八高分子材料成形工艺.PPTVIP

第八章 高分子材料成形工艺 第一节 高分子材料成形原理 一、高分子材料的结构 高分子的链状结构主要有线型、支链型和体型等三种类型，如图8-1所示。 ; 1．线型分子链 各链节以共价键连接成细长线型长链分子，像一根长线，但通常不是直线，而是卷曲状或线团状。 2．支链型分子链 在主链上以共价键连接着相当数量的长短不一的支链，其形状有树枝形、梳形、线团支链形。 3．体型(网型或交联型)分子链 它是在线型或支链型分子链之间，沿横向通过链节以共价键连接起来，产生交联而呈三维网状结构。;二、高分子链内旋转构象及其柔顺性 由于大多数高分子的主链都存在着许多单键，单键是由σ电子组成，其电子云轴性对称分布，因此高分子在运动时C-C单键可以绕轴旋转，称为内旋转。图8-2为碳链高分子链的内旋转示意图。;三、高聚物的聚集态（Assemble State）和物理状态 1. 高聚物的聚集态 高聚物中大分子的排列和堆砌方式称为高聚物的聚集态。高聚物大分子链的聚集状态主要有三种结构，如图8-3所示。 表8-1为聚乙烯的结晶度与力学性能间关系。 2. 高聚物的物理状态 高聚物在不同温度下呈现出不同的物理状态，因而具有不同的性能。线型非晶态高聚物在不同温度下，呈现出三种物理状态：玻璃态（Glass State）、高弹态（High Elasticity State）和粘流态（ Viscous Flow State），其变形—温度曲线如图8-4所示。 ;四、聚合物的成形性能 1.聚合物的流动性（Fluidity） 即聚合物熔体受力变形和流动的性能。 2.聚合物的收缩性（Contractility） 即聚合物在凝固和冷却过程中，体积和尺寸缩小的现象。 3.熔体弹性 在聚合物熔体粘性流动过程中伴随有可逆的弹性变形，称为熔体弹性。 五、高聚物的类型 1. 按合成反应分有加聚聚合物和缩聚聚合物，所以高分子化合物常称为聚合物或高聚物。 2. 按高聚物的热性能及成型工艺特点分为热固性和热塑性两大类。 3. 按用途分有塑料、橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料等。;第二节 塑料成形工艺 一、塑料的组成 1.树脂 塑料中的树脂主要是合成树脂，是塑料的主要成分，起胶粘剂作用，其特性不仅决定塑料的类型(热固性或热塑性)，还决定塑料的性能。 2.填充剂 又称填料，其作用是调整塑料的物理化学性能，提高材料强度，扩大使用范围以及减少合成树脂的用量，降低塑料成本。 3.增塑剂 增塑剂是增加树脂塑性和柔韧性的添加剂，也可以降低塑料的软化温度，使其便于加工成型。 ;二、塑料的性能 1. 物理性能 (1)密度小 (2)热学性能 (3)耐热性 (4)绝缘性 2. 化学性能 塑料的化学性能主要是指塑料的耐蚀性。 3. 力学性能 (1)强度、刚度和韧性 图8-5为聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)在不同温度下的应力--应变曲线。 (2)蠕变与应力松弛 (3)减摩性 ;4．塑料的成形工艺性能 (1)收缩性 塑件自模具中取出冷却到室温后，发生尺寸收缩的特性称收缩性。成形后塑件的收缩称为成形收缩，其大小可用收缩率来表示，即有： 式中 Sj--计算收缩率； Ls--塑件在室温时的单向尺寸； Lm--模具在室温时的单向尺寸； (2)流动性 塑料在一定的温度和压力下填充模具型腔的能力称为流动性。 (3)热敏性 热敏性是指某些热稳定性差的塑料，在料温高和受热时间长的情况下就会产生降解、分解、变色的特性，具有这种特性的塑料叫做热敏性塑料。 (4)吸水性 塑料吸收水分的性质称为吸水性。 (5)硬化特性 硬化特性是热固性塑料特有的性能，专指热固性塑料的交联反应。 ;三、塑料的分类 按塑料中的分子结构及热性能分类 (1)热塑性塑料 也称热熔性塑料，常用的有聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、有机玻璃、尼龙等塑料。 (2)热固性塑料 常用的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂塑料、呋喃树脂、有机硅塑料、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、硅酮塑料等。;2. 根据塑料性能及用途、分类 (1)通用塑料 通用塑料是一种非结构材料，是指那些产量大、用途广、价格低、性能一般的常用塑料。 (2)工程塑料 指在工程技术中用作结构材料的塑料，这类塑料一般具有较高的机械强度，还具有很好的耐磨性、耐腐蚀性、自润滑性及尺寸稳定性等。 (3) 增强塑料 在塑料中加