塑料成型工艺学

塑料制品生产的五个完整工序：①料准备；②成型；③机械加工；④修饰；⑤装配。

塑料制品的生产程序：根据制品使用条件及用途，确定塑料品种；根据相关要求及成型特点确定成型方法；选择成型设备，加工成型模具；实际加工调试，确定加工成型参数；大批量生产。

溶胶和凝胶之分→前者流变性为假塑性，后者为宾汉流体；塑性胶和有机胶之分→前者为软产品，后者为硬产品。

四、1.模压成型又称压缩模塑或压制成型：将粉状、粒状、碎悄状或纤维状的塑料放入加热的阴模中，合上阳模后加热使其熔化，并在压力的作用下，使物料充满模腔，形成与模腔形状一样的模制品，再经加热或冷却，脱模后即得制品。

2. 热塑性和热固性模压成型区别：热固性塑料：将模具预热至压制温度后加料加压，使其熔融流动充模，交联固化，开模（热开模）取出制品。

热塑性塑料：将物料放入模具中加热至熔融，加压充模，冷却定型。

3. 热固性塑料模压成型充模三阶段：（1）流动阶段（2）胶凝阶段（3）硬化阶段；4.工艺过程1原料的准备、2预热和预压、3成型、4后处理；5. 预压作用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。

c.避免粉尘飞扬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。

预热目的：（1）缩短成型周期（缩短闭模时间和加快固化速率）（2）增进制品固化的均匀性，提高制品的力学性能。

（3）提高塑料流动性，降低制品的废品率，减少制品的收缩率和内应力，提高光洁度。

（4）降低模压压力（可用较小吨位的压机模压大的制品）。

热板、烘箱、红外线、高频加热。

6. 模压成型模具：溢式、不溢式和半溢式。

7. 模压工艺流程：预压型坯、预热压模、预热嵌件、称料、预热型坯、脱模取件、固化、排气、闭模、装料、安放嵌件、整形、清理模具、退火、修饰抛光、特殊处理。

8. Pm=PlπR2/A 式中Pl为压机表压，R为主柱塞半径，A为阳模与塑件接触部分的投影面积。

G有=APm×n/1000=(0. 8～0.9)G（A制品的最大压制面积）9. 溢式模具交联固化是在不等压下进行的；不溢式模具交联固化是在等压下进行的。

（不溢式、半溢式）10. 制品异相分析：一、原材料（水分、挥发分、填料、分子量及分布、流动性、热敏性等）。

二、加工设备（能力满足情况）三、模具（型式、顶出、排气）四、工艺（温度、时间、压力、速度等）。

10. 冷压烧结成型：冷压制坯、坯件烧结、烧结物冷却；聚四氟乙烯，超高分子量聚乙烯，聚酰亚胺等难熔塑料11. 压缩成型中，压后处理的作用是：清除内应力，提高尺寸稳定性；进一步交联固化。

五、1.挤出机由挤压系统、传动系统、加料装置和加热系统四部分组成。

2. 挤出成型的主要特点：①设备成本低，投资少收效快。

②生产效率高，挤出机单机产量较高。

③可连续化生产，可一机多用。

④产品质量均匀、密实，而且能生产较复杂的产品（异型材）。

连续式、间歇式。

3. 螺杆分为三段：加料段；压缩段（熔融段）；均化段（计量段）。

4. 挤出过程：加料、在螺杆中熔融塑化、机头（口模）挤出、定型、冷却、牵引、喷码（需要时）、切割、包装。

5. 固体输送率Qs6. 熔体输送理论（Qd、Qp、Ql逆流、漏流）7. 、、8. 双螺杆挤出机优点：a.摩擦产生热量少b.塑料所受剪切力均匀c.螺杆输送能力大d.挤出量稳定e.具有自洁性缺点：结构复杂，投资大，维修保养麻烦。

9. 压延效应：在异向旋转双螺杆输送过程中，物料在双螺杆的间隙中受到挤压而产生使螺杆分离的反压力，使螺杆变形，这样加速螺杆和机筒的磨损。

螺杆转速越大，压延效应就越大.10. 管材的挤出成型工艺流程：加料—在螺杆中熔融塑化—机头口模挤出—定型—尺寸、外观检验—印刷（需要时）—冷却—牵引—切割—包装。

11. 压缩比（是分流梭环形通道面积与口模通道面积之比）。

压缩比取5-12，小管径取大一些，大管径取小一些。

拉伸比：是指口模与芯模在稳流定型区的环隙截面积与管材环状截面积的比值。

12. 消除熔接线的方法: 1.适当加大口模平直段(成型段)长；2.增大分流器支架与出料口的距离；3.使进口角(扩张角)大于出口角(收缩角)；4.加大机头进口处截面与出口截面比; 5.采用异型芯棒(目的是增大料流阻力)。

13. 定径作用：将机头挤出材料的形状稳定下来，得到更为精确的截面形状、尺寸和表面粗糙度，有内定径和外定径法两种。

14. 吹塑法生产薄膜的特点：设备紧凑投资少；容易调整薄膜的宽度；易于制袋；薄膜在吹塑过程中得到了双轴定向因此强度较高。

缺点是：因冷却速度小，生产速度慢；薄膜的厚度偏差大。

挤出膜管、吹膜、冷却、牵引、卷取15. 吹胀比：吹胀后薄膜直径与机头环形口模直径之比。

16. 双向拉伸薄膜是在熔点以下，玻璃化温度以上的温度范围内，把拉伸的薄膜或片材（挤出吹塑膜或挤出片）沿纵横两个方向拉伸，然后在紧张的条件下进行热定型处理。

17. 冷冻线：当吹塑薄膜时（结晶塑料时），管膜刚离开模头时是透明的，至一定的高度由于冷却而结晶，变得不透明（出现浑浊），浑浊与透明的交界线被称为冷冻线（霜白线）。

薄膜厚度大、熔体温度高、挤出速率大、冷却空气的体积小时，冷冻线高度高，浑浊度大；横向撕裂强度大。

吹胀比大，冷却速率快，冷冻线高度低。

六、1. 注射机是由注射系统、锁模系统、液压传动和电气控制系统三大部分组成。

2. 公称注射量：简单地讲注射机的容积，可以称作公称注射量。

公称注射量是指注射螺杆或柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大物料体积。

锁模力（吨）锁模力：施加于模具上的最大加紧力，直接反应成型制品面积的大小。

表示方法：注射量／锁模力3. 注射螺杆与挤出螺杆的主要差异在于：①注射机用螺杆的L/D较小，压缩比e小。

（背压调整明显，L/D一般为15-18，L/D小，清理方便，分解减少）。

②均化段螺槽深，比挤出螺杆均化断螺槽深15%至20％，深螺槽具有较好的塑化能力，降低螺杆的功率消耗，因注射无稳定挤出的要求。

③加料段长，均化段短，无均匀塑化的要求。

④螺杆头微尖头，不能像挤出螺杆为圆头、半圆头。

加工黏度大的用尖锥型（30-40°）；黏度小的头部装止逆环。

4. 锁模系统：F≥PA其中P为注射压力，A为与施压方向呈垂直的制品的投影面积。

作用：①提供足够大的锁模力，防止溢料②实现模具的可靠启闭（慢－快－慢）③顶出成型制件。

锁模力：施加于模具上的最大加紧力5. 模具内部结构主要包括：模腔、主流道、分流道、浇口、排气口、冷料井。

6. 注射型过程：合模、塑化（熔胶、预塑）-控制注射量、充模（注射）、保压、冷却定型、开模、顶出7. 塑化压力：又称背压，是在塑化过程中，熔体所受的压力(即螺杆预塑时的退回阻力）。

背压↑塑化时间↑熔体温度↑塑化质量好，温度均匀，但塑化效率↓一般背压不易太高。

8. 熔体的充模过程之喷射流动危害：1）易卷入空气，会使模腔中空气无法排出，而在制品中形成气泡，焦痕；2）喷射流熔体量小，冷却快，不易与后卷入模腔的熔体充分混合，制品熔接缝增多，机械性能明显下降；3）流速快，剪切大，易出现熔体破裂和不稳定流动，影响外观，制品颜色不均匀。

避免喷射流动措施1、选择合理的浇口位置并选用冲击型浇口。

2、采用扇形浇口，增大流动面积，降低流速和动能。

3、适当改变工艺条件，如降低注射速度、注射压力9. 热处理也称为退火处理，其实质是赋予制件一定温度使其分子运动来减少分子取向程度从而消除内应力。

10. 工艺上多采用高温低压的注射方法，以减少制品内应力。

11. 喷嘴温度原则是：1高压注塑喷嘴温度低；2低压注塑喷嘴温度高；3自锁式喷嘴无流涎，喷嘴温度可稍高一些。

12. 模具温度过高a.尺寸精度低，变形大。

制件脱模后出现进一步收缩、变形，导致尺寸和形状变化。

b.脱模困难，会使制件擦伤和损坏。

模温度高导致模腔压力大。

c.生产效率下降：冷却速度慢，冷却所需时间长，使整个生产周期增长。

模具温度过低a.充模阻力增大，难以充满模：由于冷却过快，熔体粘度增大，流速减慢，与模壁接触的熔体迅速冷凝，使流道面积减小，流动阻力增大。

b.分子取向作用大，制件中内应力较大。

制件会出现挠曲变形，机械性能下降;表观质量变差，出现表面光泽、粗糙，熔接痕等现象。

13. 保压时间控制要点：①点浇口保压时间短，大浇口（直接浇口）要酌情延长。

②结晶型塑料比非晶型塑料的保压时间短，因为结晶型熔点明显，熔点以下即固化。

14. 气体辅助注射成型GAIM：是通过高压气体在注塑制件内部产生中空截面,利用气体保压,减少制品残余内应力,消除制品表面缩痕,减少用料的一种成型方法。

三个阶段：熔体注射（把经过精确计量的聚合物熔体注入型腔，此过程和传统注射成型相同，直至熔体充满型腔的60% ～95%、欠料注射）、气体注射（把压缩气体注入熔体中，熔体流动前沿在高压气体的驱动下沿着阻力最小的方向继续向前流动，直至充满整个型腔。

）、气体保压（制品在保持气体压力情况下冷却，冷却过程中，气体由内向外施压，保证制品外表面紧贴模壁并通过气体二次穿透，从内部补充因熔体冷却凝固带来的体积收缩。

待制品冷却凝固后再排出高压气体，然后开模顶出制品，完成一个成型周期。

）15. 气体辅助注塑成型(GAIM )-优点：a模具方面：设计简单，成本低b产品外观：消除凹痕，翘曲变小c产品重量降低5~10%d制品的残余应力小。

e注射压力降低，可用小型注射机注射大型产品；还降低了锁模力提高了效率。

七、1. 吹塑成型：借助气体的压力，使闭合在模腔内尚处于半熔融状的型坯膨胀直至紧贴模腔壁，取得模腔形状的吹胀物，经冷却定形后即可启模脱出制品的过程。

型坯制造、型坯吹胀、制品冷却2.熔融→制坯→型坯置于吹塑模具中熔封→型坯吹胀→冷却→取出制品→修整3.挤出吹塑：转角机头、直通式机头和带贮料缸式机头三种类型。

吹胀装置包括吹气机构（针管吹气、型芯顶吹、型芯底吹）、模具及其冷却系统、排气系统等部分。

4.5. 螺杆转速对挤出管坯的影响：挤出速度快，产量大，型坯下垂程度轻，但型坯表面质量下降。

6. 对于薄壁大型容器，需采用较高的吹气压力来保证制品的完整；反之，对于厚壁小型容器，吹气压适当低些。

7. 注射型坯，开模后型坯留在芯模上，吹塑模趁热将型坯闭合于型腔中，再从芯模原设的通道引入压缩空气使型坯吹胀紧贴型腔，并在压缩空气压力下进行冷却，脱模后即可取得制品。

注射吹塑中空成型主要完成注射型坯和吹塑成型两个工艺过程。

8. 无论是三工位还是四工位注射吹塑中空成型机，它基本上都由型坯成型部分、吹塑成型部分、脱模装置、回转工作台、液压气动系统、模温控制系统、电控系统和模具系统等部件组成。

9.注吹工艺要点：1）物料干燥2）较低的注射压力和较高的温度（PET)。