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第一节塑料的基本概念一、塑料的定义可塑性材料：以树脂(有时用单体在加工过程中直接聚合)为主要成分，一般含有添加剂，并在加工过程中可流动成型的材料，但不包括弹性体。
组成：基体材料-----合成树脂(高分子化合物)）辅助材料------助剂(添加剂)二、高分子化合物的概念1.高分子化合物（聚合物）：分子量很高的分子组成的化合物，由许多相同的、简单的基本单元通过共价键重复连接而成聚合反应：单体高分子，聚合物，高聚物2.聚合机理：（1）连锁聚合：聚合过程由链引发、链增长、链终止几步基元反应组成反应体系中只存在单体、聚合物和微量引发剂进行连锁聚合反应的单体主要是烯类、二烯类化合物（2）逐步聚合：在低分子转变成聚合物的过程中反应是逐步进行的聚合体系由单体和分子量递增的中间产物所组成大部分的缩聚反应（反应中有低分子副产物生成）属于逐步聚合单体通常是含有官能团的化合物（如二元酸、二元醇等）第二节聚合物的特性1.树脂分子结构对性能的影响：（1）分子链的化学结构对性能的影响：分子链中含有不稳定结构，聚合物的稳定性差。
例：PP易氧化，PC、PET易水解（2）分子链柔性对性能的影响：链段：高分子链上能独立运动的最小单元。
柔性好的分子，链段短，容易运动，熔体黏度小。
制品拉伸强度低、抗冲击强度高（3）分子链规整性的影响：分子链规整性好的，可结晶。
如：PE、PP成型加工条件影响聚合物结晶度及结晶状况，影响制品性能2.树脂分子量对塑料性能的影响：分子量↑：拉伸强度↑伸长率↑抗冲击强度↑熔体流动性↓溶解性↓第三节塑料成型基础一、聚合物的流动和流变行为：流变学：研究材料流动和变形规律的一门科学。
高聚物分子量大，结构及热运动复杂。
故流动情况复杂：不仅存在不可逆的塑性形变，且存在可逆的弹性形变。
流变行为强烈地依赖于聚合物本身的结构、分子量及其分布、温度、压力、时间、作用力的性质和大小等外界条件的影响。
1.高聚物熔体流动特性：(1)高聚物流动时的运动单元为链段。
一、热固性塑料注塑成型技术简介热固性塑料指在加热、加压下或在固化剂、紫外光作用下，进行化学反应，交联固化成为不熔物质的一大类合成树脂。
这种树脂在固化前一般为分子量不高的固体或粘稠液体；在成型过程中能软化或流动,具有可塑性，可制成一定形状，同时又发生化学反应而交联固化，有时释放出一些副产物，如水等。
热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔融，在溶剂中也不能溶解。
酚醛、三聚氧胺甲醛、环氧、不饱和聚酯以及有机硅等塑料，都是热固性塑料。
热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应，交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。
正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。
热固性塑料注塑利用螺杆或柱塞把聚合物送入注塑机机筒，聚合物经机筒加热粘度会降低，注塑机把粘度降低的聚合物注射进加热过的模具中。
物料充满模具，即对其保压。
此时产生化学交联，使聚合物变硬。
硬的(即固化的)制品趁热即可自模具中顶出，固化后的塑料不能再成型或再熔融。
最早应用于热固性塑料成型的工艺方法是压塑法(ComPreSSionmou1ding)和压铸法(transferMoU1ding)与它们相比，注塑法(InjeCtionMou1ding）的优缺点如下:注塑法比压塑法、压铸法优越处是：较快的成型周期（2〜3倍），过程自动化；制品生产稳定性较好；较低的人工费；高的生产能力。
注塑法相对于压塑法、压铸法的缺点是：较高的设备和模具投资;压塑法可以得到较高的制品强度和较好的表面光洁度。
二、热固性塑料注塑成型工艺过程1、热固性塑料注塑工艺步骤热塑性塑料和热固性塑料在加热时都将降低粘度。
然而，热固性塑料的粘度却随时间和温度而增加，这是因为发生了化学交联反应。
这些作用的综合结果是粘度随时间和温度而呈U型曲线。
第二章塑料成型的理论基础第一节塑料成型过程中的流变现象塑料成型是指将塑料料坯经过加热软化后，通过外力作用使其充分流动并冷却成型的工艺过程。
在塑料成型过程中，塑料料坯的流变现象是十分重要的，对于成型工艺的控制和成品质量的保证起着关键作用。
流变学是研究物质在外力作用下变形行为的学科，它主要研究物质的流动规律、黏弹性等特性。
在塑料成型中，流变现象主要包括流变应力、塑料的流变行为以及流变模型。
下面将逐一介绍这些内容。
首先是流变应力。
流变应力是指物质在流动时受到的应力，它是刻画物质流动特性的重要指标。
在塑料成型中，流变应力的大小会直接影响料坯的流动性和成型质量。
一般来说，流变应力与塑料的流速成正比，而与塑料的黏度成反比。
因此，提高塑料的流变应力可以通过增加加热温度、加大注射速度、增加料筒压力等方式来实现。
其次是塑料的流变行为。
塑料的流变行为是指在不同的应力和变形速率下，塑料的流动规律和变形特性。
常见的塑料流变行为主要有牛顿流体、非牛顿流体和粘弹性流体。
牛顿流体是指物质的黏度不随应力和变形速率的增加而改变，如水；非牛顿流体是指物质的黏度随应力和变形速率的增加而改变，如糊状物和胶状物；而粘弹性流体是指物质既具有流体的特性又具有固体的特性，如塑料。
最后是流变模型。
流变模型是用数学函数来描述物质的流变行为的模型。
常用的流变模型有牛顿流体模型、Bingham模型、Maxwell模型等。
其中，牛顿流体模型适用于描述牛顿流体的流变行为，它的流变应力与变形速率成正比；Bingham模型适用于描述非牛顿流体的流变行为，它的流变应力与变形速率之间存在一个阈值；Maxwell模型适用于描述粘弹性流体的流变行为，它考虑了物质的弹性和黏性。
在塑料成型过程中，准确地描述和控制流变现象是确保成型工艺稳定性和成品质量的关键。
通过研究塑料的流变性质和应用合适的流变模型，可以优化成型过程参数，提高产品的性能和可靠性。
1、聚合物具有一些特有的加工性质，如有良好的—可模塑性—可挤压性__,—可纺性—和—可延性__。
2、—熔融指数—是评价聚合物材料的可挤压性的指标。
3、分别写岀下列缩写对应的中文：PS:聚苯乙烯,PMMA:聚甲基丙烯酸甲酯,PE:聚乙烯,PP:聚丙烯,PVC 聚氯乙烯,PC聚碳酸酯,SBS:苯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物,PA: 聚酰胺,POM 聚甲醛4、按照经典的粘弹性理论，线形聚合物的总形变由普弹性变、推迟高弹形变、粘弹性变________ 三部分组成。
5、晶核形成的方法：均相成核、异相成核。
6、单螺杆挤岀机的基本结构：传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模、辅助设备。
7、生胶按物理性状通常分为捆包胶、颗粒胶、粉末胶、孚L —和液体胶。
1. 聚合物加工转变包括：（形状转变）、（结构转变）、（性能转变）。
2. 写岀熔融指数测量仪结构示意图各个结构的名称：（热电偶测温管）、（料筒）、（岀料孔）、（保温层）、（加热器）、（柱塞）、（重锤）。
3. 按照塑料塑化方式的不同，挤岀工艺可分为（干法）和（湿法）二种；按照加压方式的不同，挤岀工艺又可分为（连续式）和（间歇式）两种。
4. 填充剂按用途可分为两大类：（补强填充剂）、（惰性填充剂）。
5. 测硫化程度的硫化仪：（转子旋转振荡式硫化仪）。
6. 合成纤维纺聚合物的加工方法：（熔融法）和（溶液法）。
2、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。
3、注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模五大过程。
5、开放式炼胶机混炼通常胶料顺序：生胶（或塑炼胶）、小料、液体软化剂、补强剂、填____________6、常用的硫化介质有：饱和蒸汽、过热蒸汽、过热水、热空气以及热水。
____7、螺杆结构的主要参数：t、W、h分别指的是螺距、螺槽宽度、螺槽深度。
1、非牛顿流体受到外力作用时，其流动行为有以下特征：（剪应力）和（剪切速率）间通常不呈比例关系，因而剪切粘度对剪切作用有依赖性；非牛顿性是（粘性）和（弹性）行为的综合，流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分。
塑料及其成型基础一、塑料成型概述1、塑料及其特性A.塑料的含义塑料是一种以天然或合成树脂为主要成分，在一定温度、压力下，可塑制成型，并在常温下能保持其形状不变的材料。
绝大多数塑料以合成树脂为基本材料，一般含有添加剂，如填料、增塑剂、润滑剂、固化剂等。
B.塑料的组成1.树脂树脂是塑料的主要成分（约占40%～100%），对塑料的性能起着决定性的作用。
故绝大多数塑料以所用的树脂命名（如聚氯乙烯）。
2.添加剂添加剂是为改善塑料的使用性能或成型工艺性能而加入的其他物质。
⑴填充剂又称填料，主要起增强作用，有时也可改善其他性能（如铝可提高对光的反射能力和防老化）。
填料通常有：木粉、石英粉、各种金属粉、合成纤维、玻璃纤维、玻璃布、棉布等。
⑵增塑剂用来提高树脂的可塑性和柔软性。
常用的是液态或低熔点固体有机化合物。
⑶固化剂又称硬化剂或交联剂，加入到某些树脂中可以由线型分子链间产生交联，从而由线型结构变成网状结构，固化成钢硬的塑料。
⑷稳定剂又称防老化剂，其作用是提高树脂在受光、热或其他条件作用下的稳定性。
⑸润滑剂防止塑料在成型过程中粘在模具或其他设备上，使塑件表面光亮美观。
⑹着色剂在塑料中可用有机染料或无机颜料等着色剂。
另外的添加剂为：发泡剂、防老剂、阻燃剂和抗静电剂等。
C.塑料的分类1.按用途分⑴通用塑料产量大、用途广、成本低。
广泛应用于工、农业和日常生活。
主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等，占塑料总量的75%以上。
⑵工程塑料常指在工程技术中作结构材料的塑料。
其强度、硬度、塑性、韧性、耐热性都高于通用塑料，可代替有色金属和各种合金钢制作机械零件、工业容器等。
主要有ABS、聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、聚碳酸脂、聚砜、聚苯醚、聚氯醚、有机玻璃、氟塑料等2.按树脂的热性能分⑴热塑性塑料加热时会软化、熔融，冷却时会凝固、变硬，可反复加工，废品可回收利用。
如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、聚碳酸脂、聚砜、聚氯醚等。
⑵热固性塑料固化后再加热，不再软化、熔融。
具有较高的耐热性和刚性。
如酚醛树脂、环氧树脂、氨基塑料等。
D.塑料的用途特点塑料具有密度小、耐腐蚀、高耐磨性、良好的电绝缘及隔音隔热等特点。
除日常生活用品外，在机械制造中主要用于制作各种罩壳、手轮、手柄等一般结构件；轻载齿轮、涡轮、干摩擦轴承、轴套、丝杠螺母等摩擦、磨损件；密封圈等密封件；腐蚀介质中使用的容器、管道、阀门等腐蚀件。
E.塑料的性能1.力学性能⑴强度由于塑料的化合键力比金属键小及大分子链排列规整度不够，塑料的绝对强度比金属低很多。
根据不同的使用要求，细分为拉伸强度、压缩强度、冲击强度等。
不同塑料的同一强度指标值可能相差若干数量级，主要影响因素有：大分子链的长短、结晶度的高低、添加剂的种类、注射加工的工艺参数等。
如以玻璃纤维、碳纤维等为填料，塑料的强度可达到相当于灰铸铁的强度值。
⑵硬度硬度是塑料对压印和刮痕的抵抗能力，可用塑料的布氏、维氏、洛氏和邵氏硬度试验系统来测定。
塑料是常用工程材料中硬度最低的材料之一。
⑶摩擦系数塑料的摩擦系数一般较小，耐磨和自润滑性较好，如聚甲醛、聚碳酸脂、聚酰胺。
聚四氟乙烯是固体材料中摩擦系数最小的材料之一。
⑷蠕变蠕变是指塑料受到低于屈服强度的固定载荷时，随载荷作用的时间增加，塑料变形也逐渐增大的现象。
大多数塑料在室温时即会产生蠕变。
蠕变小的塑料为聚苯醚、聚碳酸脂、聚砜、胶木、改性塑料等。
2.物理性能、化学性能、电性能和热性能⑴密度塑料密度小，一般为0.85～2.2g/cm3，如聚乙烯为0.91，聚丙烯为0.90。
⑵耐久性和耐候性耐久性指塑料在使用条件下保持其性能的能力。
耐候性指塑料在日光、冷热、风雨中保持其使用性能的能力，耐候性指标主要考虑外界环境的影响。
塑料的这两个性能均不如金属材料。
⑶耐热性和自熄性耐热性评价指标有多种，一般常用热变形指标评价。
热变形温度即在等速升温时，试样受简支梁式静弯曲载荷变形，并达到规定值是的温度。
通常塑料在100゜C以下使用，少数塑料如聚碳酸脂、改性尼龙66或聚对本二甲酸丁二醇脂可在200゜C使用。
自熄性反映了塑料在进行针焰或炙热丝加热试验时，撤除针焰或炙热丝后自行停止燃烧的能力。
电器产品中直接与热源、电线接触或接近的部件必须考虑这一指标。
许多塑料具有良好的自熄性，如阻燃ABS、阻燃聚苯乙烯、阻燃尼龙66等材料。
⑷电绝缘性和体积电阻率一般塑料都具有良好的电绝缘性。
一般塑料都可以用于民用绝缘。
塑料中可加入导电材料，使塑料在某种程度上导电，满足特殊的使用要求。
导电程度用体积电阻率表示。
耐蚀性和耐溶剂性塑料具有优异的耐蚀和耐溶剂性。
前者是指塑料耐酸、碱、盐的能力；后者决定了塑料能否用化学方法进行粘接。
其中，氟塑料在“王水”中不受腐蚀，耐蚀性最好；聚乙烯、聚丙烯除了在氧化性酸中耐蚀性稍差外，能耐其他酸、碱、盐，耐蚀性优良。
同一塑料随着填料、增塑剂的增加，耐蚀性下降。
聚苯硫醚、氯化聚醚、氟塑料的耐溶剂性最好；聚乙烯、聚丙烯除了对苯和汽油的耐溶剂性较差外，在其他的溶剂中有极好的稳定性。
塑料的耐蚀性和耐有机溶剂性明显优于金属。
⑸导热性和热膨胀性导热性用热导率表示，即塑料中温度相差1゜C的两个平行面，在单位时间传递的热量。
塑料的导热性比金属小得多。
热膨胀性指塑料受热时发生的膨胀的大小。
温度升高1゜C所增加的长度与原来长度之比，称为线膨胀系数。
塑料的线膨胀系数较大。
在制造带有金属嵌件或金属件紧密结合的塑料制品时，应防止金属件松动或脱落。
3.塑料的成型工艺性塑料的成型工艺性优良，可用注射、压制、挤出、吹塑、真空吸塑等方法成型。
尤其是热塑性塑料的成型适应性更强，可以一次成型就获得形状复杂并具有一定尺寸精度的塑料制品，一般不需要再机械加工即可直接使用。
塑料的优良成型工艺性是塑料广泛应用的重要原因之一。
F.常用塑料1.热塑性塑料⑴聚乙烯（PE）化学稳定性极好，耐蚀性优良，介电性和电绝缘性良好，吸水率低。
根据合成方法不同，聚乙烯塑料有高压聚乙烯和低压聚乙烯之分，聚乙烯塑料也可以与其他聚合物进行共聚。
a.低密聚乙烯（LDPE）即高压聚乙烯，在较高的压力下形成，密度为0.91～0.94，相对分子质量小，结晶度小，质地柔软，耐蚀性、耐溶剂性好，电绝缘性好，强度低，摩擦系数小。
外观为白色蜡状半透明物，易燃，无毒。
b.高密聚乙烯（HDPE）即低压聚乙烯，在较低的压力下形成，密度为0.94～0.96，大分子支链比低密聚乙烯少，强度较高，也稍坚硬耐磨。
此外，耐蚀性和电绝缘性好。
可用于强度要求比低密聚乙烯稍高的场合。
c.线性低密聚乙烯（LLDPE）是在线性的乙烯主链上带有短小的共聚单体支链，支化程度低于低密聚乙烯，高于高密聚乙烯。
与低密聚乙烯相比，抗撕裂性、抗穿刺性、抗拉强度和耐候性提高较多。
另外，其生产效益高，生产投资额较低密聚乙烯少一半，能耗减少75%，生产占地面积减少90%，预期将有可能取代低密聚乙烯。
d.乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA）是具有类似橡胶弹性的塑料。
醋酸乙烯（VA）脂含量低时，塑料与聚乙烯性能相近。
醋酸乙烯脂含量高时，塑料的弹性、柔软性、透明度和粘结性提高。
该塑料具有良好的弹性、耐溶剂性、耐候性、低温可扰性，但不耐油，也不耐芳烃。
⑵聚丙烯（PP）聚丙烯是塑料中密度最小一种，为0.9；电绝缘性好，除浓硫酸、浓硝酸外，能耐各种腐蚀介质和溶剂；耐热性好，可在略高于100゜C情况下使用；力学性能较高，弯曲疲劳强度特高，俗称“百折塑料”。
但聚丙烯收缩率较大，耐磨性较差，易低温脆化。
的性能可能有较大提高。
⑶聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯有较高的抗压强度、表面硬度，较小的延伸率。
根据使用要求，加入5%以下增塑剂的称为硬质聚氯乙烯，加入20%以上增塑剂的称为软质聚氯乙烯，介于两者之间的则称为半硬质聚氯乙烯。
聚氯乙烯塑料在加工和使用中，均有可能分解出氯化氢和氯化氢乙烯气体，有一定毒性，因此必须严格控制加工工艺指标和规定使用围。
⑷聚苯乙烯(PS)这种塑料一般硬度较高，柔顺性较差，刚性较大；此外，电绝缘性良好，热变形温度达65～95゜C，耐多种油类和溶剂，但溶芳烃和卤烃；外观透明，无色无味、无毒；吸湿性小，不耐冲击，性脆，易裂；耐热性和强度较差。
这种塑料通常称为通用聚苯乙烯(GPPS)或简称聚苯乙烯。
为改善聚苯乙烯性脆、易裂的缺点，加入5%～20%的丁二烯可明显提高其冲击韧性。
常用于要求不太高的小家电外壳，这种塑料称为高抗冲型聚苯乙烯(HIPS)；为改善聚苯乙烯的耐热性、耐冲击性和刚性，将苯乙烯丙烯腈共聚，得到丙烯腈—苯乙烯共聚物(AS 或SAN)。
其透光性、耐溶剂性、耐热性、着色性有较大改善。
对聚苯乙烯塑料进行发泡处理，可得到轻质多孔的发泡聚苯乙烯(ESP)。
与其他发泡材料相比，发泡聚苯乙烯的绝热、绝缘、隔音、防振性均较好。
⑸丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物或混合物(ABS)ABS塑料在树脂连续相中分布着橡胶相。
其中，丙烯腈使ABS具有足够的硬度、耐蚀性和耐热性；丁二烯使ABS坚韧，具有高抗拉强度、韧性和低温回弹性；苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性、刚性和着色性，制品表面光泽度好。
三种组合可按不同比例共聚或共混，其中A为0.2～0.3，B为0.05～0.4，S为0.4～0.7。
组合比例不同，ABS 性能随之变化。
ABS塑料具有较好的综合力学性能，即有较好的抗冲击强度、硬度和尺寸稳定性，一定的耐蚀性和耐溶剂性，良好的电绝缘性。
加入不同的添加剂，可制成通用级、冲击级、高冲击级、阻燃级、电镀级的ABS塑料，供不同场合使用。
ABS塑料不透明，可进行着色、电镀、真空镀膜处理。
⑹聚甲醛(POM)聚甲醛塑料外观呈白色，熔点为152～160゜C，结晶度达75%左右耐磨性、自润滑性、尺寸稳定性特别优异，疲劳强度高。
缺点使耐候性差，易老化、易燃。
改性后聚甲醛性能有相应提高。
⑺聚酰胺(PA)俗称“尼龙”。
其熔点高，制品具有良好的韧性、耐油性、耐热性和耐溶剂性，优良的力学性能，但吸湿性较大，容易吸湿膨胀。
常用的品种有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010。
不同种类的尼龙，分子链上氢键的数量不同，因此制品的结晶度不同，熔点、柔顺性、吸湿性、尺寸稳定性也各不相同，应根据不同的使用要求选择性能不同的尼龙品种。
与一般塑料相比，聚酰胺耐磨、强韧、质轻、耐溶剂、耐油、耐冷热、易成型、自润滑性好，特别是常温下抗拉强度、疲劳强度高，摩擦系数小，是广泛使用的工程塑料之一。
但由于聚酰胺中含有极性基团，并且吸湿性大，因此电性能稍差。
另外，聚酰胺的热变形温度低，只有80゜C左右，刚性差，蠕变大，导热性差，在高温、潮湿和高负荷下不宜采用。
聚酰胺改性后可以极改善不足之处，工程上用途很广。
