聚合物成型加工原理01

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。

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。

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。

聚合物成型加工原理聚合物成型加工是一种将熔融或软化的聚合物通过模具加工成所需形状的工艺过程。

在现代工业生产中，聚合物成型加工已经成为了一种非常重要的生产方式，广泛应用于塑料制品、橡胶制品、纤维制品等领域。

本文将重点介绍聚合物成型加工的原理及相关知识。

首先，聚合物成型加工的原理是基于聚合物材料的熔融特性。

通常情况下，聚合物材料在一定温度范围内会软化甚至熔化，这为其加工提供了可能。

在加工过程中，首先需要将固态的聚合物颗粒或块状材料加热至其软化或熔化温度，然后通过模具或挤出机等设备将其塑造成所需的形状。

这种加工方式可以实现对聚合物材料的成型和加工，生产出各种塑料制品、橡胶制品等。

其次，聚合物成型加工的原理还涉及到模具设计和成型工艺。

模具设计是影响成型加工质量和效率的关键因素之一。

不同形状、尺寸和结构的制品需要设计不同的模具，而模具的设计又需要考虑到材料的流动性、收缩率、成型压力等因素。

另外，成型工艺也是影响成型加工质量的重要因素，包括加热温度、冷却速度、压力控制等。

通过合理的模具设计和成型工艺，可以实现对聚合物材料的精确成型，确保制品的质量和稳定性。

最后，聚合物成型加工的原理还包括了原料的选择和配比。

不同的聚合物材料具有不同的熔化温度、流动性和硬度，因此在成型加工前需要对原料进行选择和配比。

通常情况下，原料的选择需要考虑到制品的使用环境、机械性能要求、成本等因素，以及原料的熔化特性和流动性。

通过合理的原料选择和配比，可以有效地控制成型加工过程中的材料流动性和成型质量。

综上所述，聚合物成型加工的原理涉及到聚合物材料的熔化特性、模具设计和成型工艺、原料选择和配比等多个方面。

通过对这些原理的深入理解和掌握，可以实现对聚合物材料的精确成型，生产出高质量的塑料制品、橡胶制品等。

同时，也可以为相关行业的技术改进和产品创新提供重要的理论支持和技术指导。

希望本文所介绍的内容能够对聚合物成型加工的相关人员有所帮助，促进该领域的发展和进步。

第一章1.聚合物材料的加工性质：可模塑性、可挤压性、可纺性、可延性。

2.什么是可挤压性？答：可挤压性是指聚合物经过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。

发生地点：主要有挤出机、注塑机料筒、压延机辊筒用、模具中等聚合物力学的状态：粘流态。

表征参数：熔融指数3.什么是可模塑性？答：可模塑性是指材料在温度和压力作用下形变和在模具中模制成型的能力。

发生地点：主要有挤出机、注塑机、模具中等聚合物力学状态：高弹态、粘流态表征方法：螺旋流动试验在成型加工过程中，聚合物的可模塑性常用在一定温度、压力下熔体的流动长度来表示。

4.什么是可纺性？答：可纺性是聚合物材料经过加工形成连续的固态纤维的能力。

发生地点：主要有熔融纺丝聚合物力学状态：粘流态表征方法：纺丝实验5.什么是可延性？答：可延性表示无定型或半结晶聚合物在一个或两个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。

发生地点：压延或拉伸工艺聚合物力学状态：高弹态、或玻璃态。

表征方法：拉伸试验（速率快慢、式样）可延性源于：1）大分子结构非晶高聚物单个分子空间形态：无规线团：结晶高聚物：折叠链状细而长的长链结构和巨大的长径比2）大分子链的柔性。

6.什么是粘弹性？答：粘弹性是纯弹性和纯粘性的有机组合。

A，粘性：物体受力后，形变随时间发生变化，除去外边后，形变不能回复。

B，弹性：物全受力后，发生形变，除去外力后，形变能回复1）普弹性：物体受力后，瞬时发生形变，除去外力能迅速回复，与时间无关。

（符合胡克定律）2）高弹性：物体受力后，瞬时发生形变，除去外力能回复，与时间有关。

（不符合胡克定律）7.什么是滞后效应？答：在外作用力下，聚合物分子链由于跟不上外力作用速度而造成的形变总是落后于外力作用速度的效应。

形成原因：长链结构和大分子的运动具有步性，存在松弛过程，需要松弛时间。

聚合物的可挤压性：粘度---流动性---MFR表征、表征意义及使用意义聚合物的可模塑性：可模塑性的影响因素聚合物的可延性：冷拉伸、热拉伸、滞后效应线型高聚合物的聚集态与成型加工：力学三态的特征（分子运动状态、宏观力学状态）及适应的成型加工方法重要的成型加工特征温度：Tb /Tg/Tm/Tf/Td习题：1.请用粘弹性的滞后效应相关理论解说塑料注射成型制品的变形收缩现象以及热处理的作用。

1.什么是聚合物的力学三态，各自的特点是什么？各适用于什么加工方法？玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态。

玻璃态：内能大，弹性模量大。

高分子主链键长、键角只能发生微小变化，形变很小，不能进行大变形的成型，主要进行冷加工，车、钻、锉、切螺纹。

高弹态：内能降低，弹性模量较低。

外力作用，分子主链发生运动，变形能力增大，形变可部分恢复，可进行大变形成型加工，可进行压延、中空成型、热成型。

粘流态：外力作用，整个分子链都可以运动，材料会发生持续变形，形变不可逆，可进行挤出、注射。

2、影响聚合物粘度的因素分别有哪些？对于高聚物熔体来说，影响粘度的因素有许多，应力、应变速率、温度、压力、分子参数和结构、相对分子质量分布、支化和添加剂等。

但归结起来有两个方面：(1)熔体内的自由体积因素，自由体积- 粘度ˉ(2)大分子长链间的缠结，凡能减少缠结作用因素，都能加速分子运动，粘度ˉ3、压力流动、收敛流动、拖拽流动的定义及各自常见发生场合。

压力流动：在简单的形状管道中因受压力作用而产生的流动。

<受力:压力、剪切力>；聚合物成型时在管内的流动多属于压力梯度引起的剪切流动。

如注射时流道内熔体的流动。

收敛流动：在截面积逐渐减小的流道中的流动。

<受力:压力、剪切力、拉伸力>；多发生在在锥形管或其他截面积逐渐变小的管道中。

拖拽流动：在具有部分动件的流道中的流动。

<受力：拉伸力、剪切力>，如在挤出机螺槽中的聚合物流动以及线缆包覆物生产口模中。

4、根据物料的变化特征可将螺杆分为几个阶段，它们各自的作用是什么？加料段（Ⅰ）、压缩段（Ⅱ）、均化段（Ⅲ）加料段（Ⅰ）作用：将料斗供给的料送往压缩段，塑料在移动过程中一般保持固体状态由于受热而部分熔化。

压缩段（Ⅱ）作用：压实物料，使物料由固体转化为熔体，并排除物料中的空气。

均化段(计量段)的作用：是将熔融物料，定容(定量)定压地送入机头使其在口模中成型。

聚合物加工原理聚合物流体在加工过程中的受力比较复杂,因此相对应的应变也比较复杂,其实际的应变往往是二种或多种简单应变的叠加,然而以剪切应力造成的剪切应变起主要作用。

拉伸应力造成的拉伸应变也有相当重要的作用,而静压力对流体流动性质的作用主要体现在对粘度的影响上。

聚合物流体（熔融状聚合物和聚合物溶液或悬浮液）的流变性质主要表现为粘度的变化,根据粘度与应力或应变速率的关系,可将流体分为以下两类:牛顿流体和非牛顿流体。

拉伸流动:质点速度沿着流动方向发生变化;剪切流动:质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化。

由边界的运动而产生的流动,如运转滚筒表面对流体的剪切摩擦而产生流动,即为拖曳流动。

而边界固定,由外压力作用于流体而产生的流动,称为压力流动。

聚合物熔体注射成型时,在流道内的流动属于压力梯度引起的压力流动。

聚合物在挤出机螺槽中的流动为另一种剪切流动,即拖曳流动。

对于小分子流体该粘度为常数,称为牛顿粘度。

而对于聚合物流体,由于大分子的长链结构和缠结,剪切力和剪切速率不成比例,流体的剪切粘度不是常数,依赖于剪切作用。

具有这种行为的流体称为非牛顿流体,非牛顿流体的粘度定义为非牛顿粘度或表观粘度。

切力变稀原因（假塑性流体）假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的增加而下降的原因与流体分子的结构有关。

对聚合物熔体来说,造成粘度下降的原因在于其中大分子彼此之间的缠结。

当缠结的大分子承受应力时,其缠结点就会被解开,同时还沿着流动的方向规则排列,因此就降低了粘度。

缠结点被解开和大分子规则排列的程度是随应力的增加而加大的。

对聚合物溶液来说,当它承受应力时,原来由溶剂化作用而被封闭在粒子或大分子盘绕空穴内的小分子就会被挤出,这样,粒子或盘绕大分子的有效直径即随应力的增加而相应地缩小,从而使流体粘度下降。

因为粘度大小与粒子或大分子的平均大小成正比,但不一定是线性关系。

切力变稠原因（膨胀性流体）:当悬浮液处于静态时,体系中由固体粒子构成的空隙最小,其中流体只能勉强充满这些空间。