成型加工ppt_成型加工终极版

加工原理复习提要（2017 版） 一、概念类： 1. 后结晶：制品中来不及结晶的区域在加工后继续结晶的过程，他发生在球晶的界面上，并不断形成新的结晶区域，使晶体进一步长大，所以后结晶是加工中初始结晶的继续。 2. 成型加工：一种将聚合物或复合物转变成实用材料或制品的工程技术。 3. 二次结晶：一次结晶后，残留的非晶区和晶体不完整部分即晶体间的缺陷或不完整区域，继续进行结晶和进一步完善的过程，二次结晶速度很慢，往往需要很长时间。 4. 自然拉伸比：自然拉伸比Λ——材料在恒定应力下被拉长的倍数。 5. 吹胀比：制品主体直径与型坯相应部分直径之比（薄膜横向拉伸倍数）。 6. (螺杆)压缩比：加料段第一个螺槽的容积与均化段最后一个螺槽的容积之比。 7. 取向：不对称物体沿某一方向优先排列。 8. 一次成型：通过加热使塑料处于粘流态的条件下，经过流动、成型和冷却硬化（或交联 固化），而将塑料制成各种形状的产品的方法。 9. 二次成型：将一次成型所得得片、管、板等塑料制品，加热使其处于类橡胶状态，通过 外力作用使其形变而成型为各种简单的形状，再经过冷却定型而得产品。 10. 熔融指数：热塑性高聚物，在一定温度，一定压力下，每 10min 流出标准毛细管口模的 重量。 11. 非牛顿指数：表示该种流体与牛顿流体偏差程度。n值与1偏离的越远，非牛顿性越强 12. 塑化：指塑料在料筒内经过加热、剪切作用达到充分的熔融状态，使之具有良好的可塑性 13. 母料：由高百分比小计量助剂与树脂配制 而成的塑料混合物。(超常量的助剂均匀地载附于树脂之中而制得的塑料颗粒) 14. 色母粒：是将超常量的颜料均匀地载附于树脂之中而制得的塑料颗粒 15. 封凝：型腔中料温继续下降，至凝结硬化的温度时，浇注系统的塑料冷却硬化。 16. 拉伸比：制品长度（不包括瓶口长度）与相应的型坯长度之比。 17. 牵伸比：薄膜纵向拉伸倍数。 18. 可模塑性：材料在温度和压力的作用下形变和在模具中模制成型的能力。 19. 可挤压性：聚合物熔体通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。 20. 可延性：聚合物在高弹态或玻璃态下，在一个方向或两个方向上受到拉伸或压延时的变形能力 二、原理及其应用类（知识点）： 1. 阿基米德螺线（流动）长度与 MFR 值有何区别？ 答：阿基米德螺线长度是用来判断聚合物可模塑性的指标，流动长度真实反映了成型中聚合物熔体的实际流动情况；而 MFR 值用来评价热塑性聚合物挤压性。MFR不能代表实际的聚合物熔体的流动。 2. 一些结晶聚合物为什么在成型以后仍要进行后处理（如：退火、淬火等）？

答：在高分子成型加工过程中，由于要提高生产效率，缩短成型周期，期间会有一部分来不及结晶的区域在加工后发生继续结晶，以及二次结晶，影像制品性能和后期使用，因此需要在Tg~Tm之间，对制品热处理，以加速聚合物二次结晶和后结晶，加速分子链重排提高结晶度使晶体结构趋于完善。 而在薄膜的成型工艺中，需要淬火步骤，，防止拉伸过程中结晶，是薄膜形成均匀的微晶结构，得到较好的透明性。 3. 挤出螺杆、注射螺杆有何区别？ 答：1、注射螺杆的长径比 L/D 较小，约在 10-15（挤出螺杆在 15-25），2、压缩比较 小，约在 2-2.5；3、与挤出螺杆比较，注射螺杆均化段长度较短，螺槽较深；4、螺 杆加料段长度则较长；5、螺杆头部呈尖头形（挤出螺杆为圆头或鱼雷头）；6、注射 螺杆只起预塑化和注射两个作用，同时注射螺杆既可旋转又能前后移动。 4. 一次成型和二次成型时，聚合物各自所处于的力学状态（力学三态）；

答：一次成型是利用塑料的塑性形变而成型，因而处于粘流态； 二次成型中塑料通常处于熔点或流动温度以下的“半熔融”类橡胶状态，所以处于高 弹态。 5. 塑料压延成型辊筒数量和布局方式； 答: 三辊：直线型、三角形；

四辊：L 型、逆 L 型、Z 型、斜 Z 型； 五辊：反L型五辊。 6. 气体辅助注射成型气源种类、制件构造、工艺流程、生产特点；

答：气源种类：氮气 制件构造：注射机中增加供气设备 工艺流程：熔体定量注入型腔—>气体喷嘴注入高压气体，推展熔体—>保压、冷却固 化—>排气并回收气体—>开模取出制品 生产特点：优势：注射压力低，制品形变小，表面质量高，成型壁厚差异大的制品， 制品质轻，成型周期短 不足：设备投资增加，注射量和注射压力高精度。质量对工艺参数敏感。 7. 塑料发泡成型的发泡方式、主要化学发泡试剂种类；

答：化学发泡法、物理发泡法、机械发泡法。 发泡试剂种类：有机发泡剂：脂烃类、二氯甲烷、偶氮二异丁腈、偶氮二乙酰胺等。 无机发泡剂：碳酸氢钠、碳酸铵等。 8. 高分子热拉伸、定型冷却所处于的温度区间分别是什么？

答：答：高分子热拉伸的温度区间在Tg~Tf(Tm)之间 高分子定型冷却的温度区间处在： Tg~Tp(非晶) T≈Tp（结晶） 9. 挤出管材机头的构成、熔接缝产生的原因；对其管材性能有什么影响

答：①过滤网，多孔板，分流器，模芯，口模，机颈 ②壁厚不均，孔存在，有嵌件，多浇口 ③对制品的力学性能、外观影响很大，容易是制品产生变形，使制品产生应力集中点。 10. 常见挤出成型机头（板材、管材、电线电缆、薄膜）结构上有何不同？

答：板材：狭缝机头 管材：直角机头 线缆，薄膜：角式机头 11. 拉幅薄膜挤出厚片需要急冷的目的是什么？ 答：由于薄膜需要具有较高的透明性，较高的强度、稳定尺寸，热收缩小，因此需要非晶结构或者结晶度较低的结构，而对于急冷，即冷却速度快，制品具有非晶结构或者结晶度低于5%，多以拉幅薄膜挤厚片需要急冷。 12. 同向、异向双螺杆挤出机自清洁、成型、塑化、混合效果的比较；

答：同向效果好。啮合处速度方向相同，但存在速度差，物料受到螺棱和螺槽间的挤压和研磨，混 合和混炼效果更好。螺棱和螺槽存在速度差，相互擦离，剥离粘附在螺杆上的物料，使螺杆自洁。 13. 聚合物在加工过程中熔体粘度的影响因素主要有哪些？ 答：温度，压力，剪切速率或剪切力，聚合物结构 14. 塑料铰链具有高耐折性的原因；

答：由于铰链发生取向，有利于流动取向，改善制品性能，使制品力学性能增大，有高耐折性 15. 挤出螺杆不同区段的功能、长度、物料所处于的状态（固态/液态）

答：①长度： 加料段：结晶物料：较长（60%~65%L） 非晶物料：较短（10%~25%） 压缩段：结晶物料：较短（3~5D）（PA压缩段仅1个D） 非晶物料：较长（55~65%L）（成型PVC压缩段为100%L） 均化段：20%-25%L（热敏性材料无此段） ②作用：加料段：使物体受热，将物料输送到压缩段 压缩段：对物料进行挤压和剪切，物料受热后由固体转化为熔体，排除物料中的空气 均化段：剪切力，轴向和机头回压作用使熔体塑化均匀，并定量定压地通过机头口模挤出成型 ③状态： 加料段为固态和部分熔化 压缩段：固态→熔融态 均化段：熔融态

16. 挤出螺杆排气和填充改性加料口的设置位置； 答：压缩段；均化段 17. 聚合物能够（在加工过程中）结晶所需具备的分子结构特点；

答：聚合物的分子量愈高，大分子链段结晶的重排运动愈困难，所以聚合物的结晶力一般随分子量的增大而降低，大分子链的支化程度降低，链结构简单和立体规整好，分子间力适中的聚合物较易结晶，结晶速度快，结晶度高。 18. 聚合物结晶对材料的光学特性、透明性的影响；

答：晶区与非晶区两相共存，两相的折射率不同，在界面上会发生漫射。 19. 渐变螺杆、突变螺杆结构上有何区别？各适用于哪种聚合物加工？

答： 渐变型螺杆压缩段最长：适合加工非晶高聚物 突变型螺杆压缩段最短：适合加工结晶高聚物 20. 注射成型制品翘曲、内应力、表面光洁度差等问题产生原因及其解决办法

21. 注射压力随时间的变化关系曲线（对应到 4 个阶段）

22. 注射成型熔体温度对制品结晶以及性能的影响（高熔体温度的后果？） 答：熔体温度高，塑料的非结晶性越高，塑化效果越高，而过高的料温容易引起物料分解，一般随着料温的升高，熔体粘度降低，料筒，喷嘴，模具浇注系统中压力减小，塑料在模具中流动长度增加，从而改善了成型性能。 23. 注射成型模具温度对制品结晶以及性能的影响（高模温的后果？）

答：较高温度有利于结晶，所以升高模具温度能使制品的密度和结晶度提高，而在较高模温下制品 中的聚合物大分子松弛较快，分子取向作用和内应力都降低。

0-t1为充模阶段；t1-t2为保压阶段 t2-t3为倒流阶段；t3-t4为冷却阶段 P0为型腔最大压力，近似注射压力； Ps为封凝压力；Pr为残余压力。 24. 注射成型注射压力对制品结晶以及性能的影响（高注射压力的后果？） 答：注射压力提高，充模速度变快，充模顺利，同时密度或结晶度提高，制品性能提高，内应力增大，适当的高压适合高Tg高η，形状复杂的制品和薄壁制品，过高的压力会使料流收缩率，内应力增大 25. 注射成型注射速率对制品结晶以及性能的影响（高射速的后果？）

答：注射速率增大，熔体在浇注系统和模腔中的流速增加，粘度降低，模腔压力大，制品各部分的熔接痕强度提高。 注射速度过大，熔体由层流变成湍流，由于模底先被塑料充满，模内空气无法排出而被压缩，制品不均匀，内应力较大，表面常有裂纹 26. 注射成型区域示意图（面积图），教材 p7 图 1-5，解析物料温度和注射压力之间的关

系；

27. 聚乙烯或聚丙烯材料结晶速度对温度的依赖关系曲线（在 Tg 到 Tm 之间） 聚合物结晶的最大结晶速率温度的估算方法，及存在的最大结晶速率的原因； 答：

聚合物最大结晶速率时的温度 Tmax=(0.8~0.85)T m ; 原因：温度接近 Tm 时，由于晶核自由能高，晶核不稳定，单位时间内成核量较少， 成核时间长，速度慢。降低温度自由能降低，成核数量和成核速度均增加。所以存在一个最大结晶速率，是成核速度 v i 和结晶生成速度 v c 的总效应。 28. 聚合物熔点和熔限与低分子的不同，原因是什么？

答：结晶聚合物既有晶区又有非晶区，首先熔融的是结晶不完善的区域，在较低的温度就可以熔融，而结晶完善的的晶体区域则需要较高的温度才能够熔融，因此聚合物熔融需要一定的温度范围成为熔限，而聚合物的熔点就是熔限的终点，而低分子聚合物相对结晶比较容易，基本上能够完全结晶，结晶程度比较完善，所以在一个非常小的温度范围内就可以熔融，可视为一个确定的温度点，即熔点，所以聚合物和低分子有固定熔点不同。