第十五章塑料成型的理论基础.ppt

（一）、高分子化合物的组成 由简单的结构单元重复连接而成。如由乙烯合成聚乙 烯: CH2=CH2+CH2=CH2+???→-CH2-CH2-CH2-CH2- ???, （二）高分子化合物的聚合 1 加聚反应 由一种或多种单体相互加成，或由环状 化合 物开环相互结合成聚合物的反应。 2 缩聚反应 由一种或多种单体互相缩合生成聚合物，同时 析出其他低分子化合物(如水、氨、醇、卤化氢等)的 反应。 （三）高分子化合物的分类及命名 1、高分子材料的分类 ⑴ 按用途分塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料等。 ⑵ 按聚合物反应类型分为加聚物和缩聚物。 ⑶ 按聚合物的热行为分为热塑性聚合物和热固性 聚合物 ⑷ 按主链上的化学组成分为碳链聚合物、杂链聚 合物和元素有机聚合物 2. 高分子化合物的命名 大多数采用习惯命名法，在单体 前面加“聚”字；或在原料名称后 加“树脂”二字，如酚醛树脂等。 二、塑料的结构 （一）、高分子链的结构 (分子内结构) 1. 高分子链结构单元的化学组成 在元素周期表中只有ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA 中部分非金属、亚金属元素才能形成高分子 链。 2. 高分子链的形状 按照大分子链的几何形状，可将塑料结构 分为线型结构、支链型结构和体型结构。 线型结构高聚物的弹性、塑性好，硬度低，是 热塑性材料。支链型结构近于线型结构 。体型 结构高聚物硬度高，脆性大，无弹性和塑性， 是热固性材料。 （二）高分子的聚集态结构 (分子间结构) 固态高聚物分为晶态和非晶态两大类，晶态为分子 链排列规则的部分，而排列不规则的部分为非晶态。 三、塑料的加工性能 （一）热塑性塑料的加工性能 1 玻璃态：低温下，链段不能运动。在外力作用下， 只发生大分子原子的微量位移，产生少量弹性变形。 　　聚合物的玻璃化温度是指线型非结晶聚合物由玻璃态(硬脆状态)向高弹态(橡胶弹性态)、或由后者向前者转变的温度。当温度低于玻璃化温度时，聚合物中的大分子链段凝固成坚硬的固态。当温度高于玻璃化温度时，大分子链段就拥有了足够的自由活动能量，但此时还不是整个大分子链段在运动，故表现出来的还是高弹性橡胶的性质，此时，聚合物中的自由容积会突然增加。玻璃化温度主要与聚合物中大分子键的柔性有关。另外，大分子的交联、结晶取向等都会使升高。 2 高弹态：温度高于θg，分子活动能力增加，受力时 产生很大弹性变形。用于这种状态高聚物是橡胶。 3 粘流态：由于温度高，分子活动能力很大，在外力 作用下，大分子链可以相对滑动。粘流态是高分 玻璃态是聚合物的使用状态,θg称为玻璃化温度,为衡量制品使用范围的标致之一,θg越高，制品对环境温度适应性越强； θf为粘流温度，是聚合物从高弹态转为粘流态的温度； θm为熔点，是聚合物的熔融温度； θd为热分解温度，是聚合物高温下开始分解的温度； θf(θm)～ θd温度区间大时，塑料熔体的热稳定性好，可在较宽温度范围内变形和流动。 （二）热固性塑料的加工性能 ? 常用热固性塑料有酚醛、氨基（三聚氰胺、脲醛）聚酯、聚邻苯二甲酸二丙烯酯等。主要用于压塑、挤塑、注射成形。硅酮、环氧树脂等塑料，目前主要作为低压挤塑封装电子元件及浇注成形等用。 热塑性塑料：在加工过程中，一般只起物理变化。即在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。  热固性塑料：在加工过程中起化学变化，受热时，开始被软化而具有一定的可塑性，但随着进一步加热，树脂就硬化定型，若再加热也不会变软或改变其形状，不熔不溶性物料的树脂，一般称热固性塑料。热固性塑料通常耐高温，一般不能重复再塑制，仅能粉碎后用作填料。 牛顿流动规律：温度一定时，低分子液体流动时的切应力与切应变速率成正比，即： 式中，h为剪切粘度(Pa·s) 符合上式的流体称为牛顿流体，比例系数h称为牛顿粘度，它是流体本身固有的性质，其数值表征了流体抵抗外力引起流动形变的能力。 层流流速分布模型 塑料成形中，大多数塑料熔体都是非牛顿流体，它们中大部分近似服从指数流动规律： 式中，K－稠度系数； n－非牛顿系数。 指数流动规律也可表示为： 称为聚合物熔体的表观粘度。它表征的是非牛顿流体在外力作用下的抗切应变的能力。 在聚合物流变学理论中，凡是服从指数流动规律的非牛顿流体统称为粘性流体。根据n的取值范围可将粘性流体分为三类： n1时，称为假塑性液体，绝大多数聚合物熔体与溶液的流动都接近于假塑性流体； n1时，称为膨胀性液体； n=1时，且只有切应力达到或超过一定值后才能流动的，称为宾号体。 不同类型流体的流动曲线