塑料成型加工基础

单元一高分子链的结构1

一、高分子链的化学结构及构型2

（一）高分子链的化学组成与结构2

（二）高分子链的连接方式2

（三）高分子链的几何形状4

（四）高分子链的旋光异构与几何异构4

二、高分子的分子量、构象与柔性6

（一）高分子的分子量及其分布6

（二）高分子链的内旋转7

（三）影响高分子链柔性的主要因素9

（四）高分子链柔性的量度10

习题与思考题11

单元二高分子聚集态结构12

一、分子间的相互作用12

（一）分子间的作用力12

（二）内聚能密度14

二、高分子的结晶形态与结构15

（一）高分子的结晶形态15

（二）结晶高分子的结构模型18

（三）高分子的结晶过程20

（四）化学结构对高分子结晶的影响20

三、非结晶高分子的结构21

（一）无序结构模型21

（二）局部有序结构模型21

四、高聚物的取向结构22

（一）取向机理与特征22

（二）高分子的取向过程23

（三）高分子的取向态与各向异性24

习题与思考题25

单元三高分子运动与状态26

一、高分子的运动特点26

（一）高分子运动的多重性26

（二）高分子运动的松弛性27

二、高聚物的物理状态与特征温度27

（一）聚集态与相态27

（二）非晶态高分子的三态27

（三）结晶型塑料的力学状态29

（四）高聚物的特征温度30

三、高聚物的玻璃化转变及次级转变33

（一）玻璃化转变33

（二）玻璃化温度以下的次级转变34

习题与思考题34

单元四塑料的性能35

一、塑料的力学性能35

（一）塑料力学性能的基本指标35

（二）塑料的高弹性40

（三）塑料的黏弹性41

（四）塑料的力学屈服47

（五）塑料的机械强度58

（六）塑料的疲劳强度63

（七）塑料的摩擦与磨耗64

二、塑料的物理性能67

（一）塑料的热学性能67

（二）塑料的电性能71

（三）塑料的光学性能73

（四）塑料的渗透性能74

三、塑料的化学性能76

（一） 高聚物的化学反应76

（二）塑料的耐化学药品性能79

（三）塑料的老化性能80

（四）塑料的燃烧与阻燃性能83

（五）塑料力化学性能87

习题与思考题89

单元五塑料的混合90

一、塑料混合物及其制备90

（一）塑料混合基本概念90

（二）塑料混合机理91

（三）塑料共混物制造方法93

（四）塑料共混实例99

二、高聚物的互容性103

（一）高聚物互容的基本特点103

（二）高聚物互容的热力学性质106

（三） 不互容体系的相分离111

三、塑料共混物的形态结构112

（一）共混物的形态结构基本类型113

（二）共混物的界面层116

（三）互容性对形态结构的影响118

（四）制备方法与工艺条件对形态结构的

影响119

四、塑料共混物的性能121

（一）共混物性能与组分性能的关系121

（二）力学松弛性能124

（三）模量和强度125

（四）塑料共混物熔体的流变特性125

(五）塑料共混物的其他性能127

(六）塑料增韧机理128

(七）橡胶弹性体增韧机理128

(八）刚性粒子增韧机理131

习题与思考题132

单元六塑料的干燥133

一、塑料的干燥方法133

(一）鼓风烘箱干燥133

(二）真空干燥133

(三）沸腾床干燥134

(四）除湿干燥135

二、干燥基本原理135

(一）塑料干燥过程的分类135

(二）干燥的基本原理136

三、干燥设备及其工作原理144

(一）鼓风烘箱干燥器及其原理144

(二）网带烘干干燥设备145

(三）鼓风干燥料斗146

(四）气流式干燥器147

(五）沸腾床干燥器148

(六）红外干燥器148

(七）微波干燥器148

(八）最新的真空干燥机149

四、塑料干燥实例149

(一）聚碳酸酯注射成型前的干燥149

(二）聚氯乙烯的沸腾床干燥150

(三）挤出机对物料的干燥150

习题与思考题152

单元七塑料加工过程中的原料输送153

一、塑料加工固体物料的输送153

(一）气力（气流）输送系统简介153

(二）负压稀相气力输送系统154

(三）正压稀相气力输送系统154

(四）正压密相气力输送系统155

(五）螺旋输送机156

(六）带式输送机164

(七）聚氯乙烯树脂的输送与贮存工艺169

二、塑料加工液体原料的输送169

(一）输送液体物料用管路组成169

(二）输送液体物料用泵173

(三）塑料加工流体原料输送实例175

习题与思考题176

单元八塑料熔融与冷却177

一、塑料熔融所需热量的来源177

（一)外加热177

（二)内摩擦热177

二、塑料熔融方法179

（一)无熔体移走的传导熔融179

（二)移动热源的加热和熔融180

（三)强制熔体移走的传导熔融180

（四)耗散混合熔融181

（五)压缩耗散熔融与其他能源耗散

熔融181

三、传热基本原理181

（一)对流传热182

（二)热传导183

（三)热辐射184

（四)压缩能量185

（五)黏性耗散185

（六)塑性形变耗散186

四、塑料传热因素分析186

（一)塑料的热稳定性187

（二)塑料的热物理参数187

（三)传热的速度控制188

（四)塑料熔体冷却方式188

（五)冷却速率对塑料聚集态结构与性

能的影响191

习题与思考题193

单元九塑料熔体流动194

一、塑料熔体的流变性能194

（一)牛顿型流体195

（二)非牛顿型流体195

（三)黏弹性流体199

（四)热塑性塑料与热固性塑料

流变行为的比较199

二、影响高聚物流变行为的主要因素200

（一)温度对黏度的影响200

（二)压力对黏度的影响202

（三)黏度对剪切速率或剪切应力

的依赖性203

（四)高聚物结构因素和组成

对黏度的影响203

三、塑料熔体的弹性行为205

（一)端末效应205

（二)不稳定流动和熔体破碎现象207

（三)影响聚合物熔体弹性的因素208

四、塑料典型加工过程的流变分析209

（一)开炼工艺、压延工艺的流变分析209

（二)挤出成型过程的流变分析212

（三)注射成型过程的流变分析217

习题与思考题222

单元十塑料成型加工方法223

一、注射成型法223

（一)注射机223

（二)模具224

（三)注射成型过程227

（四)其他注射成型方法229

二、挤出成型法240

（一)挤出机及挤出成型生产线240

（二)机头与辅机245

（三)挤出成型过程245

（四)挤出成型实例246

三、压延成型法255

（一)压延机及压延生产线255

（二)压延成型过程257

（三)聚氯乙烯膜（片）压延成型实例260

四、其它成型法261

（一)模压与层压成型261

（二)泡沫塑料的成型263

（三)搪塑与蘸塑成型264

（四)旋转模塑成型266

（五）冷压烧结成型268

习题与思考题269

参考文献270

塑料成型加工基础(国家级骨干高职院校建设规划教材)

本书以高分子结构、性能及塑料制品成型过程中的单元操作为线索组织内容，对塑料成型加工工艺及原理进行了阐述，论述了高分子结构、高分子运动、塑料的性能；塑料成型主要单元操作、塑料流变学基础知识；常见的塑料成型加工方法。结合塑料成型生产实际，对塑料成型新技术进行了简要介绍。

本书可作为高职高专高分子材料加工技术专业的专业基础课教材或参考书，同时也可供相关工程技术人员阅读。

本书为高等学校教材。内容包括塑料成型的理论基础（概论、塑料成型理论基础、塑料制件的设计原则）；注射成型工艺及模具设计（注射成型工艺、注射模概述、注射模浇注系统、注射模成型零部件设计、注射模的导向及脱模机构设计、侧向分型与抽芯机构设计、注射模温度调节系统、注射模新技术的应用、注射模的设计步骤及材料选用）；其他塑料成型工艺及模具设计（热固性塑料的模塑成型、塑料的其他成型方法）。

本书可作为材料专业学生的教材，对相关业的工程、科技人员也有一定参考价值。

聚苯乙烯流动性好，加工性能好，易着色，尺寸稳定性好。可用注塑、挤塑、吹塑、发泡、热成型、粘接、涂覆、焊接、机加工、印刷等方法加工成各种制件。特别适用于注塑成型，注塑成型时物料一般可不经过干燥直接使用。但为了提高制品质量，可在55℃~70℃鼓风烘箱内预干燥1~2h。具体加工条件大致为：料筒温度200℃左右，模具温度60~80℃，注塑温度170℃至220℃，注塑压力比为1.6~4.0。成型后的制品应在红外线灯或鼓风烘箱内，于 70℃恒温处理2~4h。