行烧结一定时间，从烧结炉中取出经冷却后即成为制品的塑料成型技术。
第四章1、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。
聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。
端末效应包括入口效应和模口膨化效应(离模膨胀)即巴拉斯效应。
不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。
2、简述高聚物熔体流动的特点。
由于高聚物大分子的长链结构和缠绕，聚合物熔体、溶液和悬浮体的流动行为远比伤分子液体复杂。
在宽广的剪切速率范围内，这类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体的粘度也不是一个常此因而聚合物液体的流变行为不服从牛顿流动定律。
聚合物成型加工原理
聚合物成型加工原理聚合物成型加工是一种通过加工工艺将原料转化为所需形状的方法。
在这个过程中，聚合物材料会经历一系列的物理和化学变化，最终形成我们所需要的成型产品。
本文将介绍聚合物成型加工的原理，包括热塑性聚合物和热固性聚合物的成型原理，以及常见的成型方法。
热塑性聚合物是一类在一定温度范围内可软化、可塑性较好的聚合物材料。
在成型加工过程中，热塑性聚合物首先需要加热至其软化温度，然后通过模具或挤出机等设备将其加工成所需形状。
热塑性聚合物的成型原理主要是利用温度的变化来改变材料的物理状态，从而实现加工成型。
常见的热塑性聚合物成型方法包括注塑、挤出、吹塑等。
而热固性聚合物则是一类在加工过程中通过化学反应形成三维网络结构的聚合物材料。
在成型加工过程中，热固性聚合物首先需要在一定温度下发生固化反应，形成不可逆的化学键，然后再进行成型加工。
热固性聚合物的成型原理主要是利用化学反应来实现材料的固化和成型。
常见的热固性聚合物成型方法包括压缩成型、注塑成型等。
除了热塑性和热固性聚合物的成型原理外，还有一些其他的成型方法，如挤压成型、发泡成型、旋转成型等。
这些成型方法都是根据聚合物材料的特性和加工要求来选择的，每种方法都有其独特的成型原理和适用范围。
总的来说，聚合物成型加工的原理是通过控制温度、压力、化学反应等因素，将聚合物材料加工成所需形状的过程。
不同类型的聚合物材料和不同的成型方法都有其特定的成型原理，只有深入理解这些原理，才能更好地掌握聚合物成型加工技术，实现高质量的成型产品。
在实际应用中，我们需要根据具体的产品要求和材料特性来选择合适的成型方法，并且合理控制加工参数，以确保成型产品的质量和性能。
同时，还需要不断探索和创新，不断改进成型工艺，以适应不断变化的市场需求和技术发展。
通过深入研究聚合物成型加工的原理，不断提高我们的技术水平和创新能力，为聚合物成型加工行业的发展做出贡献。
聚合物成型原理
聚合物成型原理在塑料加工行业中，聚合物成型是一种常见的工艺方法，通过这种方法可以制造出各种形状和尺寸的塑料制品。
聚合物成型的原理基于热塑性聚合物的熔融和冷却过程，从而使塑料原料变成所需形状的制品。
本文将介绍聚合物成型的基本原理及其在实际生产中的应用。
聚合物成型的基本原理聚合物成型的基本原理可以分为以下几个关键步骤：1. 原料预处理首先，将所选用的塑料颗粒或粉末放入注塑机、挤出机或其他成型设备的料斗中。
在加工过程中，通常还会添加一定比例的添加剂，如增塑剂、稳定剂等，以提高塑料的性能和加工性。
2. 加热和熔融原料在成型设备中经过加热、高温熔融，使其变成粘稠状态的熔融料。
不同的聚合物材料需要的加热温度和熔化温度也不同，需要根据实际情况进行调整。
3. 成型熔融的塑料通过喷射、挤压或压缩等方式，被注入到模具中。
在模具内部，熔融的塑料会根据模具的形状逐渐冷却固化，最终形成所需的制品形状。
4. 冷却和固化当塑料填充模具后，通过冷却系统或自然冷却的方式，让塑料逐渐固化。
固化的速度取决于塑料的种类、厚度等因素。
5. 脱模一旦塑料完全固化，模具打开，新成型的塑料制品从模具中取出，经过一些表面处理工艺后，就可以成为最终产品了。
聚合物成型的应用聚合物成型技术在各个行业中都有广泛的应用，其中最常见的包括注塑成型、挤压成型、吹塑成型等。
这些成型方法可以生产各种形状和尺寸的制品，如瓶子、盒子、管材、零件等。
注塑成型主要用于生产小型至中型尺寸的零件，具有成型速度快、生产效率高的优点，适用于大规模生产。
挤压成型适用于生产管材、型材等长形制品，产品质量稳定，成本较低。
吹塑成型则常用于生产塑料瓶、容器等中空制品。
除了上述成型方法，还有各种特殊的成型技术，如压缩成型、注液成型、旋转成型等，可以根据不同的需求选择最适合的成型方法。
总的来说，聚合物成型是一种经济高效、灵活多样的塑料加工方法，广泛应用于工业制造、日用品制造等领域，为人们的生活和工作提供了便利与可能。
4 聚合物成型加工过程的物理和化学变化
聚合物在管道中和模具中的流动取向
取向结构的分布规律
1. 在垂直于流动方向上取向度有差异
等温流动区合物制品中取 向度的分布（1）
2. 流动方向上取向度有差异 模腔中，流动方向上分子的取向程度是 逐渐减小 取向程度最大的不在浇口处，而在距浇 口不远的位置上 挤出成型中，有效取向主要存在较早冷 却的次表层。
二、影响降解的因素
（一）聚合物的结构
1.主链上与叔碳原子或季碳原子相邻的键不 稳定。 伯碳>仲碳>叔碳>季碳 2. 双键β位置上单键不稳定，使降解程度提 高，如橡胶易降解。 3. 取代基：分布（规整使强度提高）；极 性（使强度提高）；氯原子（易分解）
4. 主链含芳杂环、饱和环和结晶的 聚合物不易降解。 5. 含有C杂链结构，如-O-、-O-CO、 -NH-CO-、-NH-COO-等容易降解。 6. 杂质水，金属，易降解，杂质是 降解的催化剂。
应力对结晶速度和结晶度的影响
剪切力、拉伸力的作用使分子取向， 形成有序排列，结晶速度提高，结晶度 提高； 静压力提高使分子链运动减弱，不 利于分子链运动，相当于提高了结晶温 度，提高了结晶度； 但应力作用时间不能太长，否则取 向结构松弛，结晶速度会下降。
应力对晶体结构和形态的影响
τ ↑ ，σ ↑ ，纤维状晶体。 随γ ↑， ε↑，伸直链晶体↑，Tm ↑ 低压时，生成大而完善的球晶，脆 高压时，小而形状不规则的球晶，韧
（二）温度的影响（热降解）
降解的反应速度随T升高而增大，
K d Ad e
Ed RT
T升高，加热时间长，降解快
温度对PS降解反应速率的影响
（三）氧的影响 O2在高温下→过氧化结构，键能弱，不稳 定，Ed低→易降解 饱和聚合物不易形成过氧化物，只是薄弱 点形成过氧化结构；不饱和聚合物双键活 跃，易氧化形成过氧化物，易降解。
聚合物成型加工原理课件-PPT精选文档
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2.成型加工过程中聚合物所发生的转变： a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。 b.结构： 组成：非纯聚合物 组成方式：层压材料，增强材料，复合材料 宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构 微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等 c.性质： 有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性 树脂的交联固化 方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解
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Schematic of thermoplastic Injection molding machine
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三.成型加工的基本原理
1.聚合物是如何实现转变的？
可塑性：指物体在外力作用下发生永久形变和流动的性质 。 总过程：
方法 方法
聚合物
可塑性状态
流动与变形成形
工艺条件
制品
硬化定形
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汽车密封条
空气软管
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挡泥板
车灯橡胶件
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Tyres and wheels
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2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类： a.主要发生物理变化：如 注射，挤出，压延，热成型，流 涎薄膜等。 b.主要发生化学变化：如 浇铸成型。
c.既有物理变化又有化学变化：热固性塑料的加工和橡胶 加工。
第四章 聚合物成型加工过程的物理和化学变化
聚合物熔体中晶核数与熔体温度和加热时 停留时间的关系
.
（三）应力作用的影响
聚合物在纺丝、薄膜拉伸、注射、挤出、 模压和压延等成型加工过程中受到高应力作用 时，有加速结晶作用的倾向。这是应力作用下 聚合物熔体取向产生了诱发成核作用所致。
.
应力对结晶速度和结晶度的影响
剪切力、拉伸力的作用使分子取向，形成 有序排列，结晶速度提高，结晶度提高；
第四章 聚合物成型加工过程 的物理和化学变化
在成型加工过程中聚合物会发生一些物理化学变化，这 些变化有时是有利的，有时是有害的，如：
结晶：定型，增强；内应力，翘曲 取向: 增强；各向异性 降解：塑化；性能变差 交联：硫化，增强性能；有些不能再加工 因此了解这些变化的特点以及加工条件对它们的影响， 有利于进行产品开发，利用和控制这些变化，对聚合物的加工 和应用有实际意义。
温度高，晶粒大，制品发脆，力学性能差； 同时冷却速度慢，生产周期长，冷却程度不均 匀，制品易变形。
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2. tc<<tg，骤冷过程，冷却速度快 a 链段重排困难——结晶度不高
结晶温度低——结晶不完善。 b 骤冷甚至不结晶，体积松散，收缩性大。 c 厚制品，各处冷却温度速度不同，微晶生成，
内应力大。 如PP、PE、POM结晶能力强但Tg低，制品的
.
第一节 成型加工过程中 聚合物的结晶
塑料成型、薄膜拉伸及纤维纺丝过程中常 出现聚合物结晶现象，但结晶速度慢、结晶具有 不完全性和结晶聚合物没有清晰的熔点是大多数 聚合物结晶的基本特点。
聚合物加工过程，熔体冷却结晶时，通常 生成球晶，在高应力作用下的熔体还能生成纤维 状晶体。
.
一、聚合物晶体的形态
缺点：wc低，透明性降低，韧性降低， 收缩率提高，易龟裂。
聚合物成型加工原理
聚合物成型加工原理聚合物成型加工是一种将熔融或软化的聚合物通过模具加工成所需形状的工艺过程。
在现代工业生产中，聚合物成型加工已经成为了一种非常重要的生产方式，广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维制品等领域。
本文将重点介绍聚合物成型加工的原理及相关知识。
首先，聚合物成型加工的原理是基于聚合物材料的熔融特性。
通常情况下，聚合物材料在一定温度范围内会软化甚至熔化，这为其加工提供了可能。
在加工过程中，首先需要将固态的聚合物颗粒或块状材料加热至其软化或熔化温度，然后通过模具或挤出机等设备将其塑造成所需的形状。
这种加工方式可以实现对聚合物材料的成型和加工，生产出各种塑料制品、橡胶制品等。
其次，聚合物成型加工的原理还涉及到模具设计和成型工艺。
模具设计是影响成型加工质量和效率的关键因素之一。
不同形状、尺寸和结构的制品需要设计不同的模具，而模具的设计又需要考虑到材料的流动性、收缩率、成型压力等因素。
另外，成型工艺也是影响成型加工质量的重要因素，包括加热温度、冷却速度、压力控制等。
通过合理的模具设计和成型工艺，可以实现对聚合物材料的精确成型，确保制品的质量和稳定性。
最后，聚合物成型加工的原理还包括了原料的选择和配比。
不同的聚合物材料具有不同的熔化温度、流动性和硬度，因此在成型加工前需要对原料进行选择和配比。
通常情况下，原料的选择需要考虑到制品的使用环境、机械性能要求、成本等因素，以及原料的熔化特性和流动性。
通过合理的原料选择和配比，可以有效地控制成型加工过程中的材料流动性和成型质量。
综上所述，聚合物成型加工的原理涉及到聚合物材料的熔化特性、模具设计和成型工艺、原料选择和配比等多个方面。
通过对这些原理的深入理解和掌握，可以实现对聚合物材料的精确成型，生产出高质量的塑料制品、橡胶制品等。
同时，也可以为相关行业的技术改进和产品创新提供重要的理论支持和技术指导。
希望本文所介绍的内容能够对聚合物成型加工的相关人员有所帮助，促进该领域的发展和进步。
聚合物成型加工原理及技术
Southwest university of science and technology聚合物成型原理及成型技术作业注射成型技术及其进展学院名称材料科学与工程专业名称材料工程学生姓名赵健学号20013010028指导教师彭碧辉二〇一四年一月注射成型技术及其进展摘要：介绍了注射成型，主要的注射成型机及其运用原理，应用现状和主要特点，重点介绍了注射成型技术的一些新特征及几种主要的注射成型新技术，分析并展望了注射成型技术的发展趋势。
关键词：注射成型；注射成型机；注射成型工艺；注射成型新技术0 前言注射成型是将注射机熔融的塑料，在柱塞或螺杆推力作用下进入模具，经过冷却获得制品的过程。
塑料在注塑机加热料筒中塑化后，由柱塞或往复螺杆注射到闭合模具的模腔中形成制品的塑料加工方法。
此法能加工外形复杂、尺寸精确或带嵌件的制品，生产效率高。
【1】大多数热塑性塑料和某些热固性塑料（如酚醛塑料）均可用此法进行加工。
用于注塑的物料须有良好流动性，才能充满模腔以得到制品。
注射成型与其它成型方法相比有一些明显优点：其一是可加工的塑料种类繁多,除聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯等极少数品种外,几乎所有的热塑性塑料( 通用塑料、纤维增强塑料、工程塑料)、热固性塑料和弹性体都能用这种方法方便地成型制品；其二是能一次成型外形复杂、尺寸精确可带有各种金属嵌件的塑料制品, 制品的大小由钟表齿轮到汽车保险杠,用注射成型生产塑料制品的品种之多和花样之繁是其它任何塑料成型方法都无法比拟的；其三是成型过程自动化程度高, 其成型过程的合模、加料、塑化、注射、开模和制品顶出等全部操作均由注射机自动完成。
注射成型作为高分子加工中重要的成型方法之一，已发展和运用得相当成熟，国民经济的各个领域都有广泛应用。
统计结果表明，注射成型用塑料量约占整个塑料产量的35%，并有逐年增长的趋势，在国民经济的各个领域都有广泛应用。
随着注射工艺、理论和设备的研究进展, 注射成型也已应用于部分热固性塑料、泡沫塑料、多色塑料、复合塑料以及增强塑料的成型中。
聚合物加工工程第4章注射成型
表3-1
常用注射速率、注射时间
注射量/cm3 注射速率/(cm3/s) 注射时间/s
125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5
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2.组成
柱塞式和螺杆式两种大类注射机成型过程 大致相同 不同的是前者用柱塞施压塑化而后者用螺 杆塑化 但两者组成相似 包括注射系统、合模系统、液压传动系 统和电器控制系统四部分组成。
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液压传动
合模系统
注射系统
电器控制系统
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4.2.2 注射机的注射系统
1.作用：塑化、注射和保压三方面
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e. 充模流动长度
• 充模流动长度或熔体在模腔内的极限流动 长度，是指熔体在模腔中流动，凝固层逐 渐增厚，直到流动停止时，这一有限的流 动长度。
• 充模流动长度不小于制品方向的长度，这 是为获得完整的注射制品在充模过程必须 考虑的首要问题。
• 这一长度与注射工艺条件、模具结构形状， 以及聚合物性能等因素有关。
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3)弹簧针阀自锁式喷嘴：依靠弹簧压合喷嘴体内的阀 芯实现锁闭，可防止“流涎”现象，使用方便；结 构较复杂，制造困难，流程较短，注射压力降较大， 较适用于尼龙、涤纶等熔体粘度较低的塑料注射。
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4）液控杠杆针阀式喷嘴
• 是依靠外在液压系统通 过杠杆联动机构启闭阀 芯。
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1)通用式喷嘴(图a)：结构简单，制造方便，无加热装 置，注射压力损失小，常用于聚乙烯、聚苯乙烯等 注射成型。是最普遍的形式。
聚合物加工基础-4传热
(棒类) （板类）
tc 157.8 T3 36.27S 157.8 t M
2
以上两式的适用范围是tc>190℃，tM<125℃。
思考题
为什么塑料加热与冷却不能有太大的温差？
答：塑料是热的不良导体，导热性较差。
加热时，热源与被加热物的温差大，物料
表面已达到规定温度甚至已经分解，而内
什么是塑件在模具内的冷却时间？ 通常指塑料熔体从充满型腔时起到可以开模取出制件的这一段时间。 可开模的标准：塑件已充分固化，具有一定的强度和刚度，开模 推出时不致变形开裂。 衡量塑件已充分固化的准则： ①塑件最大壁厚中心部分的温度已冷却到该种塑料的热变形温度 以下。
②塑件截面内的平均温度已达到所规定的塑件的出模温度。
t dQ dS x
t dq d x
式中 Q——单位时间传导的热量，简称传热速率，w S——导热面积，即垂直于热流方向的表面积，m2
λ ——导热系数(thermal
conductivity)，w/m.k。
式中的负号指热流方向和温度梯度方向相反。
黏性发热-内摩擦力产生热能 塑性形变加热-颗粒移动，机械能转化
式中 S——塑件的壁厚，mm； α1——塑料热扩散率，mm2／s； tc——塑料注射温度，℃； tM——模具温度，℃；
t1——塑料的热变形温度，℃；确定t1时还应根据经验。
(2)塑件截面内平均温度达到规定的塑件出模温度时所需要的冷却 时间T2(s)为
S 2 8 tc t M T2 2 ln 2 1 t2 tM
聚合物加工基础
第四章 传热
热量传递是自然界最普遍的现象。凡
有温差存在的地方，热量总是自发地由高
聚合物加工原理
聚合物加工原理聚合物流体在加工过程中的受力比较复杂,因此相对应的应变也比较复杂,其实际的应变往往是二种或多种简单应变的叠加,然而以剪切应力造成的剪切应变起主要作用。
拉伸应力造成的拉伸应变也有相当重要的作用,而静压力对流体流动性质的作用主要体现在对粘度的影响上。
聚合物流体（熔融状聚合物和聚合物溶液或悬浮液）的流变性质主要表现为粘度的变化,根据粘度与应力或应变速率的关系,可将流体分为以下两类:牛顿流体和非牛顿流体。
拉伸流动:质点速度沿着流动方向发生变化;剪切流动:质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化。
由边界的运动而产生的流动,如运转滚筒表面对流体的剪切摩擦而产生流动,即为拖曳流动。
而边界固定,由外压力作用于流体而产生的流动,称为压力流动。
聚合物熔体注射成型时,在流道内的流动属于压力梯度引起的压力流动。
聚合物在挤出机螺槽中的流动为另一种剪切流动,即拖曳流动。
对于小分子流体该粘度为常数,称为牛顿粘度。
而对于聚合物流体,由于大分子的长链结构和缠结,剪切力和剪切速率不成比例,流体的剪切粘度不是常数,依赖于剪切作用。
具有这种行为的流体称为非牛顿流体,非牛顿流体的粘度定义为非牛顿粘度或表观粘度。
切力变稀原因（假塑性流体）假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的增加而下降的原因与流体分子的结构有关。
对聚合物熔体来说,造成粘度下降的原因在于其中大分子彼此之间的缠结。
当缠结的大分子承受应力时,其缠结点就会被解开,同时还沿着流动的方向规则排列,因此就降低了粘度。
缠结点被解开和大分子规则排列的程度是随应力的增加而加大的。
对聚合物溶液来说,当它承受应力时,原来由溶剂化作用而被封闭在粒子或大分子盘绕空穴内的小分子就会被挤出,这样,粒子或盘绕大分子的有效直径即随应力的增加而相应地缩小,从而使流体粘度下降。
因为粘度大小与粒子或大分子的平均大小成正比,但不一定是线性关系。
切力变稠原因（膨胀性流体）:当悬浮液处于静态时,体系中由固体粒子构成的空隙最小,其中流体只能勉强充满这些空间。
聚合物加工原理
采用无损检测技术对聚合物产品进行 检测，如超声波检测、X射线检测等
，以发现产品内部的潜在缺陷。
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未来发展趋势与挑战
新型加工技术展望
3D打印技术
通过逐层堆积材料的方式构建物体，为聚合物加工提供了全新的思路，可实现复杂结构的 快速制造。
微纳加工技术
利用微纳米级的精度制造聚合物产品，在生物医学、微电子等领域具有广阔应用前景。
主要包括挤出机、模具、 冷却装置等。
注射成型技术
原理
将聚合物加热熔融后，通过注射 机以一定压力和速度注入模具型 腔中，经冷却固化后得到制品。
应用
适用于制造形状复杂、精度要求高 的制品，如家电外壳、汽车零件等。
设备
主要包括注射机、模具、加热装置 等。
压延成型技术
原理
将聚合物通过压延机的一组或多 组辊筒间隙，使其受到挤压和延 展作用，从而成为具有一定厚度
设备选型依据和建议
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根据聚合物的性质选择合适的 设备类型，如粘度、熔点、热
稳定性等。
根据制品的要求选择合适的设 备规格和配置，如制品尺寸、
精度要求、生产效率等。
考虑设备的可靠性、稳定性和 维护方便性等因素，选择知名
品牌和优质产品。
根据实际生产情况和预算情况 进行综合评估，选择性价比高
聚合物分类
根据来源可分为天然聚合物和合 成聚合物；根据结构可分为线性 聚合物、支链聚合物和交联聚合 物。
聚合物结构特点
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链状结构
聚合物分子链长，通常由 成千上万个重复单元组成。
多分散性
聚合物的分子量具有多分 散性，即分子量分布在一 个较宽的范围内。
聚合物的成型加工方法ppt课件
塑料发泡后的体积比发泡前增大数倍，称为发
泡倍率。发泡倍率大于5的称为高发泡；小于5 的称为低发泡；采用不同发泡工艺可获得不同
硬度的制品，即硬质、软质和半硬质泡沫塑料
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成型加工过程中的化学与物理变化
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1、降解与交联
聚合物在热、力ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ氧、光、水等作用下会发 生降解，有时也伴随有交联。
属镀饰，表面喷涂、染色等加工处理，这些方法
有时被称为高分子材料的二次加工。
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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。
聚合物成型加工介绍
陈双俊
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聚合物的成型加工：将聚合物或以聚合物 为基本成分，加入各种添加剂，在一定的 温度和压力下，将其转变为具有实用价值 的材料或制品的一种工艺过程。
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聚合物的成型加工方法分类
按聚合物的成型方法原理，大致可分为：
压延机成型还可用来制造人造革、墙纸、印 花或刻花复合材料等。
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4、模压成型 模压成型是热固性塑料主要的成型加工方法。
模压成型是指将计量好的成型物料加入闭合 的模具中，在热压下使树脂熔融、流 动充 满模腔，然后固化定型。
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三、预热与干燥 1.作用：
干燥：除去水分和挥发物。 预热：提供热量便于模压。
热塑性塑料：干燥， 热固性塑料：预热和干燥，且以预热为主。
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预热是针对模压周期长、制品质量差而采取的措施。
制品质量差是指物料在模腔中受热不均匀，固化速率不一， 制品内应力大，性能不均一。所以预热是预先给物料加热 以提高物料的整体温度。
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预热的好处： a.缩短模塑时间，加快固化速率； b.增加制品固化的均匀性，提高制品的物理机械性能； c.提高塑料的流动性，降低模塑损耗和废品率； d .可以用较低的压力进行模压，因此可以用较小吨位的液
压机模压较大的制品。
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2.预热和干燥的设备和操作 常用方法有：热板加热、烘箱加热、红外线加热、高频
并有一定的强度，经得起运转。
3.预压原因： 主要是针对压缩模塑周期长、效率低的特点而采取的措施。
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4.好处：
a.加料快、准确简单；
b.降低了塑料的压缩率，从而减少了模具的装料室，简化了模具的 结构。
压缩率=制品的比重/塑料的表观比重>1-3<粉的体积/制品的体积
c.避免粉尘飞扬；
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d.压缩率
压缩率太大，压缩料比重小，含有大量空气，在预压 时排气困难，形成气垫，给预压造成麻烦；太小，无需预 压。故应控制在3.0左右。
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e.润滑剂 润滑剂的存在有利于预压物的脱模，且外形美观，但含量过多会
使制品性能降低； f.预压的温度：
一般预压是在不加热的情况下进行的，但对室温下不易预压时， 可将温度提高到50-90℃。
d.预压物中的空气含量少，使传热加快，缩短加热和固化时间；
e.便于运输；
f .改善预热规程；
g.便于成型较大或带有精细嵌件的制品。
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5.缺点： 需要相应的工艺和设备，在压制复杂或混色斑纹的制品时还
不如直接用粉状物料好。 6.常用的预压设备：
偏心式预压机、旋转式预压机和液压式预压机。
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g.预压压力：
一般39-196MPa，其大小取决于压缩粉的性质和预压的形状与尺 寸。
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压 机 形 式 结 构（带动阳模的方式不同）
特点
偏心式 旋转式 液压式
冲压机 连杆式 液压式
压力大（可压制大制品）效率较低
压力小，效率高
结构简单、紧凑；计量准确，操作简 单
应注意吸湿性、贮存温度和贮存时间等问题。 1.吸湿性 要求有严密的包装，贮存库房的相对湿度最好不超过70%， 对脲甲醛等易吸湿的塑料则更需要严加控制。
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2.贮存温度
贮存温度一般不超过25℃，特别是热固性酚醛树脂基塑料、 尿甲醛塑料等，温度过高会使其化学反应继续推进，从而使其 性能下降。
第四章 压缩模塑
4.1 概述 4.2 成型前的准备工作 4.3 压缩模塑用的设备 4.4 模压过程与操作方法 4.5 模压成型的控制因素 4.6 冷压烧结成型
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一.简介
4.1 概述
压缩模塑又称压制成型、模压成型，是目前四大成型方法 之一。它不但可以成型热固性塑料制品，还可以成型热塑性制 品。
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三.缺点：
1.生产周期长，效率低；
2.尺寸准确性差。
每次生产的制品尺寸都有差异，公差大，不适宜制造 准确性要求高的制品；
尺寸
3.制品内应力大；
物料内部温度分布不均匀。不太适合用于较厚制品生产。
4.自动化程度较差，工人劳动强度大。
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4.2 成型前的准备工作 一.塑料的贮存
主要用来制造热固性塑料和一些流动性较差的或熔体粘度 较大的热塑性塑料。
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成型热固性塑料：加热加压，熔融流动，充模，交联固 化，开模取出制品。
成型热塑性塑料：加热加压，熔融流动，充模，冷却， 硬化定型。
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二.压缩模塑的优点： 1.相对于其它成型方法来说，工艺成熟，过程简单，容易掌握； 2.可模塑较大平面的制品和利用多腔模生产大批量的小制品； 3.制品各向同性；制品密实度高。 4.制模费用低，较经济。
加热等。 红外线加热：
缺点：物料传热不均匀易烧伤表面。 优点：使用方便，设备简单，成本低，温度控制比较灵活。 远红外加热的优点是：不受物料厚度、形状限制。
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高频加热是利用被预热物作为电容器介质原理，对塑料进行 加热。它只适用于极性分子。
1.定义：将松散的粉状或纤维状塑料预先用冷压法压成重量一定、 形状规整的密实体的操作成为预压。所压的物料称为预压物。
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2.要求： a.形状：无严格的限制，一般以能用整数而又能十分紧密的配入
模具中为最好。通常是圆片形、扁球形或与制品形状相仿等。 b.密度：达到制品密度的80%。因为这种密度的预压物传热好，
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7.预压的选择：
所谓预压性是指塑料的压缩能力，它依赖于它的水分、 颗粒的均匀度、倾倒性、压缩率、润滑剂含量以及预压的 温度与压力。
a.水分的影响：
水分含量很少时不利于预压；很大时对模压不利，使制 品质量变差。含量一般要求3-4.5%左右。
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b.颗粒均匀度的影响：
预压时希望压缩粉的颗粒最好大小相间，大小颗粒分 布要适中，各占一半最好。如果出现过多的大颗粒，会使 预压物中含有很多空隙，强度不高；如果细颗粒过多，容 易使加料装置发生阻塞，或使空气封入预压物中。
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c.倾倒性：
以120克压缩粉通过标准漏斗的时间来表示的。这一 性能是保证重力流动将料斗中压缩粉准确的送到预压模中 的先决条件。用作预压的压缩粉，其倾倒性应为20-30秒。 倾倒性差，加料不便。
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3.贮存时间
贮存时间不宜过长，否则树脂的化学反应也可能继续推进，使 原料变质。其中尿甲醛树脂贮存最好不超过三个月，热固性酚醛 树脂基塑料应不超过六个月，热塑性酚醛基塑料，如包装良好， 放置在阴凉干燥处，三年后尚可使用，但其流动性下降，故不宜 贮存太久。
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二、预压