注塑模課件第一章

1、LOGO第一章 塑料成型基礎(chǔ) 本章基本內(nèi)容本章基本內(nèi)容l 塑料成型的理論基礎(chǔ)知識(shí)塑料成型的理論基礎(chǔ)知識(shí)l 聚合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能、塑料的組成和分類(lèi)聚合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能、塑料的組成和分類(lèi)l 塑料的工藝性能塑料的工藝性能l 塑料的熱力學(xué)性能、流變學(xué)性質(zhì)、塑料熔體在塑料的熱力學(xué)性能、流變學(xué)性質(zhì)、塑料熔體在成型過(guò)程中的流動(dòng)狀態(tài)及物理和化學(xué)變化成型過(guò)程中的流動(dòng)狀態(tài)及物理和化學(xué)變化l 常用塑料的結(jié)構(gòu)、性能及用途常用塑料的結(jié)構(gòu)、性能及用途l 常用的四種塑料成型工藝方法、成型工藝原理、常用的四種塑料成型工藝方法、成型工藝原理、成型工藝過(guò)程和工藝參數(shù)成型工藝過(guò)程和工藝參數(shù)l 塑件設(shè)計(jì)的原則塑件設(shè)計(jì)的原則l 塑件尺

2、寸精度及表面粗糙度的確定塑件尺寸精度及表面粗糙度的確定l 塑件成型時(shí)出現(xiàn)的表面缺陷及其產(chǎn)生原因塑件成型時(shí)出現(xiàn)的表面缺陷及其產(chǎn)生原因 本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)、難點(diǎn)v 塑料特征塑料特征v 成型工藝原理成型工藝原理v 注射成型工藝過(guò)程注射成型工藝過(guò)程v 成型工藝條件的選擇和控制成型工藝條件的選擇和控制v 塑件設(shè)計(jì)的原則塑件設(shè)計(jì)的原則v 塑件結(jié)構(gòu)工藝性塑件結(jié)構(gòu)工藝性v 塑件成型表面缺陷及其產(chǎn)生的原因。塑件成型表面缺陷及其產(chǎn)生的原因。1.1 1.1 塑料概論塑料概論一、塑料的概念一、塑料的概念 塑料中的必要和主要成分是樹(shù)脂。樹(shù)脂塑料中的必要和主要成分是樹(shù)脂。樹(shù)脂分為天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂。樹(shù)脂是由高分子物分

3、為天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂。樹(shù)脂是由高分子物質(zhì)所組成，是由一種或幾種簡(jiǎn)單化合物通過(guò)聚質(zhì)所組成，是由一種或幾種簡(jiǎn)單化合物通過(guò)聚合反應(yīng)而生成的一種高分子化合物合反應(yīng)而生成的一種高分子化合物 ，所以又，所以又叫聚合物或稱(chēng)高聚物。叫聚合物或稱(chēng)高聚物。 二、聚合物的特點(diǎn)：二、聚合物的特點(diǎn)：（1 1）含原子數(shù)量多含原子數(shù)量多，一個(gè)高分子中含有幾千個(gè)、幾萬(wàn)個(gè)、一個(gè)高分子中含有幾千個(gè)、幾萬(wàn)個(gè)、甚至幾百萬(wàn)個(gè)原子。甚至幾百萬(wàn)個(gè)原子。（2 2）分子量大，分子量大，高分子化合物的分子量一般可自幾萬(wàn)至幾高分子化合物的分子量一般可自幾萬(wàn)至幾十萬(wàn)、幾百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)。例如尼龍分子的分子量為二十萬(wàn)、幾百萬(wàn)甚至上千萬(wàn)。例如尼龍分子的分

4、子量為二萬(wàn)三千左右，天然橡膠的為四十萬(wàn)。萬(wàn)三千左右，天然橡膠的為四十萬(wàn)。（3 3）分子長(zhǎng)度相對(duì)于低分子長(zhǎng)分子長(zhǎng)度相對(duì)于低分子長(zhǎng)，例如低分子乙烯的長(zhǎng)度約，例如低分子乙烯的長(zhǎng)度約為為0.0005m0.0005m，而高分子聚乙烯的長(zhǎng)度則為，而高分子聚乙烯的長(zhǎng)度則為6.8m6.8m，是，是前者的前者的1360013600倍。倍。1.1 1.1 塑料概論塑料概論三、三、 聚合物的分類(lèi)：聚合物的分類(lèi)： 1 1）聚合物大分子基本上都屬于長(zhǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)，按結(jié)構(gòu)不同可分為：）聚合物大分子基本上都屬于長(zhǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)，按結(jié)構(gòu)不同可分為：a) a) 線(xiàn)型聚合物線(xiàn)型聚合物 b)b)帶有支鏈的線(xiàn)型聚合物帶有支鏈的線(xiàn)型聚合物c)c

5、)體型聚合物體型聚合物1.1.3 1.1.3 聚合物的分類(lèi)聚合物的分類(lèi) 2 2）按分子結(jié)構(gòu)及熱性能不同分）按分子結(jié)構(gòu)及熱性能不同分 a)a)熱塑性熱塑性 由可以多次反復(fù)加熱而仍具有可塑性的合成由可以多次反復(fù)加熱而仍具有可塑性的合成樹(shù)脂組成的塑料。（樹(shù)脂組成的塑料。（PEPE、PPPP、PVCPVC、PSPS、ABSABS、PMMAPMMA、PAPA、 POMPOM、PCPC等）等） b)b)熱固性熱固性 加入熱硬化的合成樹(shù)脂制得的塑料，制成產(chǎn)加入熱硬化的合成樹(shù)脂制得的塑料，制成產(chǎn)品后，再加熱，具有可塑性，一般有較高的耐熱性和受壓品后，再加熱，具有可塑性，一般有較高的耐熱性和受壓不變形，如一旦毀

6、壞，便不能再回收利用。不變形，如一旦毀壞，便不能再回收利用。 （酚醛塑料、（酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、聚鄰苯二甲酸、二烯丙酯、有機(jī)硅氨基塑料、環(huán)氧塑料、聚鄰苯二甲酸、二烯丙酯、有機(jī)硅塑料、硅酮塑料）塑料、硅酮塑料）1.1.3 1.1.3 聚合物的分類(lèi)聚合物的分類(lèi)熱塑性塑料與熱固性塑料有關(guān)成型方面的區(qū)別熱塑性塑料與熱固性塑料有關(guān)成型方面的區(qū)別成型前，成型前，塑塑料中樹(shù)脂料中樹(shù)脂分分子結(jié)構(gòu)子結(jié)構(gòu) 使制品固使制品固化定型的化定型的模具溫度模具溫度條件條件 成型后，成型后，塑料中樹(shù)塑料中樹(shù)脂分子結(jié)脂分子結(jié)構(gòu)構(gòu) 成型過(guò)程成型過(guò)程中樹(shù)脂所中樹(shù)脂所發(fā)生的變發(fā)生的變化化 制品的熔制品的熔化，溶解化，溶解性

7、能性能 塑料的使塑料的使 用性用性 常采用的常采用的 成型方法成型方法 熱熱塑塑性性塑塑料料 線(xiàn)型或支線(xiàn)型或支鏈狀線(xiàn)型鏈狀線(xiàn)型聚合物分聚合物分子子 冷卻冷卻 基本與成基本與成型前的相型前的相同同 物理變化物理變化（可能有（可能有少少量分解或量分解或交鏈現(xiàn)象交鏈現(xiàn)象發(fā)生）發(fā)生） 可熔化可熔化 可溶解可溶解 反復(fù)多次反復(fù)多次使用（可使用（可回收廢料）回收廢料） 注射、擠注射、擠 出、吹塑出、吹塑等等 熱熱固固性性塑塑料料 線(xiàn)型聚合線(xiàn)型聚合物分子物分子 加熱（提加熱（提供交聯(lián)反供交聯(lián)反應(yīng)溫度應(yīng)溫度 轉(zhuǎn)變?yōu)轶w轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型分子型分子 既有物理既有物理變化，又變化，又有有化學(xué)變化。化學(xué)變化。有低分子有低分子

8、析出析出 既不可熔既不可熔化，也不化，也不可溶解可溶解 一次性使一次性使用，因成用，因成型過(guò)程不型過(guò)程不可逆可逆 壓縮或壓壓縮或壓 注。有的注。有的品種可以品種可以采用注射采用注射 1.1.3 1.1.3 聚合物的分類(lèi)聚合物的分類(lèi)3 3）聚合物的結(jié)構(gòu)按照分子排列的幾何特征，可）聚合物的結(jié)構(gòu)按照分子排列的幾何特征，可分：分： a) a) 結(jié)晶型聚合物結(jié)晶型聚合物 b)b)無(wú)定形聚合物（遠(yuǎn)程無(wú)序，近程有序）無(wú)定形聚合物（遠(yuǎn)程無(wú)序，近程有序） 注：結(jié)晶只發(fā)生在線(xiàn)型聚合物和含交聯(lián)注：結(jié)晶只發(fā)生在線(xiàn)型聚合物和含交聯(lián)不多的體型聚合物中。不多的體型聚合物中。1.1.3 1.1.3 聚合物的分類(lèi)聚合物的分類(lèi)四

9、、聚合物的熱力學(xué)性能四、聚合物的熱力學(xué)性能1 1、聚合物的物理狀態(tài)：、聚合物的物理狀態(tài)：1 1）定義：聚合物在不同溫度下所表現(xiàn)出來(lái)的分子）定義：聚合物在不同溫度下所表現(xiàn)出來(lái)的分子熱運(yùn)動(dòng)特征稱(chēng)為聚合物的物理狀態(tài)。熱運(yùn)動(dòng)特征稱(chēng)為聚合物的物理狀態(tài)。2 2）分類(lèi)：）分類(lèi)： 玻璃態(tài)（結(jié)晶態(tài)）玻璃態(tài)（結(jié)晶態(tài)） 高彈態(tài)高彈態(tài) 粘流態(tài)粘流態(tài)1.1.4 1.1.4 聚合物的熱力學(xué)性能聚合物的熱力學(xué)性能1.1.4 1.1.4 聚合物的熱力學(xué)性能聚合物的熱力學(xué)性能 2 2、聚合物的熱力學(xué)曲線(xiàn)：、聚合物的熱力學(xué)曲線(xiàn)：1 1線(xiàn)型無(wú)定形聚合物；線(xiàn)型無(wú)定形聚合物；2 2線(xiàn)型結(jié)晶聚合物線(xiàn)型結(jié)晶聚合物玻璃態(tài) 高彈態(tài)粘流態(tài)12b

10、gfdm（脆化溫度）（脆化溫度） （玻璃化溫度）（玻璃化溫度） （粘流溫度）（粘流溫度） （熱分解溫度）（熱分解溫度）（熔點(diǎn)）（熔點(diǎn)）1.1.4 1.1.4 聚合物的熱力學(xué)性能聚合物的熱力學(xué)性能玻璃態(tài)：玻璃態(tài)： 塑料處于溫度塑料處于溫度 以下的狀態(tài)，為堅(jiān)硬的固體，以下的狀態(tài)，為堅(jiān)硬的固體，是大多數(shù)塑件的使用狀態(tài)。是大多數(shù)塑件的使用狀態(tài)。 稱(chēng)為玻璃化溫度，是稱(chēng)為玻璃化溫度，是多數(shù)塑料使用溫度的上限。多數(shù)塑料使用溫度的上限。高彈態(tài)：高彈態(tài)： 塑料處于溫度塑料處于溫度 和和 之間的狀態(tài)，類(lèi)似橡膠之間的狀態(tài)，類(lèi)似橡膠狀態(tài)的彈性體，仍具有可逆的形變性質(zhì)。狀態(tài)的彈性體，仍具有可逆的形變性質(zhì)。ggfg1.1

11、.4 1.1.4 聚合物的熱力學(xué)性能聚合物的熱力學(xué)性能粘流態(tài)：粘流態(tài)： 當(dāng)塑料受熱溫度超過(guò)當(dāng)塑料受熱溫度超過(guò) 時(shí)，由于分子鏈的整體運(yùn)時(shí)，由于分子鏈的整體運(yùn)動(dòng)，塑料開(kāi)始有明顯的流動(dòng)，塑料開(kāi)始進(jìn)入粘流態(tài)變成動(dòng)，塑料開(kāi)始有明顯的流動(dòng)，塑料開(kāi)始進(jìn)入粘流態(tài)變成粘流液體，通常我們也稱(chēng)之為粘流液體，通常我們也稱(chēng)之為熔體熔體。塑料在這種狀態(tài)下。塑料在這種狀態(tài)下的變形不具可逆性質(zhì)，一經(jīng)成型和冷卻后，其形狀永遠(yuǎn)的變形不具可逆性質(zhì)，一經(jīng)成型和冷卻后，其形狀永遠(yuǎn)保持下來(lái)。保持下來(lái)。 稱(chēng)為稱(chēng)為粘流化溫度粘流化溫度，是聚合物從高彈態(tài)轉(zhuǎn)，是聚合物從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)（或粘流態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)）的臨界溫度。當(dāng)變?yōu)檎沉鲬B(tài)（或粘流態(tài)

12、轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)）的臨界溫度。當(dāng)塑料繼續(xù)加熱，溫度至塑料繼續(xù)加熱，溫度至 時(shí)，聚合物開(kāi)始分解變色，時(shí)，聚合物開(kāi)始分解變色， 稱(chēng)為稱(chēng)為熱分解溫度熱分解溫度，是聚合物在高溫下開(kāi)始分解的臨界溫，是聚合物在高溫下開(kāi)始分解的臨界溫度。度。ddff五、五、 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 流變學(xué)流變學(xué)研究物質(zhì)變形與流動(dòng)的科學(xué)。研究物質(zhì)變形與流動(dòng)的科學(xué)。 粘流態(tài)的聚合物在外力作用下，相互交纏粘流態(tài)的聚合物在外力作用下，相互交纏卷曲的大分子鏈將會(huì)卷曲的大分子鏈將會(huì)沿受力沿受力方向發(fā)生解纏，方向發(fā)生解纏，伸直以及相對(duì)滑移，從而表現(xiàn)出一種變形量很伸直以及相對(duì)滑移，從而表現(xiàn)出一種變形量很大的宏觀(guān)流動(dòng)。大的宏觀(guān)流動(dòng)

13、。 聚合物的流變學(xué)主要研究聚合物在外力作聚合物的流變學(xué)主要研究聚合物在外力作用下產(chǎn)生的用下產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變應(yīng)力、應(yīng)變和和應(yīng)變應(yīng)變速率等力學(xué)速率等力學(xué)現(xiàn)象與現(xiàn)象與自身粘度自身粘度之間的關(guān)系，以及影響這些之間的關(guān)系，以及影響這些關(guān)系的各種因素。關(guān)系的各種因素。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 1.1.牛頓流動(dòng)規(guī)律：牛頓流動(dòng)規(guī)律： 牛頓在研究牛頓在研究液體流動(dòng)液體流動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，時(shí)發(fā)現(xiàn)，溫度一定溫度一定時(shí)，低分子液時(shí)，低分子液體在流動(dòng)時(shí)的體在流動(dòng)時(shí)的切應(yīng)力切應(yīng)力和和剪切速率剪切速率之間存在著如下關(guān)系：之間存在著如下關(guān)系： 式中式中 液層之間的單位距離內(nèi)的速度差，稱(chēng)液層之間的單

14、位距離內(nèi)的速度差，稱(chēng) 為速度梯度為速度梯度 單位時(shí)間內(nèi)的切應(yīng)變，稱(chēng)為剪切速率。單位時(shí)間內(nèi)的切應(yīng)變，稱(chēng)為剪切速率。 比例常數(shù)，稱(chēng)為剪切粘度或牛頓粘度。比例常數(shù)，稱(chēng)為剪切粘度或牛頓粘度。 dtddrddrddtd1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 凡是液體層流時(shí)符合牛頓流動(dòng)規(guī)凡是液體層流時(shí)符合牛頓流動(dòng)規(guī)律的通稱(chēng)律的通稱(chēng)牛頓流體，牛頓流體，其特征為應(yīng)變隨其特征為應(yīng)變隨應(yīng)力作用的時(shí)間線(xiàn)性地增加，且粘度應(yīng)力作用的時(shí)間線(xiàn)性地增加，且粘度保持不變（定溫情況下），應(yīng)變具有保持不變（定溫情況下），應(yīng)變具有不可逆性質(zhì)，應(yīng)力解除后應(yīng)變以永久不可逆性質(zhì)，應(yīng)力解除后應(yīng)變以永久變形保持下來(lái)。變形

15、保持下來(lái)。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)2. 2. 指數(shù)流動(dòng)規(guī)律：指數(shù)流動(dòng)規(guī)律： 式中式中 K K與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，可反映聚合與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，可反映聚合 物熔體的粘稠性，稱(chēng)為物熔體的粘稠性，稱(chēng)為粘度系數(shù)粘度系數(shù)； n n與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，可反映聚合與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，可反映聚合 物熔體偏離牛頓流體性質(zhì)的程度，稱(chēng)物熔體偏離牛頓流體性質(zhì)的程度，稱(chēng)為為非非 牛頓指數(shù)。牛頓指數(shù)。 nnnKdtdKdrdvK1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)注：注： 在注射成型中，只有少數(shù)聚合物熔體的在注射成型中，只有少數(shù)聚合物熔體

16、的粘度對(duì)剪切速率不敏感如粘度對(duì)剪切速率不敏感如PAPA、PCPC等，除常等，除常把它們近似視為牛頓流體外，其它絕大多數(shù)把它們近似視為牛頓流體外，其它絕大多數(shù)的聚合物熔體都表現(xiàn)為非牛頓流體。這些的聚合物熔體都表現(xiàn)為非牛頓流體。這些聚合物熔體都近似地服從指數(shù)流動(dòng)規(guī)律。聚合物熔體都近似地服從指數(shù)流動(dòng)規(guī)律。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 上式可改寫(xiě)為：上式可改寫(xiě)為： 設(shè)設(shè) 于是，式（于是，式（1.51.5）改寫(xiě)為）改寫(xiě)為 式中式中 1nK1naKa （1.51.5）（稱(chēng)為流變方程）（稱(chēng)為流變方程） （1.61.6） （稱(chēng)為流動(dòng)方程）（稱(chēng)為流動(dòng)方程） （1.71.7）a 非

17、牛頓液體的表觀(guān)粘度。非牛頓液體的表觀(guān)粘度。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 就表觀(guān)粘度的力學(xué)性質(zhì)而言，它與牛就表觀(guān)粘度的力學(xué)性質(zhì)而言，它與牛頓粘度相同。但是，頓粘度相同。但是，表觀(guān)粘度表觀(guān)粘度表征的是非表征的是非牛頓液體（服從指數(shù)流動(dòng)規(guī)律）在外力的牛頓液體（服從指數(shù)流動(dòng)規(guī)律）在外力的左右下抵抗剪切變形的能力。由于非牛頓左右下抵抗剪切變形的能力。由于非牛頓液體的流動(dòng)規(guī)律比較復(fù)雜，表觀(guān)粘度除與液體的流動(dòng)規(guī)律比較復(fù)雜，表觀(guān)粘度除與流體流體本身的性質(zhì)本身的性質(zhì)以及以及溫度溫度有關(guān)以外，還受有關(guān)以外，還受剪切速率剪切速率的影響，這就意味著外力的大小的影響，這就意味著外力的大小

18、及其作用及其作用時(shí)間時(shí)間也能改變流體的粘稠性。也能改變流體的粘稠性。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)討論：討論： n n1 1時(shí)，時(shí)， 這意味著非牛頓流體變?yōu)榕ｎD流體，所以，這意味著非牛頓流體變?yōu)榕ｎD流體，所以，n n值可以用來(lái)反映非牛頓也體值可以用來(lái)反映非牛頓也體偏離偏離牛頓流體性質(zhì)的程度。牛頓流體性質(zhì)的程度。 n1n1時(shí)時(shí) ，絕對(duì)值，絕對(duì)值 1 1n n 越大，流體的非牛頓性越越大，流體的非牛頓性越強(qiáng)，剪切速率對(duì)表觀(guān)粘度的影響越強(qiáng)。強(qiáng)，剪切速率對(duì)表觀(guān)粘度的影響越強(qiáng)。 其中其中n n1 1時(shí)，稱(chēng)為時(shí)，稱(chēng)為假塑性液體假塑性液體。（在注射成型中，除。（在注射成型中，除

19、了熱固性聚合物和少數(shù)熱塑性聚合物外，大多數(shù)聚合物熔體均有了熱固性聚合物和少數(shù)熱塑性聚合物外，大多數(shù)聚合物熔體均有近似假塑性液體流變學(xué)的性質(zhì)）近似假塑性液體流變學(xué)的性質(zhì)） N N1 1時(shí)，稱(chēng)為時(shí)，稱(chēng)為膨脹性液體膨脹性液體。（屬于膨脹性液體的主要。（屬于膨脹性液體的主要是一些固體含量較高的聚合物懸乳液）是一些固體含量較高的聚合物懸乳液） Ka1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)1 12 23 34 4圖圖1.5 1.5 不同類(lèi)型流體的流動(dòng)曲線(xiàn)不同類(lèi)型流體的流動(dòng)曲線(xiàn) 1 1膨脹性流體；膨脹性流體； 2 2牛頓流體；牛頓流體； 3 3假塑性流體；假塑性流體； 4 4復(fù)合型流體復(fù)

20、合型流體剪切速率剪切速率切應(yīng)力切應(yīng)力不同類(lèi)型流體的流動(dòng)曲線(xiàn)不同類(lèi)型流體的流動(dòng)曲線(xiàn)1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)不同類(lèi)型流體的流變曲線(xiàn)不同類(lèi)型流體的流變曲線(xiàn)1 12 23 3表觀(guān)粘度表觀(guān)粘度 圖圖1.6 1.6 不同類(lèi)型流體的流變曲線(xiàn)不同類(lèi)型流體的流變曲線(xiàn)1 1膨脹性流體；膨脹性流體； 2 2牛頓流體；牛頓流體；3 3假塑性流體假塑性流體剪切速率剪切速率1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 3.3.假塑性液體的流變學(xué)性質(zhì)假塑性液體的流變學(xué)性質(zhì) 在中等剪切速率區(qū)域，假塑性液體的流變學(xué)在中等剪切速率區(qū)域，假塑性液體的流變學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為：性質(zhì)表現(xiàn)為：

21、 1 1）變形和流動(dòng)所需要的）變形和流動(dòng)所需要的切應(yīng)力切應(yīng)力隨隨剪切速率剪切速率變化，并呈指數(shù)規(guī)律增大；變化，并呈指數(shù)規(guī)律增大； 2 2）變形和流動(dòng)所受到的粘滯阻力，即液體）變形和流動(dòng)所受到的粘滯阻力，即液體的表觀(guān)粘度隨剪切速率變化，并呈指數(shù)規(guī)律減小。的表觀(guān)粘度隨剪切速率變化，并呈指數(shù)規(guī)律減小。 這種現(xiàn)象稱(chēng)為假塑性液體的這種現(xiàn)象稱(chēng)為假塑性液體的“剪切稀化剪切稀化” 1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)4.4.影響聚合物流變學(xué)性質(zhì)的因素影響聚合物流變學(xué)性質(zhì)的因素（1 1）聚合物結(jié)構(gòu)對(duì)粘度的影響）聚合物結(jié)構(gòu)對(duì)粘度的影響 vv 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu) vv 相對(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量

22、 vv 相對(duì)分子質(zhì)量分布（聚合物內(nèi)大分子相對(duì)分子質(zhì)量分布（聚合物內(nèi)大分子之間相對(duì)分子質(zhì)量的差異）之間相對(duì)分子質(zhì)量的差異）1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)（2 2）溫度對(duì)粘度的影響）溫度對(duì)粘度的影響 注：注射成型生產(chǎn)中，依靠提高溫度降低熔體粘度注：注射成型生產(chǎn)中，依靠提高溫度降低熔體粘度以改善流動(dòng)性的工藝控制方法，主要適用于粘度對(duì)剪切速以改善流動(dòng)性的工藝控制方法，主要適用于粘度對(duì)剪切速率不太敏感或其熔體近似服從牛頓流動(dòng)規(guī)律的聚合物，如率不太敏感或其熔體近似服從牛頓流動(dòng)規(guī)律的聚合物，如PMMAPMMA、PCPC、PA-66PA-66等這些材料不需要增加很多溫度而它們等這

23、些材料不需要增加很多溫度而它們的粘度卻下降不少。的粘度卻下降不少。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)（3 3）壓力對(duì)粘度的影響）壓力對(duì)粘度的影響 注：粘度對(duì)壓力的敏感性會(huì)因聚合物不同而不同。注：粘度對(duì)壓力的敏感性會(huì)因聚合物不同而不同。通常認(rèn)為，聚合物熔體的壓縮率越大，其粘度對(duì)壓力通常認(rèn)為，聚合物熔體的壓縮率越大，其粘度對(duì)壓力的敏感性越強(qiáng)的敏感性越強(qiáng)1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)5.5.熱固性聚合物的流變學(xué)性質(zhì)熱固性聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 熱固性聚合物和熱塑性聚合物流變行為的不同可以用圖熱固性聚合物和熱塑性聚合物流變行為的不同可以用圖1.91.

24、9加以加以說(shuō)明：說(shuō)明：C CB BA Ajc溫度溫度流動(dòng)性流動(dòng)性圖圖1.9 1.9 溫度對(duì)熱固性聚合物流動(dòng)性的影響溫度對(duì)熱固性聚合物流動(dòng)性的影響 A A總的流動(dòng)曲線(xiàn)；總的流動(dòng)曲線(xiàn)； B B粘度對(duì)流動(dòng)性的影響曲線(xiàn)；粘度對(duì)流動(dòng)性的影響曲線(xiàn)； C C交聯(lián)反應(yīng)速度對(duì)流動(dòng)性的影響曲線(xiàn)交聯(lián)反應(yīng)速度對(duì)流動(dòng)性的影響曲線(xiàn)1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)1 1）熔體在圓形導(dǎo)管內(nèi)的流動(dòng)：）熔體在圓形導(dǎo)管內(nèi)的流動(dòng)：2 2）在扁形導(dǎo)槽內(nèi)的流動(dòng)：）在扁形導(dǎo)槽內(nèi)的流動(dòng)：48RLqpva312WhLqpva1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 3 3）成型過(guò)程中的流動(dòng)狀態(tài)分

25、析）成型過(guò)程中的流動(dòng)狀態(tài)分析 塑料聚合物熔體在注射機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)螺桿與料筒之間進(jìn)行輸送、壓縮、塑料聚合物熔體在注射機(jī)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)螺桿與料筒之間進(jìn)行輸送、壓縮、熔融塑化，并將塑化好的熔體儲(chǔ)存在料筒的端部。熔融塑化，并將塑化好的熔體儲(chǔ)存在料筒的端部。 儲(chǔ)存在料筒端部的熔體受螺桿的向前推壓力并通過(guò)噴嘴、模具的主儲(chǔ)存在料筒端部的熔體受螺桿的向前推壓力并通過(guò)噴嘴、模具的主流道、分流道和澆口，開(kāi)始射入模腔內(nèi)。流道、分流道和澆口，開(kāi)始射入模腔內(nèi)。 塑料熔體經(jīng)澆口射入模具型腔過(guò)程中的流動(dòng)、相變與固化。塑料熔體經(jīng)澆口射入模具型腔過(guò)程中的流動(dòng)、相變與固化。影響壓力損失影響壓力損失 的因素：的因素：v 壓力損失壓力損失 和

26、流程距離成正比；和流程距離成正比；v 壓力損失壓力損失 和流道（包括型腔）的截面尺寸有關(guān)和流道（包括型腔）的截面尺寸有關(guān)流道截面尺寸愈小，壓力損失愈大；流道截面尺寸愈小，壓力損失愈大； 對(duì)圓形流動(dòng)通道，壓力損失與流道半徑的對(duì)圓形流動(dòng)通道，壓力損失與流道半徑的4 4次方成正比；次方成正比； 對(duì)矩形流動(dòng)通道，壓力損失與流道深度的對(duì)矩形流動(dòng)通道，壓力損失與流道深度的3 3次方和寬度的次方和寬度的1 1次方次方成反比。成反比。v 壓力損失壓力損失 和熔體的表觀(guān)粘度成正比。和熔體的表觀(guān)粘度成正比。48RLqpva312WhLqpvapppp1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)4

27、4）速度分布與末端效應(yīng)）速度分布與末端效應(yīng)（1 1）速度分布：）速度分布：n=n=n=3n=3n=1n=1n=1/3n=1/3r rR Rv vv vm m 對(duì)牛頓型流體來(lái)說(shuō)，這種對(duì)牛頓型流體來(lái)說(shuō)，這種分布呈拋物線(xiàn)型；對(duì)非牛頓型分布呈拋物線(xiàn)型；對(duì)非牛頓型流體來(lái)說(shuō)，這種拋物線(xiàn)型稍尖流體來(lái)說(shuō)，這種拋物線(xiàn)型稍尖（n1n1）或稍平（）或稍平（n1n1）。）。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)（2 2）端末效應(yīng)（與聚合物的彈性有關(guān)）端末效應(yīng)（與聚合物的彈性有關(guān)）簡(jiǎn)單地說(shuō)：熔體在入口端出現(xiàn)壓力降，在出口端出現(xiàn)膨脹簡(jiǎn)單地說(shuō)：熔體在入口端出現(xiàn)壓力降，在出口端出現(xiàn)膨脹的現(xiàn)象稱(chēng)為的現(xiàn)象稱(chēng)

28、為端末效應(yīng)端末效應(yīng)，亦分別稱(chēng)為，亦分別稱(chēng)為入口效應(yīng)和離模膨脹效入口效應(yīng)和離模膨脹效應(yīng)應(yīng)。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生入口效應(yīng)的原因：產(chǎn)生入口效應(yīng)的原因： 聚合物液體以聚合物液體以收斂流動(dòng)收斂流動(dòng)方式進(jìn)入導(dǎo)管入方式進(jìn)入導(dǎo)管入口時(shí)，它必須變形以適應(yīng)它在新的且有適當(dāng)口時(shí)，它必須變形以適應(yīng)它在新的且有適當(dāng)壓縮性的流道內(nèi)流動(dòng)，但聚合物熔體具有壓縮性的流道內(nèi)流動(dòng)，但聚合物熔體具有彈彈性性，也就是對(duì)變形具有抵抗力，因此，就必，也就是對(duì)變形具有抵抗力，因此，就必須消耗適當(dāng)?shù)哪芰?，即消耗相?dāng)?shù)膲毫担毾倪m當(dāng)?shù)哪芰?，即消耗相?dāng)?shù)膲毫担瑏?lái)完成在這段管內(nèi)的變形。來(lái)完成在這段管

29、內(nèi)的變形。 熔體各點(diǎn)的速度在進(jìn)入導(dǎo)管前后是不同熔體各點(diǎn)的速度在進(jìn)入導(dǎo)管前后是不同的，為調(diào)整速度，也要消耗一定的壓力降。的，為調(diào)整速度，也要消耗一定的壓力降。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 產(chǎn)生離模膨脹的原因產(chǎn)生離模膨脹的原因（解釋之一）解釋之一） 聚合物熔體從導(dǎo)管中流出后，周?chē)鷫毫Υ蟠缶酆衔锶垠w從導(dǎo)管中流出后，周?chē)鷫毫Υ蟠鬁p小減小，甚至完全消失，這意味著聚合物內(nèi)的大分，甚至完全消失，這意味著聚合物內(nèi)的大分子突然變得自由了，因此，前段流動(dòng)中儲(chǔ)存于大子突然變得自由了，因此，前段流動(dòng)中儲(chǔ)存于大分子中的彈性變形能量被釋放出來(lái)，致使在流動(dòng)分子中的彈性變形能量被釋放出來(lái)，致使

30、在流動(dòng)變形中已經(jīng)伸展開(kāi)的大分子鏈重新恢復(fù)卷曲，各變形中已經(jīng)伸展開(kāi)的大分子鏈重新恢復(fù)卷曲，各分子鏈的間距隨著增大，從而導(dǎo)致聚合物內(nèi)自由分子鏈的間距隨著增大，從而導(dǎo)致聚合物內(nèi)自由空間增大，于是體積相應(yīng)發(fā)生膨脹?？臻g增大，于是體積相應(yīng)發(fā)生膨脹。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì) 入口效應(yīng)入口效應(yīng)和和出模膨脹效應(yīng)出模膨脹效應(yīng)通常對(duì)塑料的成型都通常對(duì)塑料的成型都是不利的，特別是在注射成型、擠出成型和拉絲過(guò)是不利的，特別是在注射成型、擠出成型和拉絲過(guò)程中，可能導(dǎo)致產(chǎn)品變形和扭曲，降低塑件的尺寸程中，可能導(dǎo)致產(chǎn)品變形和扭曲，降低塑件的尺寸穩(wěn)定性，并可能在塑件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，降低塑件物

31、穩(wěn)定性，并可能在塑件內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，降低塑件物理和力學(xué)性能。增加管子或口模的平直部分長(zhǎng)度，理和力學(xué)性能。增加管子或口模的平直部分長(zhǎng)度，適當(dāng)降低成型時(shí)的壓力和提高成型溫度，并對(duì)擠出適當(dāng)降低成型時(shí)的壓力和提高成型溫度，并對(duì)擠出物加以適當(dāng)速度的牽引或拉伸等，均有利于減小或物加以適當(dāng)速度的牽引或拉伸等，均有利于減小或消除端末效應(yīng)帶來(lái)的不利影響。消除端末效應(yīng)帶來(lái)的不利影響。1.1.5 1.1.5 聚合物的流變學(xué)性質(zhì)聚合物的流變學(xué)性質(zhì)1.1.6 1.1.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化六、聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化六、聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化1.1.

32、成型過(guò)程中聚合物的結(jié)晶成型過(guò)程中聚合物的結(jié)晶1 1）結(jié)晶聚合物：）結(jié)晶聚合物： 聚合物在從高溫熔體向低溫固態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，若其分子鏈構(gòu)型聚合物在從高溫熔體向低溫固態(tài)轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，若其分子鏈構(gòu)型（結(jié)構(gòu)形態(tài)）能夠得到規(guī)整排列，則該聚合物為結(jié)晶聚合物。（如：（結(jié)構(gòu)形態(tài)）能夠得到規(guī)整排列，則該聚合物為結(jié)晶聚合物。（如：PEPE、PTFEPTFE、POMPOM等）等）2 2）結(jié)晶度：）結(jié)晶度： 結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶區(qū)在聚合物中所占的重量百分?jǐn)?shù)。（大多數(shù)結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶區(qū)在聚合物中所占的重量百分?jǐn)?shù)。（大多數(shù)聚合物的結(jié)晶度約為聚合物的結(jié)晶度約為10%10%60%60%，但有些也可能達(dá)到很高的數(shù)值，如，但有些

33、也可能達(dá)到很高的數(shù)值，如PPPP的結(jié)晶度達(dá)到的結(jié)晶度達(dá)到70%70%95%95%，HDPEHDPE和和PTFEPTFE的也能超過(guò)的也能超過(guò)90%90%）3 3）結(jié)晶過(guò)程：）結(jié)晶過(guò)程：1. 1.61.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化4 4）影響結(jié)晶的因素）影響結(jié)晶的因素vv 溫度溫度vv 壓力和切應(yīng)力壓力和切應(yīng)力 增大壓力可使聚合物在高于正常情況下的熔化溫度發(fā)生結(jié)晶；切增大壓力可使聚合物在高于正常情況下的熔化溫度發(fā)生結(jié)晶；切應(yīng)力可導(dǎo)致微晶生成，產(chǎn)生均勻的微晶結(jié)構(gòu)。應(yīng)力可導(dǎo)致微晶生成，產(chǎn)生均勻的微晶結(jié)構(gòu)。vv 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu) 聚合物分子結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單、越規(guī)整，結(jié)晶越快，結(jié)晶度越高，聚合物分子結(jié)

34、構(gòu)越簡(jiǎn)單、越規(guī)整，結(jié)晶越快，結(jié)晶度越高，同一種聚合物的最大結(jié)晶速率隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而減小。同一種聚合物的最大結(jié)晶速率隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而減小。 vv 添加劑添加劑1. 1.61.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化5）結(jié)晶對(duì)塑件性能的影響結(jié)晶對(duì)塑件性能的影響vv 密度密度 密度隨結(jié)晶度的增大而提高。密度隨結(jié)晶度的增大而提高。vv 力學(xué)性能力學(xué)性能 抗拉強(qiáng)度隨結(jié)晶度的增大而提高；沖擊韌性將下降；彈性模量將減小?？估瓘?qiáng)度隨結(jié)晶度的增大而提高；沖擊韌性將下降；彈性模量將減小。 vv 熱性能熱性能 結(jié)晶有助于提高聚合物的軟化溫度和熱變形溫度。結(jié)晶有助于提高聚合物的軟化溫度和熱變形溫度。vv 翹

35、曲翹曲 結(jié)晶程度越高，體積收縮越大，因此結(jié)晶態(tài)塑件比非結(jié)晶態(tài)塑件更容易因結(jié)晶程度越高，體積收縮越大，因此結(jié)晶態(tài)塑件比非結(jié)晶態(tài)塑件更容易因收縮不均而發(fā)生翹曲。收縮不均而發(fā)生翹曲。 vv 表面粗糙度和透明度表面粗糙度和透明度 結(jié)晶后，塑件表面粗糙度將降低，而透明度會(huì)減小或喪失。結(jié)晶后，塑件表面粗糙度將降低，而透明度會(huì)減小或喪失。1.1.6 1.1.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化v 結(jié)晶型結(jié)晶型塑料塑料有有PEPE、PPPP、PTFEPTFE、POMPOM、PAPA、CPTCPT等等 vv 非結(jié)晶型非結(jié)晶型塑料有塑料有PSPS、PMMAPMMA、PCPC、A

36、BSABS、PSUPSU等等 一般來(lái)說(shuō)，結(jié)晶型塑料是不透明的或半一般來(lái)說(shuō)，結(jié)晶型塑料是不透明的或半透明的，非結(jié)晶型塑料是透明的。透明的，非結(jié)晶型塑料是透明的。 特例：聚特例：聚4-4-甲基戊烯甲基戊烯-1-1為結(jié)晶型塑料卻高度透為結(jié)晶型塑料卻高度透明性；明性；ABSABS為非結(jié)晶型塑料卻不透明。為非結(jié)晶型塑料卻不透明。6 6）成型結(jié)晶塑料時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題）成型結(jié)晶塑料時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題vv 料溫上升到成型溫度所需的熱量多，要用塑化能力大的設(shè)料溫上升到成型溫度所需的熱量多，要用塑化能力大的設(shè)備備vv 冷凝時(shí)放出熱量大，要充分冷卻冷凝時(shí)放出熱量大，要充分冷卻vv 熔態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收縮大，易

37、發(fā)生縮孔、氣孔熔態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔vv 各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大vv 結(jié)晶熔點(diǎn)范圍窄，易發(fā)生未熔粉末注入模具或堵塞澆口結(jié)晶熔點(diǎn)范圍窄，易發(fā)生未熔粉末注入模具或堵塞澆口1.1.6 1.1.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化2.2.成型過(guò)程中的取向作用成型過(guò)程中的取向作用1 1）取向的概念）取向的概念 聚合物大多分子及其鏈段或結(jié)晶聚合物的微晶粒子在應(yīng)力作聚合物大多分子及其鏈段或結(jié)晶聚合物的微晶粒子在應(yīng)力作用下形成的有序排列叫做取向結(jié)構(gòu)。用下形成的有序排列叫做取向結(jié)構(gòu)。2 2）分類(lèi)）分類(lèi) vv 按應(yīng)力性質(zhì)不同分按

38、應(yīng)力性質(zhì)不同分 拉伸取向拉伸取向由拉應(yīng)力引起，取向方向與拉伸方向一致由拉應(yīng)力引起，取向方向與拉伸方向一致 流動(dòng)取向流動(dòng)取向在切應(yīng)力作用下沿著熔體流動(dòng)方向形成的在切應(yīng)力作用下沿著熔體流動(dòng)方向形成的 vv 按流動(dòng)性質(zhì)不同，取向結(jié)構(gòu)可分為按流動(dòng)性質(zhì)不同，取向結(jié)構(gòu)可分為 單軸取向單軸取向取向結(jié)構(gòu)單元均沿著一個(gè)流動(dòng)方向有序排列取向結(jié)構(gòu)單元均沿著一個(gè)流動(dòng)方向有序排列 多軸取向多軸取向結(jié)構(gòu)單元可沿兩個(gè)或兩個(gè)以上流動(dòng)方向有序排列結(jié)構(gòu)單元可沿兩個(gè)或兩個(gè)以上流動(dòng)方向有序排列 vv 按結(jié)晶與非結(jié)晶聚合物分按結(jié)晶與非結(jié)晶聚合物分 結(jié)晶取向結(jié)晶取向 非結(jié)晶取向非結(jié)晶取向1.1.6 1.1.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和

39、化學(xué)變化聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化2 2）取向?qū)λ芗阅艿挠绊懀┤∠驅(qū)λ芗阅艿挠绊憊v 取向?qū)λ芗W(xué)性能的影響取向?qū)λ芗W(xué)性能的影響 對(duì)對(duì)單軸取向單軸取向而言，取向后在取向平行方向的抗拉而言，取向后在取向平行方向的抗拉強(qiáng)度大為增強(qiáng)，而與取向軸垂直方向的抗拉強(qiáng)度則有強(qiáng)度大為增強(qiáng)，而與取向軸垂直方向的抗拉強(qiáng)度則有所減弱；而所減弱；而雙軸取向雙軸取向的薄片或薄膜在平面的任何方向的薄片或薄膜在平面的任何方向上均有較高的抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊韌度，抗上均有較高的抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和沖擊韌度，抗撕裂能力也有所提高。撕裂能力也有所提高。vv 取向使塑件具有各向異性（在光、熱、電等方面）取

40、向使塑件具有各向異性（在光、熱、電等方面） 1.1.6 1.1.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化v 取向?qū)ζ渌阅艿挠绊懭∠驅(qū)ζ渌阅艿挠绊?聚合物的玻璃化溫度隨取向程度的提高而上升；聚合物的玻璃化溫度隨取向程度的提高而上升；取向程度越大，回縮或熱收縮越大。取向程度越大，回縮或熱收縮越大。 綜上所述，聚合物的取向?qū)λ芗男阅苡绊懢C上所述，聚合物的取向?qū)λ芗男阅苡绊懞艽?。在塑料成型生產(chǎn)中，可以利用聚合物的取向很大。在塑料成型生產(chǎn)中，可以利用聚合物的取向來(lái)提高塑件的性能，例如吹塑薄膜就是利用聚合物來(lái)提高塑件的性能，例如吹塑薄膜就是利用聚合物雙軸取向原理來(lái)提

41、高其性能的，但并不是說(shuō)聚合物雙軸取向原理來(lái)提高其性能的，但并不是說(shuō)聚合物取向?qū)λ芗阅芫幸嫣?，在生產(chǎn)厚度較大的塑件取向?qū)λ芗阅芫幸嫣?，在生產(chǎn)厚度較大的塑件時(shí)，就應(yīng)力圖消除取向現(xiàn)象，使塑件不致發(fā)生翹曲時(shí)，就應(yīng)力圖消除取向現(xiàn)象，使塑件不致發(fā)生翹曲變形或裂紋，從而保證塑件質(zhì)量。變形或裂紋，從而保證塑件質(zhì)量。1.1.6 1.1.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化1 1未取向區(qū)未取向區(qū) 2 2高度取向區(qū)高度取向區(qū)3 3中等取向區(qū)中等取向區(qū)4 4輕度取向區(qū)輕度取向區(qū) 聚合物熔體從澆口流入模腔時(shí)，熔體處于充模的初期階段，聚合物熔體從澆口流入模腔時(shí)，熔體處于充模的初

42、期階段，料流呈輻射狀，所以形成料流呈輻射狀，所以形成平面取向平面取向結(jié)構(gòu)。熔體與型腔表壁接觸后，結(jié)構(gòu)。熔體與型腔表壁接觸后，開(kāi)始實(shí)現(xiàn)充模過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，先與型腔表壁接觸熔體迅速開(kāi)始實(shí)現(xiàn)充模過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，先與型腔表壁接觸熔體迅速冷卻，形成一個(gè)冷卻，形成一個(gè)來(lái)不及取向來(lái)不及取向的薄殼，以后的熔體將在薄殼內(nèi)流動(dòng)。的薄殼，以后的熔體將在薄殼內(nèi)流動(dòng)。由于薄殼對(duì)熔體的摩擦作用，其附近的熔體流動(dòng)阻力很大，熔體由于薄殼對(duì)熔體的摩擦作用，其附近的熔體流動(dòng)阻力很大，熔體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生很大的切應(yīng)力，所以大分子能在此處內(nèi)會(huì)產(chǎn)生很大的切應(yīng)力，所以大分子能在此處高度取向高度取向。與此同。與此同時(shí)，熔體中部所受摩擦最小

43、，切應(yīng)力也不太大，所以大分子一般時(shí)，熔體中部所受摩擦最小，切應(yīng)力也不太大，所以大分子一般只能只能輕度取向輕度取向。而在中部熔體與薄殼附近熔體之間的過(guò)渡區(qū)中，。而在中部熔體與薄殼附近熔體之間的過(guò)渡區(qū)中，大分子大分子取向程度中等取向程度中等。1.1.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化3.3.成型過(guò)程中聚合物的降解成型過(guò)程中聚合物的降解1 1）概念）概念 由于聚合物大分子受熱和應(yīng)力的作用，或由于在高溫下受微量由于聚合物大分子受熱和應(yīng)力的作用，或由于在高溫下受微量水分、酸、堿等雜質(zhì)及空氣中氧的作用，聚合物會(huì)發(fā)生相對(duì)分子量降水分、酸、堿等雜質(zhì)及空氣中氧的作用，聚合物會(huì)發(fā)生相對(duì)分子量降低或大分子結(jié)構(gòu)改

44、變等化學(xué)變化，這種現(xiàn)象叫降解或裂解。低或大分子結(jié)構(gòu)改變等化學(xué)變化，這種現(xiàn)象叫降解或裂解。2 2）防治）防治vv 嚴(yán)格控制原材料的技術(shù)指標(biāo)和使用合格的原材料嚴(yán)格控制原材料的技術(shù)指標(biāo)和使用合格的原材料vv 使用前對(duì)聚合物進(jìn)行嚴(yán)格的干燥使用前對(duì)聚合物進(jìn)行嚴(yán)格的干燥vv 確定合理的加工工藝和加工條件確定合理的加工工藝和加工條件vv 使用添加劑使用添加劑注：聚合物降解通常是有害的，但也有例外，如通過(guò)機(jī)械降解（輥壓貨注：聚合物降解通常是有害的，但也有例外，如通過(guò)機(jī)械降解（輥壓貨共擠）作用使聚合物之間或兩種聚合物的彈體之間進(jìn)行接枝或嵌段聚共擠）作用使聚合物之間或兩種聚合物的彈體之間進(jìn)行接枝或嵌段聚合物配置共

45、聚物，以改良聚合物性能并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍就是一例。合物配置共聚物，以改良聚合物性能并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍就是一例。1.1.6 1.1.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化4.4.成型過(guò)程中聚合物的交聯(lián)成型過(guò)程中聚合物的交聯(lián)1 1）硬化不足）硬化不足 塑件的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱、耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性塑件的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱、耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性等會(huì)下降；熱膨脹、內(nèi)應(yīng)力、受力時(shí)的蠕變量等會(huì)增等會(huì)下降；熱膨脹、內(nèi)應(yīng)力、受力時(shí)的蠕變量等會(huì)增加；塑件缺少光澤，容易發(fā)生翹曲變形；有時(shí)甚至?xí)?；塑件缺少光澤，容易發(fā)生翹曲變形；有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生裂紋。產(chǎn)生裂紋。2 2）過(guò)度硬化）過(guò)度硬化 塑

46、件機(jī)械強(qiáng)度不高、變色、發(fā)脆，表面有時(shí)會(huì)出現(xiàn)塑件機(jī)械強(qiáng)度不高、變色、發(fā)脆，表面有時(shí)會(huì)出現(xiàn)密集的小泡；可使塑件產(chǎn)生焦化和裂解現(xiàn)象。密集的小泡；可使塑件產(chǎn)生焦化和裂解現(xiàn)象。1.1.6 1.1.6 聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化聚合物在成型過(guò)程中的物理和化學(xué)變化1.1.塑料的組成塑料的組成 合成樹(shù)脂添加劑合成樹(shù)脂添加劑1 1）合成樹(shù)脂）合成樹(shù)脂 （40%40%100%100%） 受熱軟化后可將塑料的其它組分加以粘合，并受熱軟化后可將塑料的其它組分加以粘合，并決定塑料的主要性能決定塑料的主要性能2 2）添加劑）添加劑 包括填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色包括填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色劑

47、和固化劑等劑和固化劑等1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能添加劑添加劑 作作 用用常用的各種添加劑常用的各種添加劑含量含量填充劑（填填充劑（填料）料） 調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能提高材料強(qiáng)度提高材料強(qiáng)度減少合成樹(shù)脂的用量降低塑料成本減少合成樹(shù)脂的用量降低塑料成本木粉、紙、棉屑、硅石、硅藻土、木粉、紙、棉屑、硅石、硅藻土、云母、石棉、石金屬粉、玻璃纖維、云母、石棉、石金屬粉、玻璃纖維、和碳纖維等和碳纖維等20%20%50%50%增塑劑增塑劑提高塑件的可塑性和柔軟性但會(huì)降低提高塑件的可塑性和柔軟性但會(huì)降低塑件的穩(wěn)定性、介電性和機(jī)械強(qiáng)度塑件的穩(wěn)定性、介電性和機(jī)械強(qiáng)度不易揮發(fā)

48、的高沸點(diǎn)的液體有機(jī)化合不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)的液體有機(jī)化合物或低熔點(diǎn)的固體有機(jī)化合物物或低熔點(diǎn)的固體有機(jī)化合物穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑抑制和防止塑料在加工和使用過(guò)程中抑制和防止塑料在加工和使用過(guò)程中因受熱、光及氧等作用而分解變質(zhì)因受熱、光及氧等作用而分解變質(zhì)硬脂酸鹽、鉛的化合物及環(huán)氧化合硬脂酸鹽、鉛的化合物及環(huán)氧化合物物0.3%0.3%0.5%0.5%潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑防止塑料在成型加工過(guò)程中粘附在模防止塑料在成型加工過(guò)程中粘附在模具上具上提高塑件的流動(dòng)性提高塑件的流動(dòng)性硬脂酸及其鹽類(lèi)硬脂酸及其鹽類(lèi)1%1%著色劑著色劑有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)鹽料、染料有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)鹽料、染料 0.01%0.01%0.02%0.02%固化劑固化

49、劑促使合成樹(shù)脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)或加快交促使合成樹(shù)脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)或加快交聯(lián)反應(yīng)速度聯(lián)反應(yīng)速度1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能添加劑的性能添加劑的性能2 2、塑料的特性、塑料的特性: : 1. 1. 質(zhì)量輕質(zhì)量輕 2. 2. 化學(xué)穩(wěn)定優(yōu)越化學(xué)穩(wěn)定優(yōu)越 3. 3. 電絕緣性能好電絕緣性能好 4. 4. 比強(qiáng)度高比強(qiáng)度高 5. 5. 減摩，耐磨性能優(yōu)良，自潤(rùn)滑性好減摩，耐磨性能優(yōu)良，自潤(rùn)滑性好 6. 6. 成型加工方便成型加工方便 7. 7. 粘結(jié)性能好粘結(jié)性能好 8. 8. 光學(xué)性能好光學(xué)性能好 9. 9. 著色性能較強(qiáng)著色性能較強(qiáng) 10. 10. 導(dǎo)熱率低導(dǎo)熱率低1.2 1.2 塑料的工藝

50、性能塑料的工藝性能 目前，塑料也存在著一些缺點(diǎn)，使其應(yīng)用目前，塑料也存在著一些缺點(diǎn)，使其應(yīng)用受到一定限制。一般塑料的機(jī)械強(qiáng)度均不如金受到一定限制。一般塑料的機(jī)械強(qiáng)度均不如金屬。塑料成型時(shí)收縮率較高。塑料對(duì)溫度的敏屬。塑料成型時(shí)收縮率較高。塑料對(duì)溫度的敏感性遠(yuǎn)比金屬或其它非金屬材料的大，塑料的感性遠(yuǎn)比金屬或其它非金屬材料的大，塑料的使用溫度范圍遠(yuǎn)較其它材料的窄。塑料若長(zhǎng)期使用溫度范圍遠(yuǎn)較其它材料的窄。塑料若長(zhǎng)期受載荷作用，即使溫度不高，其形狀會(huì)產(chǎn)生受載荷作用，即使溫度不高，其形狀會(huì)產(chǎn)生“蠕變?nèi)渥儭?，塑料這種漸漸產(chǎn)生的塑件流動(dòng)是不，塑料這種漸漸產(chǎn)生的塑件流動(dòng)是不可塑的，導(dǎo)致塑件尺寸精度喪失。所以，

51、在選可塑的，導(dǎo)致塑件尺寸精度喪失。所以，在選擇塑料時(shí)要注意揚(yáng)長(zhǎng)避短。擇塑料時(shí)要注意揚(yáng)長(zhǎng)避短。1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能3.3.塑料的分類(lèi)塑料的分類(lèi)1 1）按合成樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)及特性分）按合成樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)及特性分 vv 熱塑性塑料熱塑性塑料 如：如：PEPE、PPPP、PSPS、PVCPVC、PMMAPMMA、PAPA、POMPOM、ABSABS、PCPC、PPOPPO、PSUPSU、PTFEPTFE等等 vv 熱固性塑料熱固性塑料 如：酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、脲醛塑料、三聚氰如：酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、脲醛塑料、三聚氰胺甲醛和不飽和聚酯等胺甲醛和不飽和聚酯等1.

52、2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能2 2）按塑料的用途分類(lèi)）按塑料的用途分類(lèi) vv 通用塑料通用塑料 如：如：PEPE、PPPP、PSPS、PVCPVC、酚醛塑料和氨基塑料、酚醛塑料和氨基塑料 vv 工程塑料工程塑料 如：如：POMPOM、PAPA、PCPC、PPOPPO、ABSABS、PSUPSU、PTFEPTFE、PMMAPMMA和和環(huán)氧樹(shù)脂等環(huán)氧樹(shù)脂等 vv 特殊塑料特殊塑料 如：氟塑料、聚酰亞胺塑料、有機(jī)硅樹(shù)脂和環(huán)氧如：氟塑料、聚酰亞胺塑料、有機(jī)硅樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂等樹(shù)脂等1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能 二、塑料的工藝性能二、

53、塑料的工藝性能 塑料在成形過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的特有性質(zhì)。塑料在成形過(guò)程中表現(xiàn)出來(lái)的特有性質(zhì)。熱塑性塑料熱塑性塑料收縮性收縮性流動(dòng)性流動(dòng)性相容性相容性吸濕性吸濕性熱敏性熱敏性熱固性塑料熱固性塑料收縮性收縮性流動(dòng)性流動(dòng)性比容和壓縮比比容和壓縮比硬化速度硬化速度水分及揮發(fā)物含量水分及揮發(fā)物含量 1 1、熱塑性塑料的工藝性能、熱塑性塑料的工藝性能1 1）收縮性）收縮性塑件從模具中取出冷卻到室溫后，尺寸或體積收縮的特性塑件從模具中取出冷卻到室溫后，尺寸或體積收縮的特性稱(chēng)為收縮性稱(chēng)為收縮性 成型收縮的大小可用收縮率來(lái)表示：成型收縮的大小可用收縮率來(lái)表示： %100%100bbcSbbaSjs（2.12.1）（

54、2.22.2）式中式中 S Ss s實(shí)際收縮率實(shí)際收縮率 S Sj j 計(jì)算收縮率計(jì)算收縮率 a a 模具或塑件在成型溫度時(shí)的尺寸模具或塑件在成型溫度時(shí)的尺寸 b b 塑件在室溫時(shí)的尺寸塑件在室溫時(shí)的尺寸 c c 模具在室溫時(shí)的尺寸模具在室溫時(shí)的尺寸1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能 vv 成型收縮的形式成型收縮的形式 塑件的尺寸收縮：塑件的尺寸收縮： 由于由于熱脹冷縮熱脹冷縮和塑件脫模時(shí)和塑件脫模時(shí)彈性恢復(fù)彈性恢復(fù)、塑性變形等、塑性變形等 原因，導(dǎo)致塑件脫模冷卻到室溫后其尺寸縮小。原因，導(dǎo)致塑件脫模冷卻到室溫后其尺寸縮小。 收縮的方向性：收縮的方向性： 塑料在成型時(shí)由于分子的取向作

55、用使塑件呈現(xiàn)塑料在成型時(shí)由于分子的取向作用使塑件呈現(xiàn)各向各向 異性，異性，沿料流方向（即平行方向）收縮大，強(qiáng)度高，沿料流方向（即平行方向）收縮大，強(qiáng)度高， 與料流垂直方向則收縮小，強(qiáng)度低。與料流垂直方向則收縮小，強(qiáng)度低。1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能后收縮：后收縮： 塑件成型時(shí)，由于受成型壓力、切應(yīng)力、各向異性、塑件成型時(shí)，由于受成型壓力、切應(yīng)力、各向異性、密度不均、填料分布不均、模溫不一致、硬化不均和塑性密度不均、填料分布不均、模溫不一致、硬化不均和塑性變形等因素的影響，塑件內(nèi)存在殘余應(yīng)力。當(dāng)脫模后，由變形等因素的影響，塑件內(nèi)存在殘余應(yīng)力。當(dāng)脫模后，由于應(yīng)力趨向平衡及儲(chǔ)存條件的

56、影響，使塑件再次收縮，這于應(yīng)力趨向平衡及儲(chǔ)存條件的影響，使塑件再次收縮，這種收縮稱(chēng)為種收縮稱(chēng)為后收縮后收縮。一般塑件在脫模后。一般塑件在脫模后10h10h內(nèi)變化最大，內(nèi)變化最大，24h24h后基本定型，但最后穩(wěn)定要經(jīng)過(guò)后基本定型，但最后穩(wěn)定要經(jīng)過(guò)30306060天。天。通常熱塑通常熱塑性塑料的后收縮比熱固性塑料大，擠塑和注射的后收縮比性塑料的后收縮比熱固性塑料大，擠塑和注射的后收縮比壓縮成型大。壓縮成型大。1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能后處理收縮：后處理收縮： 在某些情況下，塑件按其性能和工藝要求，在某些情況下，塑件按其性能和工藝要求，成型后要進(jìn)行熱處理，處理后也會(huì)導(dǎo)致塑件尺成型

57、后要進(jìn)行熱處理，處理后也會(huì)導(dǎo)致塑件尺寸收縮，這種收縮叫寸收縮，這種收縮叫后處理收縮后處理收縮。在模具設(shè)計(jì)。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)高精度塑件則應(yīng)考慮后收縮及后處理收時(shí)，對(duì)高精度塑件則應(yīng)考慮后收縮及后處理收縮的偏差并予以補(bǔ)償。縮的偏差并予以補(bǔ)償。1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能vv影響塑件收縮的因素：影響塑件收縮的因素：塑料的品種塑料的品種 各種塑料都有其各自的收縮率范圍，同一種塑料由于相對(duì)分子質(zhì)各種塑料都有其各自的收縮率范圍，同一種塑料由于相對(duì)分子質(zhì)量、填料及配比等不同，則其收縮率及各向異性也不同。量、填料及配比等不同，則其收縮率及各向異性也不同。塑件的結(jié)構(gòu)塑件的結(jié)構(gòu) 塑件的形狀、尺寸、壁

58、厚、有無(wú)嵌件、嵌件數(shù)量及布局等，對(duì)收塑件的形狀、尺寸、壁厚、有無(wú)嵌件、嵌件數(shù)量及布局等，對(duì)收縮率值有很大影響。塑件的形狀復(fù)雜、尺寸小、壁薄、帶嵌件，收縮縮率值有很大影響。塑件的形狀復(fù)雜、尺寸小、壁薄、帶嵌件，收縮率就小。率就小。模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu) 模具的分型面、加壓方向、澆口形式、尺寸及分布等對(duì)收縮率及模具的分型面、加壓方向、澆口形式、尺寸及分布等對(duì)收縮率及方向性影響也很大，如采用直接澆口，澆口截面大，收縮小，但方向方向性影響也很大，如采用直接澆口，澆口截面大，收縮小，但方向性明顯。性明顯。成型工藝條件成型工藝條件 模具溫度高、塑件冷卻慢，則密度高、收縮大；注射壓力高、脫模具溫度高、塑件冷卻慢，

59、則密度高、收縮大；注射壓力高、脫模后彈性恢復(fù)大收縮?。槐簳r(shí)間模后彈性恢復(fù)大收縮??；保壓時(shí)間長(zhǎng)收縮小。長(zhǎng)收縮小。1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能2 2） 流動(dòng)性：流動(dòng)性：塑料在一定溫度、壓力作用下，填充模具型塑料在一定溫度、壓力作用下，填充模具型腔的性能，稱(chēng)為塑料的流動(dòng)性。腔的性能，稱(chēng)為塑料的流動(dòng)性。vv塑料的塑料的流動(dòng)性差流動(dòng)性差，就不易充滿(mǎn)型腔，因此需要較大的成形，就不易充滿(mǎn)型腔，因此需要較大的成形壓力才能成形。壓力才能成形。vv塑料的塑料的流動(dòng)性好流動(dòng)性好，可以用較小的成形壓力充滿(mǎn)型腔。但流，可以用較小的成形壓力充滿(mǎn)型腔。但流動(dòng)性太好，會(huì)使塑料在成形時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊，填充不密

60、動(dòng)性太好，會(huì)使塑料在成形時(shí)產(chǎn)生嚴(yán)重的溢邊，填充不密實(shí)，塑件組織疏松，易粘模。實(shí)，塑件組織疏松，易粘模。vv熱塑性塑料的流動(dòng)性常用熱塑性塑料的流動(dòng)性常用熔融指數(shù)熔融指數(shù)（單位（單位g g）、）、螺旋線(xiàn)長(zhǎng)度螺旋線(xiàn)長(zhǎng)度（單位（單位cmcm）來(lái)表示。）來(lái)表示。 1.2 1.2 塑料的工藝性能塑料的工藝性能 熔融指數(shù)用如圖熔融指數(shù)用如圖2.12.1所示的標(biāo)準(zhǔn)裝置所示的標(biāo)準(zhǔn)裝置（熔融指數(shù)測(cè)定儀）（熔融指數(shù)測(cè)定儀）來(lái)測(cè)定來(lái)測(cè)定。 將被測(cè)塑料裝入加熱將被測(cè)塑料裝入加熱料筒中并進(jìn)行加熱，在一料筒中并進(jìn)行加熱，在一定的溫度和壓力下，測(cè)定定的溫度和壓力下，測(cè)定塑料熔體在塑料熔體在10min10min內(nèi)從出內(nèi)從出料孔