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绪论1

第一章 高聚物加工基础理论8

第一节 高分子链的结构9

一、高聚物的结构层次9

二、高分子链的近程结构10

(一) 高分子链的化学组成10

(二) 单体单元的键合10

(三) 高分子的构型12

(四) 高分子链的键合形状13

三、高分子链的远程结构14

(一) 分子量和分子量分布14

(二) 高分子链的柔性18

一、高聚物分子间的作用力及表征22

(一) 分子间作用力的主要类型22

习题与思考题22

第二节 高分子的聚集态结构22

(二) 分子间作用力的表征23

二、聚集态与相态23

(一) 聚集态24

(二) 相态24

(三) 高分子的聚集态24

三、高聚物的结晶态25

(一) 结晶结构的基本概念25

(二) 高聚物的结晶形态27

(三) 结晶结构模型28

(五) 结晶高聚物的性能30

(四) 结晶度30

四、高聚物的非晶态31

(一) 非晶态高聚物的结构模型31

(二) 非晶态高聚物的性能32

五、高聚物的取向33

(一) 取向与解取向的概念33

(二) 取向度33

(三) 取向机理34

(四) 取向对高聚物性能的影响35

一、高分子热运动的特点36

(一) 运动单元的多重性36

(二) 高分子运动对时间的依赖性36

第二节 高聚物的分子运动和热转变36

习题与思考题36

(三) 高分子运动对温度的依赖性37

二、高聚物的力学状态37

(一) 非结晶性高聚物的力学状态37

(二) 结晶性高聚物的力学状态39

(三) 交联高聚物的力学状态39

(四) 影响温度-形变曲线的因素40

三、非晶态高聚物的玻璃态及玻璃化转变41

(一) 玻璃态的特征41

(二) 玻璃化转变理论41

(三) 影响玻璃化温度的因素42

四、结晶高聚物的热转变45

(一) 生成结晶的条件45

(二) 结晶高聚物的熔融48

习题与思考题50

一、应力与应变51

(一) 张应力与应变51

第四节 高聚物的弹性和力学松弛现象51

(二) 剪切应力与应变52

(三) 均匀压缩的应力与应变52

二、弹性的基本概念53

(一) 普弹形变及弹性模量53

(二) 高弹形变53

三、力学松弛现象54

(一) 静态力学松弛55

(二) 动态力学松弛61

四、时温等效原理65

习题与思考题65

(一) 玻璃态高聚物的应力-应变曲线66

第五节 高聚物的屈服、断裂和强度66

一、高聚物的拉伸特性66

(二) 晶态高聚物的应力-应变曲线68

(三) 取向高聚物的应力-应变曲线69

(四) 高聚物应力-应变曲线的类型综述69

二、高聚物的屈服70

(一) 银纹屈服70

(二) 剪切屈服71

三、高聚物的断裂及强度71

(一) 脆性断裂和韧性断裂71

(二) 高聚物的理论强度和实际强度72

(三) 影响高聚物强度的因素73

(一) 流动机理是分段移动75

一、高聚物粘流态的主要特征75

习题与思考题75

第六节 高聚物的流变性质75

(二) 粘度大，流动困难76

(三) 流动中伴随有高弹形变76

二、高聚物的流动性76

(一) 流动形式76

(二) 流体类型及其流动特征77

(三) 流动性的其他表征方法80

(四) 影响高聚物粘度--流动性的因素82

三、高聚物流动中的弹性表现87

(一) 高聚物熔体的弹性流变效应87

(二) 影响高聚物熔体弹性的因素91

一、体积特性92

(一) 基本概念92

第七节 高聚物的热物理性质92

习题与思考题92

(二) 摩尔体积的计算方法93

二、热膨胀94

(一) 热膨胀系数94

(二) 受热时的尺寸变化95

(三) 希姆哈-波义耳(Simha-Boyer)热膨胀模型95

三、热容96

(一) 定义96

(二) 高聚物的比热容97

(三) 温度的影响100

(二) 传热机理100

(一) 定义100

四、导热性100

五、导温系数102

习题与思考题103

第二章 橡胶及塑料制品的原材料与配方104

第一节 生胶、再生胶及硫化胶粉104

一、天然橡胶104

(一) 天然橡胶的来源104

(二) 天然橡胶的生胶品种104

(三) 天然橡胶的组成、结构、性质和用途105

二、合成橡胶107

(一) 丁苯橡胶108

(二) 顺丁橡胶108

(四) 乙丙橡胶109

(三) 异戊橡胶109

(五) 氯丁橡胶111

(六) 丁基橡胶112

(七) 丁腈橡胶113

(八) 氯磺化聚乙烯橡胶113

(九) 其他合成橡胶114

三、粉末橡胶、液体橡胶、热塑性橡胶116

四、再生胶118

五、硫化胶胶粉119

第二节 塑料树脂的种类、特性和用途120

(一) 聚乙烯120

(二) 聚丙烯121

(三) 聚氯乙烯122

(五) 酚醛树脂123

(四) 聚苯乙烯和ABS树脂123

(七) 聚酯树脂124

(六) 聚酰胺124

第三节 配合剂125

一、配合剂的作用125

二、橡胶用配合剂的种类与主要作用125

(一) 硫化剂126

(二) 硫化促进剂128

(三) 硫化活性剂134

(四) 防焦剂134

(五) 防老剂134

(六) 补强填充剂136

(七) 软化、增塑剂139

(一) 稳定剂140

(八) 着色及其他专用配合剂140

三、塑料添加剂的种类与作用140

(二) 增塑剂与增韧剂142

(三) 填充剂与增强剂143

(四) 润滑剂与脱模剂144

(五) 交联剂145

(六) 偶联剂146

(七) 着色剂146

(八) 发泡剂147

(九) 阻燃剂和消烟剂147

(十) 抗静电剂147

(一) 橡胶助剂的发展方向148

四、橡胶与塑料助剂的发展148

(二) 塑料助剂的开发趋势149

第三节 配方简介150

一、橡胶配方150

二、塑料的配料工艺151

(一) 粉料和粒料的配制151

(二) 溶液的配制151

(三) 糊的配制151

第四节 纤维与金属材料152

一、橡胶与塑料制品常用的纤维种类及特性152

二、橡胶与塑料制品常用的纤维纺织物种类154

三、金属材料155

习题与思考题156

一、开炼机158

(一) 结构简介158

第三章 橡胶的混炼与塑料的塑化158

第一节 开炼机与密炼机简介158

(二) 用途与类型159

(三) 规格表示和技术特征159

(四) 工作原理159

二、密炼机163

(一) 基本结构与传动形式163

(二) 用途与分类163

(三) 规格与技术特征164

(四) 工作原理164

(一) 塑炼目的166

一、塑炼理论166

第二节 混炼与塑化原理166

(二) 塑炼原理167

二、橡胶的混炼171

(一) 混炼胶的结构172

(二) 混炼过程173

(三) 混炼中的几个问题173

(四) 橡胶在密炼机中的变形与流动175

三、塑料的混合与塑化原理177

第三节 橡胶的塑炼和混炼工艺178

一、塑炼工艺178

(一) 准备工艺178

(二) 开炼机塑炼179

(三) 密炼机塑炼181

二、混炼工艺183

(一) 开炼机的混炼工艺183

(二) 密炼机的混炼工艺187

第四节 塑料的混合与塑化工艺191

一、塑料的混合工艺191

(一) 预加工与称量191

(二) 物料的混合192

二、塑料的塑化工艺192

(一) 开放式炼塑机的塑化工艺192

(二) 密炼机的塑化工艺193

第五节 混炼胶与塑化料的质量检查193

一、混炼胶胶料的质量检查193

二、混合与塑化料的质量检查194

习题与思考题195

第一节 压延设备及压延原理196

一、压延机的类型与构造196

第四章 压延工艺196

二、压延原理198

(一) 压延时胶料的塑性流动和变形198

(二) 压延时胶料的延伸变形198

(三) 胶料在压延机辊筒上的受力状态和流速分布199

(四) 辊筒的挠度影响及其补偿200

(五) 胶料压延后的收缩变形和压延效应201

第二节 压延准备工艺201

一、胶料的热炼与供胶201

二、纺织物干燥203

三、尼龙、聚酯帘线的热伸张处理203

(一) 压片206

第三节 压延工艺206

一、胶片压延206

(二) 贴合210

(三) 压型211

二、纺织物挂胶211

(一) 贴胶211

(二) 压力贴胶212

(三) 擦胶212

三、钢丝帘布的压延215

四、压延半成品厚度的检测控制216

(一) 压延厚度的检测方法216

(二) 压延厚度的自动控制217

(一) 软质PVC薄膜的压延成型工艺219

五、塑料的压延成型219

(二) 硬质PVC片材的压延成型工艺221

(三) PVC人造革的压延成型工艺222

(四) 干式PU人造革的压延成型工艺224

(五) 湿式PU人造革的压延成型工艺225

(六) PE泡沫人造革的压延成型工艺226

(七) 橡塑尼龙帆布革的压延成型工艺226

(八) 影响塑料压延质量的因素227

(九) 塑料压延成型工艺的发展230

习题与思考题231

一、塑料挤出机233

(一) 机筒233

第一节 挤出机233

第五章 橡胶与塑料的挤出233

(二) 螺杆234

(三) 传动系统237

(四) 加料装置237

(五) 过滤器238

(六) 机头和口模238

二、橡胶挤出机238

(一) 挤出机结构238

(二) 挤出机的选用241

第二节 挤出过程原理242

一、塑料挤出242

(一) 固体输送理论242

(二) 熔融理论243

(三) 熔体输送理论246

二、橡胶挤出249

三、机头口型内物料的挤出250

(一) 物料在机头内的流动250

(二) 物料在口型中的流动状态和挤出变形251

(三) 口型尺寸选择原则251

第三节 橡胶制品的挤出工艺252

一、热喂料挤出工艺252

(一) 胶料热炼和供胶252

(二) 挤出操作中的主要工艺条件252

(三) 挤出工艺过程253

(一) 吹塑薄膜工艺方法概述258

一、吹塑薄膜工艺258

第四节 塑料制品的挤出工艺258

二、冷喂料挤出258

(二) 影响吹塑薄膜主要工艺因素259

(三) 吹塑薄膜主要设备260

二、板材、管材、异型材挤出260

(一) 聚乙烯板、片材挤出261

(二) 聚丙烯板材挤出262

三、硬管、软管和异型材的挤出263

(一) 硬管、软管的挤出成型263

(二) 异型材的挤出265

四、低发泡挤出268

(一) 低发泡挤出成型工艺268

(二) 低发泡挤出成型设备特征269

(三) 低发泡挤出成型工艺影响因素269

(四) 低发泡挤出工艺270

习题与思考题272

第六章 塑料与橡胶注射成型273

第一节 注射机及模具273

一、注射机结构273

(一) 注射装置273

(二) 合模装置275

二、注射机分类和技术参数277

(一) 分类277

(二) 主要技术参数277

三、模具281

(一) 模具的基本结构281

一、塑料注射成型原理282

(一) 注射成型原理282

第二节 塑料注射成型原理及工艺过程282

(二) 模具、注射机的大小选型282

(二) 注射成型过程温度及压力的变化283

二、注射成型工艺过程284

(一) 成型前的准备284

(二) 注射成型过程285

(三) 制品的后处理与回料的利用285

三、工艺条件对制品质量的影响286

(一) 温度286

(二) 注射压力288

(三) 成型周期288

四、新型注射成型工艺289

(一) 注射吹塑成型289

(二) 注射拉伸吹塑成型290

(三) 共注射成型292

(四) 反应注射成型294

第三节 橡胶注射成型原理及工艺过程295

一、橡胶注射成型过程295

二、橡胶注射成型原理296

三、橡胶注射过程行为特征297

(一) 流变性能297

(二) 热物理性能297

(三) 硫化性能298

四、橡胶注射成型工艺条件299

(一) 螺杆转速299

(五) 温度300

(四) 喷嘴直径300

(三) 注射压力300

(二) 注射速度300

(六) 硫化条件301

(七) 胶料条件301

五、防振橡胶注射工艺实例302

(一) 材料302

(二) 注射工艺条件302

(三) 模具302

六、热塑性弹性体的注射成型303

(一) 原材料303

(二) 成型工艺条件303

(三) 热塑性弹性体椅垫注射实例303

习题与思考题304

一、橡胶在硫化过程中的结构及性能变化305

第七节 橡胶和塑料的硫化及交联305

第一节 橡胶的硫化305

二、硫化历程306

(一) 焦烧阶段306

(二) 热硫化阶段306

(三) 平坦硫化阶段306

(四) 过硫化阶段306

三、硫化工艺条件307

(一) 正硫化及正硫化时间的概念307

(二) 正硫化时间的测定方法307

第二节 硫化条件的选取及确定309

一、硫化压力309

二、硫化温度和硫化时间310

三、硫化效应及其应用311

第三节 硫化介质及硫化热效应314

一、硫化介质314

二、硫化热效应及热平衡316

(一) 硫化热效应316

(二) 硫化热平衡316

第四节 硫化方法316

一、室温硫化法316

二、冷硫化法316

三、热硫化法316

(一) 直接硫化法317

(二) 间接硫化法317

(三) 加压硫化法318

四、连续硫化法323

第五节 硫化制品的质量检测327

一、硫化制品的表观检测327

二、成品性能的检测327

第六节 塑料的交联328

一、热固性塑料的交联328

(一) 酚醛树脂的交联329

(二) 氨基树脂的交联331

(三) 环氧树脂的交联332

(四) 不饱和聚酯树脂的交联333

(五) 聚氨酯的交联334

二、热塑性塑料的交联337

(一) 聚烯烃的交联337

(二) 交联聚烯烃的生产及应用339

习题与思考题340

第八章 其他成型工艺342

第一节 铸塑342

一、静态浇铸342

二、嵌铸344

三、离心浇铸344

四、搪塑345

五、流延铸塑345

第二节 回转成型347

一、回转成型原理及工艺过程347

二、回转成型工艺的控制348

三、回转成型模具349

五、大型中空制品的生产350

四、小型回转成型制品的生产350

第三节 热成型351

一、热成型的基本方法351

二、热成型用塑料355

三、热成型的设备356

四、模具358

五、成型工艺358

第四节 塑料的涂层与印刷359

一、塑料涂层359

(一) 布(或纸)基的涂层工艺359

(二) 金属材料的涂覆361

二、塑料的印刷363

(二) 表面敏化活化处理367

(三) 导电层的沉积367

一、化学镀膜367

(一) 表面粗化处理367

第五节 塑料镀膜367

(四) 电镀368

二、真空镀膜368

习题与思考题370

附录 橡胶与塑料加工性能的测定方法371

一、可塑度的测定371

二、门尼粘度和门尼焦烧373

三、胶料硫化特性的测定--圆盘振荡硫化仪法375

四、综合工艺性能的测定379

五、熔体流动速率的测定381

六、毛细管流变仪383