聚合物成型加工原理01
聚合物加工原理
（２）熔融温度和熔融时间 熔融温度和熔融时间 ↑，均相成核 熔融温度和熔融时间↑ 为主，结晶速度慢，晶体尺寸较 大； ↑结晶速度快，晶 反之，异相成核 反之，异相成核↑ 体小而均匀。
（3） 应力作用 晶体形态 a. a.晶体形态 � 无应力：对称球晶。 ↑：拉长球晶，串晶等。 � 应力 应力↑ 原因： 应力 ↑ 晶体中伸直链数 ↑。 应力↑ 晶体中伸直链数↑ 结晶速度 b. b.结晶速度 应力 ↑，结晶速度 ↑加快作用。 应力↑ ，结晶速度↑ 原因：初级晶核 —“ 原纤 ” 的浓度随拉伸 或剪切速率增大而升高。
相容性是指聚合物能够容纳尽可能多的添加剂并形成均匀、 稳定体系的功能。 添加剂只有与树脂间有良好的相容性才能长期、稳定、均 匀地存在于制品中，有效地发挥其功能。 如果相容性不好，则易发生 “出汗”或“喷霜”现象。
(2) 添加剂的耐久性
添加剂的损失主要有三条途径 :挥发、抽出和迁移， 添加剂的损失量主要与添加剂的分子量大小、在介质中的 溶解度及在树脂中的溶解度有关。 耐久性要求添加剂长期存在于制品中。
螺杆各段的功能 ：主要功能是输送固体物料，要保证较高的固 加料段 加料段：主要功能是输送固体物料，要保证较高的固 体输送能力，螺槽的截面积应大，故螺槽深度应较 大，一般应为 0.1 ～0.15D ，并保持根径不变； 大，一般应为0.1 0.1～ 0.15D，并保持根径不变； ：主要功能是压实并熔融物料，且将物料中夹 压缩段 压缩段：主要功能是压实并熔融物料，且将物料中夹 带的气体向加料段排出，为适应这一要求，通常使这 一段螺槽由深逐渐变浅，直至计量段的螺槽深度； 计量段 ：主要功能是使熔体进一步塑化均匀，并使料 计量段：主要功能是使熔体进一步塑化均匀，并使料 流定量、定压地挤出，这段螺槽的深度比较浅，一般 为0.02 ～0.06D ，且根径不变。 0.02～ 0.06D，且根径不变。
聚合物加工原理
聚合物加工原理聚合物是一种常见的材料，广泛用于各个领域，如塑料制品、纺织品、医用材料等。
聚合物加工是将聚合物材料通过热、力、机械等加工方式，将其改变为需要的形状和结构的过程。
本文将介绍聚合物加工的原理及常见的加工方法。
一、聚合物本质上是由大量单体分子通过共价键连接而成的高分子化合物。
聚合物加工的原理是通过加热和加压来改变聚合物分子链的排列方式，从而改变聚合物的形状和性能。
聚合物材料通常以树脂的形态存在，树脂在加工过程中会经历熔融、流动、固化等阶段。
在加工中，将聚合物树脂加热到足够的温度使其熔化，然后将熔化的聚合物注入模具中，通过机械力或其他手段使其形成所需的形状，随后冷却固化。
聚合物加工的主要原理包括：1. 熔融：将聚合物加热至其熔点以上，使其转变为可流动的液体状态。
在熔融状态下，聚合物分子链之间的相互作用力减弱，分子链可以通过流动重新排列。
2. 流动：将熔融的聚合物注入到模具中，通过施加压力或其他力量使其形成所需的形状。
在流动过程中，聚合物分子链在施加的力下发生位移和变形。
3. 固化：冷却并固化聚合物，将其固定在所需的形状和结构中。
聚合物冷却后，分子链重新排列，形成固态结构，从而保持所需的形状。
二、聚合物加工方法聚合物加工有多种方法，常见的包括注塑、挤出、吹塑、压延、成型等。
1. 注塑：注塑是将熔融状态的聚合物注入到模具中，通过压力使其填充模腔并冷却固化。
注塑广泛应用于塑料制品的生产，如塑料盒、塑料椅等。
2. 挤出：挤出是将熔融的聚合物通过挤压机挤出成连续的均匀断面形状，然后通过冷却固化。
挤出常用于生产塑料管材、薄膜等。
3. 吹塑：吹塑是将熔融的聚合物注入到模具中，在模具内吹气使其膨胀成空心形状，并冷却固化。
吹塑常用于生产塑料瓶、塑料容器等。
4. 压延：压延是将熔融的聚合物放置在两个辊子之间，通过压力使其变薄并冷却固化。
压延广泛应用于塑料薄膜的制备。
5. 成型：成型是将熔融的聚合物材料倒入开放式模具中，通过压力或其他手段使其形成所需的形状，并冷却固化。
聚合物成型加工原理课件64页PPT
ASA801、ASA811、 ASA7045、AESHW600G、
AESHW610HT
HAC8244、HAC8245、
HAC8250 ABS710、ABS711、 ABS760、ABS765 ASA801、ASA811、 ASA7045、AESHW600G、
AESHW610HT
HCB9230M、HCB9240
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%
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五.成型加工生产的基本过程
包括五方面内容： 1.材料选择和配方设计：树脂与助剂 2.模具设计，制品设计与设备的选择和改造： 3.成型加工：成型材料预处理，成型，机械加工，
修饰，装配。 4. 制品性能检验：沿用金属检测方法 5. 废料回收：流道残留物，边角余料，废品旧料回
收
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或改性材料）转变为制品或实用材料的一 种工程技术。
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改性粒料
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汽车防尘罩 高压阻尼线
聚合物的成型方法
聚合物的成型方法在现代工业生产和日常生活中，聚合物制品无处不在，其在各种领域的应用越来越广泛。
聚合物的成型方法对制品性能和外观质量具有重要影响，因此选择合适的成型方法至关重要。
压缩成型压缩成型是一种常见的聚合物成型方法，主要适用于制作小批量且简单形状的制品。
其原理是将加热后的聚合物原料放入模具中，然后施加一定压力使原料充分填充模具，经过冷却固化后，取出模具即可得到成型制品。
压缩成型简单易行，但生产效率较低。
注塑成型注塑成型是一种高效率的聚合物成型方法，适用于大批量生产复杂形状的制品。
其工艺流程为首先将聚合物颗粒加热熔化成熔体，然后通过注射机将熔体注入模具中，在模具中冷却固化后，取出模具即可得到成型制品。
注塑成型成本相对较高，但适用于各种聚合物材料。
吹塑成型吹塑成型适用于制作中空的聚合物制品，如瓶子、容器等。
其过程是将热熔的聚合物挤出成管状，并通过气流吹入模具中，随后在模具中冷却成型。
吹塑成型具有生产效率高、成型时间短的优点，但对原料的要求较高。
挤出成型挤出成型是一种连续生产方式，适用于生产长条状、各种横截面形状的聚合物制品，如管材、板材等。
其原理是将加热熔化的聚合物通过挤压机器挤出成型，然后经过冷却固化后切割定尺。
挤出成型工艺简单易行，成本较低。
旋转成型旋转成型适用于生产中空且对称的聚合物制品，如桶、椅子等。
其过程是将预先加热的聚合物放入模具中，然后将模具旋转，使聚合物均匀分布在模具内壁，最终在模具中冷却固化形成成型制品。
旋转成型成本适中，适用于中小批量生产。
综上所述，不同的聚合物成型方法适用于不同的生产需求和制品要求，选择合适的成型方法可以提高生产效率、降低生产成本，从而更好地满足市场需求。
同时，随着技术的不断发展，聚合物成型方法也在不断创新和完善，为聚合物制品的生产提供更多选择。
聚合物加工原理
名词解释离模膨胀；聚合物熔体挤出后的截面积远比口模面积大。
此现象称为巴拉斯效应（Barus Effect），也称为离模膨胀熔体破裂；熔体破裂是挤出物表面出现凹凸不平或外形发生畸变或断裂的总称。
熔体流动速率；熔体流动速率(MFR)是在一定的温度和压力下，聚合物在单位时间内通过规定孔径的量，单位为g/10min。
熔体流动速率是一个选择塑料加工材料和牌号的重要参考依据，能使选用的原材料更好地适应加工工艺的要求，使制品在成型的可靠性和质量方面有所提高。
高分子合金；塑料与塑料或橡胶经物理共混或化学改性后，形成的宏观上均相、微观上分相的一类材料。
螺杆压缩比；螺杆加料段第一个螺槽的容积与均化段的最后一个螺槽的容积之比，它表示塑料通过螺杆的全过程被压缩的程度。
机头压缩比；是指分流器支架出口处流道的断面积与机头出料口模和芯棒之间形成环隙面积之比。
螺杆的背压；在移动螺杆式注射机成型过程中，预塑化时，塑料随螺杆旋转经螺槽向前输送并熔融塑化，塑化后堆积在料筒的前部，螺杆端部的塑料熔体就产生一定的压力，即背压。
提高背压，物料受到剪切作用增强，熔体温度升高，塑化均匀性好，但塑化量降低。
热固性塑料收缩率；冷压烧结成型：是将一定量的成型物料（如聚四氟乙烯悬浮树脂粉料）入常温的模具中，在高压下压制成密实的型坯（又称锭料、冷坯或毛坯），然后送至高温炉中进行烧结一定时间，从烧结炉中取出经冷却后即成为制品的塑料成型技术。
第四章1、举例说明高聚物熔体粘弹性行为的表现。
聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。
端末效应包括入口效应和模口膨化效应(离模膨胀)即巴拉斯效应。
不稳定流动即可由于熔体弹性回复的差异产生熔体破碎现象。
2、简述高聚物熔体流动的特点。
由于高聚物大分子的长链结构和缠绕，聚合物熔体、溶液和悬浮体的流动行为远比伤分子液体复杂。
在宽广的剪切速率范围内，这类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体的粘度也不是一个常此因而聚合物液体的流变行为不服从牛顿流动定律。
聚合物成型加工原理
聚合物成型加工原理聚合物成型加工是一种通过加工工艺将原料转化为所需形状的方法。
在这个过程中，聚合物材料会经历一系列的物理和化学变化，最终形成我们所需要的成型产品。
本文将介绍聚合物成型加工的原理，包括热塑性聚合物和热固性聚合物的成型原理，以及常见的成型方法。
热塑性聚合物是一类在一定温度范围内可软化、可塑性较好的聚合物材料。
在成型加工过程中，热塑性聚合物首先需要加热至其软化温度，然后通过模具或挤出机等设备将其加工成所需形状。
热塑性聚合物的成型原理主要是利用温度的变化来改变材料的物理状态，从而实现加工成型。
常见的热塑性聚合物成型方法包括注塑、挤出、吹塑等。
而热固性聚合物则是一类在加工过程中通过化学反应形成三维网络结构的聚合物材料。
在成型加工过程中，热固性聚合物首先需要在一定温度下发生固化反应，形成不可逆的化学键，然后再进行成型加工。
热固性聚合物的成型原理主要是利用化学反应来实现材料的固化和成型。
常见的热固性聚合物成型方法包括压缩成型、注塑成型等。
除了热塑性和热固性聚合物的成型原理外，还有一些其他的成型方法，如挤压成型、发泡成型、旋转成型等。
这些成型方法都是根据聚合物材料的特性和加工要求来选择的，每种方法都有其独特的成型原理和适用范围。
总的来说，聚合物成型加工的原理是通过控制温度、压力、化学反应等因素，将聚合物材料加工成所需形状的过程。
不同类型的聚合物材料和不同的成型方法都有其特定的成型原理，只有深入理解这些原理，才能更好地掌握聚合物成型加工技术，实现高质量的成型产品。
在实际应用中，我们需要根据具体的产品要求和材料特性来选择合适的成型方法，并且合理控制加工参数，以确保成型产品的质量和性能。
同时，还需要不断探索和创新，不断改进成型工艺，以适应不断变化的市场需求和技术发展。
通过深入研究聚合物成型加工的原理，不断提高我们的技术水平和创新能力，为聚合物成型加工行业的发展做出贡献。
高分子材料成型加工聚合物加工原理
第三节 制造方法及组成对高分子材料性能的影响 一、聚合方法的影响
1 聚乙烯（Polyethylene,PE）
LDPE：高压法，自由基聚合； HDPE：中、低压法，配位聚合； LLDPE：乙烯与α -烯烃共聚，低压、配位聚合
2 聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)
S-PVC：悬浮法，最常用； E-PVC：乳液法，粒径小，用作糊树脂； 本体法PVC：纯度高，透明、电绝缘性好、加工性好。
决定
性能
第一节
影响高分子材料性能的化学因素
一、构成的元素种类及其连接方式
按主链的构成元素，可将高分子化合物分为三类： 碳链高分子 通用热塑性塑料、通用橡胶。 杂链高分子 C—O、C—N、C—S等，链刚性大、耐热性和力学性能好， 可用作工程塑料如PET、PA、POM、PSF及特种橡胶。 元素有机高分子 主链中含硅、磷、硼等元素，如有机硅高分子化合物。 耐热性高。 侧基对高分子化合物性质也有很大影响。
3 SBS SBS加氢成为SEBS
4 IIR
由异丁烯和少量异戊二烯经阳离子聚合而得。 氯化、溴化，改进IIR的硫化性、粘合性。
三、高分子合金化的影响
高分子合金：塑料或橡胶经物理共混或化学改性后，形成的宏观上均相的一类 材料。 分为：完全相容型 NBR/PVC、PPO/HIPS、PBT/PET等； 微观分相型 PVC/ABS等大多数高分子合金。 相容剂：与两种高分子化合物组分都有较好的相容性，可降低界面张力，强化 两种或两种以上高分子化合物界面粘结性的物质。 相容剂分类：非反应型（共聚物） ； 反应型（酸酐型、环氧型、离子聚合物等）。
1 高分子材料的特征
以塑料为例 优点：比强度高； 电绝缘性、绝热性、耐腐蚀性优良； 减震、消音性能良好； 着色性好，成型加工性优良；
聚合物成型原理
聚合物成型原理在塑料加工行业中，聚合物成型是一种常见的工艺方法，通过这种方法可以制造出各种形状和尺寸的塑料制品。
聚合物成型的原理基于热塑性聚合物的熔融和冷却过程，从而使塑料原料变成所需形状的制品。
本文将介绍聚合物成型的基本原理及其在实际生产中的应用。
聚合物成型的基本原理聚合物成型的基本原理可以分为以下几个关键步骤：1. 原料预处理首先，将所选用的塑料颗粒或粉末放入注塑机、挤出机或其他成型设备的料斗中。
在加工过程中，通常还会添加一定比例的添加剂，如增塑剂、稳定剂等，以提高塑料的性能和加工性。
2. 加热和熔融原料在成型设备中经过加热、高温熔融，使其变成粘稠状态的熔融料。
不同的聚合物材料需要的加热温度和熔化温度也不同，需要根据实际情况进行调整。
3. 成型熔融的塑料通过喷射、挤压或压缩等方式，被注入到模具中。
在模具内部，熔融的塑料会根据模具的形状逐渐冷却固化，最终形成所需的制品形状。
4. 冷却和固化当塑料填充模具后，通过冷却系统或自然冷却的方式，让塑料逐渐固化。
固化的速度取决于塑料的种类、厚度等因素。
5. 脱模一旦塑料完全固化，模具打开，新成型的塑料制品从模具中取出，经过一些表面处理工艺后，就可以成为最终产品了。
聚合物成型的应用聚合物成型技术在各个行业中都有广泛的应用，其中最常见的包括注塑成型、挤压成型、吹塑成型等。
这些成型方法可以生产各种形状和尺寸的制品，如瓶子、盒子、管材、零件等。
注塑成型主要用于生产小型至中型尺寸的零件，具有成型速度快、生产效率高的优点，适用于大规模生产。
挤压成型适用于生产管材、型材等长形制品，产品质量稳定，成本较低。
吹塑成型则常用于生产塑料瓶、容器等中空制品。
除了上述成型方法，还有各种特殊的成型技术，如压缩成型、注液成型、旋转成型等，可以根据不同的需求选择最适合的成型方法。
总的来说，聚合物成型是一种经济高效、灵活多样的塑料加工方法，广泛应用于工业制造、日用品制造等领域，为人们的生活和工作提供了便利与可能。
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PMMA是现在透光性最好的材料
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二.成型加工的基本任务
1.研究各种成型加工方法和技术； 2.研究产品质量与各种因素之间的关系； 因素包括：a.聚合物本身的性质；
b.各种加工条件参数； c.设备和模具的结构尺寸； d.各种添加剂、助剂； 3.研究提高产量和降低消耗的途径。
课程编号：06100430
学 时：40/24
学 分：4
课程性质：必修
选课对象：高分子材料与工程专业
先修课程：高分子物理、高分子化学、聚合物流变学
内容概要：高分子材料与工程专业的主要专业课之一，是一 门实践性综合性很强的应用科学。本课程在密切结合工艺过 程的前提下尽可能地对每一种加工方法所依据的原理，生产 控制因素以及在工艺过程中聚合物所发生的物理与化学变化 和它们对制品性能的影响具有清晰的概念，并进一步理解各 种成型工艺所能适应的聚合物品种及其优缺点。
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课程的内容与学时分配
章次 一 二 三 四 Байду номын сангаас 六 七
内
容
绪论
聚合物成型加工的基础理论
聚合物成型用物料及其配制
压缩模塑
挤出成型
注射模塑
压延成型
总学时数
总学时数 2 13 8 9 15 9 8 64
课堂讲授学时数 2 10 6 5 7 5 5 40
实验学时数 0 3 2 4 8 4 3 24
空气软管 车灯橡胶件
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Tyres and wheels
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PE是制造雷达的重要材料（绝缘性）
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Belts
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Rubber dams
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Cables and lines
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第一章 绪 论
一.何谓成型加工？ 二.成型加工的基本任务 三.成型加工的基本原理 四.成型加工方法的分类 五.成型加工生产的基本过程 六.塑料的特点和应用 七.学习成型加工的意义
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一.何谓成型加工？
• 定义： 将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂
总过程：
方法
方法
聚合物
可塑性状态 工艺条件
流动与变形成形
制品
硬化定形
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关键步骤：
➢A.如何使聚合物产生流动与变形？
方法: a.加热
熔体；
b.加溶剂 溶液；
c.加增塑剂或其它悬浮液。
➢B.如何硬化定型？ 方法： 热固性：交联反应固化定型。
热塑性：a.熔体 冷却 b.溶液 加热挥发溶剂 c.悬浮体 先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型
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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四.成型加工方法的分类：
1.根据形变原理分6类：
a.熔体加工： 先为熔体再成型。如 挤出，注塑，压延，模压，橡
胶加工，熔融纺丝等。 b.类橡胶状聚合物的加工：
将聚合物转变为高弹态下进行加工。主要制造中空 容器或大型制件等。如 塑料容器，冰箱内胆。 c.聚合物溶液加工：
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五.成型加工生产的基本过程
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Process & machine schematics
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Schematic of thermoplastic Injection molding machine 25
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。
聚合物成型加工原理
徐卫兵 (Weibing Xu)
Dept. of Polymer Science and Engineering
Office: Room 401, Shenghua Building
Tel: 2901455
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Email: xwb105105@
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课程简介
或改性材料）转变为制品或实用材料的一 种工程技术。
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改性粒料
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汽车防尘罩 高压阻尼线
汽车密封条 挡泥板
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Insert molding 嵌片注塑
The Process
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d.低分子聚合物和预聚体的加工：
直接利用聚合物单体或预聚体进行成型加工。加工 过程即反应过程。如 环氧、丙烯酸酯类，不饱和聚酯， 制造各种尺寸的整体浇铸制件和增强材料。
e. 聚合物悬浮体加工：
将增塑剂、乳化剂加入聚合物中，把聚合物变成悬 浮体或乳胶，然后成型。（如橡胶胶乳、PVC糊）
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选用教材和参考书目
选用教材：黄锐 “塑料成型工艺学”, 轻工业出版社2005
主要参考书：
1.王贵恒，“高分子材料成型加工原理”化工出版社，2005
2.Z.塔德莫尔等，“聚合物加工原理”，化学工业出版社，1990.
3.吴崇周，“聚合物成型加工原理”，吉林科学技术出版社， 1986.
流涎法薄膜，湿法纺丝等
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IMD 模内转印
In Mold Decoration
Process 工艺
1
2
3 34
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Insert molding
嵌片注塑
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Pre-forming 热吸塑成形
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Die-cutting 嵌片裁剪
3
Injection Molding 注塑成型
f.机械加工：
金属切削加工方法
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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。
加热
流动
交联
固化
物理变化
化学变化
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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