聚合物成型加工基礎（簡體書）

本書從高分子物理和高分子化學原理入手，對高分子材料成型加工工藝和原理進行闡述，論述了高分子材料的各種形態結構和相態在成型過程中的演變及對聚合物制品性能的影響，并對現在生產實踐中存在的成型加工工藝過程作了介紹，使讀者能夠更多地從原理和基本科學問題上認識理解加工過程。本書是高分子材料與工程、高分子材料加工工程、塑料機械與模具、橡膠工程專業的教材，也可作為材料工程、輕化工工程、化學工程以及應用化學等專業的教材或參考書，同時也可作為相關工程技術人員的參考書。

聚合物材料是材料領域發展最為迅猛的品種，已經成為各國高技術規劃中不可或缺的內容。目前全世界高分子材料年產量已達到3億噸，而且幾乎所有高分子材料都必須經過加工才能成為有用的產品，因此加工的重要性日益凸現，有關技術人員的需求越來越多，而且要求也越來越高。
隨著高分子科學和高分子工程的發展，聚合物材料加工不再是簡單製品的成型，而是材料結構和性能確定的關鍵環節。對材料加工人才培養的理念也由此發生轉變，工程技術人員不僅僅需要知道各種加工方法和技術，而且更重要的是要理解加工過程的本質，認識每一個環節在材料結構演變和性能確定中的作用，以及控制方法，從而達到不僅能夠生產製造，而且能夠調控，直至創新的境界。這也是本教材希望達到的目的。
本書在編撰上力圖結合基本科學原理和具體加工方法來構築體系，使讀者能夠更多地從原理和基本科學問題上認識理解加工過程。在內容上既非強調具體的加工方法和技術，也非完全討論基本階段而使用過多的數理推導，而是針對國內讀者的情況和基礎把兩者有機地結合起來，使讀者既能學習各種加工方法，也能理解其間的本質科學問題，在掌握技術方法的同時，也能在高分子材料加工工程領域的提升和革新中有所作為。
本書第1章由楊鳴波編寫，第2、第3章由劉軍、劉正英編寫，第4章由付曉蓉、尹波編寫，第5章由楊其、付曉蓉編寫，第6章由蔡緒福編寫，第7章由尹波、楊鳴波、楊偉、劉軍編寫，第8章由楊偉編寫，第9章由任顯誠、蔡緒福編寫。全書由楊鳴波修改定稿。
由於時間倉促，加之著者知識水平所限，書中的錯誤和不足在所難免，敬請讀者批評指正。

第1章 聚合物成型加工概論
1.1 聚合物材料發展過程與現狀
1.2 聚合物材料成型加工方法概述
1.3 聚合物材料成型加工方法分析
習題與思考題
第2章 聚合物的結構與性能
2.1 概述
2.2 聚合物的結構
2.2.1 聚合物的結構特點
2.2.2 聚合物的聚集態結構
2.3 聚合物的結晶態結構與性能
2.3.1 成型加工條件對結晶形態的影響
2.3.2 聚合物的結晶能力
2.3.3 聚合物的結晶過程
2.3.4 成型加工條件對結晶過程的影響
2.3.5 結晶對製品性能的影響
2.4 聚合物的取向態結構與性能
2.4.1 成型加工過程中的取向作用
2.4.2 成型加工過程中的流動取向
2.4.3 拉伸取向
2.5 成型加工中的化學反應
2.5.1 降解
2.5.2 交聯
習題與思考題
第3章 流動與形變
3.1 聚合物的流變性質
3.1.1 聚合物熔體的流變行為——非牛頓流動
3.1.2 影響聚合物流變行為的主要因素
3.2 聚合物流體流動過程的彈性行為
3.2.1 端末效應
3.2.2 不穩定流動和熔體破碎現象
3.2.3 影響聚合物熔體彈性的因素
習題與思考題
第4章 傳熱
4.1 傳熱基本問題和原理
4.1.1 傳熱原理
4.1.2 聚合物的熱穩定性
4.1.3 聚合物的熱物理性能參數
4.1.4 選擇適宜的速度
4.1.5 壓實體的性質
4.2 傳熱機理
4.2.1 對流傳熱
4.2.2 熱傳導
4.2.3 壓縮能量
4.2.4 黏性耗散
4.2.5 塑性形變耗散
4.2.6 耗散混合熔融
4.3 熔融方法分類
4.3.1 無熔體移走的傳導熔融
4.3.2 移動熱源的加熱和熔融
4.3.3 強制熔體移走的傳導熔融
4.3.4 耗散混合熔融
4.4 幾何形狀、邊界條件和物理性質對熔融過程的影響
4.5 聚合物在註射成型中的冷卻
4.5.1 結晶性聚合物冷卻階段的溫度分佈
4.5.2 無定形聚合物冷卻階段的溫度分佈
4.5.3 冷卻時間的計算
習題與思考題
第5章 混合與配製
5.1 混合的原理與方法
5.1.1 界面及界面張力
5.1.2 浸潤及潤濕
5.1.3 固體的表面吸附作用
5.1.4 擴散及擴散係數
5.1.5 混合的原理與方法
5.2 混合的分類與評價
5.2.1 混合的分類
5.2.2 混合的評價
5.3 混合技術與設備
5.3.1 轉鼓式混合機
5.3.2 螺帶式混合機
5.3.3 捏合機
5.3.4 高速混合機
5.3.5 密煉機
5.3.6 雙輥混煉機
5.3.7 擠出機
5.4 常用塑料材料品種及性能
5.4.1 聚乙烯
5.4.2 聚丙烯
5.4.3 聚氯乙烯
5.4.4 聚苯乙烯
5.4.5 ABS樹脂
5.4.6 聚碳酸酯(雙酚A型)
5.4.7 聚酰胺
5.4.8 聚四氟乙烯
5.5 常用加工助劑品種及性能
5.5.1 穩定劑
5.5.2 增塑劑
5.5.3 填充劑
5.5.4 著色劑
5.5.5 潤滑劑
5.5.6 抗靜電劑
5.5.7 阻燃劑
5.5.8 驅避劑
5.5.9 防霧劑
5.6 原料的配製
5.6.1 原料配製的重要性
5.6.2 原料配製的方法
習題與思考題
第6章 口模成型
6.1 概述
6.1.1 擠出成型工程和理論的發展歷史
6.1.2 擠出成型的分類和特點
6.1.3 擠出成型在聚合物工程中的重要地位
6.2 螺桿擠出機的基本結構
6.2.1 單螺桿擠出機的基本結構
6.2.2 雙螺桿擠出機
6.3 擠出成型原理
6.3.1 擠出成型過程概述
6.3.2 固體輸送理論
6.3.3 熔化理論
6.3.4 熔體輸送理論
6.4 擠出成型的工藝過程及影響因素
6.4.1 擠出成型的工藝過程
6.4.2 口模成型製品的不均勻性及影響因素
6.5 幾種塑料製品的擠出成型
6.5.1 片材和平膜的擠出成型
6.5.2 管材的成型
6.5.3 型材擠出
6.5.4 單絲的擠出成型
6.5.5 線纜包覆
習題與思考題
第7章 模塑與鑄塑
7.1 注射成型
7.1.1 概述
7.1.2 注射成型設備
7.1.3 注射成型過程分析
7.1.4 其它注射成型方法
7.2 壓製成型
7.2.1 概述
7.2.2 壓製成型原理與過程
7.2.3 原料準備
7.2.4 成型設備
7.2.5 工藝控制
7.2.6 層壓成型
7.3 鑄塑成型方法
7.3.1 靜態澆鑄
7.3.2 嵌鑄
7.3.3 離心澆鑄
習題與思考題
第8章 模面成型
8.1 壓延成型
8.1.1 概述
8.1.2 壓延成型原理及流動分析
8.1.3 成型設備
8.1.4 典型的壓延成型工藝過程
8.1.5 影響壓延質量的因素
8.1.6 壓延法人造革的生產工藝
8.2 塗覆成型
8.2.1 塗覆成型概述
8.2.2 塗覆成型原理與方法
8.3 其它模面成型方法
8.3.1 流延鑄塑
8.3.2 搪塑
8.3.3 蘸浸成型
8.3.4 滾塑
習題與思考題
第9章 二次成型
9.1 二次成型的黏彈性原理
9.2 中空吹塑成型
9.2.1 中空吹塑成型的分類及工藝過程
9.2.2 中空吹塑成型工藝過程的影響因素
9.3 熱成型
9.3.1 熱成型概述
9.3.2 熱成型方法
9.4 擠出吹塑薄膜成型
9.4.1 管坯擠出
9.4.2 機頭和口模
9.4.3 吹脹與牽引
9.4.4 薄膜的冷卻
9.4.5 薄膜的捲繞
9.5 拉幅薄膜的成型
9.5.1 平擠逐次雙向拉伸薄膜的成型
9.5.2 管膜雙向拉伸薄膜的成型
習題與思考題
參考文獻

第1章 聚合物成型加工概論
1.1 聚合物材料發展過程與現狀
材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，以及科學與工業技術發展的基礎，是人類社會進步的里程碑。新材料的出現，能為社會文明帶來巨大的變化，給新技術的發展帶來劃時代的突破。材料已成為當代科學技術的三大支柱之一。作為四大材料之一的聚合物材料具有許多優良性能，適合現代化生產，經濟效益顯著，且不受地域、氣候的限制，因而聚合物材料工業取得了突飛猛進的發展。如今聚合物材料已經不再是傳統材料的代用品，而是與金屬、水泥、木材並駕齊驅，在國民經濟和國防建設中的扮演著重要的作用。
人類直接利用天然聚合物材料，可以追溯到遠古時期。當時，人們利用纖維素造紙，利用蛋白質練絲和鞣革，利用生漆作塗料和利用動物膠製作墨的黏合劑等都是最早利用聚合物材料最好的例證。 1838年A.Parker製備出了第一種人造塑料一一硝酸纖維素，並在1862年倫敦的國際展覽會上展出，這是人類開始使用天然聚合物材料的標誌。但是，人類開發使用人工合成聚合物材料則是20世紀才開始的，酚醛樹脂是人類真正從小分子出發合成出的高分子化材料（1907年），也是人類最早使用的合成聚合物。 1920年德國人Staudinger在論聚合中提出了“長鏈大分子”概念，指出一些含有某些官能團的有機物可以通過官能團間的反應而形成聚合物。對19世紀的大多數研究學者而言，分子量超過10000g/mol的物質似乎是難以置信的，他們認為這類物質應該是由小分子穩定懸浮液構成的膠體系統。