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1、2023/3/26,1,徐卫兵(Weibing Xu)Dept.of Polymer Science and EngineeringOffice:Room 401,Shenghua BuildingTel:2901455Email:,高分子材料加工成型原理,2,2023/3/26,课程简介,课程编号：06100430学 时：40/24 学 分：4课程性质：必修选课对象：高分子材料与工程专业先修课程：高分子物理、高分子化学、聚合物流变学内容概要：高分子材料与工程专业的主要专业课之一，是一门实践性综合性很强的应用科学。本课程在密切结合工艺过程的前提下尽可能地对每一种加工方法所依据的原理，生产控制因
2、素以及在工艺过程中聚合物所发生的物理与化学变化和它们对制品性能的影响具有清晰的概念，并进一步理解各种成型工艺所能适应的聚合物品种及其优缺点。,3,2023/3/26,选用教材和参考书目,建议选用教材：黄锐“塑料成型工艺学”,轻工业出版社2002主要参考书：1.王贵恒，“高分子材料成型加工原理”化工出版社，20022.Z.塔德莫尔等，“聚合物加工原理”，化学工业出版社，1990.3.吴崇周，“聚合物成型加工原理”，吉林科学技术出版社，1986.,4,2023/3/26,课程的内容与学时分配,5,2023/3/26,第一章 绪 论,一.何谓成型加工？二.成型加工的基本任务三.成型加工的基本原理四.
3、成型加工方法的分类五.成型加工生产的基本过程六.塑料的特点和应用七.学习成型加工的意义,6,2023/3/26,一.何谓成型加工？,定义：将聚合物（有时加入各种添加剂、助剂或改性材料）转变为制品或实用材料的一种工程技术。,7,2023/3/26,8,2023/3/26,9,2023/3/26,10,2023/3/26,11,2023/3/26,12,2023/3/26,13,2023/3/26,Celluloid 制品,14,2023/3/26,PE是制造雷达的重要材料（绝缘性）,15,2023/3/26,16,2023/3/26,软质PVC制品,17,2023/3/26,硬质PVC制品,18
4、,2023/3/26,PS,19,2023/3/26,PMMA是现在透光性最好的材料,20,2023/3/26,二.成型加工的基本任务,1.研究各种成型加工方法和技术；2.研究产品质量与各种因素之间的关系；因素包括：a.聚合物本身的性质；b.各种加工条件参数；c.设备和模具的结构尺寸；d.各种添加剂、助剂；3.研究提高产量和降低消耗的途径。,21,2023/3/26,Process&machine schematics,*,22,2023/3/26,三.成型加工的基本原理,1.聚合物是如何实现转变的？可塑性：指物体在外力作用下发生永久形变和流动的性质。总过程：方法 方法 工艺条件,23,202
5、3/3/26,关键步骤：,A.如何使聚合物产生流动与变形？方法:a.加热 熔体；b.加溶剂 溶液；c.加增塑剂或其它悬浮液。,B.如何硬化定型？方法：热固性：交联反应固化定型。热塑性：a.熔体 冷却 b.溶液 加热挥发成溶剂 c.悬浮体 先加热使颗粒熔合，再冷却硬化定型,24,2023/3/26,2.成型加工过程中聚合物所发生的转变：,a.形状：满足使用要求而进行，通过流动与变形而实现。,b.结构：组成：非纯聚合物 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 微观结构：结晶度，结晶形态，分子取向等,c.性质：有意识进行：生橡胶的两辊塑炼降解，硫化反应，热固性
6、 树脂的交联固化方法条件不当而进行：温度过高、时间过长而引起的降解,25,2023/3/26,四.成型加工方法的分类：,1.根据形变原理分6类：a.熔体加工：先为熔体再成型。如 挤出，注塑，压延，模压，橡胶加工，熔融纺丝等。b.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。主要制造中空容器或大型制件等。如 塑料容器，冰箱内胆。c.聚合物溶液加工：流涎法薄膜，湿法纺丝等,26,2023/3/26,d.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。加工过程即反应过程。如 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。e.聚合物悬浮体加工：将增塑剂
7、、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、PVC糊）f.机械加工：金属切削加工方法,27,2023/3/26,2.根据加工过程中有无物理或化学变化分为三类：a.主要发生物理变化：如 注射，挤出，压延，热成型，流涎薄膜等。b.主要发生化学变化：如 浇铸成型。c.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。物理变化 化学变化,28,2023/3/26,五.成型加工生产的基本过程,包括五方面内容：1.材料选择和配方设计：树脂与助剂 2.模具设计，制品设计与设备的选择和改造：3.成型加工：成型材料预处理，成型，机械加工，修饰，装配。4.制品性能检验：延用金属检测
8、方法 5.废料回收：流道残留物，边角余料，废品旧料回收,29,2023/3/26,成型加工完整工序：1.预处理：准备工作：原料筛选，干燥，配制，混合 2.成型：赋予聚合物一定型样 3.机械加工：车，削，刨，铣等。4.修饰：美化制品。5.装配：粘合，焊接，机械连接等。说明：a 并不是所有制品的加工都要完整地完成此5个工序 b 五个次序不能颠倒,30,2023/3/26,六.塑料的特点和应用,优点：a.原料价格低廉；b.加工成本低；c.重量轻；d.耐腐蚀；e.造型容易；f.保温性能优良；g.电绝缘性好。,缺点：a.精度差；b.耐热性差；c.易燃烧；d.强度差；e.耐溶剂性差；f.易老化。,31,2
9、023/3/26,2000年，世界合成高分子材料的年总产量已达到2亿吨。其中塑料1.63亿吨，合成橡胶0.11亿吨，合成纤维0.28亿吨。,32,2023/3/26,33,2023/3/26,34,2023/3/26,35,2023/3/26,36,2023/3/26,结构材料：电视机壳体、冰箱壳体、轴承、机械零件 绝缘材料：电缆、绝缘版、电器零件 建筑材料：贴面板、地贴、塑料门窗、上下水管 包装材料：塑料袋、薄膜、泡沫塑料 日 用：衣架、椅子、盆类、书架、玩具、文具、办公用品、家具 运 输：道路交通设施、车辆部件,37,2023/3/26,38,2023/3/26,39,2023/3/26,40,2023/3/26,41,2023/3/26,42,2023/3/26,43,2023/3/26,44,2023/3/26,45,2023/3/26,46,2023/3/26,47,2023/3/26,48,2023/3/26,49,2023/3/26,50,2023/3/26,51,2023/3/26,52,2023/3/26,53,2023/3/26,54,2023/3/26,55,2023/3/26,56,2023/3/26,七.学习成型加工的意义,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新材料、新制品、新技术、新,
