高聚物注射理論與設(shè)備 第一章 緒論

高聚物注射理論與設(shè)備〔碩士研究生非學(xué)位課程〕參考書目第一章緒論注射成型:注射兼模塑的成型方法，又稱注塑成型。注射成型最高境界:多、快、好、省生產(chǎn)制品。注射成型過程:以高速高壓將塑料熔體注入已閉合的模具型腔內(nèi)，經(jīng)冷卻定型，得到與模腔一致的塑料制件。

注射成型特點(diǎn)：能一次成型出外形復(fù)雜、尺寸精確或帶有嵌件的塑料制件。生產(chǎn)率高及易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。加工量：每年注塑成型的高聚物制品到達(dá)500萬噸以上，已成為注塑成型制品的生產(chǎn)大國。產(chǎn)量產(chǎn)值：2005年塑料注塑成型機(jī)的產(chǎn)量約7～8萬臺(tái)，銷售額約120～150億元人民幣。水平：我國塑料注塑成型機(jī)的產(chǎn)量有所突破，而質(zhì)量卻沒有根本的突破。當(dāng)遇到成型質(zhì)量和精度要求高的塑料制品時(shí)，國內(nèi)生產(chǎn)的注塑成型機(jī)就難以勝任，使得塑料制品生產(chǎn)廠商只好采用進(jìn)口機(jī)型?！糇⑺艹尚蜋C(jī)的組成與功能◆注塑機(jī)的工作過程◆注塑周期與工作循環(huán)§2注塑機(jī)及工作過程簡介HopperScrew(Ram)BarrelHydraulicUnitToolInjectionMoldingMachine§2注塑機(jī)及工作過程簡介InjectionMoldingMachine§2注塑機(jī)及工作過程簡介注射成型過程往復(fù)螺桿式注射機(jī)的注射成型過程(A)合?！?注塑機(jī)及工作過程簡介注射成型過程(B)注射和保壓§2注塑機(jī)及工作過程簡介注射成型過程(C)預(yù)塑化和制件冷卻§2注塑機(jī)及工作過程簡介注射成型過程(D)開模和頂出制品12345§2注塑機(jī)及工作過程簡介HopperBarrelScrewMoldScrewisapplyingaspecifiedpressuretothepolymermeltinordertopackmoreplasticintothecavity.Alsocalled“compensationstage〞.InjectionMoldingProcessFillingMoldcloses,screwrapidlymovesforward,frozenpolymerskinformsatmoldwallsPackingTime(Holding)Cavityfilled,packingbegins,coolingoccurringCoolingPackingcomplete,gatefreezesoff,coolingcontinuesScrewmovesbackandbeginsplasticatingresinfornextshotMoldOpenCoolingcompletes,moldopensInjectionMoldingProcess注射成型周期合模注射座前移注射、保壓制品冷卻開模頂出制品注射座后移塑化、螺桿后退

注射成型工作循環(huán)周期示意圖

§2注塑機(jī)及工作過程簡介§2注塑機(jī)及工作過程簡介Cooling

TimeMoldOpenTimeFillTimeHoldTimeInjectionMoldingCycleCycleTime:FillTime:HoldTime:CoolingTime:MoldOpenTime:22Sec.19102InjectionMoldingCycle§2注塑機(jī)及工作過程簡介§3注塑用物料◆高分子材料

◆材料的相互關(guān)系

◆高分子材料的分類◆高分子材料的特點(diǎn)◆高分子材料的制造◆高分子材料的成型加工◆影響高分子材料性能的主要因素高分子材料材料分為金屬材料、非金屬材料和高分子材料三大類。無論那一種材料都包含四個(gè)要素：材料的制備〔加工〕材料的性能材料的結(jié)構(gòu)材料的使用性能§3注塑用物料材料的相互關(guān)系材料的性能是新材料創(chuàng)造、開展和生產(chǎn)中人們最關(guān)心的問題材料的結(jié)構(gòu)與成分決定它的性質(zhì)和使用性能材料的結(jié)構(gòu)與成分受材料的合成和加工所制約材料必須是最經(jīng)濟(jì)、符合社會(huì)標(biāo)準(zhǔn)和可持續(xù)開展的§3注塑用物料高分子材料的分類合成材料縮聚物加聚物逐步加成物熱固性塑料熱塑性塑料熱塑性熱塑性熱固性熱固性聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚甲醛氟塑料聚甲基丙烯酸甲酯聚偏二氯乙烯環(huán)氧樹脂聚氨酯聚氨酯氯化聚醚§3注塑用物料高分子材料的分類改性天然材料熱固性塑料熱塑性塑料硝酸纖維素醋酸纖維素纖維素酯類酪蛋白塑料§3注塑用物料熱固性塑料與熱塑性塑料差異項(xiàng)目熱塑性塑料熱固性塑料加工特性重復(fù)加工性溶劑中情況化學(xué)結(jié)構(gòu)受熱軟化、熔融、塑制成一定形狀、冷卻定型可反復(fù)多次加工可溶線性分子未成型前受熱軟化，可塑制成型，在熱等條件下，一次成型不能反復(fù)加工不溶由線性變?yōu)轶w型分子§3注塑用物料通用塑料與工程塑料分類品種通用塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛樹脂、脲醛樹脂、不飽和樹脂工程塑料聚酰胺、聚酯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、氟塑料、聚醚醚酮、ABS§3注塑用物料熱塑性彈性體熱塑性彈性體：分子結(jié)構(gòu)中一局部或全部由具有橡膠彈性的鏈段所組成，大分子鏈之間存在化學(xué)或物理交聯(lián)而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，起補(bǔ)強(qiáng)作用，常溫下顯示橡膠的彈性。而高溫下，受到熱的作用，這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)消失，呈現(xiàn)塑性，可按熱塑性塑料的成型方法塑化成型，冷卻后，這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)又復(fù)原。由于其具有塑料和橡膠的加工性和使用性。主要品種：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯〔SBS〕熱塑性聚氨酯，聚烯烴共混物等?！?注塑用物料添加劑添加劑是為了改善高分子材料的加工性能和制品的使用性能而使用的輔助材料。添加劑劃分為工藝性添加劑和功能性添加劑?！?注塑用物料高分子材料的特點(diǎn)質(zhì)輕拉伸強(qiáng)度和模量較低傳熱系數(shù)小電氣絕緣性能優(yōu)良成型加工優(yōu)良減震、消音性能優(yōu)良某些材料具有優(yōu)良的減磨、耐磨和自潤滑性能耐腐蝕性能優(yōu)良透光性能優(yōu)良著色性能優(yōu)良可賦予各種特殊性能如透氣、阻燃、生物降解§3注塑用物料高分子材料的特點(diǎn)使用過程中容易產(chǎn)生蠕變、疲勞、冷流等現(xiàn)象，長期使用性能差。熱膨脹系數(shù)大耐熱較差容易燃燒§3注塑用物料高分子材料的制造§3注塑用物料高分子化合物的制造聚合反響：利用聚合反響是制造高分子化合物的主要手段。高分子反響：利用高分子化合物的化學(xué)反應(yīng)性也是一種獲取于其性能高分子化合物的方法。復(fù)合化：是又一種制造高分子化合物的方法，利用接枝反響，相容劑等制備高分子合金，高分子與超細(xì)材料的共混制備，產(chǎn)生新的有功能性材料。§3注塑用物料高分子材料的成型加工通常是固體〔粉狀或粒狀〕、糊狀或溶液狀態(tài)的高分子化合物熔融或變形，經(jīng)過模具形成所需要的形狀，并保持已經(jīng)取得的形狀，最終得到制品的工藝過程?！?注塑用物料塑料熱機(jī)械曲線與成型加工的關(guān)系1、熔融紡絲2、注塑成型3、薄膜成型4、擠出成型5、壓延成型6、中空吹塑7、真空和壓力成型8、薄膜和纖維熱拉伸9、薄膜和纖維冷拉伸§3注塑用物料塑料成型加工工藝§3注塑用物料各種成型方法的適應(yīng)性§3注塑用物料各種塑料的主要成型方法§3注塑用物料各種塑料的主要成型方法§3注塑用物料塑料主要成型方法比例§3注塑用物料影響高分子材料性能的主要因素項(xiàng)目主要因素高分子化合物相對分子質(zhì)量及其分布立體規(guī)整度、共聚物組成、結(jié)晶性、結(jié)構(gòu)缺陷、端基、支化程度、反應(yīng)性。材料制品降解性與老化性、交聯(lián)、（交聯(lián)密度、交聯(lián)點(diǎn)之間的分子質(zhì)量）、低分子物（種類、含量）、添加劑、取向度。復(fù)合體系其他材料（種類、含量、分散狀態(tài)）界面特性（界面張力、浸潤性、界面濃度）§3注塑用物料化學(xué)因素▲構(gòu)成的元素種類及其連接方式碳鏈高分子:PEPPPVCPS耐熱性較低雜鏈高分子:PETPOMPA等鏈剛性大元素有機(jī)高分子:硅橡膠§3注塑用物料化學(xué)因素立體規(guī)整性§3注塑用物料化學(xué)因素立體規(guī)整性§3注塑用物料化學(xué)因素共聚物組成§3注塑用物料化學(xué)因素交聯(lián)§3注塑用物料化學(xué)因素§3注塑用物料化學(xué)因素端基§3注塑用物料化學(xué)因素結(jié)構(gòu)缺陷支鏈頭-頭結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定氯原子不飽和雙鍵含氧結(jié)構(gòu)§3注塑用物料化學(xué)因素支鏈§3注塑用物料物理因素相對分子質(zhì)量及其分布§3注塑用物料相對分子質(zhì)量與玻璃化溫度Tg的關(guān)系§3注塑用物料相對分子質(zhì)量與成型加工性能§3注塑用物料物理因素相對分子質(zhì)量與成型加工性能§3注塑用物料物理因素相對分子質(zhì)量與成型加工方法§3注塑用物料物理因素相對分子質(zhì)量與成型加工方法§3注塑用物料物理因素相對分子質(zhì)量與成型加工方法§3注塑用物料物理因素相對分子質(zhì)量與制品性能§3注塑用物料結(jié)晶性高分子化合物鏈結(jié)構(gòu)與結(jié)晶性有利于結(jié)晶的因素：鏈結(jié)構(gòu)簡單，重復(fù)結(jié)構(gòu)單元小，相對分子質(zhì)量適中；主鏈上不帶或只帶極少的支鏈；主鏈化學(xué)對稱好，取代基不大且對稱；規(guī)整性好；高分子鏈的剛?cè)嵝约胺肿娱g作用力適中。§3注塑用物料結(jié)晶性§3注塑用物料結(jié)晶度聚合方法與結(jié)晶性§3注塑用物料結(jié)晶度§3注塑用物料結(jié)晶性成型方法與結(jié)晶性影響因素：熔融溫度與熔融時(shí)間成型壓力冷卻速度§3注塑用物料結(jié)晶度結(jié)晶速度與溫度有關(guān)，通常在聚合物的熔點(diǎn)以下，玻璃化溫度以上結(jié)晶速度出現(xiàn)一個(gè)極大點(diǎn)?！?注塑用物料結(jié)晶性與物性受結(jié)晶度影響的物性有：

拉伸強(qiáng)度

彈性模量

熱變性溫度耐化學(xué)藥品性吸水性透明性

氣體透過性

成型收縮性§3注塑用物料結(jié)晶度與物性§3注塑用物料結(jié)晶度與物性§3注塑用物料結(jié)晶度與物性§3注塑用物料結(jié)晶度與物性§3注塑用物料成型過程中的取向在成型過程中，受到剪切和拉伸力的影響，高分子化合物的分子鏈將發(fā)生取向，取向分為兩類：流動(dòng)取向拉伸取向§3注塑用物料成型過程中的取向流動(dòng)取向：熔融成型過程中，高分子鏈、鏈段或其他添加劑，沿剪切流動(dòng)的方向排列?！?注塑用物料拉伸取向：高分子鏈、鏈段或微晶等受到拉伸力的作用，沿受力方向排列。

單軸拉伸取向

雙軸拉伸取向拉伸取向§3注塑用物料取向大小與性能的關(guān)系高分子材料經(jīng)取向后：

拉伸強(qiáng)度、彈性模量、沖擊強(qiáng)度、氣體阻隔性增加?！?注塑用物料取向大小與性能的關(guān)系§3注塑用物料拉伸方法對性能的影響§3注塑用物料取向度大小對透氣的影響§3注塑用物料熔體黏度與成型性◆溫度的影響§3注塑用物料熔體黏度與成型性不同高分子材料黏度與溫度的關(guān)系§3注塑用物料熔體黏度與成型性剪切速率§3注塑用物料熔體黏度與溫度的關(guān)系§3注塑用物料各種因素對熔體黏度的影響§3注塑用物料成型因素對材料的影響§3注塑用物料物料的枯燥§3注塑用物料高分子合金化的影響高分子合金是指塑料與塑料或橡膠經(jīng)物理共混和化學(xué)改性后，形成的宏觀上均相，微觀上分相的一類材料?！?注塑用物料高分子合金制造

§3注塑用物料高分子合金化后性能改善的性能實(shí)例沖擊韌性HIPSABSPVC/MBSPA/EPR耐化學(xué)藥品性PPO/PAPBT/PC耐熱性