1、Plasticstrainning（一）（一）efoundation of plastics一般塑料弹性模数在104105千克/厘米2 塑料塑料 (聚合物聚合物)原料原料熱固性塑熱固性塑料料熱塑性塑熱塑性塑料料无定无定型型塑料塑料结晶型塑料结晶型塑料塑料分类热固性塑料非結晶性非結晶性 化學性敏感化學性敏感.適度耐熱溫度適度耐熱溫度.衝擊強度衝擊強度.較低模收縮率較低模收縮率.均勻物性均勻物性.結晶性結晶性 抗化學性抗化學性.較高耐熱性較高耐熱性.缺口效應敏感缺口效應敏感.模收縮率較大模收縮率較大.耐疲勞性耐疲勞性.耐磨耗性耐磨耗性.高分子的排列高分子柔顺性高分子能够改变其构象的性质称为柔顺性。
2、高聚物分子链很长，长径比可达50000：1高聚物分子链也很柔顺，用 表示，值越小越柔顺高分子柔顺性影响高分子链柔性和刚性的因素：1、主链结构；Si-O最易旋转，C-O次之，C-C比前两种难。2、取代基的影响；3、分子间作用力的影响、4、分子量的影响；5、交联的影响；6、温度的影响。高分子结构的分类高分子的结构可以分为两个组成部分：1、高分子的链结构，即分子内结构；链结构又分为近程结构（一级结构）和远程结构（二级结构）。链结构是指单个高分子的结构和形态。其中一级结构研究范围包含高分子的组成和构型两方面。二级结构研究高分子的构象，即单个高分子在空间中所存在的各种形状。构型与构象的意义不同，构型（c
3、onfiguration)是指分子中由化学键所固定的空间排列，若改变构型需破坏或重建化学键；构象（conformation)是指一个分子由于围绕碳-碳单键旋转而产生分子中的原子在空间的不同排列形式。2、聚集态结构 是指高分子材料整体的内部结构，包括晶态、非晶态、取向态、夜晶态以及织态结构，前四种描述高分子聚集体中的分子间是如何堆砌的，又称三级结构。织态结构和高分子在生物体中的结构则属于更高级的结构。对于聚合物材料来说，一级与二级结构只是间接影响其性能，而三级结构则直接影响其性能。高聚物的分子运动与分子状态TgTfTd高聚物的分子运动与分子状态TgTf1TmTf2高聚物的分子运动与分子状态 链段
4、：当分子链中某一个单键发生内旋转时，它的运动不是孤立的，它会带动与其相邻的化学键一起运动，从而在主链上形成了由若干个化学键组成的独立运动的小单元“链段”。从分子运动机理来看，玻璃化转变是高分子链段的运动被冻结或被解冻的过程。所以，玻璃化温度Tg是链段的运动被冻结或被解冻的过程。区别于热变形温度。凡是能增加高分子链的柔性或是空间，均会降低Tg。玻璃化转变不是热力学的平衡过程。高聚物的分子运动与分子状态高聚物的分子运动与分子状态高分子运动的主要特征：1、运动单元的多重性 2、高分子运动是一个松弛过程 3、高分子运动与温度的关系 温度对高分子的运动有两方面的作用，一种是使运动单元得到足以克服运动障碍
5、的活化能 E，另一种作用是温度升高，体积膨胀提供了运动单元产生运动的自由体积，便于高分子自由迅速地运动。在较低温度下（如4200K），高分子运动能量很低，此时只有键长与键角的改变，变形量小于1%，形变与受力大小成正比，外力消失后，形变立即恢复，此时高聚物所处的状态称为“玻璃态”。当温度升高，使高分子链的运动能量大到足以克服围绕键内旋转的势垒时链段开始运动，由于链段的运动其变形量可达100-1000%，高分子从无规线团构象可以被拉直，外力去除后，链段的运动又使分子链恢复到卷曲状态，表现出很大的弹性且形变可逆性，这时的高聚物所处的状态称为“高弹态”。高弹态是非晶态高聚物特有的力学状态。高聚物的分子
6、运动与分子状态 温度继续升高到一定数值时，不仅链段能够运动，而且整个分子也能运动，此时在外力作用下高分子表现为粘性流动，即发生大分子间的相对位移，这种状态称为“粘流态”。此时的变形是不可恢复的。非晶态高聚物随温度变化出现的三种力学状态，是其内部分子处于不同运动状态的宏观表现。线形高聚物的粘性流动高聚物粘性流动的特点：1、高分子的流动是通过链段的协同运动来完成的。象蚯蚓的蠕动一样。2、绝大多数高聚物是非牛顿流体，其黏度随剪切速率的增加而降低，这是因为高分子在流动时由于各液层存在一定速度梯度，细而长的大分子沿流动方向取向的结果。3、高分子流动时伴有高弹形变。高聚物流动性的描述1、熔融指数（Melt
7、 flow Index).在一定温度下，熔融状态的高聚物在一定的负荷下，十分钟内从规定直径和长度的标准毛细管中流出的重量（克数）。2、粘度。粘度是液体流动时分子内摩擦大小的量度，粘度大表示流动阻力大，即流动性差。a =K(d r/d t)n-1 a 称为表观粘度，它是从高聚物熔体直观的流动情况所测得的粘度值。塑料分子分布 高聚物分子不同于小分子化合物，它不是由单一分子组成，而是由不同级别的分子组成。分布太窄，流动性差，加工困难,但分布过宽不但使机械性能降低，还会给加工带来麻烦（粘辊、溢料等）在注塑中的粘螺杆现象。塑料的吸水方式H2OH2OH2O大部分高聚物分子具有极性，水分子也有大部分高聚物分
8、子具有极性，水分子也有极性，极性，所以所以高聚物高聚物吸湿吸湿 水份吸收均衡性水份吸收均衡性塑料的吸水方式乾燥條件乾燥條件 原料原料烘料溫度烘料溫度 烘料時間烘料時間 露點空氣露點空氣 PPO 99 1-2 Hours -30ABS 82 2-4 Hours -30PC 120 3-4 Hours -30Polyetherimide 120 3-4 Hours -30PBT 120 2-4 Hours -30 NOTE:回收料使用因粉碎顆粒較大回收料使用因粉碎顆粒較大,必須增長烘乾時間必須增長烘乾時間每一規格塑料之烘乾條件請參照物性表建議事項每一規格塑料之烘乾條件請參照物性表建議事項.露点 露
9、点（或霜点）温度：指空气在水汽含量和气压都不改变的条件下，冷却到饱和时的温度。露点与气温的差值可以表示空气中的水汽距离饱和的程度。露点温度可能出现在不同的位置.熱空氣熱空氣流量較快流量較快慢速流量慢速流量擴散器擴散器均勻流量均勻流量熱空氣熱空氣干燥干燥設備設備 料筒應用造成不同循環流動(2:1),對乾燥效果亦所有不同.使用擴散器具對原料乾燥效果較為均勻.吸收吸收移轉移轉.8.02PercentMoistureContent-20-100204060Dew Point露點均勢均勢適合程度適合程度吸收吸收/移轉移轉塑料的水份含量塑料热变形温度 烘料筒選用烘料筒選用 成品重量成品重量 x 射出循環時
10、間射出循環時間=數值數值例如:500 g成品重 x 30 秒循環時間=1Kg/分 或 60 Kg/時 數值數值 x 乾燥時間乾燥時間 =建議烘料筒尺寸建議烘料筒尺寸例如:60Kg/時 x 4 小時=240 Kg烘料筒烘料筒選用必須大於足夠乾燥時間相關配備相關配備 計量段計量段 混鍊混鍊/壓壓縮縮 供給段供給段供給段供給段 :進料供給作用進料供給作用.混鍊混鍊/壓縮壓縮 段段 :利用牙深產生剪熱壓縮混鍊材料利用牙深產生剪熱壓縮混鍊材料.計量段計量段 :最後塑化材料最後塑化材料.螺杆結構計量段計量段供給段供給段螺桿設計螺桿設計hf hm L/D=20:1壓縮比壓縮比 =2:1雙金屬設計雙金屬設計,
11、磨耗性磨耗性,熱傳導性熱傳導性hm hf 壓縮壓縮/混鍊混鍊LD(供給段牙深)螺杆結構球形逆流球形逆流閥閥OpenClosed 射出動作射出動作噴咀結構噴嘴設計噴嘴設計段道長度 0.0-4.75.口徑尺寸4.76-9.5.豎焦道口徑小於0.5-0.8噴嘴尺寸儘可能使用較短尺寸之噴嘴設計.噴咀結構加熱片加熱片CylinderBore注射方向注射方向噴咀結構流道流道射出成形模具設計建議之流道尺寸建議之流道尺寸:流動均衡主流道-全圓形 或 梯形設計9.5 250以上8.0 75-2506.5 75 或 以下次流道6.5 Minimum容許最大材料流動塑料冷凝影響最少流道流道流動流道設計全圓型優梯梯型
12、型好好半圓型半圓型較差較差PL流道設計元素周期表晶体为何有固定的熔点这是由晶体的分子排列结构决定的：当晶体从外界吸收热量时，其内部分子、原子的平均动能增大，温度也开始升高，但并不破坏其空间点阵，仍保持有规则排列。继续吸热达到一定的温度熔点时，其分子、原子运动的剧烈程度可以破坏其有规则的排列，空间点阵也开始解体，于是晶体开始变成液体。在晶体从固体向液体的转化过程中，吸收的热量用来一部分一部分地破坏晶体的空间点阵，所以固液混合物的温度并不升高。当晶体完全熔化后，随着从外界吸收热量，温度又开始升高。（而非晶体由于分子、原子的排列不规则，吸收热量后不需要破坏其空间点阵，只用来提高平均动能，所以当从外界
13、吸收热量时，便由硬变软，最后变成液体。）物體為什么會透明玛丽安和迈克尔正在泰国旅行，他们决定乘玻璃底的船观光。迈克尔：我们是不是一上船就要穿拖鞋，这样才不会把船底踩破？玛丽安:是啊，而且还严禁蹦蹦跳跳。迈克尔：你知道的，我从来都没搞懂，玻璃或者类似的物品为什么是透明的。玛丽安：嗯，你知道光像电磁波那样传播，是吧？任何能传导那种波的物质都是透明的。迈克尔：我知道了。这跟物质的结构有关。玛丽安：对。那是有些复杂。如果物质中的电子吸收不了任何能量，光波就会不受干扰地穿过。迈克尔：所以那种物质就是透明的。玛丽安：要是电子能吸收能量，物质就不是透明的了。迈克尔：那煤炭和钻石呢？一种是黑的，另一种是透明的
14、，但是它们都是由同样的碳原子组成，具有同样的电子啊。玛丽安：煤炭的电子不象钻石的电子结合得那样紧密。所以它们就可以挡住光线，不让它穿过。迈克尔：现在问题都弄清楚了。可以上船了吗，爱因斯坦小姐？玛丽安：走吧。我的实验服还可以兼作救生衣呢物體為什么會透明电子吸收光子的能量并将其转化为其他形式（通常是转化为热能）,电子吸收并保存光子的能量（这样会引起发光现象，储能时间较短时称为荧光，储能时间较长时称为磷光）电子吸收光子的能量并将其沿入射方向发射回去（反射）电子不吸收光子的能量时，光子继续沿其路径传播（透过）绝大多数情况下，以上四种情况在光线照射物体时会同时发生。不同种材料中的电子吸收能量的范围不同。
15、例如，许多玻璃都可阻挡紫外线（UV）。这是因为，玻璃中的电子吸收了紫外线中光子的能量，但并未吸收可见光中较弱的光子能量。如果电子吸收了可见光中的任何一部分能量，那么透过的光都会带有颜色，具体取决于吸收的是哪一种光。事实上，任何物体的颜色都是由该物质中电子所吸收的光子的能级决定的。尽管黑曜石或松脂石玻璃可以天然形成，但一般使用的玻璃都是一种人造物质。制造玻璃的基本方法如下：最常用的制造玻璃的原料是硅石，这种原料就像海滩上随处可见的沙子一样普遍。对原料进行高温加热，直至其融化为液态，然后再冷却。得到的物质具有像液体一样随机排列的分子结构，同时保留了强力的联结和固体那样的硬度。上述是一个简化了的流程。现实中通常还会在其中加入可加快硅石融化的物质，以及使玻璃更坚固而不易碎的原料。对温度、加热时间和冷却方法的要求都十分严格。在玻璃制造中用作冷却剂的材料可使分子的排列呈无序状态（像液体一样），其所含电子不吸收可见光的光子能量。这就是为什么同样是固体，但玻璃透明而木头、金属和石头等都不透明的道理。
