關于高分子材料成型加工第1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日課程介紹高分子化學：單體→聚合物（反應、反應速率）高分子物理：結構→性能（分子鏈運動、粘彈性、流變性）高分子加工：原料→材料、產品（轉變方法、工藝參數）

工藝、設備、模具

高分子科學第2頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日第3頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日塑料產品第4頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日塑料產品第5頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日汽車防塵罩汽車密封條空氣軟管高壓阻尼線擋泥板車燈橡膠件第6頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日第7頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日定義：將聚合物（有時加入各種添加劑、助劑或改性材料）轉變為制品或實用材料的一種工程技術。

基本任務：

1.研究各種成型加工方法和技術；

2.研究產品質量與各種因素之間的關系；因素包括：a.聚合物本身的性質；

b.各種加工條件參數；

c.設備和模具的結構尺寸；

d.各種添加劑、助劑；

3.研究提高產量和降低消耗的途徑。高分子成型加工第8頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日參考書：《高分子材料成型加工》周達飛輕工版《高分子材料加工原理》沈新元紡織出版社《聚合物成型工藝學》黃銳輕工版教材：《高分子材料成型加工原理》

王貴恒化學工業出版社第9頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日內容簡介第一篇聚合物加工的理論基礎16學時流變性質、聚合物流動第二篇塑料的成型加工24學時擠出、注射、壓制、壓延、吹塑等第三篇高分子復合材料成型12學時原料、成型設備、方法第四篇實踐課4學時常用高分子及復合材料制品設計第10頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日課程要求★閉卷考試，參考平時成績（考勤、提問、作業、工藝設計）。★結合實驗課、生產實踐，加深認識理解。★理解聚合物加工的理論基礎。★基本掌握聚合物材料的成型加工方法（以塑料為主）。第11頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日緒論一、聚合物加工過程首先，使原材料產生變形或流動取得所需要的形狀；然后，設法保持取得的形狀（即硬化）。流動－硬化是加工過程的基本程序。聚合物可塑性狀態流動與變形硬化定形制品方法方法工藝條件第12頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日二、聚合物加工形式★聚合物熔體的加工—擠出、注射、壓延、模壓★類橡膠狀聚合物的加工—吹塑、拉幅薄膜★聚合物溶液的加工—流涎薄膜、濕或干法紡絲★低分子聚合物或預聚物的加工—澆鑄★聚合物懸浮體的加工—膠乳、搪塑★聚合物的機械加工—車、銑、刨第13頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日三、成型加工方法分類

根據聚合物在加工過程有否物理或化學變化，分為三類：

1.主要發生物理變化的：

熱塑性聚合物的擠出、注射、壓延等升溫→流動→冷卻→硬化2.只發生化學變化的：鑄塑3.兼有物理和化學變化的：

熱固性聚合物的模壓、注射、傳遞模塑等第14頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日按階段分一次成型擠出、注射二次成型吹塑、熱成型二次加工（后加工）按操作方式連續成型管、棒等的生產間歇成型

第15頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日課后了解內容：高分子材料成型工業的發展我國的高分子材料工業第16頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日第一篇聚合物加工的理論基礎

聚合物具有一些特有的加工性質，如可擠壓性、可模塑性、可紡性和可延性，為聚合物提供了適于多種多樣加工技術的可能性，也是聚合物得到廣泛應用的重要原因。第一章材料的加工性質第17頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日第一節聚合物材料的加工性一、聚合物的可擠壓性★定義：聚合物通過擠壓作用形變時獲得形狀和保持形狀的能力。粘流態才能擠壓變形，受到剪切作用。可擠壓性與粘度、設備結構、壓力有關。★衡量指標：熔融指數[MI]——給定剪切應力、定溫下10分鐘內聚合物從出料孔擠出的重量（克）。[MI]表征流動度的大小，是粘度的倒數。第18頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日第19頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日二、聚合物的可模塑性★定義：聚合物在溫度和壓力作用下形變和在模具中模制成型的能力。可模塑性取決于聚合物的流變性、熱性質，模塑條件和模具的結構。第20頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日★表征方法：螺旋流動試驗第21頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日三、聚合物的可紡性★定義：聚合物材料通過加工形成連續的固態纖維的能力。

可紡性取決于熔體的粘度、強度以及熱和化學穩定性。

熔體細流的穩定性表示為：

熔體強度與紡絲速度的穩定性和材料的內聚能密度有關。★衡量指標：能形成穩定細流，且有較高的熔體強度。第22頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日四、聚合物的可延性★定義：無定型或半結晶聚合物在一個或兩個方向上受到壓延或拉伸時變形的能力。長徑比很大的產品，如纖維、薄膜。可延性來自大分子的長鏈結構和柔性。第23頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日★衡量指標：塑性形變的能力和應變硬化形變能力與聚合物結構、溫度有關，有冷拉伸和熱拉伸。應變硬化與取向程度有關。第24頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日第二節聚合物在加工過程中的

粘彈行為一、聚合物的聚集態及其加工性聚合物可劃分為玻璃態（結晶態）、高彈態和粘流態等聚集態。聚合物聚集態的多樣性導致其成型加工的多樣性。第25頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日Tg玻璃化溫度Tf粘流溫度TD分解溫度第26頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日<Tg

玻璃態鍵長鍵角微小變化

很小的普彈形變（與時間無關、可逆）只能進行車、銑、削、刨等機械加工Tg～Tf

高彈態鏈段的形變和位移大的高彈形變（時間依賴性、可逆）可進行加壓、彎曲、中空或真空成型>Tf

粘流態大分子鏈解纏和滑移

粘性形變（時間依賴性、不可逆）常進行紡絲、注射、擠出、吹塑、貼合等成型加工第27頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日二、聚合物的粘彈形變與加工條件的關系普彈形變推遲高彈形變粘性形變第28頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日1.與加工溫度T的關系T↑η2↓η3↓γH↑γV↑，且γH增大趨勢大于γV。當T>Tf（或Tm）時，以粘性形變為主，但不是純粘性的，也表現一定的彈性。當T<Tf時，以高彈形變為主，粘性成分減小，有效形變值減小。第29頁，共32頁，2023年，2月20日，星期日2.與作用力、作用時間的關系當T<Tf時，σ↑t↑γV↑,可逆形變部分的轉變為不可逆形變。

塑性形變：固體聚合物在Tg~Tf范圍，以較大的外力和較長的作用時間下產生的不可逆形變。其實質是高彈條件下大分子的強制性流動。★比較塑性形變和粘性形變的異同點。