高分子材料成形加工原理-西安交通大学
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P5熔融指数:是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值P10聚合物在加工过程中的总形变:普弹形变、推迟形变、粘性形变P16非牛顿流体定义:把流动行为不服从牛顿流动定律的流动称为非牛顿型流动,具有这种流动行为的液体称为非牛顿液体。
P20假塑性液体流动区域:第一流动区:牛顿型流动区;第二流动区:非牛顿型流动;第三流动区:牛顿型流动区P38收敛流动定义:聚合物在具有截面尺寸逐渐变小的锥形管或其它形状管道中的收敛流动。
P47拖曳流动定义:在粘滞性很大的聚合物液体能随管道的运动部分移动,所以称这种流动为拖曳流动。
P55影响入口效应和离模膨胀效应的因素:聚合物的性质,液体中的应力,应变速率的大小,液体的温度以及管道的几何形状P56狭缝口模厚度方向的膨胀比和水平方向的膨胀比关系:狭缝口模厚度方向的膨胀比均比水平方向的膨胀比要大,并厚度方向的膨胀比为水平方向的膨胀比的平方倍。
P59挤出金属线缆包覆物的口模收敛角,均小于10°,常在4°左右。
P79影响聚合物取向的因素:温度和应力:温度升高,聚合物年度降低,在不变应力下高弹形变和粘性(塑性)形变都增大,但高弹有限,粘性(塑性)则发展快,有利于聚合物取向;温度升高,聚合物大分子热运动家居,松弛时间缩短,由于聚合物的取向和解取向都是松弛过程,因此温度升高回事解取向过程很快发展,所以温度对聚合物取向和解取向有着相互矛盾的作用。
热拉伸情况下,拉应力可减小,拉伸比可增大,拉伸速度也较高。
冷拉伸,在Tg~Tm间惊醒拉伸,取向度大。
聚合物处于等温拉伸过程能获得性能稳定的取向材料。
要进一步提高取向需要延拉伸过程形成一定温度梯度。
拉伸比:拉伸材料的取向度随拉伸比而增大。
聚合物结构对低分子物的影响:一般结构简单、柔性大、分子量较低的聚合物链段活动能力强,粘流活化能低,容易变形和取向。
P82取向对聚合物性能的影响:沿应力作用方向的分子链大大提高了取向方向的力学强度;但垂直于取向的力学强度则应承受应力的十分之间的次价键而显著降低。
⾼分⼦材料成型加⼯原理第⼀章绪论1.按所属成型加⼯阶段划分,塑料成型加⼯可分为⼏种类型?分别说明其特点。
(1)⼀次成型技术⼀次成型技术,是指能将塑料原材料转变成有⼀定形状和尺⼨制品或半制品的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上⼴泛采⽤的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。
(2)⼆次成型技术⼆次成型技术,是指既能改变⼀次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺⼨,⼜不会使其整体性受到破坏的各种⼯艺操作⽅法。
⽬前⽣产上采⽤的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数⼏种⼆次成型技术。
(3)⼆次加⼯技术这是⼀类在保持⼀次成型或⼆次成型产物硬固状态不变的条件下,为改变其形状、尺⼨和表观性质所进⾏的各种⼯艺操作⽅法。
也称作“后加⼯技术”。
⼤致可分为机械加⼯、连接加⼯和修饰加⼯三类⽅法。
2.成型⼯⼚对⽣产设备的布置有⼏种类型?(1)过程集中制⽣产设备集中;宜于品种多、产量⼩、变化快的制品;衔接⽣产⼯序时所需的运输设备多、费时、费⼯、不易连续化。
(2)产品集中制⼀种产品⽣产过程配套;宜于单⼀、量⼤、永久性强的制品、连续性强;物料运输⽅便,易实现机械化和⾃动化,成本降低。
3.塑料制品都应⽤到那些⽅⾯?(1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电⽓⼯业(5)化学⼯业(6)仪表⼯业(7)建筑⼯业(8)航空⼯业(9)国防与尖端⼯业(10)家具(11)体育⽤品和⽇⽤百货4.如何⽣产出⼀种新制品?(1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等⽅⾯所应具备的指标;(2)根据要求,选定合适的塑料,从⽽决定成型⽅法;(3)成本估算;(4)试制并确定⽣产⼯艺规程、不断完善。
第⼆章塑料成型的理论基础1.什么是聚合物的结晶和取向?它们有何不同?研究结晶和取向对⾼分⼦材料加⼯有何实际意义?2.请说出晶态与⾮晶态聚合物的熔融加⼯温度范围,并讨论两者作为材料的耐热性好坏。
晶态聚合物:Tm——Td;⾮晶态聚合物:Tf——Td。
对于作为塑料使⽤的⾼聚物来说,在不结晶或结晶度低时最⾼使⽤温度是Tg,当结晶度达到40%以上时,晶区互相连接,形成贯穿整个材料的连接相,因此在Tg以上仍不会软化,其最⾼使⽤温度可提⾼到结晶熔点。
高分子材料加工原理一、高分子材料加工原理:1.高分子材料的加工性质:1)、高分子材料的加工性:高分子具有一些特有的加工性质,如良好的可塑性,可挤压性,可纺性和可延性。
正是这些加工性质为高分子材料提供了适于多种多样加工技术的可能性,也是高分子能得到广泛应用的重要原因。
高分子通常可以分为线型高分子和体型高分子,但体型高分子也是由线型高分子或某些低分子物质与分子量较低的高分子通过化学反应而得到的。
线型高分子的分子具有长链结构,在其聚集体中它们总是彼此贯穿、重迭和缠结在一起。
在高分子中,由于长链分子内和分子间强大吸引力的作用,使高分子表现出各种力学性质。
高分子在加工过程所表现的许多性质和行为都与高分子的长链结构和缠结以及聚集态所处的力学状态有关。
根据高分子所表现的力学性质和分子热运动特征,可将其划分为玻璃态、高弹态和粘流态,通常称这些状态为聚集态。
高分子的分子结构、高分子体系的组成、所受应力和环境温度等是影响聚集态转变的主要因素,在高分子及其组成一定时,聚集态的转变主要与温度有关。
不同聚集态的高分子,由于主价健与次价健共同作用构成的内聚能不同而表现出一系列独特的性质,这些性能在很大程度上决定了高分子材料对加工技术的适应性,并使高分子在加工过程表现出不同的行为。
高分子在加工过程中都要经历聚集态转变,了解这些转变的本质和规律就能选择适当的加工方法和确定合理的加工工艺,在保持高分子原有性能的条件下,能以最少的能量消耗,高效率地制备良好的产品。
玻璃态高分子不宜进行引起大变形的加工,表现为坚硬的固体,但可通过车、铣、削、刨等进行加工。
在玻璃化温度Tg以下的某一温度,材料受力容易发生断裂破坏,这一温度称为脆化温度,它是材料使用的下限温度。
在Tg以上的高弹态,高分子的模量减少很多,形变能力显著加大。
在Tg-Tf温度区靠近Tf,由于高分子的粘性很大,可进行某些材料的真空成型、压力成型、压延和弯曲成型等。
把制品温度迅速冷却到Tg以下温度是这类加工过程的关键。
高分子材料加工原理
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊高分子材料加工原理这个超有意思的事儿!
你看啊,高分子材料就像是一群小精灵,它们有着各种各样独特的性格
和本领。
比如说塑料吧,它在我们日常生活中无处不在,从你喝水的杯子到各种玩具,哪都有它的身影。
那它是怎么从一堆原材料变成我们熟悉的物品的呢?这就是高分子材料加工原理的神奇之处啦!
想象一下,在一个大大的工厂里,各种机器就像是魔法师的道具,而高
分子材料就是它们要施展魔法的对象。
加热、挤压、注塑……这些工艺就像
是给小精灵们施了魔法咒,让它们乖乖地变成我们想要的形状和模样。
就拿做一个塑料勺子来说吧,难道不是很神奇吗?原材料被送进机器里,经过一系列的过程,最后就变成了一个精致的勺子。
这就像是变魔术一样!“哎呀呀,怎么就一下子变出来啦!”再比如制作橡胶轮胎,那可是需要好多道工序呢,不就像精心雕琢一件艺术品吗?
我们在生活中随时随地都能接触到高分子材料加工后的成果。
你穿的鞋子,那也许就是通过特别的工艺加工出来的呢。
还有你家的电器外壳,不也是高分子材料加工的杰作嘛。
“哇塞,原来这些东西背后有这么多门道啊!”
我觉得高分子材料加工原理真的是太重要啦!它让我们的生活充满了各
种可能,让那些原本普通的材料变得如此丰富多彩,给我们带来了无数的便利和惊喜!没有它,我们的生活肯定会变得很不一样呢!。
高分子材料成型
高分子材料成型是指将高分子材料经过一系列的工艺加工,使其具有特定形状和尺寸的过程。
在高分子材料的成型过程中,常见的方法包括挤出、注射、吹塑、压缩成型等。
首先,挤出是一种常见的高分子材料成型方法,它通过将高分子材料加热至熔化状态后,将其压入到金属模具中,并通过模具的开口形成所需的截面形状。
挤出成型可以制造出各种形状的材料,如管道、棒材、板材等。
挤出成型具有生产效率高、产品质量稳定等优点,被广泛应用于塑料制品的生产领域。
其次,注射是一种将高分子材料以液态形式注入到模具中,经过固化后形成所需形状的成型方法。
注射成型可以制造出复杂的三维结构,如汽车零部件、电子产品外壳等。
注射成型具有生产效果好、产品精度高等优点,被广泛应用于工程塑料制品的生产领域。
再次,吹塑是一种利用高温融化的高分子材料,通过将其挤出到模具中,并利用气流将其吹开成型的方法。
吹塑成型可以制造出具有中空形状的产品,如塑料瓶、容器等。
吹塑成型具有生产效率高、产品质量轻、价格低廉等优点,被广泛应用于包装领域。
最后,压缩成型是一种将高分子粉末或热塑性颗粒加热至熔化状态,然后放置于模具中进行压力加工的成型方法。
压缩成型可以制造出具有较高密度和强度的产品,如齿轮、轴承等。
压缩成型具有工艺简单、成型周期短等优点,被广泛应用于高性
能工程塑料的生产领域。
综上所述,高分子材料成型是将高分子材料通过挤出、注射、吹塑、压缩等一系列工艺加工方法,使其具有特定形状和尺寸的过程。
不同的成型方法适用于不同类型的高分子材料和产品需求,通过选择合适的成型方法,可以实现高分子材料的有效利用和产品的高质量制造。
四大类:木材、水泥、钢铁、塑料塑料成型加工技术分类按所属成型加工阶段划分:(1)一次成型技术(2)二次成型技术(3)二次加工技术按聚合物在成型加工过程中的变化划分:(1)以物理变化为主的成型加工技术(2)以化学变化为主的成型加工技术(3)物理和化学变化兼有的成型加工技术按成型加工的操作方式划分:(1)连续式成型加工技术(2)间歇式成型加工技术(3)周期式成型加工技术第二章1.聚合物的可挤压性:可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得一定形状并保持这种形状的能力。
2.聚合物的可模塑性:聚合物在温度和压力作用下发生形变并在模具型腔中模制成型的能力,称为可模塑性。
3.聚合物的可纺性:常规的纺丝方法有三种,即熔体纺丝、湿法纺丝和干法纺丝。
聚合物的可纺性是指材料经成型加工为连续的固态纤维的能力。
4.聚合物的可延性:非晶或半结晶聚合物在受到压延或拉伸时变形的能力称为可延性,利用聚合物的可延性,通过压延和拉伸工艺可生产片材、薄膜和纤维。
基本流动类型1、层流与湍流:1)层流流体流动的特点:液体主体的流动是按照许多彼此平行的流层进行的;同一流层之间的各点速度彼此相同;(2)湍流(又称紊流:如果流动速度增大且超过临界值时,则流动转为湍流。
湍流时,液体各点速度的大小和方向都随时间而变化。
此时流体内会出现扰动。
2、稳态流动和非稳态流动:稳态流动,是指流体的流动状况不随时间而变化的流动,其主要特征是引起流动的力与流体的粘性阻力相平衡,即流体的温度、压力、流动速度、速度分布和剪切应变等都不随时间而变化。
反之,流体的流动状况随时间面变化者就称为非稳态流动。
3、等温流动和非等温流动等温流动,是指在流体各处的温度保持不变情况下的流动。
在等温流动的情况下,流体与外界可以进行热量传递,但传入和传出的热量应保持相等。
4、拉伸流动和剪切流动5、一维流动、二维流动和三维流动二、非牛顿型流体:(1)宾汉流体(2)假塑性流体(3)膨胀性流体熔体破裂:聚合物熔体在导管中流动时,如剪切速率大于某一极限值,往住产生不稳定流动,挤出物表面出现凹凸不平或外形发生竹节状、螺旋状等畸变.以至支离、断裂,统称为熔体破裂。
高分子材料成型加工原理复习课提纲天大材料系的100题整合版第一部分:高分子材料及加工理论基础1 在工业上获得成功应用的“高分子材料”在概念上要具有哪些方面的特点或要求?特点:①有一定的力学性能;②兼或同时具有一定的功能特性;③具有一定的可加工性;④市场价值(经济价值);⑤环保、节能、安全特征(社会价值)。
要求:可满足生产或生活中的某种需要,并能够参与社会经济发展的循环过程。
2什么是软物质?为什么聚合物流体通常被认为是软物质或复杂流体?软物质:即复杂流体,主要特征是易形变,弱力引起大形变。
聚合物流体同软物质都是多层次多尺度,小刺激产生大变化。
3 如何理解“流动”?流动:运动单元在外场作用下相对运动并损耗能量。
4 为什么高分子材料往往需要在加工成型过程中对其流动性进行必要的调控?甚至有些高分子材料流动性的调控非常困难以至难以规模化工业生产?高分子材料通常不具有所需要的流动性,因此需要对其进行调控以实现材料的工业化生产。
而高分子材料不具有所需要的流动的原因有:1时间尺度不匹配:基于聚合物流体在不同空间结构尺度上的相对运动而形成的聚合物流体流动往往超出高分子材料成型加工生产实际所需要的时间尺度要求,太慢或者太快。
2分子链间的相互作用的影响:影响分子链间的相对运动,影响凝聚态结构及超分子结构的稳定性(破坏或重建)及其不同运动单元的相对运动。
3分子链间相互作用形式:分子链间的相互作用是形成高聚物多姿多彩的凝聚状态的内在原因,是指大分子间存在的形式多样的次价键作用力——分子间作用力,它们具有不同的强度、方向性及对距离和角度的依赖性,是材料结构自组织形成并发生演变的基础;包括:范德瓦尔斯力、氢键及分子间配键作用。
5为满足成型和加工的需要,通常如何获得或调控某些特定的高分子材料的流动性?①调整温度压力等外在工艺技术条件:包括:范德瓦尔斯力、氢键及分子间配键作用;②对分子结构进行化学改性,或将化学结构控制和工艺技术条件控制相结合:如对一些天然高分子材料。