塑料成型工藝（簡體書）

本教材是根據高分子材料加工技術專業的人才培養方案及課程教學大綱的要求編寫的。全書共分為九章，主要內容有緒論、塑料成型基本理論、塑料成型用物料的準備、擠出成型工藝、注射成型工藝、壓延成型工藝、泡沫塑料成型工藝、其他塑料成型工藝和塑料的二次加工。各章分別以其所述的塑料成型工藝過程為主線，詳細介紹了各自的工藝方法、工藝原理、工藝過程控制及工藝問題分析。為便于教學，各章后均附有一定量的思考題，為配合教學內容并提高學生的綜合職業能力，附錄中介紹了四個基本的塑料成型工藝試驗。本書可作為三年制、五年制高職“高分子材料加工技術專業”的教材，也可供塑料行業有關人員作為培訓教材。

本教材是以常見塑料成型工藝為主線，重點介紹塑料成型工藝過程與基本原理、工藝操作，理論本著以“必需、夠用”為原則，注重加工理論與成型工藝實際的結合，注重學生職業能力的培養。以成熟加工工藝內容為主的同時，也適當介紹了塑料加工新工藝、新技術及各種工藝的發展趨勢。
本教材共分九章：第一章緒論，介紹大塑料工業的概念及塑料成型在塑料工業中的地位，塑料成型工業的發展過程，成型工藝的分類及本課程的主要內容與要求；第二章介紹塑料成型加工的基本理論，重點介紹塑料的加工性能及塑料成型工藝中物料發生的物理與化學變化；第三章介紹塑料成型用物料的準備，重點介紹物料的配製、物料的工藝性能及配製過程中的工藝問題；第四章介紹擠出成型工藝，對擠出工藝原理、擠出工藝的操作及各種常見擠出製品的成型工藝進行了較詳細的討論，擠出中空吹塑也安排在這章之中；第五章介紹的是注射成型工藝，對注射工藝過程、原理及工藝因素進行了分析，通過常見塑料的注射分析來加深學生對注射成型工藝的理解，注吹工藝及熱固性塑料的注射成型也作了適當介紹；第六章介紹的是壓延成型工藝，對壓延工藝的過程、原理、操作工藝因素進行了討論；第七章介紹泡沫塑料成型的工藝；第八章簡要介紹了模壓與傳遞成型、層壓成型、搪塑成型、滾塑成型、冷壓燒結成型、塑料的熱成型及塗覆成型工藝；第九章為塑料的二次加工，主要內容是塑料的機械加工、連接加工與修飾加工。為便於教學，每章後均附有一定量的複習思考題；為配合教學內容並提高學生的綜合職業能力，附錄中介紹了四個基本的塑料成型工藝實驗。
本教材第一章、第二章、第九章及附錄由湖南科技職業學院楊中文編寫；第三章、第四章、第六章由湖南科技職業學院劉西文編寫；第五章由廣東輕工職業技術學院李建鋼編寫；第七章、第八章由長江大學田英編寫；全書由湖南科技職業學院楊中文主編並統稿，由安徽職業技術學院桑永主審。
本書編寫過程中，得到了全國化工高等職業教育材料加工類專業教學指導委員會、化學工業出版社以及有關兄弟院校的大力支持，保證了編寫工作的順利完成，在此謹致以衷心地感謝。
由於編者水平所限，再加上時間倉促，書中難免有不妥之處，我們懇切希望使用本書的讀者提出批評和指正。

第一章緒論
第一節塑料成型加工在塑料工業中的地位
第二節塑料成型工業的發展
一、塑料成型工業發展歷史
二、塑料成型工業發展現狀及趨勢
三、我國塑料工業發展概況
第三節塑料成型工藝分類
一、按成型加工操作方式分類
二、按成型所屬加工階段分類
三、按成型加工伴隨的變化類型分類
第四節本課程的主要內容及要求
複習思考題

第二章塑料成型基本理論
第一節概述
第二節聚合物的加工性質
一、聚合物的聚集態與成型
二、聚合物的可擠壓性
三、聚合物的可模塑性
四、聚合物的可延展性
第三節聚合物的流變性能
一、聚合物的流動特性
二、影響聚合物熔體黏度的因素
三、聚合物熔體流動過程中的彈性行為
第四節聚合物成型過程中的加熱
與冷卻
一、熱擴散率及其影響因素
二、聚合物加熱與冷卻過程中應注意的問題
第五節聚合物成型過程中的結晶與取向
一、成型過程中的結晶
二、成型過程中的取向
第六節聚合物的降解與交聯
一、聚合物的降解
二、聚合物的交聯
複習思考題

第三章塑料成型用物料的準備
第一節概述
第二節粉料與粒料的配製
一、物料混合原理
二、粉料的配製
三、粒料的製備
四、粉料和粒料的工藝性能
第三節塑料溶液及塑料糊的配製
一、塑料溶液的配製
二、溶膠塑料的配製
三、溶膠塑料的組成及作用
四、溶膠塑料的配製工藝
複習思考題

第四章擠出成型工藝
第一節概述
第二節擠出機及機頭的基本結構
一、單螺桿擠出機的基本結構
二、雙螺桿擠出機的基本結構
第三節擠出機的工作原理
一、單螺桿擠出機的工作原理
二、雙螺桿擠出機的工作原理
第四節擠出成型的一般操作
一、物料的預處理
二、開機前的準備
三、開機
四、調整
五、定型與冷卻
六、製品的牽引和捲取(切割)
七、停機
八、後處理
第五節典型擠出產品的成型工藝
一、管材擠出
二、板（片）擠出
三、吹塑薄膜擠出
四、拉伸製品擠出
第六節擠出中空吹塑成型
一、吹塑工藝過程及控制因素
二、擠出拉伸吹塑
三、多層共擠中空吹塑
第七節擠出成型技術發展
一、反應擠出
二、共擠出技術
三、精密擠出技術
複習思考題

第五章註射成型工藝
第一節概述
第二節注射機及注射模具
一、注射機
二、注射模具
第三節注射成型過程
一、成型前的準備工作
二、注射成型
三、製件的後處理
第四節注射成型工藝分析
一、溫度
二、壓力
三、成型週期
第五節典型塑料製品注射成型
一、熱塑性塑料的注射成型特點
二、聚丙烯注射成型
三、聚苯乙烯注射成型
四、聚碳酸酯注射成型
五、常用熱塑性塑料的注射成型工藝參數
第六節影響注射製品質量的因素
一、內應力
二、熔接痕
三、收縮性
四、注射件生產中出現的不正常現象產生原因及解決辦法
第七節注射中空吹塑工藝
一、注射吹塑過程
二、注射吹塑設備特徵
三、注射吹塑工藝控制要點
四、注射拉伸吹塑
五、多層注坯吹塑
第八節熱固性塑料的注射成型
一、概述
二、熱固性塑料注射成型工藝過程
三、熱固性塑料注射成型對原料的要求
四、熱固性塑料注射成型對加工設備的要求
五、熱固性塑料注射成型工藝
第九節反應注射成型
一、反應注射成型工藝
二、反應注射成型影響因素
三、產品及模具設計
四、反應注射成型中氣泡的產生原因與防止措施
五、反應注射成型優點
六、聚氨酯反應注射成型配方工藝
第十節注射成型技術的進展
一、注射成型技術
二、注射CAE技術
三、其他注射成型技術的發展
複習思考題

第六章壓延成型工藝
第一節概述
第二節壓延成型工藝流程
一、聚氯乙烯薄膜壓延成型工藝流程
二、硬質聚氯乙烯片材壓延成型工藝流程
三、壓延生產聚氯乙烯人造革工藝流程
第三節壓延成型的主要設備與裝置
一、壓延機
二、引離裝置
三、壓花裝置
四、冷卻裝置
五、捲取裝置
第四節壓延成型工藝控制
一、軟質聚氯乙烯壓延製品成型工藝控制
二、硬質聚氯乙烯壓延製品生產工藝控制
第五節影響壓延製品質量的因素
一、工藝操作因素
二、原材料因素
三、設備因素
四、冷卻定型階段因素
五、壓延生產中出現的不正常現象產生原因及解決辦法
第六節壓延成型技術的發展
一、原料的進展
二、壓延機的大型、高速、精密、自動化
三、冷卻裝置的改進
四、異徑輥筒壓延機
五、拉伸擴幅
複習思考題

第七章泡沫塑料成型工藝
第一節概述
第二節泡沫塑料的發泡方法及成型原理
一、機械發泡法
二、物理髮泡法
三、化學發泡法
四、泡沫塑料的成型原理
第三節聚苯乙烯泡沫塑料生產工藝
一、聚苯乙烯可發性珠粒製備方法
二、聚苯乙烯泡沫塑料模壓成型
三、聚苯乙烯泡沫塑料擠出成型
四、聚苯乙烯泡沫塑料典型製品的生產
第四節聚氨酯泡沫塑料生產工藝
一、聚氨酯泡沫塑料成型原理
二、軟質聚氨酯泡沫塑料生產工藝
三、硬質聚氨酯泡沫塑料生產工藝
四、聚氨酯泡沫塑料典型製品生產
第五節聚乙烯泡沫塑料生產工藝
一、聚乙烯交聯發泡過程
二、聚乙烯泡沫塑料成型方法
三、聚乙烯泡沫塑料典型製品生產
第六節聚氯乙烯泡沫塑料生產工藝
一、聚氯乙烯發泡及成型方法
二、聚氯乙烯泡沫塑料典型製品生產
第七節泡沫塑料成型技術的發展
複習思考題

第八章其他塑料成型工藝
第一節模壓與傳遞成型
一、模壓成型
二、傳遞成型
第二節層壓成型
一、層壓成型的基本概念
二、常用樹脂、基材與填料
三、附膠材料的製備
四、層壓製品的成型
五、層壓成型板材的種類及應用
第三節搪塑成型
一、搪塑工藝過程
二、塑料糊在熱處理過程中的物理變化
三、搪塑玩具的生產工藝
第四節滾塑成型
一、滾塑工藝特點
二、小型滾塑製品的生產
三、大型中空製品的生產
第五節冷壓燒結成型
一、製坯
二、燒結
三、產品檢驗及二次加工
第六節塑料的熱成型
一、熱成型概述
二、熱成型的方法
三、熱成型設備
四、熱成型模具
五、工藝因素分析
第七節塗覆成型
一、火焰噴塗
二、熱熔噴塗
三、流化噴塗
四、懸浮液塗覆
五、靜電噴塗
六、等離子噴塗
複習思考題

第九章塑料的二次加工
第一節塑料的機械加工
一、車削、銑削
二、鑽削、螺紋加工
三、剪切、鋸切、沖切、沖孔
四、激光加工
第二節塑料的連接加工
一、機械連接
二、粘接
三、焊接
第三節塑料的修飾加工
一、機械整飾
二、塗裝
三、印刷
四、植絨
五、鍍金屬
複習思考題
附錄常用塑料成型工藝實驗
實驗一擠出吹塑薄膜成型工藝實驗
實驗二擠出成型塑料管材工藝實驗
實驗三熱塑性塑料注射成型工藝實驗
實驗四硬質聚氯乙烯板材壓製成型工藝
實驗
參考文獻

固體塞的移動情況是旋轉運動還是軸向運動佔優勢，主要取決定於螺桿表面和料筒表面與物料之間的摩擦力的大小。只有物料與螺桿之間的摩擦力小於物料與料筒之間的摩擦力時，物料才沿軸向前進，否則物料將與螺桿一起轉動。因此只要能正確控制物料與螺桿及物料與料筒之間的靜摩擦係數，即可提高固體輸送能力。
為了提高固體輸送速率，應降低物料與螺桿的靜摩擦係數，提高物料與料筒的徑向靜摩擦係數。要求螺桿表面有很低的粗糙度，在螺桿中心通人冷卻水，適當降低螺桿的表面溫度，因為固體物料對金屬的靜摩擦係數是隨溫度的降低而減小的。在加料段的料筒內表面可開設一些縱向溝槽，以增加物料與料筒間的徑向摩擦力。此外，從擠出機結構角度來考慮，增加螺槽深度H1和螺旋角，對增大固體輸送速率是有利的。
2.熔化理論
由加料段送來的固體物料進入壓縮段，在料筒的外加熱和物料與物料之間及物料與金屬之間摩擦作用的內熱作用下而升溫，同時逐漸受到越來越大的壓縮作用，固體物料逐漸熔化，最後完全變成熔體，進入均化段。在壓縮段既存在固體物料又存在熔融物料，物料在流動過程中有相變發生。因此在壓縮段的物料的熔化和流動情況很複雜，給研究帶來許多困難。由於在擠出機中物料的熔化主要是在壓縮段完成的，所以有關壓縮段研究較多的是物料在該段由固體轉變為熔體的過程和機理。到目前為止，熔化理論仍在發展中，有關熔化理論的數學推導是很繁複的，這裡不予介紹。下面簡單介紹由乙Tadmor所提出的熔化理論。
（1）熔化過程當固體物料從加料段進入壓縮段時，物料是處在逐漸軟化和相互黏結的狀態。與此同時，越來越大的壓縮作用使固體粒子被擠壓成緊密堆砌的固體床。固體床在前進過程中受到料筒外加熱和內摩擦熱的同時作用，逐漸熔化。首先在靠近料筒表面處留下熔膜層，當熔膜層厚度超過料筒與螺棱的間隙時，就會被旋轉的螺棱刮下並彙集於螺紋推力面的前方，形成熔池，而在螺棱的後側則為固體床，如圖44所示。隨著螺桿的轉動，來自料筒的外加熱和熔膜的剪切熱不斷傳至未熔融的固體床，使與熔膜接觸的固體粒子熔融。這樣，在沿螺槽向前移動的過程中，固體床的寬度逐漸減小，直至全部消失，即完成熔化過程。
（2）相遷移面熔化區內固體相和熔體相的界面稱為相遷移面，大多數熔化均發生在此分界面上，它實際是由固體相轉變為熔體相的過渡區域。熔體膜形成後的固體熔化是在熔體膜和固體床的界面（相遷移面）處發生的，所需的熱量一部分來源於料筒的外加熱，另一部分則來源於螺桿和料筒對熔體膜的剪切作用。