第一章塑料成型工艺及其模具设ppt课件.ppt
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1、病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 塑料成型工艺及模具设计塑料成型工艺及模具设计 叶久新叶久新 王群王群/主编主编机械工业出版社“十一五”国家级规划教材病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1.1 1.1 聚合物的结构和性能聚合物的结构和性能 1.2 1.2 聚合物的流变性质聚合物的流变性质 1.3 1.3 聚合物成型过程中的物理行为聚合物成型过程中的物理行为1.4 1.4 聚合物成型过程中的化学行为聚合物成型过程中的化学行为1.5 1.5 塑料
2、组成、分类与用途塑料组成、分类与用途1.6 1.6 塑料成型工艺性能塑料成型工艺性能第1章 塑料成型基础知识病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 塑料的概念塑料的概念 塑料是以塑料是以高分子聚合物高分子聚合物为主要成分,加入一定量为主要成分,加入一定量添添加剂加剂而组成的一种混合物。而组成的一种混合物。1.1 聚合物的结构和性能 病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 将低分子化合物将低分子化合物单体单体转变成高分子物质的过程叫做转变成高分子物质的过
3、程叫做聚合反应,单体经过这种化学反应之后,其原子便以共聚合反应,单体经过这种化学反应之后,其原子便以共价键的方式相结合,形成高分子结构。价键的方式相结合,形成高分子结构。1.1.1 聚合物高分子的形成1.1 聚合物的结构和性能 病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1.聚合物的长链结构聚合物的长链结构决定聚合物基本性质的主要因素决定聚合物基本性质的主要因素 组成聚合物的高分子呈链状结构,其链状结构有以下三种组成
4、聚合物的高分子呈链状结构,其链状结构有以下三种类型:类型:1.1.2 聚合物高分子的结构1.1 聚合物的结构和性能 线型高分线型高分子子支链型高支链型高分子分子体型高分体型高分子子病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 2.聚合物的聚集态结构聚合物的聚集态结构 决定聚合物本体性质的主要因素决定聚合物本体性质的主要因素 高分子聚合物的聚集态结构是指聚合物分子链之间的排列和高分子聚合物的聚集态结构是指聚合物分子链之间的排列和堆砌结构,分三类:堆砌结构,分三类:1.1 聚合物的结构和性能 非晶态非晶态晶态晶态部分晶态部分晶态病原
5、体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1.1.3 聚合物高分子的物理状态、力学及加工适应性1.高聚物的温度、力学状态及成型加工的关系高聚物的温度、力学状态及成型加工的关系1.1 聚合物的结构和性能 图1-3 聚合物物理状态与温度的关系线型非结线型非结晶聚合物晶聚合物线型结晶线型结晶聚合物聚合物病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1.1.3 聚合物高分子的物理状态、力学及加工适应性1.高聚物的温度、力学状态及成型加工的关系高聚物的温度、力学状态及成型加
6、工的关系1.1 聚合物的结构和性能 病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1.成型过程中的应力和应变成型过程中的应力和应变 2.聚合物变形流动时的粘弹性质聚合物变形流动时的粘弹性质 1.2.1 聚合物的粘弹性质1.2 聚合物的流变性质 病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1.牛顿型流体牛顿型流体 1.2.2 聚合物的流动规律1.2 聚合物的流变性质 图1-3 聚合物物理状态与温度的关系病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,
7、且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 2.非牛顿型流体非牛顿型流体 1.2 聚合物的流变性质 稠度系数稠度系数 非牛顿指数非牛顿指数 非牛顿流体聚合物熔体的表观黏度(或非牛顿黏度)非牛顿流体聚合物熔体的表观黏度(或非牛顿黏度)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 2.非牛顿型流体非牛顿型流体 1.2 聚合物的流变性质“剪切稀化剪切稀化”病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 3.影响高分子聚合物黏度的因素影响高分子聚合物黏度的因素1.2
8、聚合物的流变性质 温度温度增塑剂或溶剂增塑剂或溶剂填充剂填充剂相对分子量相对分子量压力压力病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程高聚物进行粘性流动的同时会伴随一定量的高弹形变,这部分高弹形变是可逆的,外力消失以后,高分子链又蜷曲起来,因而整个形变要恢复一部分。这种流动过程可以示意表示如下:聚合物熔体的这种弹性形变常会使熔体在模内流动时产生一些问题,并对制品的外观尺寸稳定性产生影响。高聚物流体的弹性表现高聚物流体的弹性表现受外力受外力外力除去外力除去病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生
9、长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1.聚合物熔体的弹性类型聚合物熔体的弹性类型(1)剪切弹性)剪切弹性1.2.3高分子聚合物的弹性1.2 聚合物的流变性质(2)拉伸弹性)拉伸弹性病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 2.聚合物熔体流动过程中的弹性行为聚合物熔体流动过程中的弹性行为(1)端末效应端末效应 在导管入口和出口端出现的与聚合物熔体弹性行为有紧密在导管入口和出口端出现的与聚合物熔体弹性行为有紧密联系的现象称为联系的现象称为入口效应入口效应和和出口膨胀效应出口膨胀效应(合称端末效应)。(合称端末效应)。(2)不稳定
10、流动不稳定流动熔体破裂现象熔体破裂现象 1.2 聚合物的流变性质 病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程鲨鱼皮形鲨鱼皮形波浪形波浪形竹节形竹节形螺旋形螺旋形不规则破裂不规则破裂 不稳定流动不稳定流动病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1.浇口和型腔对熔体充型流动的影响浇口和型腔对熔体充型流动的影响 1.2.4聚合物熔体的充型流动1.2 聚合物的流变性质 浇口的横截浇口的横截面高度和型面高度和型腔的深度相腔的深度相差很大差很大(高速(高速)浇口的横截
11、浇口的横截面高度和型面高度和型腔的深度相腔的深度相差不大差不大(中速)(中速)浇口的横截浇口的横截面高度和型面高度和型腔的深度接腔的深度接近近(低速)(低速)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 2.扩张流动充型与熔接痕扩张流动充型与熔接痕(1)充型运动过程的三个典型阶段)充型运动过程的三个典型阶段 1)前锋料流呈辐射状流动的起始阶段前锋料流呈辐射状流动的起始阶段2)前锋料流呈圆弧状的过渡阶段前锋料流呈圆弧状的过渡阶段3)以黏流性熔膜为前锋料头的匀整运动主阶段。以黏流性熔膜为前锋料头的匀整运动主阶段。1.2 聚合物的流变
12、性质 病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程(2)溶接痕)溶接痕 当熔体在型腔中流动的过程中遇到型芯和嵌件等当熔体在型腔中流动的过程中遇到型芯和嵌件等障碍物时,则熔膜将被分成两股,最终在两股料流障碍物时,则熔膜将被分成两股,最终在两股料流的汇合处产生熔接痕。的汇合处产生熔接痕。是整个塑件的薄弱环节,其强度即为塑件的强度。是整个塑件的薄弱环节,其强度即为塑件的强度。病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程前锋料遇到障碍后分流合流熔接前锋料遇到障碍后分流合流
13、熔接病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1.聚合物的结晶现象聚合物的结晶现象(1)结晶的概念)结晶的概念(2)二次结晶和后结晶)二次结晶和后结晶(3)结晶速度和结晶度)结晶速度和结晶度 1)结晶速度)结晶速度 2)结晶度)结晶度 2.结晶对塑件质量的影响结晶对塑件质量的影响 通常结晶度大的塑件密度大,强度、硬度高,刚度、通常结晶度大的塑件密度大,强度、硬度高,刚度、耐磨性好,耐化学性和电性能好;结晶度小的塑料,柔软耐磨性好,耐化学性和电性能好;结晶度小的塑料,柔软性、透明性较好,伸长率和冲击韧度较大。性、透明性较好,伸
14、长率和冲击韧度较大。1.3.1聚合物的结晶 1.3 聚合物成型过程中的物理行为病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程结晶型塑料有:聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚酰胺、氯化聚醚等。非结晶型塑料有:聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、ABS、聚砜等。一般结晶型塑料是不透明的或半透明的,非结晶型塑料是透明的。(但也有例外,如聚4-甲基戊烯-1就具有高度透明性,ABS却不透明)病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 1.取向及其机理取向及其机理 聚合
15、物高分子及其链段或结晶聚合物的微晶粒子在应聚合物高分子及其链段或结晶聚合物的微晶粒子在应力作用下形成的有序排列即称为取向(或定向)。力作用下形成的有序排列即称为取向(或定向)。取向的分类:取向的分类:在切应力作用下沿着熔体流动方向形成的流动取向;在切应力作用下沿着熔体流动方向形成的流动取向;由拉应力引起的取向方位与应力方向一致的拉伸取向。由拉应力引起的取向方位与应力方向一致的拉伸取向。1.3.2聚合物的取向1.3 聚合物成型过程中的物理行为病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 2.影响取向的因素影响取向的因素 注射成型中
16、,凡是能改变熔体流动速度梯度和熔体停注射成型中,凡是能改变熔体流动速度梯度和熔体停止流动后在玻璃化温度以上的停留时间等因素都会影响聚止流动后在玻璃化温度以上的停留时间等因素都会影响聚合物的取向程度和分布。合物的取向程度和分布。(模温、塑件壁厚、注射压力、保压时间、浇口模温、塑件壁厚、注射压力、保压时间、浇口)3.取向对聚合物性能的影响取向对聚合物性能的影响 聚合物会呈现出明显的各向异性,沿着取向方向力学性聚合物会呈现出明显的各向异性,沿着取向方向力学性能显著提高,与取向方向垂直的方向力学性能显著下降。能显著提高,与取向方向垂直的方向力学性能显著下降。1.3 聚合物成型过程中的物理行为病原体侵入
17、机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 残余应力是由塑料在型腔内流动和冷却的过程中产生的。残余应力是由塑料在型腔内流动和冷却的过程中产生的。残余流动应力:在注射和保压阶段,塑料受到不均衡残余流动应力:在注射和保压阶段,塑料受到不均衡的剪切和正应力作用,产生了隐藏在塑件内部的残余应力。的剪切和正应力作用,产生了隐藏在塑件内部的残余应力。温度残余应力:由于注射型腔内快速的不均匀冷却固温度残余应力:由于注射型腔内快速的不均匀冷却固化而产生的热应力。化而产生的热应力。1.3.3 残余应力1.3 聚合物成型过程中的物理行为病原体侵入机体,消弱
18、机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖,引起不同程度的病理生理过程 定义:聚合物分子在受到热、应力、微量水、酸、碱等定义:聚合物分子在受到热、应力、微量水、酸、碱等杂质以及空气中的氧作用,导致聚合物链断裂、分子变小、杂质以及空气中的氧作用,导致聚合物链断裂、分子变小、相对分子质量降低的现象相对分子质量降低的现象。1.降解的种类降解的种类 (1)热降解)热降解 (2)氧化降解)氧化降解 (3)水降解)水降解 (4)应力降解)应力降解 1.4.1 聚合物降解 1.4 聚合物成型过程中的化学行为病原体侵入机体,消弱机体防御机能,破坏机体内环境的相对稳定性,且在一定部位生长繁殖
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