《聚合物成型原理与工艺》课程授课教案（讲稿）绪论 Polymer Processing Theory & Technology

绪论一、本章基本内容：了解课程的性质与任务，主要学习内容及研究方法，本课程的特点与学习方法及主要参考书目。二、 学习目的与要求：1.掌握塑料成型加工的基本原理：2.塑料成型加工的发展过程；3.塑料制品的生产工序及组织。课时：2

绪 论 一、本章基本内容： 了解课程的性质与任务，主要学习内容及研究方法，本课程的特点与学习方 法及主要参考书目。 二、学习目的与要求: 1. 掌握塑料成型加工的基本原理； 2. 塑料成型加工的发展过程； 3. 塑料制品的生产工序及组织。 课时：2

课程内容聚合物加工一将聚合物（原料、各种添加剂、助剂或改性材料等)转变成实用材料或制品的一种工程技术。①.转变：原料一→实用材料或制品应用不同的加工方法、工艺会导致制品的性能、质量的不同单体（好）一原材料（高品质）一加工（不好）一制品差单体（不好）一原材料（存在缺陷）一加工（好）一制品好②.工程技术：金属一锻、焊、铸、车、镗、铣、刨、磨等机械法加工无机非金属材料一没有形成技术高分子材料的应用日益广泛，高科技及尖端技术领域的迫切需要使聚合物合成和加工的技术有了更快的发展，聚合物成型与加工已经成为一种独立的专门技术。③.研究内容：加工方法、工艺与产品质量的相互关系二、聚合物加工过程中的转变①.形状转变（满足最基本的要求）粉料（PVC）粒料（PE、PP）片材、异型材一制品助剂（粉料、液体）形状的变化大多是使聚合物流动或变形来实现的。一聚合物流变学②.结构变化（最重要）包括：聚合物组成（有时存在化学变化）组成方式（聚集态结构、结晶和取向）宏观结构（层压材料、增强材料、多孔材料、复合材料）微观结构结构转变主要是为了满足对成品内在质量的要求而进行的，通过配方、工艺设计及加工方法和成型条件来实现的。可以是有意的，也可能是无意的。③.性质变化形状发生变化，结构发生变化，按结构与性能的关系，性质必然也发生变化。因此，在这三种转变中，结构的变化更为重要，它是决定产品性能的关键，它与配方、加工方法、成型工艺条件有关，故本课程主要讲述流变学和成型工艺学。聚合物加工的共同过程：形变或流动一取得形状一固定形状三、聚合物成型加工形式

课程内容 聚合物加工── 将聚合物(原料、各种添加剂、助剂或改性材料等)转变成实用材 料或制品的一种工程技术。 ①.转变：原料 → 实用材料或制品 应用 不同的加工方法、工艺会导致制品的性能、质量的不同 单体（好）─ 原材料（高品质）─ 加工（不好）─ 制品差 单体（不好）─ 原材料（存在缺陷）─ 加工（好）─ 制品好 ②.工程技术：金属 ─ 锻、焊、铸、车、镗、铣、刨、磨等机械法加工 无机非金属材料 ─ 没有形成技术 高分子材料的应用日益广泛，高科技及尖端技术领域的迫切需要使 聚合物合成和加工的技术有了更快的发展，聚合物成型与加工已经 成为一种独立的专门技术。 ③.研究内容：加工方法、工艺与产品质量的相互关系 二、聚合物加工过程中的转变 ①.形状转变（满足最基本的要求） 粉料（PVC） 粒料（PE、PP） 片材、异型材 ─ 制品 助剂（粉料、液体） 形状的变化大多是使聚合物流动或变形来实现的。─ 聚合物流变学 ②. 结构变化（最重要） 包括：聚合物组成（有时存在化学变化） 组成方式（聚集态结构、结晶和取向） 宏观结构（层压材料、增强材料、多孔材料、复合材料） 微观结构 结构转变主要是为了满足对成品内在质量的要求而进行的，通过配方、工艺 设计及加工方法和成型条件来实现的。可以是有意的，也可能是无意的。 ③.性质变化 形状发生变化，结构发生变化，按结构与性能的关系，性质必然也发生变化。 因此，在这三种转变中，结构的变化更为重要，它是决定产品性能的关键， 它与配方、加工方法、成型工艺条件有关，故本课程主要讲述流变学和成型工艺 学。 聚合物加工的共同过程：形变或流动 ─ 取得形状 ─ 固定形状 三、聚合物成型加工形式

①.聚合物熔体的加工最主要的加工方式永久形变的加工T>Tm (Tf)热塑性塑料：挤出、注射、压延或模压热固性塑料：采用模压、注射或传递模塑橡胶制品：模压、压制成型纤维：熔融纺丝②.类橡胶状聚合物的加工利用高弹形变进行加工加工温度Tg~Tm（Th）靠近Tm(Tt)，在靠近Tm（Tr)时，有一些永久形变，使永久形变变大，再迅速冷却到T以下真空成型、压力成型或其它热成型技术等制造各种容器薄膜或纤维的拉伸吸塑成型一一一次性杯子、药片③.聚合物溶液的加工Tr>Ta的塑料宜采用此法进行加工PAN聚酰亚胺（Tm很高）一一溶液纺丝流涎方法制取薄膜PE薄膜油漆，涂料和粘合剂④.低分子聚合物或预聚物的加工以扩链、交联的方式固定形状进行加工丙烯酸酯类、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等复合材料一一加入增强剂和填料③.聚合物悬浮体的加工橡胶胶乳、悬浮液制品、聚氯乙烯糊一人造革③.聚合物的机械加工<Tg、Tm(Tr)时的普弹形机械切屑加工（车、铣、刨等）方法精加工、后处理四、加工过程的分类根据聚合物在加工过程有否物理或化学变化进行分类①.主要发生物理变化热塑性聚合物的加工注射成型、挤出成型（包括吹塑成型、纤维纺丝）、压延成型、热成型、糖塑成型和流涎薄膜等。通过塑性形变或流动而成型，并通过冷却固化而得成品②.只发生化学变化铸塑成型的交联、固化、扩链等③.同时兼有物理和化学变化热固性塑料的模压、注射和传递模塑成型，橡胶的成型有加热一流动和交联一固化作用五、加工技术的四个过程

①.聚合物熔体的加工 最主要的加工方式 永久形变的加工 T>Tm (Tf) 热塑性塑料：挤出、注射、压延或模压 热固性塑料：采用模压、注射或传递模塑 橡胶制品：模压、压制成型 纤维：熔融纺丝 ②.类橡胶状聚合物的加工 利用高弹形变进行加工 加工温度 Tg ~Tm (Tf) 靠近 Tm (Tf)，在靠近 Tm (Tf) 时，有一些永久形变，使永久形变变大，再迅速冷却到 Tg以下 真空成型、压力成型或其它热成型技术等制造各种容器 薄膜或纤维的拉伸 吸塑成型—— 一次性杯子、药片 ③.聚合物溶液的加工 Tf >Td 的塑料宜采用此法进行加工 PAN 聚酰亚胺（Tm 很高）—— 溶液纺丝 流涎方法制取薄膜 PE 薄膜 油漆，涂料和粘合剂 ④.低分子聚合物或预聚物的加工 以扩链、交联的方式固定形状进行加工 丙烯酸酯类、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等 复合材料 —— 加入增强剂和填料 ⑤.聚合物悬浮体的加工 橡胶胶乳、悬浮液制品、聚氯乙烯糊—人造革 ⑥.聚合物的机械加工 <Tg 、Tm (Tf)时的普弹形 机械切屑加工(车、铣、刨等)方法 精加工、后处理 四、加工过程的分类 根据聚合物在加工过程有否物理或化学变化进行分类 ①.主要发生物理变化 热塑性聚合物的加工 注射成型、挤出成型(包括吹塑成型、纤维纺丝)、压延成型、热成型、搪塑 成型和流涎薄膜等。通过塑性形变或流动而成型，并通过冷却固化而得成品 ②.只发生化学变化 铸塑成型的交联、固化、扩链等 ③.同时兼有物理和化学变化 热固性塑料的模压、注射和传递模塑成型，橡胶的成型 有加热—流动和交联—固化作用 五、加工技术的四个过程

(1)混合、熔融和均化作用；(2)输送和挤压；(3)拉伸或吹塑；（4)冷却和固化（包括交联和硫化）但并不是所有制品的加工成型过程都必须完全包括上述四个步骤，例如注射与模压成型通常就不需要经过拉伸或吹塑，但至少有两种或两种以上。六、相关课程单体、聚合物一一高化结构变化一一高物、物化温度、压力等成型条件的变化一一化工原理流动、形变一一流变学

(1)混合、熔融和均化作用； (2)输送和挤压； (3)拉伸或吹塑； (4)冷却和固化(包括交联和硫化) 但并不是所有制品的加工成型过程都必须完全包括上述四个步骤，例如注射 与模压成型通常就不需要经过拉伸或吹塑，但至少有两种或两种以上。 六、相关课程 单体、聚合物 —— 高化 结构变化 —— 高物、物化 温度、压力等成型条件的变化 —— 化工原理 流动、形变 —— 流变学