高分子材料成型加工-个人整理资料!
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高分子材料成型加工是将高分子材料通过一系列的工艺操作和设备,使其转变成所需形状和尺寸的过程。
以下是高分子材料成型加工的一些常见方法:
1. 注塑成型:将高分子材料以固体或液态形式注入到模具中,在高压和高温下使其熔化并充满模具腔体,然后冷却固化,最终得到所需形状的制品。
注塑成型广泛应用于塑料制品的生产,如塑料容器、零件等。
2. 挤出成型:将高分子材料通过挤出机加热熔化,然后通过模具的挤压作用将熔融物料挤出成连续的型材,经冷却固化后得到所需形状的制品。
挤出成型常用于生产管道、板材、薄膜等产品。
3. 吹塑成型:利用吹塑机将高分子材料加热熔化,然后通过气流将其吹成空气袋状,同时在模具中形成所需形状,最后冷却固化得到制品。
吹塑成型常用于生产塑料瓶、塑料薄膜等。
4. 压延成型:将高分子材料以固体或液态形式置于两个或多个辊子之间,通过辊子的旋转和挤压,使其逐渐变薄并得到所需形状和尺寸,最后冷却固化。
压延成型常用于生产塑料薄膜、塑料板材等。
5. 注塑吹塑复合成型:将注塑成型和吹塑成型结合在一起,先通过
注塑将制品的大部分形状成型,然后通过吹塑将其膨胀、加压并使得内部空腔形成所需形状。
注塑吹塑复合成型常用于生产中空制品,如玩具、塑料容器等。
除了上述常见的成型加工方法外,还有其他方法如压缩成型、发泡成型、旋转成型等,不同的高分子材料和产品要求会选择适合的成型加工方法。
成型加工过程中需要考虑材料的熔化温度、流动性、冷却速度等因素,同时也要注意模具设计和工艺参数的优化,以获得良好的成型效果和制品质量。
高分子材料成型加工简介高分子材料成型加工是指通过加热、挤压、拉伸等工艺将高分子材料转变成所需形状和尺寸的过程。
高分子材料广泛应用于各个领域,如塑料制品、橡胶制品、纤维材料等。
本文将介绍高分子材料成型加工的基本原理、常用的加工方法以及在实际应用中的注意事项。
基本原理高分子材料成型加工是利用高分子材料的可塑性进行加工的过程。
高分子材料的可塑性是指在一定的温度和压力下,可以被加工成各种形状的性质。
其基本原理可以归纳为以下几点:1.熔融:高分子材料在一定的温度范围内可以被熔化成流体状态,使得材料更易于流动和变形。
2.成型:将熔融的高分子材料注入到模具中,通过模具的形状和尺寸限制,使得熔融材料在冷却后得到所需的形状和尺寸。
3.冷却固化:熔融材料在模具中冷却后逐渐固化成固体,成为最终的成型品。
常用的加工方法注塑成型注塑成型是一种常用的高分子材料成型加工方法,适用于制造各种塑料制品。
其基本流程包括:1.材料准备:选择合适的塑料颗粒作为原料,将其加入注塑机的进料口中。
2.加热熔融:注塑机将原料加热、熔融,并将熔融的塑料材料注入到模具中。
3.冷却固化:模具中的熔融塑料材料在冷却后逐渐固化成固体,形成最终的成型品。
4.取出成品:将固化的成型品从模具中取出,并进行后续加工,如修整边缘、打磨表面等。
挤出成型挤出成型是另一种常用的高分子材料成型加工方法,适用于制造各种管材、板材等长型产品。
其基本流程包括:1.材料准备:将高分子材料以颗粒形式加入到挤出机的料斗中。
2.加热熔融:挤出机将颗粒状的高分子材料加热、熔融,并通过螺杆将熔融的材料挤出。
3.模具成型:挤出的熔融材料通过模具的形状和尺寸限制,被冷却成所需的形状和尺寸。
4.冷却固化:在模具中冷却后,熔融材料逐渐固化成固体,形成最终的成型品。
5.切割成品:挤出机会根据需要将成型品切割成所需的长度,以便后续使用。
除了注塑成型和挤出成型,还有许多其他的高分子材料成型加工方法,如压延成型、注射拉伸成型等,根据材料和产品的需求选择合适的加工方法。
高分子材料成型加工高分子材料是一类具有高分子量的聚合物材料,其在现代工业中具有广泛的应用。
高分子材料的成型加工是指将高分子原料通过一系列加工工艺,制作成所需的成品制品的过程。
本文将从高分子材料成型加工的基本原理、常见加工方法以及发展趋势等方面进行探讨。
首先,高分子材料成型加工的基本原理是利用高分子材料的可塑性和流动性,在一定的温度、压力和时间条件下,通过加工设备对高分子原料进行加工成型。
在这个过程中,高分子材料会经历熔融、流动、固化等阶段,最终形成所需的成品制品。
这一基本原理适用于各种高分子材料的成型加工过程,如塑料制品、橡胶制品、纤维制品等。
其次,高分子材料成型加工的常见方法包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型等。
注塑成型是将高分子原料加热熔融后,通过注射机将熔融的高分子材料注入到模具中,经过一定的冷却固化后,得到所需的成品制品。
挤出成型是将高分子原料加热熔融后,通过挤出机将熔融的高分子材料挤出成型,常用于生产管材、板材等制品。
吹塑成型是将高分子原料加热熔融后,通过吹塑机将熔融的高分子材料吹塑成型,常用于生产塑料瓶、塑料容器等制品。
压延成型是将高分子原料加热熔融后,通过压延机将熔融的高分子材料压延成型,常用于生产薄膜、片材等制品。
此外,随着科技的进步和工艺的改进,高分子材料成型加工也在不断发展和完善。
传统的成型加工方法逐渐向数字化、智能化方向发展,加工设备和工艺控制技术不断更新换代,使得高分子材料成型加工的效率和质量得到了显著提升。
同时,新型的成型加工技术和材料也不断涌现,如3D打印技术在高分子材料成型加工领域的应用,生物可降解高分子材料的开发和应用等,为高分子材料成型加工带来了新的发展机遇和挑战。
综上所述,高分子材料成型加工是利用高分子材料的可塑性和流动性,在一定的条件下,通过一系列加工工艺将高分子原料加工成所需的成品制品的过程。
其常见方法包括注塑成型、挤出成型、吹塑成型、压延成型等。
高分子材料成型加工高分子材料成型加工是指对高分子材料进行加工和塑造的过程。
高分子材料是由聚合物组成的材料,具有重要的物理性能和化学性能。
高分子材料成型加工可以通过不同的方法进行,包括热塑性成型、热固性成型和加工液态聚合物等。
热塑性成型是最常见的高分子材料成型加工方式,其中包括挤出、注塑、压塑、吹塑等方法。
挤出是将高分子材料通过加热和压力作用,从挤出机的模具中挤出成所需的形状和尺寸。
注塑是将熔融的高分子材料注入到注射模具中,然后快速冷却硬化成所需的形状。
压塑是将熔融的高分子材料放入模具中,然后通过压力使其充满整个模具并形成所需的形状。
吹塑是将热塑性聚合物通过气压吹塑成所需的形状。
热固性成型是另一种常见的高分子材料成型加工方式,其中包括热压成型、热镶嵌、热熔覆、模塑等方法。
热压成型是将预浸有热固性树脂的纤维布料放入模具中,然后在高温和高压下固化成所需的形状。
热镶嵌是将热固性树脂涂在基材上,然后将纤维布料放在上面,再通过高温和压力使其固化成一体。
热熔覆是将热固性树脂熔融后涂覆在基材上,然后通过加热使其固化成一体。
模塑是将热固性树脂放置在模具中,然后通过加热使其固化成所需的形状。
加工液态聚合物是一种新兴的高分子材料成型加工方式,其中包括3D打印、光固化、涂覆等方法。
3D打印是利用计算机控制将液态聚合物逐层堆叠成所需的形状。
光固化是将液态聚合物暴露在紫外线下,通过光引发剂的作用使其固化成所需的形状。
涂覆是将液态聚合物均匀涂覆在基材上,然后通过加热或光固化使其固化成一体。
总之,高分子材料成型加工是将高分子材料加工和塑造成所需的形状和尺寸的过程。
不同的加工方式适用于不同类型的高分子材料和产品要求。
高分子材料的成型加工一、实验目的(1)掌握高分子材料加工的基本知识;(2)掌握高分子材料加工的各个环节及其制品质量的关系;(3)了解高分子材料加工常用设备的基本结构原理,学会加工设备的操作方法;实验原理:聚氯乙烯(PVC)塑料是应用广泛的热塑性塑料。
通常PVC塑料。
通常PVC塑料可分为软、硬两大类,两者的主要区别在于塑料中增塑剂的含量。
纯粹的PVC树脂是不能单独成为塑料的,因为PVC树脂具有热敏性,加工成型时在高温下很容易分解,且熔融粘度大,流动性差,因此在PVC中都需要加入适当的配合剂,通过一定的加工程序制成均匀的复合物,才能成型得到制品。
PVC塑料的成型加工包括配方设计、混合与塑化、成型等工艺过程。
仪器设备与原料:仪器设备:高速混合机、双辊筒开放式炼塑机、电热平板压机。
原料(配方):PVC树脂(SW-1000)100邻苯二甲酸二辛酯(DOP) 5三盐基性硫酸铅 3二盐基亚磷酸铅 2硬酯酸钡 1.5硬酯酸钙 1.0石蜡0.5轻质碳酸钙0~15CPE或ACR 0~10着色剂适量实验步骤:1)配料:按设计的配方准备原材料,用台秤和盘架天平准确称量并复核备用。
以PVC树脂300g为基准,其他助剂按配比称量。
误差都不应超过1%,根据配方中组分用量多少,选用灵敏度适当的天平或台秤。
2)混合:1、将已称量好的PVC树脂和粉状配合剂组分加入到高速混合机中,盖上釜盖,开机混合2~3min。
搅拌桨转速调整至1500r/min,同时加热,温控80摄氏度左右。
2、停机,将液状组分徐徐加入,再开机混合5min。
3、高速混合的全部时间通常为7~8min。
达到混合时间后,停机,打开出料阀卸料备用。
4、等待物料排除后,静止5min,打开釜盖,扫出混合器内全部余料。
3)开炼塑化1、辊筒恒温后,开动机器运转并调节辊筒间隙在0.5~1mm范围内。
2、在两辊筒的上部加入初混合的物料。
开始操作时,从辊筒间隙落下来的物料应立即加往辊筒上,不能让其上的辊筒下方接料盘内停留时间过长,且注意要经常保持一定量的辊隙上方存料。
高分子材料成型加工综述
高分子材料成型加工是一种将高分子材料通过加热、压力、挤出等方式进行形状加工的方法,广泛应用于塑料制品、橡胶制品等行业。
本文将综述高分子材料成型加工的常见方法及其特点。
一、注塑成型
注塑成型是最常用的高分子材料成型加工方法之一。
它通过将高分子材料加热至熔融状态,将熔融物通过高压射入封闭模具中,使其充填成型腔,并在冷却过程中固化成型。
注塑成型可以生产各种形状的制品,包括塑料制品、橡胶制品等。
优点是生产效率高,制品尺寸精确,表面光滑;缺点是成本较高,模具制造周期长。
四、吹塑成型
吹塑成型是通过将高分子材料加热融化后,将融化物注入吹塑机中,通过模具中的压力将其拉伸、吹膨,使其成型。
吹塑成型适用于制造中空制品,如塑料瓶、塑料桶等。
优点是制品轻巧、透明度高,成本较低;缺点是制品尺寸不稳定,难以加工内部结构。
六、发泡成型
发泡成型是将高分子材料在加热时加入发泡剂,使其在成型过程中发生发泡反应。
发泡成型可用于制造轻质、隔热性好的制品,如泡沫塑料、聚氨酯制品等。
优点是制品质量轻,隔热性好;缺点是制品密度不均匀,难以加工复杂形状。
高分子材料成型加工方法多种多样,各有特点。
在实际应用中,根据具体要求选择适合的加工方法,可有效提高成品质量、降低制造成本。
高分子材料成型加工综述高分子材料是一类具有广泛应用前景的材料,其主要特点是分子链结构较长,具有良好的可塑性和变形性能。
高分子材料成型加工是将原料经过一系列加工技术,制成所需要的成品制品的过程,是高分子材料应用的重要环节。
本文将就高分子材料成型加工的工艺方法、应用领域以及发展趋势进行综述。
一、高分子材料成型加工的工艺方法1.注塑成型注塑成型是一种用于制作高分子材料制品的主要方法,其原理是将加热熔化的高分子材料通过注射器注入模具中,经冷却后形成所需的成品制品。
这种方法适用于生产批量较大的制品,成品具有较高的精度和表面质量。
2.挤出成型挤出成型是将加热的高分子材料通过挤出机挤压成型,是一种连续生产的方法。
挤出成型适用于生产各种型材、板材、管材等,具有成本低、生产效率高等优点。
3.压缩成型吹塑成型是将高分子材料挤出成管状,再通过内部加压气体吹出成型,适用于生产一些薄壁产品,如塑料瓶、塑料薄膜等。
5.旋转成型旋转成型是将液态高分子材料置于模具中,在模具旋转过程中形成所需的成品制品。
这种方法适用于生产一些中空、对称形状的制品。
1.包装领域高分子材料在包装领域得到了广泛的应用,如塑料瓶、塑料袋、泡沫塑料等,这些制品都是通过高分子材料的成型加工制成的。
高分子材料包装制品具有成本低、制造周期短、重量轻、抗冲击性好等优点,因此得到了包装行业的青睐。
2.建筑领域高分子材料在建筑领域应用也十分广泛,如塑料管道、塑料隔热材料、弹性地板等。
这些制品通过高分子材料成型加工制成,具有耐腐蚀、耐老化、绝缘性能好等特点,因此在建筑领域有着重要的作用。
3.汽车领域4.医疗领域1.绿色环保随着人们对环境保护意识的增强,高分子材料成型加工也趋向于绿色环保。
未来的高分子材料成型加工将更加注重材料的可降解性和可循环利用性,研发出更环保的成型加工工艺和材料。
2.智能化生产随着信息技术的发展,高分子材料成型加工也将实现智能化生产。
未来的高分子材料成型加工将更加注重自动化、数字化生产,提高生产效率和成品质量。
高分子材料成型加工综述在现代工业中,高分子材料的成型加工是非常重要的一环,涵盖了热塑性、热固性、弹性体等多种类型的高分子材料。
高分子材料的成型加工包括了加工方法、成型设备、模具和模具设计等方面。
本文将从这些方面对高分子材料的成型加工进行综述。
一、加工方法高分子材料的加工方法一般可以分为以下几类:1. 压缩成型法:指在模具内将高分子材料加热至熔融状态,然后施加一定的压力将其压制成所需形状的成型方法。
这种方法适合于高分子材料的加工变形性较好的场合,如热塑性塑料的加工。
3. 注塑成型法:是指将高分子材料塑化后,注入到模具腔内,经过一定时间后冷却固化成为所需形状的一种成型方法。
这种方法适用于各种高分子材料的加工,尤其是对于塑料制品的加工更是十分常见,如日用品、玩具、电子产品壳体等。
5. 复合成型法:是指将两种或以上不同性能的高分子材料加工成具有特定功能的成型制品。
该方法涉及到材料的组合和加工工艺控制等多个方面,可应用于制备高分子复合材料,如各种聚合物合金、纤维增强材料等。
二、成型设备高分子材料的成型加工设备种类繁多,根据加工方法的不同,这里仅介绍几种常见的设备:1. 压制机:这种设备适用于压缩成型法和注塑成型法,其结构主要由机架、压机、压力系统、加热系统和控制系统组成。
该设备操作简单、生产效率高、成本低,广泛应用于塑料制品、电子元器件等行业。
2. 挤出机:主要适用于挤出成型法,一般由进料系统、挤出机、头模和切割系统等组成。
该设备结构简单、生产效率高,适用于生产各种管材、板材、绳索等产品。
三、模具和模具设计模具是高分子材料成型加工中非常重要的一部分,它的质量、精度和设计直接影响到成型制品的质量和生产效率。
高分子材料的成型模具可以分为一次成型和二次成型两种。
1. 一次成型模具:适用于压缩成型法、注塑成型法和挤出成型法等,通过一次成型完整地获得所需形状。
该模具的制造精度高,生产效率也比较高。
但一次成型过程中,模具磨损和热膨胀等问题也比较突出。
高分子材料成型加工高分子材料是一类具有高分子量的聚合物材料,其在工业生产中具有广泛的应用。
高分子材料的成型加工是指通过热塑性或热固性高分子材料在一定温度条件下,通过模具或其他成型工艺,将其加工成所需形状的过程。
在高分子材料的成型加工过程中,需要考虑材料的性能、加工工艺、设备和环境等多个因素,以确保最终产品的质量和性能。
首先,高分子材料的成型加工需要考虑材料的性能。
不同种类的高分子材料具有不同的物理、化学性能,这直接影响着其成型加工的方式和条件。
例如,热塑性高分子材料在一定温度范围内具有可塑性,可以通过加热和压力加工成型;而热固性高分子材料在加工过程中需要考虑其固化过程,通常需要在一定温度下进行模压或注塑成型。
因此,在进行高分子材料的成型加工前,需要对材料的性能进行充分的了解和评估。
其次,成型加工的工艺对最终产品的质量和性能有着重要影响。
在高分子材料的成型加工中,常见的工艺包括挤出成型、注塑成型、压延成型、模压成型等。
每种工艺都有其适用的材料和产品类型,需要根据具体情况选择合适的工艺。
同时,工艺参数的控制也是关键,如温度、压力、速度等参数的调节都会直接影响成型产品的质量。
因此,在成型加工过程中,需要严格控制各项工艺参数,确保产品的稳定性和一致性。
另外,成型加工设备的选择和维护也是影响成型加工质量的重要因素。
不同的成型工艺需要不同的设备支持,如挤出机、注塑机、模具等。
这些设备的性能和状态直接关系到成型产品的质量和产能。
因此,需要对设备进行定期的维护和保养,确保其正常运行和稳定性。
最后,成型加工环境对成型产品的质量和性能同样具有重要影响。
在高分子材料的成型加工过程中,温湿度、清洁度、通风等环境因素都会对产品造成影响。
特别是在一些对产品表面质量要求较高的成型加工中,环境因素更是需要重点关注。
综上所述,高分子材料的成型加工是一个复杂的过程,需要综合考虑材料性能、加工工艺、设备和环境等多个因素。
只有在这些因素都得到充分重视和控制的情况下,才能够生产出高质量、高性能的成型产品。
高分子材料的成型加工塑料、橡胶和纤维是三大高分子合成材料。
目前从原料树脂制成种类繁多、用途各异的最终产品,已形成规模庞大、先进的加工工业体系,而且三大合成材料各具特点,又形成各自的加工体系。
下面以塑料成型工业为主,分别对三大合成材料的成型加工作简要介绍。
1、塑料的成型加工:塑料成型加工一般包括原料的配制和准备、成型及制品后加工等几个过程;成型是将各种形态的塑料,制成所需形状或胚件的过程。
成型方法很多,包括挤出成型、注射成型、模压成型、压延成型、铸塑成型、模压烧结成型、传递模塑、发泡成型等。
机械加工是指在成型后的制件上进行车、削、铣、钻等工作,它是用来完成成型过程中所不能完成,或完成得不够准确得工作。
1)、成型物料的配制:由于简单组分的塑料性能单一,难于满足要求,通常通过配制手段,将添加剂和高分子形成一种均匀的复合物。
从而能够满足对制品的多种需要。
为了使用和加工的方便,成型加工用的物料主要是粒料和粉料。
它们都是由树脂和添加剂配制而成。
主要的添加剂有:增塑剂、防老剂、填料、润滑剂、着色剂、固化剂等。
聚合物或树脂是粉状塑料中的主要组分,其本身的性能对加工性能和产品性能影响很大,主要是表现在分子量、分子量分布、颗粒结构和粒度的影响上。
下图是分子量与材料性能的关系。
上图是增塑剂对聚氯乙稀流动行为的影响。
增塑剂通常是对热和化学试剂都很稳定的一类有机化合物。
增塑过程可看成是高分子和低分子互相溶解的过程,能增加塑料的柔韧性、耐寒性。
高分子在成型加工过程或长期使用过程中,会因各种外界因素的作用而引起降解或交联,并使高分子性能变坏而不能正常使用。
为了防止或抑止这种破坏作用加入的物质统称防老剂。
它主要包括稳定剂、抗氧剂、光稳定剂等;起抑制降解、氧化、光降解和消除杂质的催化的作用。
为了改善塑料的成型加工性能,提高制品的某些技术指标,赋予某些新的特性,或为了降低成本和高分子单耗而加入的一类物质称填料。
为了改进塑料熔体的流动性能,减少或避免对设备的粘附,提高制品表面光洁度等,而加到塑料中的一类添加剂称为润滑剂;与润滑剂相似的但仅是为了避免对塑料金属设备的粘附和便于脱膜,而在成型时与塑料接触的模具表面的物质,则常称为脱膜剂,亦称润滑剂。
高分子材料的成型加工技术综述一.高分子材料的分类及性质通常人们将材料分为金属材料、无机非金属材料和有机聚合物材料(亦称为高分子材料,指塑料、橡胶弹性体和纤维)三大类。
目前有机合成高分子材料的品种和数量已大大超过了天然有机高分子材料和无机高分子材料,而且随着合成工业的发展和新的聚合反应方法的出现,其品种和数量还将继续增加。
高分子材料的分类方法有很多种,可按反应类型、化学结构和所用原料类别等进行分类。
按所用原料类别分类是以制造聚合物时所使用的起始材料或单体的来源为根据,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸、环氧树脂、氨基树脂、酚醛树脂;按反应类型分类是基于合成的长机理如合成像聚乙烯、聚丙烯等加成聚合物,缩聚反应受逐步增长机理控制,合成像环氧树脂、酚醛树脂等缩聚物;但应用最多的是从化学结构考虑,将高分子材料按其热行为分为塑性高分子材料(像聚乙烯、聚丙烯)和热固性高分子材料(像酚醛树脂、环氧树脂)两种。
从材料的使用角度考虑,这种分类便于认识高聚物的特性。
按用途和性能分,又可将塑料分为通用塑料(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙二烯、聚甲基丙烯酸甲酯等)和工程塑料(聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、聚四氟乙烯等)。
有机合成高分子材料可用作塑料(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯)、橡胶(如丁苯橡胶、聚丁二烯、二元和三元乙丙共聚物)和纤维(聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙、聚丙烯腈),他们的相对分子质量一般为104~107。
一个特定的聚合物应归入上述三种类型的哪一类,可根据其聚合物的力学参数和热转变温度而定。
塑料可能是半结晶或结晶的,因而往往颇硬而韧(如聚碳酸酯),也可能是无定形而呈脆性和玻璃状的(如聚苯乙烯)。
橡胶是无定形或半结晶的线性聚合物,含有可防止流动的交联键、缠结或微晶区。
它们在小小外力作用下显示出长程可逆延伸性。
纤维是半结晶或结晶聚合物,具有高熔点和高拉伸强度,能取向和纺丝。
许多结晶聚合物既可用作塑料又可用作纤维,如聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙、聚丙烯等。
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目的:满足成型加工上的要求满足制品性能上的要求满足制品功能上的要求满足制品经济上的要求主要类型:工艺性添加剂功能性添加剂2.哪些热稳定剂可用于食品和医药包装材料有机锡类稳定剂有机锑类稳定剂复合稳定剂稀土类稳定剂3.哪一类热塑性聚合物在成型加工中需使用热稳定剂?为什么?热稳定性差的热塑性聚合物。
加入热稳定剂才能实现在高温下加工成型,制得性能优良的制品。
4.增塑剂的作用机理添加到高分子材料中,使体系的可塑性增加,改进柔软性、延伸性和加工性。
降低玻璃化温度Tg第四章1.在高分子材料制品设计中,成型加工方法选择的依据是什么①制品形状②产品尺寸③材料特征④公差精度⑤加工成本第五章1.聚合物熔体在成型加工中有哪些流动类型①层流和湍流②稳定流动与不稳定流动③等温流动和非等温流动④拉伸流动和剪切流动2.聚合物流体有哪些奇异流变现象,简述产生的原因①高粘度与剪切变稀行为②Weissenberg效应③Barus效应④不稳定流动与熔体破裂⑤无管虹吸与无管侧吸⑥次级流动⑦触变性和震凝性⑧湍流减阻与渗流增阻3.聚合物熔体剪切黏度的影响因素①剪切速率②温度③压力④分子结构⑤添加剂第六章1.物料的混合有哪三种基本运动形式?聚合物成型时熔融物料的混合以哪一种运动形式为主?运动方式:①分子扩散②涡旋扩散③体积扩散体积扩散2.温度对生胶塑炼油何影响?为什么天然橡胶在110℃时塑炼效果最差?温度对橡胶的塑炼效果有很大影响,而且在不同温度范围内的影响也不同。
塑炼温度低:①物料粘度高,剪切作用大,机械作用效果大②氧化反应速度低,化学作用效果小塑炼温度高:①物料粘度低,剪切作用小,机械作用效果小②氧化反应速度高,化学作用效果大3.什么叫塑料的混合和塑化,其主要区别在哪里塑料的混合:物料的初混合,在低于流动温度和较为缓和的剪切速率下进行,混合后,物料各组分的物理性质和化学性质无变化,只增加各组分颗粒的无规则排列程度,不改变颗粒大小塑料的塑化:再混合,在高于流动温度和较强烈的剪切速率下进行,混合后,物料各组分物化性质有所改变4.塑料的塑化与橡胶的塑炼二者的目的和原理有何异同塑化:目的是使物料在一定温度和剪切力下熔融,驱出其中的水分和挥发物,使各组分更趋均匀,得到具有一定可塑性的均匀物料橡胶的塑炼:目的是使生胶由强韧的弹性转变为柔软的便于加工的塑性状态的过程,使之适合于混炼,压延,压出,成型工艺操作,增加可塑性以便得到质量均匀的胶料。
1.高分子材料成型加工:通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形,经过模具形成所摇的形状并保持其已经取得的形状,最终得到制品的工艺过程。
2.热塑性塑料:是指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。
具有可塑性可逆热固性塑料:是指受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯、不饱和聚酯树脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。
3. 通用塑料:一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料工程塑料:指拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6KJ/m2,长期耐热温度超过100°C 的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等的、可代替金属用作结构件的塑料.4.可挤压性:材料受挤压作用形变时,获取和保持形状的能力。
可模塑性:材料在温度和压力作用下,产生形变和在模具中模制成型的能力。
可延展性:材科在一个或两个万向上受到压延或拉伸的形变能力。
可纺性:材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。
5.塑化效率:高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量定义为增塑剂的塑化效率。
定义DOP的效率值为标准1,小于1的则较有效,大于1的较差.6.稳定流动:凡在输送通道中流动时,流体在任何部位的流动状况及一切影响流体流动的因素不随时间而变化,此种流动称为稳定流动。
不稳定流动:凡流体在输送通道中流动时,其流动状况及影响流动的各种因素都随时间而变化,此种流动称之不稳定流动。
7. 等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的流动。
(在等温流动情况下,流体与外界可以进行热量传递,但传入和输出的热量应保持相等)不等温流动:在塑料成型的实际条件下,由于成型工艺要求将流道各区域控制在不同的温度下:而且由于粘性流动过程中有生热和热效应,这些都使其在流道径向和轴向存在一定的温度差,因此聚合物流体的流动一般均呈现非等温状态。
第二章要点1. 塑料和橡胶的区别:T g 塑料>室温,室温下处于玻璃态,呈现塑性 T g 橡胶<<室温,室温下处于高弹态,呈现弹性PE 、PP 的T g <室温,为何是塑料?因为结晶度高,刚性,柔韧性不佳,主要作为塑料使用。
橡胶要求材料必须常温下具备高弹性,而聚乙烯常温下由于结晶的原因不具备这一特点,所以聚乙烯常温下不能单独作为橡胶来使用。
2. 工程塑料的特点: 拉伸强度>50 MPa冲击强度>6 KJ/m2长期耐热温度>100 ℃特种工程塑料:3. 热塑性塑料:分子链中无可反应的活性基团热固性塑料:分子链中有可反应的活性基团!:PE PP PA POM PET (非100%结晶) 非晶态塑料:PS PVC PC PSF 5. 通用橡胶7. 热塑性弹性体8. 合成纤维10. 聚丙烯PP本体聚合法、悬浮法、乳液法市售85%以上为悬浮法PVCor 乳液法PVC 乳液法PVC :糊树脂。
14.聚酰胺PA开发最早,用量最大;高强度高刚性;制作织物15.聚酯PET PBT=甲醛+苯酚=顺式1,4-聚异戊二烯=高顺式-1,4-聚丁二烯反式易结晶,弹性差,只能用作塑料20.丁苯橡胶SBR弹性:BR>NR>SBR21.氯丁橡胶CR=氯丁二烯的均聚物=反式1,4结构80%+顺式1,4结构10%=丁二烯+丙烯腈23. 硅橡胶MQ :主链-Si-O-Si-顺丁BR 与氯丁橡胶CR 之比较随结晶度提高,密度、熔点、拉伸强度、硬度增高,但伸长率、冲击韧性下降,透明性下降。
28. 结晶性和物性的关系29. 成型过程中的取向33. 热力学相容性相容的共混聚合物:ΔG M =ΔH M -T ΔS M ≤0玻璃化温度转变法:T gM =W 1T g1+W 2T g2 部分相容:两个T g 相互靠拢完全不相容:两个T g ,分别为两聚合物的T g34.35. 高分子材料热-机械特性与成型加工的关系36. 成型时剪切速率范围与成型方法定义1. 生胶:无配合剂且尚未交联,线型大分子or 带支链的线型,可溶于有机溶剂2. 混炼胶:生胶与配合剂经加工混合均匀,且未被交联3. 硫化胶:已交联4. 橡胶:(硫化胶)是一种在室温下具有高弹性的高分子材料。
高分子材料成型加工
高分子材料成型加工是指通过热压、冷压、注塑、挤出等
成型技术,将高分子材料转变成所需形状和尺寸的产品的
过程。
高分子材料成型加工可以分为热固性塑料成型和热
塑性塑料成型两种形式。
热固性塑料成型是指在加热过程中,高分子材料经化学交
联形成三维网络结构的过程。
常见的热固性塑料成型加工
方式有热压、注塑和挤出。
热压是通过将高分子材料置于
加热板之间,加热和加压使其熔融并填充模具中,然后冷
却硬化成形。
注塑是将高分子材料加热熔融后注入模具中,冷却硬化成形。
挤出是通过高分子材料在加热和压力的作
用下,从模具口中挤出成型,然后冷却硬化形成。
热塑性塑料成型是指高分子材料在一定温度范围内,经过
塑化加工后,能够通过冷却形成所需产品的过程。
常见的
热塑性塑料成型加工方式有注塑、挤出和吹塑。
注塑的原
理与热固性塑料成型相似,但材料在加热过程中并不发生
交联反应。
挤出是通过高分子材料在加热和压力的作用下,从模具口中挤出成型,然后冷却硬化形成。
吹塑是将高分
子材料加热熔融后,通过压缩空气使其膨胀成薄壁容器形状,然后冷却硬化成型。
总之,高分子材料成型加工是将高分子材料通过加热、压力、塑化等工艺,转变成所需形状和尺寸的产品的过程,广泛应用于各个领域的塑料制品生产中。
第8章高分子材料的成型加工聚合物的成型加工是将聚合物转变成实用材料或制品的一种工程技术。
这些实用材料或制品往往不是纯粹由聚合物制成,而是以树脂为主,并辅以各种填料、助剂和着色剂等组成的材料制成。
保证产品的质量及产率,加工方法是至关重要的。
制品的性能不仅决定于原材料,而且与加工方法密切有关。
不正确的成型加工方法,不仅得不到预期性能的产品,甚至会破坏原材料的性能。
例如:过高的加工温度,会引起材料的分解,交联,甚至焦化,这就破坏了原材料的性能。
大多数情况下,高分子材料加工的过程包括四个阶段:原材料的准备,如高聚物和添加物的预处理、配料、混合等;使原材料产生变形或流动,并成为所需的形状;材料或制品的固化;后加工和处理,以改善材料或制品的外观、结构和性能。
高分子材料成型加工通常有以下几种形式:⑴高聚物熔体加工:如热塑性树脂熔体挤出纺制化学纤维;以挤出、注射压延或模压等方法制取热塑性塑料型材和制品;用模压、注射或传递模塑加工热固性塑料制品和橡胶制品。
⑵高聚物溶液加工:如溶液法纺制化学纤维、流延法制薄膜;油漆、涂料和粘合剂等亦大多用溶液法加工。
⑶类橡胶状聚合物的加工:如采用真空成型、压力成型或其它热成型技术等制造各种容器、大型制件和某些特殊制品,纤维或薄膜的拉伸等。
⑷低分子聚合物或预聚物的加工:如丙烯酸酯类、环氧树脂、不饱和聚酯树脂以及浇铸聚酰胺等用该技术制造整体浇铸件或增强材料;化学反应法纺制聚氨酯弹性纤维等。
⑸高聚物悬浮体的加工:如以橡胶乳、聚乙酸乙烯酯乳或其它胶乳以及聚氯乙烯糊等生产多种胶乳制品、涂料、胶粘剂、搪塑塑料制品;乳液法或悬浮法纺制化学纤维等。
⑹固态高聚物的机械加工:如塑料件的切削加工(车、铣、刨、钻)、粘合、装配;化学纤维的加捻、卷曲、变形等。
8.1塑料的成型加工塑料,顾名思义是指在热及压力的作用下能进行塑化成型,制成一定形状且能满足某些用途的一类高分子材料。
塑料成型加工的目的在于根据各种塑料固有的性能,利用一切可以施行的方法,使其成为满足不同领域应用要求,具有需要尺寸和形状的制品。
第二章要点1. 塑料和橡胶的区别:T g 塑料>室温,室温下处于玻璃态,呈现塑性 T g 橡胶<<室温,室温下处于高弹态,呈现弹性 PE 、PP 的T g <室温,为何是塑料?因为结晶度高,刚性,柔韧性不佳,主要作为塑料使用。
橡胶要求材料必须常温下具备高弹性,而聚乙烯常温下由于结晶的原因不具备这一特点,所以聚乙烯常温下不能单独作为橡胶来使用。
2. 工程塑料的特点: 拉伸强度>50 MPa 冲击强度>6 KJ/m 2长期耐热温度>100 ℃特种工程塑料:热固性塑料:分子链中有可反应的活性基团!:PE PP PA POM PET (非100%结晶) 非晶态塑料:PS PVC PC PSF7.8.11. 聚氯乙烯PVC本体聚合法、悬浮法、乳液法市售85%以上为悬浮法PVCor 乳液法PVC 乳液法PVC :糊树脂。
悬浮法PVC 性能分类外观加工性能分子量 3.6~8.5万,白色粉末状固体,无色嗅味紧密型(乒乓球型)颗粒细小且分布较宽,表面光滑,表观密度较高,内部带有小孔,致密细粉多易飞扬,输送效率低进料慢热敏性无定型热塑性塑料塑化慢初期变色大,着色鲜艳性差阻燃、自息性(与PE区别,是可燃的)残留VCM多,鱼眼多电绝缘性优良Tm=210℃,T>130℃迅速分解疏松性(棉花球型)颗粒较粗分布较窄,表面粗糙,表观密度小,内部多孔,疏松飞扬少,输送効率高树脂无毒,VCM单体为强致癌物,含量应低于1ppm进料快塑化快初期变色小,着色鲜艳性好残留VCM少,鱼眼少12.聚苯乙烯PS本体聚合透明制品:灯罩等。
透光率仅次于PMMA(有机玻璃)加工:注塑法为主悬浮聚合发泡制品:包装、饭盒、保温板13.ABS树脂ABS 工程塑料A丙烯腈耐油性好,耐化学腐蚀,有一定的刚性和硬度Tm=217~237℃热分解温度>250℃B丁二烯提高韧性,耐冲击,耐寒具有突出的力学性能,良好的综合性能S苯乙烯介电性好,加工流动性好,有刚性,有光泽14.聚酰胺PA开发最早,用量最大;高强度高刚性;制作织物15.聚酯PET PBTPET聚对苯二甲酸乙二醇酯强韧性,透明性,良好的阻隔性可制作碳酸饮料瓶成型以注射、挤出、吹塑为主高结晶性120℃长期使用PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯耐化学、耐高温、良好的电性能电子电器、汽车、机械设备、精密仪器的零部件。
取代铜、锌、铝及铸铁等金属材料140℃连续使用半透明吸湿性低16.聚碳酸酯PCPC高强度、高弹性系数、高冲击强度使用温度范围广高透明性、自由染色性成形收缩率低、尺寸安定性良好耐疲劳性佳、耐候性佳、电气性特优无嗅无味对人体无害符合卫生安全17.酚醛树脂PF=甲醛+苯酚甲醛过量,碱性热固性酚醛树脂苯酚过量,酸性热塑性酚醛树脂金属碱式盐或过渡元素氢氧化物为催化剂,酸性高邻位酚醛树脂,热塑性固化速度比酸法快2~3倍18.天然橡胶NR=顺式1,4-聚异戊二烯不饱和化学性质活泼,可用硫磺硫化非极性不耐油(相似相容)结晶性自补强作用,可达25MPaTg-70℃(纯胶),-40℃(碳黑填充胶)良好的综合性能拉伸强度高,弹性大,伸长率高,耐磨,耐疲劳,生热低,加工性好19.顺丁橡胶BR=高顺式-1,4-聚丁二烯反式易结晶,弹性差,只能用作塑料弹性&耐寒性:通用橡胶中最佳轮胎用胶(与NR、SBR并用)结晶性耐磨性:优于NR、SBR动态生热:低,优于NR抗湿滑性:差20.丁苯橡胶SBR丁苯橡胶SBR=B丁二烯+S苯乙烯溶聚丁苯橡胶省燃油,更优轮胎用胶(与NR、BR并用)不饱和性化学活性比NR差(硫磺、氧),耐老化性能比NR好非极性不耐油非结晶性纯胶强度低,需要炭黑补强耐磨性弹性好弹性:BR>NR>SBR21.氯丁橡胶CR=氯丁二烯的均聚物=反式1,4结构80%+顺式1,4结构10%结晶性纯胶强度高,物机性能好,耐寒性差制作胶管、胶带、耐油胶鞋极性耐油性好化学稳定性良好:耐氧化、耐老化、耐腐蚀耐燃性好,HCl阻燃硫化需用金属氧化物(ZnO,MgO)硫化粘着性良好,易与金属、皮革、纤维粘合三元乙丙橡胶EPDM24. PE 的结晶性与性能 随结晶度提高,密度、熔点、拉伸强度、硬度增高,但伸长率、冲击韧性下降,透明性下降。
32.聚合物改性对材料性能的影响化学改性PP、PE O2、卤素、SO2、MAH、丙烯酸、乙烯基硅氧烷PS卤素、SO2、MAH二烯类橡胶氢化,拉伸强度增大嵌段改性SBS、SEBS拉伸强度、加工性能提高互穿聚合物网络IPN33.热力学相容性相容的共混聚合物:ΔG M=ΔH M-TΔS M≤0玻璃化温度转变法:T gM=W1T g1+W2T g2部分相容:两个T g相互靠拢完全不相容:两个T g,分别为两聚合物的T g34.一些塑料成型时允许的含水量PET PBT PC PA-6,PA-66<0.005%<0.05%<0.02%<0.2%35.高分子材料热-机械特性与成型加工的关系36.成型时剪切速率范围与成型方法定义1.生胶:无配合剂且尚未交联,线型大分子or带支链的线型,可溶于有机溶剂2.混炼胶:生胶与配合剂经加工混合均匀,且未被交联3.硫化胶:已交联4.橡胶:(硫化胶)是一种在室温下具有高弹性的高分子材料。
在外力作用下橡胶可以伸长几倍甚至几十倍,外力撤除后几乎可以恢复到原状。
5.通用橡胶:指性能与天然橡胶相近,物理性能和加工性能较好,可广泛用作轮胎和其他一般橡胶制品的橡胶。
6.特种橡胶:指具有特殊性能,可用于制备各种耐热、耐寒、耐油、耐溶剂、耐化学腐蚀、耐辐射等特殊使用要求的橡胶。
7.热塑性弹性体:分子结构中一部分或全部由具有橡胶弹性的链段所组成,大分子链之间存在化学或物理交联而成的网状结构,起补强作用,常温下显示橡胶的弹性,而高温下,受热的作用这种网状结构消失,呈现塑性,可按热塑性塑料的成型方法塑化成型,冷却下这种网状结构又复原。
具有塑料和橡胶的加工性和使用性。
8.熔体流动指数MFI=熔体流动速率MFR(melt flowrate)=熔融指数MI:用一定温度、一定压力下,10min内聚合物从出料孔挤出的重量(g)来表示,单位为g/10min。
9.均相成核:指分子链的初始集聚并达到一定的尺寸,其他的分子链可以在这些初始集聚体上进行排列增长。
10.异相成核:指体系中杂质提供分子链进行有序排列的场所。
11.二次结晶:指一次结晶后,在一些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。
12.后结晶:指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。
在这过程中,不形成心的结晶区域,而在球晶界面上使晶体进一步长大,是初结晶的继续。
13. 后收缩:二次结晶和后结晶造成的制品性能和尺寸发生变化的现象,包括晶粒变粗、产生内应力,制品翘曲、开裂,冲击韧性变差。
14. 退火:(热处理)将试样在Tg~Tm 温度范围内的某一温度下加热,以等温或缓慢变温的方式使结晶逐渐完善化的过程。
15. 淬火:(骤冷)指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物,在该温度下保持一段时间后,快速冷却使其来不及结晶,以改善制品的冲击性能。
16. 流动取向: 聚合物熔体或浓溶液中的分子链、链段或几何形状不对称的固体粒子在剪切流动时沿剪切流动的运动方向排列的现象。
17. 拉伸取向:聚合物的分子链、链段或微晶等受拉伸力的作用时沿受力方向作定向排列的现象。
18. 互穿聚合物网络IPN :两种聚合物以网络的形式互相贯穿的聚集态结构,在互穿聚合物网络中至少有一种聚合物是合成交联的,另一种聚合物与前一种没有共价键的结合,而是贯穿于前一种聚合物的网络之中。
19. 高分子合金:指多种组分聚合物经物理共混或化学改性后,形成的宏观均相、(亚)微观分相的材料。
20. 热力学相容性:在任意比例下都能形成均相体系的能力。
21. 工艺相容性:两种聚合物容易互相分散而容易制得性能稳定的共混物的能力。
22. 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。
23. 3R 原则:减量化原则(reduce ),再使用原则(reuse ),再循环原则(recycle ) 24. 氧指数(OI ):指规定的试验条件下通入(23±2)℃氧氮混合气体中刚好能维持材料燃烧所需的以体积分数表示的最低氧浓度。
<22:易燃材料;22~27:难燃材料,具有自燃性;>27:不燃材料。
第三章 添加剂要点外观 发粘(分子量下降);发脆(交联过度);变形;变色 物性 耐热、耐候性、溶解性、密度力学性能 拉伸强度、伸长率、冲击韧性、疲劳强度、硬度 电性能 绝缘电阻、介电常数、击穿电压结构分子链断裂or 过度交联;双键含量;链结构100℃ 开始分解,放出HCl白→微红→黄→褐→棕→黑130℃ 分解较显著 150℃ 分解严重 影响因素热(温度) 首要因素 氧、光加速热降解 可变价金属离子(杂质)Cu2+、Fe3+HCl 自催化降解3. 热稳定剂的作用1) 去除聚合物降解后产生的活性中心(如聚合物降解后产生的自由基、不稳定氯原子),抑制聚合物进一步降解 2) 对成为降解中心的不饱和双键结构起加成作用 3)转变在降解中起催化剂作用的物质(如HCl 、金属杂质等)。
预防型 中和HCl硬脂酸钙、硬脂酸镉等金属皂类、环氧大豆油等环氧化合物 取代不稳定氯原子(置换为更稳定的基团)三盐基硫酸铅、二盐基亚磷酸铅(有污染、有毒性) 钝化杂质 亚磷酸三苯酯防自动氧化 硫醇甲基锡(使ROOH 分解不能继续进行)补救型 与不饱和部位反应 金属硫醇盐破坏碳正离子盐(引起颜色变深)5. 抗氧剂塑料——抗氧剂;橡胶——防老剂 6. 主链键能大小:越小越不稳定易被氧化。
伯碳 > 仲碳 > 叔碳 > 季碳如PP 含有叔碳原子,其稳定性比PE 差,易与O2反应而产生降解7. 自动氧化反应的结果1) 分子链的断裂(PP 、NR )2) 分子链的交联(SBS 和NBR 等大部分合成胶) 3)链的化学结构或侧基的变化8. 变价金属离子对ROOH 的分解有很强的催化作用11.:主抗氧剂和辅助抗氧剂并用1)材料合成后立即进行防护2)材料成型加工中加入抗氧剂用量:塑料0.1~1%,橡胶1~5%13.引起高分子材料降解的光的波长波长290nm~400nm(占5%)的紫外线17.:塑化效率(相对值)以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)的效率值定义为1<1为较有效的增塑剂,>1为较差的增塑剂。
19.增塑剂的用量软质PVC塑料:45~50份硬质PVC塑料:不加增塑剂20.润滑剂用量主要用于PVC塑料,0.5~1份※注意与增塑剂的区别!橡胶的交联剂:惯称硫化剂热固性塑料的交联剂:惯称固化剂24.橡胶硫化体系硫化剂+促进剂+活性剂+防焦剂25.硫化剂:硫磺,一种天然矿物,熔点112.8℃硫化中,一部分硫磺与橡胶分子结合成为结合硫,另一部分残留在胶料中,成为游离硫26.硫磺硫化胶的结构理想促进剂的硫化曲线:平坦期长,耐热性能好,操作时间多30. 硫化活性剂ZnO ——无机,用量3~5份硬脂酸——有机,用量0.5~2份35. 炭黑的命名:由四位数码组成1) N 、S :硫化速度,正常硫化速度或慢速 2) 第一位数:平均粒径范围 3) 其他表示不同牌号 36. 炭黑的结构元素碳→碳核→多核层面→炭黑微晶 →炭黑的一次粒子(聚集体):炭黑粒子以化学键结合在一起而形成的链枝状结构 →炭黑的二次粒子(附聚体):炭黑聚集体间以范德华力相互聚集而成的空间网状结构38.1) 微粒硅酸,无定型体,补强效果仅次于炭黑而优于其他白色填料,对极性胶的补强作用比非极性胶大。