聚合物成型加工-分9第8周-打印版_995106176
聚合物的成型加工
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• 工程塑料 工程塑料：是指能经受较宽温度变化范围和 较苛刻环境条件，具有优异的力学性能，耐 热，耐腐性能和良好的尺寸稳定性，可用作 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 结构材料的塑料。虽然产量不大，价格较高 ，但它可代替金属作为工程材料使用，如聚 酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜、聚醚砜和 聚醚硐等。 • 3、衡量塑料的性能主要从以下方面进行： 、衡量塑料的性能主要从以下方面进行： • 1)、物理性能：比重、吸水性、透气性、透 明性等。 • 2)、力学性能：抗张强度、抗冲强度、伸长 率、压缩强度、模量、硬度等。
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• 2)、聚合物分子间作用力强，如分子间能形成 氢键或分子链中含有较强极性基团。 • 3)、具有适当的结晶度，易于取向，机械牵伸 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 可提高纤维的结晶度。 • 4)、聚合物成纤后的结晶熔点须高于200℃， 使它们在使用温度范围内清洗和熨烫时仍能 保持良好的物理性能。 • 5)、大分子有亲合性和亲水基，使纤维易于染 色，并使织物具有良好的吸湿性和透气性。 • 3、分类： 、分类： • 按其来源，纤维可分为天然纤维和化学纤维 两大类。 11
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• 橡胶按其来源，可分为天然橡胶和合成橡胶： • 1）、天然橡胶是由橡胶树流出的乳液，经浓 缩、烟熏等加工而得生胶。它主要成份的化学 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 结构是顺式1，4－聚异戊二烯。 • 2）、合成橡胶是用人工合成的方法制得的聚 合物弹性体。 • 合成橡胶按其性能和用途可分为通用合成橡胶 和特种合成橡胶 • A、凡性能与天然橡胶相同或相近，广泛用于 制造轮胎及其它大量橡胶制品的，称为通用橡 胶、如丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁基 橡胶等。
聚合物成型加工汇总
(3) 共注射成型。共注射成型是采用具有两个或两个以上注射 单元的注射机，将不同品种或不同色泽的塑料，同时或先后 注入模具内的方法。用这种方法能生产多种色彩和(或)多种塑 料的复合制品，有代表性的共注射成型是双色注射和多色注 射。 (4) 无流道注射成型。模具中不设置分流道，而由注射机的延伸 式喷嘴直接将熔融料分注到各个模腔中的成型方法。在注射过 程中，流道内的塑料保持熔融流动状态，在脱模时不与制品一 同脱出，因此制件没有流道残留物。这种成型方法不仅节省原 料，降低成本，而且减少工序，可以达到全自动生产。
8. 层压成型 用或不用粘结剂，借加热、加压把相同或不相同材料 的两层或多层结合为整体的方法。层压成型常用层压机操 作，这种压机的动压板和定压板之间装有多层可浮动热压 板。层压成型常用的增强材料有棉布、玻璃布、纸张、石 棉布等，树脂有酚醛、环氧、不饱和聚酯以及某些热塑性 树脂。 低压成型 使用成型压力等于或低于1.4兆帕的摸压或层压方法。低 压成型方法用于制造增强塑料制品。增强材料如玻璃纤维、 纺织物、石棉、纸、碳纤维等。常用的树脂绝大多数是热固 性的，如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂。 低压成型包括袋压法、喷射法。
(1)袋压成型 借助弹性袋(或其它弹性隔膜)接受流体压力而使介于刚 性模和弹性袋之间的增强塑料均匀受压而成为制件的一种 方法。按造成流体压力的方法不同，一般可分为加压袋成 型、真空袋压成型和热压釜成型等。 (2) 喷射成型 成型增强塑料制品时，用喷枪将短切纤维和树脂等同时 喷在模具上积层并固化为制品的方法。
手糊成型 手糊成型又称手工裱糊成型、接触成型，是制造增强塑料 制品的方法之一。该法是在涂好脱模剂的模具上，用手工一边 铺设增强材料一边涂刷树脂直到所需厚度为止，然后通过固化 和脱模而取得制品。手糊成型中采用的合成树脂主要是环氧树 脂和不饱和聚酯树脂。增强材料有玻璃布、无捻粗纱方格布、 玻璃毡等。
聚合物成型加工原理课件
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成型加工完整工序： 1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合 2.成型：赋予聚合物一定型样 3.机械加工：车，削，刨，铣等。 4.修饰：美化制品。 5.装配： 粘合，焊接，机械连接等。 说明：a 并不是所有制品的加工都要完整地完成此5个工序
b 五个次序不能颠倒
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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%
2 散热格栅 3 牌照支架 4 铭牌
电镀级、喷涂级ABS 电镀级PC/ABS
PC/PBT ASA、AES
PC/ABS ABS ASA、AES
PC/PBT 电镀级ABS 电镀级PC/ABS
ABS710、ABS711、 ABS765 HAC8244、HAC8245
HCB9230M、HCB9240
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
PP PC/PBT
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衬板
耐热ABS
PC/ABS
PP+Talc
4
音箱盖板
耐热ABS
PC/ABS
锦湖日立牌号
特性
HU650SK、HU600 HAC8245、HAC8250
耐热，高冲击、耐化 学品
/
HU600、HU650SK HAC8244、HAC8250
聚合物成型加工原理课件
压缩模塑
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
概述 成型前的准备工作 压缩模塑用的设备 模压过程与操作方法 模压成型的控制因素 冷压烧结成型
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4.1
一.简介
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。 主要用来制造热固性塑料和一些流动性较差的或熔体
合，影响模具寿命。
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3.半溢料式模 半溢模，有些溢料，但溢料上可从模 具结构加以限制，它可以克服上述两种模 具部分缺点。 分类： a.无支承面： 这种模具和不溢料式相似，不同是型 腔上部有一定锥度，能够进行溢料，因此
加料量要求过量一些，且压机压力全施加
在制品上，因此制品尺寸较准确，制品的 质量比较均匀密实。
尺寸精度不高，施压不准确， 力学性能不易控制 尺寸精度、质量性能好 尺寸精确，质量性能较好
要求不严 格（浪费）
无 易 易 有 有 有
不溢式 半溢式 半溢式
无 部分溢料 部分溢料
计量 严格 不严格 不严格
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4.4
模压过程与操作方法
模压工序可分为加料、闭模、排气、固化、脱模、模
具洗理等。 一.嵌件安放 制品若带有嵌件，则第一个工序就是嵌件的安放。 嵌件通常是作为制品中的导电元件或是制品与其它物 体相互连接的部件。 嵌件安放要求准确、平稳。
成型前的准备工作
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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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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改性粒料
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汽车防尘罩
汽车密封条
空气软管
高压阻尼线
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。
聚合物成型加工原理试题
12015/20161 聚合物成型加工原理高分子科学与工程学院 2015级材料工程硕士班（答案写在答题纸上，写在试题纸上无效）一、在聚合物成型加工过程中，使聚合物产生流动变形和固化定型是两个非常关键的步骤。
根据所学知识分析，如何实现聚合物流动变形和固化定型？（8分）二、请写出下列制品或半成品的主要成型加工方法（10分）1、胎面胶2、冰箱塑料内胆3、全钢子午线轮胎胎体帘布4、聚酯纤维5、医用乳胶手套6、塑料瓶7、电缆8、塑料盆 9、0°带束层 10、NBR 耐油O 型圈三、请画出线型无定型聚合物的温度-形变曲线图，标出各阶段聚集态的名称，简述各聚集态的特点及对应的成型加工方法。
（15分）四、聚合物在加工过程中主要表现出假塑性的流变行为。
请问影响聚合物熔体黏度的因素有哪些？各是如何影响的？（10分）五、结晶型聚合物成型加工的工艺条件对结晶过程有重要影响，请简述加工过程中影响结晶的因素有哪些？各是如何影响的？（10分）六、橡胶制品在成型加工过程中对炭黑的分散性要求很高，请分析影响炭黑在胶料中分散性的因素，并列出五种改善炭黑在胶料中分散性的方法。
（12分）七、混炼胶的门尼黏度是橡胶成型加工过程中需要严格控制的参数。
某轮胎厂对子午线轮胎的带束层胶料门尼黏度进行了监控，发现最近一周内胶料的门尼黏度偏低，在标准的下线附近波动，请帮助分析可能的原因。
（5分）八、对全钢子午线轮胎带束层或胎体胶料来说，喷霜可能会带来胶料与骨架材料粘合不佳甚至脱层问题。
某轮胎厂胎体帘布压延后发现胶料出现了严重的喷霜现象，请结合胎体胶的配方特点分析喷霜可能的原因。
（5分）九、聚合物在成型过程中经常出现取向行为，导致产品性能出现各向异性。
请分析胶片压延过程中产生的压延效应的原因，并提出减轻压延效应的方法。
（10分）十、挤出胀大现象在聚合物挤出成型过程中经常发生，请分析挤出胀大的原因，并从工艺上提出减轻挤出胀大的措施。
（10分）十一、某大型轮胎厂每天会产生较多的压延边角料（含钢丝），为了节约成本，计划对边角料进行回收再利用。
聚合物成型加工习题答案
高分子材料加工工艺第一章绪论1.材料的四要素是什么？相互关系如何？答：材料的四要素是：材料的制备(加工)、材料的结构、材料的性能和材料的使用性能。
这四个要素是相互关联、相互制约的，可以认为：1)材料的性质与现象是新材料创造、发展及生产过程中，人们最关注的中心问题。
2)材料的结构与成分决定了它的性质和使用性能，也影响着它的加工性能。
而为了实现某种性质和使用性能，又提出了材料结构与成分的可设计性。
3)材料的结构与成分受材料合成和加工所制约。
4)为完成某一特定的使用目的制造的材料(制品)，必须是最经济的，且符合社会的规范和具有可持续发展件。
在材料的制备(加工)方法上，在材料的结构与性能关系的研究上，在材料的使用上，各种材料都是相互借鉴、相互渗透、相互补充的。
2.什么是工程塑料？区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”。
答：按用途和性能分，又可将塑料分为通用塑料和工程塑料。
工程塑料是指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2，长期耐热温度超过100℃的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀性优良等的、可替代金属用作结构件的塑料。
但这种分类并不十分严格，随着通用塑料工程化(亦称优质化)技术的进展，通过改性或合金化的通用塑料，已可在某些应用领域替代工程塑料。
热塑性塑料一般是线型高分子，在溶剂可溶，受热软化、熔融、可塑制成一定形状，冷却后固化定型；当再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工。
例如：PE、PP、PVC、ABS、PMMA、PA、PC、POM、PET、PBT。
热固性塑料一般由线型分子变为体型分子，在溶剂中不能溶解，未成型前受热软化、熔融，可塑制成一定形状，在热或固化剂作用下，一次硬化成型；一当成型后，再次受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工。
如PF（酚醛树脂）、UF（脲醛树脂）、MF（三聚氰胺甲醛树脂）、EP（环氧树脂）、UP（不饱和树脂）等。
3.与其它材料相比，高分子材料具有那些特征（以塑料为例）？答：与其他材料相比，高分子材料有以下特性(以塑料为例)。
聚合物成型加工工艺
《聚合物成型加工工艺》试题一.概念题。
(共6 题,每题3分,共18 分)1、吹胀比:2、螺杆长径比:3、塑化:4、注射成型:5、挤出胀大:6、固体床:二、选择题,将正确的答案填在空格处。
(共10 题,每题2分,共20 分)1、挤出机的螺杆分为()A加料段、熔融段、均化段 B 加料段、融化段、挤出段C熔融段、均化段、挤出段 D 融化段、熔融段、挤出段2、为提高物料输送能力,常采取的措施不包括()A 冷却螺杆,使螺杆的温度略低于料筒B 提高螺杆的转速C 在料筒内壁开设纵向沟槽D 升高料筒的温度3、注射成型工艺适用于()。
A.只有热塑性塑料B.只有热固性塑料C.主要成型热塑性塑料,某些热固性塑料也可用注射方法成型D.所有塑料都可以4、挤出成型工艺过程与注射成型工艺过程最大的区别是()。
A.挤出成型有牵引装置、冷却装置和切割装置,而注射成型没有B.挤出成型模具不用预热,注射模具要预热C.挤出成型适用于热固性塑料,注射成型工艺适用于热塑性塑料D.挤出成型过程是连续的,注射成型过程是有间隔的5、下列不属于单螺杆挤出机的基本结构的是()A传动部分B加料装置C 切割装置D机头和口模6、螺杆注射机的注射量主要取决于()。
A、注射油缸的油压大小B、模具阻力C、螺杆直径和行程D、螺杆转速7、保压补塑阶段的作用是()。
A.塑件冷却的需要B.注射机的结构决定的C.减少应力集中D.补充型腔中塑料的收缩需要8、结构复杂的热固性塑料制件,固化时间应()A.快些B.关系不大C.不能确定D.不宜过快9、挤出速率是指()。
A.挤出机挤出的塑料质量B.单位时间内挤出机口模挤出的塑料质量或长度C.牵引装置的速度D.切割装置的速度10、口径不大的各种瓶、壶、桶和儿童玩具等选用哪种成型生产方法()A、冷挤压成型法B、中空吹塑法C、注射成型法D、拉伸成型法三.、填空题。
(共13 空,每空2分,共26 分)1、挤出机螺杆的结构形式主要是______________和______________两种。
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Hand held mirror frames (c.1866).
热板单位面积压力
Platen Pressure(Mpa)
5.2
(Mpa)
热板间距(mm)
Daylight opening(mm)
250
层数
No of opening
4
柱 塞 最 大 行 程 Max stroke of main
(mm)
ram(mm)
1000
工作液最大压力
Max hydraulic pressure(mm)
housing, could be molded.
Large scale compression molding press (c.1935).
Trimming flash from Ekco radio cabinets (c.1934).
A级表面SMC概况
在20世纪60年代后期欧美开始研发A级表面SMC汽车部 件，1969年货车发动机SMC面罩问世后，SMC大量涌入重 型货车市场，1978年模压SMC开始采用模内涂层法（IMC ），使SMC技术得到了更好的提升；90年代末国外在SMC 技术上获得了重大突破。1999年德国生产的SMC前保险杠 （AudiA6轿车）实现了联机在线喷漆，达到了A级表面效 果。欧美已在汽车制造中大量采用A级表面SMC材料生产 高表面精度的汽车覆盖件如引擎罩，车顶盖，左、右车侧 围，前、后车门，翼子板，行李箱盖板等。
工艺影响因素
流动性＝f（γ，T，t······） (热固性树脂)
流 时间温度一定 动 速 度
流
温度、压力一定
动
速
度
时间
压力
流
动 性
B
适用范围：
压制形状复杂，薄壁及深形塑件。
压缩模结构及分类
3）半溢式压缩模
结构特点：
加料腔是型腔上侧的 扩大延续部分 有挤压面
优点：
不必严格控制加料量 不会伤及凹模侧壁 塑件外形复杂时，凸模 和加料腔的形状可以简化
压缩模结构及分类
缺点：
不适用于压制布片或纤维填料的塑料。
适用范围：
流动性较好的塑料和形状较复杂的带小嵌件的塑件。
18
(Mpa)
热能消耗
Heating type
最高蒸汽压力(MPa) Max steam pressure
1.0
整机总功率(kw) Total Power(kw)
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4．工艺过程
①热固性塑料的模压成型 ②热塑性（模压烧结法） ③层压成型 ④橡胶的模压成型
压缩模塑的关键
• 原料的工艺性能 • 工艺参数（T,P,t）
2、压缩模的分类
按模具在压机上的固定方式分
移动式压缩模 半固定式压缩模
固定式压缩模
按模具加料室的形式分
溢式压缩模 不溢式压缩模 半溢式压缩模
压缩模结构及分类
1）溢式压缩模
结构特点：
无加料腔 凸模与凹模无配合部分 有环形挤压面b
优点：
结构简单，成本低 塑件易取出，易排气 安放嵌件方便 加料量无严格要求 模具寿命长
第三节 压缩模塑
（一）概述 （二）设备 （三）工艺流程 （四）影响因素
1．概述
定义：压缩模塑是指主要依靠外压的作用，实现成型 物料造型的一次成型技术。
与注射成型的区别： 压机推动上下模具相对运动，在模具内实现加热加 压。
The items shown below were compression molded from a shellac based thermoplastic molding compound known as Florence compound. Its
凸模与加料腔有小间隙的配合
优点：
塑件密度大、质量高 对塑料要求不严（以棉布、玻璃
布或长纤维填料的塑料均可） 塑件飞边薄且呈垂直状易于去除
压缩模结构及分类
缺点：
加料量必须精确，高度尺寸难于保证； 凸模与加料腔内壁有摩擦，易划伤加料腔内部，进
而影响塑件外观质量； 模具必须设置推出机构； 一般为单型腔，生产效率低。
热固性塑料的模压成型
1.原料的成型工艺性能 （1）流动性（拉西格测定方法) 150°C，30MPa，3min , 测细棒的长度（mm)。 压塑粉的拉西格流动性一般在80－190 mm 。 （2）固化速率 （3）成型收缩率 （4）压缩比（制品密度与模压原料密度的比值）
纤维状的模压料的压缩比一般为6～10溢出，浪费原料；合模太慢时， 易造成飞边增厚；
凸、凹模配合精度较低； 不适用于压制带状、片状或纤维填料的塑料和薄
壁或壁厚均匀性要求高的塑件。
适用范围：
小批量或试制、低精度和强度无严格要求的的扁平塑件。
压缩模结构及分类
2）不溢式压缩模
结构特点：
加料腔是型腔上侧的延续部分 无挤压面
引擎盖
模压成型适用范围
适用对象
①几乎所有热固性塑料。常见的有酚醛、脲醛、环 氧塑料、不饱和聚酯、氨基塑料、聚 酰亚胺、有 机硅等，也可用于热塑性的聚四氟乙烯和PVC唱 片生产； ②适于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，如电器 零件，电话机件、收音机外壳等 ③无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品。
压缩模结构及分类
Daguerreotype case (c.1856).
Over the years, compression molding (and transfer molding) press capacities (size) increase so that larger thermoplastic and thermoset plastic parts, such as this radio
2．设备
压机： ①油压机 ②水压机 ③多层压机 规格：吨位。 工作表压×柱塞面积
3．技术参数
产品型号
Model
XLB-Q1100×2100×4
产品名称
Name
12.0MN 平板硫化机
公称合模力(MN) Total Pressure(MN)
12
热板规格(mm)
Platen size(mm)
1100×2100