塑料成型工艺复习（书本个人总结）

一绪论

1.塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物。树脂可分为天然树脂和合成树脂两大类，塑料大多采用合成树脂。塑料由合成树脂和添加剂两大部分组成。

2.塑料制件的主要加工方法：塑料成型加工。塑料成型是将各种形态的塑料原料（粉状、粒状、溶体或分散体）熔融塑化或加热达到要求的塑性状态，在一定压力下经过要求形状模具（如挤出口模）或充填到要求形状模具模腔内，待冷却定型后，获得要求形状、尺寸及性能塑料制件的生产过程

3.常用塑料成型工艺有：注射成型，压缩成型，传递成型，挤出成型，中空吹塑成型，真空吸塑与气压成型等。

4.模具：模具是材料成型加工中的工艺装备，它是利用其特定形状去复制成型或复制加工具有一定形状和尺寸制件的工具。 塑料模具：是成型塑料制件的工艺装备或工具 分类：根据成型工艺方法分为注射模具 、压缩模具、传递模具、挤出模具、中空吹塑模具。 5.注射成型 注射模又称为注塑模。首先将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中，经过加热熔融成粘流态，然后在螺杆或柱塞的推动下，熔融塑料以一定的流速通过料筒前端的喷嘴射入闭合的模具型腔中，经过一定的保压，塑料在模内冷却、硬化定型，接着打开模具，从模内脱出成型的塑件。

6.压缩成型 压缩模又称压塑模。将预热过的塑料原料直接放在经过加热的模具型腔（加料室）内，凸模向下工作，在热和压力的作用下，塑料呈熔融状态并充满型腔，然后再固化成型。压缩模多用于热固性塑料制件的成型，但该方法成型周期较长、生产效率低。 7.传递成型 传递模又称压注模。传递模的加料室与型腔是通过浇注系统连接起来的，通过压柱或柱塞将加料室内受热塑化熔融的热固性塑料经浇注系统压入被加热的闭合型腔，最后固化定型。传递模主要用于热固性塑料制件的成型。 8.挤出成型 挤出模常称挤出机头。挤出成型是利用挤出机料筒内的螺杆旋转加压的方式，连续地将塑化好的呈熔融状态的物料从料筒中挤出，通过特定截面形状的机头口模成型，并借助于牵引装置将挤出的塑料制件均匀拉出，同时冷却定型而获得截面形状一致的连续型材。 9.气动成型 气动成型模是指利用气体作为动力成型塑料制件的模具。 包括中空吹塑成型模、真空成型模与压缩空气成型模等。

二．塑料成型技术基础

1.塑料是一种混合物：合成树脂＋添加剂

2.合成树脂 合成树脂是由低分子有机化合物经聚合反应或缩聚反应，所获得的高分子化合物，又称聚合物或高聚物

3.合成树脂的性能决定了塑料的基本性能

4.聚合物分子结构形式：线型 带支链线型 体型。 线型聚合物：分子链呈线状；升高温度软化及熔化，降低温度硬化，再升高温度可重新软化。因此，可反复多次熔化成型；性能上弹性、塑性较好，可溶解。 体型聚合物：大分子链相互交联成空间立体网状；初次加热可熔化，一经成型硬化后，既不溶解也不熔化，因此不能再次成型；性能上硬度高脆性大。 带支链线型聚合物：性能与线型聚合物相近。

5.聚合物分子排列聚集态：（1）结晶型聚合物：聚合物的分子有规则紧密的排列 （2）非结晶型聚合物：聚合物的分子排列处于无序状态

6.（1）添加剂的作用是调整塑料的物理化学性能，提高材料强度，扩大使用范围，以及减少合成树脂的用量，降低塑料的成本，包括填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂和固化剂等。

（2）增塑剂用来提高塑料的可塑性和柔软性。增塑剂的加入会降低塑料的稳定性、介电性能和机械强度。因此在塑料中应尽可能地减少增塑剂的含量。大多数塑料一般不添加增塑剂。

（3）稳定剂为了抑制和防止塑料在加工和使用过程中因受热、光及氧等作用而分解变质，以使加工顺利并保证塑件具有一定的使用寿命，常在塑件中加入稳定剂。

（4） 固化剂又称硬化剂，它的作用是促使合成树脂进行交联反应 而形成体型网状结构，

或加快交联反应速度，一般多用在热固性塑料中。

（5） 填充剂又称填料；是塑料中一种重要但并非必要的成分。在塑料中加入填充剂可减少贵重树脂含量，降低成本。 （6） 着色剂在塑料中加入有机颜料、无机颜料或有机染料时，可以使塑料制件获得美丽的色泽，美观宜人，提高塑件的使用品质。

7.塑料的特性：1）质量轻 2）电气绝缘性能好 3）比强度、比刚度高 4）化学稳定性能好 5）减摩、耐磨性能优良，减振消音性好 6）导热率低，一些塑料具有良好的光学性能 塑料的缺点：1）成型时收缩率较高，有的高达3%以上，并且影响塑料成型收缩率的因素很多，这使得塑料制件要获得高的精度难度很大，故塑件精度普遍不如金属零件。 2）塑料制件的使用温度范围较窄，容易老化。3）难以分解，环保性差。 8.塑料的分类：

（一）按照合成树脂的分子结构和受热的行为分类1）.热塑性塑料 合成树脂分子结构：线型或带有支链线型。

受热变软进而成为可流动的粘稠液体，具有可塑性，可塑制成一定形状塑件，并可经冷却定型；再加热可重新变软可塑，在受热过程中只发生物理变化。即：可反复加热塑化成型。 常用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS

2.）热固性塑料 合成树脂分子结构：体型网状结构。

初次加热之初，分子呈线型结构，加热时可软化具有可塑性，继续加热，线型结构分子相互交联成体型网状结构，使形状固定下来，如再加热不再软化，不再具有可塑性。 受热过程中既有物理变化又有化学变化，其变化过程不可逆。 常用塑料：酚醛塑料（PF）、氨基塑料 (二)按塑料的应用范围分类

通用塑料：一种非结构用塑料。它的产量大，价格低，性能一般。

工程塑料：可作为结构材料。和通用塑料相比，它们产量较小，价格较高，但具有优异的力学性能、电性能、化学性能以及耐热性、耐磨性和尺寸稳定性等。 特殊塑料：具有某些特殊性能的塑料。这类塑料有高的耐热性或高的电绝缘性及耐腐蚀性等。 9.常用塑料：1）.聚乙烯（PE）基本特性：无毒、无味、呈乳白色。密度为0.91～0.96g/cm3。 主要用途：低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等；高压聚乙烯常用于制作塑料薄模、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。成型特点：在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大，注射方向的收缩率大于垂直方向的收缩率。2）聚丙烯（PP）基本特性 聚丙烯无味、无色、无毒。比聚乙烯更透明。密度为0.90～0.91 g/cm3。熔点为164～170℃，耐热性好。

主要用途 各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件。输送管道，化工容器和其它设备的衬里、表面涂层。盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。

成型特点 成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形；聚丙烯热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行冷却的冷却回路； 3）酚醛树脂（PF）（热固性塑料）

基本特性：通常由酚类化合物和醛类化合物缩聚而成。本身很脆，呈琥珀玻璃态。加入各种纤维或粉末状填料后才能获得具有一定性能要求的酚醛塑料。刚性好，变形小，耐热耐磨，能在150～200℃的温度范围内长期使用。在水润滑条件下，有极低的摩擦系数。其电绝

缘性能优良。

缺点是质脆，冲击强度差。 10.塑料的选用

1）.一般结构零件用 塑料性能要求：具有较低的强度和耐热性能，有时还要求外观漂亮 。工艺要求：有较高的生产率和低廉的成本。常用塑料：ABS、聚丙烯、低压聚乙烯改性聚苯乙烯。2）耐磨损传动零件用塑料 性能要求：有较高的强度、刚性、韧性、耐磨损和耐疲劳性，并有较高的热变形温度。常用塑料：优先选用的塑料有尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯 3）减摩自润滑零件用塑料 性能要求：减摩自润滑零件一般受力较少，对机械强度要求往往不高，但运动速度较高，要求具有低的摩擦系数。常用塑料：聚四氟乙烯和各种填充的聚四氟乙烯。

4）耐腐蚀零、部件用塑料 性能要求：既要求耐强酸或强氧化性酸，同时又要求耐碱。常用塑料： 氟塑料如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯

5）耐高温零件用塑料 性能要求：耐热 常用塑料：氟塑料

6）光学用塑料 性能要求：良好光学性能，即透射率、折射率、散射及对光的稳定性 常用塑料：聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯 11.聚合物的热力学性能

1）、线型无定型聚合物 热力学曲线：受恒应力作用时变形量与温度的关系曲线 线型无定型聚合物常存在三种物理状态：玻璃态，高弹态，粘流态 2）线型结晶型聚合物

12.聚合物的加工工艺：1）玻璃态：车铣刨等机械加工 2）高弹态：吹塑弯曲等加工3）粘流态：注射，挤出，模压等

13.热塑性塑料成型工艺性

1）流动性：塑料熔体在一定温度与压力作用下充填模腔的能力。对成型工艺过程影响：成型温度、压力、浇注系统尺寸、塑料结构。流动性的影响因素：相对分子量、填料与增塑剂润滑剂的含量。 热塑性塑料流动性表示：熔体流动速率指数，简称熔融指数

2）收缩性：塑料在成型及冷却过程中发生了体积收缩。产生原因：热胀冷缩＋聚集态变化 收缩率：单位长度塑件收缩量的百分率。

3）热稳定性 热稳定性是指塑料受热时性能上发生的变化程度。主要是塑料成型加工过程中受热在高温下发生降解、变色等性能变化，影响到加工的难易程度。 4）吸湿性 是指塑料与水分的亲疏程度。

吸水倾向大的塑料：ABS、聚酰氨 吸水倾向小的塑料：聚乙烯、聚丙烯

吸附水分对成型加工工艺过程的影响：促使塑料高温水解。处理措施：成型加工前烘干处理。 5）相容性 指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下产生相互分离的能力，又称共混性。

相容性好的不同种类塑料相容可得到不同种类塑料的综合性能，改进塑料性能。

相容性对成型加工过程影响：该用不同品种塑料时首先清洗料筒的方法（一般用清洗法或拆洗法），相容性塑料，只需要将所要加工的原料直接加入成型设备中清洗即可。如果是不相容的塑料，就应更换料筒或彻底清洗料筒。 14.热固性塑料成型工艺性

1）收缩率 因成型加工引起的尺寸减小。

产生原因：1）热收缩（热胀冷缩）2）结构变化引起的收缩（分子链交联）3）弹性恢复4）塑性变形

2）流动性：流动性对成型工艺过程及塑件质量影响：过大：溢料过多填充不密实；过小：填充不足不易成型，所需成型压力大。

影响流动性因素：1）塑料原料：树脂分子支链少，填料颗粒小，加入润滑剂及适当含量水分，流动性好。2）模具及成型工艺条件：型腔形状，表面粗糙度，模具温度，原料预热，有利于提高流动性。

3）水分及挥发物含量： 来源：吸附水分及化学反应副产品

对成型工艺过程及塑件质量影响：适当水分及挥发物含量，可起到增塑作用，提高流动性，有利于成型。过多，则会促使流动性过大，使成型周期增长，制件收缩率增大，易发生区翘曲、变形、出现裂纹及表面粗糙。

4）硬化速度：指热固性塑料交联反应速度

对成型工艺影响：硬化速度太小，会使塑件成型周期延长；硬化速度太高，不易于用来成型形状复杂的塑件。调整硬化速度措施：预热、预压、提高成型温度和压力。

15.聚合物熔体粘度的影响因素：1）温度2）压力3）剪切速率4）塑料结构的影响5)低相对分子质量添加剂的影响

16.聚合物熔体流变时不仅有粘流性，还具有固体般的弹性，当受应力作用时要吸收部分变形能，一旦外加应力释除就得以恢复，如塑料在挤出时的出模膨胀。

17.流动的缺陷： 1)端末效应： 聚合物熔体流经截面变化的模腔时，因弹性产生的收敛或膨胀现象。产生后果：导致塑件变形、挠曲、尺寸不稳定。2)失稳流动和熔体破裂: 失稳流动：当熔体的粘度降到某一临界值时，流动呈非稳定的层流，各点的流速将发生互相干扰的现象。熔体破裂：如果继续增大剪切应力或剪切速率，熔体就呈更不规则的形态，变成碎片或小段块。充模流动：在压力作用下聚合物熔体经模具的流道和浇口、进入模腔并成型的过程。 18.合理的充模流动方式：料流连续平稳 1)快速充模:模腔内形成蛇形流 因料流折叠产生波纹状痕迹或表面癖瘢。2)中速充模 ：当浇口截面的尺度与模腔深度相差不大时，熔体喷射可能性小，以中速充模，熔体作比较平稳的扩展流动。塑件质量较好.3)慢速充模 当浇口截面的尺度与模腔深度接近时，熔体一般不会发生喷射，以慢速平稳的扩展流动充模。 19.1)聚合物的结晶：是聚合物中形成具有稳定规整排列分子链的过程。 二次结晶：是指发生在初晶结构不完善的部位，或者在初结晶区以外非晶区内的结晶现象。后结晶：是指在初晶界面上所生长的结晶。

2)二次结晶和后结晶特点：非常缓慢（几年至十几年）对塑件质量影响：会影响塑件尺寸的稳定性。

3)结晶度：聚合物内结晶组织的质量（或体积）占总质量（或总体积）的比例。

4)结晶对塑件性能的影响:1) 性能上 结晶度、 强度、硬度、刚度、熔点、耐蚀性 ↑ 弹性、伸长率、冲击韧性 ↓ 2）成型工艺上：收缩率增大，可能产生二次结晶和后结晶影响塑件精度。

20.聚合物的取向：

取向：聚合物大分子及其链段在应力作用下形成的有序排列过程。分类：流动取向和拉伸取向

分布：表层大于心部（原因：表层受型腔壁冷却黏度变大对继而流入的熔体产生很大摩擦切应力，产生分子链很强的取向排列）。

影响：使塑件材质呈现明显各向异性，在取向方位力学性能显著提高，垂直取向方位力学性能显著下降

21.聚合物的降解

降解：是聚合物大分子断链、交联、改变结构或侧基的化学过程。（1）热降解 成型中因高温受热时间过长而引起的降解反应称为热降解。 防止措施：温度上限不能超过θd且存在时间不能过长。（2）应力降解 成型中因粉碎、高速搅拌、挤压、注射等而受到剪切和拉伸应力，使分子链发生断裂，并因此引起相对分子量降低的现象。防止措施：升高成型温度，

添加增塑剂。 （3）氧化降解 常温下绝大多数聚合物都能和氧气发生缓慢的作用而导致解聚反应。防止措施：严格控制温度和保温时间。（4）水降解 当聚合物分子结构中含有容易被水解的化学基团，或者含有经氧化后而可以水解的基团时，都将为水所降解。防止措施：加工前干燥原料。

22.热固性聚合物的交联作用 ：交联：聚合物从线型结构变为体型结构的化学反应过程。 经过交联的聚合物，在物理机械性能、化学性能等诸方面都得到提高。由于交联反应不利于热塑性聚合物的流动和成型，因此主要应用在热固性聚合物的成型硬化过程。

交联度：表征交联作用的程度，即已经发生作用的基团或活点对原有反应基团或活点的比值(<100%)。

23.常用“硬化”或“熟化”来代替交联这个词汇。“硬化得好”或“硬化得完全” 既指交联作用发展到一种最为适宜的程度。 “硬化不足”－－“欠熟”致使机械强度、耐热性、耐腐蚀性、电绝缘性下降，表面色泽差，易翘曲甚至裂纹。 “硬化过渡”－－“过熟”机械强度降低、发脆、变色，甚至表面出现密集的小泡。 三．塑料成型工艺及成型制品结构工艺性

1.注射成型——又称注塑成型(Injection Molding )，主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。

2.注射成型原理：颗粒、粉状塑料→注射机料筒→加热熔融→充模→冷却固化→塑件

3.注射成型特点：1）成型周期短，生产效率高，易于实现全自动化生产；2）能一次成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件； 3）对成型各种塑料的适应性强，到目前为止，几乎所有的热塑性塑料（除氟塑料外）4）及一些热固性塑料均可用此方法成型； 5）注射成型的设备价格及模具制造费用较高，对于单件及小批量的塑料件生产不宜采用此法。 4.注射成型分类：1）普通注射成型：主要针对要求较低的热塑性塑料和一些热固性塑料塑料制品成型；2）精密注射成型：可以成型要求较高的塑料制品；3）特种注射成型：共注射成型、结构发泡注射成型等等。

5.注射机的主要作用：1）加热熔融塑料，达粘流态；2）在一定压力和速度下将塑料注入型腔；3）注射结束，进行保压与补缩；4）开模与合模动作；5）顶出塑件。 6.注射机的分类：（1）按照注射机的注射方向和模具的开合方向分三类：1）卧式注塑机2）立式注塑机3）角式注塑机

1）卧式注射机特点：优点：重心低，稳定，加料、操作及维修均很方便，塑件推出后可自行脱落，便于实现自动化生产；缺点：模具安装较麻烦，嵌件放入模具有倾斜和脱落的可能，机床占地面积较大；是当前广泛应用的一种。

2）立式注射机特点：优点：注射系统与合模系统轴线垂直于地面的注射机。这类注射机占地面积较小，模具装卸方便，动模侧安放嵌件便利；缺点：重心高、不稳定，加料较困难推出的塑件要人工取出，不易实现自动化生产；注射系统一般为柱塞结构，注射量小于60g 3）角式注射机特点：注射系统与合模系统轴线相互垂直布置的注射机。常见的角式注射机是沿水平方向合模，沿垂直方向注射，这类注射机结构简单，可利用开模时丝杠转动对有螺纹的塑件实现自动脱卸。注射系统一般为柱塞结构，采用齿轮齿条传动或液压传动。缺点：机械传动无准确可靠的注射和保压压力及锁模力，模具受冲击和振动较大。 7.按注射装置分为三类：1）螺杆式2）柱塞式3）螺杆预塑化形

8.按锁模装置分两大类：1）直压式2）肘拐式

9.注射机由三部分组成：1）注射机构2）锁模机构3）液压传动和电气控制系统

1） 注射机构：主要作用是使固态的成型物料均匀地塑化成熔融状态，并以足够的压力和

速度将熔融物料注入到闭合的模具型腔中。注射机构包括加料器、料筒、螺杆（或柱塞与分流梭）及喷嘴等部件。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/86w5.html