单元八塑料焀融与冷却教案详解.ppt

聚合物的热稳定性限制了加工最高温度和经受高温的时间。 传热的判据（温度梯度和熔融速率） 密度、比热容、粘度、热导率、热扩散系数等与温度和聚合物形态密切相关。 实际上各种添加剂会导致各项参数的变化。 （三）、传热的速度控制 熔体的粘度很大，会造成粘性耗散，导致聚合物热降解。 外部输入机械功能量消耗大 流动速度标准：最高传热速率，加热均匀，停留时间短 结晶度 密度 强度 硬度 刚性 耐热性 电性能 化学稳定性 透明性 冷却时间的计算 思考题 为什么塑料加热与冷却不能有太大的温差？ 答：塑料是热的不良导体，导热性较差。加热时，热源与被加热物的温差大，物料表面已达到规定温度甚至已经分解，而内部温度还很低，造成塑化不均匀。冷却时温差大，物料表面已经冷却，而内部冷却较慢，收缩较大，形成较大的内应力。 什么是塑件在模具内的冷却时间？ 通常指塑料熔体从充满型腔时起到可以开模取出制件的这一段时间。 可开模的标准：塑件已充分固化，具有一定的强度和刚度，开模推出时不致变形开裂。 衡量塑件已充分固化的准则： ①塑件最大壁厚中心部分的温度已冷却到该种塑料的热变形温度以下。 ②塑件截面内的平均温度已达到所规定的塑件的出模温度。 ③对于结晶形塑料，最大壁厚的中心层温度达到固熔点，或结晶度达到某一百分比。 (1) 塑件最大壁厚中心部分温度达到热变形温度时所需的冷却时间T1(s)为 式中 S——塑件的壁厚，mm； α1——塑料热扩散率，mm2／s； tc——塑料注射温度，℃； tM——模具温度，℃； t1——塑料的热变形温度，℃；确定t1时还应根据经验。 针对上述三种准则，有三种计算塑件冷却时间公式 (2)塑件截面内平均温度达到规定的塑件出模温度时所需要的冷却时间T2(s)为 式中 t2——截面内平均温度，℃。 (3)结晶形塑料制件的最大壁厚中心温度达到固熔点时所需的冷却时间T3(s) ①聚乙烯 (棒类) （板类） ② 聚丙烯 (棒类) （板类） 以上两式的适用范围是tc=193.3～248.9℃，tM=4.4～79.4℃。 以上两式的适用范围是tc=232.2～282.2℃，tM=4.4～79.4℃。 ③聚甲醛 (棒类) （板类） 以上两式的适用范围是tc190℃，tM125℃。 * 化学工业出版社 单元八 塑料熔融与冷却 ◆塑料熔融所需热量的来源 ◆塑料熔融方法 ◆传热基本原理 ◆塑料传热因素分析 一、塑料熔融所需热量的来源 （一）外加热 塑料加工外部加热有电加热、蒸汽加热、远红外线及热空气加热等方式，一般来说电加热的应用比较多。 (a) (b) 图8-1 塑料挤出机的电加热置 （a）挤出机电热器的位置，（b）电加热器 （a） 图8-2 介质加热压延机辊筒 (a)加热介质在辊筒中的流动方向；(b)介质温度控制器 (b) （二）内摩擦热 图8-3 塑料摩擦生热混合机 图8-4 电磁动态塑化挤出机螺杆 作周向脉动、轴向振动及大分子运动示意图 二、塑料熔融方法 熔融全部热量由接触或暴露表面提供，熔融速率仅由传导决定。 例：滚塑 （一）无熔体移走的传导熔融 （二）、移动热源的加热和熔融? 图8-6 聚氯乙烯塑料使用焊枪焊条的焊接 （三）、强制熔体移走的传导熔融? （四）、耗散-混合熔融? （五）、压缩耗散熔融与其它能源耗散熔融 (a) (b ) 图8-9 压缩耗散与其它能源耗散熔融示意图 (a)压缩耗散熔融 （b）其它能源耗散熔融 三、传热基本原理 （一）、对流传热? 对流传热是指流体各部分发生相对位移而引起的传热现象，由于塑料成型加工过程中塑料熔体的黏度较大，一般都是蠕动流动，所以熔体内的对流传热不多，但这种传热方式在塑料加工过程中主要用在配料过程中的热混合、冷混合，也可用于物料的干燥。 图8-12 物料混合过程中的对流传热 1-回转盖2-容器3-挡板4-快转叶轮 5-出料口6-机座7-电机8-进料 （二）、热传导? 在塑料成型加工过程中，无论是加热塑料让塑料熔融还是将塑料熔体冷却成固体，如注射成型过程中，注射机料筒内物料的熔融，料筒上的电加热器将热量通过料筒壁传导给料筒内的物料即为热传导过程，模具中塑料熔体冷却过程是冷却流道中的冷却介质将塑料熔体中的热量传导出来，通过冷却介质带走。 傅立叶定律是热传导的基本定律，它指出：单位时间内传导的热量与温