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