塑料成型技術(shù)基礎(chǔ)

塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)第二章塑料成型技術(shù)基礎(chǔ)1/13/20241二．塑料的分類和應(yīng)用四．塑料成型流變學(xué)基礎(chǔ)三．塑件成型的工藝性能一．塑料的組成和特性第二章塑料成型技術(shù)基礎(chǔ)1/13/20242

第一節(jié)塑料的組成和特征塑料是一種混合物：合成樹脂＋添加劑

合成樹脂合成樹脂是由低分子有機(jī)化合物經(jīng)聚合反應(yīng)或縮聚反應(yīng)，所獲得的高分子化合物，又稱聚合物或高聚物。它是以原低分子物結(jié)構(gòu)為基本單元，按照一定方式重復(fù)排列，相對分子質(zhì)量可達(dá)幾萬至幾百萬，分子長度是原低分子長度的幾萬至十幾萬倍。合成樹脂的性能決定了塑料的基本性能。1/13/20243一、聚合物的分子結(jié)構(gòu)及性能聚合物分子結(jié)構(gòu)形式線型帶支鏈線型體型1/13/20244一、聚合物的分子結(jié)構(gòu)及性能線型聚合物：分子鏈呈線狀；升高溫度軟化及熔化，降低溫度硬化，再升高溫度可重新軟化，因此可反復(fù)多次熔化成型；性能上彈性、塑性較好，可溶解。體型聚合物：大分子鏈相互交聯(lián)成空間立體網(wǎng)狀；初次加熱可熔化，一經(jīng)成型硬化后，既不溶解也不熔化，因此不能再次成型；性能上硬度高脆性大。帶支鏈線型聚合物：性能與線型聚合物相近。1/13/20245一、聚合物的分子結(jié)構(gòu)及性能聚合物分子排列聚集態(tài)結(jié)晶型聚合物：聚合物的分子有規(guī)則緊密地排列

非結(jié)晶型聚合物：聚合物的分子排列處于無序狀態(tài)

結(jié)晶型聚合物由“晶區(qū)”和“非晶區(qū)”構(gòu)成結(jié)晶區(qū)所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱“結(jié)晶度”結(jié)晶度彈性、伸長率、沖擊韌度強(qiáng)度、硬度、剛度、熔點(diǎn)、耐蝕性1/13/20246二、塑料的組成塑料是一種混合物：合成樹脂＋添加劑添加劑的作用是調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能，提高材料強(qiáng)度，擴(kuò)大使用范圍，以及減少合成樹脂的用量，降低塑料的成本，包括填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑和固化劑等。

增塑劑增塑劑用來提高塑料的可塑性和柔軟性。增塑劑的加入會(huì)降低塑料的穩(wěn)定性、介電性能和機(jī)械強(qiáng)度。因此在塑料中應(yīng)盡可能地減少增塑劑的含量。大多數(shù)塑料一般不添加增塑劑。1/13/20247二、塑料的組成穩(wěn)定劑為了抑制和防止塑料在加工和使用過程中因受熱、光及氧等作用而分解變質(zhì)，以使加工順利并保證塑件具有一定的使用壽命，常在塑件中加入穩(wěn)定劑。

固化劑固化劑又稱硬化劑，它的作用是促使合成樹脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)而形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，或加快交聯(lián)反應(yīng)速度，一般多用在熱固性塑料中。1/13/20248二、塑料的組成填充劑

填充劑又稱填料，是塑料中一種重要但并非必要的成分。在塑料中加入填充劑可減少貴重樹脂含量，降低成本。

著色劑在塑料中加入有機(jī)顏料、無機(jī)顏料或有機(jī)染料時(shí)，可以使塑料制件獲得美麗的色澤，美觀宜人，提高塑件的使用品質(zhì)。1/13/20249三、塑料的特性質(zhì)量輕塑料是輕質(zhì)材料。普通塑料的密度約在0.83～2.3g/cm3，大約是鋁材的1/2，鋼材的1/5。如果用發(fā)泡法得到的泡沫塑料，其密度可以小到0.01～0.5g/cm3，特別適合制造輕巧的日用品和家用電器零件。

電氣絕緣性能好塑料具有優(yōu)良的電氣絕緣性能。且耐電弧性好，介電損耗極小，所以被廣泛用于電機(jī)、電器、電子工業(yè)中。1/13/202410三、塑料的特性比強(qiáng)度比剛度高塑料的力學(xué)性能相對金屬要差。塑件的剛度與木材相近，拉伸強(qiáng)度一般為10～500MPa。但由于塑料的密度小，所以按單位質(zhì)量計(jì)算的強(qiáng)度和剛度，即比強(qiáng)度和比剛度(強(qiáng)度與密度之比稱為比強(qiáng)度；彈性模量與密度之比稱為比剛度)比較高。通常，塑料的比強(qiáng)度接近或超過普通的金屬材料，因此可用于制造受力不大的一般性結(jié)構(gòu)件。

化學(xué)穩(wěn)定性能好一般塑料均具有一定的抗酸、堿、鹽等化學(xué)腐蝕的能力。有些塑料除此之外還能抗潮濕空氣、蒸汽的腐蝕作用，在這方面它們大大地超過了金屬，常用作耐腐蝕材料。

1/13/202411三、塑料的特性減摩、耐磨性能優(yōu)良，減振消聲性好塑料的摩擦系數(shù)小，具有良好的減摩、耐磨性能。一般塑料的柔韌性比金屬要大得多，當(dāng)其受到頻繁機(jī)械力沖擊與振動(dòng)時(shí)，因阻尼較大而具有良好的吸振與消聲性能。

導(dǎo)熱率低，一些塑料具有良好的光學(xué)性能一些塑料具有良好的光學(xué)性能，塑料的熱導(dǎo)率比金屬低得多,塑料可以用來制作需要保溫和絕熱的器皿或零件。有些塑料具有良好的透明性，可用于制造光學(xué)透鏡、航空玻璃、透明燈罩，以及光導(dǎo)纖維材料等。1/13/202412三、塑料的特性缺點(diǎn)成型時(shí)收縮率較高，有的高達(dá)3%以上，并且影響塑料成型收縮率的因素很多，這使得塑料制件要獲得高的精度難度很大，故塑件精度普遍不如金屬零件。塑料制件的使用溫度范圍較窄，容易老化。難以分解，環(huán)保性差。1/13/202413第二節(jié)塑料的分類與應(yīng)用一、塑料的分類（一）按照合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)和受熱的行為分類1.熱塑性塑料合成樹脂分子結(jié)構(gòu)：線型或帶有支鏈線型。受熱變軟進(jìn)而成為可流動(dòng)的粘稠液體，具有可塑性，可塑制成一定形狀塑件，并可經(jīng)冷卻定型；再加熱可重新變軟可塑，在受熱過程中只發(fā)生物理變化。即：可反復(fù)加熱塑化成型。常用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS1/13/202414第二節(jié)塑料的分類與應(yīng)用一、塑料的分類（一）按照合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)和受熱的行為分類2.熱固性塑料合成樹脂分子結(jié)構(gòu)：體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。初次加熱之初，分子呈線型結(jié)構(gòu)，加熱時(shí)可軟化具有可塑性，繼續(xù)加熱，線型結(jié)構(gòu)分子相互交聯(lián)成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使形狀固定下來，如再加熱不再軟化，不再具有可塑性。受熱過程中既有物理變化又有化學(xué)變化，其變化過程不可逆。常用塑料：酚醛塑料（PF）、氨基塑料1/13/202415一、塑料的分類(二)按塑料的應(yīng)用范圍分類通用塑料一種非結(jié)構(gòu)用塑料。它的產(chǎn)量大，價(jià)格低，性能一般。工程塑料可作為結(jié)構(gòu)材料。和通用塑料相比，它們產(chǎn)量較小，價(jià)格較高，但具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電性能、化學(xué)性能以及耐熱性、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性等。特殊塑料具有某些特殊性能的塑料。這類塑料有高的耐熱性或高的電絕緣性及耐腐蝕性等。1/13/202416二、常用塑料類型塑料名稱代號(hào)備注熱塑性塑料聚乙烯PE聚丙烯PP聚氯乙烯PVC聚苯乙烯PS丙烯晴-丁二烯-苯乙烯ABS工程塑料聚甲基丙烯酸甲酯PMMA有機(jī)玻璃聚酰胺PA尼龍聚碳酸酯PC熱塑性塑料酚醛塑料PF氨基塑料環(huán)氧樹脂EP不飽和的聚酯樹脂UP1/13/202417二、常用塑料(一)熱塑性塑料1.聚乙烯（PE）基本特性無毒、無味，呈乳白色。密度為0.91～0.96g/cm3。

主要用途低壓聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料繩以及承載不高的零件，如齒輪、軸承等；高壓聚乙烯常用于制作塑料薄膜、軟管、塑料瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和包覆電纜等。成型特點(diǎn)在流動(dòng)方向與垂直方向上的收縮差異較大，注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率。1/13/202418二、常用塑料(一)熱塑性塑料2.聚丙烯（PP）基本特性聚丙烯無味、無色、無毒。比聚乙烯更透明。密度為0.90～0.91g/cm3。熔點(diǎn)為164～170℃，耐熱性好。主要用途各種機(jī)械零件如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件和自行車零件。輸送管道，化工容器和其它設(shè)備的襯里、表面涂層。蓋和本體合一的箱殼，各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)中。成型特點(diǎn)成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕及變形；聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計(jì)能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路。1/13/202419二、常用塑料(一)熱塑性塑料3.聚氯乙烯（PVC）

基本特性產(chǎn)量最大的塑料品種之一。白色或淺黃色粉末。純聚氯乙烯的密度為1.4g/cm3。主要用途防腐管道、管件、輸油管、離心泵、鼓風(fēng)機(jī)等。板材廣泛用于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯里，建筑物的瓦楞板，門窗結(jié)構(gòu)，墻壁裝飾物等建筑用材。插座、插頭、開關(guān)、電纜、涼鞋、雨衣、玩具、人造革等。成型特點(diǎn)聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫。所以必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑，并嚴(yán)格控制溫度及熔料的滯留時(shí)間。1/13/202420二、常用塑料(一)熱塑性塑料4.聚苯乙烯（PS）基本特性聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。聚苯乙烯無色透明、無毒無味，落地時(shí)發(fā)出清脆類似金屬的聲音，密度為1.054g/cm3。熱變形溫度70～98℃，只能在不高的溫度下使用。質(zhì)地硬而脆，有較高的熱膨脹系數(shù)，因此，限制了它在工程上的應(yīng)用。主要用途儀表外殼、燈罩、化學(xué)儀器零件、透明模型等。絕緣材料、接線盒、電池盒等。包裝材料、各種容器、玩具等。成型特點(diǎn)流動(dòng)性和成型性優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋。1/13/202421二、常用塑料5.丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）

基本特性丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成。具有良好的綜合力學(xué)性能：丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味，呈微黃色，塑件光澤好。密度為1.02～1.05g/cm3。主要用途齒輪、泵葉輪、軸承、電機(jī)外殼、儀表殼等。汽車工業(yè)上制造汽車擋泥板、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器、小轎車車身等。ABS還可用來制作水表殼、電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體等。成型特點(diǎn)ABS在升溫時(shí)粘度增高，所以成型壓力較高。1/13/202422二、常用塑料(二)熱固性塑料1.酚醛樹脂（PF）

基本特性以酚醛樹脂為基礎(chǔ)而制得。通常由酚類化合物和醛類化合物縮聚而成。本身很脆，呈琥珀玻璃態(tài)。加入各種纖維或粉末狀填料后才能獲得具有一定性能要求的酚醛塑料。剛性好，變形小，耐熱耐磨，能在150～200℃的溫度范圍內(nèi)長期使用。在水潤滑條件下，有極低的摩擦系數(shù)。其電絕緣性能優(yōu)良。缺點(diǎn)是質(zhì)脆，沖擊韌度差。主要用途制造齒輪、軸瓦、導(dǎo)向輪、無聲齒輪、軸承及電工結(jié)構(gòu)材料和電氣絕緣材料。木質(zhì)層壓塑料適用于作水潤滑冷卻下的軸承及齒輪等。石棉布層壓塑料主要用于高溫下工作的零件。各種線圈架、接線板、電動(dòng)工具外殼、風(fēng)扇葉子、耐酸泵葉輪、齒輪、凸輪等。成型特點(diǎn)成型性能好，特別適用于壓縮成型。1/13/202423二、常用塑料(二)熱固性塑料2.氨基塑料

氨基塑料是由氨基化合物與醛類（主要是甲醛）經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的塑料，主要包括脲-甲醛、三聚氰胺-甲醛等主要用途:脲-甲醛塑料大量用于壓制日用品及電氣照明用設(shè)備的零件、電話機(jī)、收錄機(jī)、鐘表外殼、開關(guān)插座及電氣絕緣零件。三聚氰胺-甲醛塑料(MF)能像陶瓷一樣方便地去掉茶漬一類污染物，且有重量輕、不易碎的特點(diǎn)。主要用作餐具、航空茶杯及電器開關(guān)、滅弧罩及防爆電器的配件。1/13/202424三、塑料的選用1.塑料的結(jié)構(gòu)2.塑料的耐磨損性能要求3.塑料的減摩自潤滑性能要求4.塑料的耐腐蝕性能要求5.塑料的耐高溫性能要求6.塑料的光學(xué)性能要求1/13/202425三、塑料的選用1.一般結(jié)構(gòu)零件用塑料性能要求：具有較低的強(qiáng)度和耐熱性能，有時(shí)還要求外觀漂亮。工藝要求：有較高的生產(chǎn)率和低廉的成本。常用塑料：

ABS、聚丙烯、低壓聚乙烯改性聚苯乙烯。1/13/202426三、塑料的選用2.耐磨損傳動(dòng)零件用塑料性能要求：

有較高的強(qiáng)度、剛性、韌性、耐磨損和耐疲勞性，并有較高的熱變形溫度。常用塑料：優(yōu)先選用的塑料有尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯。1/13/202427三、塑料的選用3．減摩自潤滑零件用塑料性能要求：減摩自潤滑零件一般受力較少，對機(jī)械強(qiáng)度要求往往不高，但運(yùn)動(dòng)速度較高，要求具有低的摩擦系數(shù)。常用塑料：聚四氟乙烯和各種填充的聚四氟乙烯。

1/13/202428三、塑料的選用4.耐腐蝕零、部件用塑料性能要求：既要求耐強(qiáng)酸或強(qiáng)氧化性酸，同時(shí)又要求耐堿。常用塑料：氟塑料如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯。

1/13/202429三、塑料的選用5．耐高溫零件用塑料性能要求：耐熱。常用塑料：氟塑料。

6．光學(xué)用塑料性能要求：良好的光學(xué)性能，即透射率、折射率、散射及對光的穩(wěn)定性。常用塑料：聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯。1/13/202430第三節(jié)塑料成型的工藝性能一、聚合物的熱力學(xué)性能與加工工藝（一）聚合物的熱力學(xué)性能

1.線型無定型聚合物熱力學(xué)曲線：受恒應(yīng)力作用時(shí)變形量與溫度的關(guān)系曲線。1/13/202431第三節(jié)塑料成型的工藝性能一、聚合物的熱力學(xué)性能與加工工藝（一）聚合物的熱力學(xué)性能（二）聚合物的加工工藝二、塑料的成型工藝1/13/202432（一）聚合物的熱力學(xué)性能1.線型無定型聚合物（熱塑性塑料）Tb：脆化溫度Tg：玻璃化溫度Tf：粘流溫度Td：分解溫度1/13/202433（一）聚合物的熱力學(xué)性能2.線型結(jié)晶型聚合物（熱塑性塑料）Tg：玻璃化溫度Tm：熔點(diǎn)溫度Tf：粘流溫度Tm～Tf稱“熔限”1/13/202434（二）聚合物的加工工藝車、銑、刨等機(jī)械加工吹塑、彎曲等加工注射、擠出、模壓等Tf～Td越寬，成型加工越容易。1/13/202435二、塑料成型工藝性（一）熱塑性塑料成型工藝性

1.流動(dòng)性塑料熔體在一定溫度與壓力作用下充填模腔的能力。

2.收縮性塑料在成型及冷卻過程中發(fā)生了體積收縮。

3.熱穩(wěn)定性是指塑料受熱時(shí)性能上發(fā)生的變化程度。

4.吸濕性是指塑料與水分的親疏程度。

5.相容性指兩種或兩種以上不同品種的塑料，在熔融狀態(tài)下不產(chǎn)生相互分離的能力，又稱共混性。1/13/202436二、塑料成型工藝性（一）熱塑性塑料成型工藝性1.流動(dòng)性塑料熔體在一定溫度與壓力作用下充填模腔的能力。對成型工藝過程影響：成型溫度、壓力、澆注系統(tǒng)尺寸、塑料結(jié)構(gòu)。流動(dòng)性的影響因素：相對分子質(zhì)量、填料與增塑劑、潤滑劑的含量。1/13/202437（一）熱塑性塑料成型工藝性熱塑性塑料流動(dòng)性表示：熔體流動(dòng)速率指數(shù)，簡稱熔融指數(shù)。設(shè)計(jì)模具時(shí)常用反映塑料的流動(dòng)性參數(shù)：溢料間隙數(shù)值大小溢料間隙：指塑料熔體在成型壓力下不得溢出的最大間隙值

1/13/202438（一）熱塑性塑料成型工藝性溢料間隙/mm流動(dòng)性等級塑料類型≤0.03好尼龍、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、醋酸纖維素0.03～0.05中等改性聚苯乙烯、ABS、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯0.05～0.08差聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚砜、聚苯醚1/13/202439二、塑料成型工藝性（一）熱塑性塑料成型工藝性2.收縮性塑料在成型及冷卻過程中發(fā)生了體積收縮。產(chǎn)生原因：熱脹冷縮＋聚集態(tài)變化收縮率：單位長度塑件收縮量的百分率。1/13/202440根據(jù)塑件尺寸計(jì)算模具型腔時(shí)需加以補(bǔ)償：一般精度：高精度：二、塑料成型工藝性1/13/202441二、塑料成型工藝性（一）熱塑性塑料成型工藝性3.熱穩(wěn)定性是指塑料受熱時(shí)性能上發(fā)生的變化程度。主要是塑料成型加工過程中受熱在高溫下發(fā)生降解、變色等性能變化，影響到加工的難易程度。1/13/202442二、塑料成型工藝性（一）熱塑性塑料成型工藝性4.吸濕性是指塑料與水分的親疏程度。吸水傾向大的塑料：ABS、聚酰氨。吸水傾向小的塑料：聚乙烯、聚丙烯。吸附水分對成型加工工藝過程的影響：促使塑料高溫水解。處理措施：成型加工前烘干處理。1/13/202443二、塑料成型工藝性（一）熱塑性塑料成型工藝性5.相容性指兩種或兩種以上不同品種的塑料，在熔融狀態(tài)下產(chǎn)生相互分離的能力，又稱共混性。相容性好的不同種類塑料相容可得到不同種類塑料的綜合性能，改進(jìn)塑料性能。相容性對成型加工過程影響：改用不同品種塑料時(shí)首先確定清洗料筒的方法（一般用清洗法或拆洗法）。相容性塑料，只需要將所要加工的原料直接加入成型設(shè)備中清洗即可；如果是不相容的塑料，就應(yīng)更換料筒或徹底清洗料筒。

1/13/202444二、塑料成型工藝性（二）熱固性塑料成型工藝性1.收縮率因成型加工引起的尺寸減小。產(chǎn)生原因：1)熱收縮（熱脹冷縮）

2)結(jié)構(gòu)變化引起的收縮（分子鏈交聯(lián)）

3)彈性恢復(fù)

4)塑性變形1/13/202445二、塑料成型工藝性（二）熱固性塑料成型工藝性2.流動(dòng)性流動(dòng)性對成型工藝過程及塑件質(zhì)量影響：過大：溢料過多填充不密實(shí)。過小：填充不足不易成型，所需成型壓力大。1/13/202446二、塑料成型工藝性（二）熱固性塑料成型工藝性2.流動(dòng)性影響流動(dòng)性因素：塑料原料：樹脂分子支鏈少，填料顆粒小，加入潤滑劑及適當(dāng)含量水分，流動(dòng)性好。模具及成型工藝條件：型腔形狀，表面粗糙度，模具溫度，原料預(yù)熱，有利于提高流動(dòng)性。1/13/202447二、塑料成型工藝性（二）熱固性塑料成型工藝性3.水分及揮發(fā)物含量來源：吸附水分及化學(xué)反應(yīng)副產(chǎn)品對成型工藝過程及塑件質(zhì)量影響：適當(dāng)水分及揮發(fā)物含量，可起到增塑作用，提高流動(dòng)性，有利于成型。過多，則會(huì)促使流動(dòng)性過大，使成型周期增長，制件收縮率增大，易發(fā)生區(qū)翹曲、變形，出現(xiàn)裂紋及表面粗糙。1/13/202448二、塑料成型工藝性（二）熱固性塑料成型工藝性4.硬化速度指熱固性塑料交聯(lián)反應(yīng)速度。通常以硬化1mm厚試樣所用時(shí)間來表示，單位為min/mm。

對成型工藝影響：硬化速度太小，會(huì)使塑件成型周期延長；硬化速度太高，不易于用來成型形狀復(fù)雜的塑件。調(diào)整硬化速度措施：預(yù)熱、預(yù)壓、提高成型溫度和壓力。

1/13/202449第四節(jié)塑料成型流變學(xué)基礎(chǔ)主要內(nèi)容：

1、聚合物的流變性質(zhì)。塑料在流動(dòng)過程中的特性。

2、聚合物熔體在成型時(shí)的流動(dòng)

3、聚合物成型過程中的物理和化學(xué)變化結(jié)晶：聚合物中形成具有穩(wěn)定規(guī)整排列分子鏈的過程。1/13/202450第四節(jié)塑料成型流變學(xué)基礎(chǔ)一、聚合物的流變性質(zhì)。塑料在流動(dòng)過程中的特性。

聚合物的三種物理狀態(tài)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。其中粘流態(tài)的特性對成型有很大影響。

1、聚合物粘流態(tài)的易流動(dòng)性和易變形性成為流變性。它符合牛頓流動(dòng)方程。1/13/202451第四節(jié)塑料成型流變學(xué)基礎(chǔ)

2、粘度用牛頓流動(dòng)方程描述流體時(shí)，引入了表示流體本身特性的一個(gè)參數(shù)-----粘度。粘度與流體本身有關(guān)，宏觀上表示流體的“稀稠”程度。是流體的一個(gè)重要參數(shù)。1/13/202452第四節(jié)塑料成型流變學(xué)基礎(chǔ)

3、聚合物熔體粘度的影響因素溫度的影響壓力的影響剪切速率的影響

4、彈性1/13/202453第四節(jié)塑料成型流變學(xué)基礎(chǔ)二、聚合物熔體在成型時(shí)的流動(dòng)（一）、聚合物成型時(shí)是在管道內(nèi)和狹縫流動(dòng)的。教材理論上分析了聚合物在管道和狹縫內(nèi)流動(dòng)的狀態(tài)，給出了相應(yīng)的計(jì)算公式。（二）、流動(dòng)缺陷1/13/202454（二）流動(dòng)的缺陷1.端末效應(yīng)聚合物熔體流經(jīng)截面變化的模腔時(shí)，因彈性產(chǎn)生的收斂或膨脹現(xiàn)象。產(chǎn)生后果：導(dǎo)致塑件變形、撓曲、尺寸不穩(wěn)定。入口效應(yīng)

離模膨脹1/13/202455（二）流動(dòng)的缺陷2.失穩(wěn)流動(dòng)和熔體破裂

失穩(wěn)流動(dòng)：當(dāng)熔體的粘度降到某一臨界值時(shí)，流動(dòng)呈非穩(wěn)定的層流，各點(diǎn)的流速將發(fā)生互相干擾的現(xiàn)象。熔體破裂：如果繼續(xù)增大切應(yīng)力或剪切速率，熔體就呈更不規(guī)則的形態(tài)，變成碎片或小段塊。1/13/202456（三）聚合物熔體充模流動(dòng)

充模流動(dòng)：在壓力作用下聚合物熔體經(jīng)模具的流道和澆口，進(jìn)入模腔并成型的過程。合理的充模流動(dòng)方式：料流連續(xù)平穩(wěn)。通常充模流動(dòng)的形式：（1）快速充模模腔內(nèi)形成蛇形流，因料流折疊產(chǎn)生波紋狀痕跡或表面癖瘢。1/13/202457（三）聚合物熔體充模流動(dòng)（2）中速充模當(dāng)澆口截面的尺度與模腔深度相差不大時(shí)，熔體噴射可能性小，以中速充模，熔體作比較平穩(wěn)的擴(kuò)展流動(dòng)。塑件質(zhì)量較好。

1/13/202458（三）聚合物熔體充模流動(dòng)（3）慢速充模當(dāng)澆口截面的尺度與模腔深度接近時(shí)，熔體一般不會(huì)發(fā)生噴射，以慢速平穩(wěn)的擴(kuò)展流動(dòng)充模。

1/13/202459三、聚合物成型過程中的物理和化學(xué)變化

（一）聚合物的結(jié)晶（1）聚合物的結(jié)晶是聚合物中形成具有穩(wěn)定規(guī)整排列分子鏈的過程。二次結(jié)晶：是指發(fā)生在初晶結(jié)構(gòu)不完善的部位，或者在初結(jié)晶區(qū)以外非晶區(qū)內(nèi)的結(jié)晶現(xiàn)象。后結(jié)晶：是指在初晶界面上所生長的結(jié)晶。二次結(jié)晶和后結(jié)晶特點(diǎn)：非常緩慢（幾年至十幾年）對塑件質(zhì)量影響：會(huì)影響塑件尺寸的穩(wěn)定性。

1/13/202460（一）聚合物的結(jié)晶（2）結(jié)晶度聚合物內(nèi)結(jié)晶組織的質(zhì)量（或體積）占總質(zhì)量（或總體積）的比例。（3）結(jié)晶對塑件性能的影響性能上：成型工藝上：收縮率增大，可能產(chǎn)生二次結(jié)晶和后結(jié)晶影響塑件精度。結(jié)晶度彈性、伸長率、沖擊韌度強(qiáng)度、硬度、剛度、熔點(diǎn)、耐蝕性1/13/202461（二）聚合物的取向取向：聚合物大分子及其鏈段在應(yīng)力作用下形成的有序排列過程。分類：流動(dòng)取向和拉伸取向。分布：表層大于心部（原因：表層受型腔壁冷卻粘度變大對繼而流入的熔體產(chǎn)生很大摩擦切應(yīng)力，產(chǎn)生分子鏈很強(qiáng)的取向排列）。影響：使塑件材質(zhì)呈現(xiàn)明顯各向異性，在取向方位力學(xué)性能顯著提高，垂