塑料成型工藝學(xué)課件第二章塑料成型的理論基礎(chǔ)xx年xx月xx日目錄CATALOGUE塑料的組成與結(jié)構(gòu)塑料的流變性質(zhì)塑料成型過程中的物理與化學(xué)變化塑料成型工藝理論基礎(chǔ)塑料成型工藝理論基礎(chǔ)的發(fā)展趨勢01塑料的組成與結(jié)構(gòu)是塑料的主要成分，決定塑料的基本性能。合成樹脂如增塑劑、穩(wěn)定劑、顏料等，用于改善塑料的性能或賦予特定顏色。添加劑如填料、增強劑等，用于增強塑料的機械性能。其他成分塑料的組成部分塑料具有結(jié)晶性，其分子排列有序，形成晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)晶性非結(jié)晶性取向部分塑料為非結(jié)晶性，其分子排列無序。塑料在成型過程中，分子鏈會沿著流動方向排列。030201塑料的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能熱性能電性能環(huán)境性能塑料的性能01020304如拉伸強度、彎曲強度、沖擊強度等，反映塑料抵抗外力作用的能力。如熱變形溫度、耐熱性、熱穩(wěn)定性等，反映塑料在高溫下的性能表現(xiàn)。如絕緣性、導(dǎo)電性等，反映塑料在電磁場作用下的性能表現(xiàn)。如耐候性、耐腐蝕性、生物相容性等，反映塑料在特定環(huán)境下的性能表現(xiàn)。02塑料的流變性質(zhì)流變曲線為直線，剪切應(yīng)力與剪切速率成正比，如水、酒精等。牛頓流體流變曲線不為直線，剪切應(yīng)力與剪切速率之間的關(guān)系復(fù)雜，如塑料熔體、懸浮液、泥漿等。非牛頓流體流變曲線向下彎曲，剪切應(yīng)力隨剪切速率增大而減小，如番茄醬、奶油等。假塑性流體流變曲線向上彎曲，剪切應(yīng)力隨剪切速率增大而增大，如某些高分子聚合物的熔體。脹塑性流體流體的類型與流變曲線描述塑料熔體在受外力作用時抵抗彈性變形的能力。彈性模量由于塑料熔體的粘性和彈性共同作用，表現(xiàn)出粘性和彈性兩種行為的綜合效應(yīng)。粘彈性在外力作用下，塑料熔體發(fā)生形變，外力撤去后，形變逐漸恢復(fù)的現(xiàn)象。彈性回復(fù)塑料熔體的彈性大多數(shù)塑料熔體的粘度隨溫度升高而降低，有利于熔體的流動。溫度對粘度的影響壓力的增加會使塑料熔體的粘度略有增大，但影響較小。壓力對粘度的影響塑料熔體的粘度在低剪切速率下，塑料熔體流動時形成層狀結(jié)構(gòu)，稱為層流；在高剪切速率下，流動不穩(wěn)定，形成湍流。描述剪切速率與剪切應(yīng)力之間關(guān)系的曲線，是塑料成型過程中控制流動行為的重要依據(jù)。塑料熔體的流動流動曲線層流與湍流03塑料成型過程中的物理與化學(xué)變化塑料的加熱在塑料成型過程中，加熱是必不可少的步驟。加熱的目的是使塑料從固態(tài)或半固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，以便于成型。加熱過程中，塑料的分子鏈開始運動，逐漸從固態(tài)變?yōu)檎沉鲬B(tài)。塑料的冷卻塑料冷卻的目的是使已經(jīng)成型的塑料制品從粘流態(tài)重新轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。冷卻過程需要控制好冷卻速度，以防止塑料制品內(nèi)部產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致制品變形或開裂。塑料的加熱與冷卻塑化塑化是塑料成型過程中的一個重要步驟，它涉及到塑料在加熱和剪切力的作用下由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)的過程。塑化的目的是使塑料達到流動狀態(tài)，以便于成型。混合在塑料成型過程中，為了獲得更好的加工性能和制品質(zhì)量，常常需要將兩種或多種塑料進行混合。混合的目的是使不同塑料之間相互分散，達到均勻混合的目的。塑料的塑化與混合在塑料成型過程中，固化是指塑料從粘流態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的過程。固化的方式有多種，如熱固化和冷固化等。熱固化是通過加熱的方式使塑料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化，而冷固化則是通過輻射或化學(xué)試劑等方式使塑料固化。固化交聯(lián)是指塑料分子之間通過化學(xué)反應(yīng)相互連接，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的過程。交聯(lián)可以提高塑料的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性和機械強度等性能。交聯(lián)塑料的固化與交聯(lián)04塑料成型工藝理論基礎(chǔ)傳熱原理塑料成型過程中，傳熱是實現(xiàn)塑料熔融、流動、冷卻和結(jié)晶的重要過程。傳熱原理包括熱傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射。熱對流熱對流是指流體在溫度梯度作用下發(fā)生的流動現(xiàn)象。在塑料成型過程中，熱對流主要發(fā)生在模具的加熱和冷卻階段，以及塑料熔體在模具內(nèi)的流動階段。熱輻射熱輻射是物體通過電磁波傳遞能量的方式。在塑料成型過程中，熱輻射主要發(fā)生在模具的加熱階段，以及塑料熔體在模具內(nèi)的流動和冷卻階段。熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)是熱量通過物質(zhì)內(nèi)部微觀粒子（如原子、分子）的相互作用，從高溫區(qū)域向低溫區(qū)域傳遞的過程。在塑料成型過程中，熱傳導(dǎo)主要發(fā)生在塑料熔融和冷卻階段。塑料成型過程中的傳熱傳質(zhì)原理01塑料成型過程中的傳質(zhì)主要涉及塑料原料中的水分、揮發(fā)分和其他殘留物的去除，以及塑料熔體在模具內(nèi)的流動和擴散。傳質(zhì)原理包括擴散和對流。擴散02擴散是指物質(zhì)在濃度梯度作用下發(fā)生的遷移現(xiàn)象。在塑料成型過程中，擴散主要發(fā)生在塑料熔體在模具內(nèi)的流動和擴散階段，以及塑料制品內(nèi)部的分子擴散階段。對流03對流是指流體在壓力梯度或剪切力作用下發(fā)生的流動現(xiàn)象。在塑料成型過程中，對流主要發(fā)生在塑料熔體在模具內(nèi)的流動階段，以及塑料制品內(nèi)部的分子擴散階段。塑料成型過程中的傳質(zhì)

塑料成型過程中的應(yīng)力應(yīng)力原理塑料成型過程中的應(yīng)力主要涉及塑料熔體在模具內(nèi)的流動、冷卻和結(jié)晶過程中所受到的應(yīng)力。應(yīng)力原理包括流動應(yīng)力和冷卻應(yīng)力。流動應(yīng)力流動應(yīng)力是指塑料熔體在模具內(nèi)流動過程中所受到的應(yīng)力。流動應(yīng)力的大小取決于塑料熔體的粘度、模具的幾何形狀和溫度梯度等因素。冷卻應(yīng)力冷卻應(yīng)力是指塑料熔體在冷卻過程中所受到的應(yīng)力。冷卻應(yīng)力的大小取決于模具的溫度梯度、冷卻速度和塑料的熱膨脹系數(shù)等因素。05塑料成型工藝理論基礎(chǔ)的發(fā)展趨勢隨著科技的發(fā)展，高性能塑料如聚醚醚酮（PEEK）、聚酰亞胺（PI）等逐漸應(yīng)用于塑料成型工藝中，這些材料具有優(yōu)良的耐高溫、耐磨、耐腐蝕等特性，能夠滿足更加苛刻的工業(yè)需求。高性能塑料隨著環(huán)保意識的提高，生物降解塑料成為研究的熱點。這種塑料能夠在一定條件下被微生物分解，減少對環(huán)境的污染。生物降解塑料新材料的應(yīng)用3D打印技術(shù)3D打印技術(shù)為塑料成型帶來了革命性的變革。通過3D打印，可以直接制造出復(fù)雜的塑料零件，無需傳統(tǒng)的模具制造過程，縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期，降低了生產(chǎn)成本。計算機輔助設(shè)計（CAD）和仿真技術(shù)CAD技術(shù)可以幫助設(shè)計師在前期對產(chǎn)品進行優(yōu)化設(shè)計，減少試驗次數(shù)和成本。而仿真技術(shù)則可以對塑料成型過程進行模擬，預(yù)測可能出現(xiàn)的問題，提高生產(chǎn)效率。新技術(shù)的應(yīng)用新工藝的開發(fā)微孔塑料成型技術(shù)微孔塑料成型技術(shù)能夠制造出具有