高分子材料成型加工·绪论课件.ppt

1、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1.周达飞，高分子材料成型加工（第二版），中国轻工业出版社，20052.黄锐，塑料成型工艺学，轻工业出版社，20053.陈耀庭，橡胶加工工艺，化学工业出版社，19824.王贵恒，高分子材料成型加工原理，化学工业出版社，19825.王文广，塑料配方设计（第二版），化学工业出版社，20046.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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料1. 材料的分类和四个要素材料的分类和四个要素高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志使用性能结构/

2、成分性质合成/加工（工程）（化学）（物理）高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料2. 材料的特点材料的特点 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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 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制造高分子材料的三个关键因素4. 塑料

3、的定义及分类塑料的定义及分类 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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料高分子材料高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志合成塑料缩聚物加聚物逐步加成物热固性塑料热塑性塑料热固性塑料热塑性塑料热固性塑料热塑性塑料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

4、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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志热塑性塑料和热固性塑料热塑性塑料和热固性塑料项目热塑性塑料热固性塑料加工特性受热软化、熔融、塑制成一定形状，冷却后固化定型未成型前受热软化，熔融可塑制成一定形状，在热和固化剂作用下，一次硬化定型重复加工性再次受热，仍可软化、熔融，反复多次加工受热不熔融，达到一定温度分解破坏，不能反复加工溶剂中情况可溶不溶化学结构线性高分子由线性分子变为体形分子高分子材料通用塑料：产量大，价格较低，力学性能一般，

5、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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料2003年我国合成树脂供需状况年我国合成树脂供需状况高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志品种生产能力产量进口量出口量PE429.49412.96469.012.59PP443.89426.82273.431.19PVC510400.65229.244.53PS104.96100.92156.435.39ABS49.4647.56179.012.14合

6、计1444.471388.911307.1215.84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，进口量占总左右，进口量占总合成树脂进口量的合成树脂进口量的68%左右，占总合成树脂消费量的左右，占总合成树脂消费量的77.86%左右；左右；PA、PC、POM、PBT、改性改性PPO五大工程塑料约占合成树脂总消费量的五大工程塑料约占合成树脂总消费量的20%左右。（左右。（2002年数据）年数据）高分子材料5. 橡胶的定义及分类橡胶的定义及分类 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

7、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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料6. 热塑性弹性体热塑性弹性体定义： 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：I.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。II.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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料III.加工过程中

8、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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料7. 高分子合金高分子合金 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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志添加剂1. 添加剂的定义及分类添加剂的定义及分类 添加剂，亦称助剂，

9、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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志添加剂高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志添加剂添加剂功能性添加剂功能性添加剂工艺性添加剂工艺性添加剂改性剂改性剂稳定化添加剂稳定化添加剂改善加工性能添加剂改善加工性能添加剂加工稳定剂加工稳定剂难燃化添加剂难燃化添加剂改善表观性能和外观添加剂改善表观性能和外观添加剂轻质化添加剂轻

10、质化添加剂柔软化添加剂柔软化添加剂改善机械性能添加剂改善机械性能添加剂热稳定剂热稳定剂抗氧剂抗氧剂润滑剂润滑剂脱模剂脱模剂塑解剂塑解剂软化剂软化剂聚合物型添加剂聚合物型添加剂增塑剂增塑剂抗氧剂抗氧剂光稳定剂光稳定剂热稳定剂热稳定剂金属钝化剂金属钝化剂防霉剂防霉剂阻燃剂阻燃剂减烟剂减烟剂防静电剂防静电剂防雾滴剂防雾滴剂润滑剂润滑剂着色剂着色剂发泡剂发泡剂增塑剂增塑剂轻质添加剂轻质添加剂增塑剂增塑剂抗冲击改性剂抗冲击改性剂交联剂交联剂偶联剂偶联剂填充剂填充剂补强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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志中国塑料添加剂中国塑料添加剂2002-2

11、003年产能表年产能表添加剂企业数（个）生产能力产量2002200320022003增塑剂50150.0150.065.055.0热稳定剂9020.021.08.07.8阻燃剂7015.017.07.08.0冲击改性剂6010.012.07.07.5发泡剂458.08.06.06.0润滑剂607.07.54.34.5抗氧剂452.02.21.82.0光稳定剂300.91.00.150.2其他808.09.06.57.0合计550220237.710598注：表中有85%是用于塑料加工的添加剂2.添加剂的选用原则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

12、间的相互作用经济性高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料的制造1. 高分子材料的特性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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 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

13、料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料的制造2. 塑料工业飞速发展的原因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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料的制造高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 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材料的制造框图高分子材料的制造3. 高分子化合物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

14、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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料的制造高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 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高分子化合物的成型加工过程聚合聚合配料、混炼配料、混炼成型成型配料、混炼配料、混炼一次成型一次成型二次成型二次成型一次成型一次成型高分子材料的制造高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料的制造高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远

15、志高分子化合物的加工性能及其影响因素高分子化合物的加工性能及其影响因素加工性能含义发生场合制约因素可挤压性材料受挤压作用形变时，获取和保持形状的能力 挤出机、注射机的机筒、压延机的辊筒间及模具中熔体黏度、加工设备结构、熔体流变性、熔体流动速率可模塑性材料在温度和压力作用下，产生形变和在模具中模制成型的能力 注射机、挤出机、模压机作用下模塑成型过程中流变性、热性能及其他物理机械性能、高分子化合物的化学反应性可延展性材料在一个或两个方向上受到压延或拉伸的形变能力 压延或拉伸成型中材料的塑性能力和应变硬化作用可纺性材料通过成型而形成连续固态纤维的能力挤出成型时的喷头流变性、熔体黏度和强度、热稳定性和

16、化学稳定性高分子材料的制造高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料热高分子材料热- -机械特性与成型加工的关系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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 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塑料成型加工工艺其他浇铸高分子材料的制造高分子材

17、料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志高分子材料的制造高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志注射成型产品高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志注射成型产品高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志注射成型产品高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志注射成型产品高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志挤出成型产品高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志中空成型产品高分子材料成型加工高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志课后作业1.材料的四个要素是什么？2.材料必须具备哪些特点？3.什么是高分子材料？制造高分子材料的三个关键因素是什么？4.什么是热塑性弹性体？它有哪些特点？5.什么是添加剂？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？6.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高分子材料成型加工绪论绪论明德至诚 博学远志