常见的聚合物加工方法(聚合物一般有几态及相应的成型加工方法)

1.聚合物一般有几态及相应的成型加工方法

聚合物作为材料使用时，对它性质的要求最重要的还是力学性质。

比如作为纤维要经得起拉力；作为塑料制品要经得起敲击；作为橡胶要富有弹性和耐磨损等等。聚合物的力学性质，主要是研究其在受力作用下的形变，即应力-应变关系。

7.3.1应力-应变曲线 7.3.1.1什么是应力和应变 当材料在外力作用下，而材料不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为应力。

材料受力方式不同，形变方式也不同。常见的应力和应变有： （1）张应力、张应变和拉伸模量 材料受简单拉伸时（图7-34），张应力： 张应变（又称伸长率）： 拉伸模量（又称杨氏模量）： （2）（剪）切应力、（剪）切应变和剪切模量 应力方向平行于受力平面，如图7-35所示。

切应力 切应变 剪切模量 还有一个材料常数称泊松（Poisson）比，定义为在拉伸试验中，材料横向单位宽度的减小与纵向单位长度的增加的比值 （注：加负号是因为Δm为负值） 可以证明没有体积变化时，υ=0.5，橡胶拉伸时就是这种情况。其他材料拉伸时，υ 因为0G，即拉伸比剪切困难，这是因为在拉伸时高分子链要断键，需要较大的力；剪切时是层间错动，较容易实现。

7.3.1.2强度 极限强度是材料抵抗外力破坏能力的量度，不同形式的破环力对应于不同意义的强度指标。极限强度在实用中有重要意义。

（1）抗张强度 在规定的试验温度、湿度和试验速度下，在标准试样（通常为哑铃形，见图7-36）上沿轴向施加载荷直至拉断为止。抗张强度定义为断裂前试样承受的最大载荷P与试样的宽度b和厚度d的乘积的比值。

抗张强度 （2）冲击强度 是衡量材料韧性的一种强度指标。定义为试样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量。

冲击强度 式中：W为冲断试样所消耗的功；b为试样宽度；d为试样厚度。有简支梁（Charpy）和悬臂梁（Izod）两种冲击方式。

前者试样两端支承，摆锤冲击试样的中部（图7-37）；后者试样一端固定，摆锤冲击自由端。试样可用带缺口和不带缺口两种，带缺口试样更易冲断，其厚度d指缺口处剩余厚度（图7-37上部）。

根据材料的室温（20℃）冲击强度，可以将聚合物分为三类： 脆性：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯； 缺口脆性：聚丙烯、聚氯乙烯（硬）、尼龙（干）、高密度聚乙烯、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚甲醛、纤维素酯、ABS（某些）、聚碳酸酯（某些）； 韧性：低密度聚乙烯、聚四氟乙烯、尼龙（湿）、ABS（某些）、聚碳酸酯（某些）。 （3）硬度 硬度是材料抵抗机械压力的一项指标。

硬度实验方法很多，采用的压入头及方式不同，计算公式也不同。布氏硬度是常用的一种（图7-38），将钢球压入试样表面并保持规定时间。

计算公式为： 布氏硬度= 式中：f为载荷（Kg）;D为钢球直径（mm）;h为压痕深度（mm）;d为压痕直径（mm）。 7.3.1.3玻璃态聚合物拉伸时的应力-应变曲线 玻璃态聚合物在拉伸时典型的应力-应变关系示于图7-39。

应力-应变曲线可以分为五个阶段。 （1）弹性形变 在Y点之前应力随应变正比地增加，从直线的斜率可以求出杨氏模量E。

从分子机理看来，这一阶段的普弹性行为主要是由于高分子的键长键角变化引起的。 （2）屈服应力 应力在Y点达到极大值，这一点叫屈服点，其应力σy为屈服应力。

（3）强迫高弹形变（又称大形变） 过了Y点应力反而降低，这是由于此时在大的外力帮助下，玻璃态聚合物本来被冻结的链段开始运动，高分子链的伸展提供了材料的大的形变。这种运动本质上与橡胶的高弹形变一样，只不过是在外力作用下发生的，为了与普通的高弹形变相区别，通常称为强迫高弹形变。

这一阶段加热可以恢复。 （4）应变硬化 继续拉伸时，由于分子链取向排列，使硬度提高，从而需要更大的力才能形变。

（5）断裂 达到B点时材料断裂，断裂时的应力σb即是抗张强度σt；断裂时的应变εb又称为断裂伸长率。直至断裂，整条曲线所包围的面积S相当于断裂功。

因而从应力-应变曲线上可以得到以下重要力学指标。E越大，说明材料越硬，相反则越软；σb或σy越大，说材料越强，相反则越弱；εb或S越大，说明材料越韧，相反则越脆。

实际聚合物材料，通常只是上述应力-应变曲线的一部分或其变异，图7-40示出五类典型的聚合物应力-应变曲线，他们的特点分别是：软而弱、硬而脆、硬而强、软而韧和硬而韧。其代表性聚合物是： 软而弱――聚合物凝胶 硬而脆――聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛塑料 硬而强――硬聚氯乙稀 软而韧――橡胶、增塑聚氯乙稀、聚乙烯、聚四氟乙烯 硬而韧――尼龙、聚碳酸酯、聚丙烯、醋酸纤维素 7.3.1.4结晶态聚合物拉伸时的应力-应变曲线 图7-41为晶态聚合物拉伸时的应力-应变曲线，也同样经历了五个阶段。

除了E和σt都较大外，其主要特点是细颈化和冷拉。所谓“细颈化”是指试样在一处或几处薄弱环节首先变细，此后细颈部分不断扩展，非细颈部分逐渐缩短，直至整个试样变细为止。

这一阶段应力不变，应变可达500%以上。由于是在较低温度下出现的不均匀拉伸（注：玻璃态聚合物。

2.常见的加工方法有哪些

常见的机械加工方法是强制进给方式和压力进给方式。

1、强制进给方式：在普通机磨床上进行加工，根据机床的动态精度决定吃刀深度及工件的精度。

2、压力进给方式：磨具在工件表面突起部分进行选择性加工，从而提高精度。

最引人注目的是激光机械加工技术。在切割硼-环氧、石墨-环氧、聚芳酰胺等难以加工的复合材料方面发挥巨大的威力，也可用于切割钛、钛合金、铬合金、高强度钢等宇航材料，还用于切割石英玻璃以及陶瓷，其切割效率比金刚石砂轮高得多，是一种较为理想的加工方法。

扩展资料

以上两种加工方式的特点为：

1、强制进给方式，其特点是形状精确，效率高。

2、压力进给方式：其特点是加工平面、球、圆筒等比较简单的形状时，如果注意磨具的形状、精度就能使加工精度优于机床加工精度。其缺点是缺乏形状赋予性，加工时间长。

参考资料来源：百度百科-机械加工方法

3.聚合物一般有几态及相应的成型加工方法

聚合物作为材料使用时，对它性质的要求最重要的还是力学性质。

比如作为纤维要经得起拉力；作为塑料制品要经得起敲击；作为橡胶要富有弹性和耐磨损等等。聚合物的力学性质，主要是研究其在受力作用下的形变，即应力-应变关系。

7.3.1应力-应变曲线7.3.1.1什么是应力和应变当材料在外力作用下，而材料不能产生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形变称为应变。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力为应力。

材料受力方式不同，形变方式也不同。常见的应力和应变有：（1）张应力、张应变和拉伸模量材料受简单拉伸时（图7-34），张应力： 张应变（又称伸长率）： 拉伸模量（又称杨氏模量）： （2）（剪）切应力、（剪）切应变和剪切模量应力方向平行于受力平面，如图7-35所示。

切应力 切应变 剪切模量 还有一个材料常数称泊松（Poisson）比，定义为在拉伸试验中，材料横向单位宽度的减小与纵向单位长度的增加的比值 （注：加负号是因为Δm为负值）可以证明没有体积变化时，υ=0.5，橡胶拉伸时就是这种情况。其他材料拉伸时，υ<0.5.υ与E和G之间有如下关系式： 因为0<υ≤0.5，所以2G<E≤3G。

也就是说E>G，即拉伸比剪切困难，这是因为在拉伸时高分子链要断键，需要较大的力；剪切时是层间错动，较容易实现。7.3.1.2强度极限强度是材料抵抗外力破坏能力的量度，不同形式的破环力对应于不同意义的强度指标。

极限强度在实用中有重要意义。（1）抗张强度在规定的试验温度、湿度和试验速度下，在标准试样（通常为哑铃形，见图7-36）上沿轴向施加载荷直至拉断为止。

抗张强度定义为断裂前试样承受的最大载荷P与试样的宽度b和厚度d的乘积的比值。抗张强度 （2）冲击强度是衡量材料韧性的一种强度指标。

定义为试样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量。冲击强度 式中：W为冲断试样所消耗的功；b为试样宽度；d为试样厚度。

有简支梁（Charpy）和悬臂梁（Izod）两种冲击方式。前者试样两端支承，摆锤冲击试样的中部（图7-37）；后者试样一端固定，摆锤冲击自由端。

试样可用带缺口和不带缺口两种，带缺口试样更易冲断，其厚度d指缺口处剩余厚度（图7-37上部）。根据材料的室温（20℃）冲击强度，可以将聚合物分为三类：脆性：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯；缺口脆性：聚丙烯、聚氯乙烯（硬）、尼龙（干）、高密度聚乙烯、聚苯醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚甲醛、纤维素酯、ABS（某些）、聚碳酸酯（某些）；韧性：低密度聚乙烯、聚四氟乙烯、尼龙（湿）、ABS（某些）、聚碳酸酯（某些）。

（3）硬度硬度是材料抵抗机械压力的一项指标。硬度实验方法很多，采用的压入头及方式不同，计算公式也不同。

布氏硬度是常用的一种（图7-38），将钢球压入试样表面并保持规定时间。计算公式为：布氏硬度= 式中：f为载荷（Kg）;D为钢球直径（mm）;h为压痕深度（mm）;d为压痕直径（mm）。

7.3.1.3玻璃态聚合物拉伸时的应力-应变曲线玻璃态聚合物在拉伸时典型的应力-应变关系示于图7-39。应力-应变曲线可以分为五个阶段。

（1）弹性形变 在Y点之前应力随应变正比地增加，从直线的斜率可以求出杨氏模量E。从分子机理看来，这一阶段的普弹性行为主要是由于高分子的键长键角变化引起的。

（2）屈服应力 应力在Y点达到极大值，这一点叫屈服点，其应力σy为屈服应力。（3）强迫高弹形变（又称大形变） 过了Y点应力反而降低，这是由于此时在大的外力帮助下，玻璃态聚合物本来被冻结的链段开始运动，高分子链的伸展提供了材料的大的形变。

这种运动本质上与橡胶的高弹形变一样，只不过是在外力作用下发生的，为了与普通的高弹形变相区别，通常称为强迫高弹形变。这一阶段加热可以恢复。

（4）应变硬化 继续拉伸时，由于分子链取向排列，使硬度提高，从而需要更大的力才能形变。（5）断裂 达到B点时材料断裂，断裂时的应力σb即是抗张强度σt；断裂时的应变εb又称为断裂伸长率。

直至断裂，整条曲线所包围的面积S相当于断裂功。因而从应力-应变曲线上可以得到以下重要力学指标。

E越大，说明材料越硬，相反则越软；σb或σy越大，说材料越强，相反则越弱；εb或S越大，说明材料越韧，相反则越脆。实际聚合物材料，通常只是上述应力-应变曲线的一部分或其变异，图7-40示出五类典型的聚合物应力-应变曲线，他们的特点分别是：软而弱、硬而脆、硬而强、软而韧和硬而韧。

其代表性聚合物是：软而弱――聚合物凝胶硬而脆――聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛塑料硬而强――硬聚氯乙稀软而韧――橡胶、增塑聚氯乙稀、聚乙烯、聚四氟乙烯硬而韧――尼龙、聚碳酸酯、聚丙烯、醋酸纤维素7.3.1.4结晶态聚合物拉伸时的应力-应变曲线图7-41为晶态聚合物拉伸时的应力-应变曲线，也同样经历了五个阶段。除了E和σt都较大外，其主要特点是细颈化和冷拉。

所谓“细颈化”是指试样在一处或几处薄弱环节首先变细，此后细颈部分不断扩展，非细颈部分逐渐缩短，直至整个试样变细为止。这一阶段应力不变，应变可达500%以上。

4.塑料都有哪些加工方法

1、吸塑： 真空成型称为吸塑，是一种塑料加工工艺，主要原理是将平展的塑料硬片材加热变软后，采用真空吸附于模具表面，冷却后成型。主要分为厚片吸塑薄片吸塑两大类。广泛用于汽车附件、灯饰、广告、装饰、大型机械外壳、展示类、行空类、大家电、卫浴类等行业。

2、注塑：即热塑性塑料注塑成型，这种方法即是将塑料材料熔融，然后将其注入膜腔。熔融的塑料一旦进入模具中，它就受冷依模腔样成型成一定形状。常见的产品主要有：电脑机箱外壳，连接器，手机外壳，键盘，鼠标，音响等。

3、吹塑：也称中空吹塑，一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热（或加热到软化状态），置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气，使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。生活中常见的瓶、桶、罐、箱以及所有包装食品、饮料、化妆品、药品和日常用品的容器等用的塑料加工工艺都是吹塑。

4、挤出：挤出成型在塑料加工中又称为挤塑，在橡胶加工中又称压出。是指物料通过挤出机料筒和螺杆间的作用，边受热塑化，边被螺杆向前推送，连续通过机头而制成各种截面制品或半制品的一种加工方法。挤出的制品都是连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆包覆层等。其中最常用的就是PS,PE,PP,TPE,TPE,TPU等。加工完成后出现在我们生活中的就有像什么LED灯罩，排水管，超市价格牌等。

5.聚合物加工与成型有哪些形式,一般包括几个过程

由郑州大学等单位完成leimiao_hit（站内联系TA）该项目针对主要的成型加工方式，在实验研究和理论分析的基础上，发展和完善了高聚物成型如注塑、挤出、发泡成型等过程的物理和数学模型leimiao_hit（站内联系TA）构造了有效的数值计算方法，采用数值模拟和物理模拟两种方法，通过各种物理场的耦合及两种模拟结果的对比验证，建立材料成型过程中各种物理场的定量关系，形成了一套包括控制方程、材料模型、物性参数和数值求解方法在内的较为系统、实用的成型过程宏观模拟理论，开发出实用的成型模拟及模具优化设计软件，实现成型过程的动态仿真分析，使高聚物成型加工过程在流场、力场、热场等作用下所出现的各种物理现象和化学变化的描述更加数学化和定量化，进而优化成型过程和模具设计。

通过研究并构造橡塑制品成型过程的模型化理论和计算方法，对成型过程中的各个环节进行定量计算和数值模拟分析，使高聚物成型加工及模具设计建立在科学定量的基础上，为优化模具设计和控制产品成型过程以获得高性能的高聚物制品提供科学依据和设计分析手段。臭水沟（站内联系TA）肯定用ASPEN软件呀~~ 功能很强大，是专门模块来模拟聚合过程模拟的！panpase（站内联系TA）挤出机内的模拟有ansys和polyflow。

panpase（站内联系TA）模具里的模拟有moldflow、c-mold等。panpase（站内联系TA）这些模拟软件大都基于经典的挤出理论，做了很多假设，得到的结果只能作为一种参照。

panpase（站内联系TA）我们国家在上世纪80年代，几个高校联合做了一个这方面的攻关，结果以出书的方式失败而告终，而后这几个学校独自研究，有了北化的caxa，华中的快速成型，郑大的模拟。

（想不全了）panpase（站内联系TA）对了，少说了一个软件，加拿大某公司出了一款注塑成型塑化过程模拟软件，叫做：injection molding plastification。

国内貌似就一两个高校的课题组有。

6.工业常用聚合物合成方法

本体聚合 苯乙烯连续本体聚合 有机玻璃间歇本体聚合 氯乙烯间歇本体沉聚合

乙烯高压连续气相本体聚合

溶液聚合 丙烯腈连续溶液聚合 醋酸乙烯脂溶液聚合 丙烯酸酯类溶液聚合

离子型溶液聚合 超临界CO2中的溶液聚合

悬浮聚合 氯乙烯悬浮聚合 苯乙烯悬浮聚合 微悬浮聚合

乳液聚合 种子乳液聚合 核壳乳液聚合 无皂乳液聚合 微乳液聚合

反相乳液聚合 分散聚合

个人比较欣赏悬浮聚合~

一个大大的反应釜~要可以散热 可以搅拌 可以加料 可以出料~~~~~~