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1、Polymer MaterialsPolymer Materials 高分子材料高分子材料高分子材料高分子材料教材：教材：教材：教材：教材：教材：高分子材料高分子材料高分子材料高分子材料高分子材料高分子材料黄丽主编黄丽主编黄丽主编黄丽主编黄丽主编黄丽主编 化学工业出版社，化学工业出版社，化学工业出版社，化学工业出版社，化学工业出版社，化学工业出版社，200520052005200520052005年年年年年年主讲教师：周忠诚主讲教师：周忠诚主讲教师：周忠诚主讲教师：周忠诚40h40h40h40h1 聚乙烯丙纶高分子聚乙烯丙纶高分子 防水胶防水胶 复合防水卷材复合防水卷材 人类正进入合成材料时代
2、人类正进入合成材料时代新新时时代代，新新生生活活新新工工艺艺，新新产产品品高分子材料2我被高分子包围了呀！酚醛塑料酚醛塑料涤纶涤纶聚氯乙烯聚氯乙烯有机玻璃聚苯乙烯聚四氟乙烯塑料塑料聚丙烯聚丙烯3高分子材料四大塑料四大塑料“四烯四烯”聚乙烯、聚丙烯聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚氯乙烯、聚苯乙烯合成纤维合成纤维“六纶六纶”涤纶、涤纶、 锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶合成橡胶合成橡胶“四胶四胶” 顺丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、异戊橡胶顺丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、异戊橡胶 以及聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯、有机玻璃等都是以及聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯、有机玻璃等都是经过聚合反应
3、得到的高分子化合物。经过聚合反应得到的高分子化合物。4高分子材料阿斯匹林阿斯匹林( (Aspirin) )是一个是一个“古老古老”的解热镇痛药物，而缓释长的解热镇痛药物，而缓释长效阿斯匹林又使阿斯匹林焕发了青春。近年，科学家通过乙二醇效阿斯匹林又使阿斯匹林焕发了青春。近年，科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，的桥梁作用把阿斯匹林连接在高聚物上，制成缓释长效阿斯匹林，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，用于关节炎和冠心病的辅助治疗，缓释长效阿斯匹林可分为三部缓释长效阿斯匹林可分为三部分分：高分子载体（高分子载体（聚甲基丙烯酸聚甲基丙烯酸）；）；低分子药物（低分子药
4、物（阿斯匹林）阿斯匹林）；作为桥梁作用的作为桥梁作用的乙二醇乙二醇。肠胃中水解变为阿斯匹林。肠胃中水解变为阿斯匹林 。【高分子药物高分子药物高分子药物高分子药物】现代医药发展方向之一：合成药物长效化和低现代医药发展方向之一：合成药物长效化和低毒化，其有效途径是低分子药物高分子化。例如可将药物分子连毒化，其有效途径是低分子药物高分子化。例如可将药物分子连在安全无毒的高分子链上。在安全无毒的高分子链上。缓释长效阿斯匹林缓释长效阿斯匹林的结构简式如下：的结构简式如下：5高分子材料缓缓缓缓释释释释长长长长效效效效阿阿阿阿斯斯斯斯匹匹匹匹林林林林在在在在体体体体内内内内的的的的分分分分解解解解过过过过程
5、程程程人造器官组织 人造器官组织 人造器官组织 6高分子化学【光致变色高分子光致变色高分子光致变色高分子光致变色高分子 】螺苯并吡喃类衍生物是一类典型的光螺苯并吡喃类衍生物是一类典型的光致变色化合物，将其引入纤维素类聚合物分子链上，用这种致变色化合物，将其引入纤维素类聚合物分子链上，用这种聚合物仿制的纤维就具有光致变色功能。变色反应式如下：聚合物仿制的纤维就具有光致变色功能。变色反应式如下：共轭链变化引起颜色变化通过上述反应实现了人们的服装可以随光线强弱变化而变化。通过上述反应实现了人们的服装可以随光线强弱变化而变化。7高分子材料人造器官组织 人造器官组织 人造器官组织 人造器官组织 【人造器
6、官组织人造器官组织人造器官组织人造器官组织 】由于某些合成高分子材料（如：有机硅聚由于某些合成高分子材料（如：有机硅聚合物、有机氟聚合物、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、合物、有机氟聚合物、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、醋酸纤维素等）与生物体中的天然高分子有极其相似的化学结醋酸纤维素等）与生物体中的天然高分子有极其相似的化学结构，生物相容性较好，较少受到排斥，安全无毒，可用于制作构，生物相容性较好，较少受到排斥，安全无毒，可用于制作医用组织和人造器官的高分子材料。医用组织和人造器官的高分子材料。 从皮肤到内脏，从血液到五官都有用医用高分子材料制成的人从皮肤到内脏，从血液到五官都有用医用高
7、分子材料制成的人造器官组织，如人造血管、人造心脏、人造肾脏、人造皮肤、造器官组织，如人造血管、人造心脏、人造肾脏、人造皮肤、人造骨髓等，最早应用的医用高分子材料是代替手术缝合线的人造骨髓等，最早应用的医用高分子材料是代替手术缝合线的聚乳酸聚乳酸 。使聚乳酸作为外科手术的缝合线，因聚乳酸极易水解、。使聚乳酸作为外科手术的缝合线，因聚乳酸极易水解、缝合伤口愈合后，不需拆线，缝合线经体液水解为乳酸，由代缝合伤口愈合后，不需拆线，缝合线经体液水解为乳酸，由代谢循环排出体外。谢循环排出体外。8高分子材料高分子材料 讲授内容及课时分配讲授内容及课时分配 第一章第一章 绪论绪论.（4h4h） 第二章第二章
8、通用塑料通用塑料.（6h6h） 第三章第三章 工程塑料工程塑料.( (6h)6h) 第四章第四章 合成纤维合成纤维. . （6h6h） 第五章第五章 橡胶橡胶（6h6h） 第六章第六章 涂料和粘合剂涂料和粘合剂.（4h4h） 第七章第七章 功能高分子材料功能高分子材料. .（4h4h）第八章第八章 高分子共混和复合材料高分子共混和复合材料.（4h4h）高分子材料高分子材料9l教学目标：通过本课程的学习，应使学生了解常用的高分子材料，掌握各种高分子材料的结构、性能及使用要求，在实践中会选用合适的材料，并初步具有工艺实践的能力。l教学要求：熟悉各种合成高分子材料，如塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂以
9、及功能高分子材料，如离子交换树脂、离子选择性薄膜等的种类与性能及应用。l重点与难点：各种合成高分子材料的结构、性能及应用。l考核：平时30考试7010第一章第一章绪论绪论l主要内容：l高分子材料的发展史l高分子材料的类型和特征l高分子材料的成型加工*111.1高分子材料的发展史高分子材料的发展史l15世纪美洲玛雅人用天然橡胶做容器，雨具等生活用品。l1839年美国人CharlesGoodyear发现天然橡胶与硫磺共热后明显地改变了性能，使它从硬度较低、遇热发粘软化、遇冷发脆断裂的不实用的性质，变为富有弹性、可塑性的材料。l1869年美国人JohnWesleyHyatt把硝化纤维、樟脑和乙醇的混
10、合物在高压下共热，制造出了第一种人工合成塑料“赛璐珞”。l1887年法国人CountHilairedeChardonnet用硝化纤维素的溶液进行纺丝，制得了第一种人造丝。12l1909年美国人LeoBaekeland用苯酚与甲醛反应制造出第一种完全人工合成的塑料酚醛树酯。l1920年德国人HermannStaudinger发表了“关于聚合反应”的论文提出：高分子物质是由具有相同化学结构的单体经过化学反应（聚合），通过化学键连接在一起的大分子化合物，高分子或聚合物一词即源于此。l1926年瑞典化学家斯维德贝格等人设计出一种超离心机，用它测量出蛋白质的分子量：证明高分子的分子量的确是从几万到几百万
11、。l1926年美国化学家WaldoSemon合成了聚氯乙烯，并于1927年实现了工业化生产。13l1930年聚苯乙烯(PS)发明。l1932年HermannStaudinger总结了自己的大分子理论，出版了划时代的巨著高分子有机化合物成为高分子化学作为一门新兴学科建立的标志。l1935年杜邦公司基础化学研究所有机化学部的WallaceH.Carothers合成出聚酰胺66，即尼龙。尼龙在1938年实现工业化生产。l1930年德国人用金属钠作为催化剂，用丁二烯合成出丁钠橡胶和丁苯橡胶。14l1940年英国人T.R.Whinfield合成出聚酯纤维（PET）。l1940年代PeterDebye发明
12、了通过光散射测定高分子物质分子量的方法。l1948年PaulFlory建立了高分子长链结构的数学理论。l1953年德国人KarlZiegler与意大利人GiulioNatta分别用金属络合催化剂合成了聚乙烯与聚丙烯。15l1955年美国人利用齐格勒-纳塔催化剂聚合异戊二烯，首次用人工方法合成了结构与天然橡胶基本一样的合成天然橡胶。l1956年Szwarc提出活性聚合概念。高分子进入分子设计时代。l1971年S.LWolek发明可耐300高温的Kevlar。l1970以后高分子合成新技术不断涌现，高分子新材料层出不穷。161953HermannStaudinger(1881-1965)l施陶丁格
13、(HermannStaudinger)是德国著名的化学家，1881年3月23日生于德国的沃尔姆斯(Worms)，1965年8月8日在弗赖堡(Freiburg)逝世，终年84岁。他是1953年诺贝尔化学奖的获得者。1947年，他编辑出版了高分子化学(DiemakromolekulareChemie)杂志，形象地描绘了高分子(Macromolecules)存在的形式。从此，他把“高分子”这个概念引进科学领域，并确立了高分子溶液的粘度与分子量之间的关系，创立了确定分子量的粘度的理论(后来被称为施陶丁格尔定律)。他的科研成就对当时的塑料、合成橡胶、合成纤维等工业的蓬勃发展起了积极作用。由于他对高分子科
14、学的杰出贡献，1953年,他以72岁高龄，走上了诺贝尔奖金的领奖台。171963KarlZiegler(1903-1979)GiulioNatta(1898-1973)l德国人齐格勒(KarlZiegler)与意大利人纳塔(GiulioNatta)分别发明用三乙基铝和三氧化钛组成的金属络合催化剂合成低压聚乙烯与聚丙烯的方法。这种催化剂被统称为齐格勒纳塔型催化剂。1963年12月10日，他们共享诺贝尔化学奖的崇高荣誉。181974PaulJ.Flory(1910-1985)l美国高分子物理化学家弗洛里(PaulJ.Flory)由于在高分子科学领域，尤其在高分子物理性质与结构的研究方面取得巨大成就
15、，1974年荣获瑞典皇家科学院授予的诺贝尔化学奖。191991Pierre-GillesdeGennesl法国科学家吉尼(Pierre-GillesdeGennes)成功地将研究简单体系中有序现象的方法推广到高分子、液晶等复杂体系。1991年被授予诺贝尔物理学奖。202000HidekiShirakawaAlanJ.HeegerAlanG.MacDiarmidl2000年10月10日，日本筑波大学都得白川英树(HidekiShirakawa)，美国加利福尼亚大学的黑格(AlanJ.Hegger)和美国宾夕法尼亚大学的马克迪尔米德(AlanG.MacDiarmid)因对导电聚合物的发现和发展而获
16、得2000年度诺贝尔化学奖。211.2高分子材料的类型和特征高分子材料也叫做聚合物材料天然高分子：天然橡胶、纤维素、淀粉、甲壳素、蚕丝等。合成高分子材料：塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料、功能高分子材料、聚合物合金和聚合物基复合材料、生物高分子材料（用途和物理形态）。22例1.生产1kt天然橡胶，要300万株橡胶树，占地约3万亩，而且需5000-6000人。而生产1kt合成橡胶，厂房占地仅l0亩左右，仅需几十人。现代化的合成橡胶生产装置一条生产线年产量可高达5-8万t。年产100万t天然橡胶可节约1000万亩土地，节约种植劳动力500万人。l例2.一个年产10万t合成纤维工厂相当于200多万亩棉
17、田的产量，也相当于2000万多头绵羊的年产毛量，我国如能年产100万t合成纤维，可节约2000多万亩土地，可养活3000-4000万人口。231.2.1塑料：l塑料是以合成树脂为基本成分，它是在加工过程中可塑制成一定形状，而产品最后能保持形状不变的材料。l它具有质轻、绝缘、耐腐蚀、美观、制品形式多样化等优点。其主要缺点是绝大多数塑料制品易燃烧，在长期使用过程中发生老化现象。l根据受热后的情况，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。前者可反复受热软化或融化，后者经固化成型后，再受热则不能熔化，强热则分解。l根据生产量与使用情况可以分为通用塑料和工程塑料241.2.2合成橡胶l合成橡胶是用化学合
18、成方法生产的高弹性体。经硫化加工可制成各种橡胶制品。其成型基本过程包括：塑炼、混炼、压延或挤出、成型和硫化等基本工序。l特征：大分子链具有足够的柔性；玻璃化温度比室温低得多；在使用条件下不结晶或结晶很少，比较理想的情况是在拉伸时可结晶，除去外力之后结晶又消失。某些合成橡胶具有较天然橡胶为优良的耐热、耐磨、耐老化、耐腐蚀或耐油等性能。缺点是发生老化现象。25l根据产量和使用情况合成橡胶可分为通用合成橡胶与特种合成橡胶两大类。通用合成橡胶主要代替部分天然橡胶生产轮胎、胶鞋、橡皮管、带等橡胶制品，包括丁苯橡胶、顺丁橡胶(顺式聚丁二烯橡胶)、丁基橡胶、乙丙橡胶、异戊橡胶等品种。特种合成橡胶主要制造耐热
19、、耐老化、耐油或耐腐蚀等特殊用途的橡胶制品，包括氟橡胶、有机硅橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶等。261.2.3合成纤维l线型结构的高分子量合成树脂，经过适当方法纺丝得到的纤维称为合成纤维。l与天然纤维相比较强度高、耐摩擦、防蛀、耐腐蚀等优点。缺点是不易着色，未经处理时易产生静电，多数合成纤维的吸湿性差。因此制成的衣物易污染，不吸汗，透气性差。l工业生产的合成纤维品种有：聚酯纤维(涤纶纤维)、聚丙烯腈纤维(腈纶纤维)、聚酰胺纤维(绵纶纤维或尼龙纤维)等。尚有具有耐高温、耐腐蚀或耐辐射的特种用途的合成纤维，如聚芳酰胺纤维、酰亚胺纤维等。271.2.4涂料和粘合剂l涂料是指涂布在物理表面而形成
20、的具有保护和装饰作用的膜层材料。l主要组分：成膜物、颜料、溶剂。l粘合剂是一种把各种材料紧密地结合在一起的物质。281.2.5聚合物基复合材料l复合材料是有两种或两种以上物理和化学性质不同的材料组成的，并具有复合效应的多相固体材料。l复合材料组成：基体、增强材料l聚合物基复合材料是以高分子聚合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。29聚合物基复合材料的优异性能l具有很高的比强度及比模量l耐疲劳性能好l减振性能好l过载安全性好l耐高温性好l具有很强的可设计性，可以具备各向异性的性能301.2.6聚合物合金l聚合物共混物是指两种或以上均聚物或共聚物的混合物。l聚合物共混物通常又称为聚合物合
21、金或高分子合金，两者是等义的，这在塑料工程界比较常见。l在科学研究领域中，大多把具有良好的相容性的多组分聚合物体系称为聚合物合金，其形态结构应为均相或微观非均相。所以，按后一种概念，那些相容性不很好，形态结构呈亚微观非均相或宏观相分离的聚合物共混物不属于高分子合金之列；另一方面，高分子合金却可包含嵌段和接枝共聚物，因为他们具有可明显区分的高分子链（组分），并且一般不呈现宏观的相分离。311.2.7功能高分子l表现出特殊的化学反应性或具有特殊的物理、生物、药物或其他用途的聚合物。l功能高分子材料的典型功能有：作为催化剂，选择性地结合待殊物质(高分子吸附剂)，捕获或输运电荷或能量(导电和压电聚合物
22、、将光转换成电荷载体或将电荷载体转换成光(光敏高分了材料和发光材料)、将药物输运到特定组织细胞使其在其中释放(药物释放体系)等。321.3高分子材料的成型加工33原料准备；成型；机械加工；修饰；装配。34l成型是将各种形态的塑料(粉料、粒料、溶液或分散体)制成所需形样的制品或坯件的过程，在整个过程中最为重要，是一切塑料制品或型材生产的必经过程。成型的种类很多，如各种模塑、层压以及压延等。其它过程，通常都是根据制品的要求来取舍的，也就是说，不是每种制品都须完整地经过这些过程。l机械加工是指在成型后的工件上钻眼、切螺纹、车削或铣削等，用来完成成型过程所不能完成或完成得不够准确的一些工作。l修饰主要
23、是为美化塑料制品的表面或外观。l装配是将各个已经完成的部件连接或配套使其成为一个完整制品的过程。后三种过程有时统称为二次加工或后加工。对比来说，二次加工过程常居于次要地位。351.3.1挤出成型挤出成型是借助螺杆的挤压作用,使塑化均匀的塑料强行通过机头成为的连续制品，如管、板、丝、薄膜、电线电缆等。挤出成型是塑料成型加工中重要方法之一。36l挤出成型挤出成型也称挤压模塑或挤塑，它是在挤出机中通过加热、加压而使物料以流动状态连续通过口模成型的方法。挤出法主要用于热塑性塑料的成型，也可用于某些热固性塑料。挤出的制品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。此外，还可用于塑料的混合、
24、塑化造粒、着色、掺合等。37挤出机组成38挤出模塑原理39螺杆、机头工作原理40塑料挤出成型工艺流程l挤出过程：加料在螺杆中熔融塑化机头口模挤出定型冷却牵引切割41l挤出成型的特点:连续化,效率高,质量稳定应用范围广设备简单,投资少,见效快生产环境卫生,劳动强度低适于大批量生产l适用的树脂材料：绝大部分热塑性塑料及部分热固性塑料，如PVC、PS、ABS、PC、PE、PP、PA、丙烯酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂及密胺树脂等l应用：塑料薄膜、网材、带包覆层的产品、截面一定、长度连续的管材、板材、片材、棒材、打包带、单丝和异型材等等，还可用于粉末造粒、染色、树脂掺和等。42挤出设备：l由挤出机、机头和
25、口模、辅机等组成。43设备组成44单螺杆挤出机的组成l1、单螺杆挤出机主要由传动系统、加料系统、塑化系统、加热与冷却系统、控制系统等组成。l2、挤出系统是最主要的系统，它由料筒、螺杆、多孔板和过滤网组成。45单螺杆挤出机的结构46双螺杆挤出机的结构47螺杆的几种形式l常用的是等距不等深螺杆48普通挤出机的工作过程49双螺杆挤出原理l(一)双螺杆挤出机的结构50（二）双螺杆挤出的特点l和单螺杆挤出机相比，双螺杆挤出机的特点是：1、较高的固体输送能力和挤出产量；2、自洁能力；3、混合塑化能力高；4、较低的塑化温度，减小分解可能；5、结构复杂，成本高。511.3.2注射成型注射成型是将塑料加热熔融塑
26、化后，在柱塞或螺杆加压下，物料通过机筒前端的喷嘴快速注入温度较低的闭合模具内，经过冷却定型后，开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程，可生产结构复杂的制品，其成型制品占目前全部塑料制品的2030，是塑料成型加工中重要方法之一。52注射成型产品示例53注射成型原理541.注射成型也称注塑，是塑料的一种重要成型方法。2.成型过程：注射成型是将粒状或粉状塑料从注射成型机的料斗送入机简内加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料被压缩并向前移动，通过机筒前端的喷嘴，以很快的速度注入温度较低的闭合模具内，经过一定时间的冷却定型后，开启模具即得制品。这种成型方法是一种间歇式的操作过程。3.原料
27、：除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可用此法成型。注射成型也能加工某些热固性塑料，如酚醛塑料等。554.成型周期注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射成型机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等。5.产品注射成型可生产各种形状、尺寸、精度满足各种要求的制品。注射成型制品的重量从一克到几十公斤不等，视需要而定。56注塑成型特点1.生产周期短、生产效率高；2.能成型形状复杂、尺寸精确或带嵌件的制品；3.成型塑料品种多；4.易于实现自动化。因此广泛用于各种塑料制品的生产。其成型制品占目前全部塑料制品的2030。注射成型是一种比较先进的成型工艺，目
28、前正继续向着高速化和自动化方向发展。57注射机的分类l根据塑化方式不同分类：柱塞式注射机、螺杆式注射机58l螺杆式注射机59l柱塞式注射机特点：结构简单、但压力损失大、塑化不均匀以，不适合热敏性塑料。l实际应用：目前工厂中广泛使用的是螺杆式注射机，60g以下的小型制件多用柱塞式。60根据排列方式不同分类：卧式、立式、角式61注射机的组成62一、注射系统l作用：将物料塑化，并在很高的压力和较快的速度下，通过柱塞/螺杆的推挤，将熔融塑料注射入型腔l组成：料斗、加料装置、料筒、螺杆、柱塞和分流梭、喷嘴。63l（一）塑化装置l、料斗、加料计量装置、料筒、螺杆与挤出装置大致相同l2、注射螺杆与挤出螺杆的
29、不同：注射螺杆在旋转的同时有轴向运动，有效长度是变化的。长径比小，只需塑化，不需稳定。螺槽深以提高生产率。加料段较长。螺杆头部多为尖头，有的加止逆环。643、螺杆头部结构l要注意防止出现熔融塑料积存、回流现象。l一般大的塑料，用锥行尖头；小的塑料，必须装止逆环以防回流。654、喷嘴l作用：保持较高注射压力和速度，使物料进一步塑化l类型：直通式、自锁式、杠杆针阀式等。物料粘度大，热稳性差，用大口径直通式；粘度小，用自锁式和杠杆针阀式。66自锁式喷嘴67自锁式喷嘴的原理68二合模装置l组成：导柱、固定模板、调模装置、顶出装置。l分类：机械式、液压式、机械液压式。l作用：开启闭合模具、锁模、脱出。6
30、9三模具70四、液压和电器控制系统l注射成型机是由塑料塑化、模具闭合、注射入模、压力保持、制品固化定型、开模取出制品等多道工序组成的连续生产过程。液压传动和电器控制则是为了保证注射成型机按照成型工艺的要求（如压力、速度、温度等）和动作程序准确有效地进行工作而设置的。711.3.3模压成型模压成型主要用于热固性塑料制品的生产。成型经过加热使其熔化，加压充模，再经加热交联固化，脱模后即得制品。72特点：l优点设备投资少，工艺简单，易操作；压力损失小，多用以成型大型平面制品及多型腔制品；材料取向小；无流道及浇口，材料浪费少；适用的材料广泛（可成型带碎屑状、片状及纤维状填料制品）l缺点固化时间长，生产
31、效率低；精度不高；合模面处易产生飞边；对形状复杂或带嵌件的制品不易成型；自动化程度低。l模压成型主要用于热固性塑料制品的生产。对于热塑性塑料也可以采用，但由于生产效率低，很少采用。73l模压成型又称压缩模塑，这种方法是将粉状、粒状、碎悄状或纤维状的塑料放入加热的阴模中，合上阳模后加热使其熔化，并在压力的作用下，使物料充满模腔，形成与模腔形状一样的模制品，再经加热或冷却，脱模后即得制品。从工艺角度看,上述过程可分为三个阶段：流动阶段、胶凝阶段、硬化阶段。l适用对象、几乎所有热固性塑料。常见的有酚醛、脲醛、环氧塑料、不饱和聚酯、氨基塑料、聚酰亚胺、有机硅等，也可用于热塑性的聚四氟乙烯和PVC唱片生
32、产；、适于形状复杂或带有复杂嵌件的制品，如电器零件，电话机件、收音机外壳等、无翘曲变形的薄壁平面热塑性塑料制品。741.3.3.1预压l将松散的原料预先用冷压法（模具不加热）压成形状将松散的原料预先用冷压法（模具不加热）压成形状规整，质量一定的密实体的过程规整，质量一定的密实体的过程l1预压的作用预压的作用l2压缩粉的性能对预压的影响压缩粉的性能对预压的影响水分及挥发分水分及挥发分颗粒大小，最好是大小相间颗粒大小，最好是大小相间倾倒性（倾倒性（120g压缩粉通过管径为压缩粉通过管径为10mm，锥角为，锥角为60度的标准度的标准漏斗时间来衡量，一般取漏斗时间来衡量，一般取2530s）压缩率在压缩
33、率在3.0左右左右润滑剂用量要适当润滑剂用量要适当温度，一般为室温温度，一般为室温压力压力,以预压物的密度达到制品密度的以预压物的密度达到制品密度的80为适宜。约为适宜。约40200MPa3.设备和操作设备和操作l压模，上下阳模和阴模组成压模，上下阳模和阴模组成预压机，偏心式（尺寸较预压机，偏心式（尺寸较大的预压物，但效率不高）旋转式（尺寸小的预压物，效大的预压物，但效率不高）旋转式（尺寸小的预压物，效率高）液压式（用于松散性较大的预压物，效率高，紧凑）率高）液压式（用于松散性较大的预压物，效率高，紧凑）751.3.3.2预热l为了改善物料的成型性能及除去多余的水分和挥发分，对预压物进行加热处
34、理l1作用缩短成型周期提高制品的力学性能提高塑料流动性降低模压压力l2预热工艺温度范围酚醛塑料：分低温和高温两种，低温为80120，高温为160200；脲甲醛塑料：最高不超过85；三聚氰胺甲醛塑料：105120；脲三聚氰胺甲醛塑料：80100聚酯塑料：只有增强塑料才预热，预热温度为5560。l3预热方法热板加热烘箱加热（料层不要超过2.5cm，加热均匀）红外线加热高频加热（不宜加热水分含量大的物料和非极性物料）761.3.3.3压缩模塑设备l一.压机1.形式形式:上动式和下动式液压上动式和下动式液压机机2.结构组成：上、下压板，固结构组成：上、下压板，固定（活动）垫块，柱塞（主定（活动）垫块，
35、柱塞（主机筒）。机筒）。3.特点：特点：上动式上动式:下压板固定，上压下压板固定，上压板与主柱塞连并上下运动；板与主柱塞连并上下运动；顶出机构由位于下部机座内顶出机构由位于下部机座内的顶出活塞带动的顶出活塞带动下动式下动式:上压板固定，主柱上压板固定，主柱塞位于下压板下并与之相连；塞位于下压板下并与之相连；脱模一般由安装在活动板上脱模一般由安装在活动板上的机械装置完成的机械装置完成上动式液压机上动式液压机1一柱塞一柱塞2一压筒一压筒3一液压管线一液压管线4固定垫板固定垫板5活动垫板活动垫板6一绝热层一绝热层7一上压板一上压板8一拉杆一拉杆9一下压板一下压板l0机座机座77二二.模具模具l压缩模
36、由阴阳模组成，按结构特征分为三种：溢式、不溢压缩模由阴阳模组成，按结构特征分为三种：溢式、不溢式和半溢式式和半溢式l溢式压模成本低，操作容易，适合用于模压扁平状或近溢式压模成本低，操作容易，适合用于模压扁平状或近90碟状制品，制品精度不高。碟状制品，制品精度不高。溢式塑模示意图溢式塑模示意图1一上模板一上模板2一组合式阳模一组合式阳模3一一导合钉导合钉4一阴模一阴模5一气口一气口6一下模板一下模板7一推顶杆一推顶杆8一制品一制品9一溢料缝一溢料缝78l不溢式压模适合流动性较差的物料和深不溢式压模适合流动性较差的物料和深度较大的制品，投料量要准确，排气不度较大的制品，投料量要准确，排气不利。利。
37、l半溢式模具兼具以上两种特点。半溢式模具兼具以上两种特点。不溢式塑模示意图不溢式塑模示意图1一阳模一阳模2一阴模一阴模3一制品一制品4一脱模一脱模杆杆5一定位下模板一定位下模板无支承面半溢式塑模示意图无支承面半溢式塑模示意图1一阳模一阳模2一溢料槽一溢料槽3制品制品4一阴一阴模模A段为平直段段为平直段791.3.3.4模压过程和操作方法l模压成型工序：安放嵌件、加料、闭模、排气、固化、脱模、模具清理l1、嵌件的安放埋入塑料的部分要采用滚花、钻孔或设有凸出的棱角、型槽等以保证连接牢靠安放时要正确平稳嵌件材料收缩率要尽量与塑料相近l2、加料加料方法：重量法，容量法，计数法。l3、闭模阳模未触及物料
38、前要快，触及物料后要放慢速度。l4、排气闭模后需再将塑模松动少许时间，以便排出其中的气体。一般一到两次，20s/次l5、固化热固性塑料依靠在型腔中发生交联反应达到固化定型的目的l6、脱模一般是靠推顶杆完成，带嵌件的制品要先用专用工具将成型杆件拧脱，再行脱模l7、清理模具型腔用钢刷或铜刷刮去残留的塑料，并用压缩空气吹净。801.3.3.5模压成型的控制因素l一模压压力：模压压力是指成型时压机对塑料所施加的压力。压力的作用：促使塑料在模腔内流动；增加原料的密实性；克服树脂在缩聚反应中放出的低分子物和塑料中其它挥发物所产生的压力，避免出现肿胀，脱层等缺陷；使模具紧密闭合，从而使制品具有固定的尺寸，形
39、状和最小毛边；防止制品在冷却时发生变形。影响因素：、物料流动性越小，固化速度越快，物料的压缩率越大时，所需模具压力越大。、制品复杂，压力越大。81用不溢式塑模时，压力与体积随时间的变化示意图：82二模压温度二模压温度l模压温度是指成型时所规定的模具温度，对塑料的熔融、流动和树脂的交联反应速度有决定性的影响。l作用：使物料熔融流动充满型腔；提供固化所需热量。l调节和控制模温的原则：保证充模固化定型并尽可能缩短模塑周期l一般模压温度越高，模塑周期越短。对于厚壁制品，应适当降低模压温度，以防表面过热，而内部得不到应有的固化。模温与物料是否预热有关，预热料内外温度均匀，塑料流动性好，模压温度可比不预热
40、的高些。其它影响因素还有如材料的形态、成型物料的固化特征等，应确保各部位物料的温度均匀。83三模压时间三模压时间l模压时间是指熔融体充满型腔到固化定型所需时间，一般提高模温，可缩短模压时间。模具温度不变，壁厚增加，时间延长。另外还受预热、固化速率、制品壁厚等因素影响。通常，模压压力、温度和时间三者并不是独立的，实际生产中一般是凭经验确定三个参数中的一个，再由试验调整其它两个，若效果不好，再对已确定的参数进行调整。841.3.3.6模压成型不正常现象分析不正常现象产生原因解决办法制品表面起泡和内部鼓起、压缩粉中的水分及挥发物含量过多、模具温度过低或过高、成型压力过低、保持温度时间过长或过短、模具
41、内有其它气体、材料压缩率太大、含空气量过多、加压不均匀、将压塑粉干燥和预热、调节好温度、增加成型压力、延长固化时间、闭模时缓慢和加压模具、物料先预热，改变加料方式、改进加压装置制品欠压有缺料现象、塑料流动性过小、加料少、加压时物料溢出模具、压力不足、模具温度过高，以致存料过早固化、改用流动性大的物料、加大加料量、增加压力、调节压力、加速闭模、降低成型温度毛料（飞边）过厚、加料过长、物料流动性太小、模具设计不合理、模具导柱孔被堵塞、模具毛刺清理不净、准确加料、降低成型温度、改进模具设计、彻底清理模具，保证闭模严密、仔细清模制品尺寸不合格、材料不符合要求、加料不准确、模具已坏或设计加工尺寸不准确、
42、改用合格材料、调整加料量、修理与更换模具85思考题l、简述压缩模塑成型的工艺流程。l、模压成型中的预压有什么优点？l、预热的方式有哪几种？861.3.4压延成型压延成型是生产塑料薄膜和片材的主要方法。它是将已经塑化好的接近粘流温度的热塑性塑料通过一系列相向旋转着的水平辊简间隙，使物料承受挤压和延展作用，而使其成为规定尺寸的连续片状制品的成型方法。用作压延成型的塑料大多数是热塑性非晶态塑料，其中以聚氯乙烯用得最多，另外还有聚乙烯、ABS、聚乙烯醇、醋酸乙烯和丁二烯的共聚物等塑料。87l压延制品广泛地用作农业薄膜、工业包装薄膜、室内装饰品、地板、录音唱片基材以及热成型片材等。薄膜与片材之间的区分主
43、要在于厚度，大抵以0.25毫米为分界线，薄者为薄膜，厚者为片材。聚氯乙烯薄膜与片材又有硬质、半硬质与软质之分，由所含增塑剂量而定。含增塑剂0-5份为硬制品，25份以上者则为软制品。压延成型适用于生产厚度在0.05-0.5毫米范围内的软质聚氯乙烯薄膜和片材，以及0.3-0.7毫米范围内的硬质聚氯乙烯片材。制品厚度大于或低于这个范围内的制品一般均不采用压延成型，而是用挤出成型法来生产。88l压延成型在塑料成型中占有相当重要的地位，它的特点是加工能力大、生产速度快、产品质量好、能连续化地生产。一台7001800毫米的四辊压延机的年加工能力可达5000吨到l0000吨。压延产品厚薄度均匀，厚度公差可控
44、制在10以内，而且表面平整。若与轧花或印刷配套还可直接得到具有各种花纹图案的制品。此外，压延机生产的自动化程度高，先进的压延成型联动装置只需1、2人操作。l压延成型的主要缺点是设备庞大、投资高、维修复杂、制品宽度受到压延辊简长度的限制等。另外生产流水线长、工序多。所以在生产连续片材方面不如挤出机成型技术发展快。89压延设备l压延过程可分为前后两个阶段；前阶段是压延前的准备阶段，主要包括所用塑料的配制、塑化和向压延机供料等：后阶段包括压延、牵引、轧花、冷却、卷取、切割等。90一、压延机的分类l压延机通常以辊筒的数目及排列的方式分类。根据辊调数目的不同，压延机有双辊、三辊、四辊、五辊甚至六辊压延机
45、。双辊压延机通常称为开放式炼塑机，简称开炼机，主要用于原料的塑炼和压片。压延成型通常以三辊四辊压延机为主。由于四辊压延机对塑料的压延较三辊压延机多一次，因而可生产较薄的薄膜，并且厚度均匀。表面光滑，辊简的转速可以大大提高，生产效率提高较大。三辊压延机的辊速一般只有30米分，而四辊压延机能达到它的2、4倍。此外，四辊压延机还可以完成一次双面贴胶工艺。因此它正在逐步取代三辊压延机。至于五辊、六辊压延机的压延效果就更好了，可是设备的复杂程度同时增加，而且设备庞大，设备投资费用较高，目前使用尚不普遍。辊简的排列方式很多，通常三辊压延机的排列方式有I型、三角型等几种。四辊压延机则有I型、倒L型、正L型、
46、T型、斜z型(S型)等。91常见压延辊简的排列形式排列辊筒的主要原则是尽量避免各个辊简在受力时彼此发生干扰，并应充分考虑操作的要求和方便，以及自动供料需要等。然而实际上没有一种排列是尽善尽美的。往往是顾此失被。例如目前应用比较普通的斜z型，它与L型相比时有如下优点：各辊筒互相独立受力时互相不干扰，这种传动乎稳，操作稳定，制品厚度容易调整和控制。物料与辊简的接触时间短，受热少；各辊简折卸方便，便于检修；上料方便，便于观察存料；、厂房高度要求低；便于双面贴胶。92可是在另外一些方面却不如倒L型，物料包住辊简面积小，因此产品表面光洁性受到影响；容易掉入杂质。用倒L型压延机生产透明的膜片要比用斜z型质
47、量好，这是因为前者生产时中辊受力不大(上下作用力差不多相等，相互抵消)，因而辊筒挠度小，机架刚性好，牵引辊可离得近，只要补偿第四辊的挠度就可以压出均匀的制品。至于它存在的中轻浮动和易受热的缺点，目前已由于采用零间精密滚柱轴承，钻孔辊简、辊简预应力装置，以及轴交叉装置等办法而得到解决。此外，对斜z型压延机来讲，第三辊与第四辊速度不能相差太小，否则物料容易包住第四辊：若两辊速度相差不大，对生产透明膜不利。93l二、压延机的构造压延机主要由机座、机架、主轴承、辊简、辊筒调节装置、轴交叉和预应力装置、卷取装置、金届检测装置、测厚装置、传动系统、润滑系统、加热和冷却系统等组成。94压延过程中的流动分析l
48、压延过程中，借助了辊筒间产生的剪切力，使物料多次受到挤压、剪切，在逐步塑化的基础上延展成薄型制品。在压延过程中受热熔化的物料由于与辊筒的摩擦和物料内部的剪切摩擦会产生大量的热，局部过热会使塑料发生分解，因而要注意辊简的温度，辊筒的速度比等，以便很好地控制辊温。95一、压延工艺流程l生产软质聚氯乙烯薄膜的工艺流程，首先按规定配方，将材脂和助剂加入高速混合机(或管道式捏合机)中充分混合，混合好的物料送入到密炼机中去预塑化，然后输送到挤出机(或炼塑机)经反复塑炼塑化，塑化好的物料经过金属检测仪，即可送入压延机中压延成型。压延成型中的料坯，经过连续压延后得到进一步塑炼并压延成一定厚度的薄膜，然后经引离
49、辊引出，再经轧花、冷却、测厚、卷取得到制品。969798二、硬聚氯乙烯压延片材生产工艺流程l主要由高速混合机、密炼机、炼塑机、压延机等组成。l辅料混合吸附器旋风分离器储罐风机布袋过滤器风机文氏管螺旋加料器储仓高速混合机密炼机炼塑机压延机冷却装置光电器切割装置片材。99三、影响压延制品质量的因素l影响压延制品质员的因素很多，一般说来，可以归纳为四个方面。即压延机的操作因素，原材料因素，设备因素和辅助过程中的各种因素。所有这些因素对各种塑料的影响都是相同的，但以压延软聚氯乙烯制品最为复杂。下面以此为例来说明各种因素的影响。100（一）、压延机的操作因素l、辊温与辊速物料在压延成型时所需的热量，一部
50、分是辊筒提供的，另一部分来自物料与辊简间的摩擦以及物料本身的剪切作用产生的热量。产生摩擦热的大小除与辊速有关外，还与物料的增塑程度有关，也即与其粘度有关。因此，不同的物料，在相同的辊速条件下，其温度控制就不同，同样，相同配方不同的转速时，其控制温度也不同。压延时，物料常粘于高温或高速辊简上，为了使物料能依次贴于辊筒上，避免空气夹入，各辊筒的温度一般是依次递增的，但三、四辊温度较接近，这样便于薄膜从三辊上引离下来。各辊的温度差为510。101、辗筒的速比l压延机相邻两辊筒线速度之比称为辊简的速比。使压延机具有速比的目的，不仅使压延物依次贴于辊简，而且还在于使塑料能更好地塑化，因为这样能使物料受到
51、更多的剪切作用。此外，还可以位压延物取得一定的拉伸与取向，从而使所制薄膜厚度减小和质量提高。为了达到拉伸与取向的目的，辅机与压延机辊简速度也有相应的速比。这就使引离辊冷却辊、卷取辊的线速度依次增加，并都大于压延机主辊简(一般四辊压延机以三辊为准)的线速度。但速比不能太大，否则薄膜厚度将会不均匀，有时还使薄膜产生过大的内应力。薄膜冷却后要尽量避免拉伸。l102l调节速比的要求是既不能使物料包辊，又不能不吸辊。速比过大会发生包辊现象，反之则会出现不吸辊现象，以致空气带入使产品出现气泡，如果对硬片来说，则会产生“脱壳”现象，塑化不良，造成质量下降。1033、辊距与存料量l调节辊距的目的是为了适应不同
52、厚度制品的要求，也是为了改变存料量。压延机的辊距，除最后一道与产品厚度大致相等之外，其它各道都比这个数值要大，而且按压延机辊筒的排列次序自下而上逐渐增加，借以使辊筒间隙中有少量存料，辊隙存料在压延成型中起储备补充和进一步塑化的作用。存料的多少与存料旋转的状态宜接影响产品质量。存料过多，薄膜表面出现毛糙和云纹，并容易产生气泡。在硬片生产中还会出现冷疤。此外，存料过多对设备也不利，因为增加了辊筒的负荷。若存料过少，则因压力不足造成薄膜表面毛糙。如在硬片中会出现变形孔洞。存料过少通常容易引起边料的断裂，以致不易牵致压延机再用。存旋转也不佳，会使产品横向厚度不均匀，薄膜有气泡，硬片有冷疤。存料旋转不好
53、的原因在于料温太低，辊筒温度也低或辊距调节不当，所以综上所述可知辊隙存料是压延操作中需要经常观察和调节的。104（二）、原材料因素、树脂一般说来，使用分子量较高和分子量分布较窄的树脂较好，可以得到物理力学性能好的，热稳定性高和表面均匀性好的制品，但会增加压延温度和对设备负荷，对生产较薄的膜更为不利，所以在设计配方时要进行多方面考虑，选用适用的树脂。近几年来为了提高产品的质量，用于压延成型的树脂有了很大的发展，用本体聚合的树脂产品透明度好，吸收增塑剂效果也好。此外通过树脂与其它材料的掺合改性和单体接枝成段共聚，从而得到性能更好的树脂，如在聚氯乙烯中加入丙烯酸类均聚物，可提高加工速度和生产片材厚度
54、至0.8毫米的硬片，由于主体有较高的强度，压延时就允许有较大的牵引速度和以后热成型时可以有较大的牵伸度，而且可以在较低的温度下加工。树脂的灰分、水分和挥发物含量不能大大，次分过高，降低膜的透明度，而水分和挥发物过高则会使制品常带气泡，此外各级分的纯度与均匀皮对制品的质量也有影响。105、其它组分l配方中对压延成型影响较大的是增塑剂和稳定剂。增塑剂含量越多，物料的粘度就越低，因此在不改变压延机负荷下，可以提高辊简转速或降低压延温度。l采用不适当的稳定剂经常使压延辊筒(包括花辊筒)表面蒙上一层蜡状物质，致使膜面不光，生产中发生粘辊现象或在更换产品时发生困难。压延温度越高，这种现象越严重。出现蜡状物
55、质的原因，是由于稳定剂与树脂的相容性太差，而且其分子极性基团的正电性较高，以致压延时被挤出而包在辊子表面，形成蜡状物。颜料、润滑剂及粘合剂等原料也有形成蜡状层的可能，但不如稳定剂严重。l避免蜡状物形成的方法有:选用适当的稳定剂。硬脂酸钡的正电性高所以在配方中要尽量控制用量。此外最好不用月挂酸盐而用液体稳定剂。掺入吸收金属皂类更强的填料，如含水氧化铝等。加入酸性润滑剂，如硬脂酸等。酸性润滑剂对金属皂有更强的亲合力，可以首先占领辊筒表面并对稳定剂起润滑作用，因而可避免稳定剂粘附辊筒表面。但硬脂酸的用量不宜过多，否则物科不好塑化，也容易在薄膜中析出或在膜的二次加工时影响粘接性。106、供料前的混合与
56、塑炼l混合与塑炼的目的是使塑料各组分充分地分散和塑化均匀。如果分散不好，对薄膜的内在性能和表面质量都有影响。塑炼时温度不能过高、时间不宜过长，否则会使过多的增塑剂散失以及引起树脂的分解。塑炼时温度不能过低，不然不粘辊或无法塑化。适宜的温度视配方而定，一般软制品在165-170，而硬制品在170-190之间。107（三）设备因素l操作时，辐筒受塑料的反作用力，这种能使两辊简分开的力也称为分离力或横压力，分离力导致辊筒变形，产品出现中间厚两边薄的现象。如果用高粘度的塑料，增大辊筒的直径和宽度，提高线速度和生产簿型制品，都将导致分离力提高，产品厚度均匀性下降。解决的方法：中高度法、轴交叉法、预应力法
57、。108109（四）、冷却定型阶段影响产品的因素l、冷却冷却必须适当，当冷却不足时，薄膜会发粘发皱，卷取后收缩率也大；若冷却过度，辊筒表面处会因温度过低而有冷凝水珠也会影响制品质量。在多雨潮湿季节里尤为需要注意。l、冷却辊流道的结构冷却辊进水端辊面温度必然低于出水端，所以薄膜两端冷却的程度不同，收缩率也就不一样。解决的办法是改进冷却辊的流道流向结构，务必使冷却辊表面温度均匀一致。l、冷却辊速比冷却辊速比太小，使薄膜发皱，速比太大产品会由现冷拉伸现象，而导致收缩率增加，所以操作时要调节好冷却辊与主辊的速比。110思考题l、压延成型的原理是什么？有何工艺特点？l、压延成型辊筒的排列方式有哪几种？辊
58、筒排列的原则是什么？l、压延成型的工艺流程是什么？l4、影响压延产品质量的因素有哪些？l5、什么是压延效应？l由于物料在压延过程中，在通过压延辊筒间隙时受到很大的剪切力和一些拉伸应力，因此高聚物大分子会沿着压延方向作定向排列，以致制品在物理力学性能上出现各向异性，这种现象在压延成型中称为压延效应。1111.3.5中空成型l中空吹塑是将挤出或注射成型所得的管坯置于模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。这种成型方法可生产瓶、壶、桶等各种包装容器，日常用品和儿童玩具等。112中空吹塑产品113中空吹塑产品114中空吹塑产品115中空吹塑产品11
59、6中空吹塑产品117中空吹塑简要介绍l中空吹塑工艺是将挤出或注射成型所得的半熔融态管坯(型坯)置于各种形状的模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成型方法。其成型过程包括塑料型坯的制造和型坯的吹塑。l这种成型方法可生产口径不同、容量不同的瓶、壶、桶等各种包装容器，日常用品和儿童玩具等。118中空吹塑用原料l用于中空吹塑的塑料品种有聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、线形聚酯、聚碳酸酯、聚酰胺、醋酸纤维素和聚缩醛树脂等。l其中高密度聚乙烯的消耗量占首位。它广泛应用于食品、化工和处理液体的包装。高分子量聚乙烯适用于制造大型燃料醝罐和桶等。l聚氯乙烯因为
60、有较好的透明度和气密性，所以在化妆品和洗涤剂的包装方面得到普遍应用。随着无毒聚氯乙烯树脂和助剂的开发，以及拉伸吹塑技术的发展，聚氯乙烯容器在食品包装方面的用量迅速增加，并且已经开始用于啤酒和其它含有二氧化碳气体饮料的包装。119l线形聚酯材料是近几年进入中空吹塑领域的新型材料。由于其制品具有光泽的外观、优良的透明性、较高的力学强度和容器内物品保存性较好，废弃物焚烧处理时不污染环境等方面的优点，所以在包装瓶方面发展很快，尤其在耐压塑料食品容器方面的使用最为广泛。l聚丙烯因其树脂的改性和加工技术的进步，使用量也逐年增加。120产品特点举例121中空吹塑分类及特点1.根据管坯成型方法不同分类：1.挤
61、出吹塑：生产方法简单，产量高，精度低，应用较多2.注射吹塑：精度高，质量好，价高，适于批量大产品。2.根据成型工艺不同分类：1.普通吹塑2.拉伸吹塑：产品经拉伸，强度高，气密性好。l挤出拉伸吹塑(简称挤拉吹)l注射拉伸吹塑(简称注拉吹)3.根据管坯层数不同分类：1.单层吹塑2.多层吹塑：综合性能好，生产复杂，适于包装要求高的产品包装。122挤出吹塑原理123注射吹塑原理124拉伸吹塑原理1251.3.5.1中空吹塑设备126127128129吹塑装置l针吹、顶吹、底吹1301.3.5.2挤出吹塑工艺l一、挤出吹塑工艺过程、由挤出装置挤出半熔融状管坯；、当型坯到达一定长度时，模具移到机头下方闭合
62、，抱住管坯，切刀将管坯割断；、模具移到吹塑工位，吹气杆进入模具吹气，使型坯紧贴模具内壁而冷却定型(吹气压力0.25、0.8兆帕/s；、打开模具，取出制品。131二、管坯制造过程中的影响因素l1、原料的选择首先要求原料的性能满足制品的使用要求，尤其是气密性和耐冲击性；其次是原料的加工性能必须符合吹塑工艺的要求。如：高密度聚乙烯取0.94-0.96克厘米熔体指数范围。低熔体指数树脂吹塑时有利于防止型坯下垂，容易得到壁厚均匀的管坯。但是螺杆转速增高时，低熔体指数的树脂外观粗糙。因此对于上述熔体指数范围的选用，大中型吹塑制品以防止型坯下垂为主，宜偏低一些，分子量大的；小型吹塑制品选偏高一些，分子量小的
63、。l2、温度的控制在挤出管坯过程中温度控制的精确度对于管坯质量影响很大。例如温度过低型坯表面粗糙，温度高表面光泽好，但下垂严重。在挤出聚氯乙烯等容易热降解的树脂时，还要注意控制温度使其不超过降解温度。132三、管坯制造过程中的影响因素l3、螺杆转速对挤出管坯的影响螺杆转速是影响管坯质量的一个重要因素。高的挤出速度能够提高产量，减少型坯下垂，但是型坯表面质量下降。尤其是剪切速率增大造成某些塑料，如高密度聚乙烯，可能出现熔体破裂现象。而且转速提高时大量摩擦热的产生使聚氯乙烯等塑料有瞬间降解的危险。所以一股吹塑机都选用大一点的挤出装置，使螺杆转速在70转分以下。l4、口模对挤出管坯的影响口模是决定型
64、坯尺寸及形状的重要装置，所以要求内表面光洁度应达到10且尺寸必须按设计要求加工。口模定型段尺寸一般可选用8倍口模芯棒之间隙数值。133四、吹塑过程中的影响因素l、吹气压力吹塑中，压缩空气有两个作用，一是使管坯胀大而紧贴模腔壁，形成需要的形状；二是起冷却作用。根据塑料品种和型坯温度的不同，空气压力也不一样，一般控制在0.2-0.7兆帕之间，最适宜的是能使制品在成型后外形、花纹等表露清晰的压力。对于粘度较低、容易变形的取较低值对于粘度和模量较高的塑料取较高值大容积和薄壁制品宜用较高压力小容积和厚壁制品则使用较低压力134l2、充气速度为了缩短吹气时间，以利于制品获得较均匀的厚度和较好的表面，充气速
65、度(单位时间内流过的空气体积)要尽可能大一些但也不宜过大，否则会给制品带来不良影响，一是会在空气进口处造成真空，使这部分的型坯内陷，而当型坯完全吹胀时，内陷部分会形成横隔膜片；其次是口模部分的型坯有可能被极快的气流拉断，造成废品为此需要加大吹管口径或适当降低充气速度。135l3、吹胀比通常把制品的尺寸与型坯尺寸之比称为吹胀比。当型坯的尺寸和重量一定时，制品的尺寸越大，型坯的吹胀比也越大。根据塑料的品种、性质、制品的形状和尺寸以及型坯的尺寸等来决定吹胀比的大小。通常把吹胀比控制在2、4倍。136l4、模温和冷却时间为保证制品质量，模具的温度应分布均匀，模温一般保持在20-50。模温过低，会使夹口
66、处塑料的延伸性降低，不易吹胀，并使制品在此部分加厚，同时使成型因难，制品的轮廓和花纹等也不清楚。模温过高，冷却时间延长，生产周期加长。制品脱模变形，收缩增大。模温的高低取决于塑料的品种，当塑料的玻璃化温度较高时，可以采用较高的模温；反之，则尽可能降低模温。通常随着制品壁厚的增加，冷却时间延长。有时除对模具进行冷却外，还可对成型制品进行内部冷却，即向制品内部通入各种冷却介质(如液氮、二氧化碳等)进行直接冷却。137l5、成型周期吹塑的周期包括挤出型坯、截取型坯合模、吹气、冷却、放气、开模、取出制品(其后的修整，配套，包装另计)等过程。1381.3.5.3注射吹塑工艺l、管坯温度与吹塑温度l注射型
67、坯时，管坯温度是关键，温度太高，熔料粘度低易变形，使管坯在转移中出现厚度不均，影响吹塑制品质量：温度太低，制品内常带有较多的内应力，使用中易发生变形及应力破裂。l为能按要求选择模温，常配置模具油温调节器，由精度较高的数字温控仪控制。139l、注射吹塑的树脂l适合注射吹模的树脂应具有较高的分子量和熔融粘度，而且熔体粘度受剪切速率及加工温度的影响较小，制品具有较好的冲击韧性，有合适的熔体延伸性能，以保证制品所有棱角都能均匀地呈现吹塑模腔的轮廓，不会出现壁厚明显偏薄薄厚不均。1401.3.5.4拉伸吹塑拉伸吹塑有热型坯法和冷型坯法，又称一步法和两步法。前者具有生产过程连续进行，自动化程度高，节省能量
68、的优点，后者具有比较容易达到高产量的优点。l、注拉吹工艺流程1一注射型坯，2一型坯加热，3一拉伸，4一吹塑；5一脱模1412、拉伸吹塑1423、拉伸吹塑工艺控制l原材料的选择：由于拉伸制品要求具有较高的拉伸强度、冲击强度、刚性、透明度和光泽、对氧气、二氧化碳和水蒸气的阻隔性。主要应用的材料有：PET、PVC、PP、PC等。l型坯成型：为了得到优良的制品，对型坯的要求是：透明度高，均质，内部无应变、外观无缺点。线形聚酯虽为结晶性树脂，但结晶速度较慢。在130-220的范围内其结晶速度较快，而低于130时结晶较慢。还需注意树脂的干燥过程、干燥条件、模具温度、周围空气温度及成型过程中的颗粒处理等。1
69、43l拉伸工艺：拉伸温度：各树脂有自己的适用范围。拉伸对线形聚酯和聚氯乙烯无定形型坯时，其拉伸温度以比玻璃化温度高10-40为宜。线形聚酯一般为90-110它，聚氯乙烯一般为100-140。对于拉伸聚丙烯那样的结晶性塑料的型坯时，其拉伸温度比熔点低5-40较合适。一般为150左右。拉伸温度过高，取向不充分；拉伸温度过低，影响瓶子的透明度。拉伸倍率：拉伸倍率直接影响瓶子的性能。拉伸倍率高，拉伸强度和冲击强度高，跌落强度也高。线形聚酯比聚氯乙烯拉伸倍率高，这也是线形聚酯瓶强度高的原因。另外，拉伸倍率高也能提高阻止气体渗透的性能。144思考题l1、常用吹塑成型方法有哪几种，各自有何特点？ll2、用于
70、吹塑的机头有哪几种？分别适用于什么情况？l、影响挤出吹塑成型的主要因素是什么？l、吹塑常见问题有哪几种？如何解决？1451.3.6浇铸浇铸又称铸塑，这种方法是将已准备好的浇铸原料(通常是单体、初步聚合或缩聚的预聚体或聚合物、单体的溶液等)注入模具中使其固化(完成聚合或缩聚反应)，从而得到与模具型腔相似的制品。铸塑包括静态浇铸、嵌铸、离心浇铸、搪塑及滚塑等。聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)、环氧树脂等常采用静态浇铸的方法生产各种型材和制品；在此基础上发展起来的有嵌塑，即以透明塑料铸塑来保存生物或医学标本、工艺美术品和精密电于元器件等；用离心浇铸法生产管状物、中空制品和齿轮、轴承等；用搪塑生产玩具和中
71、空软质制品；用滚塑生产大型容器等等。146l铸塑的特点是所用设备较简单，成型时一般不需要加压设备，对模具强度的要求也较低。铸塑对制品尺寸的限制较少，宜生产小批量的大型制品。制品的内应力较低，质量良好，缺点是成型周期长，制品尺寸的精确性较差等147l静态浇铸l静态浇铸是浇铸成型中比较简便和使用比较广泛的成型方法。例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯碱催化聚己内酰胺、有机硅树脂、酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯和聚氨酯等都常用这种方法生产各种型材和制品，其中有机玻璃是典型的静态浇铸产品。浇铸成型基本上可分为四个步骤：模具的准备；原料的配制：浇铸及固化；制品的后处理。148149l嵌铸l嵌铸又称封入成型，它
72、是将各种样品、零件等非塑料件包封到塑料中间去的一种成型技术。即在浇铸的模具内放入一预先经过处理的样品(或零件)，然后将准备好的浇铸原料浇注入模腔，在一定的条件下固化(即硬化)，样品(或零件)便被包嵌在塑料中。它是在静态浇铸的基础上发展起来的。用得最多的是采用透明塑料包封各种生物或医用标本、商品样本、纪念品等。工业上还有借助浇铸将某些电气元件及零件与外界环境隔绝，以便起到绝缘、防腐蚀、防震动破坏等作用。前者主要是丙烯酸酯类塑料(如有机玻璃)，其次是不饱和聚酯及脲醛塑科等，后一类是环氧塑料类。150离心浇铸l离心浇铸是将液状原料浇铸入高速旋转的模具或容器中，在离心力的作用下使之充满回转体模具或容器
73、的内壁，再使其固化定型而得到制品的成型方法。它与静状浇铸的区别在于模具是转动的，而静态浇铸的模具不转动。离心浇铸生产多为圆柱形和近似圆柱形的制品，如大型管材、袖套等，也用于齿轮、滑轮、转子和垫圈的生产。离心浇铸与滚塑上旋转成型的区别在于前者主要靠离心力的作用，转速较高，每分钟几十转到几千转；滚塑主要靠塑料的自重作用流布并粘贴于旋转模具的壁面，因而转速较慢，每分钟只有几转到几十转。151l离心浇铸的设备根据制品的形状和尺寸可分为卧式和立式两种。当制品轴线方向尺寸很大时，宜采用卧式设备当制品的直径较大而轴线方向尺寸较小时，宜采用立式设备。单方向旋转的离心浇铸设备一般用来生产空心制品；当创造实心制品
74、时，除需单方向旋转外还要在紧压机上进行旋转，以保证产品质量。此外也有使模具在两个方向上同时旋转的。l152l离心浇铸所采用的塑料通常都是熔融粘度较低，熔体热稳定性较好的热塑性塑料，如聚酰胺、聚烯烃等。此外，在静态浇铸中所介绍的浇铸尼龙(MC尼龙)，如采用己丙酰胺单体的碱催化聚合也常用离心浇铸成型。l离心浇铸与静态挠铸相比其优点是宜于生产薄壁或厚壁的大型制品，加大型轴套，制品无内应力或内应力很低，外表面光滑，内部也不会产生缩孔，其制品的精度比静态浇铸为高，因此机械加工量少，且制品质量好，力学强度(如弯曲强度、硬度等)也比静态挽铸的高。l其缺点是成型设备比静态浇铸复杂，生产周期较长，难以成型外型复
75、杂的精密制品。但与其它成型工艺相比，其设备及模具仍是比较简单的，投资也小、工艺过程也不复杂，制品尺寸和重量范围均较厂，离心浇铸单件制品的重量常可达到几十公斤。153流延浇铸流延铸塑的生产过程是将热塑性或热固性塑料配成一定粘度的溶液，然后以一定的速度流布在连续回转的基材上，通过加热以脱掉溶剂并进而使塑料固化。l铸塑薄膜的特点是厚度小（最薄可达0.050.10mm），厚薄均匀，不易带入机械杂技，因而透明度高、内应力小，多用于光学性能要求很高的塑料薄膜的制造，如电影胶卷、安全玻璃等。154l搪塑l搪塑是用塑料糊制造空心软质制品(如玩具)的一种重要方法。其优点在于设备费用低，生产速度高，工艺也比较简单
76、。缺点是制品的厚度、重量等准确性较差。目前国内多以聚氯乙烯糊用该法生产中空塑料玩具。l工艺过程：先将配制好并经过脱泡的塑料糊灌入预先加热到130左右的阴模中，并使整个模具内壁均为该糊所润湿，避免模具的凹陷或突出部位的空气末排除而形成气泡。待塑料糊灌满模具后，停留约15、30秒，将塑料糊倒回盛料容器中，此时模腔壁剩下一层约1-2毫米厚的塑料糊已部分发生胶凝化作用。将模具立即送入烘箱内于160左右加热10-40分钟(视制品大小和厚度而定)，然后把模具从烘箱中取出放入水中冷却1-2分钟或采用风冷至80以下，用抽真空或手工的方法从模具中取出制品。155l生产工艺将聚氯乙烯树脂过筛、称重；其他助剂按比例
77、称重，把硬脂酸钙，硬脂酸钡，若干颜料和少量的增塑剂混合成浆，放在三辊磨上研磨到一定细度，然后将所用物料投入混合机内充分搅拌。温度控制在30，原料糊的粘度一般在10PaS以下。将配制成的原料糊盛在容器中脱泡备用。l把原料糊灌注在模具中，轻轻振动模具便模内不存气泡。灌注时应保持模具和原料糊的清洁。l把盛清原料糊的模具送至烘房或烘箱内，烘烤一定时间，靠近模壁的原料糊形成凝胶层。将模具取出，倾倒出模内多余的原料糊，再把模具放入烘房或烘箱，使挂在模壁上的凝胶层完全熔融。烘房温度和烘模时间视模具壁厚和产品大小而定。将模具从烘房取出充分冷却，用高压气吹或真空吸法取出产品。l最后修整产品，用不同的塑料颜色勾画
78、玩具外表或用其他物品装饰产品。156l另有一种工艺，将配制好的原料糊灌入已加热到130左右的模具中，灌料时把模具稍加震动逐出气泡。灌满型腔后停留半分钟左右，再将模内多余原料糊倒出。此时模具内壁挂上一层原料糊渐成凝胶状，再把模具放入160的烘箱中加热1040min，使原料熔融塑化。取出模具浸入水中，待模温低于80时取出制品。此种工艺较前者简单，生产周期短，但工艺条件严格，质量不易控制。适合生产一些造型不太复杂的小型产品。l产品壁厚取决于模具的厚度、烘房或烘箱的温度，原料糊的凝胶能力和形成凝胶的时间。157l主要生产设备l（1）筛粉机一般为平面往复式，筛孔为4060目，筛下有密封接料口，筛上有废料
79、自动出料口。l（2）三辊磨磨辊为花岗岩制成，唇辊间距可调，机型大小视产量而定。一般磨辊规格为300800mm。l（3）混料机一般用不锈钢制成，内有搅拌器，外有夹套可通蒸汽或冷水，容积一般为0.21L3。l（4）模具可用电镀法制成，也可用钢材精加工制成，模内壁应光洁无加工痕迹。在不影响强度的情况下，模具壁厚尽量薄些。l（5）烘房用耐火材料砌成，设有加热和温控装置，大批量生产烘房内应加传送装置，小批量小产品可以采用烘箱。l产品标准及性能本产品尚无国标和部标，各生产厂家一般执行地方标准。158159l滚塑工艺l滚塑又称旋转成型或旋转浇铸成型。它是将一定量的液状或糊状塑料加入到模具中，通过一边加热一边
80、使模具作纵向和横向的旋转滚动，使塑料熔融塑化，并靠自身重量在模具内壁的整个表面上均匀地形成一层熔融层，经冷却固化后开模取出制品，再经整修即得到无缝的中空制品。滚塑与离心浇铸相类似，但由于滚塑转速不高，设备比较简单，更有利于小批量生产大型的中空容器，滚塑制品的厚度比挤出吹塑制品均匀，废料少，产品几乎无内应力，也不易发生变形、凹陷等缺点。滚塑工艺是在五十年代后期出现的，最初主要用聚氯乙烯糊生产小型中空制品，如塑料玩具、皮球、瓶、罐等，近年来用粉状塑料代替液状或糊状塑料，采用滚塑工艺来生产大型容器的发展很快，使用的塑料品种有聚乙烯、改性聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和纤维素塑料等，也有采用复合塑料生产夹
81、层结构制品的。滚塑所用的模具，小型制品常用铝或钢制成的瓣合模，而大型制品则采用薄钢板制成或冲压焊接制成。160滚塑产品：161原理图162加工机械163l1、铸塑成型工艺具有哪些工艺特点？包括哪些成型方法？l、简述静态浇铸成型工艺的生产步骤。l、什么是嵌铸？l、什么是离心浇铸？l、什么是流延浇铸？l、什么是搪塑？l、什么是滚塑？l1641.3.7涂层内容简介利用塑性溶胶或有机溶胶涂覆于布或纸等基材的表面，制成仿皮革制品、漆布或塑料壁纸等，或将粉状塑料涂覆于金属表面的工艺都称为塑料的涂层工艺。165涂层l利用塑性溶胶或有机溶胶涂覆于布或纸等基材的表面，制成仿皮革制品、漆布或塑料壁纸等，或将粉状塑
82、料涂覆于金属表面的工艺都称为塑料的涂层工艺。塑料的金属涂层制品，在某种程度上既可保持金属原有的特点，又具有塑料的特性，如耐腐蚀性、耐磨损性、电绝缘性和自润滑性等。这些涂层制品性能好、成本低对国民经济各部门有很大意义，近年来发展很快，应用范围也不断扩大。常见的塑料涂层制品有人造革、漆布、塑料壁纸及各种金属涂层制品。1661.3.7.1压延法人造革的生产工艺l利用压延机将聚氯乙烯压成膜再与基材粘在一起的生产人造革的方法称为压延法生产人造革。另外有将聚氯乙烯涂于布或纸上的涂刮法。压延法生产人造革效率高，但设备投资大，设备维修费用也高。通常压延法生产人造革又分为贴胶法和擦胶法两种。l生产时按选定的配方
83、将聚氯乙烯树脂、增塑剂及其它助剂配制好，而后经过混合。密炼塑化，开炼和精塑化、挤出机喂料进入压延机中，在压延膜出来后再与布基贴合，经压花、冷却、卷取即为初产品。生产泡沫人造革时，将初产品再送入到加热的烘箱中去进一步发泡，再切去两边将产品卷取即得到压延法发泡人造革产品。167l直接贴合法生产聚氯乙烯压延人造革的工艺流程，与生产软质聚氯乙烯压廷薄膜的工艺流程大致相同。所不同的是生产普通人造革时需在薄膜成型后加进与基布贴合和半成品革后加工处理的各项操作，其中主要的是基布预处理、贴合和半成品革的表面处理等：而在生产泡沫压延人造革时，还须加进复合表层膜与发泡两项操作。l(一)基布预处理：为提高薄膜与基布
84、的粘结牢度和减小贴合压力并为得到表面平整的人造革产品，基布在与薄膜贴合之前需进行必要的预处理。预处理的内容视基布的类型和人造革的质量要求而定，常见的是布面清理、针织布剖幅和底涂胶浆等项操作。168l（二）贴合：薄膜与l基布复合的操作称为l贴合，在压延聚氯乙l烯人造革的生产中根l据复合方式的不同，l贴合操作有擦胶法和l贴胶法之分，贴胶法l又有内贴和外贴两种l不同的实施方法。169170l(三)复合表层膜与发泡l这是生产泡沫压延人造革持有的两项操作，用直接贴合法生产泡沫压延人造革的基本过程是：先按与生产普通压延人造革相同的工艺流程制得含发泡剂压延膜与基布的贴合物，再用一辊筒将这一贴合物加热后，在含
85、发泡剂层膜的上面复合一层预先成型好的不含发泡剂的表层膜。复合的这一表层薄膜，既可对其下面的泡沫层起保护作用，又可使泡沫压延人造革具有平整光滑的外观。171l(四)表面处理l为了提高人造革的手感和表面美观与光泽等，经贴合或发泡后的半成品革，还需经过必要的表面处理才能成为最终产品。人造革常见的表面处理操作是轧花、印花和涂饰。1721.3.7.2涂覆法人造革l涂覆法是先将聚氯乙烯塑性溶胶均匀地直接或间接涂覆在基材上，而后对它进行热处理使其成为涂层制品。由于在工艺流程上有宣接和间接两种，故又分为直接涂覆法和间接涂覆法，而在涂覆方法上又有刮刀法和辊涂法之分。173直接涂覆工艺l先在经过预处理的基布上涂一
86、层作为“底胶”的糊料，进入第一烘箱加热预塑化，再在底胶层上涂一层作为“面胶”的糊料，徐面胶后进入第二烘箱加热，使糊料层完全塑化；完成糊料层塑化后的半成品革经压花、冷却和卷取即得成品革。如果需要成型泡沫人造革，应在底胶层上先涂一层含发泡剂的糊料并使其预塑化后，再在可发泡糊料层上涂面胶。174175间接涂覆法：l将糊料用刮涂法或逆辊涂布法涂布到一个循环运转的载体上，经过预热烘箱使糊料涂层达到半胶凝状态后经与基布贴合，再经过主烘箱塑化后将其冷却并从载体上剥离下来得到半成品革；半成品革经轧花(或印花)和表面涂饰即制得间接涂覆法人造革。由于在成型这种人造革的工艺过程中，糊料是先涂到载体上然后才转移到基布
87、上，故又将间接涂覆法称作载体法或转移法。l间接涂覆法成型人造革所用的载体，主要是钢带和离型纸。l用这种间接徐覆法成型人造革，基布可在不受拉伸的情况下与半胶凝的糊料涂层贴合，因此特别适用于伸缩性很大的针织布和抗张强度很低的无纺布作基材；由于人造革表面的平整光滑程度不受基布表面情况的影响，因此用表面很粗糙的基布也能借助这种方法制得表观良好的人造革。1761.3.7.3层合法人造革l层合法是在层合机上将预先制得的聚氯乙烯薄膜与基材贴合得人造革的方法。根据薄膜制造方法不同，有压延层合法和挤出层合法。层合的方法有两种：一种是先把粘合剂涂在基材上，然后再压贴薄膜；另一种是把薄膜加热后与经过预热的基材接触贴
88、合。1771.3.7.4人造革的表面修饰l为了改善聚氯乙烯人造革的手感、美感和光泽等，塑化完全的涂层制品还需经过表面修饰处理。表面修饰包括轧花、印花、表面修饰等。l一、轧花：将熔融塑化后的塑料通过一对由钢制轧花辊和橡皮辊共同组成的轧花装置，即可在涂层上轧出花纹。l轧花三种：余隙轧花、离型法、热辊轧花l二、印花l三、表面涂饰1781.3.7.5聚氨酯人造革的生产l以聚氨酯树脂溶液为涂料，均匀涂覆在基材上，然后设法除去溶剂，聚氨酯膜层便与基材牢固结合，这样制得的涂层制品即为聚氨酯人造革。l聚氨酯人造革的生产方式有干法和湿法两种。前者的工艺过程与前述涂覆法生产聚氯乙烯人造革相似，树脂溶液的涂层通过烘
89、箱时，溶剂被加热挥发。在湿法-生产中，溶剂通过水洗清除，涂层具有连续的气孔结构，因而透气性和透湿性大为提高，制品性能更加接近天然皮鞋。为了突出湿法聚氨酯革的优点，有人把它称为“合成革”。1791.3.7.6金属制件的塑料涂覆l金属零部件的表面涂覆一层塑料后，在一定的程度上既可保持金属原有特点，又可使其具有塑料的某些特性。在金属表面涂覆塑料的方法很多，常用的有火焰喷涂、热熔喷涂、流化喷涂、悬浮液涂覆和静电喷涂等。可用于涂覆的塑料品种很多，常用的有聚氯乙烯、聚乙烯和尼龙等。涂覆用的塑料都是粉状的，细度在80-120目之间。l为了提高涂层与金属部件之间的粘结力，涂覆前需要对金属进行表面处理，处理的方
90、法有喷砂、化学处理以及其它的机械方法处理。通常使用效果较好的是喷砂处理，因喷砂处理后金属表面粗糙，提高了粘结力。经过处理后的金属表面应无尘、干燥、无锈迹及油脂等。l工件涂覆好后应趁热放入冷水中骤冷至水温时取出。这样可降低塑料涂层的结晶度，提高含水量，从而使涂层韧性好、表面光亮、粘结力强，而且可以减少内应力，避免涂层脱落。一般情况下，塑料涂层与各种金属粘结的牢固程度，按钢、铸钢、铸铁和有色金属这样的顺序依次减弱。为了减少由于塑料在冷却时收缩比金属大而引起涂层在边缘处开裂，通常将工件边缘做成圆角，其半径以5毫米左右为好。180l(一)火焰喷涂将粉状或糊状塑料通过喷枪发射的火焰变为熔融或半熔融状态，
91、并随火焰的气流喷射到金属表面而结成塑料涂层的方法称为火焰喷涂。l（二）热熔喷涂l在已经预热好的工件上用喷枪喷上塑料粉末，借工件的热景使塑料熔融，冷却后在工件上涂覆上塑料涂层的方法称为热熔喷涂法。l(三)流化喷涂流化喷涂又称沸腾喷涂，其工作原理是将粉状塑料置于一个内部装有一块只让空气通过而粉末不能通过的多孔隔板的流化床(或称沸腾床)。当压缩空气由流化床底部进入时就能将粉末吹起并悬浮于多孔隔板的上部空间处于“沸腾”状态。这时将预热过的工件浸入其中，塑料粉末就会因受热熔化而附着在工件表面形成涂层，取出后加热处理2-5分钟得到涂层制品。l(四)悬浮液涂覆先将要涂覆的塑料如三氟氯乙烯、氯化聚醚、聚乙烯等
92、配制成悬浮液，用适当的方法涂覆在工件上，然后加热塑化形成粘结牢固的塑料涂层。l(五)静电喷涂静电喷涂是利用高压静电发生器所形成的静电场，将被喷涂的金属工件作为高压正极，塑料粉末经传送系统输入喷枪由作为高压负极的喷口喷出，喷出的塑料粉末带负电，在静电场作用下向工件飞去，在工件表面沉积成均匀的粉末层，再经加热塑化、冷却而得到均匀的塑料涂层。181思考题l、人造革压延法生产有何优点及不足？l、简述直接涂覆法生产人造革的工序。l、简述间接涂覆的工艺过程。l、聚氨酯人造革比聚氯乙烯人造革有何优点？1821.3.8泡沫塑料成型183l泡沫塑料是整体内含有无数微孔的塑料，它是以塑料构成连续相并以气体作为分散
93、相的两相体系。采用不同的树脂和发泡方法，可制得性能各异的泡沫塑料。泡沫塑料由于气相的存在，因而具有密度低、隔热保温、吸音、防震等优点。大部分热塑性和热固性塑料都能制成泡沫塑料。目前工业广泛应用的是聚乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯等做基材的热塑性树脂泡沫塑料，热固性树脂泡沫塑料亦有一定产量，但柔软性差，主要用作要求强度较高和阻燃性好的泡沫塑料制品。184l泡沫塑料有多种分类方法。泡沫塑料按其密度可分为：低发泡、中发泡和高发泡的泡沫塑料。密度小于0.1gcm3的称为高发泡泡沫塑料，密度在0.l0.4g/cm3之间称为中发泡泡沫塑料，密度大于0.4g/cm3的称为低发泡泡沫塑料。l泡沫塑料按其结构不同又可分
94、为开孔型泡沫塑料和闭孔型泡沫塑料。泡沫塑料内各个气孔是相互连通的称为开孔型泡沫塑料同，如果泡沫是互相分隔的，则称为闭孔型泡沫塑料。l泡沫塑料按其硬度不同又可分为软质泡沫塑料、半硬质泡沫塑料和硬质泡沫塑料。如按弹性模量为标准，在23和5相对湿度时，弹性模量高于686MPa称为硬质泡沫塑料，弹性模量在68.6686MPa之间称为半硬质泡沫塑料。弹性模量小于68.6MPa的称为软质泡沫塑料。l此外，还有结构泡沫塑料和组合性泡沫塑料之称，前者具有不发泡或少发泡的皮层和发泡的芯层，后者则是把微小的中空玻璃、陶瓷微球加入已含固化剂的树脂中，然后固化成型制得。185发泡方法和发泡原理l(一一)物理发泡法物理
95、发泡法l是指利用物理原理发泡的方法，包括以下三种：是指利用物理原理发泡的方法，包括以下三种：l在加压下把惰性气体压入熔融聚合物或糊状复合物中，在加压下把惰性气体压入熔融聚合物或糊状复合物中，然后降低压力，升高温度，使溶解的气体释放膨胀而发泡。然后降低压力，升高温度，使溶解的气体释放膨胀而发泡。目前聚氯乙烯和聚乙烯泡沫塑科等有用这种方法生产的。优目前聚氯乙烯和聚乙烯泡沫塑科等有用这种方法生产的。优点是气体在发泡后不会留下残渣，不影响泡沫塑料的性能和点是气体在发泡后不会留下残渣，不影响泡沫塑料的性能和使用。缺点是需要高的压力和比较复杂的高压设备。使用。缺点是需要高的压力和比较复杂的高压设备。l利用
96、低沸点液体蒸发气化而发泡。把低沸点液体压入聚利用低沸点液体蒸发气化而发泡。把低沸点液体压入聚合物中或在一定的压力、温度下，使液体溶入聚合物颗粒中，合物中或在一定的压力、温度下，使液体溶入聚合物颗粒中，然后将聚合物加热软化，液体也随之蒸发气化而发泡，此法然后将聚合物加热软化，液体也随之蒸发气化而发泡，此法又称为又称为可发性珠粒法。可发性珠粒法。目前采用该法生产的有聚苯乙烯泡沫目前采用该法生产的有聚苯乙烯泡沫塑料和交联聚乙烯泡沫塑料。作发泡剂用的低沸点液体有：塑料和交联聚乙烯泡沫塑料。作发泡剂用的低沸点液体有：脂肪族烃类脂肪族烃类(丁烷、戊烷等丁烷、戊烷等)。含氯脂肪族烃类。含氯脂肪族烃类(如二氯
97、甲烷如二氯甲烷)和含氟脂肪族烃类和含氟脂肪族烃类(如如F11，F12，F114等等)。此外，脂。此外，脂环烃类、芳香烃类、醇类、醚类、酮类和醛类等也可使用。环烃类、芳香烃类、醇类、醚类、酮类和醛类等也可使用。常用低沸点液体发泡剂的。常用低沸点液体发泡剂的。l在塑料中加入中空微球后经固化而制成泡沫塑料。此种在塑料中加入中空微球后经固化而制成泡沫塑料。此种泡沫塑料称为组合泡沫塑料。泡沫塑料称为组合泡沫塑料。186发泡方法和发泡原理l（二）化学发泡法（二）化学发泡法l发泡气体是由混合原料中的某些组分在成型过程中发生的化学作用而产生的。发泡气体是由混合原料中的某些组分在成型过程中发生的化学作用而产生的
98、。包括以下两种。包括以下两种。l（)发泡气体是由加入的热分解型发泡剂受热分解而产生的，这种发泡剂称发泡气体是由加入的热分解型发泡剂受热分解而产生的，这种发泡剂称为化学发泡剂。常见的有碳酸氯钠、碳酸铵、偶氮二甲酰胺为化学发泡剂。常见的有碳酸氯钠、碳酸铵、偶氮二甲酰胺(俗称俗称A发泡刑发泡刑)、偶组二异丁腊和偶组二异丁腊和N，N二甲基二甲基N，N二亚硝基对苯二甲酰胺等。化学发泡剂二亚硝基对苯二甲酰胺等。化学发泡剂的分解温度和发气量，决定其在某一塑料中的应用。理想的分解型发泡剂应具的分解温度和发气量，决定其在某一塑料中的应用。理想的分解型发泡剂应具有以下性能：有以下性能：发泡剂分解温度范围应比较狭窄
99、稳定；发泡剂分解温度范围应比较狭窄稳定；l释放气体的速率必须能控制并且应合理地快速释放气体的速率必须能控制并且应合理地快速l放出的气体应无毒、无腐蚀性和具有难燃性放出的气体应无毒、无腐蚀性和具有难燃性l发泡剂分解时不应大量放热发泡剂分解时不应大量放热l发泡剂在树脂中具有良好的分散性发泡剂在树脂中具有良好的分散性l价廉，在运输和贮藏中稳定价廉，在运输和贮藏中稳定l发泡剂及其分解残余物应无色、对发泡聚合物的物理和化学性能无影响发泡剂及其分解残余物应无色、对发泡聚合物的物理和化学性能无影响l发泡剂分解时的发气量应较大。发泡剂分解时的发气量应较大。l（）发泡组分间相互作用产生气体的化学发泡法。此法是利
100、用发泡体系中（）发泡组分间相互作用产生气体的化学发泡法。此法是利用发泡体系中的两个或多个组分之间发生化学反应，生成惰性气体的两个或多个组分之间发生化学反应，生成惰性气体(如二氧化碳或氮气如二氧化碳或氮气)而使而使聚合物膨胀发泡。发泡过程中为控制聚合反应和发泡反应平衡进行，保证制品聚合物膨胀发泡。发泡过程中为控制聚合反应和发泡反应平衡进行，保证制品有较好的质量，尚需加入少量催化剂和泡沫稳定列有较好的质量，尚需加入少量催化剂和泡沫稳定列(或称表面活性剂或称表面活性剂)。聚氨酯。聚氨酯泡沫塑料常用此法生产。泡沫塑料常用此法生产。187发泡方法和发泡原理l(三三)机械发泡法机械发泡法l此法是采用强烈地
101、机械搅拌使空气卷入此法是采用强烈地机械搅拌使空气卷入树脂乳液、悬浮液或溶液中成为均匀的泡树脂乳液、悬浮液或溶液中成为均匀的泡沫体，然后再经过物理或化学变化使之胶沫体，然后再经过物理或化学变化使之胶凝，固化成为泡沫塑科。为缩短时间可通凝，固化成为泡沫塑科。为缩短时间可通入空气和加入乳化剂或表面活性剂。常用入空气和加入乳化剂或表面活性剂。常用该法生产的有聚甲醒、聚乙烯醇缩甲醛、该法生产的有聚甲醒、聚乙烯醇缩甲醛、聚醋酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等泡沫塑料。聚醋酸乙烯、聚氯乙烯溶胶等泡沫塑料。188聚苯乙烯泡沫塑料l聚苯乙烯泡沫塑料的成型方法很多，主要有模压法、可发性珠粒法和挤出发泡法。模压法是采用乳液法聚
102、苯乙烯和热分解型发泡刑制得，是早期使用的方法，现在用的很少。目前大且使用的是可发性珠粒法和挤出发泡法。189PVC泡沫塑料l聚氯乙烯泡沫塑料按其配方和成型方法不同可制成为软质和硬质两种。软质泡沫塑料在配制时加入较多的增塑剂，成型后具有一定的柔软性。而硬质聚氯乙烯泡沫塑料在配制时加入溶剂将树脂溶解，成型过程中溶剂受热挥发而成为质地坚硬的泡沫制品。190PE泡沫塑料聚乙烯泡沫塑料具有密度低、耐低温及抗化学性能优良等优点并具有一定的力学强度，可用作日用品、精密仪器的包装材料，保温材料和水上漂浮材料等。高发泡聚乙烯广泛用于建筑装饰，近年来聚乙烯泡沫塑料的用途日渐扩大，发展速度较快。一、交联聚乙烯泡沫塑
103、料成型原理聚乙烯是结晶聚合物，在结晶熔融温度以下几乎不流动，而在熔融温度以上其熔融粘度急剧下降，发泡过程中产生的气体很难包住。此外，聚乙烯从熔融态转变为结晶态要放出大量的结晶热，而熔融聚乙烯的比热较大，因此从熔融状态转变到固体状态的时间比较长，加上聚乙烯的透气率较高，这样既使得发泡气体易于逃逸，适于发泡的温度范围较窄，因此聚乙烯泡沫塑料的研制工作较晚除挤出发泡制得无交联的高倍率发泡材料外，欲制得更高发泡倍效的泡沫塑料，必须在聚乙烯分子间进行交联，将熔融物料的粘性和弹性调节在一定范围内，使的物理力学性能显著提高。通常采用的交联方法有化学交联和辐射交联。191聚氨酯泡沫塑料l聚氨酯泡沫塑料是以多元
104、异氰酸酯和多元醇为主要原料，加入催化剂、发泡剂和表面活性剂等，在充分混合下反应形成的轻质发泡材料。发泡气体有时也可以是由异氰酸酯和水反应生成的二氧化碳。聚氨酯泡沫塑料具有整体密度小，比强度高，导热系数低以及耐油、耐寒、防震和隔音性能好等优点，并且加工简单，容易制得。在日常生活和国民经济各部门中得到广泛应用，其产量在各种泡沫塑料中名列前茅。l聚氨酯泡沫照料按其生产原料不同可分为聚醚型和聚酯型；按制品的性能不同又可分为软质、半硬质和硬质泡沫塑料；按生产方法还可分为一步法和两步法(包括预聚法和半预聚法)。两步法是早期使用的生产方法，其中预聚法目前使用较少，广泛使用的是步法和半预聚法。192l、泡沫塑
105、料有哪几种发泡方法、简单叙述这些发泡方法。l、简述可发性聚苯乙烯珠粒泡沫塑料的生产工艺。l、为什么聚乙烯泡沫塑料中不易生产高发泡倍率的制品、一般通过什么方法来生产高发泡倍率制品？ll、简述模压法聚氯乙烯泡沫塑料的生产工艺。ll、简述聚氨酯泡沫塑料的生产工艺。1931.3.8塑料的二次加工在一定的条件下，将塑料片、膜、管、板、棒及模制品等型材或坯件通过再次加工成制品的方法，称为塑料的二次加工。二次加工有机械加工、焊接、粘接、印刷、热转印、金属化及塑料的复合和薄膜再制品的加工等。1941.3.8.1机械加工l借用切削金属和木材等的机械加工方法对塑料进行加工称为塑料的机械加工。当要求制品的尺寸精度高
106、、数量少时，采用机械加工的方法最为相宜。另外，机械加工还常作为多种成型的辅助方法，如锯切层压成型板及挤出成型的管、棒、异型材等。塑料的机械加工有车削、铣削、钻孔、铰孔、钻孔、攻丝、车螺牙、锯切、剪切、冲切、冲孔等。1951.3.8.2修饰l一、锉削：用作塑料制品和片材修平，去除毛边，废边，修改尺寸等。l二、转鼓滚光：将制品与菱形木块与模料等放入六角转鼓内，靠转动圆角，去除废边和铸口残根，减少尺寸以及磋光表面等。l三、磨削：用砂轮或砂带去除模塑制品废边或铸口残根，也常用为磨平表面、磨出斜角或圆角、修改尺寸和糙化表面等。l四、抛光：用表面附有磨蚀料或光膏的旋转布轮对塑料制品表面进行处理的作业。19
107、6l五、溶浸增亮和透明涂层：将热塑性塑料制品在一种可溶的有机溶剂中浸约一分钟，再在一种不溶的液体内浸少许时间以去除其表面上附着的溶剂，则制品表面上的细小不规则物，如机械加工的刀痕等，就能借此除去。这咱处理方法为溶浸增亮。如果将树脂溶液直接喷涂于制品的表面，就成为透明涂层。l六、彩饰：对塑料制品表面添加彩色花纹或图案的一种作业。目的是使塑料增添美观或便于区别。彩饰的方法有：热压印、绢印、照相凹板印刷、橡胶凸板印刷、转印、填漆、漆花。l七、涂盖金属：以金属被覆塑料制品表面的方法都为涂盖金属。目的是：装饰、消除塑料某些不需要的性能、组成一种兼具塑料和金属某些性能的复合材料、利用废塑料。l八、植绒：在
108、涂有粘合剂的塑料表面上散布作为绒毛的短纤维后，经干燥或固化使绒毛整齐地固定在制品表面的作业。1971.3.8.3装配l一、粘合：通过粘合剂使塑料与塑料或其它材料彼此连结的作业。粘合可使简单部件成为复杂完整的大件。l二、焊接：加热熔化使塑料部件间接合的作业。l三、机械连接：借机械力塑料部件之间或与其它材料的部件连接的方法都称为机械连接。198思考题l1、塑料的二次加工包含哪些内容？1991.4橡胶的加工l橡胶的加工是指生胶及其配合剂经过一系列化学与物理作用制成橡胶制品的过程，主要包括生胶的塑炼、塑炼胶与配合剂的混炼、成型、硫化等几个工序。2001.4.1塑炼l塑炼是使生胶由弹性状态转变为可塑状态
109、的工艺过程。l塑炼的目的：生胶具有很高的弹性，不便于加工成型。经塑炼后可获得适宜的可塑性和流动性，有利于后工序的进行。如混炼时配合剂易于均匀分散，压延时胶料易于渗入纤维织物等。l塑炼的机理：生胶塑炼获得可塑性的原因是橡胶大分子链断裂，平均分子量降低之故。在塑炼过程中导致大分子链断裂的因素是机械破坏作用和热氧化降解作用。l塑炼方法：机械塑炼法和化学塑炼法。机械塑炼法主要是通过炼胶机的机械作用使大分子链断裂，提高橡胶的可塑性。化学炼胶法是借助某些塑解剂的作用，引发并促进大分子链断裂。2011.4.2混炼l将各种配合剂混入生胶中制成质量均匀的混炼胶的过程。l混炼的目的：得到符合性能要求的混炼胶。对混
110、炼胶的质量要求是能使最终产品具有良好的物理机械性能，并具有良好的工艺性能。为此必须使各种配合剂完全均匀地分散于生胶中，同时使胶料具有一定的可塑度，以保证后加工操作顺利进行。l混炼方法：混炼机（开放式炼胶机、密闭式炼胶机、螺杆传递式混炼机）2021.4.3压延和压出l混炼胶通过压延和压出等工艺，可以制成一定形状的半成品。l压延：压延是使物料受到延展的工艺过程。橡胶的压延是指通过压延机辊筒对胶料进行延展变薄的作用，制备出具有一定厚度和宽度的胶片或织物涂胶层的工艺过程，主要用于胶料的压片、压型、贴胶、檫胶和贴合等作业。l压片：是把混炼胶制成具有规定厚度和宽度和光滑表面的胶片。l压型是将胶料制成表面有
111、花纹并具有一定断面形状的带状胶片，主要用于制造胶鞋大底、轮胎胎面等。l贴合是通过压延机使两层薄胶片合成一层胶片的作业。用于制造较厚而要求较高的胶片。203l在纺织物上的压延分贴胶和擦胶两种。利用压延机辊筒的压力使胶片和织物贴合成为挂胶织物称为贴胶。贴胶时两辊转速相等。而擦胶则是利用压延机辊筒转速不同，把胶料擦入织物线缝和捻纹中。在三辊压延机中，中辊转速大于上下辊。l压出：压出工艺是胶料在压出机料筒和螺杆间的挤压作用下，连续通过一定形状的口模，制成各种复杂断面形状半成品的工艺过程。用压出工艺可以制造轮胎胎面胶条、内胎胎筒、纯胶管、各种形状的门窗胶条。2041.4.4成型l成型工艺是把构成制品的各
112、部件，通过粘贴、压合等方法组合成具有一定形状的整体过程。2051.4.5硫化l硫化是胶料在一定条件下，橡胶大分子由线型结构转变为网状结构的交联过程，其目的是改善胶料的物理机械性能和其它性能。l硫化对橡胶性能的影响：在一定的硫化时间内，橡胶的拉伸强度、定伸强度、弹性等性能逐渐提高，伸长率、永久变形减少。橡胶的耐热性、耐磨性、抗溶剂性等都有所改善。l硫化过程的四个阶段：硫化起步阶段、欠硫阶段、正硫阶段和过硫阶段。206la硫化起步阶段(又称焦烧期或硫化诱导期）l硫化起步的意思是指硫化时胶料开始变硬而后不能进行热塑性流动那一点的时间硫化起步阶段即指此点以前的硫化时间。在这一阶段内交联尚未开始，胶料在
113、模型内有良好的流动性。lb欠流阶段(又称预硫阶段)硫化起步与正硫化之间的阶段称为欠硫阶段。在此阶段，由于交联度低，橡胶制品应具备的性能大多还不明显。尤其是此阶段初期，胶料的交联度很低，其性能变化甚微，制品没有实用意义。但是到了此阶段的后期，制品轻微欠硫的，尽管制品的拉伸强度、弹性、伸长率等尚未达到顶想水平，但其抗撕裂性、耐磨性和抗动态裂口性等则优于正硫化胶料。因此，如果着重要求后几种性能时，制品可以轻微欠硫。207lc正硫阶段在多数情况下，制品在硫化时都必须使之达到适当的交联度。达到适当交联度的阶段叫正硫化阶段，即正硫阶段。在此阶段，硫化胶的各项物理机械性能并非在同一时间都达到最高值，而是分别
114、达到或接近最佳值，其综合性能最好。此阶段的温度和时间称为正硫化温度和正硫化时间。ld过硫阶段正硫化阶段之后，继续硫化便进人过硫阶段。这一阶段的前期属于硫化平坦期的一部分。在平坦期中，硫化胶的各项物理机械性能基本上保持稳定。当过平坦期之后，天然橡胶和丁基橡胶由于断链多于交联出现硫化返原现象而变软；合成橡胶则因交联继续占优势和环化结构的增多而变硬，且伸长率也随之降低，橡胶性能受到损害。2081.5纤维成型加工方法l纤维成型过程包括纺丝液的制备、纺丝及初生纤维的后加工等过程。一般是先将成纤高聚物溶解或熔融成粘稠的液体(称纺丝液)然后将这种液体用纺丝泵连续、定量而均匀地从喷丝头小孔压出，形成的粘液细流
115、经凝固或冷凝而成纤维；最后根据不同的要求进行后加工。l纺丝成型的方法很多，目前工业上常用的纺丝方法主要是熔融纺丝法和溶液纺丝法。此外还有一些改进的新方法。本节主要介绍化学纤维的纺丝及初生纤维的后加工。2091.5.1化学纤维的纺丝l(1)熔融纺丝法l将高聚物加热熔融制成熔体，并经喷丝头喷成细流，在空气或水中冷却而凝固成纤维的方法称熔融纺丝法。l熔融纺丝法用于工业生产有两种实施方法：一种是直接用聚合所得到的高聚物熔体进行纺丝，这种方法称为直接纺丝法；另一种是将聚合得到的高聚物熔体经铸带、切粒等工序制成“切片”，然后在纺丝机上将切片重新熔融成熔体并进行纺丝，这种方法称为切片纺丝法。210211l(
116、2)溶液纺丝法l将高聚物溶解于溶剂中以制得粘稠的纺丝液，由喷丝头喷成细流，通过凝固介质使之凝固而形成纤维，这种方法称为溶液纺丝法。根据凝固介质的不同又可分为两种。l湿法纺丝凝固介质为液体，故称湿法纺丝。它是使从喷丝头小孔中压出的粘液细流在液体中通过，这时细流中的成纤高聚物便被凝固成细丝。212l湿法纺丝时，由于纺丝洒中的溶剂需向凝固浴扩散而脱除，而凝固浴中的凝固剂则又借渗透作用方能进入粘液细流，因此它的凝固过程远比熔融纺丝法慢。所以湿法纺丝速度较低，每分钟出丝几米至几十米，而熔融纺丝法可达每分钟几百米，其至几十米。为了弥补这一缺点，常采用多孔的喷丝头。目前生产上所用的喷丝头的孔数最多10万孔以
117、上，宜用于生产短纤维。213l干法纺丝凝固介质为干态的气相介质。从喷丝头小孔中压出的粘液细流，被引入通有热空气流的通道中，热空气特使粘液细流中的溶剂快速挥发，挥发出来的溶剂蒸气被热空气流带走，而粘洒细流脱去溶剂后很快转变成细丝。214l在干法纺丝过程中，纺丝液与凝固介质(空气)之间只有传热和传质过程、不发生任何化学反应。纺丝速度主要取决于溶剂挥发的速度。因此在配制纺丝液时，要求使用较易挥发的溶剂。同时，纺丝液的浓度尽可能高。目前生产中，干法纺丝速度一般为200500mmin，高于湿法纺丝，而低于熔融纺丝法。干法纺丝主要用于生产某些化学纤维长丝。l(3)其他纺丝方法l合成纤维的主要纺丝方法除熔融
118、纺丝、溶液纺丝等常规纺丝法外，随着航空、空间技术、国防等工业的发展，对合成纤维的性能提出了新的要求，合成了许多新的成纤高聚物，它们往往不能用常规纺丝方法进行加工。因此出现了一系列新的纺丝方法，如干湿纺丝法、液晶纺丝、冻胶纺丝、相分离法纺丝、乳液或悬浮液纺丝、反应纺丝法等等。215l干湿法纺丝是将干法与湿法结合起来的纺丝方法。纺丝溶液从喷丝头压出后，先经过一段空间，然后进人凝固浴。此法的优点是喷丝孔压出的纺丝液细流先通过空气浴、能提高吸丝头的拉伸作用，因而纺丝速度一般比湿法纺丝高510倍。l液晶纺丝系采用具有液晶状态的溶液进行纺丝的方法。刚性镕高聚物如芳香族聚酰肪等可形成液晶溶液，具钉特殊的流变
119、性能，当浓度高于临界浓度时，在一定范围内共粘度急剧减小，同时浓度高的溶液在低剪切速度下就出现切力变稀区。所以，可利用液晶溶液高浓度下的低粘度和低剪切应力下的高取向度的特点进行液晶纺丝。采用高浓度的纺丝液在低剪切速率下，即可制得高取向度加高强度的合成纤维。例如用液晶纺丝得到的聚对苯二甲l酰对苯二胺纤维，其拉伸强度比常规纺丝高2倍。216l冻胶纺丝法是将高聚物高浓度的溶液或塑化的冻胶(高聚物浓度一般不低于5一55)从喷丝头压出而进入气体介质中冷却，并伴随溶剂挥发而使高聚物固化的方法。冻胶纺丝法适用于熔点高于分解温度的某些成纤高聚物的纺丝。其优点是纺丝液浓度高、固化速率快，纺丝速率可高达2000mm
120、in。l相分离纺丝法此法与冻胶纺丝法相似。采用一种高温下能溶解高聚物，而冷却时能结晶析出的溶剂制成纺丝液。在高温下经喷丝头压出的纺丝细流，在气体介质中冷却，溶剂结晶、固化丝在后处理时须经萃取以除去溶剂c相分离纺丝法的优点是纺丝速度高，并且能纺制特别细的纤维以及含有高达80填充物的纤维。217l乳液或悬浮液纺丝法是把成纤高聚物分散于分散介质中形成乳液或悬浮液以进行纺丝的方法。此法适用于某些熔点高于分解温度且没有合适溶剂的成纤高聚物的纺丝。例如我国生产的聚四氟乙烯纤维即采用乳液法纺丝。l反应纺丝法系指由单体形成高聚物的过程与成纤过程合二为一的纺丝方法。例如聚氨酯弹性纤维氨纶的制造即采用此法。将预聚
121、物通过喷丝头压入含有硬化剂的浴液中而形成纤维、预聚物分子链上的异氰酸酪基与浴液中的水和二元胺反应，形成部分交联的长链高聚物。2181.5.2化学纤维的后加工l用上述方法纺制出的纤维，强度很低，手感粗硬，甚至发脆，不能直接用于纺织加工制成织物必须经过一系列后加工工序，才能得到结构稳定、性能优良、可以进行纺织加工的纤维。另外，目前化学纤维还大量用于与天然纤维混纺，因此在后加工过程中有时需将连续不断的丝条切断，而得到与棉花、羊毛等天然纤维相似的、具有一定长度和卷曲度的纤维，以适应纺织加工的要求。l后加工的具体过程，根据所纺纤维的品种和纺织加工的具体要求而有所不同。但基本可分为短纤维与长纤维两大类。另
122、外，通过某些特殊的后加工还可得到具有特殊性能的纤维，如弹力丝、膨体纱等。219l(1)短纤维的后加工l通常在一条相当长的流水作业线上完成，它包括集束、牵伸、水洗、上油、干燥、热定形、卷曲、切断、打包等一系列工序。根据纤维品种的不同，后加工工序的内容和顺序可能有所不同。l集束工序是将纺制山的若下丝束合并成一定粗细的大股丝束，然后导入拉伸机进行拉伸。拉伸是使大分子沿纤维袖向取向排列，以提高纤维的强度。一般拉伸410倍。l热定型是为了进一步调整已经牵伸纤维的内部结构，消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性，降低纤维的油水收缩率以改善纤维的使用性能。220l上油是使纤维表面覆上一层油膜赋予纤维平滑柔软
123、的手感，改善纤维的抗静电性能。上油后可降低纤维与纤维之间及纤维与金属之间的摩擦，使加工过程顺利进行。l为了使化学纤维具有与天然纤维相似的皱褶表面，增加短纤维与棉、羊毛混纺时的抱合力，拉伸后的丝束一般都加以卷曲。采用热空气、蒸汽、热水、化学药品或机械方法都能使纤维进行卷曲。l根据纺织加工的需要，将纤维切割成规定长度的短段，从而得到长度与混纺的各种天然纤维相类似的短纤维。l经过上述各后加工工序之后，短纤维即可打成大包，作为成品。221l(2)长丝后加工l长丝的后加工过程也括拉伸加捻、复捻、热定型、绕丝、分级、包装等工序。l加捻是长丝后加工的特有工序。加捻的目的是增加单根纤维间的抱合力，避免在纺织加
124、工时发生断头或紊乱现象，同时提高纤维的断裂强度。纤维的抵度以每米长度的捻回数表示。通常经拉伸加捻后得到的捻度为10一40捻m。需要更高捻度，则再进行复捻。l长丝后加工中拉伸和热定型的目的与短纤维后加工基本相同。l绕丝是在绕丝机上将丝简退绕至锥形纸管，形成双斜西宝塔形式，以便运输和纺织加工。绕丝后的宝塔筒子经分级检验即可包装。l以上为长丝后加工的一般过程，根据纤维品种不同，其后加工内容也可能有所不同。如纺制粘胶纤维长丝时，纤维已经受了足够的拉伸，并在卷取时已获得了一定的捻度，因此粘胶纤维后加工可省去拉伸和加捻工序。222l(3)弹力丝的加工l热塑性合成纤维长丝(主要是涤纶和锦纶)经过特殊的变形热
125、处理，便可制得富有弹性的弹力丝。弹力丝在长度上的伸缩性可达原丝的数倍，而在蓬松性方而则可相当于原纤维的数十倍；l弹力丝的加工方法有多种有假捻法、填塞箱法、空气喷射法等。其中以假捻法应用最为广泛，目前世界上约有80的弹力丝是用该法生产的。l假捻法生产弹力丝的原理是利用合成纤维的热塑性。在加捻器以上纤维在高捻度情况下在定型器中进行热定型、以消除内应力，固定加捻变形。纤维移至加捻器下方时即退捻至零，但纤维仍保留已定型的卷曲状态，因而形成了蓬松柔软并富有弹性的弹力丝。223l(4)膨体纱的加工l膨体纱是以腈纶为主利用其热塑性制得的具有膨松性的纱线。制法是将经过一般短纤维后加工的腈纶纱束(不经切断)在牵
126、切机上进行热拉伸，然后取其中50一60丝束在一定温度下进行松弛热定型，经处理后其收缩性减小。这样就得到了具有高收缩性和低收缩性的两种不同的纤维，将两种纤维进行混纺，再将纺出来的纱线在一定温度下进行热处理，这时，高收缩性纤维收缩成芯子，而低收缩性的则浮征表面。这样就得到了蓬松柔软、保暖性好的膨体纱。224l作业：l1、概述挤出成型过程。l2、何为注射成型周期?影响制品质量的因素有哪些？l3、概述挤拉吹工艺流程及其优点。l4、模压成型中顶压和预热的作用是什么，l5、适合于层压成型的树脂及基材主要有哪些?为什么在压制过程分阶段控温?l6、简述橡胶的成型加工。l7、合成纤维的纺丝方法主要有哪几种，每种方法对成纤聚合物的适应性如何?225
