第十章高分子材料的加工
(完整版)高分子材料成型加工唐颂超第三版第2-10章课后习题答案解析(仅供参考)
1.高分子材料中加入添加剂的目的是什么？添加剂可分为哪些主要类型？ ① 满足性能上的要求 ② 满足成型加工上的要求 ③ 满足经济上的要求 添加剂可分为稳定剂、增塑剂、润滑剂、交联剂、填充剂等
2. 什么是热稳定剂？热稳定剂可分为哪些主要类型？其中那些品种可用于食品和医药包装 材料 热稳定剂是一类能防止或减少聚合物在加工使用过程中受热而发生降解或交联,延长复合材 料使用寿命的添加剂。可分为铅盐类、金属皂类、有机锡类、有机锑类、有机辅助、复合 稳定剂和稀土类稳定剂。 食药包装：有机锡类、有机锑类、复合稳定剂和稀土类稳定剂。 3．什么是热稳定剂？哪一类聚合物在成型加工中须使用热稳定剂？对于加有较多增塑剂和 不加增塑剂的两种塑料配方，如何考虑热稳定剂的加入量？请阐明理由。 热稳定剂是指在加工塑料制品时为防止加工时的热降解或者防止制品在长期使用过程中老
滑移越困难，聚合物流动时非牛顿性越强。聚合物分子链刚性增加，分子间作用力愈大， 粘度对剪切速率的敏感性减小，但粘度对温度的敏感性增加，提高这类聚合物的加工温度 可有效改善其流动性。
聚合物分子中支链结构的存在对粘度也有很大的影响。具有短支链的聚合物的粘度低于 具有相同相对分子质量的直链聚合物的粘度；支链长度增加，粘度随之上升，支链长度增 加到一定值，粘度急剧增高。在相对分子质量相同的条件下，支链越多，越短，流动时的 空间位阻越小，粘度越低，越容易流动。较多的长支
晶态聚合物：（1）若聚合物的分子量较小，Tm>Tf，则聚合物达到熔点时已进入粘流态， 则熔融加工温度范围即为 Tm～Td（热分解温度）；若聚合物的分子量较大，分子链相互作 用力较大，当晶区熔融时，分子链还需要吸收更多能量克服分子间作用力，才能产生运动， 因此聚合物的 Tm<Tf，则熔融加工温度范围为 Tf～Td。 非晶态聚合物：熔融加工温度范围为 Tf～Td。 比较结晶聚合物和非晶聚合物耐热性的好坏必须在两者化学结构相似的前提下。在两者化 学结构相似时，结晶聚合物由于晶区分子链排列较为规整，聚合物由固态变为熔融状态时， 需要先吸收热量使晶区变为非晶区，然后再进入粘流态，非晶态聚合物由于分子链刚性较 大，链柔顺性较差或者规整度较低，因此结晶聚合物比非晶态聚合物能够耐更高的温度， 作为材料使用时，其耐热性更好些。如结晶的等规聚苯乙烯的耐热性比非晶的无规聚苯乙 烯高 4. 为什么聚合物的结晶温度范围是 Tg～Tm？ 答：T>Tm 分子热运动自由能大于内能，难以形成有序结构 T<Tg 大分子链段运动被冻结，不能发生分子重排和形成结晶结构 5. 什么是结晶度？结晶度的大小对聚合物性能有哪些影响 1）力学性能 结晶使塑料变脆（耐冲击强度下降），韧性较强，延展性较差。 2）光学性能 结晶使塑料不透明，因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。减小球晶尺寸 到一定程式度，不仅提高了塑料的强度（减小了晶间缺陷）而且提高了透明度，（当球晶尺 寸小于光波长时不会产生散射）。 3）热性能 结晶性塑料在温度升高时不出现高弹态，温度升高至熔融温度 TM 时，呈现粘 流态。因此结晶性塑料的使用温度从 Tg （玻璃化温度）提高到 TM（熔融温度）。 4）耐溶剂性，渗透性等得到提高，因为结晶分排列更加紧密。 6.何谓聚合物的二次结晶和后结晶？ 二次结晶：指一次结晶后，在残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内，继续结晶并逐步 完善的过程，此过程很缓慢,可能几年甚至几十年。 后结晶：指一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程，不形成新的结晶区域， 而在球晶界面上使晶体进一步张大，是初结晶的继续。 7. 聚合物在成型过程中为什么会发生取向？成型时的取向产生的原因及形式有哪几种？取 向对高分子材料制品的性能有何影响？
高分子材料加工技术
高分子材料加工技术成型是将高分子材料通过热塑性或热固性工艺加工成特定形状的过程。
常见的成型方法包括挤出、注塑、吹塑、压延、镀膜等。
其中，挤出是一种通过将高分子材料加热至熔融状态，然后通过模具挤压出所需形状的工艺。
注塑是将高分子材料加热至熔融状态后注入到模具中，并通过压力使其充满模具内部形状的工艺。
吹塑是通过将高分子材料挤出成管状，并在一定压力下通过气流吹成制品的工艺。
压延是将高分子材料加热至玻态转变温度以上，然后通过压力在辊间压制成片状的工艺。
镀膜是在高分子材料的表面上涂覆一层金属或其他材料，以提高其耐磨性、导热性等性能的工艺。
改性是指通过添加填料、添加剂等方法改变高分子材料的性能。
填料可以增加高分子材料的强度、刚度和耐磨性等性能，常见的填料有玻璃纤维、碳纤维、硅胶等。
添加剂可以改变高分子材料的增塑性、耐候性、阻燃性等性能，常见的添加剂有防老化剂、增塑剂、阻燃剂等。
加工是将成型或改性后的高分子材料进行切割、钻孔、搪孔等工艺，以满足特定产品的要求。
常见的加工方法包括机械加工、热切割、激光切割等。
机械加工是通过机械设备如铣床、车床等进行切削、钻孔等操作，常用于加工较大尺寸的高分子制品。
热切割是通过将高分子材料加热至一定温度后进行切割的工艺，常用于加工薄膜、板材等较薄的制品。
激光切割是通过激光束的热作用将高分子材料切割，具有切割精度高、速度快等优点，常用于加工高精度的产品。
高分子材料加工技术的应用广泛，可以生产各种形式的产品，如管材、片材、薄膜、零件等。
然而，高分子材料加工过程中可能会产生一些问题，如热应力、挤出泡孔、缩水等。
为了解决这些问题，需要优化工艺参数，改善原材料的质量和稳定性。
总之，高分子材料加工技术是一门复杂而重要的技术，不仅可以满足各个领域的需求，还可以推动材料科学的发展。
随着科技的不断进步，高分子材料加工技术也将不断创新和发展，为社会的进步和发展做出更大的贡献。
高分子材料的加工与制备方法
高分子材料的加工与制备方法在现代科技的快速发展和应用推广下，高分子材料的加工和制备方法愈加重要和广泛应用。
高分子材料是一类由大量重复单体结构构成的大分子化合物。
而加工和制备高分子材料的方法则是指将这些物质转化为特定形状和性质的工艺过程。
本文将介绍几种常见的高分子材料加工和制备方法。
首先，传统的高分子材料加工方法之一是热塑性材料的注塑成型。
这种方法主要适用于聚合物材料，特点是可以生产出各种形状的制品，如塑料盖子、桶、板材等。
其具体工艺流程为：首先将高分子材料切割成颗粒状，然后将颗粒状的材料放入注塑机的料斗中，通过加热和挤出等过程，将材料熔融后注入模具中。
待冷却凝固后，即得到所需要的成品。
注塑成型方法的优点是生产效率高、成本相对较低，可以大规模生产。
而缺点是材料的形状和尺寸受模具限制。
此外，高分子材料的制备方法还包括热固性材料的热压成型。
这种方法主要适用于含有交联结构的高分子材料，如环氧树脂、酚醛树脂等。
它的工艺流程为：首先将高分子物质与硬化剂混合，形成粘稠的糊状物。
然后将糊状物放入模具中，施加热压力，使材料在高温下发生交联反应，从而形成固体。
热压成型的优点是可以制备出高耐热、高强度的制品，适用于需要高温环境下使用的产品。
然而，热压成型过程中对模具的要求较高，且成本较高。
此外，溶液共混是一种常见的高分子材料的制备方法。
这种方法适用于将两种或多种相溶的高分子材料混合在一起，从而得到新的复合材料。
具体步骤为：将两种高分子材料溶解在相同或相似的溶剂中，通过搅拌和混合等过程，使两种材料均匀分散在溶液中。
然后将溶液蒸发或使用其他方法将溶剂去除，得到固态的混合材料。
溶液共混的优点是制备过程简单、成本较低，可以获得新材料的独特性能。
而缺点则是混合后的材料性能难以控制，容易出现相分离现象。
最后，高分子材料还可以通过纺丝方法制备纤维。
纺丝方法主要适用于聚合物材料，如聚酯纤维、聚酰胺纤维等。
具体工艺流程为：首先将高分子材料加热熔化至黏度适宜的状态，形成糊状物。
第十章--高分子材料添加剂
压制成型
转移模压法
§11.4 真空成型(热成型)
这一方法只适用于热塑性塑料。将预制的塑料片 置于模具上方，在片材上方加热。待预制片软化到一 定程度，从模具四周的孔中抽真空，使塑料片紧贴在 模具上同时被冷却。这一方法只适合制造薄壁制品。
真空成型
§11.5 压延
压延法是使用热辊对物料进行混炼与成型加工的总称。
注射成型
反应注射成型
§11.3 压制成型（模压成型）
压制用的模具多为一个阳模，一个阴模。压制成 型多用于热固性塑料。将配好的粉料倒入阴模，然后 压入阳模，在压力和高温下固化成型。如果被压制原 料不是粉料而是液体，则采用转移模压法。先在一个 料筒中将物料进行预热，通过柱塞将物料打到模腔中， 再进行压制成型。这一方法常用来代替注射成型。由 于热固性塑料固化所需时间较长，转移模压法更为经 济实用。
3、加工性 包括增塑剂的加入对聚合物的
•凝胶化速度的影响 •热稳定性的影响 •粘性和润滑性的影响 4、对材料性能的影响
主要使材料的玻璃化温度降低，耐寒性提高，此 外还影响力学性能、电性能、老化性能和毒性等。
四、增塑剂的选用 为了解决相容性、稳定性，首先要了解增塑剂的
（1）溶解度参数 增塑剂与聚合物的溶解参数相近，相容性才好。
二、增塑剂作用机理
增塑剂一般是有机物，是高沸点的油类或低熔 点的固体。 1、非极性增塑剂
起溶剂化作用，增塑剂使聚合物分子之间的距 离增大，降低了聚合物分子间的作用力。
增塑剂的增塑效果与其体积成正比： △Tg=KV
2、极性增塑剂 起屏蔽作用，增塑剂分子中的极性基团与聚合
物分子的极性基团相互吸引，从而取代了聚合物分 子间的极性基团的相互吸引，降低了聚合物分子间 的作用力。
高分子材料加工厂设计(徐德增)第十章 车间布置设计
第三 节 初步设计阶段设备布置图绘 制方法
• 一、初步设计阶段设备布置图的内容（2） 初步设计阶段设备布置图的内容（ ） • （3）表示出所有生产附房和生活附房及 ） 全部墙、 门窗、楼梯、 全部墙、柱、门窗、楼梯、通道的等的 大小及其在平面和空间的位置和楼层标 高。 • （4）操作平台位置与标高。 ）操作平台位置与标高。
第一节 概述
第一节 概述
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一节 概述
• 车间布置设计过程中允许增删、修改，但 车间布置设计过程中允许增删、修改， 是在最终车间布置图发出后， 是在最终车间布置图发出后，设计就不应 该再有较大改动了， 该再有较大改动了，因为各专业都正在以 它为基准。进行平行的施工图设计， 它为基准。进行平行的施工图设计，布置 一改则各专业的大量施工图都要改动， 一改则各专业的大量施工图都要改动，从 而影响设计进度与费用。 而影响设计进度与费用。
第二节 车间布置的技术考虑
• 二、车间布置设计的基本依据 • 为了搞好车间厂房布置设计，必须具备以 为了搞好车间厂房布置设计， 下技术资料。 下技术资料。 • （1）厂区的总图布置。 总图布置。 ）厂区的总图布置 • （2）生产工艺流程图及其设计资料。 工艺流程图及其设计资料 ）生产工艺流程图及其设计资料。 • （3）车间设备一览表。 设备一览表。 ）车间设备一览表 • （4）物料贮存运输等要求。 贮存运输等要求 ）物料贮存运输等要求。
第一节 概述
• 一、车间布置设计的原则 • 布置设计的一般原则是要适用，经济，安 布置设计的一般原则是要适用，经济， 适用 并适当注意美观。 全，并适当注意美观。 • 在一定范围内，车间布置设计时可适当留 在一定范围内， 有余地，给生产厂一定的灵活性， 有余地，给生产厂一定的灵活性，为今后 发展生产，改革品种， 发展生产，改革品种，进行技术改造提供 方便。 方便。
高分子材料培训教程(精品PPT)
2. 聚乙烯塑料 (PE)
3. 聚苯乙烯塑料 (PS) 4. 聚丙烯塑料(PP) 5. 酚醛塑料 (PF)
6. 玻璃纤维(bō lixiānwéi)增强塑料 (GRP)
7. 脲醛塑料 (UF)
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(1) 聚氯乙烯塑料 (PVC) 建筑工程中应用最为广泛的一种塑料，如
燃，在建筑工程中可用作保温材料、制作成片材(用于 隔断、吊顶灯片等)。目前，其产量仅次于聚氯乙烯 和聚乙烯。
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聚乙烯 (PE)和聚苯乙烯 (PS)
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(4) 聚丙烯塑料(PP) 聚丙烯塑料的机械性能和耐热性都优于聚
乙烯〔PE〕，耐溶剂性好，易燃烧，耐低 温较差，有一定的脆性(cuìxìng)。主要用于生产 管材和卫生洁具。
水立方的外衣(wàiyī)
ETFE(乙烯、四氟乙烯共聚物) 中文名为乙烯-四 氟乙烯共聚物。厚度通常(tōngcháng)小于0.20mm， 是一种透明膜材。
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二、工程塑料(ɡōnɡ chénɡ sù liào)
1. ABS塑料(sùliào) 2. 聚碳酸酯塑料(PC) 3. 聚酯塑料 (UP) 4. 聚氨酯塑料 (PV)
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(1) ABS塑料 ABS塑料是一种经改性的聚苯乙烯，具
有较好的抗冲性、耐低温性、耐热性、耐 候性及抗静电性。可用作结构材料，是通 用工程塑料中应用最为广泛的一种，也可 制作成管道、异型板材(bǎn cái)、门窗框架、 高级卫生洁具、模板等用于建筑工程中。
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图A 塑料管
讨论
图B 镀锌铁管
第十五页，共六十八页。
高分子材料加工技术
高分子材料加工技术高分子材料是一类重要的工程材料，其在各种领域都有着广泛的应用。
高分子材料加工技术作为高分子材料应用的重要环节，对材料的性能和品质起着至关重要的作用。
本文将就高分子材料加工技术进行深入探讨，旨在为相关领域的从业人员提供一些有益的参考。
首先，高分子材料加工技术的发展历程值得关注。
随着科学技术的不断进步，高分子材料加工技术也在不断创新和发展。
从最早的手工加工到现代的自动化生产线，高分子材料加工技术已经取得了巨大的进步。
这些进步不仅提高了生产效率，更重要的是提高了材料的性能和品质，为高分子材料的应用拓展了更广阔的空间。
其次，高分子材料加工技术的关键技术是什么？在高分子材料的加工过程中，温度、压力、速度等参数都对最终产品的性能产生着重要影响。
因此，掌握好高分子材料加工技术的关键参数是非常重要的。
比如，在注塑成型中，控制好料筒温度、模具温度和射出速度等参数，可以有效避免产品出现气泡、瘤状等缺陷，提高产品的成型质量。
另外，高分子材料加工技术的发展趋势又是怎样的呢？随着科学技术的不断进步，高分子材料加工技术也在不断创新和发展。
比如，3D打印技术的出现为高分子材料加工带来了全新的可能性，通过3D打印技术，可以实现对高分子材料复杂结构的快速成型，极大地拓展了高分子材料的应用领域。
总的来说，高分子材料加工技术作为高分子材料应用的重要环节，对材料的性能和品质起着至关重要的作用。
随着科学技术的不断进步，高分子材料加工技术也在不断创新和发展。
掌握好高分子材料加工技术的关键参数，把握高分子材料加工技术的发展趋势，对于提高产品的性能和品质，拓展高分子材料的应用领域具有十分重要的意义。
希望本文能够为相关领域的从业人员提供一些有益的参考，推动高分子材料加工技术的不断创新和发展。
第十章 高分子材料、陶瓷材料及复合材料
图10-8四面体既可以孤立地在结构中存在，又可互成单链、双 链或层状连接，如图10-9所示。
图10-9 [SiO4]四面体连接模型 a) 单链 b) 双链 c) 层状
（二）玻璃相
玻璃相一般是指从熔融液态冷却时不进行结晶的非晶态固体。 陶瓷材料中，玻璃相的作用: 1.提高材料的致密度； 2.降低陶瓷的烧成温度，加快烧结过程； 3.阻止晶体相转变，抑制其长大； 4.获得一定程度的玻璃特性。
三、常用复合材料
（一）纤维增强复合材料 （二）粒子增强复合材料 （三）层叠复合材料
图10-1 大分子链形状示意图 a）线型 b）带支链 c）网型
（三）大分子链的构象——链的柔性
1．大分子链的运动 构象:大分子链总是处于不停的热运动之中，在热运动过程中， 大分子链的空间形象。 大分子主链是由成千上万原子经共价键连接而成，分子链在保持 共价键键长和键角不变的前提下进行自旋转，如图10-2所示。
六、常用高聚物材料——塑料
（一）塑料的组成
大多数塑料都是以各种合成树脂为基础，再加入一些用来改善使 用性能和工艺性能的添加剂而制成。
1．合成树脂 决定塑料性能和使用范围的主要组成物，起粘结其它组分的作用。 2．添加剂 常用的添加剂有：填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、 着色剂等。
（二）塑料的分类
图10-2 分子链自旋转示意图
2．影响大分子链柔性的因素 （1）不同元素组成的大分子链内旋转特性不同。 （2）大分子链上带有其它原子团或支链时，链的柔性就差。
（四）大分子链的聚集状态——晶态与非晶态
（1）无定型结构，属非晶态结构（图10-3a） （2）折叠链结晶结构，属晶态结构（图10-3b） （3）伸直链结晶结构，属晶态结构（图10-3c）
第十章合成高分子材料PPT课件
物
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（二）命名
1、在生成聚合物的单体名称之前加“聚” 字。聚乙烯、聚氯乙烯。
2、在原料名称之后加“树脂”二字。酚醛 树脂、脲醛树脂。
3、商品名称。聚酰胺纤维—尼龙或绵纶， 聚丙烯晴纤维—晴纶。
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4、英文名称的缩写。聚乙烯—PE； 聚氯乙烯—PVC；聚乙烯醇—PVA； 丁苯橡胶—SBR；丙烯晴、丁二烯、 苯乙烯共聚物为ABS树脂等。
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2、高弹态 温度升高，聚合物从玻璃态变为高
弹态。长链分子具有柔顺性，但仍不 可移动。受力后会发生极大的可逆变 形，称为高弹变形。弹性模量很小， 应变值很大，变形的发生和消失要比 普通弹性变形慢得多。
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3、粘流态
温度升得更高时，整个长链分子 具有了可移动性，聚合物从高弹态变 为呈粘流态。
2、裂解反应：在化学因素和物理因素 作用下，大分子发生断裂。使高分子 材料变软、发粘、失去高弹性。
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防止老化的措施有三种：
① 改善聚合物结构，提高耐老化力；
② 加入稳定剂（防老剂），吸收紫外 线或抑制分子交联(断裂)反应；
③ 设置表面防护层（或涂层），隔绝 光、热及O2等。
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2、热固性聚合物（受热不可熔） 首次受热软化（或熔化）后，在
热和催化剂或热和压力作用下发生化 学变化，变成坚硬的体型分子结构， 成为不熔物质；再次受热不再变软。 温度稳定性好，不能反复加工使用。
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三、高分子聚合物的分类及命名
（一）分类
高分子材料加工工艺
高分子材料加工工艺引言高分子材料是一类具有很高分子量的大分子物质，具有良好的可塑性和可加工性，因此在工业生产中得到广泛应用。
高分子材料的加工工艺对材料的性能和质量具有重要影响。
本文将介绍高分子材料的常见加工工艺及其特点。
压延法压延法是高分子材料加工的基本方法之一。
它通过将高分子材料置于两个连续旋转的辊子之间，通过压力将材料挤压成所需的厚度和形状。
压延法适用于制备薄膜、片材、带材等产品。
压延法的工艺流程包括以下几个步骤：1.原料准备：将高分子材料切碎或研磨成粉末状，准备好所需的添加剂和填充剂。
2.混炼：将高分子材料与添加剂、填充剂加入混炼机中进行混合。
3.炼胶：将混炼好的材料送至炼胶机中进行炼胶，以提高材料的可塑性和可加工性。
4.压延：将炼胶好的材料放入压延机中，通过辊子的旋转和压力的作用，将材料挤压成所需的薄膜、片材或带材。
5.后处理：对压延好的产品进行表面处理、冷却等后续工艺，使其达到所需的性能要求。
压延法的优点是加工速度快、效率高，可以制备出很多种形状的产品。
但是，压延法在某些高分子材料中容易产生气泡、缺陷等问题，需要通过优化工艺参数和加入消泡剂等方式解决。
注塑成型注塑成型是高分子材料加工的常用方法之一，尤其适用于制备大批量的复杂形状产品。
注塑成型通过将高分子材料加热熔融，然后将熔融材料注入模具中，通过模具的冷却固化成型。
注塑成型适用于制备塑料制品、零件、模具等产品。
注塑成型的工艺流程包括以下几个步骤：1.原料准备：将高分子材料切碎或研磨成粉末状，准备好所需的添加剂和填充剂。
2.预处理：将原料加入注塑机的料斗中，通过加热和混合来提高材料的可塑性和可加工性。
3.注塑：将预处理好的材料注入注塑机的料筒中，材料在高温和高压的作用下熔融。
4.冷却：在注塑机的模具中，熔融材料通过冷却固化成型。
5.后处理：将成型好的产品从模具中取出，进行修整、清洁、质检等后续工艺。
注塑成型的优点是生产效率高、制品成型精度高，还可以制备出各种复杂形状的产品。
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•热稳定剂 热稳定剂：提高热加工过程的稳定性，主要用于
•紫外线吸收剂 聚氯乙烯及其共聚物。 •变价金属离子抑制剂 •光屏蔽剂 紫外线吸收剂：波长为290~350nm的紫外线能量
发生光降解。
达365~407kJ／mol，它足以使大分子主链断裂，
变价金属离子抑制剂： 变价金属离子如铜、锰、
防老剂：防止和延缓橡胶老化的化学物质 物理防老剂：在橡胶表面形成一层薄膜起到屏障作 用。 化学防老剂：可破坏橡胶氧化初期生成的过氧化物，
从而延缓氧化过程。
补强剂和填充剂
补强剂：能提高橡胶机械性能的物质，又称活性
填充剂，有炭黑、白炭黑等。
填充剂：主要起增加容积作用，有碳酸钙、陶土，
碳酸镁等。 其它配合剂：软化剂、着色剂、发泡剂等。
注射成型
1、概述
•周期短 成形制品约占塑料制品总质量的30％以上。 •效率高 •形状复杂 粒、粉 加热 冷却 注射机 •尺寸精确充模 塑件 熔融 固化 料筒 状塑料 •易于自动化 •间歇式 注射成形是热塑性塑料制品的主要成形方法之一。
2、注射机
注射机的结构： •注射系统
•合模系统 •液压与电器控制系统
弹性行为的高分子材料的总称。
2、组分
•生胶 •再生胶 •配合剂 •纤维和金属材料
生胶
天然橡胶：天然胶乳经一定的化学处理和加工制 得。
自然界含胶植物，如 橡胶树、橡胶草、橡 胶菊等。
合成橡胶：用人工合成的方法制得的高分子弹 性材料。
原料主要是石油、天 然气、煤、农林产品 等。
再生胶
定义：废硫化橡胶经化学、热及机械加工处理后制得的 具有一定可塑性、可重新硫化的橡胶制品。 主要反应：脱硫 ，即利用热能、机械能及化学能使废硫
铁离子能加速聚合物(特别是聚丙烯)的氧化老化
过程。
光屏蔽剂：将有害于聚合物的光波吸收，然后将
光能转换成热能散射出去或将光反射掉，从而对
聚合物起到保护作用。
5）增色剂:
赋予塑料制品各种色彩。
常用的着色剂是一些有机染料和无机颜料。有 时也采用能产生荧光或磷光的颜料。 6）润滑剂: 提高塑料在加工成形过程中的流动性
•定义 •塑料的组成 •塑料的分类
挤出成型 注射成型 吹塑成型 模压成型
一、概述
1、定义：塑料是在玻璃态下使用的、具有可塑
性的高分子材料。它以聚合物为主要组分，加
入各种添加剂，能在一定温度和压力下加工成 形的各种材料的总称。
2、塑料的组成： 1）聚合物: 塑料的主要组分。它胶粘着塑料中的 •聚合物
成型
成型工艺是把构成制品的各部件，通过粘贴、压合 等方法组合成具有一定形状的整体的过程。 全胶类制品：成型工艺较简单，即将压延或压出的
胶片或胶条切割成一定形状，放入模型中经硫化便
可得制品。
含有纺织物或金属等骨架材料的制品：如胶带、轮
胎、胶鞋等，则必须借助一定的模具，通过粘贴或 压合方法将各零件组合而成型。
常见橡胶
成型工艺
思考题
1、热塑性塑料，热固性塑料的概念，主要品种的 缩写，结构单元，主要特点和应用。 2、热塑性塑料的主要成型方法有哪些?热固性塑料 的主要成型方法有哪些? 3、胶料塑炼的目的和机理，胶料混炼的作用是什 么？
4、什么是硫化，硫化对橡胶性能有何影响？
第十章 高分子材料的加工
助 剂 合 成 聚 合 配 合 高 分 子 材 料
原 料
单 体
聚 合 物
成 型 加 工
制 品
本章主要内容：
10.1 10.2 塑 橡 料 胶
10.3
10.4
合成纤维
胶 粘 剂
重点：塑料、橡胶的类型和成形工艺
10.1 塑料
概述 热塑性塑料 热固性塑料
成型加工 方法
10.2 橡胶
概述 •定义 •组分 •分类 •塑炼 •混炼 •预成型 •成型 •硫化
常见橡胶
成型工艺
三、成型工艺 塑炼 混炼 模制成型 预成型（压延，压出） 成型 硫化
塑炼
定义：使生胶由弹性状态转变为可塑状态的工艺过
程。
目的：使胶料获得适宜的可塑性和流动性，利于后
序工艺的进行；使生胶的可塑性均匀化，胶料质量
和脱模能力，同时可使制品光亮美观。 常用润滑剂有硬酯酸及其金属的盐类。
7）固化剂:
与树脂发生交联反应，使受热可塑
的线型结构变成热稳定好的体型结构。 常用的固化剂如六次甲基四胺、过氧化二苯 甲酰等。 8）其他: 还有发泡剂、偶联剂、阻燃剂等。
3、塑料的分类 按 功 能 和用途 按热性质
通用塑料 工程塑料
其它一切组成部分，并使其具有成型性能。绝大 •填料增强剂
•增塑剂 多数塑料就是以所用聚合物命名的。
•稳定剂 •润滑剂 •增色剂 •固化剂 •其他
偶联剂处理
2）填料及增强剂： •玻璃纤维 增强剂：为提高塑料制品的强度和刚性加入的各
•石棉纤维 •碳纤维 •石英砂 填料：为降低成本和收缩率•石墨纤维 •硅酸盐 •硼纤维 •碳酸钙 •炭黑
均匀化。
机理：生胶塑炼获得可塑性的原因是橡胶大分子链
断裂，平均分子量降低之故。
塑炼方法： 机械塑炼法：通过机械作用使橡胶大分子链断裂， 提高其可塑性。 化学塑炼法：借助增塑剂的作用，引起并促进大分 子链的断裂。
混炼
定义：将塑炼后的生胶和各种配合剂混合均匀制 成混炼胶的过程。 混炼目的：配合剂完全均匀分散于生胶中，胶料 有一定可塑度。 混炼方法：间歇式混炼和连续式混炼 混炼设备：密炼机和开炼机
功能塑料
热塑性塑料 热固性塑料
二、热塑性塑料
1）聚乙烯
7）聚酰胺
8）聚甲醛 9）聚碳酸酯 10）ABS塑料
2）聚氯乙烯
3）聚苯乙烯 4）聚丙烯
5）聚甲基丙烯酸甲酯 11）聚对苯二甲酸丁二醇酯 6）聚四氟乙烯 12）聚砜
四、塑料制品的成型加工
塑料制品通常是由聚合物或聚合物与其它组
•挤出成型 分的混合物，于受热后在一定条件下塑制成一定 •注射成型 •吹塑成型 形状，并经冷却定型、修整而成，这个过程就是 •模压成型 塑料的成型与加工。
种纤维状材料。
3）增塑剂： 提高塑料的可塑性和柔软性。常用熔
点低的低分子化合物来增加大分子链间距离，降
低分子间作用力，从而达到增加大分子链的柔顺
性的目的。
常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石
蜡等。
4）稳定剂:
提高塑料在加工和使用中对热、光、
氧等的稳定性，延长使用寿命。包括：
抗氧剂：能抑制或延缓聚合物氧化过程的助剂 •抗氧剂
注射机的分类
柱塞式注射机 按塑化方式 螺杆式注射机 卧式注射机 按外形 立式注射机 角式注射机
大、中形制品 小形制品
柱塞式注射成型示意图
螺杆式注射成型示意图
3、注射成型过程
加料 塑化
在料筒内经加热 达到流动状态并 具有良好的可塑 性的过程。
注射入模
保压冷却
塑化良好的熔体 在螺杆或柱塞推 挤下注入模具的 过程。
吹塑成型还 可以用压缩空
气将型坯连续
吹胀成薄膜。
视频 吹塑成型
模压成型
1、概述
将一定量的粉状、粒状、碎屑状或纤维状的
塑料放入具有一定温度的闭合模内，经加热、
加压并保温一定时间而固化成型。 主要用于热固性塑料制品的成型。
2、液压机
3、成型过程
流动：加热初期塑料呈低分子粘流态，流动性好 胶凝：随着官能团的相互反应，部分分子发生交联， 物料流动性变小，开始产生一定的弹性，物料处于 胶凝状态 硬化成形：继续加热，交联反应趋于完善，交联度 增大，树脂由胶凝状态变为玻璃态，此时树脂呈体 形结构，即达到硬化状态，成形过程完成
视频 压制成型
10.1 塑料
概述 热塑性塑料 热固性塑料
成型加工 方法
•定义 •塑料的组成 •塑料的分类
挤出成型 注射成型 吹塑成型 模压成型
10.2 橡胶
概述 •定义 •组分 •分类 •塑炼 •混炼 •预成型 •成型 •硫化
常见橡胶
成型工艺
一、概述
–50~150℃
1、定义：橡胶是一类在较宽温度范围内表现良好高
纤维金属材料
橡胶的弹性大、强度低，因此很多橡胶制品必须
用纤维材料或金属材料作骨架材料，以增大制品
的机械性能，减小变形。
聚顺式1、4异戊二烯
3、分类
丁苯橡胶
天然橡胶
按其来源 合成橡胶
通用橡胶
顺丁橡胶 氯丁橡胶 聚硫橡胶 硅橡胶
特种橡胶 热塑性橡胶
按其热行为 热固性橡胶
硫化橡胶
耐寒 耐热 耐油 耐臭氧
夹住管坯
插入吹塑头通入压缩空气，压缩空气作用下管
坯膨胀并附着在型腔壁上成形
成形后保压、冷却、定形放出压缩空气，开模
取出制品切除尾料
（2）注射吹塑
注射机将熔体注入带吹气芯管的管坯模具中成
形管坯
启模，管坯带着芯管转到吹塑模具中 闭合吹塑模具、压缩空气通入芯管吹胀管坯成
形制品
挤出吹塑薄膜
脱模
加料
塑化 注射 保压 冷却 脱模
视频：注射成型
吹塑成型
1、概述
将挤出或注射成形所得的半熔融态管坯置于各种形 状的模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使 之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的
成形方法。
只限于热塑性塑料中空制品的成型。
2、成型方法
（1）挤出吹塑
通过挤出机将塑料熔融并成形管坯，闭合模具
挤出成型
1、概述
挤出成型是热塑性塑料最主要的成型方法。
将原料在料筒中加热至流动状态，通过螺杆向前 推压至机头，通过不同形状和结构的口模连续挤出。