聚合物成型加工原理

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1、聚合物成型加工原理聚合物成型加工原理2024/9/51第一章第一章 绪绪 论论F一一. .何谓成型加工？何谓成型加工？F二二. .成型加工的基本任务成型加工的基本任务F三三. .成型加工的基本原理成型加工的基本原理F四四. .成型加工方法的分类成型加工方法的分类F五五. .成型加工生产的基本过程成型加工生产的基本过程F六六. .塑料的特点和应用塑料的特点和应用F七七. .学习成型加工的意义学习成型加工的意义2024/9/52一一. .何谓成型加工？何谓成型加工？定义：定义： 将聚合物（有时加入各种添加剂、助将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）剂或改性材料）转变转变为为制品或实用材料制

2、品或实用材料的的一种一种工程技术工程技术。2024/9/532024/9/542024/9/552024/9/562024/9/572024/9/582024/9/592024/9/510改性粒料改性粒料 2024/9/511汽车防尘罩汽车防尘罩 汽车密封条汽车密封条空气软管空气软管高压阻尼线高压阻尼线挡泥板挡泥板车灯橡胶件车灯橡胶件2024/9/512Tyres and wheels2024/9/513PE是制造雷达的重要材料（绝缘性）是制造雷达的重要材料（绝缘性）2024/9/514Belts2024/9/5152024/9/516Rubber dams2024/9/5172024/9/5

3、18Cables and lines2024/9/519PMMA是现在透光性最好的材料是现在透光性最好的材料2024/9/520二二. .成型加工的基本任务成型加工的基本任务1.1.研究各种成型加工研究各种成型加工方法和技术方法和技术；2.2.研究产品研究产品质量质量与各种与各种因素因素之间的之间的关系关系； 因素包括：因素包括：a.a.聚合物本身的性质；聚合物本身的性质； b.b.各种加工条件参数；各种加工条件参数； c.c.设备和模具的结构尺寸；设备和模具的结构尺寸； d.d.各种添加剂、助剂；各种添加剂、助剂；u3.3.研究提高产量和降低消耗的研究提高产量和降低消耗的途径途径。2024/

4、9/521Process & machine schematics*Schematic of thermoplastic Injection molding machine2024/9/522三三. .成型加工的基本原理成型加工的基本原理1.1.聚合物是如何实现聚合物是如何实现转变转变的？的？ 可塑性可塑性：指物体在外力作用下发生永久形变和流动的性：指物体在外力作用下发生永久形变和流动的性质。质。 总过程：总过程： 方法方法 方法方法 工艺条件工艺条件聚合物聚合物可塑性状态可塑性状态流动与变形成形流动与变形成形硬化定形硬化定形制品制品2024/9/523关键步骤：关键步骤：A.A.如何使聚合物

5、产生流动与变形？如何使聚合物产生流动与变形？ 方法方法: a.: a.加热加热 熔体；熔体； b.b.加溶剂加溶剂 溶液；溶液； c.c.加增塑剂或其它悬浮液。加增塑剂或其它悬浮液。B.B.如何硬化定型？如何硬化定型？ 方法：方法： 热固性：交联反应固化定型。热固性：交联反应固化定型。 热塑性：热塑性：a.a.熔体熔体 冷却冷却 b.b.溶液溶液 加热挥发溶剂加热挥发溶剂 c.c.悬浮体悬浮体 先加热使颗粒熔合，再冷却硬化先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型定型2024/9/5242.2.成型加工过程中聚合物所发生的转变：成型加工过程中聚合物所发生的转变：a.a.形状：满足使用要求而进行，通过流动

6、与变形而实现。形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。b.b.结构：结构： 组成：非纯聚合物组成：非纯聚合物 组成方式：层压材料，增强材料，复合材料组成方式：层压材料，增强材料，复合材料 宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构宏观结构：如多孔泡沫，蜂窝状，复合结构 微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等c.c.性质：性质： 有意识进行有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性 树脂的交联固化树脂的交联固化方法条件不当而进行方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解：温度过高、时间过长而引起的降

7、解2024/9/525四四. .成型加工方法的分类：成型加工方法的分类：1.1.根据形变原理分根据形变原理分6 6类类：a.a.熔体加工：熔体加工：先为熔体再成型。如先为熔体再成型。如 挤出，注塑，压延，模压，橡挤出，注塑，压延，模压，橡胶加工，熔融纺丝等。胶加工，熔融纺丝等。 b.b.类橡胶状聚合物的加工：类橡胶状聚合物的加工：将聚合物转变为高弹态下进行加工。主要制造中空将聚合物转变为高弹态下进行加工。主要制造中空容器或大型制件等。如容器或大型制件等。如 塑料容器，冰箱内胆。塑料容器，冰箱内胆。c.c.聚合物溶液加工：聚合物溶液加工：流涎法薄膜，湿法纺丝等流涎法薄膜，湿法纺丝等 2024/9

8、/526d.d.低分子聚合物和预聚体的加工：低分子聚合物和预聚体的加工：直接利用聚合物单体或预聚体进行成型加工。加工直接利用聚合物单体或预聚体进行成型加工。加工过程即反应过程。如过程即反应过程。如 环氧、丙烯酸酯类，不饱和聚酯，环氧、丙烯酸酯类，不饱和聚酯，制造各种尺寸的整体浇铸制件和增强材料。制造各种尺寸的整体浇铸制件和增强材料。e. e. 聚合物悬浮体加工：聚合物悬浮体加工：将增塑剂、乳化剂加入聚合物中，把聚合物变成悬将增塑剂、乳化剂加入聚合物中，把聚合物变成悬浮体或乳胶，然后成型。（如橡胶胶乳、浮体或乳胶，然后成型。（如橡胶胶乳、PVCPVC糊）糊）f.f.机械加工：机械加工：金属切削加

9、工方法金属切削加工方法2024/9/5272.2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类：根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类：a.a.主要发生主要发生物理物理变化：如变化：如 注射，挤出，压延，热成型，注射，挤出，压延，热成型，流涎薄膜等。流涎薄膜等。b.b.主要发生主要发生化学化学变化：如变化：如 浇铸成型。浇铸成型。c.c.既有物理变化又有化学变化：热固性塑料的加工和橡既有物理变化又有化学变化：热固性塑料的加工和橡胶加工。胶加工。 物理变化物理变化 化学变化化学变化加热流动交联固化2024/9/528五五. .成型加工生产的基本过程成型加工生产的基本过程包括五方面内容：包括五方面内

10、容： 1. 1.材料选择和配方设计：树脂与助剂材料选择和配方设计：树脂与助剂 2. 2.模具设计，制品设计与设备的选择和改造：模具设计，制品设计与设备的选择和改造： 3. 3.成型加工：成型材料预处理，成型，机械加工，成型加工：成型材料预处理，成型，机械加工， 修饰，装配。修饰，装配。 4. 4. 制品性能检验：沿用金属检测方法制品性能检验：沿用金属检测方法 5. 5. 废料回收：流道残留物，边角余料，废品旧料废料回收：流道残留物，边角余料，废品旧料回收回收2024/9/529成型加工完整工序成型加工完整工序： 1.1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，预处理：准备工作：原料筛选，干燥，

11、配制，混合混合 2.2.成型：赋予聚合物一定型样成型：赋予聚合物一定型样 3.3.机械加工：车，削，刨，铣等。机械加工：车，削，刨，铣等。 4.4.修饰：美化制品。修饰：美化制品。 5.5.装配：装配： 粘合，焊接，机械连接等。粘合，焊接，机械连接等。说明说明：a a 并不是所有制品的加工都要完整地完成此并不是所有制品的加工都要完整地完成此5 5个工序个工序 b b 五个次序不能颠倒五个次序不能颠倒2024/9/530六六. .塑料的特点和应用塑料的特点和应用优点优点：a.a.原料价格低廉；原料价格低廉；b.b.加工成本低；加工成本低；c.c.重量轻；重量轻；d.d.耐腐蚀；耐腐蚀；e.e.造

12、型容易；造型容易；f.f.保温性能优良；保温性能优良；g.g.电绝缘性好。电绝缘性好。缺点：缺点：a.a.精度差；精度差；b.b.耐热性差；耐热性差；c.c.易燃烧；易燃烧；d.d.强度差；强度差；e.e.耐溶剂性差；耐溶剂性差；f.f.易老化。易老化。2024/9/531中国塑料行业中国塑料行业20092009上半年度经济运行与市场发上半年度经济运行与市场发展研究报告展研究报告 塑料行业是我国轻工行业的重要组成部分，塑料行业是我国轻工行业的重要组成部分，包括塑料薄膜、板片、塑料管及其附件、泡沫塑料、包括塑料薄膜、板片、塑料管及其附件、泡沫塑料、人造革合成革、包装箱及容器、日用制品等人造革合成

13、革、包装箱及容器、日用制品等十个十个子子行业，塑料制品广泛应用于包装、建筑、农业、家行业，塑料制品广泛应用于包装、建筑、农业、家用电器等领域。目前中国塑料行业年度工业总产值用电器等领域。目前中国塑料行业年度工业总产值已接近已接近万亿元万亿元，其比重占轻工行业总量的，其比重占轻工行业总量的9.85%9.85%，占全国工业总产值占全国工业总产值1.9%1.9%，塑料行业在国民经济中占，塑料行业在国民经济中占有重要地位。有重要地位。2024/9/532国家统计局数据显示，国家统计局数据显示，20092009年年5 5月，全国塑料行业规模以上企业月，全国塑料行业规模以上企业（年主营业务收入（年主营业务

14、收入500500万元人民币及以上全部工业法人企业）共万元人民币及以上全部工业法人企业）共计万家，其中分布在广东、浙江、江苏、山东、上海等东部沿计万家，其中分布在广东、浙江、江苏、山东、上海等东部沿海省市的企业居多，上述海省市的企业居多，上述5 5省市规模以上企业数占全国总数的省市规模以上企业数占全国总数的83.92% 83.92% 2024/9/533全国塑料制品产量月度完成情况全国塑料制品产量月度完成情况 2024/9/5340909年年1 15 5月塑料行业各主要产品累计产量月塑料行业各主要产品累计产量 2024/9/5350909年年1 15 5月塑料行业主要产品产量比重月塑料行业主要产

15、品产量比重 2024/9/536 0909年年1 15 5月塑料制品产量地区分布月塑料制品产量地区分布 2024/9/5370909年年1 14 4月塑料行业主要商品累计出口值所占比重月塑料行业主要商品累计出口值所占比重 2024/9/5382024/9/5392024/9/5402024/9/5412024/9/542 结构材料结构材料： 电视机壳体、冰箱壳体、轴承、机械零件电视机壳体、冰箱壳体、轴承、机械零件 绝缘材料绝缘材料： 电缆、绝缘版、电器零件电缆、绝缘版、电器零件 建筑材料建筑材料： 贴面板、地贴、塑料门窗、上下水管贴面板、地贴、塑料门窗、上下水管 包装材料包装材料： 塑料袋、薄

16、膜、泡沫塑料塑料袋、薄膜、泡沫塑料 日日 用用： 衣架、椅子、盆类、书架、玩具、文具、办公用品、家具衣架、椅子、盆类、书架、玩具、文具、办公用品、家具 运运 输输： 道路交通设施、车辆部件道路交通设施、车辆部件 2024/9/5432024/9/544标标号号部件部件材料材料锦湖日立牌号锦湖日立牌号 特性特性1 1保险杠保险杠PBT/ABSHAB8740B超高冲击，耐低温、超高冲击，耐低温、优良成型性、尺寸稳优良成型性、尺寸稳定、耐化学品、易于定、耐化学品、易于涂装涂装 PC/ABSHAC8265、HAC8250、HAC8240BPC/PBTHCB9230M、HCB9240PP/EPDM+Ta

17、lc/2 2散热格栅散热格栅电镀级、喷涂级ABSABS710、ABS711、ABS765超高耐候、耐热、高超高耐候、耐热、高冲击、高流动、良好冲击、高流动、良好的电镀及喷涂性能、的电镀及喷涂性能、良好的尺寸稳定性良好的尺寸稳定性 电镀级PC/ABSHAC8244、HAC8245PC/PBTHCB9230M、HCB9240ASA、AESASA801、ASA811、ASA7045、AESHW600G、AESHW610HT3 3牌照支架牌照支架PC/ABSHAC8244、HAC8245、HAC8250耐热、高冲击、高流耐热、高冲击、高流动、良好的电镀及喷动、良好的电镀及喷涂性能、良好的尺寸涂性能、良

18、好的尺寸稳定性稳定性ABSABS710、ABS711、ABS760、ABS765ASA、AESASA801、ASA811、ASA7045、AESHW600G、AESHW610HTPC/PBTHCB9230M、HCB92404 4铭牌铭牌 电镀级ABSABS710、ABS711良好的电镀性能、耐良好的电镀性能、耐热、高冲击、耐化学热、高冲击、耐化学品性能品性能电镀级PC/ABSHAC8244、HAC82452024/9/5452024/9/546标标号号部件部件材料材料锦湖日立牌号锦湖日立牌号特性特性1 1扶手扶手 耐热ABSHU650SK、HU600耐热，高冲击、耐化耐热，高冲击、耐化学品学品

19、PC/ABSHAC8245、HAC8250PP+Talc/2 2拉手拉手耐热ABSHU600、HU650SK耐热，高冲击，尺寸耐热，高冲击，尺寸稳定，易于涂装、电稳定，易于涂装、电镀镀 PC/ABSHAC8244、HAC8250PP/PC/PBTHCB9230M、HCB92403 3衬板衬板耐热ABSHU650SK、HU600耐热，高冲击，尺寸耐热，高冲击，尺寸稳定稳定PC/ABSHAC8245、HAC8230、HAC8240BPP+Talc/4 4 音箱盖板音箱盖板 耐热ABSHU650高耐热，高冲击，尺高耐热，高冲击，尺寸稳定寸稳定PC/ABSHAC8260、HAC82652024/9/5

20、472024/9/548标标号号部件部件材料材料锦湖日立牌号锦湖日立牌号特性特性1 1除雾格栅耐热ABSHU650高耐热，高冲击，高耐热，高冲击，低光泽低光泽 PC/ABSHAC8265、HAC8260PP+Talc/2 2仪表板耐热ABSHU650高耐热，高冲击，高耐热，高冲击，低光泽，尺寸稳定低光泽，尺寸稳定 PC/ABSHAC8265、HAC8260PP+Talc/3 3仪表盘耐热ABSHU650、HU600高耐热，高冲击，高耐热，高冲击，低光泽低光泽PC/ABSHAC8265、HAC8260PP+EPDM+Talc/4 4控制面板耐热ABSHU650、HU600耐热，高冲击，易耐热，高

21、冲击，易于涂装于涂装 PC/ABSHAC8265、HAC82505 5出风格栅耐热ABSHU650、HGX4500高耐热，尺寸稳高耐热，尺寸稳定定PC/ABSHAC8265、HAC8260PET/PBT+GFPET/PBT+20%GFPP+Talc/6 6杂物箱耐热ABSHU650、HU600耐热，高冲击，低耐热，高冲击，低光泽光泽PC/ABSHAC8265、HAC8250PP+Talc/2024/9/5492024/9/550标标号号部件部件材料材料锦湖日立牌号锦湖日立牌号特性特性1 1托架托架PC/ABSHAC8265、HAC8260高耐热，高冲击、尺寸稳高耐热，高冲击、尺寸稳定定PC/P

22、BTHCB9230M、HCB9240PBT+GFPBT+20%GF2 2尾灯灯体尾灯灯体 耐热ABSH2938、HU600、HU650耐热、高流动、易于涂装、耐热、高流动、易于涂装、真空镀铝真空镀铝 PC/ABSHAC8265、HAC8250、HAC8245PP+Talc/3 3透明面罩透明面罩 PC/高透明，高透明，UVUV稳定稳定PMMA/2024/9/5512024/9/552标标号号部件部件材料材料锦湖日丽牌号锦湖日丽牌号 特性特性1 1扰流板扰流板 吹塑级ABSBM510、BM530良好的喷涂性能、良好良好的喷涂性能、良好的加工性能、耐热、耐的加工性能、耐热、耐化学品性能化学品性能

23、吹塑级PC/ABSHAC8240B增强PA66/PBT/ABSHAB8740B2 2门拉手门拉手 ABSABS710、ABS711、ABS760、ABS765良好的耐低温能力、高良好的耐低温能力、高冲击、良好的电镀喷涂冲击、良好的电镀喷涂性能、良好的尺寸稳定性能、良好的尺寸稳定性、耐疲劳性及耐化学性、耐疲劳性及耐化学品性能品性能 电镀级PC/ABSHAC8244、HAC8245耐候PP/PC/PBTHCB9230M、HCB92403 3后视镜后视镜 ASA、AESASA801、ASA811、ASA7045、AESHW600G、AESHW610HT耐热、良好的耐低温耐热、良好的耐低温能力、高冲击

24、、高流动、能力、高冲击、高流动、良好的喷涂性能、良好良好的喷涂性能、良好的尺寸稳定性的尺寸稳定性ABSABS710、ABS711、ABS760、ABS765耐候PP/PC/PBTHCB9230M、HCB92402024/9/5532024/9/5542024/9/5552024/9/5562024/9/5572024/9/5582024/9/5592024/9/5602024/9/5612024/9/562七七. .学习成型加工的意义学习成型加工的意义有利于合理的制定加工工艺方案有利于合理的制定加工工艺方案对推广和开发聚合物的应用有十分重要的意义对推广和开发聚合物的应用有十分重要的意义新材料、新制品、新技术、新新材料、新制品、新技术、新2024/9/563