高分子材料成型加工·绪论课件.ppt
高分子材料成型加工,李宝铭材料科学与工程学院,教材与教学参考书,周达飞，高分子材料成型加工（第二版），中国轻工业出版社，2005黄锐，塑料成型工艺学，轻工业出版社，2005陈耀庭，橡胶加工工艺，化学工业出版社，1982王贵恒，高分子材料成型加工原理，化学工业出版社，1982王文广，塑料配方设计（第二版），化学工业出版社，2004林师沛，聚氯乙稀塑料配方设计指南，化学工业出版社，2002,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料,1.材料的分类和四个要素,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,使用性能,结构/成分,性质,合成/加工,（工程）,（化学）,（物理）,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料,2.材料的特点一定的组成可加工性形状保持性使用性能经济性再生性,高分子材料,3.高分子材料的定义 一定配合的化合物，在成型设备中，受一定温度和压力的作用熔融塑化，然后通过模塑制成一定形状，冷却后在常温下能保持既定形状的材料制品。,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,材料组成,成型加工方法,机械与模具,制造高分子材料的三个关键因素,4.塑料的定义及分类 在常温下具有固定的形状和强度，在高温下具有可塑性的高分子化合物。在外力的作用下，可以产生形变，加工成任何所需的形状。按照来源：天然高分子化合物，合成高分子化合物（加聚物、缩聚物、逐步加成物）；按照是否具有重复加工性：热塑性塑料，热固性塑料；按照用途和性能：通用塑料和工程塑料。,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料,高分子材料,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,酚醛树脂脲醛树脂三聚氰胺甲醛树脂不饱和树脂,聚酰胺聚碳酸酯聚酯聚苯醚,聚乙烯；聚丙烯；聚氯乙烯；聚醋酸乙烯酯；聚甲基丙烯酸甲酯；聚苯乙烯类；聚丙烯腈；聚甲醛；聚乙烯醇,环氧树脂聚氨酯,聚氨酯氯化聚醚,高分子材料,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,热塑性塑料和热固性塑料,高分子材料,通用塑料：产量大，价格较低，力学性能一般，主要作非结构材料使用工程塑料：一般作为结构材料使用，能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，具有优异的力学、耐热、耐磨性能和良好的尺寸稳定性的塑料,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料,2003年我国合成树脂供需状况,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,单位：万吨,PE、PP、PS、PVC、ABS五大通用塑料产量占总合成树脂产量的92%左右，进口量占总合成树脂进口量的68%左右，占总合成树脂消费量的77.86%左右；PA、PC、POM、PBT、改性PPO五大工程塑料约占合成树脂总消费量的20%左右。（2002年数据）,高分子材料,5.橡胶的定义及分类 橡胶是室温下具有黏弹性的高分子化合物，经在适当配合剂（硫化剂、硫化促进剂、硫化活性剂）存在下，在一定温度和压力下硫化（适度交联）而制得的弹性体材料（橡胶制品）。按照用途和性能可以将其分为通用橡胶和特种橡胶。,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料,6.热塑性弹性体定义：指在高温下能塑化成型而在常温下能显示橡胶弹性的一类材料。特点：以交联形式（化学和物理交联）而成的网状结构。交联具有可逆性，温度升高时，交联消失；冷却至室温，这些交联又起到与硫化橡胶交联键类似的作用。既具有类似硫化橡胶的物理机械性能，又有类似热塑性塑料的加工特性,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料,加工过程中产生的边角料及废料均可重复加工使用。这类新材料自1958年问世以来，引起极大重视，被称为“橡胶的第三代”，得到迅速的发展。目前已经工业化生产的有聚烯烃类（热塑性乙丙橡胶、丁基橡胶接枝改性聚乙烯），苯乙烯嵌段共聚类，聚氨酯和聚酯类。,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料,7.高分子合金 高分子合金是由塑料与橡胶、塑料与塑料经物理共混合或经接枝、嵌段共聚或互穿聚合物网络等化学改性制成的宏观上均相、微观上分相的一类材料的总称。,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,添加剂,添加剂的定义及分类 添加剂，亦称助剂，是为了改善高分子材料加工性能和制品的使用性能而使用的辅助材料，作为制品的次要成分同样是必不可少的。工艺性添加剂：有利于改善高分子材料的加工性能；功能性添加剂：可赋予高分子材料制品一定的性能，也可使制品原有性能得到某种程度的改善。,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,添加剂,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,添加剂,功能性添加剂,工艺性添加剂,改性剂,稳定化添加剂,改善加工性能添加剂,加工稳定剂,难燃化添加剂,改善表观性能和外观添加剂,轻质化添加剂,柔软化添加剂,改善机械性能添加剂,热稳定剂,抗氧剂,润滑剂,脱模剂,塑解剂,软化剂,聚合物型添加剂,增塑剂,抗氧剂,光稳定剂,热稳定剂,金属钝化剂,防霉剂,阻燃剂,减烟剂,防静电剂,防雾滴剂,润滑剂,着色剂,发泡剂,增塑剂,轻质添加剂,增塑剂,抗冲击改性剂,交联剂,偶联剂,填充剂,补强剂,橡胶硫化体系各类添加剂,添加剂,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,中国塑料添加剂2002-2003年产能表,注：表中有85%是用于塑料加工的,添加剂,添加剂的选用原则与高分子化合物的配伍性；耐久性加工适应性制品性能的制约性不同添加剂之间的相互作用经济性,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料的制造,高分子材料的特性质轻；拉伸强度和拉伸模量较低，韧性较优良；传热系数小；电气绝缘性优良；成型加工性优良，可适应各种成型方法；减震、消音性能良好；某些塑料具有优良的减磨、耐磨和自润滑性能；,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料的制造,耐腐蚀性能优良，有较好的化学稳定性；透光性良好，可作透明或半透明材料；着色性良好，可制成色彩鲜艳的制品；可赋予各种特殊的功能；长期使用性能较差；热膨胀系数大；耐热性较低；易燃烧，燃烧时会产生大量黑烟和有毒气体。,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料的制造,塑料工业飞速发展的原因具有可以作为结构材料使用的物性，可替代金属材料和其他材料。优良的成型加工性；可赋予各种特殊的功能性；制造成本、价格急剧下降。,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料的制造,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子反应,高分子化合物（粉、粒料）,添加剂,原料（单体或高分子化合物）,聚合,复合化,高分子材料,高分子材料的制造框图,高分子化合物的制造,成型加工,高分子材料的制造,高分子化合物的制造聚合反应（本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合）高分子反应（羟基化、氯化、酯化、硝化）复合化（高分子合金、高分子化合物/无机物复合材料）,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料的制造,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,单体,预聚物,高分子化合物,制品,混合料（粒料等）,高分子化合物的成型加工过程,聚合,配料、混炼,成型,配料、混炼,一次成型,二次成型,一次成型,高分子材料的制造,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料的制造,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子化合物的加工性能及其影响因素,高分子材料的制造,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料热-机械特性与成型加工的关系,1-熔融纺丝2-注射成型3-薄膜成型4-挤出成型5-压廷成型6-中空吹塑成型7-真空和压力成型8-薄膜和纤维热拉伸9-薄膜和纤维冷拉伸,高分子材料的制造,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,机械加工,成型,修饰,装配,反应注塑,注射,反应挤出,挤出,模压,吹塑,压延,传递模塑,缠绕,发泡,涂层,层压,车削,铣削,钻削,锯削,冲切,其他,锉削,磨削,抛关,涂饰,印刷,表面金属化,其他,焊接,粘接,机械连接,其他,塑料成型加工工艺,其他,浇铸,高分子材料的制造,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,高分子材料的制造,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,注射成型产品,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,注射成型产品,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,注射成型产品,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,注射成型产品,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,挤出成型产品,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,中空成型产品,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,课后作业,材料的四个要素是什么？材料必须具备哪些特点？什么是高分子材料？制造高分子材料的三个关键因素是什么？什么是热塑性弹性体？它有哪些特点？什么是添加剂？工艺性添加剂和功能性添加剂在高分子材料中各有什么作用？高分子材料的成型加工性能是哪些？高分子材料的成型加工方法取决于哪些因素？,高分子材料成型加工绪论,明德至诚 博学远志,
