第五、七章高分子装备

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1、材料成形装备及自动化材料成形装备及自动化精品课程精品课程 李春辉李春辉 2015.10.231、试以某塑料瓶为例，自选成形方法、简述其成形工艺过程，并列、试以某塑料瓶为例，自选成形方法、简述其成形工艺过程，并列举各过程中典型装备名称，及重要参数。举各过程中典型装备名称，及重要参数。2、试简述对工业自动化的理解，之后以陶瓷茶壶为例，简述其自动、试简述对工业自动化的理解，之后以陶瓷茶壶为例，简述其自动化成形过程，并列举各过程中典型装备的名称化成形过程，并列举各过程中典型装备的名称 （至少写出（至少写出 4种装种装备名称备名称)3、试简述玻璃瓶成形的工艺过程，并列举各过程中典型装备名称。、试简述玻璃

2、瓶成形的工艺过程，并列举各过程中典型装备名称。5.1 5.1 概论概论 5.2 5.2 塑料注射机塑料注射机 5.3 5.3 数字塑料注射机数字塑料注射机第第5章章高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化 高分子：分子量大于高分子：分子量大于10104 4，即分子量超过，即分子量超过1 1万的分子。万的分子。 对于那些多次重复单元连接成的物质叫高分子材料、聚合物对于那些多次重复单元连接成的物质叫高分子材料、聚合物 聚合物：包括塑料、橡胶和合成纤维等。聚合物：包括塑料、橡胶和合成纤维等。 聚合物加工：将聚合物聚合物加工：将聚合物( (有时还加入各种添加剂、助剂或改性材有时还加入各种添

3、加剂、助剂或改性材等等) )转变成实用材料或制品的一种工程技术。转变成实用材料或制品的一种工程技术。 聚合物加工技术的基本任务是：研究聚合物加工技术的基本任务是：研究聚合物加工方法聚合物加工方法及所获得及所获得的的产品质量与各种因素产品质量与各种因素( (材料的流动和形变行为、各种加工条件参材料的流动和形变行为、各种加工条件参数及设备结构等数及设备结构等) )的关系的关系。第第5章章高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化具有一些特有的加工性质如：具有一些特有的加工性质如： 1、可模塑性、可模塑性 (Mouldability) 2、可挤压性、可挤压性 (Extrudability)

4、 3、可纺性、可纺性 (Spinnability) 4、可延性、可延性 (Stretchability)这些加工性质为这些加工性质为聚合物材料聚合物材料提供了提供了适于各种加工技术适于各种加工技术的可能性，的可能性，这也是聚合物能得到广泛应用的重要原因。这也是聚合物能得到广泛应用的重要原因。第第5章章高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化1 1、可模塑性、可模塑性 即：材料在即：材料在温度温度和和压力压力作用下作用下形变形变和在和在模具模具中模制中模制成型成型的的能力能力。 具有可模塑性的材料可通过具有可模塑性的材料可通过注射注射、模压模压和和挤出挤出等成型方法成形。等成型方法成

5、形。 可模塑性主要取决于：材料的可模塑性主要取决于：材料的流变性流变性、热性质热性质和其它和其它物理力学性质物理力学性质等，等， 热固性聚合物还与聚合物的热固性聚合物还与聚合物的化学反应性化学反应性有关。有关。 选择适当的选择适当的温度温度和和压力压力使成型达到模塑的最佳区域。使成型达到模塑的最佳区域。第第5章章高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化2 2、可挤压性、可挤压性 即：聚合物通过即：聚合物通过挤压挤压作用作用形变形变时时获得形状获得形状和和保持形状保持形状的的能力。能力。 只有当聚合物处于只有当聚合物处于粘流态粘流态时才能通过挤压获得宏观而有用的形变。时才能通过挤压获

6、得宏观而有用的形变。 可挤压性主要取决于熔体的可挤压性主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度剪切粘度和拉伸粘度。 材料的挤压性质还与材料的挤压性质还与加工设备加工设备的结构有关。的结构有关。3 3、可纺性、可纺性 即：聚合物材料通过即：聚合物材料通过加工加工形成形成连续的固态纤维连续的固态纤维的的能力能力。 主要取决于材料的主要取决于材料的流变性质流变性质，熔体，熔体粘度粘度、熔体、熔体强度强度以及熔体的以及熔体的热稳定热稳定 性性和和化学稳定性化学稳定性等。等。第第5章章高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化4 4、聚合物的可延性、聚合物的可延性 即：表示无定形或半结晶固体聚合物即

7、：表示无定形或半结晶固体聚合物在一个方向在一个方向或或二个方向二个方向上受到上受到压延压延或或拉伸拉伸时时变形变形的的能力能力。 材料的这种性质为生产材料的这种性质为生产长径比很大长径比很大的产品提供了可能，利用聚合物的可的产品提供了可能，利用聚合物的可延性，可通过延性，可通过压延压延或或拉伸拉伸工艺生产薄膜、片材和纤维。工艺生产薄膜、片材和纤维。 但工业生产上仍以但工业生产上仍以拉伸法拉伸法用得最多。用得最多。 高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化第第5章章高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化第第5章章高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化第第5

8、章章高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化聚合物加工与成形通常有以下形式：聚合物加工与成形通常有以下形式： 1 1、聚合物、聚合物熔体熔体的加工；的加工； 2 2、类橡胶状类橡胶状聚合物的加工；聚合物的加工； 3 3、聚合物、聚合物溶液溶液的加工；的加工； 4 4、低分子低分子聚合物或聚合物或预预聚物的加工；聚物的加工； 5 5、聚合物、聚合物悬浮体悬浮体的加工；的加工； 6 6、聚合物的、聚合物的机械机械加工。加工。 大多数情况下，聚合物加工通常包括两个过程：大多数情况下，聚合物加工通常包括两个过程： 1 1、首先使原材料产生、首先使原材料产生变形或流动变形或流动，并，并取得取

9、得所需要的所需要的形状形状； 2 2、然后设法、然后设法保持保持取得的形状取得的形状( (即即固化固化) )。 根据聚合物在加工过程根据聚合物在加工过程有否物理有否物理或或化学变化化学变化分为：分为：1 1）热塑性热塑性聚合物的加工：聚合物的加工： 加工过程主要发生加工过程主要发生物理变化物理变化。例如注射成型、挤出成型。例如注射成型、挤出成型 ( (包包括吹塑成型、纤维纺丝括吹塑成型、纤维纺丝) )、压延成型、热成型、搪塑成型和流、压延成型、热成型、搪塑成型和流涎薄膜等。涎薄膜等。2 2）单体）单体/ /低低聚合物的加工：加工过程主要发生聚合物的加工：加工过程主要发生化学变化化学变化。引发剂

10、。引发剂或加热，发生聚合或交联反应而固化。或加热，发生聚合或交联反应而固化。3 3）热固性热固性塑料的加工：塑料的加工： 加工过程中同时加工过程中同时兼有物理和化学变化兼有物理和化学变化。例如在加工过程中有。例如在加工过程中有 加热加热流动和交联流动和交联固化作用，热固性塑料的模压成型、注固化作用，热固性塑料的模压成型、注射成型和传递模塑成型以及橡皮的成型等属于这一类。射成型和传递模塑成型以及橡皮的成型等属于这一类。 加工技术大致包括加工技术大致包括4 4个个过程：过程：1 1）温和、熔融和均化温和、熔融和均化作用；作用； 2 2）输送和挤压输送和挤压；3 3）拉伸或吹塑拉伸或吹塑； 4 4）

11、冷却和固化冷却和固化第第5章章高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化第第5章章高分子材料成形设备及自动化高分子材料成形设备及自动化注射机注射机: :又名注塑机又名注塑机, ,是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。注射成型是通过制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。注射成型是通过注塑机注塑机和和模具模具来实现的来实现的 注塑机按外形分类：立式、卧式注塑机按外形分类：立式、卧式按对原料的塑化和注射方式：柱塞式、螺杆式、排气式注射机按对原料的塑化和注射方式：柱塞式、螺杆式、排气式注射机按加工能力分为：超小型