高分子材料成形工艺

第一节 高分子材料成形原理
四、聚合物的成形性能
1.聚合物的流动性（Fluidity） 即聚合物熔体受力变 形和流动的性能。 2.聚合物的收缩性（Contractility） 即聚合物在凝 固和冷却过程中，体积和尺寸缩小的现象。 3.熔体弹性 在聚合物熔体粘性流动过程中伴随有可逆 的弹性变形，称为熔体弹性。
第一节 高分子材料成形原理
三 、 高 聚 物 的 聚 集 态 （ Assemble State）和物理状态
1. 高聚物的聚集态
高聚物中大分子的排列和堆砌方式称为高聚物的聚 集态。高聚物大分子链的聚集状态主要有三种结构， 如图8-3所示。
表8-1为聚乙烯的结晶度与力学性能间关系。
2. 高聚物的物理状态
五、高聚物的类型
1. 按合成反应分有加聚聚合物和缩聚聚合物，所以高 分子化合物常称为聚合物或高聚物。 2. 按高聚物的热性能及成型工艺特点分为热固性和热 塑性两大类。 3. 按用途分有塑料、橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料 等。
第二节 塑料成形工艺
第二节 塑料成形工艺
一、塑料的组成
1.树脂 塑料中的树脂主要是合成树脂，是塑料 的主要成分，起胶粘剂作用，其特性不仅决定塑料 的类型(热固性或热塑性)，还决定塑料的性能。
(4)特殊塑料 随着高分子材料的发展，许多塑料通过 各种措施加以改性和增强，得到具有某些特殊性能的特 种塑料，这类塑料有高的耐热性、高的电绝缘性及高耐 腐蚀性，如氟塑料、聚酰亚胺塑料、有机硅树脂、环氧 树脂等，还包括为某些专门用途而改性制得的导磁塑料 、导热塑料、导电塑料、医用塑料等。
第二节 塑料成形工艺
四、塑料成形工艺
1.塑料成形方法
2. (1)注射成形（Inject Forming） 又称注塑成形 ，其原理是将颗粒状态或粉状塑料从注射机的料斗送 进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为粘流态熔体 ，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速 通过喷嘴注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型 后可保持模具型腔所赋予的形状，然后开模分型获得 成形塑件。这样就完成了一次注射工作循环，如图8-6 所示。注射成形是在专门的注射机上进行，图8-7所示 为螺杆式注射机结构示意图。
Ls--塑件在室温时的单向尺寸； Lm--模具在室温时的单向尺寸； (2)流动性 塑料在一定的温度和压力下填充模具型腔的 能力称为流动性。 (3)热敏性 热敏性是指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，具有这种特性的塑料叫做热敏性塑料。 (4)吸水性 塑料吸收水分的性质称为吸水性。 (5)硬化特性 硬化特性是热固性塑料特有的性能，专指 热固性塑料的交联反应。
第二节 塑料成形工艺
三、塑料的分类
1.按塑料中的分子结构及热性能分类
2. (1)热塑性塑料 也称热熔性塑料，常用的 有聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、有机玻璃、尼 龙等塑料。
(2)热固性塑料 常用的热固性塑料有酚醛塑 料、氨基塑料、环氧树脂塑料、呋喃树脂、有 机硅塑料、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、硅酮塑料 等。
2．支链型Leabharlann Baidu子链 在主链上以共价键连接着相当 数量的长短不一的支链，其形状有树枝形、梳形、线 团支链形。
3．体型(网型或交联型)分子链 它是在线型或支 链型分子链之间，沿横向通过链节以共价键连接起来 ，产生交联而呈三维网状结构。
第一节 高分子材料成形原理
二、高分子链内旋转构象及其柔顺性
由于大多数高分子的主链都存在着许多单键， 单键是由σ电子组成，其电子云轴性对称分布， 因此高分子在运动时C-C单键可以绕轴旋转，称 为内旋转。图8-2为碳链高分子链的内旋转示意 图。
第二节 塑料成形工艺
(2) 压塑成形（Compress Forming） 又称压 缩成形、模压成形、压制成形等，基本原理是将粉 状、粒状或片状塑料放在金属模具中加热软化熔融 ，在压力下充满模具成型，塑料中的高分子产生交 联反应而固化转变成为具有一定形状和尺寸的塑料 制件。其成形过程如图8-8所示。
高聚物在不同温度下呈现出不同的物理状态，因而 具有不同的性能。线型非晶态高聚物在不同温度下， 呈现出三种物理状态：玻璃态（Glass State）、高 弹 态 （ High Elasticity State ） 和 粘 流 态 （ Viscous Flow State），其变形—温度曲线如图84所示。
2. 化学性能
塑料的化学性能主要是指塑料的耐蚀性。
3. 力学性能
(1)强度、刚度和韧性 图8-5为聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)在不同温度 下的应力--应变曲线。 (2)蠕变与应力松弛 (3)减摩性
第二节 塑料成形工艺
4．塑料的成形工艺性能
(1)收缩性 塑件自模具中取出冷却到室温后，发生尺寸 收缩的特性称收缩性。成形后塑件的收缩称为成形收缩 ，其大小可用收缩率来表示，即有： 式中 Sj--计算收缩s j 率 L；mLs Ls 100%
2.填充剂 又称填料，其作用是调整塑料的物理 化学性能，提高材料强度，扩大使用范围以及减少 合成树脂的用量，降低塑料成本。
3.增塑剂 增塑剂是增加树脂塑性和柔韧性的添 加剂，也可以降低塑料的软化温度，使其便于加工 成型。
第二节 塑料成形工艺
二、塑料的性能
1. 物理性能
(1)密度小 (2)热学性能 (3)耐热性 (4)绝缘性
第八章 高分子材料成形工艺
第八章 高分子材料成形工艺
第一节 高分子材料成形原理
一、高分子材料的结构
高分子的链状结构主要有线型、支链型和体型等三种类 型，如图8-1所示。
第一节 高分子材料成形原理
1．线型分子链 各链节以共价键连接成细长线型 长链分子，像一根长线，但通常不是直线，而是卷曲 状或线团状。
第二节 塑料成形工艺
2. 根据塑料性能及用途、分类
(1)通用塑料 通用塑料是一种非结构材料，是指那些 产量大、用途广、价格低、性能一般的常用塑料。
(2)工程塑料 指在工程技术中用作结构材料的塑料， 这类塑料一般具有较高的机械强度，还具有很好的耐磨 性、耐腐蚀性、自润滑性及尺寸稳定性等。
(3) 增强塑料 在塑料中加入玻璃纤维等填料作为增 强材料，以进一步改善塑料的力学性能和电性能，这种 新型的复合材料通常称为增强塑料。