高分子成型加工原理 (2)精选PPT.ppt
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1、高分子成型加工原理第1页,此课件共60页哦第六章第六章 塑料的一次成型塑料的一次成型 :塑塑塑塑料料料料原原原原材材材材 粘粘粘粘流流流流态态态态 流流流流动动动动 成成成成型型型型 定型(冷却定型(冷却定型(冷却定型(冷却 、交联固化、交联固化、交联固化、交联固化 )后处理后处理后处理后处理 :一次成型产品(片、管等):一次成型产品(片、管等):一次成型产品(片、管等):一次成型产品(片、管等)高弹高弹高弹高弹态态态态 成型成型成型成型 定型、后处理定型、后处理定型、后处理定型、后处理 一一一一次次次次成成成成型型型型工工工工艺艺艺艺:挤挤挤挤出出出出(extrusionextrusione
2、xtrusionextrusion);注注注注射射射射(injectioninjectioninjectioninjection);模模模模 压压压压(moldingmoldingmoldingmolding);压压压压 延延延延(calenderingcalenderingcalenderingcalendering);铸铸铸铸塑塑塑塑(castingcastingcastingcasting);传传传传递递递递模模模模(transfer transfer transfer transfer moldingmoldingmoldingmolding);模模模模压压压压烧烧烧烧结结结结(mol
3、ded molded molded molded sinteringsinteringsinteringsintering););););泡沫塑料(泡沫塑料(泡沫塑料(泡沫塑料(foam plasticfoam plasticfoam plasticfoam plastic)外力外力外力外力第2页,此课件共60页哦6.1 6.1 挤出成型(挤塑、挤压、模塑)挤出成型(挤塑、挤压、模塑)定定定定义义义义:借借借借助助助助螺螺螺螺杆杆杆杆或或或或柱柱柱柱塞塞塞塞的的的的挤挤挤挤压压压压作作作作用用用用,使使使使受受受受热热热热融融融融化化化化的的的的塑塑塑塑料料料料在在在在压压压压力力力力推推推推
4、动动动动下下下下,强强强强行行行行通通通通过过过过口口口口模模模模而而而而成成成成为为为为具具具具有有有有恒恒恒恒定定定定截截截截面面面面的的的的连连连连续续续续型材的一种成型方法。型材的一种成型方法。型材的一种成型方法。型材的一种成型方法。种类:种类:种类:种类:连续连续连续连续 螺杆挤出;螺杆挤出;螺杆挤出;螺杆挤出;间歇间歇间歇间歇 柱塞挤出。柱塞挤出。柱塞挤出。柱塞挤出。适用范围:适用范围:适用范围:适用范围:原材料:热塑性、热固性(较少)原材料:热塑性、热固性(较少)原材料:热塑性、热固性(较少)原材料:热塑性、热固性(较少)产品:管材、片材、线缆包覆等。产品:管材、片材、线缆包覆等
5、。产品:管材、片材、线缆包覆等。产品:管材、片材、线缆包覆等。第3页,此课件共60页哦6.1.1 6.1.1 连续法挤塑的工艺过程及主要设备连续法挤塑的工艺过程及主要设备 挤挤挤挤出出出出过过过过程程程程:挤挤挤挤压压压压 熔熔熔熔化化化化 强强强强行行行行通通通通过过过过口口口口模模模模 得得得得到一定形状的制品。到一定形状的制品。到一定形状的制品。到一定形状的制品。(1 1 1 1)工艺及设备)工艺及设备)工艺及设备)工艺及设备*工工工工艺艺艺艺过过过过程程程程:原原原原材材材材料料料料准准准准备备备备和和和和干干干干燥燥燥燥 挤挤挤挤出出出出成成成成型型型型 定型定型定型定型 牵引牵引牵
6、引牵引 后处理后处理后处理后处理*主要设备:主要设备:主要设备:主要设备:挤出挤出挤出挤出机机机机 定径套定径套定径套定径套 牵引牵引牵引牵引机机机机 切割机切割机切割机切割机冷却系统冷却系统冷却系统冷却系统 卷取装置等卷取装置等卷取装置等卷取装置等挤压挤压挤压挤压第4页,此课件共60页哦(2 2 2 2)挤出挤出挤出挤出机机机机*基本结构:传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头与口基本结构:传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头与口基本结构:传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头与口基本结构:传动装置、加料装置、料筒、螺杆、机头与口模。模。模。模。第5页,此课件共60页哦A.A.A.A.螺杆:螺杆
7、:螺杆:螺杆:经过滤网到机头经过滤网到机头经过滤网到机头经过滤网到机头加料段(加料段(加料段(加料段(75%75%75%75%固态)、压缩段(固固态)、压缩段(固固态)、压缩段(固固态)、压缩段(固/液共存区)、均化段液共存区)、均化段液共存区)、均化段液共存区)、均化段*选选选选择择择择螺螺螺螺杆杆杆杆应应应应注注注注意意意意几几几几个个个个特特特特征征征征参参参参数数数数:直直直直径径径径(D D D D)、长长长长径径径径比比比比(L/DL/DL/DL/D)、压压压压缩缩缩缩比比比比、螺螺螺螺距距距距、螺螺螺螺槽槽槽槽深深深深度度度度、螺螺螺螺旋旋旋旋角角角角、螺螺螺螺杆杆杆杆与与与与料
8、料料料筒筒筒筒的间隙等。的间隙等。的间隙等。的间隙等。第6页,此课件共60页哦 直径(直径(直径(直径(D D D D):):):):DDDD,加工能力,加工能力,加工能力,加工能力。挤出机生产率挤出机生产率挤出机生产率挤出机生产率D D D D2 2 2 2,D D D D通常为通常为通常为通常为45454545 150mm150mm150mm150mm;但但但但L/DL/DL/DL/D过大,物料可能发生热降解,螺杆也可能因自重过大,物料可能发生热降解,螺杆也可能因自重过大,物料可能发生热降解,螺杆也可能因自重过大,物料可能发生热降解,螺杆也可能因自重而弯曲,功耗增大;而弯曲,功耗增大;而弯
9、曲,功耗增大;而弯曲,功耗增大;L L L L过小则塑化不良。过小则塑化不良。过小则塑化不良。过小则塑化不良。L/DL/DL/DL/D通常为通常为通常为通常为18181818 25252525;长径比(长径比(长径比(长径比(LLLL/D/D/D/D):):):):L/DL/DL/DL/D,改善物料温度,改善物料温度,改善物料温度,改善物料温度分布,有利于混合及分布,有利于混合及分布,有利于混合及分布,有利于混合及塑化,生产能力塑化,生产能力塑化,生产能力塑化,生产能力;第7页,此课件共60页哦 螺旋角(螺旋角(螺旋角(螺旋角(,螺纹与螺杆横断面的夹角):,螺纹与螺杆横断面的夹角):,螺纹与螺
10、杆横断面的夹角):,螺纹与螺杆横断面的夹角):,生生生生产产产产能能能能力力力力,对对对对塑塑塑塑料料料料的的的的剪剪剪剪切切切切作作作作用用用用和和和和挤挤挤挤压压压压力力力力。通通通通常常常常=10=10=10=10 30303030o o o o,若若若若 用用用用 等等等等 距距距距 螺螺螺螺 杆杆杆杆,螺螺螺螺 距距距距=直直直直 径径径径,则则则则=17=17=17=17o o o o41414141;螺槽深度(螺槽深度(螺槽深度(螺槽深度(h h h h):):):):hhhh,剪切速率,剪切速率,剪切速率,剪切速率,传热效率,传热效率,传热效率,传热效率,混合及塑化效率混合及塑
11、化效率混合及塑化效率混合及塑化效率,生产率,生产率,生产率,生产率。故热敏性塑料。故热敏性塑料。故热敏性塑料。故热敏性塑料(如(如(如(如PVCPVCPVCPVC)宜用深螺槽,而熔体粘度低且热稳定性好的)宜用深螺槽,而熔体粘度低且热稳定性好的)宜用深螺槽,而熔体粘度低且热稳定性好的)宜用深螺槽,而熔体粘度低且热稳定性好的塑料(如聚酰胺等)宜用浅螺槽。塑料(如聚酰胺等)宜用浅螺槽。塑料(如聚酰胺等)宜用浅螺槽。塑料(如聚酰胺等)宜用浅螺槽。压缩比(螺杆加料段第一个螺槽与均化段最后一个螺槽压缩比(螺杆加料段第一个螺槽与均化段最后一个螺槽压缩比(螺杆加料段第一个螺槽与均化段最后一个螺槽压缩比(螺杆加
12、料段第一个螺槽与均化段最后一个螺槽的容积比):压缩比的容积比):压缩比的容积比):压缩比的容积比):压缩比,塑料受到的挤压作用,塑料受到的挤压作用,塑料受到的挤压作用,塑料受到的挤压作用;第8页,此课件共60页哦B.B.B.B.机头与口模:机头与口模:机头与口模:机头与口模:滤网、多孔板、分流器、模芯、口模和机颈等。滤网、多孔板、分流器、模芯、口模和机颈等。滤网、多孔板、分流器、模芯、口模和机颈等。滤网、多孔板、分流器、模芯、口模和机颈等。作作作作用用用用:机机机机头头头头将将将将处处处处于于于于旋旋旋旋转转转转运运运运动动动动的的的的塑塑塑塑料料料料熔熔熔熔体体体体转转转转变变变变为为为为平
13、平平平行行行行直直直直线线线线运运运运动动动动,使使使使塑塑塑塑料料料料进进进进一一一一步步步步塑塑塑塑化化化化均均均均匀匀匀匀,并并并并导导导导入入入入口口口口模模模模。口口口口模模模模给给给给予予予予塑塑塑塑料料料料熔熔熔熔体体体体所需的形状。所需的形状。所需的形状。所需的形状。组成:组成:组成:组成:第9页,此课件共60页哦6.1.2 6.1.2 6.1.2 6.1.2 挤出成型原理挤出成型原理挤出成型原理挤出成型原理(1 1 1 1)固体输送(主要发生在加料段)固体输送(主要发生在加料段)固体输送(主要发生在加料段)固体输送(主要发生在加料段)*依靠力:依靠力:依靠力:依靠力:压力流动
14、压力流动压力流动压力流动拖曳流动拖曳流动拖曳流动拖曳流动*W.H.Darnell*W.H.Darnell*W.H.Darnell*W.H.Darnell 等认为,料筒等认为,料筒等认为,料筒等认为,料筒与螺杆间的固体离子连续整齐地排与螺杆间的固体离子连续整齐地排与螺杆间的固体离子连续整齐地排与螺杆间的固体离子连续整齐地排列着,并塞满了螺槽,形成列着,并塞满了螺槽,形成列着,并塞满了螺槽,形成列着,并塞满了螺槽,形成“弹性弹性弹性弹性固体固体固体固体”。受力情况:受力情况:受力情况:受力情况:Fs Fs Fs Fs 螺杆对固体螺杆对固体螺杆对固体螺杆对固体塞的摩擦力,推力;塞的摩擦力,推力;塞的
15、摩擦力,推力;塞的摩擦力,推力;Fb Fb Fb Fb 料料料料筒对固体塞的摩擦力,阻力。筒对固体塞的摩擦力,阻力。筒对固体塞的摩擦力,阻力。筒对固体塞的摩擦力,阻力。Fbz Fbz Fbz Fbz Fb Fb Fb Fb 在在在在Z Z Z Z轴方向上的分力。轴方向上的分力。轴方向上的分力。轴方向上的分力。第10页,此课件共60页哦流动的基本条件:流动的基本条件:流动的基本条件:流动的基本条件:FbzFsFbzFsFbzFsFbzFsQ=VQ=VQ=VQ=V v v v va a a aQ Q Q Q单单单单位位位位时时时时间间间间内内内内固固固固体体体体物物物物料料料料的的的的流流流流动动
16、动动体体体体积积积积;v v v va a a a物物物物料料料料前前前前进进进进速速速速度度度度;V V V V螺槽截面积。螺槽截面积。螺槽截面积。螺槽截面积。当当当当Fbz=Fs=0Fbz=Fs=0Fbz=Fs=0Fbz=Fs=0时,物料不发生任何移动;时,物料不发生任何移动;时,物料不发生任何移动;时,物料不发生任何移动;FbzFsFbzFsFbzFsFbz第15页,此课件共60页哦(3 3 3 3)均化段)均化段)均化段)均化段 熔体输送:熔体输送:熔体输送:熔体输送:设设设设:Q1Q1Q1Q1送送送送料料料料速速速速率率率率;Q2Q2Q2Q2压压压压缩缩缩缩段段段段熔熔熔熔化化化化速
17、速速速率率率率;Q3Q3Q3Q3均均均均化化化化段段段段挤挤挤挤出速率。出速率。出速率。出速率。当当当当Q1 Q1 Q1 Q1 Q2 Q2 Q2 Q2 Q3Q3Q3Q3,均均均均 化化化化 段段段段 为为为为 控控控控 制制制制 区区区区,操操操操 作作作作 平平平平 稳稳稳稳;若若若若Q1Q2Q3Q1Q2Q3Q1Q2Q3Q1Q2Q3,供料不足。,供料不足。,供料不足。,供料不足。流流流流态态态态:正正正正流流流流(Q Q Q QD D D D);逆逆逆逆流流流流(机机机机头头头头、口口口口模模模模的的的的反反反反压压压压引引引引起起起起的的的的反压流动,反压流动,反压流动,反压流动,Q Q
18、Q QP P P P););););横流(环流,横流(环流,横流(环流,横流(环流,Q Q Q QT T T T););););漏流(漏流(漏流(漏流(Q Q Q QL L L L)第16页,此课件共60页哦A.A.A.A.若熔体为牛顿型:若熔体为牛顿型:若熔体为牛顿型:若熔体为牛顿型:Q Q Q Q挤出及生产率(挤出及生产率(挤出及生产率(挤出及生产率(cmcmcmcm3 3 3 3/sec/sec/sec/sec););););D D D D螺杆直径(螺杆直径(螺杆直径(螺杆直径(cmcmcmcm););););N N N N螺杆转速(螺杆转速(螺杆转速(螺杆转速(round/secrou
19、nd/secround/secround/sec););););h h h h均化段螺槽深度(均化段螺槽深度(均化段螺槽深度(均化段螺槽深度(cmcmcmcm););););旋转角(旋转角(旋转角(旋转角(o o o o););););e e e e螺纹斜棱宽度(螺纹斜棱宽度(螺纹斜棱宽度(螺纹斜棱宽度(cmcmcmcm););););PPPP均化均化均化均化段料流压力降(段料流压力降(段料流压力降(段料流压力降(kg/cmkg/cmkg/cmkg/cm2 2 2 2););););螺杆与料筒间隙(螺杆与料筒间隙(螺杆与料筒间隙(螺杆与料筒间隙(cmcmcmcm););););塑料熔体粘度(塑
20、料熔体粘度(塑料熔体粘度(塑料熔体粘度(kgkgkgkg sec/cmsec/cmsec/cmsec/cm2 2 2 2););););L L L L均化段长度均化段长度均化段长度均化段长度(cmcmcmcm)。)。)。)。Q=QQ=QQ=QQ=QD D D D-(Q Q Q QP P P P+Q+Q+Q+QL L L L)其中,其中,其中,其中,第17页,此课件共60页哦*一般一般一般一般Q Q Q QL L L L值不大,实际计算时常略去。值不大,实际计算时常略去。值不大,实际计算时常略去。值不大,实际计算时常略去。若令若令若令若令 ,用机头压力用机头压力用机头压力用机头压力P P P P
21、代替代替代替代替PPPP,则有:,则有:,则有:,则有:Q=Q=Q=Q=AN-B(P/)AN-B(P/)AN-B(P/)AN-B(P/)螺螺螺螺杆杆杆杆特特特特征征征征曲曲曲曲线线线线。对对对对某某某某一一一一特特特特定定定定螺螺螺螺杆杆杆杆,A A A A、B B B B为常数。为常数。为常数。为常数。B.B.B.B.若熔体为非牛顿型:若熔体为非牛顿型:若熔体为非牛顿型:若熔体为非牛顿型:则则则则 式中,式中,式中,式中,K K K K流动常数,流动常数,流动常数,流动常数,m m m m 常数。常数。常数。常数。第18页,此课件共60页哦(4 4 4 4)螺杆和机头的特征曲线与挤出机生产率
22、之间的关系)螺杆和机头的特征曲线与挤出机生产率之间的关系)螺杆和机头的特征曲线与挤出机生产率之间的关系)螺杆和机头的特征曲线与挤出机生产率之间的关系 螺杆特征曲线螺杆特征曲线螺杆特征曲线螺杆特征曲线 牛顿型熔体牛顿型熔体牛顿型熔体牛顿型熔体 Q=AN-P(B/)Q=AN-P(B/)Q=AN-P(B/)Q=AN-P(B/)非牛顿型熔体非牛顿型熔体非牛顿型熔体非牛顿型熔体 Q=AN-BQ=AN-BQ=AN-BQ=AN-B K(P)K(P)K(P)K(P)m m m m Q Q Q Q PPPP在一定的在一定的在一定的在一定的N N N N下绘出曲线。下绘出曲线。下绘出曲线。下绘出曲线。机头特征曲线
23、机头特征曲线机头特征曲线机头特征曲线 牛顿型熔体牛顿型熔体牛顿型熔体牛顿型熔体 Q=K(P/)Q=K(P/)Q=K(P/)Q=K(P/)非牛顿型熔体非牛顿型熔体非牛顿型熔体非牛顿型熔体 Q=KQ=KQ=KQ=K K(P)K(P)K(P)K(P)m m m m 对圆管对圆管对圆管对圆管 对不同的对不同的对不同的对不同的D D D D有不同的有不同的有不同的有不同的Q Q Q Q PPPP曲线。曲线。曲线。曲线。第19页,此课件共60页哦如图:如图:如图:如图:N N N N,QQQQ;DDDD,QQQQ。第20页,此课件共60页哦6.1.3 6.1.3 6.1.3 6.1.3 挤出成型工艺与过程
24、(自学)挤出成型工艺与过程(自学)挤出成型工艺与过程(自学)挤出成型工艺与过程(自学)*工艺过程:原材料准备和干燥工艺过程:原材料准备和干燥工艺过程:原材料准备和干燥工艺过程:原材料准备和干燥 挤出挤出挤出挤出成型成型成型成型 定型定型定型定型 牵引牵引牵引牵引 后处理后处理后处理后处理针对课本针对课本P124/式式6-5讨论讨论角、角、角与角与Q的关系。的关系。看是否能得出课本上的结论,并解释理由。看是否能得出课本上的结论,并解释理由。作作 业:业:第21页,此课件共60页哦6.2 6.2 注射成型注射成型6.2.1 6.2.1 6.2.1 6.2.1 注射成型的含义:注射成型的含义:注射成
25、型的含义:注射成型的含义:注射成型就是将塑料注射成型就是将塑料注射成型就是将塑料注射成型就是将塑料(一般为粒料一般为粒料一般为粒料一般为粒料)在注射成型机的料筒在注射成型机的料筒在注射成型机的料筒在注射成型机的料筒内加热熔化,当呈流动状态时,在柱塞或螺杆加压下熔融塑内加热熔化,当呈流动状态时,在柱塞或螺杆加压下熔融塑内加热熔化,当呈流动状态时,在柱塞或螺杆加压下熔融塑内加热熔化,当呈流动状态时,在柱塞或螺杆加压下熔融塑料被压缩并向前移动,进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度料被压缩并向前移动,进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度料被压缩并向前移动,进而通过料筒前端的喷嘴以很快速度料被压缩并向前移动,进
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