第二章-高分子成型加工

高分子科學(xué)前沿與進展高分子材料成型加工1什么叫聚合物的加工？----聚合物的加工是將聚合物（有時還加入各種添加劑、助劑或改性材料等）轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用材料或制品的一種工程技術(shù)。要實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)變，需要采用適當(dāng)?shù)姆椒?。研究這些方法與所獲得的產(chǎn)品質(zhì)量與各種加工因素的關(guān)系，就是聚合物加工學(xué)科的主要研究內(nèi)容。2樹脂§

1概述3為什么聚合物能加工成我們所需要的制品？這是由聚合物本身的結(jié)構(gòu)特點以及結(jié)構(gòu)對加工條件（如:溫度、壓力等）的強依賴性決定的。在一定的加工條件下，聚合物可以表現(xiàn)出多種狀態(tài)而表現(xiàn)出特殊的加工性質(zhì)。45聚合物都有哪些特殊的加工性質(zhì)？良好的可模塑性（Mouldability）良好的可擠壓性(Extrudability)良好的可紡性(Spinnability)良好的可延性(Stretchability)6可擠壓性(Extrudability)

----聚合物通過擠壓作用變形時獲得形狀和保持形狀的能力?？赡Ｋ苄裕∕ouldability）----材料在溫度和壓力作用下形變和在模具中模制成型的能力?？杉徯?Spinnability)---聚合物通過加工形成連續(xù)的固態(tài)纖維的能力?？裳有?Stretchability)---聚合物在一個方向或兩個方向上受到壓延或拉伸時變形的能力。7§

2添加劑8一、增塑劑加入聚合物中可以降低聚合物的玻璃化溫度，增加聚合物的塑性，并導(dǎo)致聚合物的某些力學(xué)性能發(fā)生改變的化合物。1、增塑的目的（1）降低聚合物材料塑性變形溫度或給定溫度下的粘度，從而改善加工性能。（2）使制品在常溫下表現(xiàn)柔軟。（3）使制品的耐寒性增加。（4）提高玻璃態(tài)聚合物的斷裂伸長率和沖擊強度。92、增塑的原理（1）非極性的增塑劑主要起溶劑化作用，使聚合物分子之間的距離增大，降低了分子間作用力，增加了體系的自由體積，有利于鏈段運動。（2）極性增塑劑主要起屏蔽作用，增塑劑分子的極性基團與聚合物分子的極性基團相互作用，從而取代了聚合物分子之間的相互作用，降低了分子間作用力，有利于鏈段運動。2、增塑的原理103、增塑劑的要求（1）與被增塑聚合物的相容性要好（2）具有良好的熱、光和化學(xué)穩(wěn)定性（3）增塑效果持久，耐浸洗、耐遷移、不易揮發(fā)（4）物理性能良好：具有良好的電絕緣性、抗霉菌性、阻燃性，要求無色、無嗅、透明、無毒、價格低廉114、常用的增塑劑（1）苯二甲酸酯類（2）磷酯類如：鄰苯二甲酸酯二辛酯DOP如：磷酸三甲酚酯TCP常用于阻燃塑料12二、填充劑填充劑是指在組成和結(jié)構(gòu)上與聚合物基體不同的固體添加劑，通常為無機物。例：惰性填充劑（填料）活性填充劑(補強劑)降低成本，增加體積，對性能影響小提高材料的性能1、填充劑分類13

2、常用的填充劑炭黑白碳黑水合二氧化硅纖維碳酸鈣滑石粉MgO：SiO2·H2O=3:4鈦白粉TiO2143、補強的機理炭黑與橡膠分子之間產(chǎn)生物理吸附或化學(xué)吸附。受力拉伸時，分子鏈較易在填料的表面滑動，而不易和炭黑脫離，這樣炭黑與橡膠形成了一種能夠滑動的牢固的鍵。以炭黑補強橡膠為例154、影響補強效果的因素（1)粒子的大?。毫Ｗ釉叫?，比表面積越大，吸附點多，補強效果好。（2)粒子的表面性質(zhì)：表面活性大，補強效果好。（3)補強劑的用量硅烷RSiX鈦酸酯16

三、穩(wěn)定劑（防老劑）老化在使用過程中在成型加工中受外界因素O2，光熱微生物影響高分子材料發(fā)生分子結(jié)構(gòu)變化：降解、交聯(lián)使用性能變化：強度下降、變色、發(fā)粘穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑抗氧劑：自由基清除劑和過氧化氫分解劑光穩(wěn)定劑：紫外光吸收劑，光屏蔽劑等17四、其他添加劑阻燃劑增加聚合物的阻燃性，阻止或延緩其燃燒潤滑劑為改進塑料熔體的流動性能，減少或避免對設(shè)備的摩擦和粘附以及改進制品表面光亮度等，而加入的一類助劑稱為潤滑劑?？轨o電劑液體石蠟、脂肪酸、礦物油等著色劑石墨、炭黑、表面活性劑等染料、顏料18§

3塑料的成型加工一、擠出成型擠出成型又叫擠塑、擠壓、擠出模塑。是借助螺桿或柱塞的擠壓作用,使塑化均勻的塑料強行通過?？诙蔀榫哂泻愣ń孛娴倪B續(xù)制品。60%的塑料制品是由擠出成型工藝加工的19主要設(shè)備*基本結(jié)構(gòu)：傳動裝置、加料裝置、料筒、螺桿、機頭與口模。20計量段21

和單螺桿擠出機相比，雙螺桿擠出機的特點是：

1、較高的固體輸送能力和擠出產(chǎn)量；

2、混合塑化能力高；

3、較低的塑化溫度，減小分解可能；

4、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

2223二、注塑成型（注射成型）注射成型是將粒狀或粉狀塑料從注射成型機的料斗送入機簡內(nèi)加熱熔融塑化后，在柱塞或螺桿加壓下，物料被壓縮并向前移動，通過機筒前端的噴嘴，以很快的速度注入溫度較低的閉合模具內(nèi)，經(jīng)過一定時間的冷卻定型后，開啟模具即得制品。成型過程24生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高；能成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或帶嵌件的制品；成型塑料品種多；易于實現(xiàn)自動化。因此廣泛用于各種塑料制品的生產(chǎn)。其成型制品占目前全部塑料制品的20～30％。特點2526注塑機分類27注塑模具282930三、吹塑成型中空吹塑工藝是將擠出或注射成型所得的半熔融態(tài)管坯(型坯)置于各種形狀的模具中，在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹，使之緊貼于模腔壁上，再經(jīng)冷卻脫模得到中空制品的成型方法。3132四、壓延成型壓延成型是生產(chǎn)塑料薄膜、人造革和片材的主要方法。它是將已經(jīng)塑化好的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過一系列相向旋轉(zhuǎn)著的水平輥簡間隙，使物料承受擠壓和延展作用，而使其成為規(guī)定尺寸的連續(xù)片狀制品的成型方法。33用作壓延成型的塑料大多數(shù)是熱塑性非晶態(tài)塑料，其中以聚氯乙烯用得最多。3435五、壓縮成型（模壓成型，壓塑成型）將粉狀、粒狀、碎屑狀或纖維狀的塑料放入加熱的陰模中，合上陽模后加熱使其熔化，并在壓力的作用下，使物料充滿模腔，形成與模腔形狀一樣的模制品，再經(jīng)加熱或冷卻，脫模后即得制品。36六、澆鑄成型（鑄塑）將已準(zhǔn)備好的澆鑄原料(通常是單體、初步聚合或縮聚的預(yù)聚體或聚合物、單體的溶液等)注入模具中使其固化(完成聚合或縮聚反應(yīng))，從而得到與模具型腔相似的制品。靜態(tài)澆鑄搪塑滾塑嵌塑37層壓成型系指用成疊的、浸有或涂有樹脂的片狀底材以及塑料片在加熱、加壓下制成堅