成型加工重點終極版

1、1. 添加劑的功能：2. 加工性能：可擠壓性、可模塑性、可延展性、可紡性。增塑劑是指用以使高分子材料制品塑性增加，改進其柔軟性、延伸性和加工性能的物質(zhì)。增塑劑的損失：揮發(fā)、游移（增塑劑從本身的聚合物向與其接觸的另一聚合物中遷移的現(xiàn)象）、萃?。ㄅc增塑劑對所接觸溶劑的溶解度有關(guān)）、滲出。潤滑劑是降低熔體與加工機械或模具之間和熔體內(nèi)部相互間的摩擦和黏附，改善流動性，促進加工成型，利于脫模，提高生產(chǎn)能力和外觀質(zhì)量及光潔度等的一類添加劑。（區(qū)別：前者在加工中和使用中都起作用，后者僅在加工起作用。）3. 交聯(lián)體系：交聯(lián)劑、促進劑、活性劑（或稱促進助劑）、防焦劑 橡膠硫化體系：硫化劑：橡膠的交聯(lián)劑稱為硫化劑

2、，將線型或輕度支化型聚合物轉(zhuǎn)變成二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或三維體形結(jié)構(gòu)聚合物；硫化促進劑：提高硫化速度、縮短硫化時間、降低硫化溫度、減少硫化劑用量，并能提高或改善硫化膠物理機械性能；硫化活性劑：提高膠料中硫化促進劑的活性，減少硫化促進劑的用量、縮短硫化時間；防焦劑：少量加入，即可防止或延遲膠料在加工和貯存時產(chǎn)生焦燒，實質(zhì)上是在交聯(lián)初期起抑制作用?；钚詣┯玫幂^多的是：ZnO+HSt（可作為金屬氧化物硫化劑，可提高硫化膠的耐熱性能）4. 配方設(shè)計就是根據(jù)產(chǎn)品的性能要求和工藝條件合理地選用原材料，確定各種原材料的用量配比關(guān)系。5. 配方設(shè)計過程：基本配方：主體+交聯(lián)劑+穩(wěn)定體系（試驗所添加的配合劑的合理性，包括

3、種類、用量。）性能配方：基本配方+性能體系（針對某種性能要求：往往專門提高某一（些）性能。）實用配方：性能配方+加工體系、成本體系（要考慮原料的來源、生產(chǎn)的可行性和經(jīng)濟性，要全面考慮。）6. 配方表示法：重量比：以聚合物的量為基準（100份）。此表示法最常用（論文、科研）重量百分數(shù)：以配方的總重量為100。便于備料，計算成本。體積百分數(shù)：各組分體積總和為100。這對于以體積計算成本有利。生產(chǎn)配方：按生產(chǎn)設(shè)備每一次投料量計算各組分需多少。此表示法便于生產(chǎn)操作。7. 配方中各成分的作用：穩(wěn)定劑（防老劑）：防止和抑制老化（改性、加入穩(wěn)定劑），常用熱穩(wěn)定劑：鉛鹽、硬酯酸鹽、有機錫、復合穩(wěn)定劑、稀土、環(huán)

4、氧化合物等。增塑劑的作用：使配合劑和聚合物混合容易；改善混合物加工工藝性能；使制品在常溫下表現(xiàn)柔軟；使制品的耐寒性增加。（a. 塑料增塑劑按化學結(jié)構(gòu)可分為鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類、磷酸酯類、含氯化合物類、環(huán)氧化合物類、聚酯類和多元醇酯類等。b. 橡膠增塑劑按作用原理可分為物理增塑劑（軟化劑）（石油系、煤焦系、松系、合成酯類、液體聚合物類）和化學增塑劑（塑解劑）（含硫化合物類等）潤滑劑的作用：主要是為了提高加工性能，降低熔體之間及熔體與加工設(shè)備之間的摩擦和粘附。（內(nèi)潤滑劑：硬酯酸及其酯類。外潤滑劑：硬酯酸、石蠟等。）交聯(lián)劑作用：引起聚合物交聯(lián)，橡膠的交聯(lián)劑為硫化劑，熱固性塑料的交聯(lián)劑為固

5、化劑。（常用交聯(lián)劑有：硫磺、含硫化合物、有機氧化物、金屬氧化物、胺類化合物、雙官能團化合物、合成樹脂）填充劑作用：常用填充劑：碳酸鈣、炭黑、硅酸鹽、硫酸鹽、金屬氧化物、金屬粉、纖維類。另外還有發(fā)泡劑、阻燃劑、抗靜電劑、偶聯(lián)劑、防霉劑等。8. 混合將兩種或兩種以上組分相互分布在各自所占的空間中，即兩種或多種組分所占空間的最初分布情況發(fā)生變化。混合是一種操作，是一個過程，是一種趨向于減少混合物非均勻性的操作，是在整個系統(tǒng)的全部體積內(nèi)各組分在其基本單元沒有發(fā)生本質(zhì)變化的情況下的細化和分布過程。（有非分散混合和分散混合，混合涉及三種擴散：分子擴散、渦流擴散、體積擴散，熔融物料混合以體積擴散為主）分散混

6、合中一種或多種組分的物理特性發(fā)生一些內(nèi)部變化的過程。如顆粒尺寸變小，或溶于其它組分中等。9混合設(shè)備間歇式：靜式混合設(shè)備（重力混合器）、滾筒類混合設(shè)備（鼓式混合機）、轉(zhuǎn)子類混合設(shè)備（Z型捏合機）；連續(xù)式：單、雙螺桿擠出機，F(xiàn)CM連續(xù)混煉機。10塑煉和混煉塑煉：使彈性生膠變成可塑狀態(tài)的工藝過程。實質(zhì)是橡膠分子鏈斷裂，相對分子量降低，從而彈性下降。目的：降低彈性，增加可塑性；獲得適當流動性，混煉時配合劑易于分散均勻，便于操作；使生膠分子量分布變窄，膠料質(zhì)量均勻一致。 混煉：將可塑度合乎要求的生膠或塑煉膠與配合劑，在一定的溫度和機械力的作用下混合均勻，制成性能均一、可供成型的混煉膠的過程?；鞜挼娜蝿眨?/p>

7、使各種配合劑都能均勻地分散在橡膠中。11.塑料的混合和塑化初混合，是一種簡單混合，在低于流動溫度和較為緩和的剪切速率下進行的一種混合?；旌虾?，物料各組份的物理和化學性質(zhì)無變化。只是增加各組份顆粒的無規(guī)則排列程度，沒有改變顆粒的尺寸。再混合，是高一級的混合，在高于流動溫度和較強烈的剪切速率下進行?；旌虾螅锪细鹘M份的物理和化學性質(zhì)有所變化。塑化的目的是使物料在一定溫度和剪切力下熔融，驅(qū)出其中的水份和揮發(fā)物。使各組份的分散更趨均勻，得到具有一定可塑性的均勻物料。結(jié)合橡膠：混煉過程中，當橡膠分子被斷鏈成鏈自由基時，炭黑粒子的表面活性部位就能與鏈自由基結(jié)合，產(chǎn)生結(jié)合橡膠。已經(jīng)與炭黑結(jié)合的橡膠分子，又會

8、通過纏結(jié)、交聯(lián)等結(jié)合更多的橡膠分子，生成更多的結(jié)合橡膠。不僅在混煉過程中會生成結(jié)合橡膠，在混煉后的停放過程中，也會生成結(jié)合橡膠。12. 固化速度：熱固性塑料在一定溫度和壓力下，從熔融、流動到交聯(lián)固化為制品的過程中，單位厚度的制品所需的時間，以s/mm表示、此值越小，固化速度越快。壓縮率：是粉狀或粒狀的熱固性塑料的表觀比重與制品比重之比。即壓塑料在壓制前后的體積變化。成型收縮率：在常溫常壓下，模具型腔的單向尺寸L0和制品的單向尺寸L之差與模具的單向尺寸L0之比。13.焦燒：指橡膠在硫化開始前的延遲作用時間，在此階段膠料尚未開始交聯(lián)，膠料在模型內(nèi)具有良好的流動性。對于模型硫化制品，膠料的流動、充模

9、必須在此階段完成，否則會發(fā)生焦燒，出現(xiàn)制品花紋不清，缺膠等缺陷。 硫化起步硫化時，膠料開始變硬而后不能進行熱塑性流動的那一點時間（焦燒）。焦燒期的長短：決定了膠料的焦燒性及操作安全性。焦燒時間的起點：實際是從混煉開始加入硫磺的那一時刻開始。若：操作焦燒時間>焦燒時間，就發(fā)生焦燒。防止焦燒：具有較長的焦燒時間：配方?；鞜挕⑼７乓蜏?，成型時要迅速，即減小操作焦燒時間。14.硫化歷程：（1）焦燒階段：指橡膠在硫化開始前的延遲作用時間，在此階段膠料尚未開始交聯(lián)，膠料在模型內(nèi)具有良好的流動性。（2）欠硫期預硫階段：焦燒期以后橡膠開始交聯(lián)的階段，預硫階段的長短反應了橡膠硫化反應速度的快慢，主要取決

10、于膠料的配方。（3）正硫化階段：此時交聯(lián)鍵會發(fā)生重排、裂解等反應，同時存在的交聯(lián)、裂解反應達到了平衡，因此膠料的物理機械性能在一個階段基本上保持恒定或變化很少，所以該階段也稱為平坦硫化階段。（4）過硫化階段：在此階段往往氧化及熱斷鏈反應占主導地位，因此膠料會出現(xiàn)物理機械性能下降現(xiàn)象（天然橡膠、丁基橡膠等主鏈為線型大分子結(jié)構(gòu)，在過硫化階段斷鏈多于交聯(lián)而出現(xiàn)硫化返原現(xiàn)象；而對于大部分合成橡膠，如丁苯、丁腈橡膠等，在過硫化階段中易產(chǎn)生氧化支化反應和環(huán)化結(jié)構(gòu)，膠料的物理機械性能變化很小，甚至保持恒定，這種膠料稱為硫化非返原性膠料）過硫化階段膠料的性能變化情況反映了硫化平坦期的長短，不僅表明了膠料穩(wěn)定性

11、的高低，而且對硫化工藝的安全性及制品的硫化質(zhì)量有直接影響。15. 硫化溫度：p170 硫化時間：E=It (E：硫化效應，I：硫化強度，t：硫化時間) 硫化強度：膠料在一定溫度下，單位時間所達到的硫化程度 p171硫化膠的性能取決于硫化程度，因此同一種膠料要在不同硫化條件下制得具有相同性能的硫化膠，就應使它們的硫化程度相同，即硫化效應相同。16. 螺桿結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：螺桿直徑，螺桿的長徑比，螺桿的壓縮比，螺槽深度，螺旋角，螺紋棱部寬，螺桿與料筒的間隙。螺桿長徑比：螺桿工作部分的有效長度與直徑之比，此值通常為1525。（長徑比大，能改善塑料的溫度分布，混合更均勻，減少擠出時的逆流和漏流，提高擠出機

12、的生產(chǎn)能力，大長徑比螺桿適用于硬塑料、粉狀塑料或結(jié)晶性塑料，熱敏性塑料不適于過大長徑比螺桿。）螺桿壓縮比：螺桿加料段第一個螺槽的容積與均化段最后一個螺槽的容積之比，它表示塑料通過螺桿的全過程被壓縮的程度。（壓縮比越大，塑料受到的擠壓作用就越大，排除物料中所含空氣的能力就越強，但壓縮比過大會使螺桿本身的機械強度下降。粉狀塑料采用的壓縮比要大于粒狀塑料。）螺桿的結(jié)構(gòu)形式：（1）變深變距：適應于無定型塑料；（2）等距等深（深槽變淺槽）：適應于結(jié)晶型塑料。螺桿結(jié)構(gòu)參數(shù)包括：螺桿直徑，螺桿的長徑比，螺桿的壓縮比，螺槽深度，螺旋角，螺紋棱部寬，螺桿與料筒的間隙。17. 螺桿各段的作用：加料段：對料斗送來的

13、塑料進行加熱，同時輸送到壓縮段。塑料在該段始終保持固體狀態(tài)；壓縮段：對加料段來的料起擠壓和剪切作用，同時使物料繼續(xù)受熱，由固體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴隗w，趕走塑料中的空氣及其他揮發(fā)成分，增大塑料的密度，塑料通過壓縮段后，應該成為完全塑化的黏流狀態(tài)；均化段：使熔融物料在均化段螺桿和機頭回壓作用進一步攪拌塑化均勻，并定量定壓地通過機頭口模擠出成型。18. 固體輸送理論：加料段的主要作用是固體輸送。塑料：未熔化，疏松的固體，表面發(fā)粘結(jié)塊，形變不大。物料沿螺槽的向前運動：旋轉(zhuǎn)運動物料與螺桿的摩擦作用力。軸向水平運動螺桿旋轉(zhuǎn)時的軸向分力。為了提高軸向水平運動：螺桿表面光潔度增加；螺桿中心通冷卻水物料與螺桿的表面摩

14、擦力減?。涣贤矁?nèi)壁光滑；加料段特設(shè)縱向溝槽物料與料筒表面的 切向摩擦力增加。物料與螺桿表面的摩擦力大，與料筒表面的切向摩擦力小，旋轉(zhuǎn)運動增大；物料與螺桿表面的摩擦力小，與料筒表面的切向摩擦力大，軸向水平運動增大。 熔體輸送理論：從壓縮段送入均化段的物料是具有恒定密度的黏流態(tài)物料，在該段物料的流動已成為黏性流體的流動，物料不僅受到旋轉(zhuǎn)螺桿的擠壓作用，同時受到由于機頭口模的阻力所造成的反壓作用，物料的流動情況復雜。通常把物料在螺槽中的流動看成以下四種類型的流動組成：正流、逆流、橫流、漏流。其中橫流對擠出量沒有影響。19. 擠出機的生產(chǎn)率：p195-196的公式20. 塑料和橡膠用擠出機螺

15、桿結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？（1）橡膠擠出機的螺桿長徑比較小：因為與大多數(shù)熱塑性塑料相比，橡膠的黏度要高出一個數(shù)量級，在擠出過程中產(chǎn)生大量的熱，縮短其長度可保持溫度的升高在一定限度之內(nèi)，防止膠料過熱和焦燒。（2）橡膠擠出機螺桿的螺槽深度相對較大：螺槽較深是為了減少橡膠的剪切及其黏性生熱。21. 注射機的結(jié)構(gòu)形式：注射螺桿的長徑比和壓縮比?。痪伍L度短，但螺槽深度較深，加料段較長。為防止注射時出現(xiàn)物料沿螺槽回流，對低黏度物料需在螺桿頭部裝上止逆環(huán)。（柱塞式注射機、移動螺桿式注射機、雙階柱塞式注射機、螺桿預塑化柱塞式注射機）注塑機的基本結(jié)構(gòu)：注射系統(tǒng)（加料裝置、料筒、螺桿（柱塞及分流梭）、噴嘴）、鎖模系統(tǒng)

16、、注射模具及液壓系統(tǒng)。分流梭作用：將料筒內(nèi)流經(jīng)該處的物料引導成為薄層，使塑料流體產(chǎn)生分流和收斂流動，以縮短傳熱導程。注射成型工藝條件：溫度（料筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度）、壓力（塑化壓力、背壓、注射壓力）、時間（注射時間（充模、保壓）、冷卻時間（保壓、預塑化）、輔助時間（開模、脫模、嵌件安放、閉模）。22. 注射機的加工能力：反映注射機加工能力的主要參數(shù)是注射量和鎖模力。注射量是指注射機在注射螺桿作一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量。鎖模力是合模機構(gòu)所能產(chǎn)生的最大模具閉緊力決定的，它反映了注射機成型制品面積的大小。23. 注射壓力：是柱塞或螺桿推動塑料熔體向料筒前端流動并使熔體充

17、滿模腔所施加的壓力。凝封：如果模腔澆口還沒有凍結(jié)就撤除保壓壓力，則熔體在較高的模腔壓力作用下就會發(fā)生大的倒流，使模腔壓力很快下降，倒流將一直持續(xù)到澆口凍結(jié)點為止，該點為凝封點。背壓：后端的壓力，通常用于描述系統(tǒng)排出的流體在出口處或二次側(cè)受到的與流動方向相反的壓力（大于當?shù)卮髿鈮?。成型周期：完成一次注射成型所需的全部時間稱為注射成型周期。24.注射機螺桿與擠出機螺桿結(jié)構(gòu)上有何區(qū)別？結(jié)構(gòu)：注射螺桿的長徑比和壓縮比小；均化段長度短，但螺槽深度較深，加料段較長。為防止注射時出現(xiàn)物料沿螺槽回流，對低黏度物料需在螺桿頭部裝上止逆環(huán)。作用：輸送、壓實、塑化及傳遞注射壓力。25. 壓延機分類：壓延機通常是根

18、據(jù)輥筒的數(shù)目和排列形式進行分類的。三輥和四輥壓延機應用最普遍，橡膠一般用三輥，塑料一般用四輥。三輥壓延機的排列形式有I型、三角型等幾種；四輥壓延機有I型、L型、倒L型、Z型和斜Z型。壓延機輥筒排列方式：（a）I型三輥 （b）三角型三輥 （c）I型四輥 （d）L型四輥 （e）倒L型四輥 （f）Z型四輥 （g）斜Z型四輥 （h）反L型五輥26. 制品厚度調(diào)節(jié)制品的厚度首先由輥距來調(diào)節(jié)。壓延機在物料運行方向倒數(shù)第二輥的軸承位置，是固定不變的，其余輥筒的軸承都可通過輥距調(diào)節(jié)裝置進行調(diào)節(jié)，對制品的厚度進行控制。中高度法、軸交叉法、預應力法予以補償。（1） 中高度法：（2） 軸交叉法（3） 預應力法（a）

19、 輥筒在工作負荷下的變形（b）輥筒在預負荷下的變形（c）輥筒在工作負荷和預負荷共同作用下的變形27. 壓延操作條件（壓延成型工藝條件的控制）1.輥筒溫度和轉(zhuǎn)速：一般大多數(shù)塑料容易粘附在高溫、高轉(zhuǎn)速的輥筒上，為了壓延成型的順利進行，操作上應控制：溫度： T輥3>= T輥4> T輥2> T輥1>Tf轉(zhuǎn)速： T輥3>= T輥4> T輥2> T輥1>Tf對于同種塑料，輥速越快，制品厚度越薄，輥溫則越低。2.輥筒的速比：使物料依次貼輥，使物料更好地塑化。速比過大容易導致包輥；速比過小容易導致物料不貼輥。3.輥距和存料量：為使制品結(jié)構(gòu)緊密、壓延順利，要求輥筒間距：h0(1-2)>h0(2-3)>h0(3-4)輥距越小，擠壓壓力越大，可以趕走物料中的氣泡，增大制品密度，有利于塑化傳熱。還應保證兩輥間隙之間應有一定的存料，以增大壓力，保持良好的塑化作用，以提高制品質(zhì)量。存料也不宜過多，否則會使物料停留時間過長而發(fā)生降解。4.牽引（拉伸）、冷卻、卷曲：引離，使高聚物受到剪切、拉伸，沿著前進方向有適當?shù)亩ㄏ蜃饔?。要求：V輥（卷曲）V輥（冷卻）V輥（引離）V輥3。這樣，將使制品拉伸，有利于引離，同時不因制品的自身重力而下垂，保證生產(chǎn)工藝的順利進行。28. 壓延工