聚合物+湖北大學(xué)聚合物加工復(fù)習(xí)

聚合物+湖北大學(xué)聚合物加工復(fù)習(xí)作者:日期:

航空杯加熱可以融化，所以是熱塑性塑料。W)透明的塑料都是不結(jié)晶的。(X)加工中要降低聚碳酸酯的熔融粘度，可通過(guò)增加螺桿的轉(zhuǎn)速達(dá)到目的。(X)聚酯塑料加工前,原料需要烘干除水。(V)取向是所有聚合物在成型加工中必須的。(X)—次性塑料水杯是聚丙烯做的，成分只有聚丙烯。(X)在高分子材料制品的配方中，要考慮助劑的協(xié)同效應(yīng)和對(duì)抗效應(yīng)。(V)為了降低成本，所有高分子材料的制品都要加入填料。(X)模壓成型僅適用于熱固性塑料的成型。(X)配置1%濃度的高分子溶液，分次加入溶液和一次全部加入溶液兩種方法配制出的高分子溶液粘度相同。(X)緒論熱塑性塑料:在加工過(guò)程中，一般指只發(fā)生物理變化，受熱變?yōu)樗苄泽w,成型后(線性) 冷卻有變硬定型，若再受熱還可以改變形狀重新成型的塑料?？扇?，可溶，線性聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酪，聚酰胺、丙烯酸類塑料、其它聚烯侵及其共聚物、聚諷、聚苯醚，氯化聚醚等都是熱塑性塑料。熱塑性塑料中樹脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結(jié)構(gòu)，分子鏈之間無(wú)化學(xué)鍵產(chǎn)生，加熱時(shí)軟化流動(dòng)?冷卻變硬的過(guò)程是物理變化熱固性塑料：在成型過(guò)程中發(fā)生化學(xué)變化，利用塑料在受熱時(shí)可流動(dòng)的特征而成(體型) 型，并延長(zhǎng)時(shí)間，使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而成為不熔不溶的網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)，并固化定型而形成的塑料不熔，不溶，交聯(lián)(網(wǎng)狀)酚醛、尿醛樹脂、服醛、三聚氰胺甲醛、環(huán)氧、不飽和聚酯、有機(jī)硅等塑料，都是熱固性塑料。聚合物的流變行為剪切流動(dòng)：橫向速度梯度場(chǎng)的流動(dòng)(一層流動(dòng)在另一層流體上的流動(dòng))拉伸流動(dòng)：產(chǎn)生縱向速度梯度場(chǎng)的流動(dòng)侗平面上的兩個(gè)粒子間距離的變動(dòng))影響粘度的因素:①溫度：粘度活化能大的,剛性大分子和分子間引力大，用溫度調(diào)節(jié)(PMMA,PC)壓力應(yīng)力應(yīng)變速率：通過(guò)螺桿轉(zhuǎn)速控制粘度(1)溫度對(duì)剪切粘度的影響：剪切速率恒定時(shí)，研究溫度對(duì)粘度的影響才有實(shí)

際意義。一般說(shuō)，塑料熔體粘度的敏感性要比對(duì)剪切作用敏感強(qiáng)。研究表明，隨著溫度的升高，塑料熔體的粘度呈指數(shù)函數(shù)方式下降。這是因?yàn)?，溫度升高，必然使得分子間，分子鏈間的運(yùn)動(dòng)加快，從而使得塑料分子鏈之間的纏繞降低,分子之間的距離增大，從而導(dǎo)致粘度降低。易于成型，但制品收縮率大，還會(huì)引起分解，溫度太低，熔體粘度大，流動(dòng)困難，成型性差，并且彈性大，也會(huì)使制品的形狀穩(wěn)定性差。但是不同的塑料粘度對(duì)于溫度的程度不同。聚甲醛對(duì)溫度的變化最不敏感，其次是聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，最敏感的要數(shù)乙酸纖維素，非常敏感的塑料，溫控十分重要，否則粘度較大變化,使操作不穩(wěn)定，影響產(chǎn)品質(zhì)量（對(duì)溫度不敏感PP,PE,POM）（2）壓力的影響:塑料熔體內(nèi)部的分子之間、分子鏈之間具有微小的空間，即所謂的自由體積。因此塑料是可以壓縮的。注射過(guò)程中，塑料受到的外部壓力最大可以達(dá)到幾十甚至幾百M(fèi)Pa。在此壓力作用下，大分子之間的距離減小,鏈段活動(dòng)范圍減小，分子間距離縮小，分子間的作用力增加，致使鏈間的錯(cuò)動(dòng)則更為困難，表現(xiàn)為整體粘度增大。但是不同塑料在同樣的壓力下，粘度的增大程度并不相同。聚苯乙烯（PS）對(duì)于壓力的敏感程度最高，即增加壓力時(shí)，粘度增加得很快。高密度聚乙烯與低密度聚乙烯相比，壓力對(duì)粘度的影響較小，聚丙烯受壓力的影響相當(dāng)于中等程度的聚乙烯。增加壓力引起粘度增加這一事實(shí)表明，單純通過(guò)增加壓力去提高塑料熔體的流量是不恰當(dāng)?shù)摹＿^(guò)高的壓力不僅不能明顯地改善流體的填充，而且由于粘度的增加，填充性能有時(shí)還會(huì)有下降的可能，不僅造成過(guò)多的功率損耗和過(guò)大的設(shè)備磨損，還會(huì)引起溢料和增加制品內(nèi)應(yīng)力等弊病。此外，壓力過(guò)高，還會(huì)出現(xiàn)制品變形等注塑缺陷,導(dǎo)致功率的過(guò)度消耗。但壓力過(guò)低則會(huì)造成缺料.從工藝條件控制聚合物的結(jié)晶度和結(jié)晶尺寸溫度，退火，淬火，冷卻速度，時(shí)間Tg~Tm區(qū)間結(jié)晶速度快的溫度 Tc加成核劑，結(jié)晶速度增加,晶粒尺寸減少球晶的形成和尺寸控制退火：長(zhǎng)時(shí)間結(jié)晶，形成大晶體淬火：快速冷卻，結(jié)晶度下降，小晶體成型過(guò)程中的取向作用取向:聚合物分子鏈，鏈段，填料等沿流動(dòng)方向排列的現(xiàn)象取向效應(yīng):強(qiáng)度和模量等沿取向方向增加（非取向方向，性能劣化，甚至翹曲或裂縫）取向機(jī)理:鏈段取向可以通過(guò)單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)造成的鏈段運(yùn)動(dòng)來(lái)完成，在高彈態(tài)就可進(jìn)行；大分子鏈的取向需要大分子各鏈段的協(xié)同運(yùn)才能實(shí)現(xiàn)，只有在黏流態(tài)才能進(jìn)行。取向過(guò)程是鏈段運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,

必須克服聚合物內(nèi)部的黏滯阻力，鏈段與大分子鏈兩種運(yùn)動(dòng)單元所受的阻力大小不同，因而取向過(guò)程的速度也不同。在外力作用下最早發(fā)生的是鏈段的取向，進(jìn)一步才發(fā)展成為大分子鏈的取向。聚合物的降解在熱、應(yīng)力、氧氣、水、紫外和核輻射作用下,聚合物的分子鏈發(fā)生降解的化學(xué)過(guò)程，使分子量降低或交聯(lián)，性能劣化稱之，主要有以下幾種：（1）斷鏈⑵交聯(lián)（3）分子鏈結(jié)構(gòu)改變（4）側(cè)基改變（5）以上四種一起發(fā)生加工過(guò)程中:主要是熱降解;溫度是主要因素T+應(yīng)力+水高溫：有利于氧氣和水與聚合物反應(yīng)，應(yīng)力的效果小（粘度?。┏尚陀玫奈锪霞捌渑渲圃咸幚?含極性基團(tuán)的原料易吸水，加工中易發(fā)生氧化降解，而使鏈斷裂，性能劣化，因此必須進(jìn)行干燥聚氯乙烯:加工時(shí)要加熱穩(wěn)定劑，本身無(wú)毒,加鋇,鎘,鋅等重金屬后就有毒做涼鞋時(shí)要加增塑劑（軟化劑）壓縮模塑模壓成型:先將粉狀、粒狀、或纖維狀等塑料加入成型溫度下的模具型腔中，然后閉模加壓使其成型并固化的工藝流程設(shè)備:壓機(jī)或模壓機(jī)加模具熱固性板材的成型工藝加料一閉模一預(yù)壓—預(yù)熱—排氣固化冷卻--脫模一清理熱塑性板材的成型工藝加料一閉模一預(yù)壓一預(yù)熱-一排氣一保壓成型一冷卻一脫模一清理應(yīng)用：①幾乎所有熱固性塑料。適于形狀復(fù)雜或帶有復(fù)雜嵌件的制品，如電器零件,電話機(jī)件、收音機(jī)外殼等；無(wú)翹曲變形的薄壁平面熱塑性塑料制品1、模壓成型中的預(yù)壓有什么優(yōu)點(diǎn)？防止加料量不均勻和避免溢料產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、簡(jiǎn)便和高效加料。有效降低料粒間的空氣含量，提高物料的導(dǎo)熱效率,縮短預(yù)熱和固化時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率。通過(guò)預(yù)壓使模塑料成為坯件形狀，可有效地減少物料體積，提高制品質(zhì)量，也可使加料室深度降低。從而降低模具重量。通過(guò)預(yù)壓可以使物料成為與制品形狀類似的料坯，再進(jìn)一步加工可以使凹凸不平的表面易于成型，特別是帶有嵌件的制品，經(jīng)預(yù)壓后，其受壓可更加均勻,

這樣有利于成型形狀復(fù)雜或帶有嵌件的制品?？捎行Ц纳莆锪系膲嚎s率由于粉狀模塑料在加料時(shí)會(huì)飛揚(yáng)，容易污染環(huán)境，經(jīng)預(yù)壓后就會(huì)消除這一問(wèn)題。可有效地提高預(yù)熱溫度和縮短固化時(shí)間。可將模塑料和預(yù)浸料預(yù)壓成型為圓柱形、長(zhǎng)方形、扁球形和類似于制品的形狀等。2、預(yù)熱的方式有哪幾種？熱板加熱②烘箱加熱③紅外線加熱④高頻加熱冷壓燒結(jié)成型適用于：極高熔體粘度和難熔的聚合物定義:模壓燒結(jié)成型是將粉末狀的物質(zhì)冷模壓成密實(shí)的各種形狀的預(yù)成型品（錠料），然后將預(yù)成型品加熱到高于其結(jié)晶熔點(diǎn)以上的溫度，使樹脂顆?；ハ嗳芙?，形成一密實(shí)的連續(xù)整體，最后冷至室溫即得到產(chǎn)品模壓燒結(jié)成型原理：加熱過(guò)程：溫度升高，高彈態(tài)時(shí)，晶相與無(wú)定形相混合，顆粒之間形成接觸。達(dá)到高聚物熔融溫度時(shí)，晶體被破壞，轉(zhuǎn)變成無(wú)定形相,結(jié)晶物質(zhì)融化。釆用燒結(jié)成型的聚合物黏度很大，熔融時(shí)分子間擴(kuò)散、黏結(jié)，使連通的孔洞閉合，型坯變成一個(gè)連續(xù)的整體，由原來(lái)的乳白色變?yōu)橥该鳌＠鋮s過(guò)程：冷卻時(shí)，溫度不斷降低，當(dāng)?shù)陀谝淮蜗噢D(zhuǎn)變點(diǎn)時(shí)，無(wú)定形相變?yōu)榻Y(jié)晶相。工藝流程：PTFE-搗碎過(guò)篩f加料冷成型f燒結(jié)f冷卻f制品提醒：含氟制品成本高，單體有毒，聚合物無(wú)毒擠出成型定義:使熔融塑料強(qiáng)制性的通過(guò)一定形狀的口模形成橫截面一定的連續(xù)的加工方法。設(shè)備：擠出機(jī)，機(jī)頭，口模，輔機(jī)等組成工藝：原料準(zhǔn)備f加料f擠出f定性或冷卻f拉伸或牽引f印花或其他處理f切割或卷繞f制品高分子的主要成型方法，只適用于熱塑性塑料應(yīng)用:管材，片材，型材，電纜，涂層，絲條，纖維??????擠出機(jī)與注射機(jī)的比較：注射螺桿在旋轉(zhuǎn)時(shí)有軸向位移，有效長(zhǎng)度是變化的；擠出機(jī)全程螺桿無(wú)軸向運(yùn)動(dòng)擠出機(jī)口模決定成型，注射機(jī)由模具決定成型擠出機(jī)螺桿：送料段，壓縮段，計(jì)量段;注射機(jī)螺桿:輸送，壓實(shí)，塑化和施壓

雙向拉伸薄膜雙向拉伸薄膜的成型是將從擠出機(jī)擠出的片材預(yù)熱后先進(jìn)行縱向拉伸，再進(jìn)行橫向拉伸實(shí)現(xiàn)的。又分為平膜法和管膜法。僅適用少數(shù)幾種高分子。生產(chǎn)流程：擠出 冷卻一-預(yù)熱一-縱向拉伸一-再冷卻一-橫向拉伸一熱處理一切邊卷取擠出后的厚片先急冷，目的是控制結(jié)晶度＜5%預(yù)熱：將溫度調(diào)整到熔點(diǎn)以下縱向拉伸后再冷卻的目的：使結(jié)晶停止并固定分子的取向結(jié)構(gòu)；張緊厚片防止其回縮平膜法雙向拉伸：適用于各種年度的聚合物，雙向拉伸是分開進(jìn)行的，拉伸速度快，拉伸的寬度幅度大；適用于用該法的加工的聚合物有：聚苯乙烯,聚丙烯，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚酰胺。管膜法雙向拉伸：適用于有一定熔體粘度和強(qiáng)度的聚合物，雙向拉伸是同時(shí)進(jìn)行的，拉伸的幅寬增加不是太大；適用于用該法加工的聚合物有：聚乙烯,聚丙烯，聚氯乙烯。壓延法：只有沿機(jī)器方向的單向拉伸，生產(chǎn)能力大，產(chǎn)品質(zhì)量好，適用于用該法加工的聚合物有聚氯乙烯。注射模塑注射成型:將粉料或粒料從料斗送進(jìn)加熱的料筒，經(jīng)加熱熔化呈流動(dòng)狀態(tài)后，通過(guò)螺桿或柱塞的推動(dòng)從噴嘴注入閉合模具中，保壓至制品固化，開模取出制品的方法。設(shè)備:注射系統(tǒng)（加料裝置，料筒，螺桿，噴嘴），鎖模系統(tǒng)，模具工藝:合模取件—注射—保壓—冷卻?開模注射機(jī)螺桿與擠出螺桿的區(qū)別:①注射螺桿在旋轉(zhuǎn)時(shí)有軸向位移，螺桿的有效長(zhǎng)度是變化的長(zhǎng)徑比小，只需塑化，不需要提供穩(wěn)定的壓力加料段較長(zhǎng)螺桿頭部多為尖頭，有的加止逆環(huán)噴嘴選擇：考慮聚合物熔體的粘度，熔體粘度比較高的選直通式噴嘴即可。中空吹塑中空吹塑：借助氣體使閉合在模具中熱熔塑料型坯吹脹形成空心制品的工藝（適用于熱塑性塑料）?根據(jù)管坯成型方法不同分類:擠出吹塑:擠出型坯后再吹（長(zhǎng)度不變）注射吹塑:注射型坯后再吹（長(zhǎng)度不變）

?根據(jù)成型工藝不同分類：普通吹塑拉伸吹塑：產(chǎn)品經(jīng)拉伸,強(qiáng)度高，氣密性好擠出一拉伸一吹塑（簡(jiǎn)稱擠一拉一吹）注射一拉伸一吹塑（簡(jiǎn)稱注一拉一吹）中空吹塑原料：熱塑性聚合物設(shè)備:擠出機(jī)、注射機(jī)、吹氣裝置、模具擠出吹塑工藝流程:原料、擠出機(jī)、型坯、合模吹氣、冷卻、開模、制品注射吹塑工藝流程:原料、注射機(jī)、型坯、預(yù)熱、合模吹氣、冷卻、開模、制品所有的聚合物瓶和罐都可以用吹塑成型的方法加工，管材除外。大型儲(chǔ)罐不能通過(guò)吹塑成型加工，橡膠未硫化不能吹塑。應(yīng)用：吹塑成型方法可生產(chǎn)瓶、壺、桶等各種包裝容器，包括辦公用品、文化娛樂(lè)用品、汽車工業(yè)用零件、日常用品和兒童玩具等。層壓塑料和增強(qiáng)塑料的成型成型的方法分類：①高壓法:大于7MPa（層壓法，模壓法）②低壓法:小于7MPa（袋壓法，真空法，噴射法，接觸法（繞繞成型））聚合物的強(qiáng)度可通過(guò)改性得以提高，如用玻璃纖維增強(qiáng)，強(qiáng)度得到提高（熱塑性和熱固性塑料均可增強(qiáng)）增強(qiáng)劑:加入聚合物中使其機(jī)械能得到提高的纖維類材料稱之。層壓板材成型的工藝:疊料f進(jìn)模f熱壓f脫模?加工?熱處理泡沫塑料的成型泡沫塑料:是以樹脂為基礎(chǔ)內(nèi)部具有無(wú)數(shù)微孔性氣體的塑料制品。不同的樹脂發(fā)泡工藝可以形成泡孔形態(tài)各異、性能各異的發(fā)泡材料；?具有密度低、對(duì)流小、絕熱、耐沖擊和降噪等有點(diǎn)；?如果泡孔是相互隔絕的，則稱為閉孔泡沫，否則稱為開孔泡沫，但是閉孔泡沫可以通過(guò)機(jī)械或化學(xué)的方法使其成為開孔結(jié)構(gòu)。?泡沫塑料有三種發(fā)泡方式：—物理發(fā)泡?將惰性氣體在加壓下使其溶于聚合物熔體或糊狀復(fù)合物中,經(jīng)減壓釋放高壓氣體而發(fā)泡；?利用低沸點(diǎn)液體蒸發(fā)而發(fā)泡；?利用液體介質(zhì)吸附溶解塑料中事先添加的固體物質(zhì)而發(fā)泡；?在塑料中加入中空微球后經(jīng)固化而形成泡沫材料；—機(jī)械發(fā)泡?利用機(jī)械的攪拌作用，混入空氣而發(fā)泡；

—化學(xué)發(fā)泡?利用化學(xué)發(fā)泡劑加熱后分解放出的氣體而發(fā)泡

?利用原料組份間的化學(xué)反應(yīng)所放出的氣體而發(fā)泡澆鑄澆鑄也稱鑄塑。是指在常壓下將樹脂的液態(tài)單體或預(yù)聚體灌入大口模腔，經(jīng)聚合固化定型成為制品的成型方法。鑄塑的工藝過(guò)程：原料f澆鑄液的配制f過(guò)濾盒脫泡f澆鑄f澆注f硬化f脫模f后處理f制品澆鑄分類：靜態(tài)鑄塑、嵌鑄、離心澆鑄、流延澆鑄、鑄塑、搪塑、蘸浸、滾塑等鑄塑制品種類：靜態(tài)鑄塑可生產(chǎn)各種型材和制品，其中，有機(jī)玻璃是最典型的鑄塑制品；使用透明塑料嵌鑄常用來(lái)保存生物的標(biāo)本、工藝美術(shù)品或電氣設(shè)備；離心澆鑄可以生產(chǎn)大直徑的管制品;空心制品,齒輪和軸承；流延法常用來(lái)生產(chǎn)薄膜；聚氯乙烯溶膠塑料的搪塑常生產(chǎn)兒童玩具及其他中空制品；滾塑可生產(chǎn)大型的容器。靜態(tài)澆鑄:將已準(zhǔn)備好的澆鑄原料（通常是單體、經(jīng)初步聚合物或縮聚的漿狀物或聚合物與單體的溶液等）注入一定的模具中，使其固化（完全聚合或縮聚反應(yīng)），得到與模具型腔相似的制品。嵌 鑄:又稱封入成型，是將各種非塑料物件包封到塑料中間去的一種成型技術(shù)。它是在模型內(nèi)預(yù)先安放經(jīng)過(guò)處理的嵌件，然后將澆鑄原料傾入模中，在一定條件下固化成型，嵌件便包裹在塑料中。離心澆鑄漓心澆鑄是將原料加入到高速旋轉(zhuǎn)的模具中,在離心力的作用下，使原料充滿模具，而后使之硬化定型為制品。流延鑄塑：將熱塑性塑料溶于溶劑中配成一定濃度的溶液，然后以一定的速度流布在連續(xù)回轉(zhuǎn)的基材上（一般為無(wú)接縫的不銹鋼帶通過(guò)加熱使溶劑蒸發(fā)而使塑料硬化成膜，從基材上剝離即為制品。搪 塑:搪塑又稱為涂凝成型或涂凝模塑，主要用于溶膠塑料（糊塑料）的成型。它是將糊塑料（塑性溶膠）傾倒在預(yù)先加熱到一定溫度的模具（陰模）中，接近模壁的塑料因受熱而膠凝，及時(shí)倒出沒(méi)有膠凝的塑料并將已附在陰模壁上的一層塑料進(jìn)行熱處理，冷卻固化后可得中空制品。目前較多的是以聚氯乙烯糊用該法生產(chǎn)空心軟制品（如玩具等）。滾塑：將定量的液狀或糊狀塑料加入模具中，通過(guò)對(duì)模具的加熱及縱橫向的滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)，使塑料熔融塑化并借塑料自身的重力作用均勻地布滿模具的整個(gè)表面，待冷卻固化后脫模即可得到中空的制品。壓延成型將加熱塑化的熱塑性塑料通過(guò)一系列加熱的壓輥，使其連續(xù)成型為薄膜或

片材的一種成型方法。壓延成型是生產(chǎn)塑料薄膜和片材的主要方法。它是將已經(jīng)塑化好的接近粘流溫度的熱塑性塑料通過(guò)一系列相向旋轉(zhuǎn)著