塑料成型工藝學(xué)復(fù)習(xí)重點(diǎn)指導(dǎo)

塑料成型工藝學(xué)總復(fù)習(xí)綱要

學(xué)習(xí)塑料成型工藝學(xué)這門課程，是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。既要學(xué)好書中的理論基礎(chǔ)，書本理論知識(shí)也是科學(xué)研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)；更要與實(shí)際緊密結(jié)合全面系統(tǒng)地掌握好高分子材料成型加工的知識(shí)和技術(shù)技能這都是今后從事本專業(yè)工作的必備基礎(chǔ)。不論是從事管理還是從事實(shí)際技術(shù)工作，都必須要有成型加工的理論知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，才能得心應(yīng)手地進(jìn)行工作。塑料成型工藝學(xué)復(fù)習(xí)重點(diǎn)第一章緒論1、塑料成型加工主要有哪些方法及適用的產(chǎn)品類型塑料成型加工的主要方法及適用產(chǎn)品類型如下：①擠出成型——適用于軸線形連續(xù)體產(chǎn)品的生產(chǎn)。②注射成型——適用于各種結(jié)構(gòu)零件的生產(chǎn)。③壓制成型——適用于較大平面的盆狀、盤狀、蝶形及平板的生產(chǎn)。④壓延成型——適用于平面連續(xù)體產(chǎn)品的生產(chǎn)⑤熱成型——適用于二次加工成型的中空容器及薄殼形器件的生產(chǎn)。⑥澆鑄成型——適用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的體形塑件的生產(chǎn)。2、高分子材料應(yīng)用的條件①有以聚合物為主體的合理組成。配混時(shí)聚合物量>50%；有均勻的復(fù)合體系：宏觀均相，微觀分相；②具有可加工性。能與加工條件和設(shè)備相適應(yīng)；③有良好的使用性能和適當(dāng)?shù)膲勖虎苣軌蚬I(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。⑤具有可再生性。3、高分子材料的加工特征高分子成型加工所用的材料結(jié)構(gòu)上有特殊性；性能上有可變性；成型方法具多樣性。因而材料不同，性能要求不同，加工方法不同。4、高分子成型加工的三三原理三個(gè)條件：原料組成合理、工藝條件恰當(dāng)、成型模具和機(jī)械適應(yīng)三個(gè)要素：熱、力、時(shí)間三個(gè)階段：熔融塑化、流動(dòng)賦形、出模定型。5、高分子材料的加工方法與成型溫度的適應(yīng)性關(guān)系，并舉例。①成型溫度T<Tg，材料處于玻璃態(tài)或結(jié)晶態(tài)，表現(xiàn)為普彈形變，適應(yīng)機(jī)械加工如車、銑、鉆、鋸等；②成型溫度Tg<T<Tf，經(jīng)歷Tg轉(zhuǎn)變，處于高彈態(tài)，適應(yīng)二次加工成型，如熱成型、中空成型、熱拉伸等；③成型溫度T>Tf，經(jīng)歷Tf轉(zhuǎn)變，處于可流動(dòng)狀態(tài)，易于輸送和造型適應(yīng)多種一次加工成型，如擠出，注射、壓制、熔融紡絲等。1、塑料熔體流動(dòng)性的影響因素影響塑料熔體流動(dòng)性的因素是：熔體溫度、壓力、剪切應(yīng)力和剪切速率、物料分子結(jié)構(gòu)和分子量、加入的助劑2、聚合物的加熱冷卻特點(diǎn)①加熱和冷卻的速度慢，時(shí)間長(zhǎng)；②加熱和冷卻需同時(shí)交替進(jìn)行；所需的設(shè)備裝置復(fù)雜。③加熱和冷卻的溫差不能太大。否則容易產(chǎn)生局部過熱④有磨擦熱產(chǎn)生。磨擦熱量可用下式進(jìn)行計(jì)算：Ｑ＝１／Ｊ·ηaγ２⑤結(jié)晶性塑料比非晶型塑料需要傳遞更多的熱量。而且晶型聚合物在相態(tài)轉(zhuǎn)變時(shí)溫度會(huì)有突變。

成型理論基礎(chǔ)

（第二章高分子材料學(xué)和第五章聚合物流變學(xué)基礎(chǔ)）3、結(jié)晶對(duì)制品性能的影響（1）外觀結(jié)晶后一般透明性降低，隨結(jié)晶程度不同透明性不同。（2）結(jié)晶對(duì)制品機(jī)械性能的影響較大，結(jié)晶度大，硬度、剛度、強(qiáng)度一般提高；而結(jié)晶程度小時(shí)制品的柔軟性、耐折性、伸長(zhǎng)率、抗沖性等增加。（3）制品結(jié)晶后存在各向異性。（4）制品結(jié)晶后耐化學(xué)腐蝕性和電性能提高4、結(jié)晶對(duì)加工性能的影響與非結(jié)晶性塑料比較加工性差異很大。（1）加熱時(shí)有較明顯的熔點(diǎn)，熔融溫度范圍窄。溫度控制難度大；（2）成型收縮率大，尺寸穩(wěn)定性差。模具制造難度大，尺寸難于準(zhǔn)確。（3）成型時(shí)加熱和冷卻溫度的均衡性要求高（4）加熱和冷卻的速度要適當(dāng)控制以達(dá)到所要求的結(jié)晶度。結(jié)晶度不同，制品性能不同。（5）成型后需要進(jìn)行熱處理，以穩(wěn)定和改善晶型結(jié)構(gòu)，使制品性能穩(wěn)定。5、定向：塑料的分子或填料按流動(dòng)的方向進(jìn)行有序排列。6、影響分子定向的因素（1）溫度。最適宜的溫度是靠近熔點(diǎn)以下軟化點(diǎn)以上的區(qū)域。（2）流動(dòng)速度梯度（3）冷卻速度，這是影響分子定向的主要因素。（4）壓力，壓力大時(shí)，定向增加。（5）注入口的位置和形狀。1、塑料制品組成（配方的組成）塑料制品的主要成份是樹脂，在樹脂中可加入交聯(lián)體系（交聯(lián)劑、活性劑、促進(jìn)劑、防焦劑等）穩(wěn)定體系（抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑等）性能體系（補(bǔ)強(qiáng)劑、增韌劑、防老劑、著色劑、發(fā)泡劑等）加工體系（增塑劑、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑等）成本體系（填充劑、等）2、PVC塑料配方要點(diǎn)對(duì)于軟制品，配方時(shí)PVC樹脂選粘度較高的1—4型，以彌補(bǔ)其強(qiáng)度的不足；為了增加其柔軟軔性，主慮增塑劑的加入，一般在30分以上，適當(dāng)加入穩(wěn)定劑。對(duì)于硬制品，配方時(shí)PVC樹脂應(yīng)選粘度較低的4—7型，使其有一定的柔軔性和流動(dòng)性，重點(diǎn)考慮穩(wěn)定劑的加入，少加或不加增塑劑。成型用物料及其配制（第四章配方設(shè)計(jì)和第六章混合與制備）

3、塑料配方的原則和依據(jù)塑料配方的原則是：產(chǎn)品性能優(yōu)異；工藝性能良好；安全環(huán)保優(yōu)先；產(chǎn)品物美價(jià)廉。配方設(shè)計(jì)的依據(jù)是：根據(jù)產(chǎn)品性能、工藝性能、原材料及工藝設(shè)備特點(diǎn)進(jìn)行配方，三者要互相協(xié)調(diào)，綜合平衡。第七至十二章各章要點(diǎn)1、擠出管材生產(chǎn)工藝過程主要控制因素?cái)D出管材生產(chǎn)工藝控制因素主要有：螺桿轉(zhuǎn)速、牽引速度、定徑溫度和壓力、料筒加熱溫度、（分區(qū)控制）冷卻水溫。同時(shí)要掌握擠出生產(chǎn)過程各控制點(diǎn)的溫度控制的一般規(guī)則：加料段控制在熔點(diǎn)以下，熔化段控制在粘流溫度，計(jì)量段控制在粘流溫度。模頭溫度控制在低于計(jì)量段溫度。塑料的干燥溫度控制在軟化溫度以下，塑件的熱定型溫度控制在熱變形溫度以下。2、注塑生產(chǎn)工藝過程的控制因素控制的因素有：塑化溫度、噴嘴溫度、模具溫度、后處理溫度、螺桿轉(zhuǎn)速、塑化背壓、注射壓力、鎖模力、保壓壓力、冷卻時(shí)間等要掌握塑料成型加工時(shí)各種工藝條件下的溫度控制的一般規(guī)則：干燥溫度應(yīng)控制在軟化點(diǎn)以下；塑化溫度應(yīng)控制在粘流溫度范圍；熱定型溫度應(yīng)控制在熱變型溫度以下；擠出模具溫度應(yīng)控制在粘流溫度。注塑模具溫度應(yīng)控制在軟化點(diǎn)以下，塑料的最佳結(jié)晶溫度是在軟化點(diǎn)以上熔點(diǎn)以下；拉伸溫度控制在軟化點(diǎn)至熔點(diǎn)之間3、生產(chǎn)拉伸制品時(shí)的條件在成型拉伸塑料制品時(shí)，拉伸溫度控制在軟化點(diǎn)至熔點(diǎn)之間，在拉伸前應(yīng)盡量少結(jié)晶或不結(jié)晶，其方法是迅速冷卻。4、名詞述語解釋：吹脹比：是指膜片直徑與口模直徑之比，用吹脹比可調(diào)節(jié)膜片的寬窄；拉伸比：是指牽引速度與擠出速度之比，用拉伸比可調(diào)節(jié)膜片的厚薄。分子定向：塑料在熔融流動(dòng)過程中其分子順流動(dòng)方向作有序排列稱為分子定向。填料定向：填料順流動(dòng)方向作有序排列稱為填料定向取向：

聚合物分子或纖維狀填料在很大程度上順著流動(dòng)的方向作平行排列，這種排列常稱為定向作用。又叫取向。粘性流動(dòng)與彈性流動(dòng)：熔體受應(yīng)力作用產(chǎn)生變形，當(dāng)應(yīng)力解除后其變形不能完全恢復(fù)原狀的稱為粘性變形。其流動(dòng)稱為粘性流動(dòng)。熔體受應(yīng)力作用產(chǎn)生變形，當(dāng)應(yīng)力解除后其變形能完全恢復(fù)原狀的稱為彈性變形。其流動(dòng)稱為彈性流動(dòng)。一次成型與二次成型：一次成型指的是將高聚物加熱熔融成粘流態(tài)，利用其粘性流動(dòng)直接成型產(chǎn)品。二次成型是指將一次成型后的產(chǎn)品（板、片材）將其加熱到高彈態(tài)，利用其彈性形變成型產(chǎn)品。非分散混合與分散混合：在混合中僅增加粒子在混合物中分布均勻性而不減小粒子初始尺寸的過程，稱為非分散混合或簡(jiǎn)單混合。分散混合：在混合過程中發(fā)生粒子尺寸減小到極限值，同時(shí)可以有物理狀態(tài)的變化，增加相界面和提高混合物組分均勻性的混合過程。稱為分散混合或復(fù)雜混合?；鞜捙c塑煉：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(jī)械力作用下制成性能均一、可供成型的混煉膠的過程稱為混煉。將生膠或塑料，在一定的溫度和機(jī)械力作用下（有時(shí)可加入塑解劑）制成性能均一、具有一定可性的塑煉膠的過程稱為塑煉。

焦燒與焦燒時(shí)間：加工過程中的操作溫升而產(chǎn)生硫化現(xiàn)象稱為焦燒。硫化時(shí)硫化誘導(dǎo)期所經(jīng)歷的時(shí)間稱為焦燒時(shí)間，分為（加工操作過程中的溫升時(shí)間稱為）操作焦燒時(shí)間和剩余焦燒時(shí)間兩個(gè)部分。剪切流動(dòng)與拉伸流動(dòng)：由剪切應(yīng)力引起流動(dòng)稱為剪切流動(dòng)；由于拉伸力的作用使A、B間的距離變大的過程稱為拉伸流動(dòng)。

塑煉與塑化：將生膠在低于熔點(diǎn)的溫度下和較大機(jī)械力作用下（有時(shí)可加入塑解劑）制成性能均一、具有一定可性的塑煉膠的過程稱為塑煉。將塑料在高于粘流態(tài)轉(zhuǎn)變溫度下和較小機(jī)械力作用下熔融成性能均一、具有一定流動(dòng)性的塑料熔體的過程稱為塑化。熱定形：將塑料制品在低于熱變形溫度下的適當(dāng)介質(zhì)中停放一定時(shí)間，消除內(nèi)應(yīng)力、減少收縮性，使制品尺寸穩(wěn)定的過程稱為熱定形。注射成型周期：是指完成一次注射成型產(chǎn)品的全部時(shí)間。

5、二次成型基本原理、二次成型條件和生產(chǎn)方法塑料的二次成型就是利用塑料的高彈變形，將塑料片材加熱到高彈態(tài)，在外力作用下使其變形成為模具形樣，在模具上迅速冷卻凍結(jié)成模具形樣，然后從模具上取下制品。二次成型條件：1、成型溫度——無定形塑料略高于Tg，結(jié)晶型塑料接近Tm，2、模具溫度——略低于Tg。3、作用力——大于塑料在成型溫度下的抗張強(qiáng)度。（使處于高彈態(tài)下的塑料產(chǎn)生形變）二次成型方法：主要有：擠壞中空吹塑、擠坯拉伸吹塑；注坯中空吹塑、注坯拉伸吹塑料；熱成型有差壓成型、覆蓋成型、預(yù)拉伸反吸成型、柱塞助壓成型、對(duì)模成型、無模具成型6、泡沫塑料的發(fā)泡方法與原理泡沫塑料的發(fā)泡方法和發(fā)泡原理如下：（1）機(jī)械發(fā)泡法：原理是用機(jī)械攪拌作用使空氣混入塑料溶液中進(jìn)行發(fā)泡。（2）物理發(fā)泡法：原理是利用在塑料中加入物理發(fā)泡劑產(chǎn)生物理反應(yīng)放出氣體而發(fā)泡。（3）化學(xué)發(fā)泡法：原理是利用在塑料中加入化學(xué)發(fā)泡劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)放出氣體而發(fā)泡。

7、常用的幾種成型工藝過程

（1）擠出管材生產(chǎn)工藝過程成型前準(zhǔn)備——擠出機(jī)塑化——口模成型——定徑——冷卻——牽引——切割（或收卷）——成品擠出中空吹塑工藝過程

（2）注射成型工藝過程成型前準(zhǔn)備——塑化——合模——注射——保壓——冷卻——開模取件——修飾——后處理——成品

（3）熱固性塑料的模壓成型工藝過程成型前準(zhǔn)備——計(jì)量加料——塑化充?！袒艢狻鋮s——降壓開?！揎棥筇幚怼善罚?）擠出吹塑薄膜生產(chǎn)工藝過程成型前準(zhǔn)備——擠出機(jī)塑化——模頭成型——吹脹冷卻——牽引—收卷（5）擠出中空吹塑工藝過程成型前準(zhǔn)備——擠塑機(jī)塑化——擠出型坯——入模吹脹——冷卻——開模取件——修飾——成品6橡膠制品加工基本工序

骨架材料注射、擠出、成型硫化同時(shí)進(jìn)行硫化制品

生膠

塑煉塑煉膠混煉膠混煉

配料配合劑預(yù)處理成型壓出、壓延、涂膠15、綜合應(yīng)用題舉例（1）已知注射機(jī)的最大注射壓力為120MPa,最大鎖模力為180噸，最大注射量為250cm3,求該機(jī)的最大成型面積和體積？現(xiàn)有一PE產(chǎn)品，在分型面上的投影面積約為200cm2,體積為100cm3,PP的熔融溫度為160～180℃，熱變型溫度為65℃。問該產(chǎn)品能否在這臺(tái)注塑機(jī)上生產(chǎn)？（設(shè)K值為0.5）若能生產(chǎn)，請(qǐng)?jiān)O(shè)定注射生產(chǎn)過程中各處溫度。

解：1、求注塑機(jī)的最大成型面積A由公式F=KPA已知：F=180T=18×104Kg≈18×102KN/m2;P=120MPa=12×104KN/m2;K=0.5,則：A=F/KP=18×102/0.5×12×104=300(cm2)解：2、所能生產(chǎn)的最大制品體積QQ=250×0.8=200(cm3)答：該機(jī)的最大成型面積為300cm2，所能生產(chǎn)的最大制品體積為200cm3。解：3、現(xiàn)有PE產(chǎn)品能否在這臺(tái)機(jī)上生產(chǎn)答：根據(jù)題意和以上計(jì)算結(jié)果，該產(chǎn)品所需注射機(jī)的成型面積和注塑量都小于這臺(tái)注塑機(jī)的相應(yīng)數(shù)值，所以該產(chǎn)品能在這臺(tái)機(jī)上生產(chǎn)。生產(chǎn)時(shí)該機(jī)各溫度控制設(shè)定如下：塑化溫度：后段：150℃；中段：180℃，前段：170℃；噴嘴溫度：160℃；模具溫度：50℃（2）現(xiàn)有一PP塑料件要用注塑料機(jī)生產(chǎn)，塑料件體積為60cm3,產(chǎn)品在模具分型面上的投影面積約為100cm2,注射壓力約為120MPa，PP的粘流溫度為200～220℃，軟化溫度為95℃，請(qǐng)你進(jìn)行如下初步設(shè)計(jì)（設(shè)K值為0.5）1初選一臺(tái)注塑機(jī)2設(shè)定注塑過程中各控制點(diǎn)的溫度3現(xiàn)有一臺(tái)注塑機(jī)其參數(shù)為：注塑量為60cm3,鎖模力為100KN，注射壓力100MPa，模板最大面積為200cm2,問該產(chǎn)品能否在這臺(tái)注塑機(jī)上生產(chǎn)？為什么？解：1：注射機(jī)的選擇求所需公稱注射量Q：Q=60×（1+0.2）=72(cm3)求所需鎖模力F