高分子材料成型工艺学2018-6教材版-PDF
第七章 高分子材料的成型加工技术PPT课件
b.挤出过程
熔融：外部加热和内部摩擦热作用下， 逐渐熔化成熔体
成型：通过口模时在压力下成为与口模 相似的连续体
定型：在外部冷却下连续体被凝固定型
图 18-2 单 螺 杆 挤 出 机 基 本 结构 示 意 图
c.特点及应用 生产效率高，可自动化连续生产；
酚醛树脂（PF） 环氧树脂（EP） 2.工程塑料的成型基础 成型性能：成型物料对各种成型工艺和模具结构
的适应能力 （1）塑料熔体的流变行为 流变 流动与变形 粘度 流变性的主要表现
粘度及其变化是塑料成型中最主要的参数 影响粘度的因素
a.聚合物分子量 分子量越大，粘度越大 不同成型方法对粘度要求不同 可通过添加低分子物质（如增塑剂）降低分子量 b.温度
（3）特点与应用 原料是已成型的片材或板材，属二次加工
适应性强，设备投资少，模具制造简便
要求板、片材在加工提哦案件下有较好的延展 性
主要适宜于热塑性塑料，如ABS、PMMA、 PVC、PP、PA、PC、PET等
（8）浇注成型
在室温或稍高温度下是液体的树脂，在加入固 化剂或催化剂与其它添加剂后，可在液态下浇 入模腔，通过化学反应硬化成形
（1）分类 按热行为：热塑性、热固性 按产量用途：通用塑料、工程塑料、功能塑料 （2）常用塑料 聚乙烯（PE） 聚氯乙烯（PVC） 聚丙烯（PP）
聚苯乙烯（PS） 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 氟塑料 聚酰胺（PA） 尼龙 聚碳酸酯（PC）
ABS 聚脂树脂
不饱和聚脂（UP） 饱和聚脂：PET、PBT
第七章 高分子材料的成型加工技术
1.高分子材料：以高聚物为主并加入多种添加剂 形成的材料
按用途 ：塑料、橡胶、合成纤维 按热行为：热塑性、热固性 2.高分子材料生产过程
【材料课件】第四部分高分子材料成形工艺
【材料课件】第四部分高分子材料成形工艺答案：（1）没有结合浇口套使用，这将意味熔体会在模具嵌板（C5）和垫板（C6）之间泄漏出来。
（2）定位环（R3）没有能够定位，这将导致注射机的喷嘴和浇注入口难于保持对齐。
（3）本设计缺少导柱和导套，那么两个模板的对齐没有得到操纵。
（4）在推板（E5）的背面与动模座板（B1）前面存在间隙。
当熔体注射进入模腔后，作用于推杆的压力将迫使推板向后移动，即E5与B1之间缺少支撑钉。
（5）推板配合机构（由E7、E5和R4组成）没有受到支撑和导向作用。
需要增加推杆导柱导套来达到作用。
（6）配合推杆（E4）的通道在支撑板（C12）与型心（C11）之间完全的贯穿。
那么熔体将通过环面蔓延出来，同时溢出注射空间。
（7）复位杆（P9）没有与定模板（C6）存在物理上的连接。
它们是无效的，没有起到复位的实际成效。
（8）溶体流淌的通道直截了当穿过模板（C5）与定模板座（C6）之间的连接处，那么流体将发生泄漏，即需增加浇口套。
（9）温度操纵的浇注系统在组合视图中是不完整的。
关于该浇注系统，平面视图（图示没有给出）是专门重要的，如此所钻的孔的周密装配才明了。
（10）与该厚度的铸件相比浇口的直径过大。
（11）图示不太明显地表示了两个模板部分是通过螺钉连接的。
（注意嵌板C11与C5之间的配合面上的字母”S”。
）二、请指出下面模具设计中的错误答案：（1）图示中浇口套（S13）设计是不合规范的，它没设有台阶肩块。
喷嘴的作用力将使浇口套直截了当移动到了型心。
（2）型芯嵌块（C5）没有受到支撑，当熔体注射进入模腔时它将被移至推出机构处。
（3）导柱（G4）和导套（G3）配合在不恰当的模板上。
那么，在两个模板之间将没有使它们对准的设备。
（4）模具上多个结构没有利用螺钉进行连接。
注意:字母”S”通常用于表示螺钉的一样的排列特点。
（5）用于形成制品内部形状的型芯，图示显示为嵌板（C11）的一部分而固定在定模板（M4）上。
《高分子材料成型工艺学》课程教学大纲(本科)
《高分子材料成型工艺学》课程教学大纲英文名称：Technology of Polymer Material Processing课程类型：专业课课程要求：选修学时/学分：40/2. 5适用专业：高分子材料与工程一、课程性质与任务高分子材料成型工艺学是高分子材料与工程专业的-门专业课程。
本课程的任务是在学生已经了解和掌握高分子材料的结构和性能、成型加工原理的基础上，掌握高分子材料成型的基本方法。
课程的主要目的是使学生能够掌握常规塑料成型的生产工艺过程，掌握塑料加工的主要工•艺参数，参数的选择与制定，影响生产过程的各种条件及对质屈•的控制；并能够用所学基础理论解决实际问题，对塑料、纤维成型加工领域的发展概况、发展趋势和发展动态有所了解。
二、课程与其他课程的联系本课程是在学生已经了解和掌握了高分了化学、高分了物理、高分子材料及应用、高分子材料成型加工原理的基础上，研究塑料及纤维成型过程中的现象和本质，为塑料成型模具设计等专业课程及设计性实验和毕业设计打下相应的基础。
三、课程教学目标1.掌握塑料、纤维的组成、分类、性能和了解塑料、纤维的各种成型工艺方法；2.掌握几种常规塑料成型方法的生产工艺过程，主要工•艺参数，参数的选择与制定，影响生产过程的各种条件及对质量的控制；3.了解塑料生产的创新方法，培养学生追求创新的态度和意识；4.培养学生的实践学习能力，使学生能够用所学基础理论解决实际问题；5.了解塑料、纤维生产工艺的前沿和新发展动向。
四、教学内容、基本要求与学时分配五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）无六、教学方法本课程以课堂教学为主，结合作业、自学等教学手段和形式完成课程教学任务。
在课堂教学中，通过讲授、提问、讨论、工厂录像、动画演示等教学方法和手段让学生理解塑料加工的工艺，掌握塑料、纤维加工相关的基本概念，基本原理和各种工艺方法。
七、考核方式最终成绩由平时作业成绩、出勤、回答问题、期末成绩等组合而成。
高分子材料成型工艺学2018-8教材版-PDF
第9章纤维成型物料及纤维成型加工9.1纤维成型物料及纤维性能概述
腈纶
2018/5/7
第9章
9.2 纤维成型加工方法
9.2.2 熔融(熔体)纺丝
成纤高聚物首先要经加热形成聚合物熔体，再经螺
杆挤出机、纺丝组件等形成
纤维制品。
★聚酯、聚酰胺、聚丙烯等都采用熔融纺丝方法。
2018/5/729
熔点—熔点高低直接影响纺丝温度的高低，熔点波动
2018/5/737
熔融挤出-螺杆挤出机
预过滤金属丝网
纺丝挤出机流程
2018/5/7
9.3.4 高速纺丝(POY)工艺流程
1 加热管，
2 泵体，
3 轴承，
4 主动齿轴，
5 从动齿轮轴，
6 密封，
7 侧板
9.3.4 高速纺丝(POY)工艺流程
分配熔体
58并受卷绕牵引力作用，拉伸100-250倍。
62
第9章
9.3 聚酯长丝的成型加工
9.3.6 POY丝的质量评定
★冷拉伸应力—应变曲线
60%伸度时拉伸力的波动值：
可以表征纤维结构的均匀，波
动值应小于3%；
POY后拉伸倍数的选择：
选取POY伸长90%时的拉伸倍数为后拉伸倍数。
9.3 聚酯长丝的成型加工
81
86 9.4 聚酯长丝的拉伸变形加工
9.5.2 超高分子量聚乙烯纤维加工路线
十氢萘法进行高强高模聚乙烯纤维凝胶纺丝工艺示意图
矿物油法进行高强高模聚乙烯纤维凝胶纺丝工艺路线示意图
2018/5/7
☐熔喷无纺布
☐微纳米静电纺丝。
高分子成型工艺学课件(第八章微孔塑料成型)
6、影响泡孔结构的因素
备 国
2）成型加工工艺因素
家
工 程
温度
研 究
压力
中
心
时间
冷却速率
聚
合 物
8.2 微孔成型机理
新
型
成 型 装
6、影响泡孔结构的因素
备 国
3）设备
家
工 程
准确定量
研 究
温度控制
中
心
多级压力控制
密封气体
聚
合 物
8.3 挤出成型原理
新
型
成 型 装
1、物理发泡挤出成型
起泡剂
泡沫稳定剂
交联剂
增粘剂
发泡剂
聚
合 物
8.2 微孔成型机理
新
型
成 型 装
6、影响泡孔结构的因素
备 国
1）配方
家
工 程
发泡剂
研 究
分解速率
中 心
发泡效率
热能变化与初期分解状况
成核剂效果
气体组成
发泡促进剂与抑制剂
发泡剂并用
发泡剂毒性
聚
合 物
8.2 微孔成型机理
新
型
成 型 装
聚
合 物
8.2 微孔成型机理
新
型
成 型 装
5、气泡的稳定和固化过程
备
国
家
工 程 研 究 中 心
Pg
R
Pf
2
R
P Pg小 Pg大
P 2 R小 R大
R小 R大
聚
合 物
8.2 微孔成型机理
新
型
成 型 装
6、影响泡孔结构的因素
备 国
1）配方
高分子成型工艺学
单螺杆挤出机工作点：螺杆特性曲线和口模特性曲线的交点。
塑化：将固体高分子加热成均匀、无可挥发性气体的，且具有良好塑性流体的过程。
锁模力：在注射剂注塑保压过程中，注射机为抵抗模腔内熔融体对动模和定模所产生的分离力且施加在模具上的力。
分流梭：位于挤出机或注塑机的机筒或口模内的一个流线形金属块。
其作用是迫使流过的熔融料分散成薄层而加强传热效果，借以提高塑化能力。
三高两低：延压产品横向厚度不均匀，中间和两端厚，而近中间和两边薄的现象。
射流：浇口厚度远小于制品厚度，且熔体流动速率很大（流动不稳定，熔体容易破裂）。
滞流：浇口厚度小于制品厚度（熔体破裂）。
保压：给型腔中熔体施加一定压力以补偿其冷却收缩。
背压：塑化压力是螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力。
注射压力：螺杆顶部对塑料熔体所施加的压力。
收缩率：制品尺寸对于注塑模腔尺寸的绝对减小量。
过冷度：料温与模具温度之差。
反应注射成型（RIM）：将两种或两种以上的低粘度、低分子的液体，单体或预聚体在高压下撞击、混合后立即注入密闭模具内，使液体状混合物在模具内发生化学反应。
压制：将一定量的模压料（粉状。
粒状。
纤维状）放入金属对模中在一定温度和压力作用下固化成型并得到制品的方法。
翘曲：不均匀性收缩：制件冷却不均匀而导致的不对称热收缩；非均匀性平面和体积收缩；因诱导取向而产生的各向异性行为；因几何效应而产生的不同热应变流动；措施：1）适当降低注射和保压压力；2）提高料筒；模具温度；3）增大螺杆背压；4）制品设计更合理。
保压硬化：在持续保持模塑压力下，热固性塑料从流动态变成不溶不熔的固态直到完全硬化为止。
添加剂：是使树脂配料能够顺利成型加工及获得所需应用性能而添加的化学品；几何分散：两种或两种以上组分物质通过几何尺寸减小，同组分物质间距离以及不同组分物质间距离达到相近的过程；分为简单混合和分散混合两种；挤出稳定性：挤出时，流率、压力、温度、组分、挤出物质量相关波动的大小；聚集态结构：各个高分子链靠分子之间的相互作用力而排列的空间结构；自由体积：物质的比容与分子占有体积之差。
高分子材料成型工艺
【课程简介】《高分子材料成型工艺》是高分子材料与工程专业主要专业课程之一。
它是在技术基础课（高分子化学、高分子物理、高分子材料、化工原理等）的基础上开设的。
与本课程相关的机械、模具等内容分别由高分子材料成型机械和高分子材料成型模具课讲授。
本课程以塑料材料成型工艺为主，阐述高分子材料成型基本理论以及成型所用物料的配制和各种成型工艺方法及原理。
【讲授内容与学时安排】总学时48第一章绪论 1个学时第二章聚合物成型的基础理论 10个学时第三章成型用物料及其配制 4个学时第四章压缩模塑 3个学时第五章挤出成型 6个学时第六章注射成型 6个学时第七章中空吹塑 3个学时第八章泡沫塑料成型 3个学时第九章压延成型 6个学时第十章热成型及其它 4个学时总结与讨论 2个学时【主要参考书】高分子材料成型加工原理王贵恒主编化学工业出版社2003年1月印刷聚合物成型加工新技术【美】詹姆士 F.史蒂文森编著刘廷华等译，化学工业出版社2004年9月印刷高分子材料基本加工工艺王加龙主编化学工业出版社2004年7月印刷实用塑料加工技术叶蕊主编金盾出版社2001年6月印刷塑料制品生产工艺手册吴培熙等编著化学工业出版社1998年5月印刷塑料工业实用手册第二版丁浩主编化学工业出版社2000年8月印刷第一章绪论【学时安排】1个学时【基本内容】1－1 高分子材料成型工艺在高分子工业体系中的地位从原料到制品生产流程制品生产的组成1－2 高分子材料成型工艺的发展概况移植时期改造时期创新时期1－3 成型加工技术分类1、按所属成型加工阶段划分一次成型技术二次成型技术二次加工技术2、按聚合物在成型加工过程中的变化划分以物理变化为主的成型加工技术以化学变化为主的成型加工技术物理和化学变化兼有的成型加工技术3、按成型加工的操作方式划分连续式成型加工技术间歇式成型加工技术周期式成型加工技术1－4 本课程的主要内容和要求本课程在学生具有了热力学、化学、力学、质量与能量的传递、高分子化学及高分子物理和高分子材料性能的基本知识的基础上进行的。
《高分子材料成形》PPT课件
快速成形是一种薄层叠加的增材制造方法，具有下述特点 ： （1）采用“分层制造”方法，将三维成形问题变成简单的二 维平面成形。（2）可快速制造出复杂形状的零件。（3）无需 金属切削机床，不需要金属切削刀具，也不需要模具。（4） 由CAD驱动，成形过程自动化。
快速成形技术主要有四种：立体光造型（stereolithography， SLA），分层实体制造（laminated object manufacturing， LOM），选择性激光烧结（selective laser sintering, SLS） 和熔丝沉积制造（fused deposition modeling，FDM）。四 种快速成形技术的对比如表5-3所示
注射机的主要组成部分是注射系统与合模系统。
Polymer material forming
注射系统的作用就是加热塑料使之塑化，并 对其施加压力使之射入和充满模具型腔，它 包括了注射机上直接与物料和熔体接触的零 部件。
Polymer material forming
塑料注射成形所用的模具称为注射模注射模的基本结构
（2）模压成形 将混炼好的胶 料加工成一定规格和形状的 半成品，按模具型腔的形状 和尺寸对半成品进行定量下 料，置于压制模具中，在加 热、加压条件下，使胶料呈 现塑性流动而充满型腔，再 经一定的持续加热时间后完 成硫化，最后经脱模和修边 后得到橡胶制品。
（3）注射成形将混炼过的胶料 通过加料装置加入料筒中加 热塑化成熔融态，在螺杆或 柱塞的推动下，通过喷嘴注 入到闭合模具中，并在模具 的加热下硫化定型。
3. 脱模斜度 4. 加强肋
Polymer material forming
5. 圆角
6. 孔
Polymer material forming
《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
第3.2章——高分子材料成形工艺
（2）高分子链的形态
A．线型分子链 分子链呈细线条状，可由直线、螺旋型、折叠形等形状，通常卷曲成 线团状。弹性、塑性好，硬度低 ——热塑性材料 B．支链型分子链 大分子主链上连接着相当数量的长短不一的支链。高聚物的性能和加 工接近线型分子链。 ——热塑性材料 C．体型分子链 分子链之间通过化学键相互连接形成交联结构，在空间呈三维网 状。硬度高、脆性大、无弹性和塑性 ——热固性材料
§1 高分子材料简介
三、高分子材料的分类（自学）
1．分类 1）按合成反应：加聚聚合物和缩聚聚合物。 2）按高聚物的热性能及成型工艺特点：热固性和热塑性。 加热加压成型后，不能再熔融或改变形状的高聚物称为热固性高
聚物。相反，加热软化或熔融后，冷却固化的过程可反复进行的 高聚物称为热塑性高聚物。
3）按用途：塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料等。
吹 塑 机
吹塑模具
吹塑制品
挤出－吹塑工艺过程
① 挤出管坯进入开启的两瓣模具之间； ② 模具闭合夹住管坯，将吹塑口插入管坯一端，管坯
另一端被切断； ③ 通入压缩空气吹胀管坯，成型制品； ④ 冷却后启模取出制品，切除余料。
§3 橡胶的成形工艺
一、橡胶的工艺性能（自学）
1．流动性：一定温度、压力作用下，能够充满
图3-20 开炼机结构
混 炼
混炼：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。Fra bibliotek配合剂：改善橡胶的加工性能及制品性能。
混炼设备：开炼机和密炼机。
成 形
成形：将混炼胶制成所需形状、尺寸和性能的 橡胶制品的过程。 压延成形、模压成形、挤出成形和注射成形
硫
化
硫化：通过改变橡胶的化学结构（交联）而赋予 橡胶弹性，或改善、提高并使橡胶弹性扩展到更宽温 度范围的工艺过程。 硫化使橡胶各部位组织不同程度地形成了空间 网状结构，使混炼胶变为高弹性或硬质的硫化胶，从 而获得更完善的物理、化学和力学性能，拓宽应用范 围。
高分子材料成型工艺学2018-4教材版-PDF
对松弛时间长、解取向困难的刚性链分子，如PC、PS等，以及 模腔形状复杂、壁厚变化大或带有嵌件的制品，应该采用高模温。
24
2 压力
● 塑化压力 塑化压力又称为背压，是螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的
压力，其大小通过液压系统中的溢流阀调节。它决定物料的塑化效果。
☆ 背压↑ 系统的阻力↑，螺杆后退的速度↓，熔料停留时间↑，物料 温度↑ 熔体温度均匀性和混合均匀性↑，熔料更密实。
实际生产中，保压压力≤注射压力。为改善制品质量，可分段控制： ● 逐段下降，可避免过度保压，减少浇口附近与流动末端的密度差，并
可减少残余应力，避免变形； ● 先低后高，即第一段较低的保压压力，可防止毛边产生，第二段较高
的保压压力，在表层已固化时，可提高补偿收缩，避免表面凹陷。 27
● 注射压力
注射压力是指注射过程中，螺杆顶部对熔体所施加的压力。其作用是 克服物料从料筒流向型腔的阻力，给予熔料一定的充模速度并进行压实。
4.4 板（片）材挤出成型工艺
塑料板（片）材具有耐腐蚀、电绝缘性能优异、易于二次加工等 特点，广泛应用于化工、电气、交通和建筑等领域，无毒、透明及各 色片材经二次加工制成的各种容器则是食品、医药理想的包装材料。
4.4.1 分类
☆ 板材 厚度＞2mm的软质平面材料、厚度＞0.5mm的硬质平面材料 ☆ 片材 厚度0.25-2mm的软质平面材料、厚度＜0.5mm的硬质平面材料
■ 性能及应用 铝塑复合板（又称铝塑板）是以经过化学处理
的涂装铝板为表层材料，用聚乙烯为芯材，在专用 铝塑板生产设备上加工而成的复合材料。
它既保留了原组成材料（金属铝、聚乙烯）各自的主要特性，又克 服了其不足，进而获得众多优异性能，如豪华性、艳丽多彩的装饰性、 耐候、耐蚀、耐冲击、防火、防潮、隔音、隔热、抗震性等特性。
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分布性混合 分散混合
49
混合难易程度的比较
混合物料的状态
分子扩散的程度
低粘度液体与低粘度液体间的混合 低粘度液体与固体间的混合 高粘度液体与高粘度液体间的混合 高粘度液体与固体间的混合 固体与固体间的混合
能较显著地进行 能显著地进行 不显著、较困难进行 不显著、较困难进行 极慢，很难进行
耐热型增塑剂： 双季戊四醇酯、偏苯酸三酯 耐寒型增塑剂： 癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯 耐光热增塑剂： 环氧大豆油 耐霉菌增塑剂： 磷酸酯类 无毒/低毒增塑剂：乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）
21
增塑剂的性能评价
☆（1）聚合物与增塑剂的相容性 压应力 大小 + 增塑剂 渗出时间 溶度参数
☆ （2）增塑剂的效率
25
热稳定剂
• 聚氯乙烯（PVC） 主要缺点：热稳定性差
★三盐基硫酸铅和二盐基硫酸铅 （铅毒性，不能接触食品）
★复合热稳定剂：钙锌盐类、钡锌盐类等。 ★有机锡类稳定剂：月桂酸酯类，马来酸酯类和硫醇
（透明、无毒制品）
27
3.2.1 粉料和粒料的组成
3、稳定剂
稳定剂的种类
• 热稳定剂 5份左右
• 光稳定剂（紫外线吸收剂、紫外线猝灭 剂、光屏蔽剂）
其它填料
8
光稳定
0.5
重量配比 %
45
例4 玻璃纤维增强聚丙烯
• 成分 • 聚丙烯 • 玻璃纤维 • 偶联剂KR-201 • 抗氧剂1010 • 助抗氧剂DLTP
份数 100 10-100 0.5 0.2 0.2
47
例3 聚苯乙烯泡沫塑料
• 成分 • 聚苯乙烯 • 偶氮二异丁腈 • 碳酸氢氨
份数 100 2.8 2.2
效率比值
增塑效率
邻苯二甲酸二丁酯 DBP
54.0
0.85
磷酸三甲酚酯 TCP
79.3
1.25
氯化石蜡(53%氯） ⁄
89
1.4
DBP 挥发性高
邻苯二甲酸二辛酯 DOP
63.5
1
加入量？
24
3.2.2 助剂
3、稳定剂
• 高分子材料中加入稳定剂的目的： 制止或抑制聚合物因受外界因素（光、热、氧、 细菌、霉菌）在简单的长期存放过程所引起的 破坏作用。
蜜胺；2,4,6-三氨基脲等
常用助剂，不能用于食品！！！
15
3.2.2 助剂
助剂
14
3.2.2 助剂
2、增塑剂
• 增塑作用：软化温度 加工性/柔韧性/延展性
• 加入：低挥发性 物质 有机物 • 优点：耐寒性、断裂伸长率 • 缺点：材料的刚性、模量、硬度及强度
16
3.2.2 助剂
2、增塑剂成型
36
3.3 聚合物溶液和分散体
3.3.2 分散体
• 氯乙烯聚合物或共聚物与非水液体形成 的悬浮体
• 聚氯乙烯溶胶塑料 • 聚氯乙烯糊
37
3.3 聚合物溶液和分散体
3.3.2 分散体 • 聚氯乙烯糊基本组成
专用糊树脂 分散剂 （增塑剂、挥发性溶剂） 稀释剂 稳定剂 填充剂 色料 胶凝剂 形二成氧三化维硅稳，定有的机凝膨胶润结粘构土等 3% -5%
19
18
3.2.2 助剂
2、增塑剂
增塑剂的分类
（2）按与聚合物相容性分 主增塑剂
次增塑剂 相容性差，降低成本及其它功能
（3）按结构分
单体型
粘度
聚合型 分子量较大>1000 聚己二酸-1,2-丙二醇酯 聚酯型
提高相容性， 降低迁移性 体系 耐寒性降低
20
3.2.2助剂
2、增塑剂
增塑剂的分类
（4）按应用性能分
• 主抗氧剂 • 主抗氧剂包括：受阻酚类、受阻胺类两类，其中
以受阻酚类常用。
31
光稳定剂 • 紫外线猝灭剂
第三道防线，作用方式：未被吸收的紫外线将大分子激发， 猝灭剂将激发态猝灭而成为基态，防止引起光氧化反应。 • 品种：主要成分为镍、钴的络合物，有机部分为取代酚、 硫代双酚、苯并三唑等。 • 光稳定剂2002
• 防止紫外线的第二道防线，作用方式为将进入制品内 的紫外线吸收，并转化为无害光能，以热能形式释放。
• 品种：二苯甲酮类、苯并三唑类、三嗪类、水杨酸酯
类
• UV-531
UV-327：苯并三唑
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抗氧剂
• 抗氧剂主要用于对氧敏感的塑料中，以防止氧化 裂解反应的产生。
• 按其作用原理可分为主抗氧剂和辅助抗氧剂两类， 两者结合起来使用，具有协同作用。
• 以聚氯乙烯（PVC）用增塑剂为例 • 基本原则：
相容性好 、效率高、挥发性低、稳定性好、
无/低毒 耐溶剂性好 耐迁移性 萃出性 – 溶剂 渗出
1） 增塑剂-聚合物 亲合力 2）增塑剂扩散速率 3） 温度与压力
17
3.2.2 助剂
2、增塑剂
增塑剂的分类
（1）按化学组成
邻苯二甲酸酯 脂肪族二元酸酯 石油磺酸苯酯 磷酸酯 聚酯 环氧化合物 含氯化合物
胶凝剂是指能使胶乳逐渐转变成均匀的半刚性固体凝胶、并
保持原有形状的外加物质
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PVC 糊树脂的要求 • 粒度要求 (0.1-2μm) • 乳液聚合相对分子量高 • 初级粒子粒径双峰分布 • 次级粒子形态 松散
初级粒子，是在聚合过程中形成的，可分为单峰分布 型和双峰分布型。初级粒子呈连续的、单峰的颗粒窄 分布时，增塑糊具有较大的粘度，不利于加工；当呈 连续的、单峰的颗粒宽分布或双峰颗粒分布时，具有 较小的粘度，比较有利于糊树脂的高质量制品加工。
7
3.2.1 聚合物树脂
• 聚合物： 决定制品的基本性能
• 聚合物 + 助剂
成型工艺性 好
• 选择合适的聚合物种类
★ 相对分子量及分子量分布
★ 熔体流动性及流变性能
★ 熔融温度/玻璃化转变温度/加工温度 ★ 颗粒结构及大小 ★ 聚合物与助剂/溶剂作用难易度
6
3.2.1 高聚物树脂
高分子材料的品质指标
• 抗氧剂
加入量 0.1-0.5%
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光稳定剂（紫外线吸收剂、紫外线猝灭剂、光屏蔽剂）
光屏蔽剂 防止紫外线的第一道防线，其作用方式为反射 紫外线，使其不能进入制品内部。
• 光屏蔽剂品种：炭黑、氧化锌、二氧化钛、钛 白粉和一些无机颜料等。
• 过多加入影响高分子材料的加工流动性。
28
光稳定剂
• 紫外线吸收剂
橡胶制品
42
例1 PVC硬管材通用配方
• 成分
份数
• 聚氯乙烯树脂XS-4 100
• 三盐基性硫酸铅 4.0
• 硬脂酸铅
0.5
• 硬脂酸钡
0.5
• 硬脂酸钙
0.8
• 石蜡
0.8
• 硫酸钡
10.0
44
例2 木塑户外园林景观
PP （挤出级 MI<5) 25.5
木纤维
60
硅烷偶联剂
0.5
相容剂
5
抗氧剂
0.5
☆ 电性能 ☆ 收缩性能 ☆ 透明性能
使用环境
☆ 温度 ☆ 湿度 ☆ 光、氧及辐射
PPO, PSF, PC PA 湿度影响较大 PI ，PPS ，PEEK ，UHMWPE
可用于核电站中塑料配件
11
3.2.1 高聚物树脂
高分子材料的品质指标
橡胶品质指标
• 门尼粘度
• 定伸强度 • 弹性
恒定温度、压力下停留4min的 抗剪切力
溶液成型
流延成型和溶液纺丝
高分子的浓溶液
选择溶解性好的溶剂
无毒/低毒、稳定性好、成本低的溶剂
35
3.2.2 助剂
5、 其他助剂
填充剂：碳酸钙、滑石粉等
补强剂：纤维类物质
着色剂：颜料、染料
色母粒
防静电剂：炭黑、石墨、金属纤维
阻燃剂：卤系阻燃剂 非卤系阻燃剂 无机阻燃剂
驱避剂：防霉剂等
其他助剂：开口剂、防粘连剂、降粘剂。
32
3.2.2 助剂
4、润滑剂
• 改善高分子熔体流动性能 • 减少或避免对设备的摩擦和粘附 • 改进制品表面光洁度
PS 、PE、PP、PVC、ABS
内润滑剂和外润滑剂
• 内润滑剂：硬脂酸 • 外润滑剂：石蜡
加入量0.5-2%
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3.3 聚合物溶液和分散体 3.3.1 聚合物溶液
熔体成型
最重要的成型方式
（规定伸长率100%，300%，500%）
天然橡胶最好，其次为顺丁橡胶、丁苯 橡胶、丁腈橡胶最差
• 耐低温性
硅橡胶 -100℃ 10
3.2.1 高聚物树脂
高分子材料成型用物料的工艺性能
热塑性塑料
收缩性 流动性 MFR 结晶性 热敏性和水敏性 应力开裂及熔体破裂
S实 ---- 实际收缩率， % S计 ---- 计算收缩率， % a ----- 塑件在成型温度下的尺寸，mm b ----- 塑件在室温下的尺寸，mm c ----- 塑模在室温下的尺寸，mm
对聚合物一定量的物理性能的改变 所需加入增塑剂的量
以邻苯二甲酸二辛酯（DOP）为效率比值100
23
3.2.2 助剂
2、增塑剂
增塑机理
• 增塑剂分子 溶剂化 偶极力
增塑剂与聚合物 之间的联接点
增塑剂
聚合物
联接点
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3.2.2 助剂
2、增塑剂
聚氯乙烯常用增塑剂
增塑剂
代用 符号
等效用量/份 以100份聚氯乙烯为准
次级粒子，是指在喷雾干燥过程中，由次级粒子形成的团聚体，可 分为紧密型和松散型。
3.4 配方设计原则
• 以高聚物（树脂）为100份的配方表示法。