塑料的一次成型課件

塑料的一次成型塑料的一次成型11擠出成型（擠塑、擠壓、模塑）★定義：借助螺桿或柱塞的擠壓作用，使受熱融化的塑料在壓力推動下，強行通過口模而成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法?！锓N類：連續(xù)—

螺桿擠出；

間歇

—

柱塞擠出。

★

適用范圍：

原材料：熱塑性、熱固性（較少）

產(chǎn)品：管材、片材、線纜包覆等。1擠出成型（擠塑、擠壓、模塑）21.1連續(xù)法擠塑的工藝過程及主要設(shè)備★擠出過程：擠壓→→熔化→→強行通過口模→得到一定形狀的制品。

（1）工藝及設(shè)備*工藝過程：原材料準備和干燥→→擠出成型→→定型→→牽引→→后處理*主要設(shè)備：擠出機

定徑套牽引機

切割機冷卻系統(tǒng)

卷取裝置等Δ擠壓1.1連續(xù)法擠塑的工藝過程及主要設(shè)備★擠出過程：擠壓3（2）擠出機*基本結(jié)構(gòu)：傳動裝置、加料裝置、料筒、螺桿、機頭與口模。（2）擠出機*基本結(jié)構(gòu)：傳動裝置、加料裝置、料筒、螺桿、機4A.螺桿：→→經(jīng)過濾網(wǎng)到機頭加料段（75%固態(tài)）、壓縮段（固/液共存區(qū)）、均化段*選擇螺桿應(yīng)注意幾個特征參數(shù)：直徑（D）、長徑比（L/D）、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺桿與料筒的間隙等。

A.螺桿：→→經(jīng)過濾網(wǎng)到機頭5①直徑（D）：D↑，加工能力↑。擠出機生產(chǎn)率∝D2，D通常為45~150mm；但L/D過大，物料可能發(fā)生熱降解，螺桿也可能因自重而彎曲，功耗增大；L過小則塑化不良。L/D通常為18~25；②長徑比（L<工作部分有效長度>/D）：L/D↑，改善物料溫度分布，有利于混合及塑化，生產(chǎn)能力↑；①直徑（D）：D↑，加工能力↑。擠出機生產(chǎn)率∝D2，D通常6④螺旋角（φ，螺紋與螺桿橫斷面的夾角）：φ↑，生產(chǎn)能力↑，對塑料的剪切作用和擠壓力↓。通常φ=10~30o，若用等距螺桿，螺距=直徑，則φ=17o41’；⑤螺槽深度（h）：h↓，剪切速率↑，傳熱效率↑，混合及塑化效率↑，生產(chǎn)率↓。故熱敏性塑料（如PVC）宜用深螺槽，而熔體粘度低且熱穩(wěn)定性好的塑料（如聚酰胺等）宜用淺螺槽。③壓縮比（螺桿加料段第一個螺槽與均化段最后一個螺槽的容積比）：壓縮比↑，塑料受到的擠壓作用↑；④螺旋角（φ，螺紋與螺桿橫斷面的夾角）：φ↑，生產(chǎn)7B.機頭與口模：濾網(wǎng)、多孔板、分流器、模芯、口模和機頸等。★作用：機頭將處于旋轉(zhuǎn)運動的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運動，使塑料進一步塑化均勻，并導(dǎo)入口模?？谀＝o予塑料熔體所需的形狀?！锝M成：B.機頭與口模：濾網(wǎng)、多孔板、分流器、模芯、口模和機頸等。81.2擠出成型原理（1）固體輸送（主要發(fā)生在加料段）

*依靠力：

壓力流動拖曳流動*W.H.Darnell等認為，料筒與螺桿間的固體離子連續(xù)整齊地排列著，并塞滿了螺槽，形成“彈性固體”。受力情況：

Fs—

螺桿對固體塞的摩擦力，推力；Fb—

料筒對固體塞的摩擦力，阻力。

Fbz—Fb在Z軸方向上的分力。1.2擠出成型原理（1）固體輸送（主要發(fā)生在加料段）*9流動的基本條件：Fbz>FsQ=V·va Q—單位時間內(nèi)固體物料的流動體積；va—物料前進速度；V—螺槽截面積。

當(dāng)Fbz=Fs=0時，物料不發(fā)生任何移動；

Fbz<Fs，螺桿帶動物料轉(zhuǎn)動而不移動。流動的基本條件：Fbz>FsQ=V·va 當(dāng)Fbz=Fs=010其中：

N—螺桿轉(zhuǎn)數(shù)，Φ—展開后的螺線角，Φ+θ=90o，l—螺桿轉(zhuǎn)動一周物料移動距離的軸向投影。，其中：N—螺桿轉(zhuǎn)數(shù)，Φ—展開后的螺線角，Φ+θ=9011故，∴，故N↑，D↑，h↑，Q↑故，∴，故N↑，D↑，h↑，Q↑12（2）熔化過程①整個熔化過程：（2）熔化過程①整個熔化過程：13②一個螺槽中固體物料的熔化過程：

固體物料充滿螺槽→→→→形成熔膜→→→→→→→→→→→→螺紋刮下熔體進入熔池→→因熔池中的熔體擠壓而使固體床形變，徑向加厚，固體進入熔膜以補充熔體流入熔池→→不斷往復(fù)逐漸熔化。（δ—螺桿與料筒間隙）熱傳導(dǎo)當(dāng)熔膜厚度>δ②一個螺槽中固體物料的熔化過程：（δ—螺桿與料筒間隙）熱傳14（3）均化段—

熔體輸送：設(shè)：Q1—送料速率；Q2—壓縮段熔化速率；Q3—均化段擠出速率。當(dāng)Q1≥Q2≥Q3，均化段為控制區(qū)，操作平穩(wěn)；若Q1<Q2<Q3，供料不足。

★流態(tài)：①正流（QD）；②逆流（機頭、口模的反壓引起的反壓流動，QP）；③橫流（環(huán)流，QT）；④漏流（QL）（3）均化段—熔體輸送：設(shè)：Q1—送料速率；Q2—壓縮段15A.若熔體為牛頓型：Q—擠出及生產(chǎn)率（cm3/sec）；D—螺桿直徑（cm）；N—螺桿轉(zhuǎn)速（round/sec）；h—均化段螺槽深度（cm）；ф—旋轉(zhuǎn)角（o）；e—螺紋斜棱寬度（cm）；ΔP—均化段料流壓力降（kg/cm2）；δ—螺桿與料筒間隙（cm）；η—塑料熔體粘度（kg·sec/cm2）；L—均化段長度（cm）。Q=QD-（QP+QL）其中，，，A.若熔體為牛頓型：Q—擠出及生產(chǎn)率（cm3/sec）；D16*一般QL值不大，實際計算時常略去。若令，，用機頭壓力P代替ΔP，則有：Q=AN-B(P/η)→螺桿特征曲線。對某一特定螺桿，A、B為常數(shù)。

B.

若熔體為非牛頓型：則式中，K—流動常數(shù)，m—常數(shù)。*一般QL值不大，實際計算時常略去。17（4）螺桿和機頭的特征曲線與擠出機生產(chǎn)率之間的關(guān)系①螺桿特征曲線牛頓型熔體Q=AN-ΔP(B/η)

非牛頓型熔體Q=AN-B’K(ΔP)m→→Q~ΔP在一定的N下繪出曲線。②機頭特征曲線牛頓型熔體Q=K(ΔP/η)

非牛頓型熔體Q=K’K(ΔP)m

對圓管→→對不同的D有不同的Q~ΔP曲線。（4）螺桿和機頭的特征曲線與擠出機生產(chǎn)率之間的關(guān)系①螺桿特18如圖：∴N↑，Q↑；D↑，Q↑。如圖：∴N↑，Q↑；D↑，Q↑。191.3擠出成型工藝與過程（自學(xué)）

*工藝過程：原材料準備和干燥→→擠出成型→→定型→→牽引→→后處理針對課本P124/式6-5討論θ角、φ角與Q的關(guān)系?？词欠衲艿贸稣n本上的結(jié)論，并解釋理由。

作業(yè)：1.3擠出成型工藝與過程（自學(xué)）*工藝過程：原材料準備202注射成型2.1注射成型的含義：

注射成型就是將塑料(一般為粒料)在注射成型機的料筒內(nèi)加熱熔化，當(dāng)呈流動狀態(tài)時，在柱塞或螺桿加壓下熔融塑料被壓縮并向前移動，進而通過料筒前端的噴嘴以很快速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時間冷卻定型后，開啟模具即得制品。這種成型方法是—種間歇操作過程。2注射成型2.1注射成型的含義：212.2注塑機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理（1）注塑機的基本結(jié)構(gòu)注射系統(tǒng)：塑化、注射。（包括：加料裝置、料筒、螺桿（分流梭和柱塞）、噴嘴）鎖模系統(tǒng)：注射時，保證模具閉合；取制品時，保證模具打開。模具：給制品一定的形狀和尺寸。（包括：主流道、分流道、澆口、型腔、排氣孔（槽）、導(dǎo)向零件、脫模裝置、抽芯機構(gòu)、加熱或冷卻系統(tǒng)）

2.2注塑機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理（1）注塑機的基本結(jié)構(gòu)22臥式柱塞式注塑機臥式柱塞式注塑機23分流梭分流梭24噴嘴噴嘴25臥式螺桿式注塑機臥式螺桿式注塑機26鎖模系統(tǒng)鎖模系統(tǒng)27模具模具28★注意：①分流梭——在螺桿注射機中是沒有的；②螺桿：注塑螺桿與擠出螺桿的區(qū)別。

③螺桿和柱塞的雙重功能：i）推擠——活塞；ii）擠壓塑化。

★注意：③螺桿和柱塞的雙重功能：i）推擠——活塞；ii）29（2）工作原理塑化——充?！骸鋮s——脫模

（2）工作原理塑化——充?！骸鋮s——脫模302.3影響注塑的因素

*注塑核心：塑化的好不好？又無均勻充滿模具的型腔？有否充分冷卻？*相應(yīng)的影響因素：a.料溫：料筒末端溫度：Tf（Tm）~Td之間；2.3影響注塑的因素*注塑核心：塑化的好不好？又無均勻31b.注射壓力：

b.注射壓力：32c.注射周期和注射速度：

c.注射周期和注射速度：33快速注射與慢速注射快速注射與慢速注射34e.模具溫度：

d.保壓時間：e.模具溫度：d.保壓時間：353壓制成型層壓成型：以片狀材料作填料，通過壓制成型得到層壓材料的成型方法。

模壓成型：又稱壓縮模塑；即將粉狀、粒狀、碎屑狀或纖維狀的塑料放入加熱的陰模模槽中，合上陽模后加熱使其熔化，并在壓力作用下使物料充滿模腔，形成與模腔形狀一樣的模制品，再經(jīng)加熱(使其進一步發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化)或冷卻〔對熱塑性塑料應(yīng)冷卻使其硬化〕，脫模后即得制品。（主要用于熱固性材料及大型制件）3壓制成型層壓成型：以片狀材料作填料，通過壓制成型得到層壓36壓機結(jié)構(gòu)壓機結(jié)構(gòu)37（1）模壓成型工藝：加料→合?！訜崛刍訅撼淠！袒四！筇幚?物態(tài)：固態(tài)→熔化態(tài)→固態(tài)

（2）模壓成型的工藝特性和影響因素：*特點：加壓預(yù)成型→熔化→加壓充?！袒尚?影響因素：

①溫度——T↑，交聯(lián)反應(yīng)速度↑，固化時間↓，模壓周期↓?！鴾囟冗^高的缺點：a.固化太快易充模不足；b.易引起物料分解變色；c.外層固化較內(nèi)層快，內(nèi)層揮發(fā)份難以排除。

（1）模壓成型工藝：加料→合?！訜崛刍訅撼?8模壓成型工藝模壓成型工藝39（3）層壓成型工藝②模壓壓力——P↑，物料流動性↑，制品密度↑，收縮率↓，性能↑?！珘毫^大，則模具壽命↓，設(shè)備功耗↑。③模壓時間——

模壓時間短，則物料固化不完全(欠熟)，制品物理機械性能差，外觀無光澤，脫模后易變形；模壓時間過長，則會使塑料“過熟”，成型周期↑，生產(chǎn)率↓，功耗↑，制品收縮率↑，性能↓。*工藝過程：填料浸膠→浸膠材料干燥→壓制成型（3）層壓成型工藝②模壓壓力——P↑，物料流動性↑，制品404壓延成型

（主要用于熱塑性非晶態(tài)塑料）（1）壓延成型的含義：將已經(jīng)塑化的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過一系列相向旋轉(zhuǎn)著的水平輥筒間隙，使物料承受擠壓和延展作用，成為具有一定厚度、寬度與表面光潔度的薄片狀制品。（2）壓延設(shè)備：壓延機（主要結(jié)構(gòu)：機體、輥筒（有加熱冷卻功能）、輥筒軸承、輥距調(diào)整裝置、檔料裝置、切邊裝置、傳動系統(tǒng)、安全裝置和加熱冷卻裝置等。）4壓延成型（主要用于熱塑性非晶態(tài)塑料）（2）壓延設(shè)41壓延機輥筒排列壓延機輥筒排列42（3）壓延工藝過程：

（供料階段）

（壓延階段）

捏合→塑化→供料→壓延→牽引→刻花→冷卻定型→輸送→切割、卷?。?）壓延工藝過程：（供料階段）43①人造革的生產(chǎn)

人造革就是以布(或紙)為基材，在其上復(fù)以聚氯乙烯糊的一種復(fù)合材料。刮涂法：將聚氯乙烯糊涂于布(或紙)上。不屬于壓延技術(shù)。壓延法：壓延法：通過輥壓方式將熔態(tài)聚氯乙烯復(fù)合于布(或紙)上。

擦膠法：上、中、下三輥轉(zhuǎn)速比

=1:(1.3~1.5):1貼膠法：上、中、下三輥轉(zhuǎn)速比=1：1：1①人造革的生產(chǎn)人造革就是以布(或紙)為基材，在其上44擦膠法原理圖擦膠法原理圖45②軟質(zhì)聚氯乙烯薄膜的生產(chǎn)混合→預(yù)塑化→塑化→壓延→冷卻→卷取

②軟質(zhì)聚氯乙烯薄膜的生產(chǎn)混合→預(yù)塑化→塑化→465其它成型方法（1）鑄塑成型*分類：靜態(tài)鑄塑、嵌鑄、離心鑄塑、流涎成膜、搪塑和滾塑等。*工藝流程：配制澆鑄液→過濾及除泡→澆鑄→聚合→后處理和后加工*優(yōu)缺點：優(yōu)點：設(shè)備較簡單，成型時不需加壓，對制品的尺寸限制較少，制品的內(nèi)應(yīng)力低，質(zhì)量良好；缺點：成型周期較長，制品的尺寸準確性較差等。5其它成型方法（1）鑄塑成型*分類：靜態(tài)鑄塑、47①靜態(tài)鑄塑（澆鑄）：

用液狀單體、部分聚合或縮聚的漿狀物、以及聚合物與單體的溶液等，將其與催化劑(有時為引發(fā)劑)促進劑或固化劑一起倒在模腔中，使其完成聚合或縮聚反應(yīng)，從而得到與模具型腔相似的制品。*工藝流程：原料配制與處理→澆鑄入?！不蚬袒破泛筇幚?常用原料：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、堿催化聚己內(nèi)酰胺、有機硅樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、聚胺酯等。*典型產(chǎn)品：有機玻璃。①靜態(tài)鑄塑（澆鑄）：用液狀單體、部分聚合48②嵌鑄:

又稱封入成型。即在澆鑄的模型內(nèi)放入一預(yù)先經(jīng)過處理的樣品（或零件），然后將準備好的澆鑄原料傾入摸中，在一定的條件下硬化（或固化）后，樣品（或零件）便包嵌在塑料中。

*常用原料：透明性好的丙烯酸酯類塑料及有機硅、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等。②嵌鑄:又稱封入成型。即在澆鑄的模型內(nèi)放49③離心澆鑄：

將塑料原料澆鑄入高速旋轉(zhuǎn)的模具或容器中，在離心力的作用下，使其充滿回轉(zhuǎn)體型的模具或容器，再使其硬化定型而得的制品。*與普通澆鑄成型的區(qū)別：模具要求轉(zhuǎn)動。優(yōu)點：宜于生產(chǎn)薄壁或厚壁的大型制品，精度更高，后加工量少；缺點：設(shè)備較復(fù)雜。*常用原料：熱穩(wěn)定性較好的熱塑性塑料如聚酰胺、聚烯烴等。*典型產(chǎn)品：圓柱形或近似圓柱形的制品，如大型管材、軸套、墊圈、滑輪、轉(zhuǎn)子、齒輪等。③離心澆鑄：將塑料原料澆鑄入高速旋轉(zhuǎn)的模50④流涎成膜：

將熱塑性塑料與溶劑等配成一定粘度的膠液，然后以一定速度流布在連續(xù)回轉(zhuǎn)的基材（一般為無接縫的不銹鋼帶）上，通過加熱排除溶劑成膜的成型方法。*產(chǎn)品：流涎薄膜。薄膜的寬度取決于鋼帶的寬度，長度可以是連續(xù)的，厚度取決于膠液的濃度和鋼帶的運動速度等。*優(yōu)缺點：優(yōu)點：薄膜厚度?。蛇_5—10微米）且厚薄均勻、不易帶入機械雜質(zhì)、透明度高，內(nèi)應(yīng)力小，光學(xué)性能好；缺點：生產(chǎn)速度慢，需耗用大量溶劑，設(shè)備昂貴、成本較高。④流涎成膜：將熱塑性塑料與溶劑等配成一定51（2）模壓燒結(jié)成型*主要用于聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯等樹脂的成型。（原料特點：粘流溫度過高，甚至超過分解溫度。）①定義：模壓燒結(jié)法是將粉末狀的聚四氟乙烯等原料冷模壓成密實的各種形狀的預(yù)成型品（錠料），然后將預(yù)成型品加熱到高于其結(jié)晶熔點以上的溫度，使樹脂顆?；ハ嗳劢Y(jié)，形成一密實的連續(xù)整體，最后冷至室溫即得產(chǎn)品。②工藝流程：選擇樹脂→搗碎過篩→加料預(yù)成型→燒結(jié)→冷卻→成品檢驗和后處理（2）模壓燒結(jié)成型*主要用于聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯等52（3）傳遞模塑①定義：又稱傳遞成型或注壓成型。是將熱固性塑料置一加料室內(nèi)加熱熔化后，借助于壓力使塑料熔體通過鑄口進入模腔成型的一種作業(yè)。②分類：活板式（最常用）、罐式、柱塞式。③工藝流程：固體原材料熔化→加壓流動（注模）→固化成型④優(yōu)缺點：優(yōu)點：可生產(chǎn)外形復(fù)雜，薄壁或壁厚變化很大、帶有精細嵌件等的制品，并能提高制品的精度，縮短成型周期。且成型溫度較低；缺點：成型壓力較高，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成型浪費較大；且工藝條件嚴格，操作技術(shù)要求高。（3）傳遞模塑①定義：又稱傳遞成型或注壓成型。是將熱固性塑53（4）泡沫塑料的成型*泡沫塑料是以氣體物質(zhì)為分散相以固體樹脂為分散介質(zhì)所組成的分散體；它是一類帶有許多氣孔的塑料制品。*泡沫塑料的分類：i）按照氣孔的結(jié)構(gòu)不同

開孔（孔與孔是相通的）

閉孔（各個氣孔互不相通）

ii）而按成品硬度：

軟質(zhì)、硬質(zhì)和半硬質(zhì)*主要原料：熱塑性或熱固性塑料均可。主要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚胺脂、脲醛樹脂等。

（4）泡沫塑料的成型*泡沫塑料是以氣體物質(zhì)為分散相以固體樹54*發(fā)泡方法：機械法、物理法、化學(xué)法。①機械法：用強烈的攪拌將空氣卷入樹脂液中，先使其成為均勻的泡沫物，而后再通過物理或化學(xué)變化使其穩(wěn)定。*工業(yè)上只有開孔型硬質(zhì)脲甲醛泡沫塑料采用此法。*優(yōu)缺點：優(yōu)點：價廉；缺點：制品性脆、強度低。*發(fā)泡方法：機械法、物理法、化學(xué)法。①機械法55②物理法：

常用方法有：i）在加壓的情況下先使惰性氣體溶于熔融狀聚合物或其糊狀的復(fù)合物中，然后再減壓使被溶解的氣體釋出而發(fā)泡；ii）先將揮發(fā)性的液體均勻地混合于聚合物中，而后再加熱使其在聚合物中氣化和發(fā)泡；iii）先將顆粒細小的物質(zhì)(食鹽或淀粉等)混入聚合物中，而后用溶劑或伴以化學(xué)方法，使其溶出而成泡沫；iv）先將微型空心玻璃球等埋入熔融的聚合物或液態(tài)的熱固性樹脂中，而后使其冷卻或交聯(lián)而成為多孔的固體物；v）將疏松、粉狀的熱塑性塑料燒結(jié)在一起。*優(yōu)缺點：優(yōu)點：操作中毒性較小，發(fā)泡劑成本較低，且不殘存在泡沫塑料中，不影響其性能；缺點：某些過程所用設(shè)備較復(fù)雜，要求較高。

②物理法：常用方法有：i）56③化學(xué)法：

發(fā)泡氣體通過混合原料的某些組分在過程中的化學(xué)作用而產(chǎn)生。按發(fā)泡原理可分為兩類：i）發(fā)泡氣體是由特意加入的熱分解物質(zhì)(發(fā)泡劑)在受熱時產(chǎn)生的；ii）發(fā)泡氣體是由形成聚合物的組分相互作用時所產(chǎn)生的付產(chǎn)物，或者是這類組分與其它物質(zhì)作用的生成物。③化學(xué)法：發(fā)泡氣體通過混合原料的某些組分57塑料的一次成型塑料的一次成型581擠出成型（擠塑、擠壓、模塑）★定義：借助螺桿或柱塞的擠壓作用，使受熱融化的塑料在壓力推動下，強行通過口模而成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法?！锓N類：連續(xù)—

螺桿擠出；

間歇

—

柱塞擠出。

★

適用范圍：

原材料：熱塑性、熱固性（較少）

產(chǎn)品：管材、片材、線纜包覆等。1擠出成型（擠塑、擠壓、模塑）591.1連續(xù)法擠塑的工藝過程及主要設(shè)備★擠出過程：擠壓→→熔化→→強行通過口?！玫揭欢ㄐ螤畹闹破?。

（1）工藝及設(shè)備*工藝過程：原材料準備和干燥→→擠出成型→→定型→→牽引→→后處理*主要設(shè)備：擠出機

定徑套牽引機

切割機冷卻系統(tǒng)

卷取裝置等Δ擠壓1.1連續(xù)法擠塑的工藝過程及主要設(shè)備★擠出過程：擠壓60（2）擠出機*基本結(jié)構(gòu)：傳動裝置、加料裝置、料筒、螺桿、機頭與口模。（2）擠出機*基本結(jié)構(gòu)：傳動裝置、加料裝置、料筒、螺桿、機61A.螺桿：→→經(jīng)過濾網(wǎng)到機頭加料段（75%固態(tài)）、壓縮段（固/液共存區(qū)）、均化段*選擇螺桿應(yīng)注意幾個特征參數(shù)：直徑（D）、長徑比（L/D）、壓縮比、螺距、螺槽深度、螺旋角、螺桿與料筒的間隙等。

A.螺桿：→→經(jīng)過濾網(wǎng)到機頭62①直徑（D）：D↑，加工能力↑。擠出機生產(chǎn)率∝D2，D通常為45~150mm；但L/D過大，物料可能發(fā)生熱降解，螺桿也可能因自重而彎曲，功耗增大；L過小則塑化不良。L/D通常為18~25；②長徑比（L<工作部分有效長度>/D）：L/D↑，改善物料溫度分布，有利于混合及塑化，生產(chǎn)能力↑；①直徑（D）：D↑，加工能力↑。擠出機生產(chǎn)率∝D2，D通常63④螺旋角（φ，螺紋與螺桿橫斷面的夾角）：φ↑，生產(chǎn)能力↑，對塑料的剪切作用和擠壓力↓。通常φ=10~30o，若用等距螺桿，螺距=直徑，則φ=17o41’；⑤螺槽深度（h）：h↓，剪切速率↑，傳熱效率↑，混合及塑化效率↑，生產(chǎn)率↓。故熱敏性塑料（如PVC）宜用深螺槽，而熔體粘度低且熱穩(wěn)定性好的塑料（如聚酰胺等）宜用淺螺槽。③壓縮比（螺桿加料段第一個螺槽與均化段最后一個螺槽的容積比）：壓縮比↑，塑料受到的擠壓作用↑；④螺旋角（φ，螺紋與螺桿橫斷面的夾角）：φ↑，生產(chǎn)64B.機頭與口模：濾網(wǎng)、多孔板、分流器、模芯、口模和機頸等?！镒饔茫簷C頭將處于旋轉(zhuǎn)運動的塑料熔體轉(zhuǎn)變?yōu)槠叫兄本€運動，使塑料進一步塑化均勻，并導(dǎo)入口模?？谀＝o予塑料熔體所需的形狀?！锝M成：B.機頭與口模：濾網(wǎng)、多孔板、分流器、模芯、口模和機頸等。651.2擠出成型原理（1）固體輸送（主要發(fā)生在加料段）

*依靠力：

壓力流動拖曳流動*W.H.Darnell等認為，料筒與螺桿間的固體離子連續(xù)整齊地排列著，并塞滿了螺槽，形成“彈性固體”。受力情況：

Fs—

螺桿對固體塞的摩擦力，推力；Fb—

料筒對固體塞的摩擦力，阻力。

Fbz—Fb在Z軸方向上的分力。1.2擠出成型原理（1）固體輸送（主要發(fā)生在加料段）*66流動的基本條件：Fbz>FsQ=V·va Q—單位時間內(nèi)固體物料的流動體積；va—物料前進速度；V—螺槽截面積。

當(dāng)Fbz=Fs=0時，物料不發(fā)生任何移動；

Fbz<Fs，螺桿帶動物料轉(zhuǎn)動而不移動。流動的基本條件：Fbz>FsQ=V·va 當(dāng)Fbz=Fs=067其中：

N—螺桿轉(zhuǎn)數(shù)，Φ—展開后的螺線角，Φ+θ=90o，l—螺桿轉(zhuǎn)動一周物料移動距離的軸向投影。，其中：N—螺桿轉(zhuǎn)數(shù)，Φ—展開后的螺線角，Φ+θ=9068故，∴，故N↑，D↑，h↑，Q↑故，∴，故N↑，D↑，h↑，Q↑69（2）熔化過程①整個熔化過程：（2）熔化過程①整個熔化過程：70②一個螺槽中固體物料的熔化過程：

固體物料充滿螺槽→→→→形成熔膜→→→→→→→→→→→→螺紋刮下熔體進入熔池→→因熔池中的熔體擠壓而使固體床形變，徑向加厚，固體進入熔膜以補充熔體流入熔池→→不斷往復(fù)逐漸熔化。（δ—螺桿與料筒間隙）熱傳導(dǎo)當(dāng)熔膜厚度>δ②一個螺槽中固體物料的熔化過程：（δ—螺桿與料筒間隙）熱傳71（3）均化段—

熔體輸送：設(shè)：Q1—送料速率；Q2—壓縮段熔化速率；Q3—均化段擠出速率。當(dāng)Q1≥Q2≥Q3，均化段為控制區(qū)，操作平穩(wěn)；若Q1<Q2<Q3，供料不足。

★流態(tài)：①正流（QD）；②逆流（機頭、口模的反壓引起的反壓流動，QP）；③橫流（環(huán)流，QT）；④漏流（QL）（3）均化段—熔體輸送：設(shè)：Q1—送料速率；Q2—壓縮段72A.若熔體為牛頓型：Q—擠出及生產(chǎn)率（cm3/sec）；D—螺桿直徑（cm）；N—螺桿轉(zhuǎn)速（round/sec）；h—均化段螺槽深度（cm）；ф—旋轉(zhuǎn)角（o）；e—螺紋斜棱寬度（cm）；ΔP—均化段料流壓力降（kg/cm2）；δ—螺桿與料筒間隙（cm）；η—塑料熔體粘度（kg·sec/cm2）；L—均化段長度（cm）。Q=QD-（QP+QL）其中，，，A.若熔體為牛頓型：Q—擠出及生產(chǎn)率（cm3/sec）；D73*一般QL值不大，實際計算時常略去。若令，，用機頭壓力P代替ΔP，則有：Q=AN-B(P/η)→螺桿特征曲線。對某一特定螺桿，A、B為常數(shù)。

B.

若熔體為非牛頓型：則式中，K—流動常數(shù)，m—常數(shù)。*一般QL值不大，實際計算時常略去。74（4）螺桿和機頭的特征曲線與擠出機生產(chǎn)率之間的關(guān)系①螺桿特征曲線牛頓型熔體Q=AN-ΔP(B/η)

非牛頓型熔體Q=AN-B’K(ΔP)m→→Q~ΔP在一定的N下繪出曲線。②機頭特征曲線牛頓型熔體Q=K(ΔP/η)

非牛頓型熔體Q=K’K(ΔP)m

對圓管→→對不同的D有不同的Q~ΔP曲線。（4）螺桿和機頭的特征曲線與擠出機生產(chǎn)率之間的關(guān)系①螺桿特75如圖：∴N↑，Q↑；D↑，Q↑。如圖：∴N↑，Q↑；D↑，Q↑。761.3擠出成型工藝與過程（自學(xué)）

*工藝過程：原材料準備和干燥→→擠出成型→→定型→→牽引→→后處理針對課本P124/式6-5討論θ角、φ角與Q的關(guān)系?？词欠衲艿贸稣n本上的結(jié)論，并解釋理由。

作業(yè)：1.3擠出成型工藝與過程（自學(xué)）*工藝過程：原材料準備772注射成型2.1注射成型的含義：

注射成型就是將塑料(一般為粒料)在注射成型機的料筒內(nèi)加熱熔化，當(dāng)呈流動狀態(tài)時，在柱塞或螺桿加壓下熔融塑料被壓縮并向前移動，進而通過料筒前端的噴嘴以很快速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時間冷卻定型后，開啟模具即得制品。這種成型方法是—種間歇操作過程。2注射成型2.1注射成型的含義：782.2注塑機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理（1）注塑機的基本結(jié)構(gòu)注射系統(tǒng)：塑化、注射。（包括：加料裝置、料筒、螺桿（分流梭和柱塞）、噴嘴）鎖模系統(tǒng)：注射時，保證模具閉合；取制品時，保證模具打開。模具：給制品一定的形狀和尺寸。（包括：主流道、分流道、澆口、型腔、排氣孔（槽）、導(dǎo)向零件、脫模裝置、抽芯機構(gòu)、加熱或冷卻系統(tǒng)）

2.2注塑機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理（1）注塑機的基本結(jié)構(gòu)79臥式柱塞式注塑機臥式柱塞式注塑機80分流梭分流梭81噴嘴噴嘴82臥式螺桿式注塑機臥式螺桿式注塑機83鎖模系統(tǒng)鎖模系統(tǒng)84模具模具85★注意：①分流梭——在螺桿注射機中是沒有的；②螺桿：注塑螺桿與擠出螺桿的區(qū)別。

③螺桿和柱塞的雙重功能：i）推擠——活塞；ii）擠壓塑化。

★注意：③螺桿和柱塞的雙重功能：i）推擠——活塞；ii）86（2）工作原理塑化——充?！骸鋮s——脫模

（2）工作原理塑化——充?！骸鋮s——脫模872.3影響注塑的因素

*注塑核心：塑化的好不好？又無均勻充滿模具的型腔？有否充分冷卻？*相應(yīng)的影響因素：a.料溫：料筒末端溫度：Tf（Tm）~Td之間；2.3影響注塑的因素*注塑核心：塑化的好不好？又無均勻88b.注射壓力：

b.注射壓力：89c.注射周期和注射速度：

c.注射周期和注射速度：90快速注射與慢速注射快速注射與慢速注射91e.模具溫度：

d.保壓時間：e.模具溫度：d.保壓時間：923壓制成型層壓成型：以片狀材料作填料，通過壓制成型得到層壓材料的成型方法。

模壓成型：又稱壓縮模塑；即將粉狀、粒狀、碎屑狀或纖維狀的塑料放入加熱的陰模模槽中，合上陽模后加熱使其熔化，并在壓力作用下使物料充滿模腔，形成與模腔形狀一樣的模制品，再經(jīng)加熱(使其進一步發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而固化)或冷卻〔對熱塑性塑料應(yīng)冷卻使其硬化〕，脫模后即得制品。（主要用于熱固性材料及大型制件）3壓制成型層壓成型：以片狀材料作填料，通過壓制成型得到層壓93壓機結(jié)構(gòu)壓機結(jié)構(gòu)94（1）模壓成型工藝：加料→合?！訜崛刍訅撼淠！袒四！筇幚?物態(tài)：固態(tài)→熔化態(tài)→固態(tài)

（2）模壓成型的工藝特性和影響因素：*特點：加壓預(yù)成型→熔化→加壓充?！袒尚?影響因素：

①溫度——T↑，交聯(lián)反應(yīng)速度↑，固化時間↓，模壓周期↓?！鴾囟冗^高的缺點：a.固化太快易充模不足；b.易引起物料分解變色；c.外層固化較內(nèi)層快，內(nèi)層揮發(fā)份難以排除。

（1）模壓成型工藝：加料→合?！訜崛刍訅撼?5模壓成型工藝模壓成型工藝96（3）層壓成型工藝②模壓壓力——P↑，物料流動性↑，制品密度↑，收縮率↓，性能↑?！珘毫^大，則模具壽命↓，設(shè)備功耗↑。③模壓時間——

模壓時間短，則物料固化不完全(欠熟)，制品物理機械性能差，外觀無光澤，脫模后易變形；模壓時間過長，則會使塑料“過熟”，成型周期↑，生產(chǎn)率↓，功耗↑，制品收縮率↑，性能↓。*工藝過程：填料浸膠→浸膠材料干燥→壓制成型（3）層壓成型工藝②模壓壓力——P↑，物料流動性↑，制品974壓延成型

（主要用于熱塑性非晶態(tài)塑料）（1）壓延成型的含義：將已經(jīng)塑化的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過一系列相向旋轉(zhuǎn)著的水平輥筒間隙，使物料承受擠壓和延展作用，成為具有一定厚度、寬度與表面光潔度的薄片狀制品。（2）壓延設(shè)備：壓延機（主要結(jié)構(gòu)：機體、輥筒（有加熱冷卻功能）、輥筒軸承、輥距調(diào)整裝置、檔料裝置、切邊裝置、傳動系統(tǒng)、安全裝置和加熱冷卻裝置等。）4壓延成型（主要用于熱塑性非晶態(tài)塑料）（2）壓延設(shè)98壓延機輥筒排列壓延機輥筒排列99（3）壓延工藝過程：

（供料階段）

（壓延階段）

捏合→塑化→供料→壓延→牽引→刻花→冷卻定型→輸送→切割、卷?。?）壓延工藝過程：（供料階段）100①人造革的生產(chǎn)

人造革就是以布(或紙)為基材，在其上復(fù)以聚氯乙烯糊的一種復(fù)合材料。刮涂法：將聚氯乙烯糊涂于布(或紙)上。不屬于壓延技術(shù)。壓延法：壓延法：通過輥壓方式將熔態(tài)聚氯乙烯復(fù)合于布(或紙)上。

擦膠法：上、中、下三輥轉(zhuǎn)速比

=1:(1.3~1.5):1貼膠法：上、中、下三輥轉(zhuǎn)速比=1：1：1①人造革的生產(chǎn)人造革就是以布(或紙)為基材，在其上101擦膠法原理圖擦膠法原理圖102②軟質(zhì)聚氯乙烯薄膜的生產(chǎn)混合→預(yù)塑化→塑化→壓延→冷卻→卷取

②軟質(zhì)聚氯乙烯薄膜的生產(chǎn)混合→預(yù)塑化→塑化→1035其它成型方法（1）鑄塑成型*分類：靜態(tài)鑄塑、嵌鑄、離心鑄塑、流涎成膜、搪塑和滾塑等。*工藝流程：配制澆鑄液→過濾及除泡→澆鑄→聚合→后處理和后加工*優(yōu)缺點：優(yōu)點：設(shè)備較簡單，成型時不需加壓，對制品的尺寸限制較少，制品的內(nèi)應(yīng)力低，質(zhì)量良好；缺點：成型周期較長，制品的尺寸準確性較差等。5其它成型方法（1）鑄塑成型*分類：靜態(tài)鑄塑、104①靜態(tài)鑄塑（澆鑄）：

用液狀單體、部分聚合或縮聚的漿狀物、以及聚合物與單體的溶液等，將其與催化劑(有時為引發(fā)劑)促進劑或固化劑一起倒在模腔中，使其完成聚合或縮聚反應(yīng)，從而得到與模具型腔相似的制品。*工藝流程：原料配制與處理→澆鑄入?！不蚬袒破泛筇幚?常用原料：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、堿催化聚己內(nèi)酰胺、有機硅樹脂、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、聚胺酯等。*典型產(chǎn)品：有機玻璃。①靜態(tài)鑄塑（澆鑄）：用液狀單體、部分聚合105②嵌鑄:

又稱封入成型。即在澆鑄的模型內(nèi)放入一預(yù)先經(jīng)過處理的樣品（或零件），然后將準備好的澆鑄原料傾入摸中，在一定的條件下硬化（或固化）后，樣品（或零件）便包嵌在塑料中。

*常用原料：透明性好的丙烯酸酯類塑料及有機硅、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等。②嵌鑄:又稱封入成型。即在澆鑄的模型內(nèi)放106③離心澆鑄：

將塑料原料澆鑄入高速旋轉(zhuǎn)的模具或容器中，在離心力的作用下，使其充滿回轉(zhuǎn)體型的模具或容器，再使其硬化定型而得的制品。*與普通澆鑄成型的區(qū)別：模具要求轉(zhuǎn)動。優(yōu)點：宜于生產(chǎn)薄壁或厚壁的大型制品，精度更高，后加工量少；缺點：設(shè)備較復(fù)雜。*常用原料：熱穩(wěn)定性較好的熱塑性塑料如聚酰胺、聚烯烴等。*典型產(chǎn)品：圓柱形或近似圓柱形的制品，如大型管材、軸套、墊圈、滑輪、轉(zhuǎn)子、齒輪等。③離心澆鑄：將塑料原料澆鑄入高速旋轉(zhuǎn)的模107④流涎成膜：

將熱塑性塑料與溶劑等配成一定粘度的膠液，然后以一定速度流布在連續(xù)回轉(zhuǎn)的基材（一般為無接縫的不銹鋼帶）上，通過加熱排除溶劑成膜的成型方法。*產(chǎn)品：流涎薄膜。薄膜的寬度取決于鋼帶的寬度，長度可以是連續(xù)的，厚度取決于膠液的濃度和鋼