塑料成型工艺及模具设计 塑料成型基础ppt课件.ppt

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1、第二章塑料成型基础塑料成型工艺及模具设计广义而言，几乎所有的塑料材料都必须经过成型加工才能成为有用的制品，或具有特定的性能、满足特殊需要而被使用，所以塑料成型加工在高分子科学领域具有重要的意义，在塑料工业具有相当重要的地位和作用。在塑料制品加工中普遍采用的方式是将固态塑料加热并使之成为可流动状态，然后施加力的作用，利用塑料的流动和变形性质采成型制品。2.1高聚物的物理力学状态与特征温度低分子化合物的三种物理状态固态液态气态高聚物加热后的状态塑料由固态时的较小体积逐渐胀大，并具有了弹性，直至最终成

2、为能够流动的熔体。高聚物的三态玻璃态高弹态粘流态特征温度用于区分塑料物理力学状态转化的临界温度称为转化温度，也叫特征温度。无定型高聚物的温度—形变曲线2.2成型过程中塑料受到的应力与应变首先需要明确的一点只有在受到外力作用而产生应变时，塑料才会流动和变形。塑料加工过程中常见的应力剪切应力拉伸应力压缩应力2.3高聚物的的凝聚态高聚物的组成高聚物由无数大分子组成，每个大分子又由许多单体（基本结构单元）重复组成。而每个单体的化学组成都是比较简单的，是一个具有稳定化学键的几个原子的小基团。我们可以用A、

3、B、C等字母来表达各种单体。均聚物每条大分子链由一种单体串联形成的聚合物，叫做均聚物。…—A—A—A—A—A—……—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—…交替共聚物每条大分子链由由两种单体A和B交替串联形成的聚合物，叫交替共聚物。…—A—B—A—B—A—B—…无规共聚物每条大分子由两种单体构成，其在分子链中的排列是任意的，这种聚合物被称为无规共聚物。…—A—B—A—A—B—A—…三元共聚物三种单体组成的大分子叫三元共聚物。接枝聚合物和嵌段聚合物对A和B还可采取其它的排列方式，如，主链是由A组

4、成，而支链由B组成的接枝聚合、主链为由一长段A的高分子化合物链，再按一长段B的高分子化合物链的嵌段聚合。大分子链的空间构型线型支链状线型体型2.4塑料熔体流变性与塑料粘度的调节流变学研究物质形变与流动的科学称为流变学。流体层流模型牛顿型流体表观粘度与剪切速率无关的流体称为牛顿型流体。非牛顿型流体表观粘度随着剪切速率的变化而发生改变的流体称为非牛顿型流体。不同类型流体的流动曲线1—宾哈流体2—膨胀性流体3—牛顿流体4—假塑性流体5—复合型流体塑料粘度的调节塑料熔体的粘度对其流动成型难易程度的影响至

5、关重要。由流变学理论可知，塑料熔体的粘度具有可调节性。温度对粘度的影响热塑性塑料无论其熔体属于牛顿型或非牛顿型，提高其温度，只要不超过分解温度，均可令粘度下降。但是，各种塑料因温度改变而引起粘度变化的程度却在有差异。温度对塑料粘度熔体粘度的影响剪切速率对塑料粘度熔体粘度的影响绝大多数塑料熔体属于假塑性流体，具有表现粘度随剪切速率或切应力的增大而减小的流变性能。与不同种类的塑料对温度的敏感性各不相同类似，各种假塑性塑料的粘度对其所受剪切速率发生改变的敏感性亦不一致。剪切速率对聚合物熔体粘度的影响1

6、、2—聚乙烯；3—醋酸纤维素改变剪切速率的具体方式改变螺杆转速改变注射速度（注射时间）改变浇口尺寸压力对聚合物熔体粘度的影响提高压力（注射压力和挤压压力）对塑料粘度起增大作用。其原因是，粘度依赖于分子间的作用力，作用力又与分子间的距离有关，增加压力意味着减小分子间的距离，因而其流动粘度增大。--------单纯通过增大压力来提高塑料熔体流量是不恰当的。其它因素成型制品时，除了对既定塑料原料上述三个因素合理控制外，应注意模具温度状况和浇注系统结构同样对塑料熔体充模流动粘度发生重要影响，要真正实现合

7、理的粘度，还必须包括这部分的设计要合理。大分子的取向问题塑料中的聚合物大分子、细而长的纤维状填料分子在成型过程中由于受到应力作用而产生分子整齐、平行排列的现象，这种现象称之为分子取向。根据应力性质不同，有两种分子取向形式——流动取向和拉伸取向，它们分别由剪切应力和拉伸应力作用形成。非晶态聚合物的拉伸取向长矩形注射制品内部分子定向示意图注射成型时聚合物熔体中纤维状填料在扇形制件中的流动取向过程成型条件和模具浇口对分子定向程度的影响影响因素定向程度增大减小成型条件物料温度充模速度注射压力塑料充模时

8、间模具温度制品冷却速度冷慢高长冷快热快低短热慢模具浇口浇口位置选择浇口截面大小选较薄处大选较厚处小2.5塑料成型工艺性能注射成型生产工艺过程图注塑设备的组成结构示意图主要成型工艺参数温度压力时间温度料温（熔体温度）料筒温度喷嘴温度模具温度脱模温度压力塑化压力（背压）注射压力保压压力模腔压力时间注射时间保压时间冷却时间模塑周期模塑周期：模具连续生产时，完成一次注射成型工艺过程所需的时间为一个模塑周期。它由注射时间、保压时间、冷却时间和辅助时间四部分组成。模腔压力周期图A:高速注射时间B：注射保压时