聚合物成型加工原理01

1、2022年4月19日12時(shí)10分金政2022年4月19日12時(shí)10分0-1 高分子材料概述高分子材料概述0-2 聚合物成型加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地聚合物成型加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用位和作用0-3 高分子材料成型加工高分子材料成型加工0-4 本課程的主要內(nèi)容要求本課程的主要內(nèi)容要求2022年4月19日12時(shí)10分一、高分子材料在現(xiàn)代文明社會(huì)中一、高分子材料在現(xiàn)代文明社會(huì)中的地位和作用的地位和作用 二、高分子材料的用途二、高分子材料的用途三、高分子材料的特殊性三、高分子材料的特殊性 四、高分子材料的分類四、高分子材料的分類2022年4月19日12時(shí)10分現(xiàn)代文明的四大支柱：現(xiàn)代文明的四大支柱：能源

2、工程能源工程信息工程信息工程生物工程生物工程材料工程材料工程2022年4月19日12時(shí)10分2022年4月19日12時(shí)10分2022年4月19日12時(shí)10分2022年4月19日12時(shí)10分2022年4月19日12時(shí)10分材料工程和能源工程是四大工程的基礎(chǔ)和保材料工程和能源工程是四大工程的基礎(chǔ)和保障；障；材料工程分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、材料工程分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、高分子材料。高分子材料。高分子材料已占到人類所使用各種材料的高分子材料已占到人類所使用各種材料的78%，金屬材料只占，金屬材料只占19%，其它材料，其它材料3%。 2022年4月19日12時(shí)10分衣：人們的各種衣著，全是

3、由高分子材料做成，天衣：人們的各種衣著，全是由高分子材料做成，天然的包括毛線、皮草、綾羅綢緞。合成的包括滌綸、然的包括毛線、皮草、綾羅綢緞。合成的包括滌綸、腈綸、錦綸等。腈綸、錦綸等。食：食品包裝、腸衣、口香糖。真正意義上的食，食：食品包裝、腸衣、口香糖。真正意義上的食，天然的包括糧食、肉類、蛋類以及蔬菜。天然的包括糧食、肉類、蛋類以及蔬菜。住：建造房子的木料、稻草是天然高分子?，F(xiàn)在的住：建造房子的木料、稻草是天然高分子。現(xiàn)在的塑料門窗，樓梯扶手、裝配式房屋。塑料門窗，樓梯扶手、裝配式房屋。行：一臺(tái)轎車上有行：一臺(tái)轎車上有300個(gè)塑料件、例如儀表板、保個(gè)塑料件、例如儀表板、保險(xiǎn)杠、油管、水管等

4、。險(xiǎn)杠、油管、水管等。2022年4月19日12時(shí)10分高分子材料具有玻璃態(tài)、高彈態(tài)和熔融態(tài)，高分子材料具有玻璃態(tài)、高彈態(tài)和熔融態(tài)，而不包括氣態(tài)。因此，高分子材料的特殊性而不包括氣態(tài)。因此，高分子材料的特殊性在于其介于固態(tài)（玻璃態(tài)）和液態(tài)（熔融態(tài)）在于其介于固態(tài)（玻璃態(tài)）和液態(tài)（熔融態(tài)）之間的高彈態(tài)。之間的高彈態(tài)。2022年4月19日12時(shí)10分高分子材料物理性質(zhì)的特點(diǎn)：高分子材料物理性質(zhì)的特點(diǎn)：:有高彈態(tài)；有高彈態(tài)；:Tm（Tf）低；）低；:比強(qiáng)度高；比強(qiáng)度高；:耐腐蝕性強(qiáng)。耐腐蝕性強(qiáng)。2022年4月19日12時(shí)10分聚乙烯形變隨溫度變化曲線聚乙烯形變隨溫度變化曲線TgTfT2022年4月19

5、日12時(shí)10分聚合物的柔性聚合物的柔性:分子鏈柔順性好，流動(dòng)活化能低，在較低的溫度分子鏈柔順性好，流動(dòng)活化能低，在較低的溫度下即可發(fā)生黏性流動(dòng)，反之需要較高的溫度。下即可發(fā)生黏性流動(dòng)，反之需要較高的溫度。 聚合物的極性聚合物的極性:聚合物極性越大，分子間相互作用越大，需要在聚合物極性越大，分子間相互作用越大，需要在較高的溫度產(chǎn)生黏性流動(dòng)，所以極性黏流溫度高。較高的溫度產(chǎn)生黏性流動(dòng)，所以極性黏流溫度高。分子量分子量:黏流溫度是整個(gè)聚合物鏈開始運(yùn)動(dòng)的溫度，分子黏流溫度是整個(gè)聚合物鏈開始運(yùn)動(dòng)的溫度，分子量越大，聚合物鏈越長(zhǎng)，相對(duì)滑動(dòng)時(shí)溫度越高。量越大，聚合物鏈越長(zhǎng)，相對(duì)滑動(dòng)時(shí)溫度越高。2022年4月

6、19日12時(shí)10分聚合物強(qiáng)度高，密度小，因此具有極高的比聚合物強(qiáng)度高，密度小，因此具有極高的比強(qiáng)度。強(qiáng)度。例如日本廣島大學(xué)研究生院綜合科學(xué)研究科例如日本廣島大學(xué)研究生院綜合科學(xué)研究科特任教授彥坂正道等，開發(fā)成功了拉伸強(qiáng)度特任教授彥坂正道等，開發(fā)成功了拉伸強(qiáng)度230 MPa，比強(qiáng)度高達(dá)鋼鐵的，比強(qiáng)度高達(dá)鋼鐵的25倍、鋁的倍、鋁的6倍的聚丙烯（倍的聚丙烯（PP）片材。）片材。2022年4月19日12時(shí)10分相對(duì)于一般材料而言（如金屬材料），聚合相對(duì)于一般材料而言（如金屬材料），聚合物具有良好的耐腐蝕性能；物具有良好的耐腐蝕性能；例如例如PP或者或者PE制作的下水管道能夠耐制作的下水管道能夠耐50到

7、到60年的污水腐蝕，鋼管僅年的污水腐蝕，鋼管僅10到到25年；年；耐腐蝕性塑料聚四氟乙烯（耐腐蝕性塑料聚四氟乙烯（PTFE）常用于化）常用于化工生產(chǎn)中，可在強(qiáng)酸強(qiáng)堿下工作較長(zhǎng)時(shí)間工生產(chǎn)中，可在強(qiáng)酸強(qiáng)堿下工作較長(zhǎng)時(shí)間（幾年甚至十幾年）。（幾年甚至十幾年）。2022年4月19日12時(shí)10分合成塑料合成塑料合成橡膠合成橡膠合成纖維合成纖維合成油漆、涂料合成油漆、涂料膠黏劑膠黏劑高分子功能材料高分子功能材料1838年，人們就在實(shí)驗(yàn)室里合成了聚氯乙烯年，人們就在實(shí)驗(yàn)室里合成了聚氯乙烯1863年，合成了酚醛塑料年，合成了酚醛塑料20世紀(jì)世紀(jì)40年代以后，塑料進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段。年代以后，塑料進(jìn)入蓬勃發(fā)展階段

8、。據(jù)統(tǒng)計(jì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，1930年全世界塑料的年產(chǎn)量為年全世界塑料的年產(chǎn)量為10萬萬 噸，噸，1950年達(dá)年達(dá)1 60萬噸，萬噸，1960年達(dá)年達(dá)7 40萬噸，萬噸，1970年達(dá)年達(dá)3000萬噸，萬噸，2000年達(dá)年達(dá)1.8億噸，億噸，2008年達(dá)年達(dá)2.45 億噸，億噸，2010年達(dá)年達(dá)3 億噸。億噸。2022年4月19日12時(shí)10分使用的角度可把塑料分為通用塑料、工程塑料和高使用的角度可把塑料分為通用塑料、工程塑料和高性能工程塑料。這三大類品種大體上可以采用如下性能工程塑料。這三大類品種大體上可以采用如下分類：分類：通用塑料通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚

9、苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料等。酚醛塑料和氨基塑料等。工程塑料工程塑料聚酰胺、聚甲醛、聚酰胺、聚甲醛、ABS、聚碳酸酯、聚、聚碳酸酯、聚酯、改性聚苯醚等。酯、改性聚苯醚等。高性能工程塑料高性能工程塑料聚芳醚、聚芳砜、聚芳酯、聚芳聚芳醚、聚芳砜、聚芳酯、聚芳雜環(huán)類、聚芳酰胺、聚對(duì)二甲苯、含氟材料等。雜環(huán)類、聚芳酰胺、聚對(duì)二甲苯、含氟材料等。2022年4月19日12時(shí)10分通用塑料的產(chǎn)量較大，占塑料總產(chǎn)量的通用塑料的產(chǎn)量較大，占塑料總產(chǎn)量的80以上。它們共同的特點(diǎn)是價(jià)格低、用途廣，以上。它們共同的特點(diǎn)是價(jià)格低、用途廣，可制成生活用品、一般零件和包裝材料，以可制成生活用品、一般零件和包裝材料，以代替紙

10、和木材，并部分代替金屬。聚乙烯能代替紙和木材，并部分代替金屬。聚乙烯能制造容器、管材和家具；聚丙烯用來制造汽制造容器、管材和家具；聚丙烯用來制造汽車、電視機(jī)零件和食品包裝袋；聚氯乙烯可車、電視機(jī)零件和食品包裝袋；聚氯乙烯可以制成各種硬質(zhì)、軟質(zhì)的泡沫塑料、農(nóng)用薄以制成各種硬質(zhì)、軟質(zhì)的泡沫塑料、農(nóng)用薄膜等。膜等。2022年4月19日12時(shí)10分1：PET 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂常見礦泉水瓶、碳酸飲料瓶等常見礦泉水瓶、碳酸飲料瓶等 。耐熱至。耐熱至70易變形，有對(duì)人體有害的物質(zhì)融出。易變形，有對(duì)人體有害的物質(zhì)融出。1號(hào)塑料號(hào)塑料品用了品用了10個(gè)月后，可能釋放出致癌物個(gè)月后，可能釋

11、放出致癌物DEHP。不能放在汽車內(nèi)曬太陽；不要裝酒、油等物不能放在汽車內(nèi)曬太陽；不要裝酒、油等物質(zhì)質(zhì)2022年4月19日12時(shí)10分2：HDPE高密度聚乙烯高密度聚乙烯常見白色藥瓶、清潔用品、沐浴產(chǎn)品。不要常見白色藥瓶、清潔用品、沐浴產(chǎn)品。不要再用來做為水杯，或者用來做儲(chǔ)物容器裝其再用來做為水杯，或者用來做儲(chǔ)物容器裝其他物品。清潔不徹底，不要循環(huán)使用。他物品。清潔不徹底，不要循環(huán)使用。2022年4月19日12時(shí)10分3：PVC 聚氯乙烯聚氯乙烯常見雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等?？伤艹Ｒ娪暌?、建材、塑料膜、塑料盒等?？伤苄詢?yōu)良，價(jià)錢便宜，故使用很普遍，只能耐性優(yōu)良，價(jià)錢便宜，故使用很普遍，只能耐

12、熱熱81.高溫時(shí)容易有不好的物質(zhì)產(chǎn)生高溫時(shí)容易有不好的物質(zhì)產(chǎn)生,很少很少被用于食品包裝。難清洗易殘留，不要循環(huán)被用于食品包裝。難清洗易殘留，不要循環(huán)使用。若裝飲品不要購買。使用。若裝飲品不要購買。2022年4月19日12時(shí)10分4：LDPE 聚乙烯聚乙烯常見保鮮膜、塑料膜等常見保鮮膜、塑料膜等 。 高溫時(shí)有有害物質(zhì)高溫時(shí)有有害物質(zhì)產(chǎn)生，有毒物隨食物進(jìn)入人體后，可能引起產(chǎn)生，有毒物隨食物進(jìn)入人體后，可能引起乳腺癌、新生兒先天缺陷等疾病。保鮮膜別乳腺癌、新生兒先天缺陷等疾病。保鮮膜別進(jìn)微波爐。進(jìn)微波爐。2022年4月19日12時(shí)10分5：PP 聚丙烯聚丙烯常見豆?jié){瓶、優(yōu)酪乳瓶、果汁飲料瓶、微波常見

13、豆?jié){瓶、優(yōu)酪乳瓶、果汁飲料瓶、微波爐餐盒。熔點(diǎn)高達(dá)爐餐盒。熔點(diǎn)高達(dá)167，是唯一可以放進(jìn)，是唯一可以放進(jìn)微波爐的塑料盒，可在小心清潔后重復(fù)使用。微波爐的塑料盒，可在小心清潔后重復(fù)使用。需要注意，有些微波爐餐盒，盒體以需要注意，有些微波爐餐盒，盒體以5號(hào)號(hào)PP制造，但盒蓋卻以制造，但盒蓋卻以1號(hào)號(hào)PE制造，由于制造，由于PE不能不能抵受高溫，故不能與盒體一并放進(jìn)微波爐。抵受高溫，故不能與盒體一并放進(jìn)微波爐。2022年4月19日12時(shí)10分6：PS 聚苯乙烯聚苯乙烯常見碗裝泡面盒、快餐盒。不能放進(jìn)微波爐常見碗裝泡面盒、快餐盒。不能放進(jìn)微波爐中，以免因溫度過高而釋出化學(xué)物。裝酸中，以免因溫度過高而釋

14、出化學(xué)物。裝酸（如柳橙汁）、堿性物質(zhì)后，會(huì)分解出致癌（如柳橙汁）、堿性物質(zhì)后，會(huì)分解出致癌物質(zhì)。避免用快餐盒打包滾燙的食物。別用物質(zhì)。避免用快餐盒打包滾燙的食物。別用微波爐煮碗裝方便面。微波爐煮碗裝方便面。2022年4月19日12時(shí)10分7：PC其它類其它類常見水壺、太空杯、奶瓶。百貨公司常用這常見水壺、太空杯、奶瓶。百貨公司常用這樣材質(zhì)的水杯當(dāng)贈(zèng)品。很容易釋放出有毒的樣材質(zhì)的水杯當(dāng)贈(zèng)品。很容易釋放出有毒的物質(zhì)雙酚物質(zhì)雙酚A，對(duì)人體有害。使用時(shí)不要加熱，對(duì)人體有害。使用時(shí)不要加熱，不要在陽光下直曬。不要在陽光下直曬。2022年4月19日12時(shí)10分工程塑料是指機(jī)械性能好，可以代替金屬制工程塑料

15、是指機(jī)械性能好，可以代替金屬制造機(jī)械零件，并且能在一些特殊環(huán)境，如高造機(jī)械零件，并且能在一些特殊環(huán)境，如高溫、低溫、腐蝕、大載荷條件下長(zhǎng)期工作的溫、低溫、腐蝕、大載荷條件下長(zhǎng)期工作的一類塑料。工程塑料既可用作電工器材，又一類塑料。工程塑料既可用作電工器材，又可應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)，作鋼鐵和有色金屬的代可應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)，作鋼鐵和有色金屬的代用品。廣泛使用工程塑料的工業(yè)部門包括：用品。廣泛使用工程塑料的工業(yè)部門包括：機(jī)械制造、電子、化工、汽車、飛機(jī)制造、機(jī)械制造、電子、化工、汽車、飛機(jī)制造、原子能和建筑等。原子能和建筑等。2022年4月19日12時(shí)10分工程塑料的使用溫度在工程塑料的使用溫度在300 以

16、下，抗拉強(qiáng)以下，抗拉強(qiáng)度低于度低于200 MPa，作為結(jié)構(gòu)材料還不能與鋼，作為結(jié)構(gòu)材料還不能與鋼鐵等金屬相抗衡。國(guó)外約鐵等金屬相抗衡。國(guó)外約60用于建筑和包用于建筑和包裝，約裝，約20用于汽車和化工。國(guó)內(nèi)在機(jī)械產(chǎn)用于汽車和化工。國(guó)內(nèi)在機(jī)械產(chǎn)品中用作軸套、密封件、導(dǎo)管、導(dǎo)軌、罩殼、品中用作軸套、密封件、導(dǎo)管、導(dǎo)軌、罩殼、油箱以及受力小的儀表構(gòu)件等。油箱以及受力小的儀表構(gòu)件等。2022年4月19日12時(shí)10分聚酰胺（聚酰胺（PA，俗名：尼龍），俗名：尼龍）:低比重、高抗低比重、高抗拉強(qiáng)度、耐磨、自潤(rùn)滑性好、沖擊韌性優(yōu)異、拉強(qiáng)度、耐磨、自潤(rùn)滑性好、沖擊韌性優(yōu)異、加工簡(jiǎn)便、效率高、比重輕（只有金屬的加

17、工簡(jiǎn)便、效率高、比重輕（只有金屬的1/7）。典型的制品有泵葉輪、風(fēng)扇葉片、閥）。典型的制品有泵葉輪、風(fēng)扇葉片、閥座、襯套、軸承、各種儀表板、汽車電器儀座、襯套、軸承、各種儀表板、汽車電器儀表、冷熱空氣調(diào)節(jié)閥等零部件，大約每輛汽表、冷熱空氣調(diào)節(jié)閥等零部件，大約每輛汽車消耗尼龍制品達(dá)車消耗尼龍制品達(dá)3.64千克。聚酰胺在汽車千克。聚酰胺在汽車工業(yè)的消費(fèi)比例最大，其次是電子電氣。工業(yè)的消費(fèi)比例最大，其次是電子電氣。2022年4月19日12時(shí)10分聚碳酸酯（聚碳酸酯（PC）:具有較高的強(qiáng)度、延展性具有較高的強(qiáng)度、延展性及強(qiáng)韌性，沖擊強(qiáng)度極高。聚碳酸酯的透明及強(qiáng)韌性，沖擊強(qiáng)度極高。聚碳酸酯的透明度好，可

18、施以任何著色。廣泛用于各種安全度好，可施以任何著色。廣泛用于各種安全燈罩、信號(hào)燈，體育館透明防護(hù)板，高層建燈罩、信號(hào)燈，體育館透明防護(hù)板，高層建筑采光玻璃，汽車反射鏡、擋風(fēng)玻璃板，飛筑采光玻璃，汽車反射鏡、擋風(fēng)玻璃板，飛機(jī)座艙玻璃，摩托車駕駛安全帽。應(yīng)用領(lǐng)域機(jī)座艙玻璃，摩托車駕駛安全帽。應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)橛?jì)算機(jī)、辦公設(shè)備、汽車、替代玻璃和片為計(jì)算機(jī)、辦公設(shè)備、汽車、替代玻璃和片材，材，CD和和DVD光盤是最有潛力的市場(chǎng)之一。光盤是最有潛力的市場(chǎng)之一。2022年4月19日12時(shí)10分聚甲醛（聚甲醛（POM）具有類似金屬的硬度、強(qiáng)度）具有類似金屬的硬度、強(qiáng)度和鋼性，在很寬的溫度和濕度范圍內(nèi)都具有和鋼性，在

19、很寬的溫度和濕度范圍內(nèi)都具有很好的自潤(rùn)滑性、良好的耐疲勞性和彈性，很好的自潤(rùn)滑性、良好的耐疲勞性和彈性，此外它還有較好的耐化學(xué)品性?？商娲\、此外它還有較好的耐化學(xué)品性?？商娲\、黃銅、鋁和鋼制作許多部件，廣泛應(yīng)用于電黃銅、鋁和鋼制作許多部件，廣泛應(yīng)用于電子電氣、機(jī)械、儀表、日用輕工、汽車、建子電氣、機(jī)械、儀表、日用輕工、汽車、建材、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療技術(shù)、運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域。材、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療技術(shù)、運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域。2022年4月19日12時(shí)10分聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）:加工性能和加工性能和電性能較好，玻璃化溫度低，模具溫度在電性能較好，玻璃化溫度低，模具溫度在50時(shí)即可迅速結(jié)晶

20、，加工周期短，被廣泛時(shí)即可迅速結(jié)晶，加工周期短，被廣泛應(yīng)用于電子、電氣和汽車工業(yè)中。由于應(yīng)用于電子、電氣和汽車工業(yè)中。由于PBT的高絕緣性及耐溫性可用作電視機(jī)的回掃變的高絕緣性及耐溫性可用作電視機(jī)的回掃變壓器、汽車分電盤和點(diǎn)火線圈、辦公設(shè)備殼壓器、汽車分電盤和點(diǎn)火線圈、辦公設(shè)備殼體和底座、各種汽車外裝部件、空調(diào)機(jī)風(fēng)扇、體和底座、各種汽車外裝部件、空調(diào)機(jī)風(fēng)扇、電子爐灶底座、辦公設(shè)備殼件。電子爐灶底座、辦公設(shè)備殼件。2022年4月19日12時(shí)10分 聚苯醚（聚苯醚（PPO）:常用的是由常用的是由 2，6-二甲基苯二甲基苯酚合成的聚苯醚，可在酚合成的聚苯醚，可在127121范圍內(nèi)范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，具有

21、優(yōu)良的耐水、耐蒸汽性能，長(zhǎng)期使用，具有優(yōu)良的耐水、耐蒸汽性能，制品具較高的拉伸強(qiáng)度、抗沖強(qiáng)度、抗蠕變制品具較高的拉伸強(qiáng)度、抗沖強(qiáng)度、抗蠕變性、耐磨性和電性能。主要用于代替不銹鋼性、耐磨性和電性能。主要用于代替不銹鋼制造外科醫(yī)療器械，在機(jī)電工業(yè)中可制作齒制造外科醫(yī)療器械，在機(jī)電工業(yè)中可制作齒輪、鼓風(fēng)機(jī)葉片、管道、閥門、螺釘及其他輪、鼓風(fēng)機(jī)葉片、管道、閥門、螺釘及其他緊固件和連接件、電子、電氣工業(yè)中的零部緊固件和連接件、電子、電氣工業(yè)中的零部件，如線圈骨架及印刷電路板等。件，如線圈骨架及印刷電路板等。2022年4月19日12時(shí)10分高性能工程塑料又稱特種工程塑料，它同軍高性能工程塑料又稱特種工程塑

22、料，它同軍事工業(yè)和尖端技術(shù)的發(fā)展密關(guān)，因此，雖在事工業(yè)和尖端技術(shù)的發(fā)展密關(guān)，因此，雖在世界塑料總產(chǎn)量中比例很小，僅占世界塑料總產(chǎn)量中比例很小，僅占1左右，左右，但它們的作用是別的任何材料都無法比擬的，但它們的作用是別的任何材料都無法比擬的，具有不容忽視的地位。在提高耐熱性方面，具有不容忽視的地位。在提高耐熱性方面，有一系列的特種工程塑料可以滿足要求。有一系列的特種工程塑料可以滿足要求。2022年4月19日12時(shí)10分聚砜的長(zhǎng)期使用溫度為聚砜的長(zhǎng)期使用溫度為150 ，短時(shí)為，短時(shí)為180 ，能夠用于電絕緣而代替云母，增加電機(jī)，能夠用于電絕緣而代替云母，增加電機(jī)的容量并縮小體積；聚芳砜在的容量并縮

23、小體積；聚芳砜在-240280 溫溫度范圍內(nèi)有良好的強(qiáng)度和電性能，可制成連度范圍內(nèi)有良好的強(qiáng)度和電性能，可制成連接器、開關(guān)部件和印刷電路板；聚苯砜長(zhǎng)期接器、開關(guān)部件和印刷電路板；聚苯砜長(zhǎng)期使用溫度為使用溫度為180 ，是砜族系統(tǒng)中耐熱性最，是砜族系統(tǒng)中耐熱性最好的聚合物。好的聚合物。2022年4月19日12時(shí)10分芳雜環(huán)的特點(diǎn)是耐熱、耐輻射和突出的高溫芳雜環(huán)的特點(diǎn)是耐熱、耐輻射和突出的高溫綜合機(jī)械性能，目前進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)的有聚綜合機(jī)械性能，目前進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)的有聚酰亞胺、聚海因、聚仲斑酸等，耐熱性最高酰亞胺、聚海因、聚仲斑酸等，耐熱性最高達(dá)達(dá)350 ，而正在研究中的聚苯并咪唑、聚，而正在研究中

24、的聚苯并咪唑、聚喹噁啉、聚噁二唑等，耐熱性可望達(dá)到喹噁啉、聚噁二唑等，耐熱性可望達(dá)到500 ，目前僅限于宇航方面的應(yīng)用。，目前僅限于宇航方面的應(yīng)用。2022年4月19日12時(shí)10分聚酰亞胺（聚酰亞胺（polyimide）：薄膜、涂料、塑料、）：薄膜、涂料、塑料、復(fù)合材料、膠黏劑、泡沫塑料、纖維、分離膜、復(fù)合材料、膠黏劑、泡沫塑料、纖維、分離膜、液晶取向劑、光刻膠等；液晶取向劑、光刻膠等；聚海因（聚海因（Poly Hydantoin） 聚乙內(nèi)酰脲聚乙內(nèi)酰脲（Polyhydantoinealanine）：絕緣漆、薄膜）：絕緣漆、薄膜聚苯并咪唑（聚苯并咪唑（Polybenzimidazole）：高溫

25、結(jié)）：高溫結(jié)構(gòu)膠黏劑、耐熱薄膜、隔膜、增強(qiáng)塑料、泡沫構(gòu)膠黏劑、耐熱薄膜、隔膜、增強(qiáng)塑料、泡沫材料材料2022年4月19日12時(shí)10分錦綸（聚酰胺）、腈綸（聚丙烯腈）、滌綸錦綸（聚酰胺）、腈綸（聚丙烯腈）、滌綸（聚酯）、維綸（聚乙烯醇）、丙綸（聚丙烯）（聚酯）、維綸（聚乙烯醇）、丙綸（聚丙烯）和氯綸（聚氯乙烯）等六種，其中前三種產(chǎn)量和氯綸（聚氯乙烯）等六種，其中前三種產(chǎn)量最大，占整個(gè)合成纖維產(chǎn)量的最大，占整個(gè)合成纖維產(chǎn)量的90。它們都。它們都具有強(qiáng)度高、耐磨、比重小、彈性大、防蛀、具有強(qiáng)度高、耐磨、比重小、彈性大、防蛀、防霉等優(yōu)點(diǎn)。防霉等優(yōu)點(diǎn)。2022年4月19日12時(shí)10分錦綸是最早出現(xiàn)的合成

26、纖維，尼龍錦綸是最早出現(xiàn)的合成纖維，尼龍66和尼龍和尼龍6先后于先后于1939年和年和1943年開始工業(yè)化生產(chǎn)。特年開始工業(yè)化生產(chǎn)。特點(diǎn)是比重小、強(qiáng)度高，具有突出的耐磨性，大點(diǎn)是比重小、強(qiáng)度高，具有突出的耐磨性，大多用于制造絲襪、襯衣、漁網(wǎng)、纜繩、降落傘、多用于制造絲襪、襯衣、漁網(wǎng)、纜繩、降落傘、宇航服，輪胎簾布等。宇航服，輪胎簾布等。2022年4月19日12時(shí)10分腈綸又稱人造羊毛，比重低于羊毛，強(qiáng)度是羊腈綸又稱人造羊毛，比重低于羊毛，強(qiáng)度是羊毛的三倍，手感柔軟膨松，耐洗耐曬，可以純毛的三倍，手感柔軟膨松，耐洗耐曬，可以純紡或同羊毛混紡，制作衣料、毛毯和工業(yè)毛毯。紡或同羊毛混紡，制作衣料、毛

27、毯和工業(yè)毛毯。腈綸毛線是市場(chǎng)上最暢銷的產(chǎn)品之一。近年來，腈綸毛線是市場(chǎng)上最暢銷的產(chǎn)品之一。近年來，復(fù)合材料需用的碳纖維數(shù)量日增，常常采用腈復(fù)合材料需用的碳纖維數(shù)量日增，常常采用腈綸纖維作為原絲。綸纖維作為原絲。2022年4月19日12時(shí)10分滌綸俗稱滌綸俗稱“的確良的確良”，它兼有錦綸和腈綸的特，它兼有錦綸和腈綸的特點(diǎn)，強(qiáng)度高、耐磨，混紡后的棉滌綸和毛滌綸點(diǎn)，強(qiáng)度高、耐磨，混紡后的棉滌綸和毛滌綸成為最常用的衣著用料。在工業(yè)上，滌綸還可成為最常用的衣著用料。在工業(yè)上，滌綸還可制作輪胎簾布、固定帶及運(yùn)輸帶等。滌綸纖維制作輪胎簾布、固定帶及運(yùn)輸帶等。滌綸纖維出世較晚，但出世較晚，但70年代產(chǎn)量已超過

28、錦綸而居合年代產(chǎn)量已超過錦綸而居合成纖維首位。成纖維首位。2022年4月19日12時(shí)10分芳綸堅(jiān)韌耐磨，剛?cè)峒鎮(zhèn)?，現(xiàn)在又發(fā)展成最有芳綸堅(jiān)韌耐磨，剛?cè)峒鎮(zhèn)洌F(xiàn)在又發(fā)展成最有希望的防彈材料。過去的防彈材料主要是防彈希望的防彈材料。過去的防彈材料主要是防彈鋁板和鋼板，都比較笨重，使用起來不靈活。鋁板和鋼板，都比較笨重，使用起來不靈活?，F(xiàn)在用芳綸編織的防彈背心重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、現(xiàn)在用芳綸編織的防彈背心重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、層數(shù)多、防護(hù)力強(qiáng)，適合于警察和公安人員日層數(shù)多、防護(hù)力強(qiáng)，適合于警察和公安人員日常穿用。士兵在戰(zhàn)場(chǎng)上感到威脅最大的是彈片常穿用。士兵在戰(zhàn)場(chǎng)上感到威脅最大的是彈片和散彈，穿上一種內(nèi)襯陶瓷板

29、的芳綸避彈衣，和散彈，穿上一種內(nèi)襯陶瓷板的芳綸避彈衣，就可以保證肺、胸、脊骨等重要部位的安全。就可以保證肺、胸、脊骨等重要部位的安全。2022年4月19日12時(shí)10分2022年4月19日12時(shí)10分有機(jī)單體有機(jī)單體聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)合成樹脂合成樹脂塑料塑料成型加工成型加工塑制品塑制品添加劑添加劑2022年4月19日12時(shí)10分一個(gè)完整的聚合物工業(yè)體系是由一個(gè)完整的聚合物工業(yè)體系是由材料合成制造材料合成制造和和制制品成型生產(chǎn)品成型生產(chǎn)兩大系統(tǒng)組成，兩大系統(tǒng)相互依存，制兩大系統(tǒng)組成，兩大系統(tǒng)相互依存，制品成型生產(chǎn)系統(tǒng)的地位決定了聚合物成型加工是一品成型生產(chǎn)系統(tǒng)的地位決定了聚合物成型加工是一門產(chǎn)品生產(chǎn)

30、的技術(shù)科學(xué)。門產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)科學(xué)。材料合成制造企業(yè)一般都是一些大型石化企業(yè)，投材料合成制造企業(yè)一般都是一些大型石化企業(yè)，投資巨大，數(shù)量較??；資巨大，數(shù)量較?。恢破烦尚蜕a(chǎn)企業(yè)，投資較小，企業(yè)數(shù)量巨大。制品成型生產(chǎn)企業(yè)，投資較小，企業(yè)數(shù)量巨大。2022年4月19日12時(shí)10分任何一種材料的使用價(jià)值，不僅與其固有的性能有任何一種材料的使用價(jià)值，不僅與其固有的性能有關(guān)，而且很大程度上依賴這種材料可采用的成型加關(guān)，而且很大程度上依賴這種材料可采用的成型加工技術(shù)，因?yàn)槿绻环N材料不能用保質(zhì)、高效、經(jīng)工技術(shù)，因?yàn)槿绻环N材料不能用保質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)地成型加工制造成產(chǎn)品，那么其使用性能多么優(yōu)濟(jì)地成型加工制造成

31、產(chǎn)品，那么其使用性能多么優(yōu)異，對(duì)使用者來說都是毫無價(jià)值的。異，對(duì)使用者來說都是毫無價(jià)值的。例例1：1953年，杜邦公司合成的均苯型聚酰亞胺，年，杜邦公司合成的均苯型聚酰亞胺，這種塑料耐高溫、抗輻射、耐磨等多方面優(yōu)異性能，這種塑料耐高溫、抗輻射、耐磨等多方面優(yōu)異性能，但由于其不熔不溶，難以用傳統(tǒng)方法加工，長(zhǎng)期未但由于其不熔不溶，難以用傳統(tǒng)方法加工，長(zhǎng)期未獲推廣應(yīng)用。獲推廣應(yīng)用。例例2 ：聚氯乙烯剛合成出來時(shí)，由于其流動(dòng)溫度與：聚氯乙烯剛合成出來時(shí)，由于其流動(dòng)溫度與分解溫度相近，很難成型加工，直到分解溫度相近，很難成型加工，直到PVC熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑研制成功，才使研制成功，才使PVC廣泛應(yīng)用。廣泛

32、應(yīng)用。2022年4月19日12時(shí)10分生產(chǎn)一個(gè)制品的程序?yàn)椋荷a(chǎn)一個(gè)制品的程序?yàn)椋?根據(jù)制品使用條件及用途，確定所用塑料材料品根據(jù)制品使用條件及用途，確定所用塑料材料品種及型號(hào)。種及型號(hào)。:根據(jù)材料加工性能、制品要求及成型特點(diǎn)確定成根據(jù)材料加工性能、制品要求及成型特點(diǎn)確定成型方法。型方法。:選擇成型設(shè)備，加工成型模具。選擇成型設(shè)備，加工成型模具。:實(shí)際加工調(diào)試，確定加工成型參數(shù)。實(shí)際加工調(diào)試，確定加工成型參數(shù)。:大批量生產(chǎn)。大批量生產(chǎn)。2022年4月19日12時(shí)10分纖維加工纖維加工擠出成型擠出成型塑料加工塑料加工橡膠加工橡膠加工擠出成型擠出成型注射成型注射成型壓制成型壓制成型壓延成型壓延成型

33、中空成型中空成型壓制壓制擠出擠出搪塑成型搪塑成型搪塑成型搪塑成型注射成型注射成型2022年4月19日12時(shí)10分精度批量投入成本制品成本成型方法高大多低注射高小小高、中壓制低大中等高、中擠出低小小高壓延2022年4月19日12時(shí)10分（1） 擠出成型:適用材料：熱塑性塑料、橡膠:制品：具有一定截面形狀的連續(xù)制品，管、棒、絲、板、薄膜:生產(chǎn)設(shè)備：擠出機(jī)、機(jī)頭、輔機(jī)2022年4月19日12時(shí)10分（2） 注射成型:適用材料：熱塑性塑料、熱固性塑料、橡膠:制品：各種形狀制品:生產(chǎn)設(shè)備：注射機(jī)、模具2022年4月19日12時(shí)10分（3） 中空吹塑成型:適用材料：熱塑性塑料:制品：瓶、桶、球、水壺:生產(chǎn)

34、設(shè)備：擠出機(jī)或注射機(jī)、吹塑機(jī)2022年4月19日12時(shí)10分（4） 壓延成型:適用材料：熱塑性塑料、橡膠:制品：薄膜、片材、人造革:生產(chǎn)設(shè)備：壓延機(jī)2022年4月19日12時(shí)10分（5） 涂覆成型:適用材料：熱塑性塑料、熱固性塑料、橡膠:制品：人造革、復(fù)合薄膜、薄膜、壁紙:生產(chǎn)設(shè)備：涂覆機(jī)2022年4月19日12時(shí)10分（6） 模壓成型:適用材料：熱塑性塑料、熱固性塑料、橡膠:制品：各種形狀制品:生產(chǎn)設(shè)備：油壓機(jī)、模具2022年4月19日12時(shí)10分（7） 發(fā)泡成型:適用材料：熱塑性塑料、熱固性塑料、橡膠:制品：發(fā)泡制品:設(shè)備：擠出機(jī)、注射機(jī)、油壓機(jī)等2022年4月19日12時(shí)10分（8） 熱

35、成型:適用材料：熱塑性片材、板材:制品：簡(jiǎn)易包裝盒、杯、一次性餐具、化工設(shè)備、管道:設(shè)備：熱成型機(jī)2022年4月19日12時(shí)10分（9） 流涎成型:適用材料：高分子溶液:制品：薄膜:流涎機(jī)2022年4月19日12時(shí)10分（10） 滾塑成型:適用材料：熱塑性塑料粉末:制品：大型容器、中空制品（50000L容器、全塑船）:設(shè)備：滾塑機(jī), 模具2022年4月19日12時(shí)10分（11） 搪塑成型:適用材料：熱塑性塑料糊:制品：中空軟制品、玩具2022年4月19日12時(shí)10分（12） 澆鑄成型:適用材料：熱塑性塑料、熱固性塑料:制品：各種形狀制品2022年4月19日12時(shí)10分（13） 浸漬成型:適用材

36、料：高分子溶液、乳液:制品：醫(yī)用手套、復(fù)合手套2022年4月19日12時(shí)10分 將高聚物轉(zhuǎn)變成為塑料制品也就是增添其使將高聚物轉(zhuǎn)變成為塑料制品也就是增添其使用價(jià)值，在轉(zhuǎn)變過程中，通常會(huì)發(fā)生化學(xué)變用價(jià)值，在轉(zhuǎn)變過程中，通常會(huì)發(fā)生化學(xué)變化、物理變化、流動(dòng)變形，因此圍繞這些內(nèi)化、物理變化、流動(dòng)變形，因此圍繞這些內(nèi)容，要求學(xué)者已具有高化、高物、力學(xué)和數(shù)容，要求學(xué)者已具有高化、高物、力學(xué)和數(shù)學(xué)的基本知識(shí)。學(xué)的基本知識(shí)。 2022年4月19日12時(shí)10分 本課程主要講兩大部分：第一部分是基本理本課程主要講兩大部分：第一部分是基本理論，主要介紹：材料的加工性質(zhì)；材料論，主要介紹：材料的加工性質(zhì)；材料的流變性

37、質(zhì)；熔體在管和狹縫中的流動(dòng)等。的流變性質(zhì)；熔體在管和狹縫中的流動(dòng)等。第二部分基本工藝：物料的配制；塑料第二部分基本工藝：物料的配制；塑料一次成型；塑料的二次成型；橡膠成型一次成型；塑料的二次成型；橡膠成型纖維成型。纖維成型。 2022年4月19日12時(shí)10分1、聚合物的基本概念和主要品種、聚合物的基本概念和主要品種（1）了解聚合物的基本概念；）了解聚合物的基本概念；（2）熟悉各類聚合物的基本概念和主要品種；）熟悉各類聚合物的基本概念和主要品種；2、聚合物在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用、聚合物在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用（1）了解材料的重要性；）了解材料的重要性；（2）了解聚合物的重要性；）了解聚

38、合物的重要性；3、聚合物成型加工的學(xué)科分類、聚合物成型加工的學(xué)科分類（1）掌握聚合物成型加工的基本概念；）掌握聚合物成型加工的基本概念；（2）掌握聚合物加工基礎(chǔ)的主要內(nèi)容；）掌握聚合物加工基礎(chǔ)的主要內(nèi)容；（3）掌握聚合物基本成型方法。）掌握聚合物基本成型方法。2022年4月19日12時(shí)10分1-1 聚合物的加工性聚合物的加工性1-2 聚合物在加工過程中的黏彈行為聚合物在加工過程中的黏彈行為1-3 加工過程聚合物結(jié)晶加工過程聚合物結(jié)晶1-4 加工過程中聚合物的取向加工過程中聚合物的取向2022年4月19日12時(shí)10分基本概念：基本概念：熱塑性與熱固性熱塑性與熱固性聚合物的三次結(jié)構(gòu)聚合物的三次結(jié)構(gòu)

39、結(jié)晶與非結(jié)晶結(jié)晶與非結(jié)晶聚合物的三態(tài)與三種運(yùn)動(dòng)單元聚合物的三態(tài)與三種運(yùn)動(dòng)單元三種變形特點(diǎn)與模型三種變形特點(diǎn)與模型2022年4月19日12時(shí)10分熱塑性與熱固性熱塑性與熱固性線性聚合物是熱塑性聚合物，它們加熱熔化，線性聚合物是熱塑性聚合物，它們加熱熔化，流動(dòng)成型、冷卻固化，其變化過程為物理變流動(dòng)成型、冷卻固化，其變化過程為物理變化、沒有化學(xué)變化，因此可重復(fù)使用?；?、沒有化學(xué)變化，因此可重復(fù)使用。2022年4月19日12時(shí)10分熱塑性與熱固性熱塑性與熱固性體型聚合物是熱固性聚合物，它們是加熱熔體型聚合物是熱固性聚合物，它們是加熱熔化、流動(dòng)成型、加高熱交聯(lián)固化，整個(gè)過程化、流動(dòng)成型、加高熱交聯(lián)固化，

40、整個(gè)過程有物理變化，也有化學(xué)變化，因此不可重復(fù)有物理變化，也有化學(xué)變化，因此不可重復(fù)使用。使用。 2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的三級(jí)結(jié)構(gòu)聚合物的三級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)近程結(jié)構(gòu)，代表主鏈和取代基的近程結(jié)構(gòu)，代表主鏈和取代基的組成，結(jié)構(gòu)單元的連接順序。組成，結(jié)構(gòu)單元的連接順序。2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的三次結(jié)構(gòu)聚合物的三次結(jié)構(gòu)二次結(jié)構(gòu)二次結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)、大分子鏈的大小，大遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)、大分子鏈的大小，大分子鏈的形態(tài)。分子鏈的形態(tài)。2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的三次結(jié)構(gòu)聚合物的三次結(jié)構(gòu)三次結(jié)構(gòu)三次結(jié)構(gòu)是指大分子鏈在分子間力作用下，是指大分子鏈在分子間力作用下，相互聚集在

41、一起所形成的組織結(jié)構(gòu)，是有序、相互聚集在一起所形成的組織結(jié)構(gòu)，是有序、無序。無序。2022年4月19日12時(shí)10分結(jié)晶與非結(jié)晶結(jié)晶與非結(jié)晶一次和二次結(jié)構(gòu)規(guī)則有序并且簡(jiǎn)單以及分子一次和二次結(jié)構(gòu)規(guī)則有序并且簡(jiǎn)單以及分子間作用力強(qiáng)的大分子，三次結(jié)構(gòu)排列整齊，間作用力強(qiáng)的大分子，三次結(jié)構(gòu)排列整齊，易形成晶體結(jié)構(gòu)稱為結(jié)晶聚合物，例如易形成晶體結(jié)構(gòu)稱為結(jié)晶聚合物，例如PE。一、二次結(jié)構(gòu)復(fù)雜、三次結(jié)構(gòu)排列無規(guī)律，一、二次結(jié)構(gòu)復(fù)雜、三次結(jié)構(gòu)排列無規(guī)律，易形成無定形結(jié)構(gòu)稱為非結(jié)晶聚合物，例如易形成無定形結(jié)構(gòu)稱為非結(jié)晶聚合物，例如PVC。 2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單

42、元玻璃態(tài)玻璃態(tài):在此狀態(tài)下，高聚物呈較剛硬的固體，在外力作在此狀態(tài)下，高聚物呈較剛硬的固體，在外力作用下，形變量很小，而且形變?yōu)槠諒椥巫?，因?yàn)橛孟?，形變量很小，而且形變?yōu)槠諒椥巫?，因?yàn)樵诖藸顟B(tài)的變形只限于材料內(nèi)部分子鍵角、鍵長(zhǎng)在此狀態(tài)的變形只限于材料內(nèi)部分子鍵角、鍵長(zhǎng)的變化。的變化。2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元玻璃態(tài)玻璃態(tài):在此狀態(tài)的塑料成型，一般只能采用一些機(jī)械加在此狀態(tài)的塑料成型，一般只能采用一些機(jī)械加工的方法，如車、銑、刨等，但機(jī)械加工精度很工的方法，如車、銑、刨等，但機(jī)械加工精度很差。差。2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)

43、單元聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元橡膠態(tài)橡膠態(tài):在此狀態(tài)的高聚物為柔軟而具有彈性的固體，在在此狀態(tài)的高聚物為柔軟而具有彈性的固體，在此狀態(tài)高聚物的形變可達(dá)原長(zhǎng)的此狀態(tài)高聚物的形變可達(dá)原長(zhǎng)的510倍，這是因倍，這是因?yàn)樵诖藸顟B(tài)下高分子的鏈段可以發(fā)生運(yùn)動(dòng)，從比為在此狀態(tài)下高分子的鏈段可以發(fā)生運(yùn)動(dòng)，從比較卷曲的形態(tài)轉(zhuǎn)化為伸展的形態(tài)，但分子與分子較卷曲的形態(tài)轉(zhuǎn)化為伸展的形態(tài)，但分子與分子結(jié)構(gòu)上總的排列依然不變。結(jié)構(gòu)上總的排列依然不變。2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元橡膠態(tài)橡膠態(tài):若要將高彈態(tài)的塑料加工成制品，可采用熱壓、若要將高彈態(tài)的塑料加工成制品，可采用熱壓、熱彎

44、、熱拉伸和真空吸塑、氣壓成型等加工方法，熱彎、熱拉伸和真空吸塑、氣壓成型等加工方法，一些化工企業(yè)用的塑料管道、塔器、貯罐的外殼一些化工企業(yè)用的塑料管道、塔器、貯罐的外殼一般均采用加熱至高彈態(tài)的成型方法，冰箱內(nèi)膽、一般均采用加熱至高彈態(tài)的成型方法，冰箱內(nèi)膽、塑料天花板、包裝盒（快餐盒、食品盒）也是采塑料天花板、包裝盒（快餐盒、食品盒）也是采用這種方法。用這種方法。2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元黏流態(tài)黏流態(tài):聚合物發(fā)生了相態(tài)變化，由固體變成液體，處于聚合物發(fā)生了相態(tài)變化，由固體變成液體，處于黏流態(tài)的高聚物在外力作用下，發(fā)生的形變?yōu)椴火ち鲬B(tài)的高聚物在外力

45、作用下，發(fā)生的形變?yōu)椴豢苫謴?fù)的永久形變，而且形變大小隨時(shí)間的變化可恢復(fù)的永久形變，而且形變大小隨時(shí)間的變化而增大。而增大。2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元黏流態(tài)黏流態(tài):黏流態(tài)時(shí)，施加一個(gè)很小的外力，只要有足夠長(zhǎng)黏流態(tài)時(shí)，施加一個(gè)很小的外力，只要有足夠長(zhǎng)的時(shí)間就可以達(dá)到任意大的形變，主要因?yàn)樵诖说臅r(shí)間就可以達(dá)到任意大的形變，主要因?yàn)樵诖藸顟B(tài)下，外力作用時(shí)，材料的分子間可以發(fā)生相狀態(tài)下，外力作用時(shí)，材料的分子間可以發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)同一分子鏈又有分子鏈段的運(yùn)動(dòng)，對(duì)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)同一分子鏈又有分子鏈段的運(yùn)動(dòng)，分子之間的相對(duì)位移是一種永久性的形變，即黏分子之間的

46、相對(duì)位移是一種永久性的形變，即黏性形變。而分子鏈的構(gòu)象的變化為可逆形變，即性形變。而分子鏈的構(gòu)象的變化為可逆形變，即彈性形變。因此，高聚物的運(yùn)動(dòng)是一種既有黏性彈性形變。因此，高聚物的運(yùn)動(dòng)是一種既有黏性形變，又有彈性形變的黏彈性運(yùn)動(dòng)。形變，又有彈性形變的黏彈性運(yùn)動(dòng)。2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元聚合物的三態(tài)與運(yùn)動(dòng)單元黏流態(tài)黏流態(tài):在此狀態(tài)，可采用注射成型、擠出成型、壓延成在此狀態(tài)，可采用注射成型、擠出成型、壓延成型、吹塑成型、壓制成型等加工方法，絕大多數(shù)型、吹塑成型、壓制成型等加工方法，絕大多數(shù)的塑料制品都是在黏流態(tài)流動(dòng)成型的，所以，這的塑料制品都是在黏流態(tài)流動(dòng)成型的，所

47、以，這也是我們?cè)诹髯儗W(xué)中主要研究的。也是我們?cè)诹髯儗W(xué)中主要研究的。2022年4月19日12時(shí)10分三種變形特點(diǎn)與模型三種變形特點(diǎn)與模型普彈形變普彈形變高彈形變高彈形變塑性形變塑性形變 EFAFAFA( )ef ttc2022年4月19日12時(shí)10分形變與成型加工方式的關(guān)系形變與成型加工方式的關(guān)系 薄膜和纖維冷拉伸薄膜和纖維冷拉伸TgTfTdE薄膜和纖維熱拉伸薄膜和纖維熱拉伸真空和壓力成型真空和壓力成型中空成型中空成型壓力成型壓力成型擠出成型擠出成型薄膜吹塑薄膜吹塑注射成型注射成型熔融紡絲熔融紡絲2022年4月19日12時(shí)10分外力、內(nèi)力和應(yīng)力外力、內(nèi)力和應(yīng)力:外界作用在材料邊界上的力稱為表面力

48、，又稱外界作用在材料邊界上的力稱為表面力，又稱為外力。接觸力是物體內(nèi)的一部分通過假想的為外力。接觸力是物體內(nèi)的一部分通過假想的分隔面作用在相鄰部分上的力，也即外力向物分隔面作用在相鄰部分上的力，也即外力向物體內(nèi)傳遞，又稱為內(nèi)力。材料單位面積受到的體內(nèi)傳遞，又稱為內(nèi)力。材料單位面積受到的表面力作用稱為應(yīng)力。表面力作用稱為應(yīng)力。 2022年4月19日12時(shí)10分一、可擠壓性一、可擠壓性:定義：定義：extrudability指聚合物熔體通過擠壓作指聚合物熔體通過擠壓作用形變時(shí)，獲得形狀和保持形狀的能力。用形變時(shí)，獲得形狀和保持形狀的能力。:可擠壓性的評(píng)定可擠壓性的評(píng)定用熔融指數(shù)儀（用熔融指數(shù)儀（M

49、elt Flow Indexer，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱MI儀）測(cè)定，十分方便儀）測(cè)定，十分方便 :MI定義：測(cè)定給定定義：測(cè)定給定P、T、聚合物的流動(dòng)度，用、聚合物的流動(dòng)度，用定溫下十分鐘內(nèi)聚合物從出料孔擠出的重量來表定溫下十分鐘內(nèi)聚合物從出料孔擠出的重量來表示。示。 2022年4月19日12時(shí)10分一、可擠壓性一、可擠壓性成型方法成型方法產(chǎn)品產(chǎn)品MI(g10 min-1)擠出擠出管管TgTTg2022年4月19日12時(shí)10分三、三、 可延性可延性:可延性的測(cè)量可延性的測(cè)量 :可延性的測(cè)定常在小型牽引試驗(yàn)機(jī)和拉伸儀中進(jìn)可延性的測(cè)定常在小型牽引試驗(yàn)機(jī)和拉伸儀中進(jìn)行，通過行，通過 來評(píng)價(jià)聚合物可延性。來評(píng)價(jià)

50、聚合物可延性。000L + LL=LL自然拉伸比2022年4月19日12時(shí)10分四、可紡性四、可紡性:定義：指聚合物通過擠壓加工，形成連續(xù)的固態(tài)定義：指聚合物通過擠壓加工，形成連續(xù)的固態(tài)纖維的能力。纖維的能力。:影響可紡性主要因素影響可紡性主要因素:成纖聚合物的分子量和分子量分布成纖聚合物的分子量和分子量分布;:熔體或原液的黏度熔體或原液的黏度;:噴絲板的結(jié)構(gòu)形狀和孔徑尺寸噴絲板的結(jié)構(gòu)形狀和孔徑尺寸;:拉伸比拉伸比(卷繞速度和吐出速度之比卷繞速度和吐出速度之比);:絲流與凝固介質(zhì)絲流與凝固介質(zhì)(濕紡濕紡)或冷卻介質(zhì)或冷卻介質(zhì)(熔紡熔紡)間的傳質(zhì)和傳熱間的傳質(zhì)和傳熱速率等。速率等。2022年4月

51、19日12時(shí)10分四、可紡性四、可紡性:評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo):通常熔體細(xì)流的穩(wěn)定性可表示為：通常熔體細(xì)流的穩(wěn)定性可表示為：max036LvdL熔體細(xì)流最大穩(wěn)定性長(zhǎng)度表面張力d噴絲板孔直徑v聚合物溶液的流動(dòng)速度0聚合物溶液的黏度(穩(wěn)態(tài)流動(dòng)黏度)2022年4月19日12時(shí)10分四、可紡性四、可紡性:評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo):通常聚合物的可紡性用最大拉伸比通常聚合物的可紡性用最大拉伸比 來表示，最大來表示，最大拉伸比指拉斷絲條時(shí)的拉伸比。聚合物的表觀拉拉伸比指拉斷絲條時(shí)的拉伸比。聚合物的表觀拉伸黏度越小，最大拉伸比值越大，其可紡性越好。伸黏度越小，最大拉伸比值越大，其可紡性越好。21/0max00(/)/8/n

52、LvvrLrv/E（松弛時(shí)間）表面張力r噴絲板孔半徑L噴絲板孔道長(zhǎng)度0聚合物溶液的黏度(穩(wěn)態(tài)流動(dòng)黏度)2022年4月19日12時(shí)10分基本概念：基本概念：黏彈性黏彈性 聚合物在加工過程中通常從固體變?yōu)橐后w（熔融和流動(dòng)），聚合物在加工過程中通常從固體變?yōu)橐后w（熔融和流動(dòng)），再從液體變?yōu)楣腆w（冷卻定型），所以在加工過程中聚合物再從液體變?yōu)楣腆w（冷卻定型），所以在加工過程中聚合物處于不同加工狀態(tài)時(shí)下會(huì)分別表現(xiàn)出固體和液體的性質(zhì)，即處于不同加工狀態(tài)時(shí)下會(huì)分別表現(xiàn)出固體和液體的性質(zhì)，即表現(xiàn)彈性和黏性。但由于聚合物大分子的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)和大分子表現(xiàn)彈性和黏性。但由于聚合物大分子的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)和大分子的逐步運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，

53、聚合物的形變和流動(dòng)不可能是純彈性的或的逐步運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，聚合物的形變和流動(dòng)不可能是純彈性的或純黏性的而是彈性和黏性的綜合，既黏彈性的熔體中有彈性純黏性的而是彈性和黏性的綜合，既黏彈性的熔體中有彈性行為。即聚合物熔體在受力形變后會(huì)存在一定的回復(fù)性，而行為。即聚合物熔體在受力形變后會(huì)存在一定的回復(fù)性，而不是單純不可回復(fù)的黏性形變。不是單純不可回復(fù)的黏性形變。2022年4月19日12時(shí)10分基本概念：基本概念：黏彈性黏彈性 2022年4月19日12時(shí)10分基本概念：基本概念：虎克定律和牛頓定律虎克定律和牛頓定律18世紀(jì)虎克和牛頓把世界的材料看得十分出奇簡(jiǎn)單，虎克認(rèn)為世紀(jì)虎克和牛頓把世界的材料看得十分出奇

54、簡(jiǎn)單，虎克認(rèn)為凡是固體都有彈性，服從虎克定律凡是固體都有彈性，服從虎克定律牛頓認(rèn)為凡是液體都服從牛頓定律牛頓認(rèn)為凡是液體都服從牛頓定律=E=E與時(shí)間無關(guān)與時(shí)間無關(guān) ddudttdy =t與時(shí)間有關(guān)與時(shí)間有關(guān) 2022年4月19日12時(shí)10分基本概念：基本概念：模型元件模型元件虎克定律用彈簧元件模擬虎克定律用彈簧元件模擬=Et2022年4月19日12時(shí)10分基本概念：基本概念：模型元件模型元件牛頓定律用黏壺模擬牛頓定律用黏壺模擬t=t+C2022年4月19日12時(shí)10分基本概念：基本概念：模型元件模型元件開爾芬定律黏彈性暫時(shí)由彈開爾芬定律黏彈性暫時(shí)由彈簧與黏壺并聯(lián)模擬簧與黏壺并聯(lián)模擬0=1Ete

55、Et2022年4月19日12時(shí)10分E1普彈形變模量普彈形變模量E2高彈形變模量高彈形變模量2高彈形變黏度高彈形變黏度3黏性形變黏度黏性形變黏度加工過程中線型聚合物的總形變?yōu)榧庸み^程中線型聚合物的總形變?yōu)?2000EHV123=+1tEteEE 2022年4月19日12時(shí)10分聚合物的黏彈性形變與加工條件的關(guān)系2022年4月19日12時(shí)10分 在受外力時(shí)，試樣立刻變形產(chǎn)生拉伸形變?cè)谑芡饬r(shí)，試樣立刻變形產(chǎn)生拉伸形變 ，并且，并且比較小，外力去除后拉伸形變比較小，外力去除后拉伸形變 立刻恢復(fù)，外力使大立刻恢復(fù)，外力使大分子鍵長(zhǎng)和鍵角發(fā)生形變所引起的。分子鍵長(zhǎng)和鍵角發(fā)生形變所引起的。 高彈形變是外

56、力較長(zhǎng)時(shí)間作用于聚合物，由于無高彈形變是外力較長(zhǎng)時(shí)間作用于聚合物，由于無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)的大分子鏈段形變和位移所貢獻(xiàn)，形變值規(guī)熱運(yùn)動(dòng)的大分子鏈段形變和位移所貢獻(xiàn)，形變值大具有可逆性，使聚合物表現(xiàn)出特有的高彈性。大具有可逆性，使聚合物表現(xiàn)出特有的高彈性。 黏性形變是聚合物在外力作用下沿力作用方向發(fā)黏性形變是聚合物在外力作用下沿力作用方向發(fā)生的大分子鏈之間的解纏結(jié)和相對(duì)滑移，表現(xiàn)宏觀生的大分子鏈之間的解纏結(jié)和相對(duì)滑移，表現(xiàn)宏觀流動(dòng)，形變值大，具有不可逆性。流動(dòng)，形變值大，具有不可逆性。以單軸拉伸為例以單軸拉伸為例2022年4月19日12時(shí)10分聚合物三種運(yùn)動(dòng)、形變和模型聚合物三種運(yùn)動(dòng)、形變和模型主要運(yùn)動(dòng)單

57、元主要運(yùn)動(dòng)單元化學(xué)鍵運(yùn)動(dòng)化學(xué)鍵運(yùn)動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)大分子運(yùn)動(dòng)大分子運(yùn)動(dòng)聚集狀態(tài)聚集狀態(tài)玻璃態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)黏流態(tài)黏流態(tài)外觀外觀固體固體彈性體彈性體液體液體形變特點(diǎn)形變特點(diǎn)1形變與應(yīng)力同步形變與應(yīng)力同步形變滯后應(yīng)力形變滯后應(yīng)力 形變滯后應(yīng)力形變滯后應(yīng)力2形變可恢復(fù)形變可恢復(fù)形變可逐漸恢形變可逐漸恢復(fù)復(fù)形變不可恢復(fù)形變不可恢復(fù)3形變率小形變率小形變率大形變率大形變率最大形變率最大形變性質(zhì)形變性質(zhì)普彈形變普彈形變黏彈形變黏彈形變塑性形變塑性形變模型元件模型元件彈簧彈簧彈簧加黏壺彈簧加黏壺黏壺黏壺引出模型引出模型虎克虎克開爾文開爾文牛頓牛頓2022年4月19日12時(shí)10分在一般條件下，在一般條件下

58、，E很小，聚合物形變主要由很小，聚合物形變主要由H和和V組成，組成，即有可逆形變和不可逆形變二種，只是由于加工條件不同即有可逆形變和不可逆形變二種，只是由于加工條件不同而存在而存在2種成份的相對(duì)差異。種成份的相對(duì)差異。當(dāng)加工溫度當(dāng)加工溫度T升高，上式升高，上式2和和3都降低導(dǎo)致都降低導(dǎo)致H和和V提高，但提高，但H隨隨T升高成比例增大，而升高成比例增大，而V隨隨T的升高以指數(shù)形式增大，的升高以指數(shù)形式增大，當(dāng)加工溫度高于黏流溫度以致聚合物處于黏流態(tài)時(shí)聚合物當(dāng)加工溫度高于黏流溫度以致聚合物處于黏流態(tài)時(shí)聚合物的形變發(fā)展以的形變發(fā)展以V為主，這時(shí)聚合物的黏度下降流動(dòng)性大，為主，這時(shí)聚合物的黏度下降流動(dòng)

59、性大，易于成型，同時(shí)由于黏性形變的不可逆性，提高了制品在易于成型，同時(shí)由于黏性形變的不可逆性，提高了制品在長(zhǎng)期使用過程中的形狀與尺寸穩(wěn)定性，所以很多加工都是長(zhǎng)期使用過程中的形狀與尺寸穩(wěn)定性，所以很多加工都是在黏流態(tài)下實(shí)現(xiàn)的，例如注射、擠出熔融紡絲。在黏流態(tài)下實(shí)現(xiàn)的，例如注射、擠出熔融紡絲。2022年4月19日12時(shí)10分 但黏流態(tài)聚合物的形變并不是純黏性，也表現(xiàn)出但黏流態(tài)聚合物的形變并不是純黏性，也表現(xiàn)出一定的彈性。例如流動(dòng)中大分子因伸展而儲(chǔ)藏了彈一定的彈性。例如流動(dòng)中大分子因伸展而儲(chǔ)藏了彈性能，當(dāng)引起外力流動(dòng)的外力消除后，伸展的大分性能，當(dāng)引起外力流動(dòng)的外力消除后，伸展的大分子恢復(fù)的卷曲過程

60、就產(chǎn)生高彈形變，它會(huì)使熔體產(chǎn)子恢復(fù)的卷曲過程就產(chǎn)生高彈形變，它會(huì)使熔體產(chǎn)生膨脹現(xiàn)象，這種彈性能如果儲(chǔ)存在制品中，還會(huì)生膨脹現(xiàn)象，這種彈性能如果儲(chǔ)存在制品中，還會(huì)引起制品的形狀或尺寸的改變，有時(shí)還使制品出現(xiàn)引起制品的形狀或尺寸的改變，有時(shí)還使制品出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力。內(nèi)應(yīng)力。2022年4月19日12時(shí)10分當(dāng)加工溫度低于黏流溫度，溫度降低導(dǎo)致聚合物形當(dāng)加工溫度低于黏流溫度，溫度降低導(dǎo)致聚合物形變組成中的彈性成分增加黏性成分下降，一些不希變組成中的彈性成分增加黏性成分下降，一些不希望材料有很大流動(dòng)的成型加工在此溫度下成型，因望材料有很大流動(dòng)的成型加工在此溫度下成型，因?yàn)樗沙谶^程是由鏈段決定：為松弛過程是由鏈