塑料成型工艺与模具设计塑料概论(ppt 94页)_12703
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第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。
第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大 支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都
要求模具工业的发展与之相适应。
三、本课程的任务和要求
1.了解塑料成型理论知识、各种常用塑料成型基 本理论及工艺特点。
2.掌握注射成型模具的结构特点及设计计算方法， 能独立设计中等复杂程度的模具。
三、高聚物的结晶
结晶——高聚物从非晶态转为晶态的过程。 分为两步——晶核生成及晶体生长。 影响结晶的因素 ❖ 温度 ❖ 压力
增大压力可使聚合物在高于正常情况下的熔化温度 发生结晶； ❖ 分子结构
聚合物分子结构越简单、越规整，结晶越快，结晶 度越高， ❖ 添加剂
结晶对塑件性能的影响 ❖ 密度
密度随结晶度的增大而提高。 ❖ 力学性能
一、高聚物的热力学性能： 1）定义：
高聚物在不同温度下的力学状态。 2）物理状态分类：
玻璃态（结晶态） 高弹态 粘流态
二、高聚物的加工工艺性能
1.当温度低于玻璃化温度时，一般进行机械加工。 2.当温度高于玻璃Байду номын сангаас温度低于黏流化温度时，可以进行
真空成型、压力成型、弯曲成型等。
3.当温度大于黏流化温度小于热分解温度时，可进行注 塑、挤出、吹塑成型加工等。
塑料成形制品
塑件---塑料模具
塑料模具——是指利用其本身特定密闭腔体去成型具有一定形 状和尺寸的塑料制品的工具。
绪论
1. 塑料及塑料工业的发展
塑料的定义：
树脂指受热时通常有转化或熔融范围，转 化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或 半固态或液态的有机聚合物。
以树脂为主要成份的高分子有机化合物，在 一定的温度和压力下，具有流动性，可被模塑 成一定的形状和尺寸，并在成型后保持既得的 形状而不发生变化。
加聚反应特点：
反应前后原子数相同 由单体变成聚合物是化学键作用 反应中分子没有附属产物产生 加聚反应可得的是线形高聚物
缩聚反应
C2H5－O－C2H5
缩聚反应特点：
反应中分子有附属产物产生 缩聚反应既可能得线型高聚物也可能得网型或体型高聚物
高聚物的分子链结构
a) 线型聚合物
b)带有支链的线型聚合物
个、甚至几百万个原子。
（2）分子量大，高分子化合物的分子量一般可自几万
至几十万、几百万甚至上千万。例如尼龙分子的分 子量为二万三千左右，天然橡胶的为四十万。
（3）分子长度相对于低分子长，例如低分子乙烯的长
度约为0.0005μm，而高分子聚乙烯的长度则为 6.8μm，是前者的13600倍。
高聚物的制备（加聚反应和缩聚反应）
c)体型聚合物
区别:
1.线形高聚物具有弹性和塑性，在适当的溶剂中 可溶解，温度升高会逐渐软化甚至成为溶化状 态而具有可流动性，并且可以反复成型，称为 热塑性材料。
2.体型高聚物脆性大，成型前可溶，但是一经硬 化，就成为既不溶解又不熔融的固体，不能再 次成型，成为热固性材料。
三 结晶和非结晶型高聚物的机构和特性
塑料的主要特性
1. 密度小、质量轻 2. 化学稳定优越 3. 电绝缘性能好 4. 比强度、比刚度高 5. 减摩，耐磨性能优良，自润滑性好 6. 成型加工方便
7. 着色性能较强 8. 导热率低
塑料缺点
1.一般塑料的机械强度均不如金属。
2.塑料成型时收缩率较高。
3.塑料对温度的敏感性远比金属或其它非金属 材料的大，塑料的使用温度范围远较其它材 料的窄。
的重量百分数。（大多数聚合物的结晶度约为10% ～60%，但有些也可能达到很高的数值，如PP的结 晶度达到70%～95%）
结晶只发生在线形高聚物和含有交链不多的 体形高聚物中.
结晶对高聚物性能的影响: 1.提高了高聚物的强度、硬度、耐热性、耐化学
稳定性。 2.弹性、伸长率和冲击强度降低。
第二节 高聚物的热力学性能及其在成 型过程中的变化
树脂的分类
天然树脂 ——是指由自然界中动植物分泌物所 得的无定形有机物质，如松香、虫胶、沥青。
特点：无明显的熔点，受热后逐渐软化，可溶 入有机物，不溶于水。
合成树脂——是指由简单有机物经化学合成或 某些天然产物经化学反应而得到的产物。
二、高聚物的分子机构与特性
高聚物的特点：
（1）含原子数量多，一个高分子中含有几千个、几万
4.塑料若长期受载荷作用，即使温度不高，其 形状会产生“蠕变”，导致塑件尺寸精度丧 失。
所以，在选择塑料时要注意扬长避短。
塑料工业的四个阶段： 1、初创阶段：30年代以前；酚醛、硝酸纤维素 2、发展阶段：30年代；低密度聚乙烯、聚氯乙烯 3、飞跃发展阶段：50年代中期到60年代末；塑
料品种增加, 4、稳定增长阶段：70年代以来
二 模具在国民经济中的重要性
模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重 要标志之一。美国工业界认为：模具是美国工业的 基石。日本工业界认为：模具是促进社会繁荣的动 力。
从以下四个方面，可以看出模具工业在国民经济 中的重要地位与作用。
第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。
第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。
抗拉强度随结晶度的增大而提高；冲击韧性将下降； 弹性模量将减小。 ❖ 表面粗糙度和透明度
第一章 塑料概论
第一节 高聚物的分子机构与特性
一、树脂和塑料的概念（复习）
树脂指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外 力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态 的有机聚合物。
以树脂为主要成份的高分子有机化合物，在一定的 温度和压力下，具有流动性，可被模塑成一定的形 状和尺寸，并在成型后保持既得的形状而不发生变 化。
塑料成型工艺与模具设计塑料概论(ppt 94页)
模具(基本概念)： ——是指利用其本身特定形状去成型具
有一定形状和尺寸的制品的工具。
特点：
1）模具----是一种工具； 2）模具与制件-----“一模一样” ； 3）模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、 高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造 方法所不能比拟的。
晶体---内部质点在三维空间成周期性重复排列的
固体，具有长程有序。
非晶体---内部质点在三维空间不成周期性重复
排列的固体，具有近程有序，但不具有长程有序。
结晶聚合物----聚合物在从高温熔体向低温固态
转变的过程中，若其分子链构型能够得到规整排列， 则该聚合物为结晶聚合物。
结晶度---结晶型聚合物的结晶区在聚合物中所占
第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大 支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都
要求模具工业的发展与之相适应。
三、本课程的任务和要求
1.了解塑料成型理论知识、各种常用塑料成型基 本理论及工艺特点。
2.掌握注射成型模具的结构特点及设计计算方法， 能独立设计中等复杂程度的模具。
三、高聚物的结晶
结晶——高聚物从非晶态转为晶态的过程。 分为两步——晶核生成及晶体生长。 影响结晶的因素 ❖ 温度 ❖ 压力
增大压力可使聚合物在高于正常情况下的熔化温度 发生结晶； ❖ 分子结构
聚合物分子结构越简单、越规整，结晶越快，结晶 度越高， ❖ 添加剂
结晶对塑件性能的影响 ❖ 密度
密度随结晶度的增大而提高。 ❖ 力学性能
一、高聚物的热力学性能： 1）定义：
高聚物在不同温度下的力学状态。 2）物理状态分类：
玻璃态（结晶态） 高弹态 粘流态
二、高聚物的加工工艺性能
1.当温度低于玻璃化温度时，一般进行机械加工。 2.当温度高于玻璃Байду номын сангаас温度低于黏流化温度时，可以进行
真空成型、压力成型、弯曲成型等。
3.当温度大于黏流化温度小于热分解温度时，可进行注 塑、挤出、吹塑成型加工等。
塑料成形制品
塑件---塑料模具
塑料模具——是指利用其本身特定密闭腔体去成型具有一定形 状和尺寸的塑料制品的工具。
绪论
1. 塑料及塑料工业的发展
塑料的定义：
树脂指受热时通常有转化或熔融范围，转 化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或 半固态或液态的有机聚合物。
以树脂为主要成份的高分子有机化合物，在 一定的温度和压力下，具有流动性，可被模塑 成一定的形状和尺寸，并在成型后保持既得的 形状而不发生变化。
加聚反应特点：
反应前后原子数相同 由单体变成聚合物是化学键作用 反应中分子没有附属产物产生 加聚反应可得的是线形高聚物
缩聚反应
C2H5－O－C2H5
缩聚反应特点：
反应中分子有附属产物产生 缩聚反应既可能得线型高聚物也可能得网型或体型高聚物
高聚物的分子链结构
a) 线型聚合物
b)带有支链的线型聚合物
个、甚至几百万个原子。
（2）分子量大，高分子化合物的分子量一般可自几万
至几十万、几百万甚至上千万。例如尼龙分子的分 子量为二万三千左右，天然橡胶的为四十万。
（3）分子长度相对于低分子长，例如低分子乙烯的长
度约为0.0005μm，而高分子聚乙烯的长度则为 6.8μm，是前者的13600倍。
高聚物的制备（加聚反应和缩聚反应）
c)体型聚合物
区别:
1.线形高聚物具有弹性和塑性，在适当的溶剂中 可溶解，温度升高会逐渐软化甚至成为溶化状 态而具有可流动性，并且可以反复成型，称为 热塑性材料。
2.体型高聚物脆性大，成型前可溶，但是一经硬 化，就成为既不溶解又不熔融的固体，不能再 次成型，成为热固性材料。
三 结晶和非结晶型高聚物的机构和特性
塑料的主要特性
1. 密度小、质量轻 2. 化学稳定优越 3. 电绝缘性能好 4. 比强度、比刚度高 5. 减摩，耐磨性能优良，自润滑性好 6. 成型加工方便
7. 着色性能较强 8. 导热率低
塑料缺点
1.一般塑料的机械强度均不如金属。
2.塑料成型时收缩率较高。
3.塑料对温度的敏感性远比金属或其它非金属 材料的大，塑料的使用温度范围远较其它材 料的窄。
的重量百分数。（大多数聚合物的结晶度约为10% ～60%，但有些也可能达到很高的数值，如PP的结 晶度达到70%～95%）
结晶只发生在线形高聚物和含有交链不多的 体形高聚物中.
结晶对高聚物性能的影响: 1.提高了高聚物的强度、硬度、耐热性、耐化学
稳定性。 2.弹性、伸长率和冲击强度降低。
第二节 高聚物的热力学性能及其在成 型过程中的变化
树脂的分类
天然树脂 ——是指由自然界中动植物分泌物所 得的无定形有机物质，如松香、虫胶、沥青。
特点：无明显的熔点，受热后逐渐软化，可溶 入有机物，不溶于水。
合成树脂——是指由简单有机物经化学合成或 某些天然产物经化学反应而得到的产物。
二、高聚物的分子机构与特性
高聚物的特点：
（1）含原子数量多，一个高分子中含有几千个、几万
4.塑料若长期受载荷作用，即使温度不高，其 形状会产生“蠕变”，导致塑件尺寸精度丧 失。
所以，在选择塑料时要注意扬长避短。
塑料工业的四个阶段： 1、初创阶段：30年代以前；酚醛、硝酸纤维素 2、发展阶段：30年代；低密度聚乙烯、聚氯乙烯 3、飞跃发展阶段：50年代中期到60年代末；塑
料品种增加, 4、稳定增长阶段：70年代以来
二 模具在国民经济中的重要性
模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重 要标志之一。美国工业界认为：模具是美国工业的 基石。日本工业界认为：模具是促进社会繁荣的动 力。
从以下四个方面，可以看出模具工业在国民经济 中的重要地位与作用。
第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。
第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。
抗拉强度随结晶度的增大而提高；冲击韧性将下降； 弹性模量将减小。 ❖ 表面粗糙度和透明度
第一章 塑料概论
第一节 高聚物的分子机构与特性
一、树脂和塑料的概念（复习）
树脂指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外 力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态 的有机聚合物。
以树脂为主要成份的高分子有机化合物，在一定的 温度和压力下，具有流动性，可被模塑成一定的形 状和尺寸，并在成型后保持既得的形状而不发生变 化。
塑料成型工艺与模具设计塑料概论(ppt 94页)
模具(基本概念)： ——是指利用其本身特定形状去成型具
有一定形状和尺寸的制品的工具。
特点：
1）模具----是一种工具； 2）模具与制件-----“一模一样” ； 3）模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、 高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造 方法所不能比拟的。
晶体---内部质点在三维空间成周期性重复排列的
固体，具有长程有序。
非晶体---内部质点在三维空间不成周期性重复
排列的固体，具有近程有序，但不具有长程有序。
结晶聚合物----聚合物在从高温熔体向低温固态
转变的过程中，若其分子链构型能够得到规整排列， 则该聚合物为结晶聚合物。
结晶度---结晶型聚合物的结晶区在聚合物中所占