聚合物的成型加工

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• 1）、天然纤维是自然界中动植物所生成的纤 维，它的长径比高达1000～3000倍，可直接 0011 利用它们原来的状态进行纺织加工，如棉花 0010 1010 1101 0001 0100 1011 、毛、丝、麻以及矿物纤维石棉等。 • 2）、化学纤维包括无机纤维(玻璃纤维)、再 生纤维(粘胶丝)、半合成纤维(醋酸纤维、硝 酸纤维)和合成纤维。其中合成纤维有：聚对 苯二甲酸乙二醇酯(涤纶)、聚酰胺(尼龙或锦 纶)、聚丙烯晴(腈纶)、聚丙烯(丙纶)、聚氯乙 烯(氯纶)、聚乙烯醇缩甲醛(维尼纶)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。
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• 2)、聚合物的玻璃化转变温度要比室温低得 多，使它们能在常温使用。 • 3)、未拉伸时，应为非晶态或结晶度很小的 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 聚合物。某些聚合物在拉伸时可以结晶，而 除去外力后结晶又熔化，它的结晶部分能起 分子间物理交联作用而提高模量和强度。 • 4)、在拉伸中，五分子链间的相对滑移，即 无冷流，应变能可逆回复。因此，大分子链 上应存在可交联的基团，交联后形成网络结 构。这种交联主要是通过化学反应，也可采 用物理交联方法。 • 3、分类： 、分类：
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• 一、聚合物的成型加工性： 聚合物的成型加工性： • 聚合物成型加工，一般都通过粘流态来实现 的。我们可以用各种加热方法使聚合物熔融 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 ，或加入溶剂或增塑剂使之成溶液或悬浮液 ；或用机械轧炼来达到粘流态，即呈液体状 态。已成型的制品通过冷却（热塑性聚合物 ）、交联（热固性聚合物、硫化橡胶)或干 燥(粘合剂、涂料)来固定其形状。因此说； 聚合物粘流温度Tf是塑料成型加工的最低温 度。当温度升高到热分解温度Td，聚合物 开始分解，同时降低了高分子材料及制品的 性能，所以，Td是聚合物成型加工的最高 温度。
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• 1、聚合物的可挤压性： 、聚合物的可挤压性： • 可挤压牲是指聚合物在挤压作用下发生形变 时获得如定形状并保持该形状的能力。 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 • 通常情况下，聚合物只有处于粘流态时才能 通过挤压、注射、压延等方法获得宏观有用 的形变。若熔体粘度低，虽有良好的流动性 ，但其保持形状的能力差；反之，熔体粘度 高，则会造成流动和成型的困难。 • 2、聚合物的可模塑性： 、聚合物的可模塑性： • 可摸塑性是指聚合物在温度和压力作用下， 可在模具中产生形变、流动并获得模腔形状 的成型能力。
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§ 12. 3பைடு நூலகம்合物的成型加工性 聚合物的成型加工性
• 聚合物的成型加工：将聚合物或以聚合 聚合物的成型加工： 物为基本成分，加入各种添加剂，在一 定的温度和压力下，将其转变为具有实 用价值的材料或制品的一种工艺过程。
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• 4)降低高分子材料成本。 • 2、种类： 、种类： 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 • 1）、塑料的添加剂主要有稳定剂、增塑剂、 润滑剂、着色剂、填料以及根据不同用途而 加入的阻燃剂、防静电剂、防霉剂、紫外吸 收剂、交联剂、偶联剂、发泡剂等。 • 2）、橡胶制品的添加剂，主要有硫化剂、硫 化促进剂、助促进剂、防老剂、软化剂、增 强剂、填料、着色剂等。 • 3）、合成纤维一般是由线型高分子量合成树 脂纺丝而成，加入少量的消光剂、防静电剂 及油剂等。
• 一、塑料
• 1、定义：塑料是具有可塑性的一类高分子材 、定义： 料总称，即在一定温度和压力下受到外力作用 会产生形变，去除外力后仍能保持受力时形状 的材料。
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• 从高分子分子结构观点来看，能作为塑料用 的高分子材料必须是：线型或支化聚合物， 其中非晶态聚合物的使用温度必须低于玻璃 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 化转变温度，而晶态聚合物的使用温度应低 于其熔点。 • 2、分类： 、分类： • 按塑料的使用范围可分为通用塑料和工程塑 料两大类。 • 通用塑料 通用塑料：是指产量大、应用广、价格较低 、力学性能一般，主要作非结构材料使用的 塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯 乙烯等。
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• 2）、长度单位为公支 公支，用1克纤维的长度数表 公支 示，如1克纤维长60米即为60公支。 • 5、纤维的性能评价主要有以下几方面： 、纤维的性能评价主要有以下几方面： 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 • 1)、物理性能：断裂强度、断裂伸长、弯曲寿 命、耐磨性、回弹率、熔点、软化点、玻璃化 转变温度、表面电阻等。 • 2)、化学性能：耐酸性、耐碱性、耐溶剂性、 热分解温度、耐光照性、耐老化性、耐褪色性 、阻燃性、染色性。 • 3)、生理性能：毒性、皮肤刺激性、防菌性、 防霉性、防蛀性。
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• 3)、热性能：导热系数、热膨胀系数、熔点 、软化点、热分解温度、连续耐热温度、玻 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 璃化温度、比热、耐寒性等。 • 4)、电性能：介电常数、表面电阻、体积电 阻、电导率介质损耗、击穿电压等。 • 5)、耐化学与耐老化性能：耐酸、耐碱、耐 有机溶剂和耐无机盐水溶液性能，耐日光及 空气中氧、水的老化性能。 • 6)、其它性能：阻燃性、光学性能、粘结性 能等。
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• 可以通过模压、注射和挤出等方法制成各种 形状和结构的模塑制品。可模塑性除与聚合 物本身结构特征有关外，主要取决于成型加 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 工温度、压力和模具的构造，与聚合物流变 特性密切相关， • 当温度过高，聚合物在模腔中流动性好，易 于成型，但也易分解，并使脱模的 • 制品易产生收缩；温度过低，熔体粘度大， 流动差，并会产生较大的弹性形变，导致制 品形状和尺寸不稳定，还可能产生离层现象 ；压力过高，虽流动性提高，但会因粘度过 小而产生溢料，造成飞边；压力过小，则易 注不满而缺料。
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• 二、橡胶
• 1、定义： 、定义： 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 • 橡胶是指在较低的应力下可发生较大的可逆 伸长(达500％～1000％)的一类高分子材料。 即在相当宽的温度内(约-50～100℃)能呈现高 弹性的一类高分子化合物，在除去应力时能 完全恢复原来尺寸，伸长时表现出高抗张强 度和高模量。 • 2、分子结构特点： 、分子结构特点： • 1)、大分子链具有足够的柔顺性，分子间作 用较弱，大分子链内旋转位垒较小，易改变 高分子链构象。
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• 3）、应用在特定环境下的合成纤维被称为特种 合成纤维，按其性官团可分为耐高温纤维(芳香 族聚酰胺纤维、碳纤维、聚酰亚胺纤维)；耐腐 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 蚀纤维(聚四氟乙烯纤维、四氟乙烯/六氟丙烯共 聚纤维)；阻燃纤维(聚偏氯乙烯纤维、维氯纶、 腈氯纶)；弹性纤维(聚氨酯纤维、聚丙烯酸酯弹 性纤维)；吸湿性纤维(绵纶－4等)。 • 4、纤度 纤度：表示天然纤维与化学纤维粗细程度的 纤度 指标。 • 1）、重量单位称为“旦”(Denier)，用纤维 旦 9000米长度的重量克数表示。当纤维密度一定 时，纤维越细，旦数越小。
聚合物的成型加工
0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011
• § 高分子材料
• 1、橡胶通常是一些内聚能较小的聚合物成型 而成，如聚异丁烯、聚异戊二烯等都是非极性 的烃类聚合物，分子间作用力小，分子链上不 含庞大的侧基，分子链段运动较为自由，是现 橡胶的弹性； • 2、一些内聚能较大的聚合物，如聚酯、聚酰 胺和聚丙烯腈，分子链中具有强极性基团，或 存在氢键，或分子间相互作用力大，分子结构 较为规整，容易结晶，使它们具有很高强度， 可以纺成性质优良的纤维。 1
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• 3、内聚能置于两者之间的一些聚合物，如聚 苯乙烯、聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯等，这 0011些大分子链上或含有极性基，分子间相互作用 0010 1010 1101 0001 0100 1011 力较大，或因取代基庞大，影响分子链段的运 动，链的刚性较大，呈坚而硬，有一定强度， 可加工成各种塑料制品。
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• B、凡具有耐热、耐油、耐寒、耐臭氧等特 殊性能，用于制造特定条件下使用的橡胶制 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 品，统称为特种橡胶，如丁腈橡胶、氟橡胶 、硅橡胶、氯醇橡胶、聚氨酯橡胶等。 • 无论是天然橡胶还是合成橡胶，要制造成为 有用橡胶制品，一般都必须经硫化过程。 • 评价硫化橡胶的力学性能主要有抗张强度、 定伸强度、扭断伸长率、回弹力、 • 耐磨性能、疲劳性能、脆化温度和硬度等， 其它还有硫化橡胶的耐化学腐蚀性、耐油性 、耐热性、耐老化性等。