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作者：刘彦国编

出版社：人民邮电出版社

出版时间：2014-09-01

书籍编号：30470816

ISBN：9787115356451

正文语种：中文

字数：330578

版次：3

所属分类：教材教辅-中职/高职

版权信息

书名：塑料成型工艺与模具设计（第3版）

作者：刘彦国

ISBN：9787115356451

版权所有 · 侵权必究

第3版前言

塑料成型工艺设计与模具设计是模具设计师、模具制造工等职业工种的基本要求，是模具行业高技能人才必须掌握的技能，也是高职模具设计与制造专业最为重要的专业核心课程之一。

2011年，《塑料成型工艺与模具设计（第2版）》教材出版以来，受到了众多高职高专院校的欢迎。为了更好地满足广大高职高专院校的学生对塑料模具技术学习的需要，编者根据《教育部关于“十二五”职业教育教材建设的若干意见》文件的精神，按照模具设计实际工作流程重构教材内容，融入《模具设计师》职业标准所要求的知识技能，结合近几年的教学改革实践和广大读者的反馈意见，在保留原书特色的基础上，对本书进行了全面的修订，这次修订的主要内容如下。

1．融入最新塑料模具国家标准、《模具设计师》职业标准所要求的知识技能，将《模具设计师》职业鉴定要点中与塑料模具设计有关的内容细化分解到各项目、任务中，同时引入模具行业新技术、新工艺，拓展教学内容的深度和广度，培养优秀高端技能型人才。

2．随着模具设计3D软件的广泛应用、模具加工手段转型升级，传统模具设计方法和模具结构也随之发生变化，本次修订对书中大量模具结构及相应内容进行修改、替换和完善，与行业发展紧密接轨。

3．补充完善各种教学资源，教材引入企业典型案例，制作丰富的动画、视频资源库——融入配套的教学课件中，使复杂问题简单化、抽象内容形象化、动态内容可视化，并建设数字化网络教学平台，提供丰富的教学资源。

在本书的修订过程中，始终贯彻标准优先、校企合作、工学结合的理念。采用项目教学的方式组织内容，通过5个项目中的多个任务，将各类模具的成型工艺设计与模具结构设计的内容按照现代模具设计实际工作流程重新梳理组合，突出解决问题能力的培养。修订后的教材，内容比以前更具针对性和实用性，内容的叙述更加准确、通俗易懂和简明扼要，更有利于教师的教学和读者的自学。

本书的参考学时为65～85学时，建议采用理论实践一体化教学模式。各项目的参考学时见下面的学时分配表。

本书由浙江机电职业技术学院刘彦国任主编，武汉工程大学孙先明及苏州职业大学聂福荣任副主编。全书共有5个项目，导论由孙先明编写。项目一徐春伟编写，项目二、项目三由刘彦国编写，其中案例任务实施部分由杭州职业技术学院杨安编写，项目四由吕永锋编写，项目五由聂福荣、徐春伟编写，附录由浙江工商职业技术学院唐为民编写，杭州崎品模具有限公司徐晓平负责教材中所有案例及模具结构的审定。

本书在编写过程中参考了国内外有关资料和文献，并得到同行专家的大力支持，在此向原作者和专家表示感谢！

限于编者的学术水平，不妥之处敬请专家、读者批评指正，来信请至liuyanguo68@163.com。

编者

2014年5月

素材列表

表1 PPT课件

表2 动画

续表

以上素材资源及课件见人民邮电出版社网站www.ptpedu.com.cn，注册后均可下载。

导论

塑料成型工艺与模具设计是一门从生产实践中发展起来，又直接服务于生产的应用型技术。它研究的对象是塑料，以及把塑料变成塑料制品所用的工艺及模具。把塑料原料变成具有一定形状和尺寸精度的塑料制品的过程称为塑料成型。

一、塑料成型在塑料工业中的重要地位

塑料工业是一门新兴的工业，它包含塑料原料生产（树脂和塑料的生产）和塑料制品生产（也称塑料成型或塑料加工工业）两个系统，如图0-1所示。没有塑料的生产，就没有塑料制品的生产；没有塑料制品的生产，塑料就不能变成工业产品和生活用品。

图0-1 塑料工业生产系统

世界塑料工业仅有100年的历史。据统计，在世界范围内，塑料用量近几十年来几乎每5年翻一番。近年来，塑料制品广泛用于工业、农业、电子、国防、建筑以及日常生活等各个领域，并作为一种原材料，开始替代钢材、铝材、木材或水泥等其他材料。

塑料工业的发展之所以如此迅猛，主要原因在于塑料具有很多优良特性，如塑料的质量轻、化学稳定性好、耐冲击性好、较好的透明性和耐磨耗性、绝缘性好、导热性低、着色性好及加工成本低等。根据各种塑料的固有性能，利用各种方法，使其成为具有一定形状又有使用价值的塑料制品。塑料制品的生产系统一般由原料预处理（预压、预热、干燥等）、塑料的成型、后处理（调湿、退火等）、机械加工、修饰和装配等几个连续过程组成，如图0-1所示。其中塑料的成型是最重要的一个环节，是一切塑料制品和生产型材的必经过程。其他工序通常都根据制品的要求确定。后 3个工序——机械加工、修饰、装配，有时统称为二次加工。

塑料成型后可加工成任意形状的塑料制品，且成型过程中设备操作简便，生产率高，原材料消耗少、生产成本低，易于实现机械化、自动化，使得塑料工业能够快速稳定地发展。

二、塑料成型方法简介

塑料成型的种类很多，主要包括各种模塑成型、层压成型和压延成型等。其中模塑成型种类较多，表0-1 列出常用的模塑成型加工方法如注射成型、压缩模塑、挤出成型、传递模塑、气动成型等，约占全部塑料制品加工数量的 90%以上。它们的共同特点是利用模具成型具有一定形状和尺寸的塑料制品，因此通常称为模塑成型。成型塑料制品所用的工装称为塑料成型模具（简称塑料模）。

表0-1 常用的成型加工方法与模具

在现代塑料制品的生产中，正确的加工工艺、高效率的设备、先进的模具是影响塑料制品质量的 3大重要因素。塑料成型工艺通过安装在成型设备上的塑料模具来实现，塑料模具对保证塑料制品的形状、尺寸及公差起着极其重要的作用。高效率、全自动的设备也只有配备了适应自动化生产的模具才能充分发挥其效能，产品的生产和更新都是以模具更新为前提的。快速发展的塑料工业对塑料制品的品种、质量和产量的要求越来越高，所以对塑料模具也提出了越来越高的要求，促使塑料模具生产不断向前发展。

塑料成型设备的类型很多，主要有各种模塑成型设备和压延机等。模塑成型设备有注射机、塑料机械压力机、挤出机、中空成型机、发泡成型机、塑料液压机以及与之配套的辅助设备等。生产中应用最广的是注射机和挤出机，其次是液压机和压延机。挤出成型生产的制品产量约占塑料制品总产量的一半，注射成型生产的制品占25%～30%，这个比例还在扩大。就成型设备而言，注射机的产量最大，据统计，全世界注射机的产量近十年来增加了10倍，每年生产的台数约占整个塑料设备产量的50%，成为塑料成型设备生产中增长最快、产量最多的设备。

三、塑料成型技术发展趋势

近几十年来，中国塑料工业经历了从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程，已取得了显著的成就。目前，我国已跨入世界塑料先进大国的行列。特别是近几年来，产量和品种都大大增加。目前我国塑料加工机械的生产量位居世界第一，而塑料制品及塑料树脂的生产量并列世界第二。塑料工业在国民经济各个部门发挥的作用越来越大，带动了塑料成型机械和塑料模具的发展，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大，但与先进国家相比还存在着较大差距，如国产模具精度低、寿命短、制造周期长，塑料成型设备较陈旧、规格品种少，塑料材料及模具材料性能差，远不能适应工业高速发展的需要。为改变我国塑料行业的落后状况，赶超世界先进水平，必须从以下几方面大力发展塑料成型技术。

① 加深塑料成型基础理论和工艺原理的研究，引进和开发新技术、新工艺，大力发展大型、微型、高精度、高寿命、高效率的模具，以适应不断扩大的塑料应用领域的需要。这需要在工艺设计、模具制造、材料研究、生产管理等方面协同发展才能实现。

② 不断开发、研究和应用先进的模具加工、装配、测量技术及设备，提高塑料模具的加工精度和缩短加工周期。

③ 加强塑料材料性能研究，加强模具新型材料的开发与应用。

④ 大力推广模具标准化工作，使模具通用零件标准化、系列化、商品化，以适应大规模生产塑料成型模具的需要。近年来，我国在这方面已取得了很大进展，制定了塑料模国家标准。目前，已有专门厂家生产各种规格的塑料模标准模架及顶杆、顶管等配套标准件。

⑤ 开展模具 CAD/CAE/CAM技术的研究、推广和应用。模具CAD/CAE/CAM 一体化技术的应用提高了模具的设计制造水平和质量，节省了时间，提高了生产效率，降低了生产成本。

四、塑料模具设计工作流程

模具设计与制造专业的高职高专毕业生面对的主要岗位是塑料模具设计员、模具制造车间工艺员、模具装配调试操作工、模具加工数控设备操作工、模具生产管理与计划调度员等。本教材以塑料模具设计员的工作任务为主线组织教材内容，突出培养工作岗位的职业能力。

企业模具设计与制造工作流程一般如图0-2所示。成型工艺是模具设计的依据，而模具制造是模具设计的保证。

图0-2 模具设计与制造工作流程

而对于塑料模具设计员，其详细的工作任务与工作流程如图0-3所示。

图0-3 模具设计员的主要工作任务与工作流程

五、课程任务与学习目标

本课程主要通过选择与分析塑料原料、确定塑料成型工艺、选用模具结构类型及模架、模具结构设计、模具工程图的绘制等方面的训练，在学习塑料模具设计相关知识的基础上完成塑料成型工艺与模具结构设计的一套完整的工作过程训练。

通过本课程的学习，应达到以下能力目标。

① 能应用塑料流变基础理论及塑料特性，分析塑料成型工艺条件，达到能编制合理、可行的塑料成型工艺规程的能力。

② 能合理选择塑料成型设备。

③ 能应用学过的设计知识，通过查阅和使用有关设计手册及参考资料设计中等复杂程度的模具，具有编写模具设计相关技术文件的能力。

④ 能使用模具设计专用软件设计中等偏复杂程度的模具，具有编写模具设计技术文件的能力。

⑤ 具备正确安装模具、调试工艺和操作设备的能力，能够分析和处理试模过程中产生的有关技术方面问题。

此外，还应了解塑料模的新技术、新工艺和新材料的发展动态，学习和掌握新知识，为发展我国的塑料成型技术作出贡献。

项目一 认识塑料及塑料成型

【能力目标】

1．能够写出常用塑料的代号。

2．能用塑料流变理论解释塑料熔体流动行为。

3．能够阐述简单模具的基本结构及工作原理。

【知识目标】

1．了解常用塑料代号、性能、用途。

2．了解塑料热力学性能与成型加工方法之间的关系。

3．了解塑料模具的基本结构及工作原理。

一、任务引入

在日常生活中，经常遇到如图1-1所示的各种塑料制件，它们与日常生活息息相关。这些塑料制品各有哪些性能？是采用什么加工方法生产的？生产这些塑料制品需要什么样的工具或模具？这些工具或模具是如何工作的？这些都是这门课程所要学习的，也是本项目将要讲解的内容。

图1-1 各种形状的塑料制品

图1-1 各种形状的塑料制品（续）

二、相关知识

（一）认识塑料

1．塑料的组成

塑料是以树脂为主要成分，加入各种能改善其加工性能和使用性能的添加剂，在一定温度、压力和溶剂等条件的作用下，利用模具成型为具有一定几何形状和尺寸制件的原材料。塑料制件的原料种类繁多、性能各异，其原料形状主要呈粉状、粒状、纤维状、溶液和分散体等，如图1-2所示。

图1-2 塑料原料

（1）树脂

树脂实质上是高分子聚合物，简称为高聚物或聚合物，树脂对塑料的物理、化学性能起着决定作用。树脂可分为天然树脂和合成树脂。松香、虫胶、沥青等属于天然树脂，而用人工方法合成的树脂称为合成树脂，如聚乙烯、聚氯乙烯等。生产中一般采用合成树脂，通常不能直接用来生产塑件，需通过一定的加工工艺将它转化为塑料后才能使用。将塑料原料加工为塑料制品的过程称为模塑成型。

（2）塑料添加剂

① 填充剂，又称填料。填料具有增加容量，降低塑料成本，提高塑料的物理性能、加工性能和塑件质量的功能。例如，把木粉加入酚醛树脂中，既能起到降低成本的作用，又能改善它的脆性；把玻璃纤维加入到塑料中，可以大幅度提高塑料的机械强度；在聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）中加入钙质填料后，可得到物美价廉的具有足够刚性和耐热性的钙塑料。此外，有的填料还可使塑料具有树脂没有的性能，如导电性、导磁性、导热性等。塑料中的填充剂含量一般在40%以下。

② 增塑剂。将其添加到聚合物中，能使聚合物的塑性、柔韧性、流动性增加的物质都可以称为增塑剂。增塑剂的主要作用是削弱聚合物分子间的作用力，增加聚合物分子间的移动性，从而使塑料在较低的温度下具有良好的可塑性和柔韧性。例如，软质聚氯乙烯树脂中加入邻苯二甲酸丁二酯可变为像橡胶一样柔软的塑料。

③ 稳定剂。为了提高树脂在热、光和霉菌等外界因素作用下的稳定性，常在树脂中加入一些阻碍塑料变质的物质称为稳定剂，包括热稳定剂、光稳定剂和抗氧化剂等。

④ 润滑剂。润滑剂的作用是防止塑料在成型时粘在金属模具上，同时使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。

⑤ 着色剂。着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用塑料着色剂习惯上可分为无机颜料、有机颜料和特殊颜料。

除了上述添加剂外，塑料中还可加入固化剂、抗氧剂、阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等以满足不同的使用要求。

2．塑料的性能和用途

（1）塑料的优良性能

① 密度小，重量轻，比强度（σ/ρ）和比刚度（E/ρ）高。塑料的密度只有铝的一半，铜的1/5，铅的 1/8。而泡沫塑料密度更小，只有水密度的 1/50～1/30。这种优点使塑料制品轻便好用，常用于制造车、船、飞机等交通工具以及漂浮物品等。

② 多种优良的机械性能。通常硬质塑料都有较高的强度和硬度，特别是用玻璃纤维增强的制品，具有钢铁般的坚韧性能。有时用特定的塑料代替钢铁制成的机械零件（如轧钢机轴承）比钢铁零件的使用寿命更长。高分子材料的性能还可用不同的方法加以改进，以满足不同制品性能的需求。

③ 耐化学性能好。普通金属因易腐蚀生锈而造成很大的经济损失，而塑料一般都具有较好的抵抗弱酸或弱碱侵蚀的作用。聚四氟乙烯甚至不被王水腐蚀。实际上大多数塑料在常温下，对水和一般有机溶剂都很稳定。因此，常用塑料制成一般容器或容器的内衬，有时还用作容器外表面的涂层。

④ 电绝缘、绝热、隔声性能好。塑料大量用作电线包皮等绝缘材料。泡沫塑料广泛用作隔热、保温及隔声材料。

⑤ 着色能力好。许多塑料都容易着色，可制成五颜六色的产品，以满足人们不同的需要。

⑥ 成型加工性能好。塑料材料具有优异的加工性能，易加工成复杂形状的制品。塑料可用各类加工方法，如注射、挤出、压延、中空吹塑、真空吸塑、流延、粉末滚塑等。

⑦ 自润滑性好。很多塑料品种都具有优异的自润滑性。在食品、纺织、日用及医药机械的摩擦接触结构制品、运动型结构件中禁止使用润滑剂，用自润滑性塑料材料制造，可以满足这些设备需要，而且可避免污染。日常生活中广泛使用的拉链，常选用具有自润滑性的PA和POM。

（2）塑料的不良性能

① 机械强度低。与传统的工程材料相比，塑料的机械强度较低，即使用超强纤维增强的工程塑料，虽然强度会大幅度提高，但在大载荷应用场合，如拉伸强度超过300MPa时，塑料材料就不能满足要求，此时只能使用高强度金属材料或超级陶瓷材料。

② 尺寸精度低。由于塑料材料的成型收缩率大且不稳定，塑料制品受外力作用时产生的变形（蠕变）大，热膨胀系数比金属大几倍，因此，塑料制品的尺寸精度不高，很难生产高精度产品。对于精度要求高的制品，建议尽可能不要选用塑料作为原料，可选用金属或陶瓷材料。

③ 耐热温度低。塑料的最高使用温度一般不超过 400℃，而且大多数塑料的使用温度低于100℃～260℃。不过以碳纤维、石墨或玻璃纤维增强的酚醛等热固性塑料具有特殊性，其可瞬时耐上千摄氏度的高温，可用做耐烧蚀材料，用于导弹外壳及宇宙飞船面层材料。

另外，塑料在高温下容易降解和老化；导热性能较差；吸湿性大，容易发生水解老化；使用寿命短。

3．高聚物的分子结构

（1）高聚物的分子结构特点

高聚物（简称聚合物）是由一种或两种以上低分子单体通过加聚或聚缩反应化合而形成的高分子有机物质。聚合物的分子结构是由众多原子或原子集团（结构单元），按照一定方式重复排列而形成的链结构。一个高分子中含有原子数很多、原子量很大且不固定。例如，尼龙分子中有4 000个原子、相对分子量为23 000 左右，天然橡胶分子中有5 万～6 万个原子、分子量在40 万左右。而低分子所含原子数都很少、分子量也很小，如水的分子量为18，蔗糖为324；另外高分子呈链状结构，分子链很长。例如，低分子乙烯的长度约为0.000 5μm，而高分子聚乙烯的长度则为6.8μm，后者是前者的13 600倍。

聚合物分子链的结构形状可分为3种类型，即线形、支链形和体形，如图1-3所示。

① 线形。如图1-3（a）所示，聚合物是由一根根线状的分子链所组成的。其特点是分子密度大，流动性好，具有弹性、塑性以及可溶性和可熔性。线形聚合物在适当的溶剂中可溶解或溶胀，在温度升高时则可软化至熔融状态而流动，且这种特性在成型前后都存在，因此可反复成型。线形聚合物树脂组成的塑料通常为热塑性塑料，例如，高密度聚乙烯（HDPE）、聚甲醛（POM）、聚酰胺（PA）等。

② 支链形。如图1-3（b）所示，支链形属于线形的一种，只是在线形分子链的主链上，带有一些或长或短的小支链，整个分子链呈支链状，因此称为带有支链的线形聚合物。其特点是分子密度较线形低，结晶度低，其力学性能与成型性能与线形类似。低密度聚乙烯（LDPE）即为该类塑料。

图1-3 聚合物分子链结构示意图

③ 体形。如图1-3（c）所示，若在大分子的链之间还有一些短链把它们相互交联起来，成为立体结构，则称为体形聚合物。其物理特性是脆性大，弹性较高但塑性很低，成型前可溶且可熔，但一经成型硬化后，就成为既不能溶解也不熔融的固体，所以不能再次成型（即成型是不可逆的）。体形聚合物树脂组成的塑料通常为热固性塑料，例如，酚醛树脂（PF）、环氧树脂（EP）、脲醛（UF）、三聚氰胺（MF）等。

（2）聚合物分子链的聚集状态

由于聚合物分子特别大，分子间作用力较大，容易聚集为固态或液态，不易形成气态。按分子排列的集合特点，固体聚合物分为无定形和结晶型两种。无定形聚合物的分子排列在大距离范围内是杂乱无章、无规则地相互穿插交缠的。

通常，分子结构简单、对称性高的聚合物以及分子间作用力较大的聚合物从高温向低温转变时，由无规则排列逐渐转化为有规则紧密排列，这种过程称为结晶。由于聚合物分子结构的复杂性，结晶过程不可能完全进行。结晶态高聚物中实际上仍包含着无规则排列的非晶区，如图1-4 所示，其结晶的程度可用结晶度来衡量。结晶度是指聚合物中的结晶区在整个聚合物中所占的重量百分数。

图1-4 结晶型聚合物结构示意图

1—晶区 2—非晶区

聚合物一旦发生结晶，其性能也将随之产生相应变化。结晶造成分子的紧密聚集状态，增强了分子间的作用力，使聚合物的抗拉强度、硬度、熔点、耐热性和耐化学性提高；弹性模量、伸长率和冲击强度则降低，表面粗糙度值增大，而且还会导致塑件的透明度降低甚至丧失。

在工业上为了改善具有结晶倾向聚合物塑件的性能，除了严格控制塑件的冷却速度外，常采用热处理方法使其非晶相转变为晶相，或将不太稳定的晶形结构转为稳定的晶形结构，或微小的晶粒转为较大的晶粒等。当晶粒过分粗大时，聚合物变脆，性能反而下降。

4．塑料的分类

（1）按塑料的成型性能分类

① 热塑性塑料。热塑性塑料是由可以多次反复加热而仍具有可塑性的合成树脂制得的塑料。热塑性塑料受热变软或熔化，成为可流动的稳定黏性液体，在此状态具有可塑性，可制成一定形状的塑件；冷却后保持既得的形状；再加热，又可变软并可制成另一形状。在该过程中一般只有物理变化，其变化过程可逆。

② 热固性塑料。热固性塑料是由加热硬化的合成树脂制得的塑料。在加热之初，分子具有可溶性和可塑性，可塑制成一定形状的塑件；继续加热时，温度达到一定程度后，分子结构发生变化而固化；再加热，即使被烧焦炭化也不再软化，不再具有可塑性。在加热变化过程中既有物理变化，又有化学变化，因而其变化过程是不可逆的。

塑料品种繁多，而每一品种又有不同的牌号，常用塑料名称及英文代号见表1-1。

表1-1 常用塑料名称及英文代号

（2）按塑料的应用范围分类

① 通用塑料。通用塑料是指产量最大、用途最广、价格最低廉的一类塑料。目前公认的通用塑料为聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、酚醛塑料（PF）、氨基塑料6大类。通用塑料的产量占塑料总产量的80%以上，构成了塑料工业的主体。

② 工程塑料。工程塑料是指用做工程技术中的结构材料的塑料。具有较高的机械强度、良好的耐磨性、耐腐蚀性、自润滑性及尺寸稳定性等，因而可以代替金属作某些机械构件。常用的工程塑料主要有聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）、聚碳酸酯（PC）、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯（ABS）、聚砜（PSF）、聚苯醚（PPO）、聚四氟乙烯（PTFE）以及各种增强塑料。

③ 特殊塑料。特殊塑料是指具有某些特殊性能的塑料。这些特殊性能包括较高的耐热性、较高的电绝缘性、较高的耐腐蚀性等。常见的特殊塑料包括氟塑料、聚酰亚胺塑料、有机硅树脂、环氧树脂以及为某些专门用途而改性制得的塑料，如导磁塑料、导热塑料等。另外还有用于特殊场合的医用塑料、光敏塑料、珠光塑料、导磁塑料、等离子塑料等。

5．聚合物的热力学性能和成型加工适应性

绝大多数塑料在成型时，为使其获得良好的流动性都要借助加热等手段，使成型材料温度升高。聚合物的物理、力学性能与温度密切相关，犹如低分子物质在不同温度下具有三态（固态、液态和气态）一样，聚合物在不同温度性能、状态同样会发生变化，因此可分为玻璃态，高弹态和黏流态3种不同的物理状态，如图1-5 所示。温度升高聚合物由室温下的坚硬固体（玻璃态）变为类似橡胶的弹性体（高弹态），最后，当温度达到一定程度后，聚合物软化、可以流动，即成为黏性流体（黏流态）。当聚合物处于不同的温度时，其力学性能的差别也较大，主要表现在材料的变形能力显著不同，因此，在不同状态下所适合的成型加工方法也随之不同。图1-5中曲线1为线形无定形聚合物的温度与力学状态及成型加工适应性的关系；图1-5中曲线3为体型聚合物的温度、力学状态及成型加工适应性的关系。下面依次讨论聚合物在所处的3种力学状态下的变形特点及适合的成型加工方法。

图1-5 聚合物的温度、力学状态及成型加工适应性

1—线形无定形 2—结晶型 3—体型

（1）玻璃态

T_g称为玻璃态温度，是聚合物从玻璃态转变为高弹态的临界温度，处于玻璃态（T＜T_g，T为温度）聚合物的特点是弹性模量高，聚合物处于刚性状态。在外力作用下，变形量很小，断裂伸长率一般在0.01%～0.1%范围内，物体受力的变形符合胡克定律，应变与应力成正比，并在瞬时达到平衡，在极限应力范围内形变具有可逆性。常温下玻璃态的典型材料为有机玻璃。

因此，在玻璃态下聚合物不能进行大变形的成型，只适于进行车削、锉削、钻孔、切螺纹等机械加工。如果将温度降到材料的脆化温度 T_b以下，材料的韧性会显著降低，在受到外力作用时极易脆断，因此，T_b是塑料加工使用的最低温度，而T_g是塑料使用的上限温度。从使用角度看T_b和T_g间的距离越宽越好。

（2）高弹态

T_f称为黏流化温度，是聚合物从高弹态转变为黏流态的临界温度。处于高弹态（T_g＜T＜T_f）下，聚合物的弹性模量与玻璃态相比显著降低。在外力作用下，变形能力大大提高，断裂伸长率为 100%～1000%，所以发生形变可以恢复，即外力去除后，高弹形变会随时间逐渐减小，直至为零。常温下处于高弹态的典型材料为橡胶。

聚合物在高弹态下可进行较大变形的成型加工，如压延成型、中空吹塑成型、热成型等。但是，由于高弹态下聚合物发生的变形是可恢复的弹性变形，将变形后的制品迅速冷却至玻璃态温度以下是确保制品形状及尺寸稳定的关键。

（3）黏流态

当聚合物熔体温度高于一定值时，塑料将逐渐软化，在外力的作用下具有形变（即流动）性能，这一温度称为黏流化温度T_f。而温度过高，聚合物就会发生降解，这一温度称为降解温度T_d。降解使制品的外观质量和力学性能显著降低。聚合物加工温度应低于降解温度T_d。

黏流态（T_f＜T＜T_d）塑料的形变主要是不可逆的黏流形变，因此，在黏流态下可进行注射成型、压缩成型、压注成型、挤出成型等变形大、形状复杂的成型加工。当制品温度从成型温度T_f迅速降至室温时不易产生热内应力，制品的质量易于保证。常温下黏流态的典型材料为环氧树脂。

而完全线形结晶型聚合物，其热力学曲线通常不存在高弹态（如图1-5中曲线2），只有在相对分子质量较高时才有可

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