高分子材料成型工艺

高分子材料成型工艺是高分子材料与工程专业的一门必修专业课程。本课程的任务是在学生已经了解和掌握高分子材料的结构和性能、成型加工原理的基础上，进一步学习以掌握高分子材料成型的基本方法。课程的主要目的是使学生能够掌握塑料、合成纤维成型的生产工艺过程，主要工艺参数、参数的选择与制订，影响生产过程的各种条件及对质量的控制，并能够用所学基础理论解决实际问题，对塑料、纤维成型加工领域的国内外发展概况、发展趋势和发展动态有所了解。 
本教材以典型的高分子材料成型工艺为主要内容，具体介绍塑料和纤维的生产方法与加工工艺，及其设备的工作原理、结构，及操作中常见的问题与解决方法。本教材编写过程中，内容紧密联系高分子材料成型加工的生产实际，体系完整、思路创新、视角独到，引导学生理论联系实际，突出了“实际、实用、实践”的“三实”原则，在讲述基本内容的基础上，介绍了高分子材料成型加工的新成果和新技术。 
本书由沈阳工业大学石油化工学院高分子材料教研室郭立颖、王立岩、邹雪梅组织编写，郭立颖和邹雪梅负责第一部分塑料成型工艺的编写，郭立颖和王立岩负责第二部分纤维成型工艺的编写。全书由郭立颖统稿。感谢企业技术人员陈书武为本书提供的工程实践素材，以及承担了全书的校稿工作，也感谢周俏、史亚飞、刘冰、方兵、姚怡邦、李小龙等同学对本书的编写所做的工作。 
本书编写指导思想是在遵循教学大纲的前提下，针对高分子材料与工程专业的具体教学情况，以应用最广泛的生产品种和工艺过程为主要内容，力求做到工艺过程典型先进。本书内容讲授48～56 学时，并有一定的内容供学生学习参考。本书可供高分子材料与工程专业教学使用，也可做相关课程的参考资料。 
由于笔者水平有限，书中难免有疏漏之处，敬请批评指正。 

编者 
2023年8月

本教材针对石油化工行业应用型人才培养目标的要求，结合相关企业用人需求，以“任务引领，做学结合”的设计思路为原则，培养高分子材料与工程专业的应用型人才。编写内容紧密联系高分子材料成型加工的生产实际，突出“实际、实用、实践”的“三实”特点，体系完整，思路创新，视角独到，引导学生学以致用。具体内容有：常规塑料成型的物料介绍及其配制，挤出、注射、吹塑、发泡、压延、模压六种常规成型方法及工艺过程，四大合成纤维的纺丝与后加工过程，以及塑料与纤维成型过程主要工艺参数及其选择与制订，影响生产过程及产品质量控制的各种因素与调控方法等。该教材适合高分子材料与工程专业及材料类、化工类相关专业的师生、相关企业的工程技术人员阅读，也可作为社会人士自学的参考资料。

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第一部分 塑料成型工艺 
第1章 塑料概述 002 
1.1 塑料成型工业的过去和未来 002  
1.2 塑料制品的生产 003 

第2章 成型物料及其配制 005 
2.1 粉料及粒料的组成 005 
2.1.1 增塑剂 005 
2.1.2 稳定剂 008 
2.1.3 填充剂（填料） 011 
2.1.4 增强剂 012 
2.1.5 着色剂（色料） 012 
2.1.6 润滑剂 012 
2.1.7 防静电剂 013 
2.1.8 阻燃剂 014 
2.1.9 驱避剂 014 
2.1.10 其他助剂 014 
2.2 粉料的配制 015 
2.2.1 混合过程 015 
2.2.2 粉料的制备 016 
2.3 粒料的配制 019 

第3章 挤出成型 021 
3.1 管材的挤出 021 
3.2 异型材的挤出 023 
3.3 吹塑薄膜的挤出 025 
3.4 双向拉伸薄膜的平挤 027 
3.5 其他挤出制品 029 

第4章 注射成型 036 
4.1 注射成型设备 037 
4.1.1 注射系统 037 
4.1.2 锁模系统 040 
4.1.3 注塑模具 041 
4.2 注射成型工艺过程 043 
4.2.1 成型前的准备 043 
4.2.2 注射过程 045 
4.2.3 制件的后处理 046 
4.3 注射成型工艺控制因素 047 
4.3.1 温度 047 
4.3.2 压力 050 
4.3.3 时间 051 
4.4 几种常用塑料的注射成型特点 051 

第5章 吹塑成型 053 
5.1 吹塑成型设备 054 
5.1.1 型坯成型装置 054 
5.1.2 吹胀装置 055 
5.1.3 辅助装置 057 
5.2 挤出吹塑 059 
5.2.1 挤出吹塑工艺过程 059 
5.2.2 挤出吹塑工艺控制因素 059 
5.3 注射吹塑 061 
5.3.1 注射吹塑设备特点 061 
5.3.2 注射吹塑工艺过程 062 
5.3.3 注射吹塑工艺控制因素 063 
5.4 拉伸吹塑 063 
5.4.1 拉伸吹塑工艺过程 063 
5.4.2 拉伸吹塑工艺控制因素 064 

第6章 发泡成型 066 
6.1 发泡方法 066 
6.2 发泡成型工艺过程 067 
6.3 发泡成型工艺控制因素 069 

第7章 压延成型 070 
7.1 压延设备 070 
7.2 压延成型工艺过程 072 
7.3 压延成型工艺控制因素 072 

第8章 模压成型 075 
8.1 模压成型设备 075 
8.2 预压 077 
8.3 预热 079 
8.4 模压成型工艺过程 080 
8.5 模压成型工艺控制因素 081 

第二部分 纤维成型工艺 
第9章 合成纤维概述 084 
9.1 合成纤维的分类 084 
9.2 合成纤维生产和发展简史 085 
9.3 合成纤维的主要性能指标 087 
9.4 合成纤维生产的基本过程 090 

第10章 聚酯纤维 094 
10.1 聚酯短纤维生产 096 
10.1.1 直接纺丝熔体输送 096 
10.1.2 聚酯切片的干燥 097 
10.1.3 聚酯切片的熔融 101 
10.1.4 聚酯纤维纺丝成型 104 
10.1.5 后加工设备和工艺流程 110 
10.2 聚酯长丝生产 120 
10.2.1 聚酯切片的干燥 122 
10.2.2 聚酯切片的纺丝与卷绕 122 
10.2.3 聚酯长丝的牵伸 129 
10.2.4 聚酯长丝的变形加工 132 

第11章 聚酰胺纤维 140 
11.1 聚酰胺纤维高速纺丝 140 
11.2 聚酰胺纤维后加工 145 
11.2.1 聚酰胺长丝后加工 145 
11.2.2 聚酰胺弹力丝后加工 147 

第12章 聚丙烯纤维 148 
12.1 聚丙烯纤维的熔体纺丝 148 
12.2 聚丙烯纤维的膜裂纺丝 150 
12.2.1 割裂纤维 151 
12.2.2 撕裂纤维 152 
12.3 聚丙烯纤维短程纺 153 
12.4 聚丙烯膨体长丝的生产工艺 154 
12.5 聚丙烯非织造布熔喷成型 156 
12.6 聚丙烯纺黏成布法 157 

第13章 聚丙烯腈纤维 159 
13.1 聚丙烯腈纺丝原液的制备 159 
13.2 聚丙烯腈纤维的湿法成型及后加工 161 
13.2.1 聚丙烯腈纤维的湿法纺丝成型 161 
13.2.2 聚丙烯腈纤维的湿法纺丝后加工 163 
13.3 聚丙烯腈纤维的干法纺丝及后加工 166 
13.3.1 聚丙烯腈纤维的干法纺丝成型 166 
13.3.2 聚丙烯腈纤维的干法纺丝后加工 170 

第14章 合成纤维生产工艺计算 172 
14.1 纺丝卷绕工序的工艺计算 172  
14.2 后加工工序的工艺计算 174 

参考文献 177

本教材针对石油化工行业应用型人才培养目标的要求，结合相关企业用人需求，以“任务引领，做学结合”的设计思路为原则，培养高分子材料与工程专业的应用型人才。编写内容紧密联系高分子材料成型加工的生产实际，突出“实际、实用、实践”的“三实”特点，体系完整，思路创新，视角独到，引导学生学以致用。具体内容有：常规塑料成型的物料介绍及其配制，挤出、注射、吹塑、发泡、压延、模压六种常规成型方法及工艺过程，四大合成纤维的纺丝与后加工过程，以及塑料与纤维成型过程主要工艺参数及其选择与制订，影响生产过程及产品质量控制的各种因素与调控方法等。该教材适合高分子材料与工程专业及材料类、化工类相关专业的师生、相关企业的工程技术人员阅读，也可作为社会人士自学的参考资料。

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