第4章塑料成型加工原理课件.ppt

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1、2.2.1 模压成型模压成型2.2.2 压注（铸）成型压注（铸）成型2.2.3 注射成型注射成型2.2.4 挤出成型挤出成型2.2.5 压延成型压延成型2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型2.2.7 真空成型真空成型2.2.8 层压成型层压成型2.2.9 泡沫塑料成型泡沫塑料成型2.2.10 浇铸成型浇铸成型 2.2.1 模压成型模压成型2.2 塑料成型加工概述塑料成型加工概述压缩成型压缩成型又称压塑成型和压制成型。其原理如图压缩成型压缩成型又称压塑成型和压制成型。其原理如图2-3所所示。成型时，把由上、下模（或凹、凸模）组成的压缩模具安装示。成型时，把由上、下模（或凹、凸模）组成的压缩模具安

2、装在压力机的上、下模板之间，将塑料原料直接加入到成型温度下在压力机的上、下模板之间，将塑料原料直接加入到成型温度下的模具型腔内，然后将模具闭合，塑料粒料、粉料或预制坯料在的模具型腔内，然后将模具闭合，塑料粒料、粉料或预制坯料在受压和受热的作用下逐渐塑化并充满闭合的模具型腔，最终经固受压和受热的作用下逐渐塑化并充满闭合的模具型腔，最终经固化定型后转变为塑料制件。主要用于热固性塑料成型。用模压成化定型后转变为塑料制件。主要用于热固性塑料成型。用模压成型生产的塑料制品种类很多，主要用于机械器，仪表工业，交通型生产的塑料制品种类很多，主要用于机械器，仪表工业，交通运输和日常生活等部门。运输和日常生活等

3、部门。2.2.1 模压模压成型成型将塑料直接加入高温的将塑料直接加入高温的的压模型腔和加料室，的压模型腔和加料室，然后以一定的速度将模然后以一定的速度将模具闭合，塑料在热和压具闭合，塑料在热和压力的作用下熔融流动，力的作用下熔融流动，并且很快地充满整个型并且很快地充满整个型腔，树脂与固化剂作用腔，树脂与固化剂作用发生交联反应，生成不发生交联反应，生成不熔不溶的体型化合物，熔不溶的体型化合物，塑料因而固化，成为具塑料因而固化，成为具有一定形状的制品，当有一定形状的制品，当制品完全定型并且具有制品完全定型并且具有最佳具性能时，即开启最佳具性能时，即开启模具取出制品。模具取出制品。2.2.1 模压成

4、型模压成型2.2.1 模压成型模压成型2.2.2 压注（铸）成型压注（铸）成型2.2.3 注射成型注射成型2.2.4 挤出成型挤出成型2.2.5 压延成型压延成型2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型2.2.7 真空成型真空成型2.2.8 层压成型层压成型2.2.9 泡沫塑料成型泡沫塑料成型2.2.10 浇铸成型浇铸成型 2.2.2 压注（铸）成型压注（铸）成型2.2 塑料成型加工概述塑料成型加工概述压注成型压注成型又称传递成型。其原理如图压注成型压注成型又称传递成型。其原理如图2-42-4所示。与压缩所示。与压缩成型一样，压注成型也是热固性塑料的主要成型方法之一。成型一样，压注成型也是热固性塑

5、料的主要成型方法之一。该法将塑料粒料或坯料装入模具的加料室中，在受热、受压下熔该法将塑料粒料或坯料装入模具的加料室中，在受热、受压下熔融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统（流道与浇口）充满闭融的塑料通过模具加料室底部的浇注系统（流道与浇口）充满闭合的模具型腔，塑料在型腔内继续受热、受压，产生交联反应而合的模具型腔，塑料在型腔内继续受热、受压，产生交联反应而固化成型。固化成型。2.2.2 压注（铸）成型压注（铸）成型压注成型与压制成型一样，主要用于机械器，仪表工业，交通运压注成型与压制成型一样，主要用于机械器，仪表工业，交通运输和日常生活等部门。输和日常生活等部门。2.2.2 压注（铸）成型压注

6、（铸）成型2.2.1 模压成型模压成型2.2.2 压注（铸）成型压注（铸）成型2.2.3 注射成型注射成型2.2.4 挤出成型挤出成型2.2.5 压延成型压延成型2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型2.2.7 真空成型真空成型2.2.8 层压成型层压成型2.2.9 泡沫塑料成型泡沫塑料成型2.2.10 浇铸成型浇铸成型 2.2.3 注射成型注射成型2.2 塑料成型加工概述塑料成型加工概述注注射射成成型型注注射射成成型型又又称称注注塑塑成成型型。其其原原理理如如图图2-52-5和和图图2-62-6。该该方方法法采采用用设设备备为为注注射射成成型型机机和和注注射射成成型型模模具具。成成型型时时，粒

7、粒状状的的塑塑料料被被连连续续输输入入到到注注射射成成型型机机料料筒筒中中受受热热并并逐逐渐渐熔熔融融，成成为为粘粘性流动状态；料筒性流动状态；料筒中中的的柱柱塞塞或或螺螺杆杆将将塑塑料料熔熔体体推推到到料料筒筒端端部部，通通过过料料筒筒端端部部的的喷喷嘴嘴和和模模具具的的浇浇注注系系统统注注入入闭闭合合的的模模具具型型腔腔中中，充充满满后后经经过过保保压压、冷却，得到固化定型；然后开模并由模具推出装置推出制件。冷却，得到固化定型；然后开模并由模具推出装置推出制件。2.2.3 注射成型注射成型2.2.3 注射成型注射成型注注射射成成型型的的生生产产是是周周期期性性的的，成成型型周周期期从从几几

8、秒秒钟钟到到几几分分钟钟不不等等。周周期期的的长长短短取取决决于于制制品品的的壁壁厚厚、大大小小、形形状状注注射射成成型型机机的的类类型型以以及及所所采采用用的的塑塑料料品品种种和和工工艺艺条条件件等等。主主要要用用于于成成型型热热塑塑性性塑塑料料，现现在在也也用用于于成成型型热热固固性性塑塑料料，注注射射成成型型制制品品的的重重量量从从一一克克到到几几十十公公斤斤不不等等，视视需需要要而而定定。注注射射成成型型具具有有生生产产周周期期快快、生生产产效效率率高高。能能成成型型形形状状复复杂杂、尺尺寸寸精精确确或或带带嵌嵌件件的的制制品品以以及及易易于于实实现现自自动动化化等等特特点点，因因此此

9、广广泛泛用用于于各各种种塑塑料料制制品品的的生生产产。其其成成型型制制品品占占目目前前全全部部塑塑料料制制品品的的20203030，注注射射成成型型是是一一种种比比较较先先进进的的成成型型工工艺艺，目前正继续向着高速化和自动化方向发展。目前正继续向着高速化和自动化方向发展。2.2.3 注射成型注射成型2.2.1 模压成型模压成型2.2.2 压注（铸）成型压注（铸）成型2.2.3 注射成型注射成型2.2.4 挤出成型挤出成型2.2.5 压延成型压延成型2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型2.2.7 真空成型真空成型2.2.8 层压成型层压成型2.2.9 泡沫塑料成型泡沫塑料成型2.2.10 浇铸

10、成型浇铸成型 2.2.4 挤出成型挤出成型2.2 塑料成型加工概述塑料成型加工概述挤挤出出成成型型挤挤出出成成型型又又称称挤挤塑塑成成型型，其其原原理理如如图图2-7。其其与与注注射射成成型型的的原原理理类类似似，其其成成型型设设备备为为挤挤出出机机与与挤挤出出成成型型模模具具。通通常常将将粒粒状状塑塑料料在在挤挤出出机机的的料料筒筒中中完完成成加加热热和和加加压压过过程程，熔熔体体经经过过装装在在挤挤出出机机机机头头上上的的成成型型口口模模挤挤出出，然然后后冷冷却却定定型型，借借助助牵牵引引装装置置拉拉出出，成成为为具具有有一一定定横横截截面形状的连续制件。面形状的连续制件。2.2.4 挤出

11、成型挤出成型挤挤出出机机几几乎乎能能加加上上所所有有的的热热塑塑性性塑塑料料和和部部分分热热固固性性塑塑料料。挤挤成成型型设设备备成成本本较较低低，生生产产过过程程连连续续化化、效效率率高高；且且产产品品均均匀匀密密实实，并并能能一一机机多多用用，用用一一台台挤挤出出机机只只要要更更换换机机头头，配配以以各各种种不不同同辅辅助助设设备备（定定型型、冷冷却却、牵牵引引、切切割割、卷卷取取或或堆堆放放等等装装置置）组组合合管管材材生生产产设设备备如如图图2-8所所示示。可可以以生生产产薄薄膜膜、管管材材、管管件件、棒棒材材、异异型型材材、板板材材、片片材材、单单丝丝、扁扁丝丝、电电线线、电电缆缆、

12、复复合涂层、发泡材料及中空容器等。合涂层、发泡材料及中空容器等。2.2.4 挤出成型挤出成型2.2.1 模压成型模压成型2.2.2 压注（铸）成型压注（铸）成型2.2.3 注射成型注射成型2.2.4 挤出成型挤出成型2.2.5 压延成型压延成型2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型2.2.7 真空成型真空成型2.2.8 层压成型层压成型2.2.9 泡沫塑料成型泡沫塑料成型2.2.10 浇铸成型浇铸成型 2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型2.2 塑料成型加工概述塑料成型加工概述中中空空吹吹塑塑工工艺艺是是将将挤挤出出或或注注射射成成型型所所得得的的半半熔熔融融态态管管坯坯(型型坯坯)置置于于各各

13、种种形形状状的的模模具具中中，在在管管坯坯中中通通入入压压缩缩空空气气将将其其吹吹胀胀，使使之之紧紧贴贴于于模模腔腔壁壁上上，再再经经冷冷却却脱脱模模得得到到中中空空制制品品的的成成型方法型方法2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型其其成成型型过过程程包包括括塑塑料料型型坯坯的的制制造和型坯的吹塑。造和型坯的吹塑。这这种种成成型型方方法法可可生生产产口口径径不不同同、容容量量不不同同的的瓶瓶、壶壶桶桶等等各各种种包包装装容容器器，日日常常用用品品和和儿儿童童玩玩具等。具等。2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型挤出挤出吹塑吹塑2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型注射注射吹塑吹塑2.2.6 中空吹塑

14、成型中空吹塑成型中空吹塑基本上可以分为两大类：中空吹塑基本上可以分为两大类：1、挤出挤出吹塑吹塑2、注射注射吹塑吹塑两两者者的的主主要要不不同同点点在在于于型型坯坯的的制制备备，而而后后的的吹吹塑塑过程基本相同。过程基本相同。注射注射吹塑吹塑注射注射拉伸拉伸吹塑吹塑简称注简称注拉拉吹吹2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型2.2.1 模压成型模压成型2.2.2 压注（铸）成型压注（铸）成型2.2.3 注射成型注射成型2.2.4 挤出成型挤出成型2.2.5 压延成型压延成型2.2.6 中空吹塑成型中空吹塑成型2.2.7 真空成型真空成型2.2.8 层压成型层压成型2.2.9 泡沫塑料成型泡沫塑料成

15、型2.2.10 浇铸成型浇铸成型 2.2.7 真空成型真空成型2.2 塑料成型加工概述塑料成型加工概述2.2.7 真空成型真空成型真真空空成成型型只只适适用用于于热热塑塑性性塑塑料料，是是一一种种通通用用的的二二次次成成型型方方法法。将将塑塑料料薄薄片片材材或或薄薄板板材材重重新新加加温温软软化化(要要控控制制好好温温度度不不能能熔熔化化)放放置置在在带带有有许许多多小小孔孔的的模模具具上上，采采取取抽抽真真空空方方法法使使片片材材吸吸贴贴在在模模具具上上成成型型，冷冷却却后后即即便便可可取取出出制品。如图制品。如图2-192-19、图、图2-202-20所示。所示。2.2.7 真空成型真空成

16、型常常用用的的树树脂脂是是聚聚氯氯乙乙烯烯、ABSABS、聚聚丙丙烯烯、聚聚苯苯乙乙烯烯、聚聚丙丙烯烯酸酸酯酯类类塑塑料料片片(板板)材材等等。真真空空成成型型设设备备叫叫真真空空成成型型机机，投投资资少少，速速度度快快，效效率率高高，模模具具简简单单，可可用用普普通通钢钢或或石石膏膏制制造造模模具具，操操作作方方便便，广广泛泛用用于于食食品品、工工具具、服服装装、艺艺术术品品的的包包装装。许许多多手手提提箱箱、运输斗、天花板等都可以用真空成型法制造。运输斗、天花板等都可以用真空成型法制造。2.2.7 真空成型真空成型1、收缩性、收缩性2、流动性流动性3、相容性、相容性4、吸湿性、吸湿性5、热

17、敏性、热敏性 1、收缩性、收缩性2.3.1 热塑性塑料的工艺特性热塑性塑料的工艺特性1、收缩性、收缩性收收缩缩性性的的大大小小以以单单位位长长度度塑塑件件收收缩缩量量的的百百分分数数来来表表示示，称为收缩率。称为收缩率。塑件从温度较高的模具中塑件从温度较高的模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积会取出冷却到室温后，其尺寸或体积会发生收缩变化，这种性质发生收缩变化，这种性质称为收缩性。称为收缩性。1、收缩性、收缩性影响塑件成型收缩的因素影响塑件成型收缩的因素塑料塑料品种品种塑件结构塑件结构模具结构模具结构成型工艺条件成型工艺条件1、收缩性、收缩性由由于于影影响响塑塑料料收收缩缩率率变变化化的的因因

18、素素很很多多，而而且且相相当当复复杂杂，所所以以收收缩缩率率是是在在一一定定范范围围内内变变化化的的。在在模模具具设设计时应根据以上因素综合考虑选取塑料的收缩率。计时应根据以上因素综合考虑选取塑料的收缩率。一一般般结结晶晶塑塑料料制制件件的的收收缩缩率率为为1.2-4，非非结结晶晶塑塑料制件的收缩率又料制件的收缩率又0.3-1.0。1、收缩性、收缩性1、收缩性、收缩性2、流动性流动性3、相容性、相容性4、吸湿性、吸湿性5、热敏性、热敏性 2、流动性、流动性2.3.1 热塑性塑料的工艺特性热塑性塑料的工艺特性2、流动性、流动性塑料在一定的温度、塑料在一定的温度、压力作用下充填模具型腔的能力，压力

19、作用下充填模具型腔的能力，称为塑料的流动性。称为塑料的流动性。称为流动性称为流动性流动性差流动性差流动性太好流动性太好不容易充满型腔，易产生缺料或熔接痕等缺陷，不容易充满型腔，易产生缺料或熔接痕等缺陷，因此需要较大的成型压力才能成型。因此需要较大的成型压力才能成型。流动性分析流动性分析塑料的流动性好，可以用较小的成型压力充满型腔塑料的流动性好，可以用较小的成型压力充满型腔但流动性太好，会在成型时产生严重的溢边。但流动性太好，会在成型时产生严重的溢边。2、流动性、流动性熔融指数采用如图所示的装置（称为熔融指数测定仪）来测定。熔融指数采用如图所示的装置（称为熔融指数测定仪）来测定。将将被被测测塑塑

20、料料装装入入加加热热料料筒筒中中并并进进行行加加热热，在在一一定定的的温温度度和和压压力力下下，测测定定塑塑料料熔熔体体在在10 min内内从从出出料料孔孔挤挤出出的的重重量量，单单位位g/10min。则则该该值值称称为为熔熔融融指指数数，简简写写为为MI，或熔体流动指数，简写为，或熔体流动指数，简写为MFI。熔融指数熔融指数 流动性流动性流动性测定流动性测定在常用的在常用的热塑性塑料中热塑性塑料中流动性好流动性好流动性中等流动性中等流动性差流动性差聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等；聚酰胺等；改性改性PS、ABS、AS、有机玻璃有机玻璃聚甲醛、聚甲醛、氯化聚醚等；氯

21、化聚醚等；聚碳酸酯、聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚苯醚、聚砜、聚砜、氟塑料等。氟塑料等。2、流动性、流动性1、收缩性、收缩性2、流动性流动性3、相容性、相容性4、吸湿性、吸湿性5、热敏性、热敏性 3、相容性、相容性2.3.1 热塑性塑料的工艺特性热塑性塑料的工艺特性3、相容性、相容性相容性相容性相容性是指两种或两种以上不同品种的塑料，相容性是指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态不产生相分离现象的能力。在熔融状态不产生相分离现象的能力。如果两种塑料不相容，则混熔后塑件会出现分层、脱皮等表面缺陷。不同塑料的相容性与其分子结构有一定关系，分子结构相似者较易相容，如高压聚乙烯、低压

22、聚乙烯、聚丙烯彼此之间的混熔等，分子结构不同时较难相容，如聚乙烯和聚苯乙烯之间的混熔。塑塑料料的的相相容容性性又又称称为为共共混混性性。通通过过塑塑料料的的这这一一性性质质，可可得得到到类类似似共共聚聚物物的的综综合合性性能能，这这是是改改进进塑塑料料性性能能的的重重要要途途径径之之一一，如如聚聚碳碳酸酸醋醋和和ABS塑塑料料相相容容，就就能改善聚碳酸醋的工艺性。能改善聚碳酸醋的工艺性。3、相容性、相容性1、收缩性、收缩性2、流动性流动性3、相容性、相容性4、吸湿性、吸湿性5、热敏性、热敏性 4、吸湿性、吸湿性2.3.1 热塑性塑料的工艺特性热塑性塑料的工艺特性4、吸湿性、吸湿性吸湿性吸湿性吸

23、湿性是指塑料对水分的亲疏程度。吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。按吸湿或粘附水分按吸湿或粘附水分能力的大小分能力的大小分吸湿性塑料吸湿性塑料不吸湿性塑料不吸湿性塑料具有吸湿或粘附水分倾向，具有吸湿或粘附水分倾向，如聚酰胺、如聚酰胺、ABS、聚碳、聚碳酸酯、聚苯醚和聚砜等；酸酯、聚苯醚和聚砜等；吸湿或粘附水分极小，吸湿或粘附水分极小，如聚乙烯、聚丙烯、如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和氟塑料等。聚苯乙烯和氟塑料等。酰胺基：酰胺基：PA酯基：酯基：PC腈基：腈基：ABS醚基：醚基：PPO4、吸湿性、吸湿性很很显显然然，吸吸湿湿性性塑塑料料在在注注射射成成型型过过程程中中比比较较容容易易发发生生水水降降解解

24、，成成型型后后塑塑件件上上出出现现气气泡泡、银银丝丝与与斑斑纹纹等等缺缺陷陷。因因此此，在在成成型型前前必必须须进进行行干干燥燥处处理理，必必要要时时还还应应在在注注射射机机料料斗斗内内设设置置红红外外线线加加热热装装置置，以以免免干干燥后的塑料进入机筒前在料斗中再次吸湿或粘水。燥后的塑料进入机筒前在料斗中再次吸湿或粘水。4、吸湿性、吸湿性1、收缩性、收缩性2、流动性流动性3、相容性、相容性4、吸湿性、吸湿性5、热敏性、热敏性 5、热敏性、热敏性2.3.1 热塑性塑料的工艺特性热塑性塑料的工艺特性某某些些热热稳稳定定性性差差的的塑塑料料，在在高高温温下下受受热热时时间间较较长长、浇浇口口截截面

25、面过过小小或或剪剪切切作作用用大大时时，料料温温增增高高就就易易发发生生变变色色、降降解解、分分解解的的倾倾向向，塑塑料料的的这这种种特特性性称称为为热热敏敏性性。如如硬硬聚聚氯氯乙乙烯烯、聚聚偏偏氯氯乙乙烯烯、聚聚甲甲醛醛、聚聚三三氟氟氯氯乙乙烯烯等等就就具具有有热敏性。热敏性。两要素：温度和时间5、热敏性、热敏性塑塑料料熔熔体体发发生生热热分分解解或或热热降降解解时时，会会释释放放出出一一些些挥挥发发性性气气体体，这这些些气气体体对对人人体体、模模具具和和注注射射机机都都有有刺刺激激、腐腐蚀蚀作用或毒性。作用或毒性。为为了了防防止止热热敏敏性性塑塑料料在在成成型型过过程程中中出出现现热热分

26、分解解、热热降降解解现现象象，应应采采取取相相应应的的措措施施。这这些些措措施施包包括括：使使用用耐耐腐腐蚀蚀模模具具钢钢；选选用用螺螺杆杆式式注注射射机机，流流道道截截面面取取大大一一些些（避避免免过过大大的的摩摩擦擦热热）；熔熔体体在在模模内内流流动动时时不不得得有有死死角角和和滞滞料料现现象象；生生产产时时严严格格控控制制成成型型工工艺艺条条件件等等。必必要要时时还还可可在在塑料中添加热稳定剂。塑料中添加热稳定剂。5、热敏性、热敏性2.4.1高聚物的流变学性质高聚物的流变学性质2.4.2聚合物在成型时的流动聚合物在成型时的流动2.4.3聚聚合物成型过程中的物理和化学变化合物成型过程中的物

27、理和化学变化2.4 塑料成型流变学基础塑料成型流变学基础高聚物的流变学性质高聚物的流变学性质在在管管道道内内流流动动的的流流体体可可呈呈现现层层流流和和紊紊流流两两种种不不同同的的流流动动状状态态。层层流流如如图图2-182-18（a)a)所所示示，是是流流体体的的质质点点沿沿着着平平行行于于流流道道轴轴线线的的方方向向相相对对运运动动，与与边边壁壁等等距距离离的的液液层层以以同同一一速速度度向向前前移移动动，所所有有质质点点流流线线均均相相互互平平行行。紊紊流流如如图图2-182-18（b)b)所所示示，其其特特征征是是流流体体的的质质点点除除向向前前运运动动外外，还还在在主主流流动动的的横

28、横向向上上作作不不规规则则的的任任意意运运动动，质点呈紊乱状态。质点呈紊乱状态。高聚物的流变学性质高聚物的流变学性质高聚物的流变学性质高聚物的流变学性质剪切应力：剪切应力：FA 剪切应变：剪切应变：流层间的相对位移流层间的相对位移 =dx/dr 剪切速率：单位时间的剪切应变，速度梯度剪切速率：单位时间的剪切应变，速度梯度 牛顿定律牛顿定律 是是比比例例常常数数是是液液体体的的固固有有特特性性，可可以以用用来来表表征征液液体体在在外外力力作作用用下下抵抵抗抗剪剪切切变变形形的能力，称为牛顿黏度或剪切黏度的能力，称为牛顿黏度或剪切黏度(简称黏度简称黏度)。指数流动定律指数流动定律 K是是稠稠度度系

29、系数数；n(n1)是是流流动动行行为为指指数数，可可判判定定与牛顿流体差别程度，故称为非牛顿指数。与牛顿流体差别程度，故称为非牛顿指数。是表现黏废是表现黏废(或称非牛顿黏度或称非牛顿黏度)。是表现黏废是表现黏废(或称非牛顿黏度或称非牛顿黏度)。各种类型流体的流动曲线各种类型流体的流动曲线1.温度温度2.压力压力3.剪切速率剪切速率表观黏度的影响因素表观黏度的影响因素式中式中 液体在温度为液体在温度为 时的剪切粘度：时的剪切粘度：a某一基准温度为某一基准温度为 时的剪切粘度：时的剪切粘度：a常数，由实验测定，在温度范围为常数，由实验测定，在温度范围为50时，对大多数液体时，对大多数液体来说都是常

30、数，超出此范围则变化较大。来说都是常数，超出此范围则变化较大。剪切粘度与温度的关系可用下式表示剪切粘度与温度的关系可用下式表示2.温度对剪切粘度的影响温度对剪切粘度的影响温度对粘度的影响温度对粘度的影响在塑料成型工艺中，对表观粘度随温度变化不大的聚丙烯、聚在塑料成型工艺中，对表观粘度随温度变化不大的聚丙烯、聚乙烯、聚甲醛等聚合物而言，温度的升高可能使聚合物发生降乙烯、聚甲醛等聚合物而言，温度的升高可能使聚合物发生降解，因此，仅靠升高温度来增加其流动性能以使其能够成型是解，因此，仅靠升高温度来增加其流动性能以使其能够成型是错误的。错误的。另一方面，在成型中利用增温来降低聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳另一

31、方面，在成型中利用增温来降低聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和聚酰胺一酸酯和聚酰胺一6666等塑料的表观粘度是可行的，因为其表观粘等塑料的表观粘度是可行的，因为其表观粘度对温度的变化很敏感。度对温度的变化很敏感。2.温度对剪切粘度的影响温度对剪切粘度的影响液体的剪切粘度（包括表观粘度）依赖于分子间的作用力，而液体的剪切粘度（包括表观粘度）依赖于分子间的作用力，而作用力又与分子间的距离有关。当液体承受压力而使分子间的作用力又与分子间的距离有关。当液体承受压力而使分子间的距离减小时，液体的剪切粘度是趋于增大的。通常聚合物熔体距离减小时，液体的剪切粘度是趋于增大的。通常聚合物熔体的加工压力比较高（如在注射

32、成型时，聚合物需在的加工压力比较高（如在注射成型时，聚合物需在150150下受压下受压达达3535150MPa)150MPa)，因此，其压缩率常达，因此，其压缩率常达5 5甚至甚至1010以上。粘度以上。粘度会有所增高，例如聚乙烯在压力由会有所增高，例如聚乙烯在压力由100kPa100kPa升高到升高到100MPa100MPa时，其时，其表观粘度增加表观粘度增加2.52.5倍。倍。另一方面，聚合物的压缩率不同，其粘度对压力的敏感性也不另一方面，聚合物的压缩率不同，其粘度对压力的敏感性也不同。可见，单纯通过增大压力来提高聚合物熔体的流量是不恰同。可见，单纯通过增大压力来提高聚合物熔体的流量是不恰

33、当的，即使在同一压力作用下的同一种聚合物熔体，成型时所当的，即使在同一压力作用下的同一种聚合物熔体，成型时所用设备大小不同，因为所受切应力不同，其流动行为也有用设备大小不同，因为所受切应力不同，其流动行为也有差别。差别。压力对粘度的影响压力对粘度的影响在正常的加工温度范围内，增加压力对降低温度的影响和粘度在正常的加工温度范围内，增加压力对降低温度的影响和粘度的影响有相似性。这种在加工过程中通过改变压力或温度，都的影响有相似性。这种在加工过程中通过改变压力或温度，都能获得同样的粘度变化的效应称为压力一温度等效性。能获得同样的粘度变化的效应称为压力一温度等效性。例如，对很多聚合物，压力增加到例如，

34、对很多聚合物，压力增加到100MPa100MPa时，熔体粘度的变化时，熔体粘度的变化相当于降低相当于降低30305050温度的作用。温度的作用。在注射成型生产中考虑压力对粘度的影响（压力增加，则粘度在注射成型生产中考虑压力对粘度的影响（压力增加，则粘度降低）时，需要解决关键的问题是如何综合考虑生产的经济性、降低）时，需要解决关键的问题是如何综合考虑生产的经济性、设备和模具的可靠性以及塑件的质量因素，以确保成型工艺能设备和模具的可靠性以及塑件的质量因素，以确保成型工艺能有最佳的注射压力和注射温度。有最佳的注射压力和注射温度。3.压力对粘度的影响压力对粘度的影响剪切速率变大，粘度减小，反之亦然。剪

35、切速率变大，粘度减小，反之亦然。即剪切变稀即剪切变稀剪切速率对粘度的影响剪切速率对粘度的影响聚合物在圆形截面中的流动聚合物在圆形截面中的流动充模流动问题的讨论。充模流动问题的讨论。浇口截面高度与型腔深度相差很大时。浇口截面高度与型腔深度相差很大时。聚合物熔体的充模流动聚合物熔体的充模流动当小浇口正好面对一个深型腔时，聚合物熔体通过浇口流入模腔当小浇口正好面对一个深型腔时，聚合物熔体通过浇口流入模腔时，容易产生喷射（或射流）现象，熔体将会进行高速充模图时，容易产生喷射（或射流）现象，熔体将会进行高速充模图2-2-1717（a a），受离模膨胀影响，高速充模时的熔体通常很不稳定，），受离模膨胀影响

36、，高速充模时的熔体通常很不稳定，熔体表面粗糙，先喷射出的熔体也会因速度减慢而阻碍后面的熔熔体表面粗糙，先喷射出的熔体也会因速度减慢而阻碍后面的熔体流动，将在模腔内形成蛇形流，使成型后的制件因折叠而产生体流动，将在模腔内形成蛇形流，使成型后的制件因折叠而产生波纹状痕迹或表面疵瘫甚至会因熔体流速高产生破裂。波纹状痕迹或表面疵瘫甚至会因熔体流速高产生破裂。(a)高速高速 (b)中速中速 (c)低速低速 (d)低速转高速低速转高速图图2-17 熔体充模速度不同时的表现熔体充模速度不同时的表现充模流动问题的讨论。充模流动问题的讨论。浇口截面高度与型腔深度相差很大时。浇口截面高度与型腔深度相差很大时。聚合

37、物熔体的充模流动聚合物熔体的充模流动 浇口截面高度与模腔深度相差不太大时。浇口截面高度与模腔深度相差不太大时。这种情况通常出现在制件厚度不太大的场合，熔体通过浇口后将这种情况通常出现在制件厚度不太大的场合，熔体通过浇口后将以中速充模，喷射流动的可能性减小。如果适当进行降低注射速以中速充模，喷射流动的可能性减小。如果适当进行降低注射速度、提高注射温度和模具温度等一些工艺调整，则熔体进入模腔度、提高注射温度和模具温度等一些工艺调整，则熔体进入模腔后出现一种比较平稳的扩展性运动，称为扩展流，如图后出现一种比较平稳的扩展性运动，称为扩展流，如图2-2-3030（b b）所示。）所示。(a)高速高速 (

38、b)中速中速 (c)低速低速 (d)低速转高速低速转高速图图2-17 熔体充模速度不同时的表现熔体充模速度不同时的表现充模流动问题的讨论。充模流动问题的讨论。浇口截面高度与型腔深度相差很大时。浇口截面高度与型腔深度相差很大时。浇口截面高度与模腔深度相差不太大时。浇口截面高度与模腔深度相差不太大时。聚合物熔体的充模流动聚合物熔体的充模流动 浇口截面高度与模腔深度接近时。浇口截面高度与模腔深度接近时。当制件厚度很小时出现这种情况，熔体一般都不发生喷射。在浇当制件厚度很小时出现这种情况，熔体一般都不发生喷射。在浇口条件适当时，熔体能以低速平稳的扩展流动充模图口条件适当时，熔体能以低速平稳的扩展流动充

39、模图2-2-1717（c c）。）。但熔体在浇口附近的模腔中会因离模膨胀效应仍有一段不太稳定但熔体在浇口附近的模腔中会因离模膨胀效应仍有一段不太稳定的流动。的流动。(a)高速高速 (b)中速中速 (c)低速低速 (d)低速转高速低速转高速图图2-17 熔体充模速度不同时的表现熔体充模速度不同时的表现熔接痕熔接痕熔体进行滞流移动的过程，当移动过程中碰到型芯和嵌件等时，熔体进行滞流移动的过程，当移动过程中碰到型芯和嵌件等时，熔膜将被分裂成两块，熔体将会随两块熔膜分股流动，则在两股熔膜将被分裂成两块，熔体将会随两块熔膜分股流动，则在两股料流的结合处产生熔接痕。料流的结合处产生熔接痕。制品在熔接痕处强

40、度则会降低，熔膜制品在熔接痕处强度则会降低，熔膜温度越低，熔接痕互相对接的强度越小，制品强度越低，同时外温度越低，熔接痕互相对接的强度越小，制品强度越低，同时外观变坏。观变坏。1 聚合物的结晶聚合物的结晶2 成型过程中的取向作用成型过程中的取向作用3 聚合物的降解聚合物的降解4 聚合物的交联聚合物的交联 1 聚合物的结晶聚合物的结晶2.4.3 成型过程中聚合物的物理化学行为成型过程中聚合物的物理化学行为结晶结晶聚合物分作规则紧密排列聚合物分作规则紧密排列据此，塑料又可分为：无定形塑料无定形塑料无定形塑料无定形塑料结晶型塑料结晶型塑料结晶型塑料结晶型塑料两大类两大类两大类两大类结晶的概念结晶的概

41、念（1）结晶性结晶性熔融状态的塑料冷凝时能否结晶的性质熔融状态的塑料冷凝时能否结晶的性质（2）结晶度结晶度高聚物固体中晶相所占重量的百分比。高聚物固体中晶相所占重量的百分比。参考表（补充）参考表（补充）即没有完全结晶的塑料也没有完全结晶的塑料，习惯上结晶度高的材料结晶度高的材料结晶型塑料结晶型塑料结晶度低的材料结晶度低的材料非结晶型塑料非结晶型塑料 或无定形塑料或无定形塑料结晶的概念结晶的概念结结晶晶型型聚聚合合物物由由“晶晶区区”（分分子子作作有有规规则则紧紧密密排排列列的的区区域域）和和“非非晶区晶区”（分子处于无序状态的区域）所组成，如图（分子处于无序状态的区域）所组成，如图1.21.2

42、所示。所示。例例如如低低压压聚聚乙乙烯烯在在室室温温时时的的结结晶晶度度为为8585一一90%90%。如如果果聚聚合合物物的的分分子子结结构构简简单单，主主链链上上带带有有的的侧侧基基体体积积小小、对对称称性性高高，分分子子间间作作用用力力大大，则则有有利利于于结结晶晶，反反之之，则则对对结结晶晶不不利利或或不不能能形形成成结结晶晶区区。结结晶晶只只发发生生在在线线型型聚聚合合物物和和含含交交联联不不多多的的体型聚合物中。体型聚合物中。1、结晶的概念、结晶的概念一般外观不透明或半透明的是结晶型塑料，一般外观不透明或半透明的是结晶型塑料，例如例如PA、POM、PP、PE等。等。但也有例外，如离子

43、聚合物是结晶型的却是透明的，ABS属于无定形塑料却不透明。结晶的概念结晶的概念结晶度结晶度 密度密度 强度强度 硬度硬度 刚性刚性 耐热性耐热性电性能电性能化学稳定性化学稳定性透明性透明性光泽光泽韧性韧性结晶度对塑料制品的影响结晶度对塑料制品的影响聚聚合合物物熔熔体体在在导导管管内内流流动动时时，管管中中心心速速率率最最大大，管管壁壁处处为为零零，在在导导管管截截面面上上各各点点的的速速度度分分布布呈呈扁扁平平的的抛抛物物线线形形状状。此此时时，塑塑料料中中存存在在的的木木粉粉、短短玻玻璃璃纤纤维维等等细细而而长长的的纤纤维维状状填填料料势势必必以以不不同同的的速速度度运运动动，聚聚合合物物分

44、分子子在在很很大大程程度度上上都都会会顺顺着着流流动动的的方方向向作作平平行行的的排排列列，这这种种排排列列称称为取向作用。为取向作用。流动取向、拉伸取向流动取向、拉伸取向分子链、纤维分子链、纤维成型过程中的取向作用成型过程中的取向作用1、流动取向流动取向2、拉伸取向拉伸取向3、取向对制品性能的影响取向对制品性能的影响4、影响取向的因素影响取向的因素 3、取向对制品性能的影响、取向对制品性能的影响2.4.2 成型过程中的取向作用成型过程中的取向作用由于无定形塑料的取向是聚合物的大分子链在应力作用方向上的由于无定形塑料的取向是聚合物的大分子链在应力作用方向上的取向，所以沿取向方向制品的力学性能明

45、显提高，而垂直于取向取向，所以沿取向方向制品的力学性能明显提高，而垂直于取向方向的力学性能明显降低。例如在通常注射条件下，注射制品在方向的力学性能明显降低。例如在通常注射条件下，注射制品在流动方向上的抗拉强度是垂直方向的流动方向上的抗拉强度是垂直方向的1 13 3倍，冲击韧度为倍，冲击韧度为1 1 1010倍。倍。结晶形塑料随着取向度的提高，制品的密度和强度都相应提高，结晶形塑料随着取向度的提高，制品的密度和强度都相应提高，而仲长率则相应降低。而仲长率则相应降低。随着取向度的提高，制品的玻璃化转变温度上升，线收缩率增加，随着取向度的提高，制品的玻璃化转变温度上升，线收缩率增加，因此收缩程度是取

46、向程度的反映。因此收缩程度是取向程度的反映。线膨胀系数也随着取向度而发生变化，一般在垂直于流动方向上线膨胀系数也随着取向度而发生变化，一般在垂直于流动方向上的线膨胀系数约比取向方向上的大的线膨胀系数约比取向方向上的大3 3倍。倍。3、取向对制品性能的影响、取向对制品性能的影响（补充）补充）2.4.1 聚合物的结晶聚合物的结晶2.4.2 成型过程中的取向作用成型过程中的取向作用2.4.3 聚合物的降解聚合物的降解2.4.4 聚合物的交联聚合物的交联 2.4.3 聚合物的降解聚合物的降解2.4 成型过程中聚合物的物理化学行为成型过程中聚合物的物理化学行为聚合物成型塑件常常是在高温和应力作用下进行的

47、，聚合物成型塑件常常是在高温和应力作用下进行的，在高温、应力、氧气和水分等外部条件作用下聚合物在高温、应力、氧气和水分等外部条件作用下聚合物发生化学分解反应，导致聚合物分子链断裂、相对分发生化学分解反应，导致聚合物分子链断裂、相对分子质量下降等一系列结构变化，并使聚合物发生弹性子质量下降等一系列结构变化，并使聚合物发生弹性消失、强度降低、粘度变化以及熔体发生紊流和制品消失、强度降低、粘度变化以及熔体发生紊流和制品表面粗糙、使用寿命减短等问题，这种现象称为聚合表面粗糙、使用寿命减短等问题，这种现象称为聚合物降解。物降解。2.4.3 聚合物的降解聚合物的降解聚合物的降解过程一般都很复杂，其实质表现

48、为断链、交联、聚合物的降解过程一般都很复杂，其实质表现为断链、交联、分子链结构的改变、侧基的改变以及它们的综合作用。分子链结构的改变、侧基的改变以及它们的综合作用。成型过程中聚合物的降解一般都难以完全避免，轻度降解会使成型过程中聚合物的降解一般都难以完全避免，轻度降解会使聚合物带色，进一步降解使聚合物分解出低分子物质，相对分聚合物带色，进一步降解使聚合物分解出低分子物质，相对分子质量（或粘度）降低，塑件出现气泡和流纹等缺陷，进而削子质量（或粘度）降低，塑件出现气泡和流纹等缺陷，进而削弱塑件的各种物理、力学性能。严重的降解会使聚合物焦化变弱塑件的各种物理、力学性能。严重的降解会使聚合物焦化变黑，

49、产生大量的分解物质，甚至分解产生物与未分解的聚合物黑，产生大量的分解物质，甚至分解产生物与未分解的聚合物会从加料筒中猛烈喷出，使加工过程不能顺利进行。会从加料筒中猛烈喷出，使加工过程不能顺利进行。2.4.3 聚合物的降解聚合物的降解塑料成型主要是热降解；塑料成型主要是热降解；其次是由力、氧和水等引起其次是由力、氧和水等引起的降解。的降解。降解分降解分热降解热降解氧化降解氧化降解应力降解应力降解就就化化学学反反应应性性质质而而言言，大大致致可可以以分分为为游游离离基基链链式式降降解解和和无无规规降降解解两两大大类类型型。游游离离基基链链式式降降解解实实际际上上是是一一种种解解聚聚反反应应，其其特

50、特点点是是：当当成成型型时时的的热热和和力力达达到到或或超超过过聚聚合合物物化化学学键键的的能能量量时时，大大分分子子主主链链上上的的某某些些化化学学键键就就会会断断裂裂并并生生成成初初始始游游离离基基，然然后后通通过过产产生生活活性性中中心心、链链转转移移、链链减减短短和和链链终终止止等等反反应应完完成成降降解解全全过过程程，最最终终形形成成线线型型降降解解产产物物、支支链链型型降降解解产产物物和和交交联联降降解解产产物物等等不不同同的的降降解产物。解产物。2.4.3 聚合物的降解聚合物的降解在工业生产中，为了尽量减少和避免聚合物降解，经常采取如下在工业生产中，为了尽量减少和避免聚合物降解，