材料成型基础 教学课件 作者 宋金虎 胡凤菊 11.ppt

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1、第11章非金属材料的成型§11．1塑料制品成型§11．2橡胶制品成型§11．3胶粘剂及胶接工艺§11．4陶瓷材料制品成型§11．5粉末冶金制品成型工艺§11．6常用复合材料成型11．1．1塑料的基础知识11．1塑料制品成型1．塑料的基本组成以合成树脂（高聚物）为基体，再加入各种添加剂而制成的高分子合成材料。（1）合成树脂塑料的主要成分(约占40％～100％)，决定塑料性能。（2）添加剂为改善塑料的使用性能或成型工艺性能而加入的辅助成分。根据不同的塑料品种和性能要求，可加入不同的添加剂。①填充剂作用：调节塑料的物理、化学性能，提高力学性能，扩大使

2、用范围和降低成本。常用的有：木屑、石棉纤维、玻璃纤维、纸屑、石墨粉、铜粉、铁粉、铝粉、二氧化硅、氧化铝等物质。②增塑剂作用：提高塑料的可塑性、柔韧性、流动性等工艺性能。通常要求增塑剂无毒无害、无臭无色、不易燃烧挥发和成本低廉。常用的有：磷酸酯类化合物，甲酸脂类化合物和氯化石蜡等。③润滑剂作用：改善塑料加工成型时的流动性、脱模性和保证制品表面光洁而加入的添加剂。常用的有：硬脂酸及其盐类。④稳定剂作用：增强塑料对光、热、氧等老化作用的抗力，稳定塑料的组织结构，延长使用寿命。常用的有：硬脂酸盐、炭黑、铅化合物和环氧化合物等。⑤固化剂作用：用于热塑性塑

3、料的添加剂，以促进加热时的固化。常用的有：胺类、酸酐类和过氧化物。此外，还有为使塑料具有美丽的色彩加入的有机染料或无机颜料等着色剂；以及发泡剂、阻燃剂、抗静电剂等。2.塑料的分类（1）按树脂的热性能分为热塑性塑料与热固性塑料两类。热塑性塑料加热会软化，冷却时会凝固、变硬，此过程可以反复进行。热固性塑料初加热时软化、熔融，进一步加热、加压或加入固化剂，通过共价交联而固化。固化后再加热，则不再软化、熔融。（2）按应用范围分为通用塑料、工程塑料和其他塑料三类。通用塑料主要指产量大、用途广、价格低廉的几大品种塑料，它们约占塑料总产量的75％以上，广泛用

4、于工业、农业和日常生活各方面，但其强度较低。工程塑料主要是指用于制作工程结构、机器零件、工业容器和设备的塑料。这类塑料具有较高的强度、弹性模量、韧性、耐磨性、耐蚀性和耐热性。其他塑料目前产量较少，价格较贵，仅用作特殊需要。3.塑料成型过程中的物理化学行为（1）聚合物的流动与流变（2）聚合物熔体在流动过程中的弹性行为（3）聚合物的加热和冷却（4）聚合物的结晶（5）聚合物的取向（6）聚合物的降解（7）聚合物的交联11．1．2塑料制品的成型工艺1.注射成型成型原理如图11.1所示，将粉状或粒状塑料从料斗送入料筒，柱塞推进时，塑料被推入加热区，继而压过

5、分流梭，通过喷嘴将熔融塑料注入模腔中，经冷却固化后，打开模具即可获得所需形状的塑料制品。注射成型法可以制作尺寸精确、形状复杂、薄壁或带金属嵌件的塑料制品。图11.1注射成型示意图2．挤出成型成型原理如图11.2所示，粒状塑料从料斗送入螺旋推进室，然后由旋转的螺杆送到加热区熔融，并受到压缩，迫使它们通过模孔落到输送机皮带，用喷射空气或水使它冷却变硬。用挤压法生产长度大且横截面均匀的塑料制品很方便，常用来生产各种板、管、棒、线等塑料制品，还能生产凹角形状的制品。图11.2挤出成型示意图3.压制成型主要用于热固性塑料的加工。压制成型主要有模压法和层压

6、法两种。模压成型如图11.3所示，将粒状或预制片状塑料装入已加热至一定温度的开口模膛中，然后闭模加压，使受热软化的塑料流动充满型腔，继而在热和压力的作用下交联固化成型，然后不必冷却，脱模取出塑料制品。层压成型是把由玻璃纤维或其他纤维做成的“布”（薄片填料），用热固性液态树脂浸渍，并将其叠放成所需的厚度，然后在相当高的压力和温度下使其固化而获得层压塑料。图11.3模压成型示意图4.浇铸成型塑料的浇铸成型工艺与金属相似，将熔融树脂浇入模腔（热固性塑料须加入固化剂和其他添加剂），在常温常压或低压加热条件下固化成型，冷却脱模即得制品。浇铸成型法设备较简

7、单，但生产率低，适用于中、小批量生产的尺寸较大的塑料制品。一般热塑性塑料和热固性塑料都可采用浇铸成型。5.吹塑成型将接近于熔融态的塑料坯料置于吹塑模中，用压缩空气将其吹胀，使之紧贴模腔表壁，然后冷却定型获得中空塑料制件。通常，坯料由注塑或挤塑制成，趁热送入吹塑模。吹塑成型用于成型工业生产及日常生活中使用的瓶类、桶类、罐类、箱类等中空塑料容器。另外还有冷压烧结（如聚四氟乙烯的成型）、真空成型、压缩空气成型等方法。11．2橡胶制品成型11．2．1橡胶的基础知识1.橡胶的分子结构橡胶和塑料一样，也是一种高分子化合物，相对分子质量可达到几十万。从橡胶分

8、子链的几何形状看，可以分为线型、支链型和交联型（体型）三类。不同的几何形状，具有完全不同的物理性质。2.橡胶的聚集态性质橡胶分子聚集在一起的状态，称聚