常見(jiàn)的聚合物加工方法(聚合物一般有幾態(tài)及相應的成型加工方法)
1.聚合物一般有幾態(tài)及相應的成型加工方法
聚合物作為材料使用時(shí)，對它性質(zhì)的要求最重要的還是力學(xué)性質(zhì)。
比如作為纖維要經(jīng)得起拉力；作為塑料制品要經(jīng)得起敲擊；作為橡膠要富有彈性和耐磨損等等。聚合物的力學(xué)性質(zhì)，主要是研究其在受力作用下的形變，即應力-應變關(guān)系。
7.3.1應力-應變曲線(xiàn) 7.3.1.1什么是應力和應變 當材料在外力作用下，而材料不能產(chǎn)生位移時(shí)，它的幾何形狀和尺寸將發(fā)生變化，這種形變稱(chēng)為應變。材料發(fā)生形變時(shí)內部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定義單位面積上的這種反作用力為應力。
材料受力方式不同，形變方式也不同。常見(jiàn)的應力和應變有： （1）張應力、張應變和拉伸模量 材料受簡(jiǎn)單拉伸時(shí)（圖7-34），張應力： 張應變（又稱(chēng)伸長(cháng)率）： 拉伸模量（又稱(chēng)楊氏模量）： （2）（剪）切應力、（剪）切應變和剪切模量 應力方向平行于受力平面，如圖7-35所示。
切應力 切應變 剪切模量 還有一個(gè)材料常數稱(chēng)泊松（Poisson）比，定義為在拉伸試驗中，材料橫向單位寬度的減小與縱向單位長(cháng)度的增加的比值 （注：加負號是因為Δm為負值） 可以證明沒(méi)有體積變化時(shí)，υ=0.5，橡膠拉伸時(shí)就是這種情況。其他材料拉伸時(shí)，υ 因為0G，即拉伸比剪切困難，這是因為在拉伸時(shí)高分子鏈要斷鍵，需要較大的力；剪切時(shí)是層間錯動(dòng)，較容易實(shí)現。
7.3.1.2強度 極限強度是材料抵抗外力破壞能力的量度，不同形式的破環(huán)力對應于不同意義的強度指標。極限強度在實(shí)用中有重要意義。
（1）抗張強度 在規定的試驗溫度、濕度和試驗速度下，在標準試樣（通常為啞鈴形，見(jiàn)圖7-36）上沿軸向施加載荷直至拉斷為止。抗張強度定義為斷裂前試樣承受的最大載荷P與試樣的寬度b和厚度d的乘積的比值。
抗張強度 （2）沖擊強度 是衡量材料韌性的一種強度指標。定義為試樣受沖擊載荷而折斷時(shí)單位截面積所吸收的能量。
沖擊強度 式中：W為沖斷試樣所消耗的功；b為試樣寬度；d為試樣厚度。有簡(jiǎn)支梁（Charpy）和懸臂梁（Izod）兩種沖擊方式。
前者試樣兩端支承，擺錘沖擊試樣的中部（圖7-37）；后者試樣一端固定，擺錘沖擊自由端。試樣可用帶缺口和不帶缺口兩種，帶缺口試樣更易沖斷，其厚度d指缺口處剩余厚度（圖7-37上部）。
根據材料的室溫（20℃）沖擊強度，可以將聚合物分為三類(lèi)： 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）、尼龍（干）、高密度聚乙烯、聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚甲醛、纖維素酯、ABS（某些）、聚碳酸酯（某些）； 韌性：低密度聚乙烯、聚四氟乙烯、尼龍（濕）、ABS（某些）、聚碳酸酯（某些）。 （3）硬度 硬度是材料抵抗機械壓力的一項指標。
硬度實(shí)驗方法很多，采用的壓入頭及方式不同，計算公式也不同。布氏硬度是常用的一種（圖7-38），將鋼球壓入試樣表面并保持規定時(shí)間。
計算公式為： 布氏硬度= 式中：f為載荷（Kg）;D為鋼球直徑（mm）;h為壓痕深度（mm）;d為壓痕直徑（mm）。 7.3.1.3玻璃態(tài)聚合物拉伸時(shí)的應力-應變曲線(xiàn) 玻璃態(tài)聚合物在拉伸時(shí)典型的應力-應變關(guān)系示于圖7-39。
應力-應變曲線(xiàn)可以分為五個(gè)階段。 （1）彈性形變 在Y點(diǎn)之前應力隨應變正比地增加，從直線(xiàn)的斜率可以求出楊氏模量E。
從分子機理看來(lái)，這一階段的普彈性行為主要是由于高分子的鍵長(cháng)鍵角變化引起的。 （2）屈服應力 應力在Y點(diǎn)達到極大值，這一點(diǎn)叫屈服點(diǎn)，其應力σy為屈服應力。
（3）強迫高彈形變（又稱(chēng)大形變） 過(guò)了Y點(diǎn)應力反而降低，這是由于此時(shí)在大的外力幫助下，玻璃態(tài)聚合物本來(lái)被凍結的鏈段開(kāi)始運動(dòng)，高分子鏈的伸展提供了材料的大的形變。這種運動(dòng)本質(zhì)上與橡膠的高彈形變一樣，只不過(guò)是在外力作用下發(fā)生的，為了與普通的高彈形變相區別，通常稱(chēng)為強迫高彈形變。
這一階段加熱可以恢復。 （4）應變硬化 繼續拉伸時(shí)，由于分子鏈取向排列，使硬度提高，從而需要更大的力才能形變。
（5）斷裂 達到B點(diǎn)時(shí)材料斷裂，斷裂時(shí)的應力σb即是抗張強度σt；斷裂時(shí)的應變εb又稱(chēng)為斷裂伸長(cháng)率。直至斷裂，整條曲線(xiàn)所包圍的面積S相當于斷裂功。
因而從應力-應變曲線(xiàn)上可以得到以下重要力學(xué)指標。E越大，說(shuō)明材料越硬，相反則越軟；σb或σy越大，說(shuō)材料越強，相反則越弱；εb或S越大，說(shuō)明材料越韌，相反則越脆。
實(shí)際聚合物材料，通常只是上述應力-應變曲線(xiàn)的一部分或其變異，圖7-40示出五類(lèi)典型的聚合物應力-應變曲線(xiàn)，他們的特點(diǎn)分別是：軟而弱、硬而脆、硬而強、軟而韌和硬而韌。其代表性聚合物是： 軟而弱――聚合物凝膠 硬而脆――聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛塑料 硬而強――硬聚氯乙稀 軟而韌――橡膠、增塑聚氯乙稀、聚乙烯、聚四氟乙烯 硬而韌――尼龍、聚碳酸酯、聚丙烯、醋酸纖維素 7.3.1.4結晶態(tài)聚合物拉伸時(shí)的應力-應變曲線(xiàn) 圖7-41為晶態(tài)聚合物拉伸時(shí)的應力-應變曲線(xiàn)，也同樣經(jīng)歷了五個(gè)階段。
除了E和σt都較大外，其主要特點(diǎn)是細頸化和冷拉。所謂“細頸化”是指試樣在一處或幾處薄弱環(huán)節首先變細，此后細頸部分不斷擴展，非細頸部分逐漸縮短，直至整個(gè)試樣變細為止。
這一階段應力不變，應變可達500%以上。由于是在較低溫度下出現的不均勻拉伸（注：玻璃態(tài)聚合物。
2.常見(jiàn)的加工方法有哪些
常見(jiàn)的機械加工方法是強制進(jìn)給方式和壓力進(jìn)給方式。
1、強制進(jìn)給方式：在普通機磨床上進(jìn)行加工，根據機床的動(dòng)態(tài)精度決定吃刀深度及工件的精度。
2、壓力進(jìn)給方式：磨具在工件表面突起部分進(jìn)行選擇性加工，從而提高精度。
最引人注目的是激光機械加工技術(shù)。在切割硼-環(huán)氧、石墨-環(huán)氧、聚芳酰胺等難以加工的復合材料方面發(fā)揮巨大的威力，也可用于切割鈦、鈦合金、鉻合金、高強度鋼等宇航材料，還用于切割石英玻璃以及陶瓷，其切割效率比金剛石砂輪高得多，是一種較為理想的加工方法。
擴展資料
以上兩種加工方式的特點(diǎn)為：
1、強制進(jìn)給方式，其特點(diǎn)是形狀精確，效率高。
2、壓力進(jìn)給方式：其特點(diǎn)是加工平面、球、圓筒等比較簡(jiǎn)單的形狀時(shí)，如果注意磨具的形狀、精度就能使加工精度優(yōu)于機床加工精度。其缺點(diǎn)是缺乏形狀賦予性，加工時(shí)間長(cháng)。
參考資料來(lái)源：百度百科-機械加工方法
3.聚合物一般有幾態(tài)及相應的成型加工方法
聚合物作為材料使用時(shí)，對它性質(zhì)的要求最重要的還是力學(xué)性質(zhì)。
比如作為纖維要經(jīng)得起拉力；作為塑料制品要經(jīng)得起敲擊；作為橡膠要富有彈性和耐磨損等等。聚合物的力學(xué)性質(zhì)，主要是研究其在受力作用下的形變，即應力-應變關(guān)系。
7.3.1應力-應變曲線(xiàn)7.3.1.1什么是應力和應變當材料在外力作用下，而材料不能產(chǎn)生位移時(shí)，它的幾何形狀和尺寸將發(fā)生變化，這種形變稱(chēng)為應變。材料發(fā)生形變時(shí)內部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力，定義單位面積上的這種反作用力為應力。
材料受力方式不同，形變方式也不同。常見(jiàn)的應力和應變有：（1）張應力、張應變和拉伸模量材料受簡(jiǎn)單拉伸時(shí)（圖7-34），張應力： 張應變（又稱(chēng)伸長(cháng)率）： 拉伸模量（又稱(chēng)楊氏模量）： （2）（剪）切應力、（剪）切應變和剪切模量應力方向平行于受力平面，如圖7-35所示。
切應力 切應變 剪切模量 還有一個(gè)材料常數稱(chēng)泊松（Poisson）比，定義為在拉伸試驗中，材料橫向單位寬度的減小與縱向單位長(cháng)度的增加的比值 （注：加負號是因為Δm為負值）可以證明沒(méi)有體積變化時(shí)，υ=0.5，橡膠拉伸時(shí)就是這種情況。其他材料拉伸時(shí)，υ<0.5.υ與E和G之間有如下關(guān)系式： 因為0<υ≤0.5，所以2G<E≤3G。
也就是說(shuō)E>G，即拉伸比剪切困難，這是因為在拉伸時(shí)高分子鏈要斷鍵，需要較大的力；剪切時(shí)是層間錯動(dòng)，較容易實(shí)現。7.3.1.2強度極限強度是材料抵抗外力破壞能力的量度，不同形式的破環(huán)力對應于不同意義的強度指標。
極限強度在實(shí)用中有重要意義。（1）抗張強度在規定的試驗溫度、濕度和試驗速度下，在標準試樣（通常為啞鈴形，見(jiàn)圖7-36）上沿軸向施加載荷直至拉斷為止。
抗張強度定義為斷裂前試樣承受的最大載荷P與試樣的寬度b和厚度d的乘積的比值。抗張強度 （2）沖擊強度是衡量材料韌性的一種強度指標。
定義為試樣受沖擊載荷而折斷時(shí)單位截面積所吸收的能量。沖擊強度 式中：W為沖斷試樣所消耗的功；b為試樣寬度；d為試樣厚度。
有簡(jiǎn)支梁（Charpy）和懸臂梁（Izod）兩種沖擊方式。前者試樣兩端支承，擺錘沖擊試樣的中部（圖7-37）；后者試樣一端固定，擺錘沖擊自由端。
試樣可用帶缺口和不帶缺口兩種，帶缺口試樣更易沖斷，其厚度d指缺口處剩余厚度（圖7-37上部）。根據材料的室溫（20℃）沖擊強度，可以將聚合物分為三類(lèi)：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）、尼龍（干）、高密度聚乙烯、聚苯醚、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚甲醛、纖維素酯、ABS（某些）、聚碳酸酯（某些）；韌性：低密度聚乙烯、聚四氟乙烯、尼龍（濕）、ABS（某些）、聚碳酸酯（某些）。
（3）硬度硬度是材料抵抗機械壓力的一項指標。硬度實(shí)驗方法很多，采用的壓入頭及方式不同，計算公式也不同。
布氏硬度是常用的一種（圖7-38），將鋼球壓入試樣表面并保持規定時(shí)間。計算公式為：布氏硬度= 式中：f為載荷（Kg）;D為鋼球直徑（mm）;h為壓痕深度（mm）;d為壓痕直徑（mm）。
7.3.1.3玻璃態(tài)聚合物拉伸時(shí)的應力-應變曲線(xiàn)玻璃態(tài)聚合物在拉伸時(shí)典型的應力-應變關(guān)系示于圖7-39。應力-應變曲線(xiàn)可以分為五個(gè)階段。
（1）彈性形變 在Y點(diǎn)之前應力隨應變正比地增加，從直線(xiàn)的斜率可以求出楊氏模量E。從分子機理看來(lái)，這一階段的普彈性行為主要是由于高分子的鍵長(cháng)鍵角變化引起的。
（2）屈服應力 應力在Y點(diǎn)達到極大值，這一點(diǎn)叫屈服點(diǎn)，其應力σy為屈服應力。（3）強迫高彈形變（又稱(chēng)大形變） 過(guò)了Y點(diǎn)應力反而降低，這是由于此時(shí)在大的外力幫助下，玻璃態(tài)聚合物本來(lái)被凍結的鏈段開(kāi)始運動(dòng)，高分子鏈的伸展提供了材料的大的形變。
這種運動(dòng)本質(zhì)上與橡膠的高彈形變一樣，只不過(guò)是在外力作用下發(fā)生的，為了與普通的高彈形變相區別，通常稱(chēng)為強迫高彈形變。這一階段加熱可以恢復。
（4）應變硬化 繼續拉伸時(shí)，由于分子鏈取向排列，使硬度提高，從而需要更大的力才能形變。（5）斷裂 達到B點(diǎn)時(shí)材料斷裂，斷裂時(shí)的應力σb即是抗張強度σt；斷裂時(shí)的應變εb又稱(chēng)為斷裂伸長(cháng)率。
直至斷裂，整條曲線(xiàn)所包圍的面積S相當于斷裂功。因而從應力-應變曲線(xiàn)上可以得到以下重要力學(xué)指標。
E越大，說(shuō)明材料越硬，相反則越軟；σb或σy越大，說(shuō)材料越強，相反則越弱；εb或S越大，說(shuō)明材料越韌，相反則越脆。實(shí)際聚合物材料，通常只是上述應力-應變曲線(xiàn)的一部分或其變異，圖7-40示出五類(lèi)典型的聚合物應力-應變曲線(xiàn)，他們的特點(diǎn)分別是：軟而弱、硬而脆、硬而強、軟而韌和硬而韌。
其代表性聚合物是：軟而弱――聚合物凝膠硬而脆――聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛塑料硬而強――硬聚氯乙稀軟而韌――橡膠、增塑聚氯乙稀、聚乙烯、聚四氟乙烯硬而韌――尼龍、聚碳酸酯、聚丙烯、醋酸纖維素7.3.1.4結晶態(tài)聚合物拉伸時(shí)的應力-應變曲線(xiàn)圖7-41為晶態(tài)聚合物拉伸時(shí)的應力-應變曲線(xiàn)，也同樣經(jīng)歷了五個(gè)階段。除了E和σt都較大外，其主要特點(diǎn)是細頸化和冷拉。
所謂“細頸化”是指試樣在一處或幾處薄弱環(huán)節首先變細，此后細頸部分不斷擴展，非細頸部分逐漸縮短，直至整個(gè)試樣變細為止。這一階段應力不變，應變可達500%以上。
4.塑料都有哪些加工方法
1、吸塑： 真空成型稱(chēng)為吸塑，是一種塑料加工工藝，主要原理是將平展的塑料硬片材加熱變軟后，采用真空吸附于模具表面，冷卻后成型。主要分為厚片吸塑薄片吸塑兩大類(lèi)。廣泛用于汽車(chē)附件、燈飾、廣告、裝飾、大型機械外殼、展示類(lèi)、行空類(lèi)、大家電、衛浴類(lèi)等行業(yè)。
2、注塑：即熱塑性塑料注塑成型，這種方法即是將塑料材料熔融，然后將其注入膜腔。熔融的塑料一旦進(jìn)入模具中，它就受冷依模腔樣成型成一定形狀。常見(jiàn)的產(chǎn)品主要有：電腦機箱外殼，連接器，手機外殼，鍵盤(pán)，鼠標，音響等。
3、吹塑：也稱(chēng)中空吹塑，一種發(fā)展迅速的塑料加工方法。熱塑性樹(shù)脂經(jīng)擠出或注射成型得到的管狀塑料型坯，趁熱（或加熱到軟化狀態(tài)），置于對開(kāi)模中，閉模后立即在型坯內通入壓縮空氣，使塑料型坯吹脹而緊貼在模具內壁上，經(jīng)冷卻脫模，即得到各種中空制品。生活中常見(jiàn)的瓶、桶、罐、箱以及所有包裝食品、飲料、化妝品、藥品和日常用品的容器等用的塑料加工工藝都是吹塑。
4、擠出：擠出成型在塑料加工中又稱(chēng)為擠塑，在橡膠加工中又稱(chēng)壓出。是指物料通過(guò)擠出機料筒和螺桿間的作用，邊受熱塑化，邊被螺桿向前推送，連續通過(guò)機頭而制成各種截面制品或半制品的一種加工方法。擠出的制品都是連續的型材，如管、棒、絲、板、薄膜、電線(xiàn)電纜包覆層等。其中最常用的就是PS,PE,PP,TPE,TPE,TPU等。加工完成后出現在我們生活中的就有像什么LED燈罩，排水管，超市價(jià)格牌等。
5.聚合物加工與成型有哪些形式,一般包括幾個(gè)過(guò)程
由鄭州大學(xué)等單位完成leimiao_hit（站內聯(lián)系TA）該項目針對主要的成型加工方式，在實(shí)驗研究和理論分析的基礎上，發(fā)展和完善了高聚物成型如注塑、擠出、發(fā)泡成型等過(guò)程的物理和數學(xué)模型leimiao_hit（站內聯(lián)系TA）構造了有效的數值計算方法，采用數值模擬和物理模擬兩種方法，通過(guò)各種物理場(chǎng)的耦合及兩種模擬結果的對比驗證，建立材料成型過(guò)程中各種物理場(chǎng)的定量關(guān)系，形成了一套包括控制方程、材料模型、物性參數和數值求解方法在內的較為系統、實(shí)用的成型過(guò)程宏觀(guān)模擬理論，開(kāi)發(fā)出實(shí)用的成型模擬及模具優(yōu)化設計軟件，實(shí)現成型過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真分析，使高聚物成型加工過(guò)程在流場(chǎng)、力場(chǎng)、熱場(chǎng)等作用下所出現的各種物理現象和化學(xué)變化的描述更加數學(xué)化和定量化，進(jìn)而優(yōu)化成型過(guò)程和模具設計。
通過(guò)研究并構造橡塑制品成型過(guò)程的模型化理論和計算方法，對成型過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節進(jìn)行定量計算和數值模擬分析，使高聚物成型加工及模具設計建立在科學(xué)定量的基礎上，為優(yōu)化模具設計和控制產(chǎn)品成型過(guò)程以獲得高性能的高聚物制品提供科學(xué)依據和設計分析手段。臭水溝（站內聯(lián)系TA）肯定用ASPEN軟件呀~~ 功能很強大，是專(zhuān)門(mén)模塊來(lái)模擬聚合過(guò)程模擬的！panpase（站內聯(lián)系TA）擠出機內的模擬有ansys和polyflow。
panpase（站內聯(lián)系TA）模具里的模擬有moldflow、c-mold等。panpase（站內聯(lián)系TA）這些模擬軟件大都基于經(jīng)典的擠出理論，做了很多假設，得到的結果只能作為一種參照。
panpase（站內聯(lián)系TA）我們國家在上世紀80年代，幾個(gè)高校聯(lián)合做了一個(gè)這方面的攻關(guān)，結果以出書(shū)的方式失敗而告終，而后這幾個(gè)學(xué)校獨自研究，有了北化的caxa，華中的快速成型，鄭大的模擬。
（想不全了）panpase（站內聯(lián)系TA）對了，少說(shuō)了一個(gè)軟件，加拿大某公司出了一款注塑成型塑化過(guò)程模擬軟件，叫做：injection molding plastification。
國內貌似就一兩個(gè)高校的課題組有。
6.工業(yè)常用聚合物合成方法
本體聚合 苯乙烯連續本體聚合 有機玻璃間歇本體聚合 氯乙烯間歇本體沉聚合
乙烯高壓連續氣相本體聚合
溶液聚合 丙烯腈連續溶液聚合 醋酸乙烯脂溶液聚合 丙烯酸酯類(lèi)溶液聚合
離子型溶液聚合 超臨界CO2中的溶液聚合
懸浮聚合 氯乙烯懸浮聚合 苯乙烯懸浮聚合 微懸浮聚合
乳液聚合 種子乳液聚合 核殼乳液聚合 無(wú)皂乳液聚合 微乳液聚合
反相乳液聚合 分散聚合
個(gè)人比較欣賞懸浮聚合~
一個(gè)大大的反應釜~要可以散熱 可以攪拌 可以加料 可以出料~~~~~~
