塑料成型工艺学第一章.doc

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1、 本文由昀海贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 塑料成型工艺 学 授课教师： 授课教师：于洋 授课对象： 授课对象：高分子材料专业 0201、0202、0203、0204班 0201、0202、0203、0204班 课程的主要内容： 课程的主要内容： 塑料成型工艺和相关理论。 塑料成型工艺和相关理论。 要求： 要求： 1、了解和掌握塑料成型工艺过程的原理、生产控 、了解和掌握塑料成型工艺过程的原理、 制因素、物理化学变化及其对制品性能的影响。 制因素、物理化学变化及其对制品性能的影响。 2、进一步了解和掌握各种成型工艺所适应的塑料 、 品

2、种及其优缺点。 品种及其优缺点。 第一章 绪论 1.1 塑料成型加工及其重要性 一、塑料的发展史 人类社会的进步是与材料的使用密切相关的。 人类社会的进步是与材料的使用密切相关的。从石 器时代、铜器时代和铁器时代发展到今天，材料有四大类： 器时代、铜器时代和铁器时代发展到今天，材料有四大类： 木材、水泥、钢铁、塑料。20世纪，塑料成为一类迅速发展 木材、水泥、钢铁、塑料。20世纪， 世纪 起来的新材料。 起来的新材料。 早在19世纪以前，人们就已经利用沥青、松香、 早在19世纪以前，人们就已经利用沥青、松香、琥 19世纪以前 虫胶等天然树脂。 珀、虫胶等天然树脂。 1868年将天然纤维素硝化，

3、 1868年将天然纤维素硝化，用樟脑作增塑剂制成了 年将天然纤维素硝化 世界上第一个塑料品种，称为赛璐珞， 世界上第一个塑料品种，称为赛璐珞，从此开始了人类使用 塑料的历史。 塑料的历史。 1909年出现了第一种用人工合成的塑料-酚醛塑料。 1909年出现了第一种用人工合成的塑料-酚醛塑料。 年出现了第一种用人工合成的塑料 1920年又一种人工合成塑料-氨基塑料(苯胺甲醛塑料) 1920年又一种人工合成塑料-氨基塑料(苯胺甲醛塑料)诞 年又一种人工合成塑料 生了。这两种塑料当时为推动电气工业和仪器制造工业的发展 生了。 起了积极作用。 起了积极作用。 20世纪20、30年代，相继出现了醇酸树脂

4、、聚氯乙烯、丙 20世纪20、30年代，相继出现了醇酸树脂、聚氯乙烯、 世纪20 年代 烯酸酯类、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。 烯酸酯类、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。 从40年代至今，随着科学技术和工业的发展，石油资源的 40年代至今，随着科学技术和工业的发展， 年代至今 广泛开发利用，塑料工业获得迅速发展。 广泛开发利用，塑料工业获得迅速发展。品种上又出现了聚乙 聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、 烯、聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、聚碳 酸酯、聚酰亚胺等等。 酸酯、聚酰亚胺等等。 现在，全世界每年的塑料产量超过了1亿吨。 现在，全世界每年的塑料产量超过了1亿吨。美国每年塑

5、 料产量超过钢、铝和铜产量的总和。 料产量超过钢、铝和铜产量的总和。 二、塑料工业 塑料工业：塑料生产：树脂、 塑料工业：塑料生产：树脂、半成品 塑料制品生产：塑料成型加工 塑料制品生产： 三、塑料工业生产过程 塑料制品生产系统是由成型、机械加工、 塑料制品生产系统是由成型、机械加工、修饰和装配四个连续的生产 过程所组成的。 过程所组成的。 四、成型 将各种形态的塑料（粉料、粒料、溶液或分散体）制成所需形状的制 将各种形态的塑料（粉料、粒料、溶液或分散体） 品或坯制的过程，是一切塑料制品或型材生产的必经过程。 品或坯制的过程，是一切塑料制品或型材生产的必经过程。 1.2 塑料成型工业的过去和未

6、来 一、塑料成型工艺发展概况 1、移植时期 19世纪70年代开始 塑料浇铸、压缩模塑、压延成型、 世纪70年代开始， 19世纪70年代开始，塑料浇铸、压缩模塑、压延成型、片材热成型 等。 2、改造时期 20世纪20年代 品种、生产技术、方法的改进和扩展， 世纪20年代， 20世纪20年代，品种、生产技术、方法的改进和扩展，改造已有成 型加工技术和传统材料成型技术为主。 型加工技术和传统材料成型技术为主。 3、创新时期 20世纪50年代中期 大批高性能的塑料问世， 世纪50年代中期， 20世纪50年代中期，大批高性能的塑料问世，尖端技术的发展 对塑料制品的性能、 对塑料制品的性能、性能重现性和尺

7、寸精度等提出了更高的要 求。 4、近期发展趋势 由单一型技术向组合型技术发展， 由单一型技术向组合型技术发展，由向特殊条件下的成型技术发 展常规条件下的成型技术， 展常规条件下的成型技术，由基本上不改变塑料原有性能的保质 成型加工技术向赋予塑料新性能的变质型成型加工技术发展。 成型加工技术向赋予塑料新性能的变质型成型加工技术发展。 二、塑料和塑料制品生产的发展 1、世界塑料生产的年增长率： 、世界塑料生产的年增长率： 70年代以前：1215% 年代以前： 年代以前 70年代以后：45% 年代以后： 年代以后 80年代：有一定增长，发展中国家较快 年代：有一定增长， 年代 2、我国塑料年增长率：

8、 、我国塑料年增长率： 1983年：1100kt 年 1993年：5200kt 年 从世界各国的第12位升至第 从世界各国的第 位升至第5 位 位升至第 不完全是原有制品数量的单纯增加，主要是应范围的日益 不完全是原有制品数量的单纯增加， 增大。 增大。 3、我国的塑料成型加工工业 在新中国成立之前几乎是个空白。 在新中国成立之前几乎是个空白。 50年代我国塑料制品的产量，平均每年以71 50年代我国塑料制品的产量，平均每年以71的高速度递 年代我国塑料制品的产量 71 但年产量低，制品的类别单一，应用范围也比较窄。 增，但年产量低，制品的类别单一，应用范围也比较窄。 50年代末大批量聚氯乙烯

9、树脂投产，进入60年代后， 50年代末大批量聚氯乙烯树脂投产，进入60年代后，转变 年代末大批量聚氯乙烯树脂投产 60年代后 为以生产热塑性聚氯乙烯塑料制品为主。平均每年以18.6 为以生产热塑性聚氯乙烯塑料制品为主。平均每年以18.6 的速度递增。 的速度递增。 70年代从国外引进了数套大型树脂生产装置， 70年代从国外引进了数套大型树脂生产装置，树脂产量比 年代从国外引进了数套大型树脂生产装置 60年代增长 年代增长4 年平均增长率为14 14 ，到1979年 60年代增长43倍，年平均增长率为144，到1979年 我国塑料制品的年产量已达百万吨，产品的品种、 我国塑料制品的年产量已达百万

10、吨，产品的品种、结构也 发生了较大变化。 发生了较大变化。 80年代，仍以年平均14的高速度递增，速度快、产量大、 80年代，仍以年平均14的高速度递增，速度快、产量大、 年代 14 品种多和应用广。 品种多和应用广。 三、塑料成型加工技术分类 1、按所属成型加工阶段划分 （1）一次成型技术 一次成型技术， 一次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有一定形状和 尺寸制品或半制品的各种工艺操作方法。 尺寸制品或半制品的各种工艺操作方法。 目前生产上广泛采用的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和 目前生产上广泛采用的挤塑、注塑、压延、压制、 涂覆等。 涂覆等。 （2）二次成型技术 二次成型技术，是指既能改

11、变一次成型所得塑料半制品( 二次成型技术，是指既能改变一次成型所得塑料半制品(如 型材和坯件等)的形状和尺寸，又不会使其整体性受到破坏 型材和坯件等)的形状和尺寸， 的各种工艺操作方法。 的各种工艺操作方法。 目前生产上采用的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热 目前生产上采用的只有双轴拉伸成型、 成型等少数几种二次成型技术。 成型等少数几种二次成型技术。 （3）二次加工技术 这是一类在保持一次成型或二次成型产物硬固状态不 变的条件下，为改变其形状、 变的条件下，为改变其形状、尺寸和表观性质所进行的各 种工艺操作方法。也称作“后加工技术” 种工艺操作方法。也称作“后加工技术”。 大致可分为机械加

12、工、连接加工和修饰加工三类方法。 大致可分为机械加工、连接加工和修饰加工三类方法。 2、按聚合物在成型加工过程中的变化划分 （1）以物理变化为主的成型加工技术 塑料的主要组分聚合物在这一类技术的成型加工过程中， 塑料的主要组分聚合物在这一类技术的成型加工过程中， 主要发生相态与物理状态转变、 主要发生相态与物理状态转变、流动与变形和机械分离之 类物理变化。 类物理变化。 （2）以化学变化为主的成型加工技术 属于这一类的技术， 属于这一类的技术，在其成型加工过程中聚合物或其 单体有明显的交联反应或聚合反应， 单体有明显的交联反应或聚合反应，而且这些化学反应进 行的程度对制品的性能有决定性影响。

13、行的程度对制品的性能有决定性影响。 （3）物理和化学变化兼有的成型加工技术 3、成型加工的操作方式划分 （1）连续式成型加工技术 这类技术的共同持点是，其成型加工过程一旦开始， 这类技术的共同持点是，其成型加工过程一旦开始， 就可以不间断地一直进行下去。塑料产品长度可不受限制， 就可以不间断地一直进行下去。塑料产品长度可不受限制， 单丝、 膜之类的型材。 管、棒、单丝、板、片、膜之类的型材。 如各种型材的挤塑、薄膜和片材的压延、薄膜的流延浇铸、 如各种型材的挤塑、薄膜和片材的压延、薄膜的流延浇铸、 压延和涂覆人造革成型和薄膜的凹版轮转印刷与真空蒸镀 金属等。 金属等。 （2）间歇式成型加工技术

14、 这类技术的共同持点是： 这类技术的共同持点是：成型加工过程的操作不能连 续进行，各个制品成型加工操作时间并不固定； 续进行，各个制品成型加工操作时间并不固定；有时具体 的操作步骤也不完全相同。 的操作步骤也不完全相同。 用移动式模具的压缩棋塑和传递摸塑、冷压烧结成型、 用移动式模具的压缩棋塑和传递摸塑、冷压烧结成型、层 压成型、静态浇铸、 压成型、静态浇铸、滚型以及大多数二次加工技术均属此 类。 （3）周期式成型加工技术 这一类技术在成型加工过程中， 这一类技术在成型加工过程中，每个制品均以相同的 步骤、每个步骤均以相同的时间， 步骤、每个步骤均以相同的时间，以周期循环的方式完成 工艺操作，

15、 工艺操作，主要依靠成型设备预先设定的程序完成各个制 品的成型加工操作。 品的成型加工操作。 如全自动式控制的注塑和注坯吹塑， 如全自动式控制的注塑和注坯吹塑，以及自动生产线上的 片材热成型和蘸浸成型等。 片材热成型和蘸浸成型等。 四、塑料制品应用的发展 1、农牧、渔业 、农牧、 2、包装 、 3、交通运输 、 4、电气工业 、 5、化学工业 、 6、仪表工业 、 7、建筑工业 、 9、国防与尖端工业 、 11、体育用品和日用百货 、 8、航空工业 、 10、家具 、 五、塑料制品生产今后发展的方向 简化生产流程、缩短生产周期； 简化生产流程、缩短生产周期； 加深对塑料在成型过程中所发生的物理

16、化学变化的认识； 加深对塑料在成型过程中所发生的物理化学变化的认识； 改进生产技术、方法和设备； 改进生产技术、方法和设备； 实现全面机械化和自动化； 实现全面机械化和自动化； 设计更大更新的设备以适应对大型、微型、 设计更大更新的设备以适应对大型、微型、精密或新型塑 料制品生产的需求。 料制品生产的需求。 1.3 塑料制品的生产工序和组织 一、塑料制品的生产工序 图1-2 从原料到塑料制品的生产流程示意图 二、新制品生产过程 1、熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能 、熟悉该种制品在物理、机械、 等方面所应具备的指标； 等方面所应具备的指标； 2、根据要求，选定合适的塑料，从而决定成型

17、方法； 、根据要求，选定合适的塑料，从而决定成型方法； 3、成本估算 ； 4、试制并确定生产工艺规程、不断完善。 、试制并确定生产工艺规程、不断完善。 三 、成型工厂对生产设备的布置 1、过程集中制 、 生产设备集中； 生产设备集中； 宜于品种多、产量小、变化快的制品； 宜于品种多、产量小、变化快的制品； 衔接生产工序时所需的运输设备多、费时、费工、 衔接生产工序时所需的运输设备多、费时、费工、不易连 续化。 续化。 2、产品集中制 、 一种产品生产过程配套； 一种产品生产过程配套； 宜于单一、量大、永久性强的制品、连续性强； 宜于单一、量大、永久性强的制品、连续性强； 物料运输方便，易实现机

18、械化和自动化，成本降低。 物料运输方便，易实现机械化和自动化，成本降低。 思考题： 思考题： 1.为什么塑料成型加工技术的发展要经历移植、改造和创新 为什么塑料成型加工技术的发展要经历移植、 为什么塑料成型加工技术的发展要经历移植 三个时期？ 三个时期？ 2.移植期、改造期和创新期的塑料成型加工技术各有什么特 移植期、 移植期 点? 3.按所属成型加工阶段划分，塑料成型加工可分为几种类型？ 按所属成型加工阶段划分，塑料成型加工可分为几种类型？ 按所属成型加工阶段划分 分别说明其特点。 分别说明其特点。 4.成型工厂对生产设备的布置有几种类型？ 成型工厂对生产设备的布置有几种类型？ 成型工厂对生产设备的布置有几种类型1