第八章高分子材料成形工艺第一页，编辑于星期日：十五点五十六分。第一节高分子材料成形原理第八章高分子材料成形工艺高分子材料的结构高分子的链状结构主要有线型、支链型和体型等三种类型，如下图所示。第二页，编辑于星期日：十五点五十六分。一、高聚物的物理状态第一节高分子材料成形原理第八章高分子材料成形工艺高聚物在不同温度下呈现出不同的物理状态，因而具有不同的性能。线型非晶态高聚物在不同温度下，呈现出三种物理状态：（1）玻璃态（TTf）第三页，编辑于星期日：十五点五十六分。二、聚合物的成形性能第八章高分子材料成形工艺第一节高分子材料成形原理1.塑料的成形性能（1）收缩性即聚合物在凝固和冷却过程中，体积和尺寸缩小的现象。（2）流动性即聚合物熔体受力变形和流动的性能。（3）热敏性某些热稳定性差的塑料，在料温高和受热时间长的情况下就会产生降解、分解、变色的特性，具有这种特性的塑料叫做热敏性塑料。（4）吸水性塑料吸收水分的性质。（5）硬化特性是热固性塑料特有的性能，专指热固性塑料的交联反应。2.橡胶的成形性能（1）流动性橡胶在一定的温度、压力作用下，能够充满型腔各个部分的性能称为橡胶的流动性。（2）流变性胶料的粘度随剪切速率的降低而降低的特性称为流变性。（3）硫化性能（4）热物理性能第四页，编辑于星期日：十五点五十六分。第二节塑料成形工艺第八章高分子材料成形工艺第五页，编辑于星期日：十五点五十六分。塑料的组成1.树脂主要是合成树脂，是塑料的主要成分，起胶粘剂作用，其特性不仅决定塑料的类型，还决定塑料的性能。2.填充剂又称填料，其作用是调整塑料的物理化学性能，提高材料强度，扩大使用范围以及减少合成树脂用量，降低塑料成本。3.增塑剂增塑剂是增加树脂塑性和柔韧性的添加剂，也可以降低塑料的软化温度，使其便于加工成型。第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺第六页，编辑于星期日：十五点五十六分。塑料的分类按塑料中的分子结构及热性能分类(1)热塑性塑料也称热熔性塑料，常用的有聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、有机玻璃、尼龙等塑料。(2)热固性塑料常用的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂塑料、呋喃树脂、有机硅塑料、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、硅酮塑料等。第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺第七页，编辑于星期日：十五点五十六分。2.根据塑料性能及用途、分类(1)通用塑料非结构材料，产量大、用途广、价格低、性能一般的常用塑料。(2)工程塑料用作结构材料，具有较高的机械强度，还具有很好的耐磨性、耐腐蚀性、自润滑性及尺寸稳定性等。(3)增强塑料加入玻璃纤维等填料作为增强材料，以进一步改善塑料的力学性能和电性能，这种新型的复合材料通常称为增强塑料。(4)特殊塑料通过各种措施加以改性和增强，具有某些特殊性能的特种塑料，有高的耐热性、高的电绝缘性及高耐腐蚀性，还包括为某些专门用途而改性制得的导磁塑料、导热塑料、导电塑料、医用塑料等。第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺塑料的分类第八页，编辑于星期日：十五点五十六分。 一、塑料成形方法1.注射成形又称注塑成形第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺第九页，编辑于星期日：十五点五十六分。 一、塑料成形方法1.注射成形又称注塑成形第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺螺杆式注射机结构示意图第十页，编辑于星期日：十五点五十六分。2.压塑成形又称压缩成形、模压成形、压制成形等，基本原理是将粉状、粒状或片状塑料放在金属模具中加热软化熔融，在压力下充满模具成型，塑料中的高分子产生交联反应而固化转变成为具有一定形状和尺寸的塑料制件。第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺 一、塑料成形方法第十一页，编辑于星期日：十五点五十六分。3.挤出成形又称挤塑成形，使加热或未经加热的塑料借助螺杆的旋转推进力通过模孔连续地挤出，经冷却凝固而成为具有恒定截面的连续成形制品的方法。第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺 一、塑料成形方法第十二页，编辑于星期日：十五点五十六分。第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺4.压注成形在改进压缩（塑）成形的基础上发展起来的一种热固性塑料的成形方法。 一、塑料成形方法第十三页，编辑于星期日：十五点五十六分。5.压延成形使加热塑化的物料通过一系列相向旋转的辊筒之间，受挤压和延展作用成为平面状连续材料的成形方法。第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺 一、塑料成形方法第十四页，编辑于星期日：十五点五十六分。 ６吹塑成形吹塑成形也称为中空吹塑，又称为吹塑模塑，是主要用于制造空心塑料制品的成形工艺。第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺吹塑是借助流体压力使闭合在模具中的热熔塑料型坯吹胀形成空心制品的工艺。根据型坯的生产特征不同，中空吹塑包括挤出吹塑、注射吹塑和拉伸吹塑等。其生产过程都是由型坯的制造和型坯的吹胀组成。a）b）c）d）e）a）b）c）d）e）a）b）c）d）e） 一、塑料成形方法第十五页，编辑于星期日：十五点五十六分。塑料加工是塑料成形后的再加工，亦称二次加工，是将成形后的塑件通过适当的工艺方法制成制品。(1)机械加工即采用钻、磨、铣、车削等机械加工方法的二次加工操作。(2)连接加工即采用热熔粘接(焊接)、粘接、机械连接等方法，使塑料型材或零件固定在一起的二次加工操作可以将小而简单的构件组合成大而复杂的构件。(3)表面处理即对塑料制品表层进行修整和装饰，以改变塑料零件的表面性质，提高其抗老化、耐腐蚀能力的二次加工方法，也可起着色装饰作用。第八章高分子材料成形工艺第二节塑料成形工艺 二、塑料加工第十六页，编辑于星期日：十五点五十六分。第三节橡胶成形工艺第八章高分子材料成形工艺第十七页，编辑于星期日：十五点五十六分。 一、橡胶的组成橡胶制品主要组分是由生胶、再生胶、各种配合剂和增强材料等组成。第三节橡胶成形工艺第八章高分子材料成形工艺凡是天然橡胶和合成出的橡胶统称为生胶。天然橡胶天然橡胶是从三叶橡胶树等植物中采集的胶乳经过凝固、干燥、加压制成片状生胶，再经硫化处理成为可以使用的橡胶制品。合成橡胶是以石油、煤为原料制备单体，通过加聚反应或缩聚反应合成的具有高弹性的高分子化合物。再生胶是经热、机械、化学塑化处理过的硫化胶，通常指用废旧橡胶制品和硫化胶边角料经再生处理制成的能重新加工的橡胶。主要用做橡胶稀释剂、增量剂等配合剂。第十八页，编辑于星期日：十五点五十六分。第三节橡胶成形工艺第八章高分子材料成形工艺配合剂是加到橡胶或胶乳中以形成混合物的物质。可以提高橡胶制品的使用性能和改善加工工艺性能。常用的配合剂有硫化剂、增塑剂、塑解剂、填料、防老化剂、着色剂、硫化促进剂等。 一、橡胶的组成第十九页，编辑于星期日：十五点五十六分。第三节橡胶成形工艺第八章高分子材料成形工艺橡胶制品生产的基本过程包括：生胶的塑炼、胶料的混炼、橡胶成形和制品的硫化。 二、橡胶加工工艺过程第二十页，编辑于星期日：十五点五十六分。1．塑炼天然橡胶和多数合成橡胶塑性太低，与橡胶配合剂不易混合均匀，也难以加工成型，所以生胶需要塑炼。常用的塑炼设备主要有开放式炼胶机和密闭式炼胶机。第三节橡胶成形工艺第八章高分子材料成形工艺开放式炼胶机密闭式炼胶机 二、橡胶加工工艺过程第二十一页，编辑于星期日：十五点五十六分。2．混炼将塑炼胶和各种配合剂，用机械方法使之完全均匀分散的过程称为混炼。常用的混炼设备是开炼机和密炼机。第三节橡胶成形工艺第八章高分子材料成形工艺 二、橡胶加工工艺过程第二十二页，编辑于星期日：十五点五十六分。3．成形将混炼胶制成所需形状、尺寸和性能的橡胶制品的过程。第三节橡胶成形工艺第八章高分子材料成形工艺 二、橡胶加工工艺过程 4．硫化通过改变橡胶的化学结构(例如交联)而赋予橡胶弹性，或改善、提高并使橡胶弹性扩展到更宽温度范围的工艺过程。第二十三页，编辑于星期日：十五点五十六分。1．压延成形指经过混炼的胶料通过专用的压延设备上两对转辊筒，利用两辊筒之间的挤压力，使胶料产生塑性延展变形，制成具有一定断面尺寸规格、厚度和几何形状的片状或薄膜状聚合物或使纺织材料、金属材料表面实现挂胶的工艺过程。胶布压延工艺过程：第八章高分子材料成形工艺第三节橡胶成形工艺 三、橡胶成形方法第二十四页，编辑于星期日：十五点五十六分。1．压延成形第八章高分子材料成形工艺第三节橡胶成形工艺 三、橡胶成形方法第二十五页，编辑于星期日：十五点五十六分。2．模压成形应用最早且最多的生产方法，是将预先压延好的橡胶半成品按一定规格下料后置于压制模具中，合模后在液压机上按规定的工艺条件压制，在加热加压的条件下，使胶料呈现塑性流动充满型腔，再经一定的持续加热时间后完成硫化，再经脱模和修边后得到制品的成型方法。用模压法生产橡胶制品的工艺程序：第八章高分子材料成形工艺第三节橡胶成形工艺 三、橡胶成形方法第二十六页，编辑于星期日：十五点五十六分。3．挤出成形使胶料在挤出机中塑化和熔融，并在一定的温度和压力下连续均匀地通过机头模孔挤出成为具有一定的断面形状和尺寸的连续材料。挤出成形的主要设备是橡胶挤出机，其基本结构同塑料挤出机。第八章高分子材料成形工艺第三节橡胶成形工艺 三、橡胶成形方法第二十七页，编辑于星期日：十五点五十六分。4．注射成形将胶料直接从机筒注入闭合模具硫化的生产工艺。注射成形的主要设备是橡胶注射机，其基本结构同塑料注射机。国产六模胶鞋注射机的基本结构：第八章高分子材料成形工艺第三节橡胶成形工艺 三、橡胶成形方法第二十八页，编辑于星期日：十五点五十六分。第四节薄膜成型技术简介第八章高分子材料成形工艺第二十九页，编辑于星期日：十五点五十六分。 分类聚合物薄膜是由天然、人造或合成的聚合物制成。应用最多的是由以合成聚合物为基础的塑料薄膜。按聚合物原料分：聚酰胺膜、聚二氯乙烯膜、聚氯乙烯类膜、聚烯烃膜等；按制造（成型）方法分：挤出膜、压延膜、聚合物溶液或分散体的流涎膜；按结构分：单层膜或多层膜、复合膜；按用途分：防水膜、离子交换膜、电影胶片、包装膜、电绝缘膜、普通用途膜。第四节薄膜成型技术简介第八章高分子材料成形工艺第三十页，编辑于星期日：十五点五十六分。 一、薄膜的成形工艺第四节薄膜成型技术简介第八章高分子材料成形工艺1.挤出法挤出法又分为平缝（平膜）模头挤出和环形（管膜）模头挤出。(1)平膜生产可以直接制造商品膜，也可以制造供以后取向用的坯料膜。(2)管膜生产生产宽度50-24000mm、厚度0.005-0.5mm的各类热塑性塑料薄膜时，采用挤出聚合物膜管再吹胀的方法，其优点是既简单，又经济。第三十一页，编辑于星期日：十五点五十六分。2.压延法压延成型是将已经塑化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筒间隙，使物料承受挤压和延展作用，最终成为具有一定厚度、宽度与表面光洁的薄片状制品。第四节薄膜成型技术简介第八章高分子材料成形工艺 一、薄膜的成形工艺第三十二页，编辑于星期日：十五点五十六分。3.流涎成形（也称流涎成膜）流涎成形首先将热塑性塑料与溶剂等配成一定粘度的胶液，然后以一定速度流布在连续回转的基材（一般为无接缝的不锈钢带）上，通过加热排除溶剂后成膜。第四节薄膜成型技术简介第八章高分子材料成形工艺 一、薄膜的成形工艺第三十三页，编辑于星期日：十五点五十六分。 二、拉幅薄膜的成型拉幅薄膜是将挤出得到的厚度约为1-3毫米的厚片或管坯，重新加热到Tg-Tm(或Tf)温度范围进行大幅度拉伸而形成的薄膜。第四节薄膜成型技术简介第八章高分子材料成形工艺特点：强度高（为未拉伸薄膜的3－5倍）；透明度和表面光泽好；渗透性降低，使用价值提高；成本降低（厚度减小，宽度增大，平均面积增大）；耐热、耐寒性改善，使用范围扩大。第三十四页，编辑于星期日：十五点五十六分。
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