塑料材料特性及其用途

% o U$ g/ f: l! b l B5 v/ _塑料制品生产主要有原料准备，成型，后处理机械加工，修饰，装配等过程组成。一般我们涉及到的是前两个过程。 成型是将各种形态的塑料（粉料，粒料，溶液或分散体）制成所需形状的制品或配件的过程，成型过程大体包括原料的塑化，赋形，固化三个阶段。 聚合物成型加工的本质就是一个定构的过程，也就是使聚合物结构确定，并获得一定性能的过程，这里所说的结构，主要指聚合物的聚集态结构，即结晶，取向以及其他特殊微观结构，如支化，交连，连转移等。而这些直接影响制品的性能，因此聚合物成型加工的重要任务就是通过定构过程，在满足制品形状，外观要求的同时，满足制品的使用性能。与加工性能。 聚合物成型加工，整个体系包括，确定合理的原料配方，选择合适的成型方法，确定合理的工艺条件，对工艺设备提出合理的要求，从而获得最佳性能的制品。 . A2 a& T- _1 wZ+ A0 g一， 塑料的性能 7 - V+ P2 T! S, c2 T! d一般来讲，要考虑塑料的成型加工，首先与塑料的性能密不可分，塑料的性能主要包括： 3 T+ e+ ) _. P4 Z) z1，物理性能：如密度，玻璃化转变温度，融化温度，降解温度吸水性，透气性，结晶性， 3 m! G) G1 y2 |2，力学性能：拉伸，压缩，冲击，弯曲强度，摸量，断裂伸长率，耐长期应力开裂等。 - v. J/ K& j7 1 w9 n0 P3，成型加工性能：流变性能，热传导性能，结晶性能，大分子取向性能，降解交连性能。 : & n; k/ q! S* m+ u4，电性能：相对介电常数，表面及体积电阻，介质损耗，击穿电压等。5，耐化学腐蚀性能：对酸，碱，有机溶剂等的耐受性。 - z! qZ, U+ a, y3 M7 t, u- T6，热性能：热变形温度，长期使用温度。 # W8 n& C; K( T/ i/ n7，耐环境老化性能。 * e, C1 a! 7 c0 r. a而第3点：成型加工性能，是我们重点考虑的因素。在加工过程中，制品的硬度，结晶度，熔体流动性是否易于流动充模，收缩率大小，是否发生分解，降解，交连等都是我们关心的。 $ a3 Xq# l3 - T流变性能 ! U$ N3 m N4 c7 _/ ?& n4 Y, K聚合物的流变性能是聚合物成型加工过程中最基本的特征，主要指应力作用下，塑料产生弹性，塑性和粘性变形的行为，以及这些行为与塑料的结构，性质，温度，压力和作用方式，作用时间等的关系。直接对聚合物材料的选用，加工工艺条件，加工设备，成型模具，产品质量等产生重要影响。 1 a& K) Xg$ S9 Z. 热传导性能 9 k) * c8 e B8 ?6 / D塑料的成型一般先加热，成型后，再冷却定型。加热与冷却的实质就是塑料的热传导。塑料在传热中，可能获得的温度梯度受到限制，由于塑料是热的不良导体，热源与被加热的塑料之间温差太大，就会导致局部温度过高，而引起塑料降解。塑料也不能冷却的过快，冷却介质与熔体之间温差太大，就会导致制品内部产生较大的内应力。引起制品变形。 塑料熔体的粘度很高，难于对流传热，而流动过程中会产生剪切摩擦热，使熔体温度升高，有时会造成制品表面烧焦。 许多塑料呈半结晶型，当受热熔融时，具有相态转变，从而吸收较多的热量，当其冷却时，结晶度与冷却速度具有密切关系。 $ t0 T- B# P# S! r3 B0 Q.结晶性能 # t$ I+ Et3 B7 x通常，将塑料分成两类：一类是结晶型聚合物，另一类是非结晶型聚合物。塑料的结晶具有不完善性而且结晶速率，结晶度以及结晶结构等受诸多因素影响。在成型加工中，通过调整工艺参数，选用合适的成型加工设备来控制塑料的结晶条件，从而获得优良的制品，是非常重要的。 ( O/ H* & t1 k1 ? C6 p lW大分子取向性能 , a) N% N. r. D塑料成型加工过程中，不可避免的会有不同程度的取向作用，一般有两种取向过程，一种是聚合物熔体中大分子，链段，再拉伸或剪切流动是，沿流动方向的流动取向。另一种是聚合物在受到外力拉伸时，大分子，链段或微晶等这些单元沿受力方向拉伸取向。 9 r0 Oo; $ N4 G5 H二，成型加工工艺特点 6 f3 x/ d+ v5 2 y( f9 P我们所涉及到的主要是粒料的加工，其工艺性能特点主要有： . k; ) y- j* i1. 收缩率 以粉料或粒料生产塑料制品常是在高温，熔融状态下在模具中成型的，当制品冷却到室温后，其尺寸将发生收缩。为了保证制品尺寸的准确性，在规定模具行腔的尺寸时 应结合收缩率而定出适当的放大系数。 一般收缩率太大的制品容易发生翘曲，开裂。 + 3 6 i! / S& 2 v) % W, F8 2. 流动性，塑料在受热和受压下充满整个行腔的能力称为流动性。 & F$ G5 k) I. q3. 水分，塑料中常或多或少的含有水分。塑料中的水分过多时，使其流动性增大，成型周期增加，制品收缩率增大，多孔以及易于出现翘曲，表面带有波纹和闷光现象降低了制品的力学性能和介电性能。* B$ : U+ * k2 b下面就我们所常用的塑料分别探讨一下：$ 1 D/ j8 _- R5 p o o; P6 P8 B; d% E一、P S（聚苯乙烯）a1 , v( W: o1 C S4 1 p1 G9 v& M& Fq: I/ k8 o$ S, U- j) A) r1 .PS的性能： 8 A9 C B P Y* G8 J. PS为无定形聚合物，流动性好，吸水率低（小于00.2%），是一种易于成型加工的透明塑料。其制品透光率达88-92%，着色力强，硬度高。但PS制品脆性大，易产生内应力开裂，耐热性较差（60-80），无毒，比重1.04gcm3左右（稍大于水）。成型收缩率（其值一般为0.0040.007inin），透明PS这个名称仅表示树脂的透明度，而不是结晶度。(化学和物理特性: 大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。) # 0 m5 , z7 _ ? T6 U* q2 .PS的工艺特点： ! D# r: V$ |- q3 b# |! 8 tPS熔点为166，加工温度一般在185-215为宜，熔化温度180280，对于阻燃型材料其上限为250，分解温度约为290，故其加工温度范围较宽。模具温度4050，注射压力：200600bar，注射速度建议使用快速的注射速度，流道和浇口可以使用所有常规类型的浇口。PS料在加工前，除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为80C、23小时。因PS比热低，其制作一些模具散热即能很快冷凝固化，其冷却速度比一般原料要快，开模时间可早一些。其塑化时间和冷却时间都较短，成型周期时间会减少一些；PS制品的光泽随模温增加而越好。 & H% u1 u, d6 x& 3典型应用范围: 9 % r9 J3 x: Q K* ?包装制品（容器、罩盖、瓶类）、一次性医药用品、玩具、杯、刀具、磁带轴、防风窗以及许多发泡制品鸡蛋箱。肉类和家禽包装盘、瓶子标签以及发泡PS缓冲材料，产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。: R- L W3 T6 _2 s2 G, & 2 M) i# o$ g/ K& R7 t二、HIPS（改性聚苯乙烯）. K4 q# W2 _! M0 h5 f o B o t# B; G! C8 + z1. HIPS的性能: 4 j6 v* r4 E- g+ g+ v% H2 b4 Lc( eHIPS为PS的改性材料，分子中含有5-15%橡胶成份，其韧性比PS提高了四倍左右，冲击强度大大提高(高抗冲击聚苯乙烯）,已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等。标准HIPS的其它重要性能:弯曲强度13.855.1MPa；拉伸强度13.841.4MPa；断裂伸长率为1575；密度1.0351.04 gml；它具有PS具有成型加工、着色力强的优点。HIPS制品为不透明性。HIPS吸水性低，加工时可不需预先干燥。 6 Y: M$ U, V8 - S7 y+ X2 .HIPS的工艺特点: 4 Q7 i l0 A& v! 因HIPS分子中含有5-15%的橡胶，在一定程度上影响了其流动性，注射压力和成型温度都宜高一些。其冷却速度比PS慢，故需足够的保压压力、保压时间和冷却进间。成型周期会比PS稍长一点，其加工温度一般在190-240为宜。HIPS树脂吸收水分较慢，因此一般情况下不需干燥。有时材料表面的水分过多会被吸收，从而影响最终产品的外观质量。在160F下干燥23h就可去掉多余的水分。HIPS制件中存在一个特殊的“白边”的问题，通过提高模温和锁模力、减少保压压力及时间等办法来改善，产品中夹水纹会比较明显。 0 $ x! P, V1 G5 k* B& u) v3典型应用范围: $ h& S5 t$ p1 ?: u# F主要应用领域有包装和一次性用品、仪器仪表、家用电器、玩具和娱乐用品以及建筑行业。阻燃级（UL V0和 UL 5V），抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。5 P1 N) 2 k( c* $ j6 z$ Q5 j! j% , j三、SA（SAN-苯乙烯-丙烯睛共聚体/大力胶）5 z: G) w( Z! w; N6 T3 5 F# T( k& f- G5 U/ R3 1 .SA的性能: 3 P& I+ h1 C! Q! g- - A) T Y化学和物理特性: SA是一种坚硬、透明的材料,不易产生内应力开裂。透明度很高，其软化温度和抗冲击强度比PS高。苯乙烯成份使SA坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使SA具有化学稳定性和热稳定性。SA具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几何稳定性。SA中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力，减小热膨胀系数。SA的维卡软化温度约为110。载荷下挠曲变形温度约为100C,SA的收缩率约为0.30.7%。 l0 j1 l# |+ B% K2 .SA的工艺特点: 0 p* z; S& j% v8 hQ6 v* H5 |SA的加工温度一般在200-250为宜。该料易吸湿，加工前需干燥一小时以上，其流动性比PS稍差一点，故注射压力亦略高一些(注射压力：3501300bar), 注射速度：建议使用高速注射。模温控制在45-75较好。干燥处理：如果储存不适当，SA有一些吸湿特性。建议的干燥条件为80、24小时。熔化温度：200270。如果加工厚壁制品，可以使用低于下限的熔化温度。对于增强型材料，模具温度不要超过60。冷却系统必须很好地进行设计，因为模具温度将直接影响制品的外观、收缩率和弯曲。流道和浇口: 所有常规的浇口都可以使用。浇口尺寸必须很恰当，以避免产生条纹、煳斑和空隙。 - O# G& C o( b3 s7 U s3典型应用范围: . m- A; d( J; v, E% F L电气（插座、壳体等），日用商品（厨房器械，冰箱装置，电视机底座，卡带盒等），汽车工业（车头灯盒、反光境、仪表盘等），家庭用品（餐具、食品刀具等），化装品包装安全玻璃、滤水器外壳和水龙头旋扭。医用制品（注射器、血液抽吸管、肾渗折装置及反应器）。包装材料（化妆盒、口红套管、睫毛膏盖瓶子、罩盖、帽盖喷雾器和喷嘴等），特殊产品（一次性打火机外壳、刷子基材和硬毛、渔具、假牙、牙刷柄、笔杆、乐器管口以及定向单丝）等。 ; Z# P) f: $ T. r& + v6 H% H四、ABS(超不碎胶) 0 a H7 o8 B3 a4 z b+ U1 .ABS的性能: Y% / z/ S y6 G% |ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。(每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。)从形态上看，ABS是非结晶性材料,具有较高的机械强度和良好“坚、韧、钢”的综合性能。它是无定型聚合物，ABS是一种通用型工程塑料，其品种多样，用途广泛，也称“通用塑料”，（MBS称为透明ABS），ABS易吸湿，比重为1.05g/cm3（比水略重），收缩率低（0.60%?）,尺寸稳定，易于成型加工。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 2 a/ m/ G/ L; 2 c8 EABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型。缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。 . y, & ?& E, V+ ?: v2 .ABS的工艺特点 % k- E. |; p T- y, f. z2.1 ABS的吸湿性和湿敏性都较大，在成型加工前必须进行充分干燥和预热(为8090C下最少干燥2小时)，将水分含量控制在0.03%以下。 1 g# J6 i& D/ N/ X. O: R4 n; W2.2 ABS树脂的熔融粘度对温度的敏感性较低（与其它无定型树脂不同）。ABS的注射温度虽然比PS稍高，但不能像PS那样有宽松的升温范围，不能用盲目升温的办法来除低其粘度，可用增加螺杆转速或注射压力的办法来提高其流动性。一般加工温度在190-235为宜。 6 R$ L$ D3 b# q. Y2.3 ABS的熔融粘度属中等，比PS、HIPS、AS均较高，需采用较高的注射压力(5001000bar)啤货。 , M5 D y# p1 r* l2.4 ABS料采用中高速度等注射速度啤货效果较好。（除非形状复杂、薄壁制件需用较高的注射速度），产品水口位易产生气纹。 5 P+ r4 W6 / l0 C2.5 ABS成型温度较高，其模温一般调节在25-70。生产较大产品时，定模（前模）温度一般比动模（后模）略高5左右为宜。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低） 2 k6 p1 U0 d6 $ S+ 1 f2.6 ABS不宜在高温炮筒内停留时间过长（应小于30分钟），否则易分解发黄。 6 C2 u9 a* v7 M9 l1 V: H. 3.典型应用范围: & y3 I& M( W T7 F汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 2 L6 K$ B3 K4 d( m9 G9 Q五、BS（K料） E5 H$ f3 e* L$ C; U1 . BS的性能 6 f5 C; E2 P. p. i8 M h; bBS为丁二烯-苯乙烯共聚物，它具有一定的韧性和弹性，硬度低（较软），透明性好。BS料比重为1.01fcm3（和水相似）。该料易着色、流动性好、易成型加工。 ) w( q! b$ ) H% i. a# C4 - p$ a2 . BS的工艺特点 / Y8 z% 0 f4 J; b8 K0 t$ UBS的加工温度范围一般在190-225为宜，模温在30-50较好。该料加工前应干燥，因其流动性较好，注射压力和注射速度可低些。 ; _! r) K2 F0 % 3 M六、PMMA(亚加力) , k$ f- S. e1 j: h0 r2 6 _ Q) _1 .PMMA的性能 4 V/ f+ f+ L: h! gPMMA为无定型聚合物，俗称有机玻璃。透明度极好，耐热性较好（热变形温度为98），具有较好的抗冲击特性,其产品机械强度中等、表面硬度低，易被硬物划伤而留下痕迹，与PS相比，不易脆裂，比重为1.18g/cm3。PMMA具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟等。PMMA具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长，可导致应力开裂现象。 4 U& t5 u! p! k2. PMMA的工艺特点 8 h2 J C; _ X* u3 k4 r$ D5 vPMMA的加工要求较严格，它对水份和温度很敏感，加工前要充分干燥(建议干燥条件为90、24小时)，其熔体粘度较大，需在较高（225-245）和压力下成型，模温在65-80较好。PMMA稳定性不太好，受高温或在较高温度下停留时间过长都会造成降解。螺杆转速不宜过大（60%左右即可），较厚的PMMA制件内易出现“空洞”，需采取大浇口，“低料温、高模温、慢速”注射的办法来加工。 * E& K. J2 R7 a* f: f3 O5 s7 q- a7 3.典型应用范围: * e! / u0 j# D& ! Z) r汽车工业（信号灯设备、仪表盘等），医药行业（储血容器等），工业应用（影碟、灯光散射器)，日用消费品（饮料杯、文具等）。8 j R0 o- 4 g5 v& p: o8 p% . R4 C4 |: t2 h% j3 b+ x* . L七、PE(聚乙烯) & u0 Q2 Y* c2 1PE的性能 # A/ R+ j( K5 p3 PE是塑料中产量最大的一种塑料，特点是质软、无毒、价廉、加工方便，耐化学性好，不易腐蚀，印刷困难。PE是一种典型的结晶型高聚物。它的种类多，常用的有LDPE（低密度聚乙烯）和HDPE（高密度聚乙烯），为半透明性塑料，强度低，比重为0.94g/cm3(比水小)；很低密度LLDPE树脂（密度低于0910g/cc，LLDPE和LDPE的密度都在0910925之间）。LDPE较软，（俗称软胶）HDPE俗称硬性软胶，它比LDPE硬，是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间透光性差，结晶度大，很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象，当温度高于60时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。 : c/ P- _+ |! b2 |1 j) H9 ZHDPE的高结晶度导致了它的高密度，抗张力强度，高温扭曲温度，粘性以及化学稳定性。 比LDPE有更强的抗渗透性。PE-HD的抗冲击强度较低。特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的HDPE分子量分布很窄。对于密度为0.91 0.925g/cm3，我们称之为第一类型PE-HD；对于密度为0.926 0.94g/cm3，称之为第二类型HDPE；对于密度为0.94 0.965g/cm3，称之为第三类型HDPE。该材料的流动特性很好，MFR为0.1到28之间。分子量越高，LDPE的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。HDPE很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象。HDPE当温度高于60C时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。 8 X9 t8 5 # Z/ B& Y0 v; e! v/ dLDPE是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间。 ! - h7 c+ R% ? Y% q4 t* U) GLLDPE（线性低密度聚乙烯）更高的抗伸、抗穿透、抗冲击和 抗撕裂的性能使LLDPE适于作薄膜。它的优异的抗环境应力开裂性，抗低温冲击性和抗翘曲性使 LLDPE对管材、板材挤塑和所有模塑应用都有吸引力。 LLDPE最新的应用是作为地膜用于废渣填埋和废液池的衬层。 , - a# k- f y# Q5 A2PE的工艺特点 * P. Q$ t4 E6 q3 G7 t & _ |PE制件最显著的特点是成型收缩率大，易产生缩水和变形。PE料吸水性小，可不用干燥。PE的加工温度范围很宽，不易分解（分解温度为320），若压力大，制件密度高，收缩率较小。PE流动性中等，要严格控制加工条件，并保持模温的恒定（40-60）。PE的结晶程度与成型工艺条件有关，它有较高的冷固温度，模温低，结晶度就低。在结晶过程，因收缩的各向异性，造成内部应力集中，PE制件易出现变形和开裂。产品放在80热水中水浴，可使压力得到一定的松驰。成型过程中，料温和模温偏高一些为宜，注射压力在保证制件质量的前提下应量偏低，模具的冷却特别要求迅速均匀，产品脱模时较烫。 s- T4 B 2 s4 f o) m( 1 cHDPE干燥：如果存储恰当则无须干燥。 熔化温度220260C。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200250C之间。 E, Y! $ $ H( o$ y模具温度：5095C。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内（这里“d”是冷却腔道的直径）。 注射压力：7001050bar。注射速度：建议使用高速注射。 流道和浇口: 流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。特别适用于使用热流道模具。 4 V8 a7 z, T( J- F) / I# LLDPE的“延伸时柔软”的特性在吹膜过程中是一个缺点，LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么稳定。模口隙距必须加宽以避免由于产生高背压和熔体断裂而降低产量。 LDPE和 LLDPE的一般模口隙距尺寸分别是0.0240.040 in和0.0600.10in. / G. Y+ _% 0 k% E+ 5 Q3典型应用范围: 7 h+ N& v9 r6 . LLDPE已渗透到聚乙烯的大多数传统市场，包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。防渗漏地膜是新开发的LLDPE市场。地膜，一种大型挤出片材，用作废渣填埋和废物池衬垫，防止渗漏或污染周围地区。例如生产袋子、垃圾袋、弹性包装物、工业用衬套、巾式衬套和购物袋，这些都是利用改进强度和韧性后这种树脂的优点。透明薄膜，例如面包袋，一直由LDPE占统治地位，因为它有更好的浊度。然而，LLDPE与LDPE的共混物将改进强度。抗穿透性和LDPE薄膜的刚度，而不显著影响薄膜的透明度。 $ A. P; _8 v5 s* U( r% C; IHDPE应用范围：电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。 4 f2 l9 f, # y. a/ 八、PP(聚丙烯) : s5 p& Q0 P1 .PP的性能 , G/ g& s; w9 uPP为结晶型高聚物，常用塑料中PP最轻，密度仅为0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP的耐热性最好，其热变形温度为80-100，能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。 % $ W; p, x0 j7 o5 ; PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。 3 b4 O& w) o* h$ L2 g q, PP的维卡软化温度为150。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。 & l/ o3 S9 n2 v YPP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。 5 Q. w4 q4 O2 v) j# O由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比HDPE等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。 % d: 9 l) t: a# C, y7 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。 : O7 y Z& N% R9 A, y6 O$ M. S2 . PP 的工艺特点 6 X0 ?* w- i1 HPP在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP在加工上有两个特点： / p$ Q) b I, M2 T- 其一：PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）； |l3 # V . h其二：分子取向程度高而呈现较大的收缩率。PP的加工温度在220275，注意不要超过275左右较好，它有良好的热稳定性（分解温度为310），但高温下（270-300），长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低，所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变形和凹陷。模温（4080），建议使用50。结晶程度主要由模具温度决定，宜控制在30-50范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中，要吸收大量的熔解热（比热较大），产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥，PP的收缩率和结晶度比PE低。注射速度通常使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。注射压力：可大到1800bar。. L g4 w( z: Y$ d4 5 g流道和浇口: 对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍，PP材料完全可以使用热流道系统。 2 A+ k( s$ O0 o6 C$ l3 J3 P, o, PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。 5 M4 3 $ 6 c% y0 A?/ 6 u3典型应用范围: ; R2 g) , V+ L4 5 m EE汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。 4 Z3 b) m+ O6 G: k5 注塑品是PP均聚物的第二大市场，包括容器、密封器、汽车方面的应用、家庭用品、玩具及其它许多消费品和工业方面的最终用途。* J, b9 H4 L) Z R! z& _9 I* |% 2 q9 ) j( J% d 6 t九、PA(尼龙) $ we/ L9 |9 l/ 9 t5 v1PA的性能 ! K! 5 w6 i- . |PA也是结晶型塑料（尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂），作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万，品种很多，应用于注塑加工的常用尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。尼龙具有韧性、耐磨性和自润滑性，其优点主要有机机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面光滑、软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好。缺点是吸水性大，染色性差，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低吸水率，使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好（100内可长期使用）、耐腐蚀、制件重量轻、易成型。PA缺点主要有：易吸水、注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差，因其比热大，产品较烫。 ) C5 I4 A# g1 q: Z* T4 ?* ZPA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种。其结晶度高，故其刚性、硬度、耐热性都高。PA1010是我国1958年首创、半透明、比重小、弹性和柔性较大，吸水性比PA66低，尺寸稳定性可靠。 1 C+ X: 5 n* C4 * Y尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。各种尼龙按韧性大小排序为：PA66PA66/6PA6PA610PA11PA12 7 T Y% e, h3 O$ ) p H尼龙的燃烧性为ULS44-2级，氧指数为24-28，尼龙的分解温度299，在449499时会发生自燃。 8 w, k+ C2 6 |% q4 n尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。 6 D/ u, v. # + PPA的主要技术性能指标和用途见表1。 . V8 L/ n$ z% q: q表1聚酰胺（尼龙）主要技术性能指标 1 V2 ; % j+ L. J j牌 号 项目 6 66 610 612 9 11 12 1010 % 9 7 M. U9 t R! 密度g/cm3 1.13 1.15 1.07 1.07 1.05 1.04 1.02 1.07 C! K. w% F+ C熔点 215 252 220 185 186 178 210 + W- ! 7 i& $ s) V% E热变形温度 68 75 82 54 55 , _! L& J1 F4 m5 h# f5 o( I耐寒温度 -30 -30 -40 -30 -40 -40 8 K* y O2 v& O+ Y8 V拉伸强度MPa 75.0 80.0 60.0 62.0 65.0 56.0 65.0 55.0 7 l1 ?9 O# D# 压缩强度MPa 85.0 105.0 72.5 70.0 65.0 + l, d+ h# Q& 8 i弯曲强度MPa 120.0 60.0-100.0 90.0 85.0 70.0 90.0 80.0 6 A# O. _+ H# A1 m缺口冲击强度kj/m2 5.5 5.4 5.5 3.86 5 8 H r. k, q& J体积电阻率cm 1012 1014 1014 1012 3.514 1013 1014 1015 4 c: U g$ G介电常数1MHz 3.4 3.6 3.5 3.5 3.7 3.7 3.1 3.1 ! Zn: y# w/ e/ x6 X# V1 A介电损耗1MHz 0.03 0.03 0.04 0.02 0.018 0.04 0.03 0.026 # M# L- Q$ W# R1 Z+ Z( : Z+ d介电强度kV/mm 16 16 16 16 16 17 18 15 % T, h4 q) h) u$ M成型收缩率% 0.8-2.5 1.5-2.2 1.5-2.0 1.5-2.5 1.2 1.0-2.5 6 1 % X1 H1 S8 B用途 轴承齿轮凸轮滚子滑轮辊轴螺钉螺帽垫片高压 ; I! _* w. Yk. x油管储油容器等 用途与尼龙6基本一样还可作把手壳体支撑架等 机械制造汽车用齿轮衬垫轴承滑轮等精密部件输油管储油容器传动带仪表壳体纺织机械部件 精密机械部件电线电缆绝缘层枪托弹药箱工具架线圈 齿轮机械部件电缆护套医疗特种消毒包渔网金属涂层 输送汽油的硬管和软管电缆护套食品包装膜发泡建材静电喷涂 轴承齿轮精密部件电子部件油管软管电线电缆护套 机械部件轴承架轴套油箱衬里电线电缆护套工业滤布筛网毛刷等 8 z6 l2 S* UE# I* J# a0 X2PA的工艺特点 1 J1 q5 e3 a- * ce2.1PA易吸湿，加工前一定要充分干燥，含水量应控制在0.3%以下。原料干燥得好，制品光泽高，否则比较粗糙，PA不会随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的较窄的温度范围内软化，熔点很明显，温度一旦达到就会出现流动（与PS、PE、PP等料不同）。 8 F. y6 s7 TOPA的粘度远比其它热塑性塑料低，且其熔化温度范围较窄（仅5左右）。PA流动性好，容易充模成型，也易走披锋。喷嘴易出现“流涎”现象，抽胶需大一点。PA熔点高，凝固点也高，熔料在模具内随时会因温度降到熔点以下而凝固，妨碍充模成型的完成。所以，必须采用高速注射，（薄壁或长流程制件尤其这样）。尼龙模具要有较充分的排气措施。 ! j9 ( O( n% j, V: p. ?PA在熔融状态时，热稳定性较差，易降解。料筒温度不宜超过300，熔料在料筒内加热时间不宜超过30分钏，PA对模温要求较高，可利用模温的高低来控制其结晶性，来获得所需的性能。 ; N5 _1 w0 q2 qPA料模温在50-90较好，PA1010加工温度在220-240为宜，PA66加工温度为270-290。PA制品有时需根据品质要求进行“退火处理”或“调湿处理”。 7 N) D+ l5 c0 J0 r( h3 I+ W2.2PA12 聚酰胺12或尼龙12加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存，建议要在85C热空气中干燥45小时。如果材料是在密闭容器中储存，那么经过3小时温度平衡即可直接使用。熔化温度240300C；对于普通特性材料不要超过310C，对于有阻燃特性材料不要超过270C。模具温度：对于未增强型材料为3040C，对于薄壁或大面积元件为8090C，对于增强型材料为 90100C。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。注射压力：最大可到1000bar（建议使用低保压压力和高熔化温度）。注射速度：高速（对于有玻璃添加剂的材料更好些）。流道和浇口:对于未加添加剂的材料，由于材料粘性较低，流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求58mm的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口，这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口，建议最小的直径为0.8mm。热流道模具很有效，但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道，浇口尺寸应当比冷流道要小一些。 8 k$ ?( B% y) 0 + H s# ?2.3PA6 聚酰胺6或尼龙6：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105C，8小时以上的真空烘干。熔化温度：230280C，对于增强品种为250280C。模具温度：8090C。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为8090C。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用2040C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。注射压力：一般在7501250bar之间（取决于材料和产品设计）。注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t（这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。 ; l- Y) K6 G1 C7 H( F2.4PA66 聚酰胺66或尼龙66如果加工前材料是密封的，那么就没有必要干燥。然而，如果储存容器被打开，那么建议在 85C的热空气中干燥处理。如果湿度大于0.2%，还需要进行105C，12小时的真空干燥。熔化温度：260290C。对玻璃添加剂的产品为275280C。熔化温度应避免高于300C。模具温度：建议80C。模具温度将影响结晶度，而结晶度将影响产品的物理特性。对于薄壁塑件，如果使用低于40C的模具温度，则塑件的结晶度将随着时间而变化，为了保持塑件的几何稳定性，需要进行退火处理。注射压力：通常在7501250bar，取决于材料和产品设计。注射速度：高速（对于增强型材料应稍低一些）。 Q* h; c E- Q% h7 流道和浇口: 由于PA66的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t （这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。 / ?0 x- b1 G0 O+ G8 H5 P3典型应用范围: 3 Z, |1 _& gD M3.1PA12 聚酰胺12或尼龙12应用范围：水量表和其他商业设备，电缆套，机械凸轮，滑动机构以及轴承等。 ! _3 B& t, 8 y+ p6 U3.2PA6 聚酰胺6或尼龙6应用范围：由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。 9 k; q& z7 9 F7 |. p9 w1 m! C# 3.3PA66 聚酰胺66或尼龙66应用范围：同PA6相比，PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。 . 2 b, g e: P5 X! Y6 g S十、POM(赛钢) / |+ o; U% u w( c4 1 POM的性能 * k6 o( p0 J0 s) F# N+ O / MPOM是结晶型塑料，它的钢性很好，俗称“赛钢”。 POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性，它具有耐疲劳性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性等优良的性能。POM不易吸湿，比重为1.42g/cm3，收缩率2.1%（POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可高达到2%3.5%，较大，对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率），尺寸难控制，热变形温度为172。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料并且不易吸收水分。 0 B; pT$ N ; s$ X2POM的工艺特点 8 p5 p5 D4 I- B! d2 E6 b3 Z5 lPOM加工前可不用干燥，最好在加工过程中预热（100左右），对产品尺寸的稳定性有好处。POM的加工温度范围很窄（195-215），在炮筒内停留时间稍长或温度超过220就会分解（均聚物材料为190230；共聚物材料为190210）。螺杆转速不能过高，残量要少。POM产品收缩大（为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度），易产生缩水或变形。POM比热大，模温高（80-105），产品脱模后很烫，需防止烫伤手指。注射压力7001200bar，POM宜在中压、中速、高模温条件下成型加工。流道和浇口可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口，则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。 * k& ( R- n2 b3典型应用范围: & d- a) m+ k2 U POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳体），草坪设备等。 3 n! z$ v5 E o6 C% N5 Md2 c0 i十一、PC(防弹胶) 7 J5 h# n! F& O z: Z7 J9 o5 k1 PC的性能 6 d+ Q b0 r: Y8 R聚碳酸酯是分子毛链中含有O-R-O-CO链节的热塑性树脂，按分子结构中所带酯基不同可分为脂肪旋、脂环族、脂肪一芳香族型，其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯，并以双酚 A型聚碳酸酯为最重要，分子量通常为3-10万。 ( c0 q4 X* K% o) X% GPC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高；韧性好、耐热耐候性好、易着色、吸水率低。PC热变形温度为135-143，蠕变性小，尺寸稳定；具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能，尺寸稳定性，电性能和阻燃性，可在-60120下长期使用；无明显熔点，在220-230呈熔融状态；由于分子链刚性大，树脂熔体粘度大；吸水率小，收缩率小（一般为0.1%0.2%），尺寸精度高，尺寸稳定性好，薄膜透气性小；属自熄性材料；对光稳定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类，溶于氯化烃类和芳香族溶剂，抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性，长期在水中易引起水解和开裂，缺点是因抗疲劳强度差，容易产生应力开裂，抗溶剂性差，流动性差，耐磨性欠佳。PC可注塑、挤出、模压、吹塑热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工，最重要的加工方法是注塑。 NW; O