《注射理论与设备第一章1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《注射理论与设备第一章1（90页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高聚物注射理论与设备,（硕士研究生非学位课程）,参考书目,主书目：【注塑成型技术】王兴天 主编 化工出版社 副书目：【塑料机械设计】【注塑成型工艺学】【塑料材料性能】【注塑成型模具】【注塑成型制品设计】,1 注塑成型技术概述 2 注塑机及工作过程简介 3 注塑用物料,第一章 绪 论,注射成型:注射兼模塑的成型方法，又称注塑成型。,1 注塑成型技术概述,注射成型最高境界:多、快、好、省生产制品。,注射成型过程:以高速高压将塑料熔体注入已闭合 的模具型腔内，经冷却定型，得到 与模腔一致的塑料制件。,注射成型特点：能一次成型出外形复杂、尺寸精确 或带有嵌件的塑料制件。生产率高及 易于实现自动化。,1
2、 注塑成型技术概述,注射成型技术涉及内容:1成型材料：性质（热塑性、热固性-）性能（熔融指数、流变性能、吸湿性-）2成型方法及工艺：注塑、注吹塑、注拉吹塑- 温度、压力、速度-3成型设备：前加工设备（预混、干燥- ）注塑机、注吹塑机、注拉吹塑机-后加工设备、辅助设备-4成型制品及模具：大小与形状、型式与结构-,注射成型技术在国民经济中的地位:,加 工 量：每年注塑成型的高聚物制品达到500万吨以上，已成为注塑成型制品的生产大国。产量产值：2005年塑料注塑成型机的产量约78万台，销售额约120150亿元人民币。水 平：我国塑料注塑成型机的产量有所突破，而质量却没有根本的突破。当遇到成型质量和精
3、度要求高的塑料制品时，国内生产的注塑成型机就难以胜任，使得塑料制品生产厂商只好采用进口机型。,1 注塑成型技术概述,1 注塑成型技术概述,行业概况：全自动柱塞式注射机1958年XSZY125螺杆式注射机1965年SZ-32000cm3/35000KN大型机1977年SZ-200cm3/1000KN 双缸-双曲肘1983年 SZ-52000cm3/45000KN特大型机2004年注塑成型机特点：光机电一体化产品，涉及到高分子材料、加工工艺、机械、现代控制、计算机技术等多个领域，能够充分体现一个国家的制造业水平。 应 用：国防工业、机械、电子、航空、交通运输、 建筑、农业、文教、卫生及人民生活等各
4、个 领域。,注射成型技术在国民经济中的地位:,注塑成型机的组成与功能 注塑机的工作过程 注塑周期与工作循环,2 注塑机及工作过程简介,Injection Molding Machine,2 注塑机及工作过程简介,Injection Molding Machine,2 注塑机及工作过程简介,注射成型过程,往复螺杆式注射机的注射成型过程,(A) 合模,2 注塑机及工作过程简介,注射成型过程,(B) 注射和保压,2 注塑机及工作过程简介,注射成型过程,(C) 预塑化和制件冷却,2 注塑机及工作过程简介,注射成型过程,(D) 开模和顶出制品,1,2,3,4,5,2 注塑机及工作过程简介,Hopper,
5、Barrel,Screw,Mold,Screw is applying a specified pressure to the polymer melt in order to pack more plastic into the cavity. Also called “compensation stage”.,Injection Molding Process,Filling Mold closes, screw rapidly moves forward, frozen polymer skin forms at mold walls Packing Time (Holding) Cav
6、ity filled, packing begins, cooling occurring,Cooling Packing complete, gate freezes off, cooling continues Screw moves back and begins plasticating resin for next shot Mold Open Cooling completes, mold opens,Injection Molding Process,注射成型周期,合 模,注射座前移,注射、保压,制品冷却,开 模,顶出制品,注射座后移,塑化、螺杆后退,注射成型工作循环周期示意图,
7、2 注塑机及工作过程简介,2 注塑机及工作过程简介,Cooling Time,Mold Open Time,Fill Time,Hold Time,Injection Molding Cycle,Cycle Time:Fill Time:Hold Time:Cooling Time:Mold Open Time:,22 Sec.,1,9,10,2,Injection Molding Cycle,2 注塑机及工作过程简介,3 注塑用物料,高分子材料 材料的相互关系 高分子材料的分类 高分子材料的特点 高分子材料的制造 高分子材料的成型加工 影响高分子材料性能的主要因素,高分子材料,材料分为金属材
8、料、非金属材料和高分子材料三大类。 无论那一种材料都包含四个要素：材料的制备（加工）材料的性能材料的结构材料的使用性能,3 注塑用物料,材料的相互关系,材料的性能是新材料创造、发展和生产中人们最关心的问题,材料的结构与成分决定它的性质和使用性能,材料的结构与成分受材料的合成和加工所制约,材料必须是最经济、符合社会规范和可持续发展的,3 注塑用物料,高分子材料的分类,合成材料,缩聚物,加聚物,逐步加成物,热固性塑料,热塑性塑料,热塑性,热塑性,热固性,热固性,酚醛树脂 脲醛树脂 三聚氰胺 不饱和树脂 硅树脂,聚酰胺 聚碳酸酯 聚酯 聚苯醚 聚砜,聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚甲醛 氟塑料
9、 聚甲基丙烯酸甲酯 聚偏二氯乙烯,环氧树脂 聚氨酯,聚氨酯 氯化聚醚,3 注塑用物料,高分子材料的分类,改性天然材料,热固性塑料,热塑性塑料,硝酸纤维素 醋酸纤维素 纤维素酯类,酪蛋白塑料,3 注塑用物料,热固性塑料与热塑性塑料差异,3 注塑用物料,通用塑料与工程塑料,3 注塑用物料,热塑性弹性体,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，受到热的作用，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，冷却后，这种网状结构又复原。由于其具有塑料和橡胶的加工性和使用性。主要
10、品种：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）热塑 性聚氨酯，聚烯烃共混物等。,3 注塑用物料,添加剂,添加剂是为了改善高分子材料的加工性能和制品的使用性能而使用的辅助材料。 添加剂划分为工艺性添加剂和功能性添加剂。,3 注塑用物料,高分子材料的特点,质轻 拉伸强度和模量较低 传热系数小 电气绝缘性能优良 成型加工优良 减震、消音性能优良 某些材料具有优良的减磨、耐磨和自润滑性能 耐腐蚀性能优良 透光性能优良 着色性能优良 可赋予各种特殊性能如透气、阻燃、生物降解,3 注塑用物料,高分子材料的特点,使用过程中容易产生蠕变、疲劳、冷流等现象，长期使用性能差。 热膨胀系数大 耐热较差 容易燃烧,3 注塑用
11、物料,高分子材料的制造,3 注塑用物料,高分子化合物的制造,聚合反应：利用聚合反应是制造高分子化合物的主要手段。高分子反应：利用高分子化合物的化学反 应性也是一种获取于其性能 高分子化合物的方法。复合化：是又一种制造高分子化合物的方法，利用接枝反应，相容剂等制备高分子合金，高分子与超细材料的共混制备，产生新的有功能性材料。,3 注塑用物料,高分子材料的成型加工,通常是固体（粉状或粒状）、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形，经过模具形成所需要的形状，并保持已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。,3 注塑用物料,塑料热机械曲线与成型加工的关系,1、熔融纺丝,2、注塑成型,3、薄膜成型,4、挤
12、出成型,5、压延成型,6、中空吹塑,7、真空和压力成型,8、薄膜和纤维热拉伸,9、薄膜和纤维冷拉伸,3 注塑用物料,塑料成型加工工艺,3 注塑用物料,各种成型方法的适应性,3 注塑用物料,各种塑料的主要成型方法,3 注塑用物料,各种塑料的主要成型方法,3 注塑用物料,塑料主要成型方法比例,3 注塑用物料,影响高分子材料性能的主要因素,3 注塑用物料,化学因素,构成的元素种类及其连接方式碳链高分子: PE PP PVC PS 耐热性较低 杂链高分子: PET POM PA 等 链刚性大 元素有机高分子: 硅橡胶,3 注塑用物料,化学因素,立体规整性,3 注塑用物料,化学因素,立体规整性,3 注塑
13、用物料,化学因素,共聚物组成,3 注塑用物料,化学因素,交联,3 注塑用物料,化学因素,交联在聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯泡沫塑料生产中，交联也是极为重要的工业技术，交联有助于提高泡孔壁的强度。交联过早，不利发泡，太迟泡孔壁强度太低，导致穿孔。交联的性能取决于交联密度，交联密度高，相邻交联点之间的相对分子质量小，链段活动受到限制，玻璃化温度随之升高。,3 注塑用物料,化学因素,端基,3 注塑用物料,化学因素,结构缺陷 支链 头-头结构 不稳定氯原子 不饱和双键 含氧结构,3 注塑用物料,化学因素,支链,3 注塑用物料,物理因素,相对分子质量及其分布,3 注塑用物料,相对分子质量与玻璃化温度Tg的关
14、系,3 注塑用物料,相对分子质量与成型加工性能,3 注塑用物料,物理因素,相对分子质量与成型加工性能,3 注塑用物料,物理因素,相对分子质量与成型加工方法,3 注塑用物料,物理因素,相对分子质量与成型加工方法,3 注塑用物料,物理因素,相对分子质量与成型加工方法,3 注塑用物料,物理因素,相对分子质量与制品性能,3 注塑用物料,结晶性,高分子化合物链结构与结晶性 有利于结晶的因素： 链结构简单，重复结构单元小，相对分子质量适中； 主链上不带或只带极少的支链； 主链化学对称好，取代基不大且对称； 规整性好； 高分子链的刚柔性及分子间作用力适中。,3 注塑用物料,结晶性,3 注塑用物料,结晶度,聚
15、合方法与结晶性,3 注塑用物料,结晶度,3 注塑用物料,结晶性,成型方法与结晶性 影响因素： 熔融温度与熔融时间 成型压力 冷却速度,3 注塑用物料,结晶度,结晶速度与温度有关， 通常在聚合物的熔点以下， 玻璃化温度以上结晶速度出现一个极大点。,3 注塑用物料,结晶性与物性,受结晶度影响的物性有：拉伸强度 弹性模量热变性温度 耐化学药品性吸水性 透明性气体透过性 成型收缩性,3 注塑用物料,结晶度与物性,3 注塑用物料,结晶度与物性,3 注塑用物料,结晶度与物性,3 注塑用物料,结晶度与物性,3 注塑用物料,成型过程中的取向,在成型过程中，受到剪切和拉伸力的影响，高分子化合物的分子链将发生取向，取向分为两类： 流动取向 拉伸取向,3 注塑用物料,成型过程中的取向,流动取向： 熔融成型过程中，高分子链、链段或其他添加剂，沿剪切流动的方向排列。,3 注塑用物料,拉伸取向： 高分子链、链段或微晶等受到拉伸力的作用，沿受力方向排列。单轴拉伸取向双轴拉伸取向,拉伸取向,3 注塑用物料,取向大小与性能的关系,高分子材料经取向后：拉伸强度、 弹性模量、冲击强度、气体阻隔性增加。,3 注塑用物料,取向大小与性能的关系,3 注塑用物料,拉伸方法对性能的影响,3 注塑用物料,取向度大小对透气的影响,
