塑料成型工艺学 张晓黎 材料学院模具教研室
塑料成型工艺学 张晓黎 材料学院模具教研室
绪论 塑料及其特性 1.三大合成材料:合成塑料( synthetic plastics 纤维(fber)和橡胶( rubber) 2.定义:以树脂( resin)为主要成分,加入能够改善 其加工或使用性能的添加剂( additive),在 定温度压力或溶剂等作用下,能够塑制成设 计要求的形状,并可在常温常压下保持其形 状的一类材料 3.分类:根据受热后材料的热行为不同分为 热塑性塑料( thermoplastic) 热固性塑料( thermoset)
绪 论 一.塑料及其特性 1. 三大合成材料: 合成塑料(synthetic plastics), 纤维(fiber)和橡胶(rubber). 2.定义: 以树脂(resin)为主要成分,加入能够改善 其加工或使用性能的添加剂(additive),在一 定温度,压力或溶剂等作用下,能够塑制成设 计要求的形状,并可在常温常压下保持其形 状的一类材料. 3. 分类:根据受热后材料的热行为不同分为 热塑性塑料(thermoplastic) 热固性塑料(thermoset)
4,塑料总的特点 质量轻(比重0.9~2.3,除泡沫塑料外比重最大的是 PTFE最轻的是聚4甲基1戊烯0.8) 良好的绝缘性(用作雷达,半导体,电缆的包覆材料) 耐腐蚀性好 ■优良的耐磨性和自润滑性(如聚四氟乙烯PTFE,聚 碳酸酯PC聚甲醛POM做齿轮轴承材料) 易成型加工 不耐老化 耐热性低(耐热温度60~300°C)
4. 塑料总的特点 ◼ 质量轻(比重0.9~2.3,除泡沫塑料外比重最大的是 PTFE,最轻的是聚4-甲基-1-戊烯0.8) ◼ 良好的绝缘性(用作雷达,半导体,电缆的包覆材料) ◼ 耐腐蚀性好 ◼ 优良的耐磨性和自润滑性(如聚四氟乙烯PTFE,聚 碳酸酯PC,聚甲醛POM做齿轮轴承材料) ◼ 易成型加工 ◼ 不耐老化 ◼ 耐热性低 (耐热温度60~300℃)
塑料成型加工及其在塑料工业中的地位 1.塑料工业概貌 塑料工业可分为 塑料生产(树脂和半成品生产 ■塑料制品生产(也称塑料成型加工 工业)
二.塑料成型加工及其在塑料工业中的地位 1.塑料工业概貌 塑料工业可分为: ◼ 塑料生产(树脂和半成品生产) ◼ 塑料制品生产(也称塑料成型加工 工业)
添加剂 additive pom0x1 zation合 体 聚合反应→ 成型材科+>成型加工 树1或塑料 monomer 脂 shaping 塑料制品 plastics resin plastics part 塑料生产 成型材 制品生产 料准备 图1-1从单体原料到塑料制品的生产流程示意图
图1-1 从单体原料到塑料制品的生产流程示意图
[成型 压缩模塑 compression molding 车削和铣削 挤出模塑 extusion molding 制孔 机械加切螺纹 注射模塑 injection molding 锯切,剪切和冲切 吹塑b1 ow molding 塑料制品生产系统 棋其它 泡沫塑料成型 foam p1 astics molding 锉削,磨削 抛光,转鼓磨光 旋转模塑 rotaing molding 溶渍增亮和透明涂层 饰,涂盖金属及其它 压延成型 calendering 涂层 coating 粘合 焊接 热成型 thermoforming 机械连接及其它 其它 图1-2塑料制品生产系统的组成 2.塑料成型加工 成型将各种形态的成型材料制成所需形状及 尺寸的制品或坯件的过程 本书讨论的重点是塑料的成型过程
图1-2 塑料制品生产系统的组成 2. 塑料成型加工 ◼ 成型:将各种形态的成型材料制成所需形状及 尺寸的制品或坯件的过程. ◼ 本书讨论的重点是塑料的成型过程
3我国塑料成型加工工业的发展 国初期:几乎空白,只在少数大城市有十几家小型塑 料制品厂,年产几百吨的赛璐珞,酚醛胶木粉的日用塑 料制品; 上世纪50年代:平均每年以71%的高速增长,产品类别 单一,主要是酚醛和脲醛等热固性塑料制品; 60年代:由于50年代末大批量PVC树脂投产,转为生产 热塑性塑料制品为主,产量以18.6%的速度递增, 0年代:合成树脂产量大幅提高,产品结构变化大; 80年代:应用扩展到国民经济的各个领域; 90年代至今:品种及应用范围大幅扩展,许多新的成型 方法和技术的应用,如 CAD/CAE/CAM使得塑料成型 加工工业步入一个新的发展时期
3.我国塑料成型加工工业的发展 ◼ 建国初期:几乎空白,只在少数大城市有十几家小型塑 料制品厂,年产几百吨的赛璐珞,酚醛胶木粉的日用塑 料制品; ◼ 上世纪50年代:平均每年以71%的高速增长,产品类别 单一,主要是酚醛和脲醛等热固性塑料制品; ◼ 60年代:由于50年代末大批量PVC树脂投产,转为生产 热塑性塑料制品为主,产量以18.6%的速度递增; ◼ 70年代:合成树脂产量大幅提高,产品结构变化大; ◼ 80年代:应用扩展到国民经济的各个领域; ◼ 90年代至今:品种及应用范围大幅扩展,许多新的成型 方法和技术的应用,如CAD/CAE/CAM,使得塑料成型 加工工业步入一个新的发展时期
4重点需要解决的问题 ①共混技术的应用,以弥补聚合物的不足; ②模具设计技术的改进CAD/CAE/CAM); ③节能及三废治理 三,本课程的主要内容 成型加工中的基本原理,各种成型方法 的工艺条件及生产控制过程(包括机械 和模具等)
4.重点需要解决的问题 ① 共混技术的应用,以弥补聚合物的不足; ② 模具设计技术的改进(CAD/CAE/CAM); ③ 节能及三废治理. 三.本课程的主要内容 ◼ 成型加工中的基本原理,各种成型方法 的工艺条件及生产控制过程(包括机械 和模具等)
第一章塑料成型的理基础 第一节论 聚合物成型加工时不仅形状,材料结构发生变化,材料的性质也会 改变 聚合物的聚集态及加工性 1.聚集态:成型材料的温度发生变化时,其所处的力学状态也会发生 变化(主要表现在材料的变形能力上) 聚合物的聚集态形式:主要有玻璃态,结晶态,粘流态和高弹态. 无定型聚合物:玻璃态--高弹态---流态如PS,PMMA TTf 结晶型聚合物:结晶态--粘流态 如PE, PA, POM, PVC, PC等(真实情况下有高弹态因为结晶度不可 能是100%)
第一章 塑料成型的理论基础 第一节 概论 ◼ 聚合物成型加工时不仅形状,材料结构发生变化,材料的性质也会 改变. 一. 聚合物的聚集态及加工性 1. 聚集态:成型材料的温度发生变化时,其所处的力学状态也会发生 变化(主要表现在材料的变形能力上). 2. 聚合物的聚集态形式:主要有玻璃态,结晶态,粘流态和高弹态. ◼ 无定型聚合物:玻璃态----高弹态-----粘流态 如PS,PMMA TTf ◼ 结晶型聚合物:结晶态----粘流态 如PE,PA,POM,PVC,PC等(真实情况下有高弹态,因为结晶度不可 能是100%)
重点:线性非结晶型聚合物(无定形聚合物)的力学状态 3.聚集态与加工性的关系 ①π<Tg玻璃态适于机械加工,如车削,锉 削,制孔,切螺纹等加工使用的最低温度 是脆化温度Tb ②Tg<T<Tf高弹态可进行较大变形的成 型加工,如压延,中空吹塑,热成型等但此 形变是可恢复的
重点: 线性非结晶型聚合物(无定形聚合物)的力学状态 3. 聚集态与加工性的关系 ① T<Tg 玻璃态 适于机械加工,如车削,锉 削,制孔,切螺纹等.加工使用的最低温度 是脆化温度Tb. ② Tg<T<Tf 高弹态 可进行较大变形的成 型加工,如压延,中空吹塑,热成型等.但此 形变是可恢复的