《第三章-高分子材料的生产方法要点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三章-高分子材料的生产方法要点（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高分子材料加工原理高分子材料加工原理 王煦漫王煦漫第一章第一章 绪论绪论 第二节第二节 高分子材料的生产方法高分子材料的生产方法一、一、 化学纤维化学纤维二、二、 塑料塑料三、三、 橡胶橡胶四、四、 胶粘剂胶粘剂( (自学）自学）五、五、 涂料涂料( (自学）自学） 一、一、 化学纤维化学纤维化学纤维制造的三个阶段：化学纤维制造的三个阶段：(1)(1)基础阶段：包括原料制备和纺前准备基础阶段：包括原料制备和纺前准备 原料制备原料制备：高分子化合物的合成：高分子化合物的合成( (聚合聚合) )或或 天然高分子比合物的化学、物理处理和机械天然高分子比合物的化学、物理处理和机械 加工。加工。 纺前准
2、备纺前准备：纺丝熔体或纺丝溶液的制备。：纺丝熔体或纺丝溶液的制备。(2)(2)成型阶段成型阶段：纤维的成型。：纤维的成型。(3)(3)后成型阶段后成型阶段：纤维的后加工。：纤维的后加工。（一）原料制备（一）原料制备1 1、成纤聚合物的基本性质、成纤聚合物的基本性质对成纤聚合物的一般要求：对成纤聚合物的一般要求： 线型的大分子，支链少，没有庞大侧基；线型的大分子，支链少，没有庞大侧基；大分子之间有适当的相互作用力，较高的平均大分子之间有适当的相互作用力，较高的平均分子量和较窄的分子量分布；聚合物应具有一分子量和较窄的分子量分布；聚合物应具有一定的热稳定性。定的热稳定性。2 2、原料制备、原料制备
3、 高分子化合物的合成，天然高分子化合物高分子化合物的合成，天然高分子化合物的化学、物理处理和机械加工。的化学、物理处理和机械加工。（二）纺丝流体的制备（纺前准备）（二）纺丝流体的制备（纺前准备）1 1、纺丝熔体的制备、纺丝熔体的制备两种实施方法：直接纺丝；切片纺丝。两种实施方法：直接纺丝；切片纺丝。2 2、纺丝溶液的制备、纺丝溶液的制备 两种实施方法：一步法；二步法。两种实施方法：一步法；二步法。用于制备纺丝溶液的溶剂必须满足下列要求：用于制备纺丝溶液的溶剂必须满足下列要求：(1)(1)在适宜的温度下有良好的溶解性能，并使所得聚合物溶液在适宜的温度下有良好的溶解性能，并使所得聚合物溶液企尽可能
4、高的浓度下有较低的粘度。企尽可能高的浓度下有较低的粘度。(2)(2)沸点不宜太低，也不宜过高。如沸点太低，溶剂挥发性太沸点不宜太低，也不宜过高。如沸点太低，溶剂挥发性太强，会增加溶剂损耗并恶化身动条件；沸点太高，则不宜进强，会增加溶剂损耗并恶化身动条件；沸点太高，则不宜进行干法纺丝，且溶剂回收工艺比较复杂。行干法纺丝，且溶剂回收工艺比较复杂。(3)(3)有足够的热稳定性和化学稳定性，并易于回收。有足够的热稳定性和化学稳定性，并易于回收。(4)(4)应尽量用无毒和无腐蚀性的溶剂。应尽量用无毒和无腐蚀性的溶剂。(5)(5)并不会引起聚合物分解或发生其他化学变化。并不会引起聚合物分解或发生其他化学变
5、化。（三）化学纤维的纺丝成型（三）化学纤维的纺丝成型 将成纤聚合物的熔体或浓溶液，用纺丝泵将成纤聚合物的熔体或浓溶液，用纺丝泵( (或或称计量泵称计量泵) )连续、定量而均匀地从喷丝头连续、定量而均匀地从喷丝头( (或喷丝板或喷丝板) )的毛细孔中挤小，而成为液态细流，再在空气、求成的毛细孔中挤小，而成为液态细流，再在空气、求成持定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程称做纤维的持定的凝固浴中固化成为初生纤维的过程称做纤维的成型或称纺丝成型或称纺丝. . 化学纤维生产过程中的核心工序化学纤维生产过程中的核心工序。 化学纤维的纺丝方法主要有三种：化学纤维的纺丝方法主要有三种：熔体纺丝、熔体纺丝、湿法纺
6、丝和干法纺丝湿法纺丝和干法纺丝。（四）化纤的后加工（四）化纤的后加工 初生纤维结构还不完善，物理机械性能较差，不初生纤维结构还不完善，物理机械性能较差，不能用于纺织。能用于纺织。 后加工主要是后加工主要是拉伸和热定型拉伸和热定型。拉伸拉伸：使纤维的断裂强度提高，断裂伸长率降低，耐：使纤维的断裂强度提高，断裂伸长率降低，耐 磨性和对各种不同形变的疲劳强度提高。磨性和对各种不同形变的疲劳强度提高。热定型热定型：目的是消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸：目的是消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸 稳定性，并且进一步改善其物理机械。稳定性，并且进一步改善其物理机械。 二、二、 塑料塑料 塑料成型塑料成型是将
7、各种形态的塑料是将各种形态的塑料( (粉料、粉料、粒料、溶液或分散体粒料、溶液或分散体) )制成所需形样的制品制成所需形样的制品或坯件的过程。或坯件的过程。塑料产品塑料产品塑料的成型加工的三大工序塑料的成型加工的三大工序1 1、原料的准备与配制、原料的准备与配制2 2、成型成型3 3、制品的后加工、制品的后加工（一）塑料的成型物料及其配制（一）塑料的成型物料及其配制1 1、物料的组成及其作用、物料的组成及其作用l 塑料塑料聚合物聚合物助剂助剂（1 1）聚合物）聚合物 塑料的主要成分塑料的主要成分决定塑料的类型和基本性能决定塑料的类型和基本性能助剂的概念助剂的概念: : 是为使复合物或其制品具有
8、某种特性而加是为使复合物或其制品具有某种特性而加入的一些物质。入的一些物质。助剂的作用助剂的作用: : （1 1）改善制品的使用性能）改善制品的使用性能 （2 2）改善加工性能）改善加工性能 （3 3）降低成本）降低成本（2 2）助剂）助剂 2 2、物料的配制、物料的配制（1 1）原料的准备）原料的准备（2 2）原料的混合）原料的混合（3 3）初混物的塑炼）初混物的塑炼（4 4）塑炼物的粉碎和粒化）塑炼物的粉碎和粒化(1) (1) 原料的准备：原料的准备：物料的预处理、称样和输送物料的预处理、称样和输送预处理预处理: :树脂的过筛和吸磁处理、增塑剂的树脂的过筛和吸磁处理、增塑剂的预热。预热。(
9、2)(2)原料的混合：原料的混合：目的：使物料分散均匀目的：使物料分散均匀加料顺序加料顺序: : 树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、其它助剂。着色剂、其它助剂。混合设备混合设备转鼓式混合机转鼓式混合机螺带式混合机螺带式混合机捏合机捏合机高速混合机高速混合机转鼓式混合机转鼓式混合机螺带式混合机螺带式混合机 捏合机原理捏合机原理（3 3）初混物的塑炼）初混物的塑炼目的：目的： 提高物料的可塑性；提高物料的可塑性； 使各组分分散更均匀；使各组分分散更均匀； 驱除挥发物。驱除挥发物。塑炼机械：塑炼机械： 双辊炼塑机、挤出机、密炼机。双辊炼塑机、挤出机、密炼机。（4 4
10、）塑炼物的粉碎和粒化）塑炼物的粉碎和粒化 粉碎和粒化都是使固体物料在尺寸上得到粉碎和粒化都是使固体物料在尺寸上得到减小；所不同的只是前者所成的颗粒大小不等，减小；所不同的只是前者所成的颗粒大小不等，而后者比较整齐且具有固定形状。而后者比较整齐且具有固定形状。（二）塑料的成型加工（二）塑料的成型加工 1 1、挤出成型、挤出成型 2 2、注射成型、注射成型 3 3、模压成型、模压成型 4 4、压延成型、压延成型 1 1、挤出成型、挤出成型 叫挤塑、挤压模塑。是借助螺杆叫挤塑、挤压模塑。是借助螺杆和柱塞的挤压作用和柱塞的挤压作用, ,使受热熔化的塑料使受热熔化的塑料强行通过模口而成为具有恒定截面的连
11、强行通过模口而成为具有恒定截面的连续制品的成型方法。续制品的成型方法。 如管、板、丝、薄膜、电线电缆等。如管、板、丝、薄膜、电线电缆等。挤出成型产品挤出成型产品塑料挤出成型工艺流程塑料挤出成型工艺流程l挤出工艺流程：挤出工艺流程： 加料加料在螺杆中熔融塑化在螺杆中熔融塑化机头口模挤出机头口模挤出定型定型冷却冷却牵引牵引切割切割2 2、注射成型、注射成型 将塑料加热熔融塑化后，在柱塞或螺将塑料加热熔融塑化后，在柱塞或螺杆加压下，物料通过机简前端的喷嘴快速杆加压下，物料通过机简前端的喷嘴快速注入温度较低的闭合模具内，经过冷却定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。型后，开启模
12、具即得制品。 注射成型产品示例注射成型产品示例注射成型原理注射装置注射装置合模装置合模装置液压传动系统液压传动系统电气控制系统电气控制系统模具模具3 3 模压成型模压成型: 又称压缩模塑，是将粉状、粒状、碎悄状或纤维又称压缩模塑，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。后即得制品。压缩模塑设备压缩模塑设备1.1.压机压机 上动式液压机
13、上动式液压机1 1一柱塞一柱塞2 2一压筒一压筒3 3一液压管线一液压管线4 4固定垫板固定垫板5 5活动垫板活动垫板6 6一绝热层一绝热层7 7一上压板一上压板8 8一拉杆一拉杆9 9一下压板一下压板l0l0机座机座2 2、模具、模具 溢式塑模示意图1一上模板2一组合式阳3一导合钉4一阴模5一气口6一下模板7一推顶杆8一制品9一溢料缝4 4、压延成型、压延成型 压延成型是生产塑料薄膜和片材的主要方法。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，使物料通过一系列相向旋转着的水平辊
14、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。续片状制品的成型方法。 压延制品广泛地用作农业薄膜、工业包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、录音唱片基材以及装薄膜、室内装饰品、地板、录音唱片基材以及热成型片材等。热成型片材等。压延设备压延设备 三、三、 橡胶橡胶 橡胶的加工是指由生胶及其配合剂经过一系橡胶的加工是指由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。列化学与物理作用制成橡胶制品的过程。生胶生胶 橡胶制品橡胶制品 塑炼塑炼混炼混炼成型成型硫化硫化（一）塑炼（一）塑炼 具有弹性
15、的生胶变成具有可塑性的胶料的具有弹性的生胶变成具有可塑性的胶料的工艺过程。工艺过程。 目的：目的： 降低生胶分子量，以提高塑性，流动性，降低生胶分子量，以提高塑性，流动性，便于加工。便于加工。（二）混炼（二）混炼 通过机械作用使生胶与各种配合剂均匀通过机械作用使生胶与各种配合剂均匀 的过程。的过程。 目的目的 为了提高橡胶产品的使用性能，改进橡胶为了提高橡胶产品的使用性能，改进橡胶 工艺性能和降低成本。工艺性能和降低成本。 （三）成型（三）成型1 1、压延：辊筒式压延机、压延：辊筒式压延机2 2、挤出（压出）：挤出机、挤出（压出）：挤出机（四）硫化（四）硫化 硫化是橡胶大分子链发生交联反应的过硫化是橡胶大分子链发生交联反应的过 程。程。 最重要的一个工序，橡胶要发生化学变最重要的一个工序，橡胶要发生化学变 化，由塑性状态转变为弹性状态，获得完善化，由塑性状态转变为弹性状态，获得完善 的物理机械性能相化学性质。的物理机械性能相化学性质。 第四节第四节 胶粘剂胶粘剂 1 1版教材：版教材：63-6763-67 2 2版教材：版教材：465-467465-467 第五节第五节 涂料涂料 1 1版教材：版教材：7272 2 2版教材：版教材：485-486485-486课堂讨论课堂讨论橡胶与塑料的区别？橡胶与塑料的区别？
