聚合物成型加工總結(jié)

1、第二章 成型加工有關(guān)的性質(zhì)1. 內(nèi)在性質(zhì)是材料的內(nèi)因，是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制品時(shí)選材的主要依據(jù)。2. 要成型合格的產(chǎn)品，選擇合適的材料和合理的加工方法是前提。3. 由于在TgTTf 發(fā)生的變形是可回復(fù)的，因此，將制品迅速冷卻到Tg以下是確保制品形狀和尺寸穩(wěn)定的關(guān)鍵。4. 因次穩(wěn)定性：在環(huán)境條件變化時(shí)，塑料制品保持其形狀及尺寸穩(wěn)定的能力。5. Tf是聚合物一次成型的最低溫度。6. 可擠壓性：是指塑料通過擠壓作用變形時(shí)獲得和保持此形狀的能力。塑料只有在熔體或濃溶液狀態(tài)下才具有可擠壓性。7. 可擠壓性評(píng)價(jià)的常用指標(biāo)是熔體指數(shù)也叫熔融指數(shù)：在規(guī)定的溫度和壓力下，從規(guī)定長度和直徑的小孔中10min擠壓出熱塑性塑

2、料的克數(shù)。8. 塑料的可模塑性：是指塑料在溫度、壓力作用下產(chǎn)生變形并在模具中模制成型的能力。9. 塑料的可延性：是指非結(jié)晶或部分結(jié)晶塑料在一個(gè)或兩個(gè)方向上受到壓延或拉伸力作用時(shí)產(chǎn)生變形的能力。10. 可紡性：是聚合物材料熔體通過成型制成細(xì)長而連續(xù)的固態(tài)纖維的能力。11. 溫度越高，高/粘比例越低。降溫速率越大，即降溫越快，高/粘形變比例越高。為什么？聚合物成型過程中考慮到制品的因次穩(wěn)定性，總是希望高/粘比例越高越好，因此，在工藝上可以采用諸如升高熔體溫度、降低冷卻速度等措施達(dá)到這一目的。12. 聚合物在Tg-Tf區(qū)間內(nèi)通過較大的外力和較長的作用時(shí)間產(chǎn)生的不可逆形變常稱為“塑性形變”。13. 內(nèi)

3、應(yīng)力的檢驗(yàn)在工廠中常采用溶劑浸泡法。第三章 成型過程中的物理及化學(xué)變化1. 最主要的變化可概括為：結(jié)晶，取向，降解，交聯(lián)。2. 影響結(jié)晶的成型條件：模具溫度、塑化溫度和時(shí)間、應(yīng)力作用。3. 應(yīng)力對(duì)結(jié)晶的影響表現(xiàn)在如下的幾個(gè)方面：1) 應(yīng)力的大小和作用方式會(huì)明顯改變聚合物的晶體結(jié)構(gòu)和形態(tài)；2) 應(yīng)力的存在會(huì)增大聚合物的結(jié)晶速度，并降低最大結(jié)晶速度溫度Tmax;3) 隨著剪切或拉伸力的增大，聚合物的結(jié)晶度也增大；4) 壓應(yīng)力的存在會(huì)提高聚合物熔體的結(jié)晶溫度。4. 二次結(jié)晶：指發(fā)生在初晶結(jié)構(gòu)不完善或是發(fā)生在初始結(jié)晶殘留下的非晶區(qū)內(nèi)的結(jié)晶現(xiàn)象。5. 后結(jié)晶：在成型過程中未來得及結(jié)晶的區(qū)域在成型后發(fā)生的

4、繼續(xù)結(jié)晶過程。6. 取向：聚合物的鏈段、分子鏈、結(jié)晶聚合物的晶片以及具有幾何不對(duì)稱性的纖維狀填料，在外力作用下做某種形式和某種程度的平行排列稱為取向。7. 發(fā)生取向后的材料呈現(xiàn)明顯的各向異性性。取向是一種熱力學(xué)的非平衡態(tài)。8. 取向的分類：1) 根據(jù)外力的作用方式不同，可將取向分為流動(dòng)取向和拉伸取向。2) 根據(jù)取向的方式不同，取向可分為單軸取向和雙軸取向。3) 根據(jù)取向過程中聚合物的溫度分布和變化情況，取向可分為等溫取向和非等溫取向。9. 在進(jìn)行塑料制品和模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免在成型過程中流動(dòng)取向的形成。10. 屬于熱力學(xué)非平衡態(tài)的取向在條件合適時(shí)會(huì)自動(dòng)發(fā)生解取向，從而造成制品形狀和尺寸的不穩(wěn)定

5、。較典型的表現(xiàn)就是沿取向方向（直向）的熱收縮率大于垂直取向方向（橫向）的熱收縮率。11. 剪切應(yīng)力具有促使聚合物分子取向的作用，是聚合物分子取向的動(dòng)力；而另一方面取向是一種熱力學(xué)非平衡狀態(tài)，在分子無規(guī)熱運(yùn)動(dòng)的影響下會(huì)自動(dòng)發(fā)生解取向，所以，分子熱運(yùn)動(dòng)具有破壞取向的作用，而分子熱運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱取決于溫度的高低。12. 制品中任一點(diǎn)最終的取向狀態(tài)和結(jié)構(gòu)都是剪切應(yīng)力和溫度這兩個(gè)主要因素綜合作用的結(jié)果。13. 纖維狀填料的取向在塑料制品的使用過程中，一般不會(huì)由于聚合物分子的熱運(yùn)動(dòng)而發(fā)生解取向。14. 為減少和消除由流動(dòng)取向給制品性能帶來的不利影響，常常采取以下措施：1) 采用較高的模具溫度2) 采用較低的流

6、速3) 采用較寬的流道4) 合理設(shè)計(jì)流動(dòng)模式5) 對(duì)成型制品進(jìn)行熱處理15. 拉伸取向：是將用各種方法成型出的薄膜、片材等形式的中間產(chǎn)品，在Tg和Tm間的溫度范圍內(nèi)，沿著一個(gè)或兩個(gè)相互垂直方向拉伸至原來長度的幾倍，使其中的聚合物鏈段、分子鏈或微晶結(jié)構(gòu)發(fā)生沿拉伸方向規(guī)整排列的過程。16. 因?yàn)檎沉餍巫冊(cè)诎l(fā)生時(shí)間上總是滯后于高彈形變。所以在拉伸取向時(shí)合理控制各種參數(shù)，使總形變中粘流形變的比例較小，也就是說鏈段沿外力方向取向而造成的高彈形變占據(jù)主導(dǎo)地位，則拉伸取向后的制品取向程度較高。17. 基于以上討論可以得出如下關(guān)于無定形聚合物拉伸取向的規(guī)律：1) 拉伸比（試樣拉伸后的長度與原來長度之比）和拉伸

7、速度相同的情況下，拉伸溫度越低（不低于玻璃化溫度）取向程度越高；2) 在拉伸比、拉伸溫度相同的情況下，拉伸速度越大，取向程度越高；3) 在拉伸速度和溫度相同的情況下，拉伸比越大，取向程度越高；4) 在其他條件相同時(shí)，驟冷速率越大，制品的取向程度越高。解釋原因18. 拉伸取向不同于流動(dòng)取向，它往往是為改善制品性能而特意在制品中造成各向異性，是對(duì)制品進(jìn)行的一種物理改性方法。19. 降解是指聚合物分子主鏈發(fā)生斷裂引起聚合度降低，或在聚合度不變時(shí)，鏈發(fā)生分解的過程。20. 實(shí)際的交聯(lián)反應(yīng)很難使交聯(lián)度達(dá)到100%。第四章 成型材料的配制1. 目前常見的塑料成型材料的存在形態(tài)有四種：粉料、粒料、溶液和分散

8、體。2. 粉料和粒料在塑料制品的成型中應(yīng)用較多，它們的區(qū)別不在組成，而在混合、塑化和細(xì)分的程度不同。3. 粉料和粒料組成中的添加劑種類：增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑、著色劑、潤滑劑、阻燃劑、防靜電劑。4. 分散混合：是指混合物中各組分發(fā)生諸如物料塊崩潰而致尺寸變小等物理特性變化，以及各組分向其它組分滲透后各組分均勻分布的過程。5. 在配制物料時(shí)常將在粉狀固態(tài)聚合物中加入相當(dāng)數(shù)量的液態(tài)助劑（如增塑劑）的物料稱為潤性物料；反之，則稱為非潤性物料。6. 塑料配置過程中混合分為三種：干摻混、捏合、塑煉。7. 塑煉：是指借助熱和機(jī)械功的作用，使熱塑性塑料在處于可塑的熔融狀態(tài)下與其他組分進(jìn)一步混合均勻的過程。8

9、. 塑料成型材料的均勻混合是依靠三種作用完成的：擴(kuò)散，對(duì)流，剪切。9. 剪切作用是塑性物料混合的一種非常重要的機(jī)制，剪切作用的結(jié)果：1) 物料中兩相鄰次要組分間的距離減小；2) 主要與次要組分間的接觸面積增大；3) 當(dāng)剪切力足夠大時(shí)。還有可能造成物料塊的崩潰，從而進(jìn)一步增大各組分間的接觸面積。10. 影響剪切混合效果的因素包括：1) 剪切力的大??；2) 剪切力間的作用距離；3) 物料溫度的高低；4) 剪切力方向不斷改變也會(huì)顯著提高混合速度和混合效果-打三角包11. 混合效果的評(píng)價(jià)：均勻程度、分散程度。12. 物料的分散程度常用物料中同一添加劑間的平均距離來衡量。13. 母料：是將配方中用量特別

10、小的原料（如顏料或其它助劑）與配方中用量較多的其它原料（如樹脂或其混合物）預(yù)先配制成的一定濃度的混合物。14. 為保證物料混合均勻，各組分密度和細(xì)度（又稱粉末度，細(xì)末度，是指塑料顆粒直徑的大小，以毫米表示）應(yīng)較接近。15. 為了與以后粒料 配制過程中的塑煉相區(qū)別，將粉料配制過程中的混合稱為初混合，經(jīng)初混合制得的物料稱為干混料。所謂初混合是指使用混合設(shè)備或捏合設(shè)備在不太高的溫度和不太大的剪切速率下把成型物料的各組分初步混合分散或混合浸漬的過程。16. 初混合的設(shè)備：轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)（適用于非潤性物料的混合）、螺帶式混合機(jī)（適用于潤性和非潤性物料的混合）、捏合機(jī)（潤性和非潤性物料的混合）、高速捏合機(jī)（

11、適用于潤性和非潤性物料，尤其適用于粉料）。17. 開煉時(shí)，輥隙、輥筒轉(zhuǎn)速、速比、輥溫是比較重要的工藝參數(shù)，它們加上輥筒尺寸等因素將直接影響物料的塑煉效果以及塑煉機(jī)的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)周期和功率消耗等。18. 密煉機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：1) 物料在密煉機(jī)中受到的剪切、擠壓作用較開煉機(jī)更強(qiáng)烈；2) 物料在密煉機(jī)中受剪切作用的面積更大；3) 物料在混合過程中受剪切作用的方向在不斷改變；4) 密煉機(jī)中物料混合時(shí)的對(duì)流作用更強(qiáng)；5) 物料在密煉機(jī)中混合時(shí)雖然仍處于較高的溫度，但因?yàn)榛九c空氣隔絕，所以，發(fā)生熱降解的可能性大大降低了。19. 以聚合物溶液為原料進(jìn)行成型的典型例子就是塑料薄膜的流延成型。20. 成型用的分散

12、體主要是顆粒微小的固態(tài)氯乙烯均聚物或共聚物與非水液體構(gòu)成的懸浮體系，通稱為聚氯乙烯溶膠塑料或聚氯乙烯糊。21. 按照分散體的組成和性質(zhì)不同，常將其分為四類：塑性溶膠、有機(jī)溶膠、塑性凝膠、有機(jī)凝膠。22. 分散質(zhì)：分散體系中呈微粒狀態(tài)分布于主體物質(zhì)中的一相。23. 分散媒：微粒分布于其中的介質(zhì)，稱為分散媒。24. 填料的吸油值對(duì)體系粘度有很大影響。25. 填料的吸油值：填料在油中于規(guī)定溫度下，浸泡規(guī)定時(shí)間后的重量增加百分率。第六章 擠出成型1. 按照塑化方式不同，分為干法擠出和濕法擠出。2. 結(jié)拱或架橋現(xiàn)象3. 機(jī)頭壓縮比：是指分流器支架出口截面積與制品出口處截面積之比。4. 螺桿直徑D標(biāo)志著擠

13、出機(jī)的生產(chǎn)能力。5. L/D直接影響擠出機(jī)的塑化能力。6. 螺桿的作用：輸送物料、塑化物料、對(duì)物料加壓。7. 螺桿直徑D與長徑比L/D螺桿直徑D標(biāo)志著擠出機(jī)的生產(chǎn)能力。螺桿直徑已成標(biāo)準(zhǔn)化和系列化。長徑比L/D 在一定意義上表示了螺桿的塑化能力和塑化質(zhì)量。國內(nèi)目前常見的L/D 值在25。8. 按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和作用不同，通常螺桿分為三個(gè)區(qū)段：加料段、壓縮段和計(jì)量段。1) 加料段：作用：從料斗攫取冷的物料，并將之輸送到下一區(qū)段。在加料段物料始終保持在固體狀態(tài)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：A. 螺紋等距等深B. 與其它兩個(gè)區(qū)段相比，加料段螺槽深度h1最大。C. 此段的設(shè)計(jì)應(yīng)設(shè)法增大物料與料筒間的摩擦而減小物料與螺桿間的摩擦

14、。2) 壓縮段：又稱熔融段、塑化段等。在此區(qū)段物料由固態(tài)逐漸變?yōu)橐簯B(tài)。因此，該段是固-液共存區(qū)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：是從該段開始到該段結(jié)束，螺槽容積不斷減小，即螺桿存在壓縮比。螺桿壓縮比：壓縮段開始處一個(gè)螺槽容積與終止處一個(gè)螺槽容積之比。 獲得壓縮比的常用方法：等距不等深法 不宜產(chǎn)生較大的壓縮比。3) 計(jì)量段：又稱均化段、壓出段，是連接壓縮段的最后一個(gè)螺桿區(qū)段。作用：將來自壓縮段的已熔物料進(jìn)一步均化，并定壓定量地供給擠出機(jī)機(jī)頭。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：螺紋等距等深，h3最小。9. *擠出過程和擠出理論10. 物料在加料段的運(yùn)動(dòng)受到物料與料筒、螺桿間摩擦力的控制。11. 冷卻試驗(yàn)和熔融機(jī)理：冷卻試驗(yàn)法：1) 將本色塑料

15、與的著色塑料的混合物進(jìn)行擠出（便于識(shí)別固體與熔體界面和觀察物料的流動(dòng)狀況）。2) 當(dāng)擠出過程達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)。3) 停止螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并迅速冷卻螺桿和料筒，以使物料快速凝固。4) 將螺桿與凝固于其上的物料一起從料筒中取出，再將物料從螺桿的螺槽中剝下。5) 沿螺槽側(cè)壁法線方向作一系列斷面剖切，觀察切斷面形態(tài)，并以此為依據(jù)分析物料的熔融機(jī)理。12. 熔體輸送理論：對(duì)計(jì)量段螺槽中熔體的受力情況進(jìn)行分析可知，熔體在該段的流動(dòng)共有四種形式，分別為正流、逆流、橫流和漏流。13. 雙桿擠出機(jī)的性能特點(diǎn)：1) 加工物料的形態(tài)多樣；2) 物料在料筒中的停留時(shí)間短；3) 排氣性能好；4) 混合塑化效果好；5) 自潔性好

16、；6) 比功率消耗低。14. 塑料薄膜常采用以下三種方法生產(chǎn)，壓延法、流延法和擠出法。其中擠出法又分為平擠法和吹塑法兩種。15. 二次成型：以塑料型材為原料，通過加熱或加壓使其成為所需形狀和尺寸的制品的成型過程。16. 擠出機(jī)工作圖的意義：螺桿和口模的選擇和設(shè)計(jì)并不是孤立和互不關(guān)聯(lián)的，兩者必須協(xié)調(diào)。第七章 注射成型1. 按注射裝置的構(gòu)造不同分為柱塞式注射機(jī)、預(yù)塑化式注射機(jī)和同軸往復(fù)螺桿式注射機(jī)。2. 注射機(jī)主要由注射裝置、鎖模裝置、油壓驅(qū)動(dòng)裝置和電氣控制裝置組成。3. 注射機(jī)的加料裝置包括上料裝置、料斗（容積約與注射機(jī)1-2h的注射量相當(dāng)）及加料計(jì)量裝置。4. 加料計(jì)量裝置分定重量和定體積兩種

17、計(jì)量方式。5. 對(duì)于注射量相同的注射機(jī)，柱塞式注射機(jī)的料筒容積需要比螺桿式注射機(jī)的料筒容積大，為什么？答：由于注射機(jī)螺桿對(duì)物料的剪切作用較擠出機(jī)弱，產(chǎn)生的剪切熱量小，所以，除加料口下部為防止物料結(jié)拱而設(shè)的冷卻裝置外，料筒其它區(qū)段都不設(shè)冷卻裝置，靠自然冷卻即可。6. 分流梭：又稱魚類體，是為改善柱塞式注射機(jī)對(duì)物料的塑化效果而安置在料筒內(nèi)的金屬元件。7. 分流梭的存在之所以能夠改善塑化效果，主要原因在于：1) 分流梭置于料筒中以后，物料被迫只能從分流梭與料筒兩者構(gòu)成的間隙通過，與未設(shè)分流梭時(shí)相比，料層厚度大大減小，熱傳導(dǎo)的導(dǎo)程明顯縮短，這些均有利于物料的均勻塑化；2) 不但料筒可傳熱給物料，而且由

18、于分流梭與料筒直接接觸，溫度較高，也可以向物料傳熱，這樣物料溫度可較快而均勻地升高；3) 物料在經(jīng)過料筒與分流梭的間隙時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的摩擦和剪切作用而獲得熱量，使溫度升高，并得到均化。8. 實(shí)際生產(chǎn)中噴嘴的選擇應(yīng)根據(jù)成型塑料的流變性、熱穩(wěn)定性及成型制品的特點(diǎn)和用途等決定。對(duì)于熔融粘度高、熱穩(wěn)定性差的塑料（如硬質(zhì)PVC），宜選用流道阻力小，剪切作用小的大口徑直通式噴嘴；對(duì)熔融粘度低的塑料（如PA），為防止流涎現(xiàn)象的產(chǎn)生，宜選用帶自加熱裝置的鎖閉式噴嘴；對(duì)形狀復(fù)雜的薄壁制品，宜選用噴孔尺寸小、射程遠(yuǎn)的噴嘴，如遠(yuǎn)射程直通式噴嘴；對(duì)于厚壁制品，宜選用噴孔尺寸大、補(bǔ)縮作用強(qiáng)的噴嘴。9. 一般主流道襯套凹

19、下的球面半徑應(yīng)比噴嘴頭球面半徑大1-2mm，主流道進(jìn)口直徑比噴嘴出口直徑大0.5mm,這樣主流道凝料也較易脫除。10. 模具由澆注系統(tǒng)、成型零件及結(jié)構(gòu)零件組成。11. 典型的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴四部分組成。12. 影響塑件尺寸精度的因素主要有：1) 模具成型零件的制造誤差。實(shí)驗(yàn)證明，它約占塑件成型總誤差的1/3。2) 模具成型零件的磨損，通常占塑件成型總誤差的1/6。3) 制件毛邊厚度的影響。4) 成型工藝條件的控制及操作技術(shù)也對(duì)塑件精度產(chǎn)生影響。5) 塑料收縮率波動(dòng)的影響。通常這一因素造成的誤差約占成型總誤差的1/3。13. 除此之外，模具的結(jié)構(gòu)、模具成型零件的安裝等也對(duì)塑

20、件精度有影響。14. 最大注射量/公稱注射量：1) 指注射機(jī)對(duì)空注射時(shí)，螺桿或柱塞作一次最大行程所能注出的塑料重量或體積。如果最大注射量標(biāo)注的是體積的cm3數(shù)，則稱為公稱注射量。2) 最大注射量反映了注射機(jī)的注射能力。15. 模腔壓力：是注射壓力經(jīng)噴嘴、澆注系統(tǒng)充模消耗后殘余的壓力16. 完整的注射成型過程分加料、塑化、計(jì)量、注射充模、保壓、冷卻定型及脫模等幾個(gè)主要步驟。17. 引料入模階段發(fā)生的變化：a. 熔體壓力降低；b. 熔體溫度降低；c. 熔體流速降低。18. 必須避免噴射流產(chǎn)生的原因：1) 噴射流常以湍流或渦流形式向前運(yùn)動(dòng)，易使熔體中卷入空氣，同時(shí)，噴射充模不利于模腔中空氣順利排出，

21、從而在制品中形成氣泡或焦痕；2) 由于噴射流包含的熔體量小、冷卻快，不易與后進(jìn)入模腔中的熔體充分熔合，會(huì)造成制品出現(xiàn)熔合痕和低強(qiáng)度區(qū);3) 噴射流流速快，剪切速率高，易出現(xiàn)熔體破裂等不穩(wěn)定流動(dòng)。從而影響制品內(nèi)在及外觀質(zhì)量。19. 按照料流前沿形狀及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，可將熔體的擴(kuò)展流動(dòng)充模過程分為三個(gè)階段，即料流前沿呈輻射狀的起始階段，料流前沿呈圓弧狀的過渡階段，料流前沿呈直線狀的勻速流動(dòng)階段。20. 注射制品內(nèi)應(yīng)力的種類：1) 取向內(nèi)應(yīng)力2) 體積溫度內(nèi)應(yīng)力3) 脫模內(nèi)應(yīng)力4) 機(jī)械加工內(nèi)應(yīng)力21. 注射成型工藝五要素：溫度、壓力、時(shí)間、速度和位置。22. 塑化壓力：螺桿式注射機(jī)中，螺桿旋轉(zhuǎn)后退時(shí)螺桿頂部物料所受到的壓力，稱為塑化壓力或背壓。第八章 壓延成型1. 壓延成型：是將加熱塑化的熱塑性塑料通過兩個(gè)以上相向旋轉(zhuǎn)的輥筒間隙，使其成為規(guī)定尺寸的連續(xù)薄膜或片材的一種成型方法。2. 壓延成型的產(chǎn)品種類有薄膜、片材、人造革及其它涂層制品。3. 薄膜和片材主要區(qū)別在厚度，兩者以0.30mm作為分界線。4. 根據(jù)配方中增塑劑含量的不同，可將PVC 制品區(qū)分為