成型工艺学绪论

2020/1/19郑州大学材料工程学院1高分子成型工艺学郑州大学材料科学与工程学院李新法教授2020/1/19郑州大学材料工程学院2绪论一.主要研究内容1.应用情况（1）.农业方面：地膜、大棚膜、节水灌溉器材等。（2）.工业方面：Ⅰ.机械工业：轴承保持架、轴瓦、泵叶、机械零部件等，主要使用PA、PC、PET、POM等。Ⅱ.电气电子工业：绝缘材料、封装材料等。Ⅲ.化学工业：防腐管道和容器等。Ⅳ.轻纺工业：纤维、特种纤维、微缩胶片等。2020/1/19郑州大学材料工程学院3（3）建筑材料：如塑料门窗、天花板、塑料地板、地板革、壁纸、涂料、全塑房间等。（4）交通运输：橡胶轮胎、车厢（机舱和轮船）装饰材料、全塑汽车、飞机零部件等。（5）国防工业和尖端技术：由于高分子材料具有耐高温、耐腐蚀、高强度、高绝缘及特殊的光、电、磁等特性，因此无论在常规武器、战机、舰艇，还是火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船和原子能工业等方面,高分子材料都是不可缺少的。至于高分子材料在包装、日用等方面的应用，更是有目共睹，这里不再祥谈了。2020/1/19郑州大学材料工程学院42.主要研究对象天然高分子：棉、毛、麻、丝、天然橡胶、淀粉、壳聚糖等。塑料：PE、PP、PVC、PS、UF、PF等通用塑料。高分子材料PA、POM、PET、PC、ABS等工程塑料。橡胶：丁苯、丁腈、顺丁、氯丁、丁基、合成高分子异戊、聚硫橡胶、聚氨酯橡胶等。纤维：尼龙、涤纶、丙纶、腈纶、氯纶等。其他：油漆、涂料、胶粘剂、功能材料等。本课程的主要研究对象就是三大合成材料。当然，油漆涂料和胶粘剂等精细高分子的品种、产量都有了很大的发展，在国民经济的许多领域获得广泛应用，作用不可忽视。由于学时有限，本课程不作专门学习。2020/1/19郑州大学材料工程学院53.主要研究内容高聚物成型就是依据高聚物的固有性能，利用一切可以实施的方法，使其成为具有一定形状而又有使用价值的制品的一种工程技术,研究这些成型方法及制品质量与各种因素（加工性能、工艺条件、工艺参数、设备结构等）的关系就是这门技术的主要研究内容。塑料：注射、挤出、压制、压延、发泡、热成型等。成型方法橡胶：塑炼、混炼、压延、压出、成型、硫化等。纤维：熔融纺丝、湿法纺丝、干法纺丝等。2020/1/19郑州大学材料工程学院6高聚物成型工艺学绪论2学时第一章高聚物加工流变学基础12学时第二章塑料成型物料的配制8学时第三章塑料挤出成型9学时第四章塑料注射成型9学时第五章塑料其它成型方法6学时第六章橡胶加工工艺12学时第七章合成纤维的纺丝与加工6学时2020/1/19郑州大学材料工程学院7二.学习《高分子成型工艺学》的意义1.腈纶（解决成型工艺和方法，使其获得应用）1942年德国科学家莱因(Rein)和美国科学(R.houts)为聚丙烯腈找到了良溶剂。1948年利用溶液纺丝方法进行了试生产。1950年美国杜邦公司以奥纶为商品名，正式生产。2.尼龙鱼网（改善工艺条件，提高制品质量）3.尼龙轴套（选择适当原料，提高制品质量）2020/1/19郑州大学材料工程学院8三.高分子材料成型加工工业发展概况（塑料）1.世界塑料加工工业发展概况（1）塑料加工工业几个重要发展阶段Ⅰ.1872年～1920年：仿造阶段Ⅱ.二十世纪20—50年代，扩展阶段1921年开始使用注射机成型塑料制品。1937年开始使用挤出机成型塑料制品。Ⅲ.二十世纪50年代以来，建立了独立的塑料加工工业体系。2020/1/19郑州大学材料工程学院9（2）.世界塑料产量（万吨）年份606570757879808283产量67714363000380054006324591660356681年份858687888990919293产量764880458638915495739892999710281/年份9495969798990002产量115631201412978143351491215672163002020/1/19郑州大学材料工程学院101987年，塑料为8638万吨，橡胶为1240万吨，纤维为1666万吨，三大合成材料总产量为11544万吨。1990年，塑料为9891万吨，橡胶为1450万吨，纤维为1894万吨，三大合成材料总产量为13085万吨。1992年塑料产量突破了亿吨大关，为10281万吨。（3）.几个国家人均年耗塑料量（Kg/人.年，82年）国家名称芬兰西德瑞典瑞士丹麦塑料10892.186.062.558.0国家名称挪威美国日本奥地利中国塑料54.663.354.170.612020/1/19郑州大学材料工程学院112.国内高分子材料加工工业发展概况（1）.解放前，国内成型加工工业基本是空白ⅰ.1917年，广州建立了第一个胶鞋厂，随后在上海、天津、青岛等地也建立了一些小型橡胶加工厂。ⅱ.塑料加工工业设备落后，且多为进口的，手工操作。ⅲ.合成纤维工业为空白。（2）.解放后，国内成型加工工业得到了迅速发展ⅰ.无论成型设备、成型方法、塑料品种等，国外有的，我国基本上都能生产。ⅱ.“七五”期间从国外引进了具有当代国际水平的设备和生产线3000多台（套），耗资7亿多美元。为技术改造投资28亿元，使成型工业面貌一新。93年-00年从国外购置了135亿美元的先进设备和技术.2020/1/19郑州大学材料工程学院12ⅲ国内塑料及制品产量（万吨）年份:5257657576777880818384塑料原料:0.21.311.233.235.752.767.989.391.5112116塑料制品:0.21.31360.764.076.99289.3138181205年份:8586878889909192939495塑料原料:123128157190206230284333360401423塑料制品:235/298354353367434537669843994年份：9697989900塑料原料：495611677842/塑料制品：15741663//20002020/1/19郑州大学材料工程学院1305年塑料制品产量及产量占总量的比例农用塑料产品:470万吨19.0%包装用塑料产品:450万吨22.0%建筑用塑料产品:400万吨16.0%工业配件塑料产品:450万吨18.0%日用与医用塑料产品:472万吨18.7%人造革、合成革:78万吨3.1%其它类型塑料制品:80万吨3.2%2020/1/19郑州大学材料工程学院14ⅳ.“七五”期间十四套引进设备合成树脂产量（万吨）公司名称LDPEHDPELLDPEPPPSPVC合计大庆乙烯614626齐鲁石化14672.52049.5杨子石化141428上海乙烯68182052总计642182920.540150ⅴ.“八五”期间引进的主要合成树脂产量（万吨）树脂LDPELLDPEHDPEPPPVCPSABS总计产量45.8783073423.7517271.75A.LDPE生产厂家及产量（八五引进）生产厂家产量（万吨）合计北京助剂三厂1.8石家庄炼油厂12山东东营乙烯工程10茂名石油工业公司10南通市1245.82020/1/19郑州大学材料工程学院15B.“八五”期间引进LLDPE生产装置及产量生产厂家产量（万吨）茂名石油工业公司14新疆独山子炼油厂12河南濮阳中原乙烯工程14广州石油化工总厂10天津联化纤公司6吉化公司10巴陵乙烯工程12合计78C.“八五”期间引进HDPE生产装置及产量生产厂家产量（万吨）广东茂名石油工业公司6燕山石化公司化工一厂14杨子石化公司塑料厂2总计302020/1/19郑州大学材料工程学院16D.“八五”期间引进PP生产装置及产量（万吨）生产厂家产量（万吨）抚顺石化公司6广州石油化工总厂7河南濮阳中原乙烯工程4茂名石油工业公司14惠州南海石化公司7洛阳聚丙烯厂6上海石化总厂7新疆独山子炼油厂7石家庄炼油厂2大庆石化总厂4前郭旗炼油厂4大连石化公司4兰州炼油石化总厂4巴陵乙烯工程7燕山石化公司化工二厂4（扩建）杨子石化公司塑料厂2（扩建）总计732020/1/19郑州大学材料工程学院17E.“八五”期间PVC引进装置及产量（万吨）沈阳化工公司1宁夏青铜峡树脂厂1合计2F.“八五”期间PS引进装置及产量（万吨）高桥石化公司5大庆石化总厂2.5齐鲁石化公司3.5广州石化总厂5广东湛江8广东汕头3无锡华腾化工塑料有限公司4.75合计23.75G.“八五”期间ABS引进装置及产量（万吨）高桥石化公司7山东济宁1广州石化总厂（兰化公司）4（1）合计132020/1/19郑州大学材料工程学院183.河南省高分子材料成型工业概况（1）.塑料80年塑料制品产量3.2万吨，84年8万吨，目前估计为80多万吨。80年代初，引进项目22项，设备123台（套），如河南地膜厂、河南花园塑料制品厂的快餐饭盒、郑州二塑双螺杆大型管材、郑州三塑地板革、郑州磁带厂、郑州塑料五厂管材等。近年来桦林塑胶公司年产塑管10万吨，漯河大同塑胶、双汇塑胶包装公司、西滑村塑胶公司等，效益都很好。塑料原料方面：洛阳石化总厂6万吨聚丙烯和20万吨PET，濮阳中原乙烯产量达到近20万吨/年，神马集团的尼龙66、焦作化电公司等5个聚氯乙烯生产厂经技术改造后，产量明显提高，为我省塑料加工工业的发展奠定了良好的基础。科研方面：省皮塑所等科研单位；还有郑大、河大、郑州轻院、河南科技大学等高校都有相关方面的研究所（室）。2020/1/19郑州大学材料工程学院19(2).合成纤维ⅰ.平顶山中国神马集团有限公司引进日本等国先进设备，成为世界同类工厂中三大厂之一。ⅱ.洛阳石化总厂化纤工程已投产，年产聚酯纤维20万吨，此外还生产丙纶丝等。ⅲ.郑州银河化学公司一期工程0.5万吨/年，二期为6万吨/年；此外，还有漯河针织厂、安阳化纤厂、巩义中州化纤公司、新乡白鹭化纤集团、平顶山化纤厂等都有涤纶生产厂或车间。ⅳ.开封油脂化工厂曾经生产过氯纶。ⅴ.光山县曾经生产过丙纶。濮阳市生产氨纶。ⅵ.我省首创大豆蛋白纤维，世界八大纤维之一。2020/1/19郑州大学材料工程学院20(3).橡胶ⅰ.河南轮胎厂设备先进，技术力量雄厚，在国内轮胎行业举足轻重，曾经制造了直径为一丈多的巨型工程轮胎。省橡胶制品质量检测中心、省橡胶情报中心均设在该厂，编辑出版有《河南橡胶》，具有多台（套）具有当代先进水平的测试仪器。ⅱ.郑州电缆厂、（郑州轮胎厂）、洛阳轮胎厂、安阳橡胶厂、许昌橡胶厂等，县级以上橡胶厂有三十余家。此外，郑州3519厂、4075厂、省第一纺织器材有限公司、新乡冰箱厂等均有高分子材料成型加工车间。2020/1/19郑州大学材料工程学院21四.教育与研究状况1.教育方面（1）.设高分子材料院（系）的主要高等院校四川大学设有高分子材料科学与工程学院、轻纺学院等。北京化工大学（高分子材料、塑料、橡胶、塑料机械等）、华南理工大学（橡胶工程、高分子材料等）、大连理工大学、华东理工大学、浙江大学、南京理工大学、东华大学、复旦大学、南京大学、北京大学等学校。（2）.设有高分子材料与工程专业的学校（有125个以上）天津大学、西安交通大学、同济大学、上海交通大学、江苏化工学院、华侨大学、昆明工学院、吉林工学院、合肥工业大学、上海科技大学、西北工业大学、清华大学等。一般综合性大学和师范院校的化学系都设有高分子专业方向。2020/1/19郑州大学材料工程学院222．研究机构（1）中科院北京化学研究所、长春应用化学研究所、上海有机化学研究所、广州化学研究所、成都有机化学研究所、黎明化工研究院、晨光化工研究院等。高分子方面的研究力量雄厚，设备先进，成果累累。（2）塑料、橡胶和纤维方面有专门的研究机构。（3）各高等院校都有相关的研究所(室)。2020/1/19郑州大学材料工程学院23五．毕业生就业状况1．工厂（公司）：厅局级厂长经理有7名，县处级厂长经理有数十名。具有高级职称的有300多名。（正高4名，正厅2名）2.考研考博：近年来硕士录取率约为50%以上。考博者基本全部考上（刘五一、张子勇、张春晓、宋锐、熊国祥、庞毅、朱庆松、邵建东、李