塑料材料基础知识简介.ppt

豆浆机事业部工程部何文彬 塑料基础知识 目录 塑料材料的简介 塑料为合成的高分子化合物 聚合物 polymer 又可称为高分子或巨分子 macromolecules 也是一般所俗称的塑料 plastics 或树脂 resin 可以自由改变形体样式 是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料 由合成树脂及填料 增塑剂 稳定剂 润滑剂 色料等添加剂组成的塑料的主要成分是合成树脂 树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名 如松香 虫胶等 目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物 树脂约占塑料总重量的40 100 塑料的基本性能主要决定于树脂的本性 但添加剂也起着重要作用 有些塑料基本上是由合成树脂所组成 不含或少含添加剂 如有机玻璃 聚苯乙烯等 所谓塑料 其实它是合成树脂中的一种 形状跟天然树脂中的松树脂相似 但因又经过化学的力量来合成 而被称之为塑料 塑料材料的种类 按成型性能 受热冷却时形态分为 热塑性塑料和热固性塑料1 热塑性塑料 又分为结晶性塑料和无定形塑料定义 加热时软化和熔融 冷却后能保持一定的形状 再次加热时又可软化和熔融 具有可塑性 因此 塑料加工过程中产生的边角料可再次利用热塑性塑料 PP PBT PS ABS PC POM PC PPO等2 热固性塑料 在固化后加热时 不能再次软化和熔融 不再具有可塑性 线性分子转变成体形分子 因此 热固性塑料一旦损坏便不能再回收利用 热塑性塑料 环氧塑料 EP 酚醛塑料等 二次加热成型 塑料材料的种类 按照塑料用途分类 1 通用塑料 价格低 性能差 产量大 使用广泛 Eg 酚醛塑料 PF 氨基塑料 PVC PS PE PP等六大类 2 工程塑料 性能指标 等级高 多种材料复合而成可取代金属 工程塑料 在工程技术中作为结构材料的塑料 这类材料的力学性能 耐磨性 耐腐蚀性 尺寸稳定性均较高 常用的有 PA PC POM ABS PPO PTFE PSF等 3 特种塑料 功能材料 经过材料改性后某一制定性能优越 Eg 导磁材料 医用高分子 光敏材料 珠光材料 CPP 等 塑料材料的组成 理解 塑料与树脂的区别及其应用意义 塑料 基体 助剂复合 树脂 单个高聚物 材料选择的三个原则 三个基本原则 使用性能原则力学性能 机械性能 耐热 防火等物理性能 密度 熔点 热膨胀性化学性能 耐腐蚀性 抗氧化性工艺性能原则 生产效率经济性原则 材料价格 加工费用 是否成熟原料 根据产品定位差异化选材 选择材料时 首先应当明确材料的使用要求 这些要求应当基于 A零件的工作条件 B失效分析 塑料的基本特点 优点 尽管原料本身比较贵 但是密度小 易于加工 设备费用比较低廉 所以能降低产品成本 塑胶材料的电绝缘性优例 绝缘件除少数用陶瓷制成外 大部分用塑胶材料制得 塑料的基本特点 缺点 塑料的物性表解读 塑料的长期特性与蠕变在设计部件时 通常会计算出最大形变量 因为形变会影响部件的功能 当部件持续或长期受到应力的作用 其形变程度会比根据短期特性预测的值要大 塑料比大多数金属材料表现出更大的非线性 当一根棒状塑料受到持续应力的作用时 其尺寸会由于受应力的作用而产生变化 载荷瞬时的尺寸变化可通过弹性模量估算出 如果持续施加应力 尺寸会继续改变 这种连续对应力的反应通常称为蠕变 可通过测量应变随时间的变化而得到 拉伸蠕变 在恒定拉力作用下 样件应变 随时间的变化 理解 抗蠕变性能是表征材料长期使用性能的重要指标 塑料的物性表解读 塑料的几个重要热指标塑料的耐热性是反映温度与变形量关系的特性 耐热性对塑料来说特别重要 重点理解5个方面 热变形温度 维卡软化点 玻璃化转变温度 UL黄卡与长期热性能 塑料的物性表解读 玻璃化转变温度一般情况 塑料受热后刚度会逐渐降低 直到转变为橡胶态 从玻璃态转变为黏流态 橡胶态 的温度称为玻璃转化温度 即Tg 在玻璃化转变温度前后 其许多性能发生了根本性的变化 包括比热 折射率 模量等 结晶塑料和非结晶性塑料模量在Tg前后的变化 无定形塑料一般不能在高于Tg的条件下使用 结晶塑料一般是经过增强的 可以在高于Tg而低于熔点情况下使用 Tg可使用DSC 差示扫描量热仪 测得 W dQ dt dH dt 识别UL黄卡参数 公司名称 UL黄卡号 塑料种类 名称 塑料材料颜色 材料厚度 材料防火等级 热变形温度 塑料牌号 RTI的含义 RTI是RelativeThermalIndex 相对热指数 的缩写 是塑料的一个指标 具体测试方法和规定请见UL94标准 RTI是UL保证材料使用的最高温度 单位为 有时也只标注为TI 保证温度 RTI有三个指标 Elec Electrical Imp Impact Str Stress Elec表示对于电气特性的热指数Imp表示有冲击负荷时的热指数 Str表示静态载荷下的热指数 注 RTI是UL保证材料长期安全使用的最高温度 塑料的物性表解读 与注塑有关的主要物理特性流动性熔体流动速率吸水率与挥发份含量收缩率 一般无定形塑料原料的收缩率小于1 而结晶性塑料的收缩率则大于1 结晶性塑料具有后收缩现象 需在24小时后测量其尺寸 熔点 理解 塑料制品在固化后并非刚形体 脱模后有一定的弹性回复 厨房小家电常用的几种塑料 厨房小家电常用的几种塑料 厨房小家电常用的几种塑料 厨房小家电常用的几种塑料 厨房小家电常用的几种塑料 厨房小家电常用的几种塑料 厨房小家电常用的几种塑料 改性塑料的介绍 改性塑料 是指在通用塑料和工程塑料的基础上 经过填充 共混 增强等方法加工 提高了阻燃性 强度 抗冲击性 韧性等方面的性能的塑料制品 通过改性的塑料部件不仅能够达到一些钢材的强度性能 还具有质轻 色彩丰富 易成型等一系列优点 因此目前 以塑代钢 的趋势在很多行业都显现出来 而现阶段要找出一种大规模替代塑料制品的材料几乎是不可能的 改性塑料是涉及面广 科技含量高 能创造巨大经济效益的一个塑料产业领域 而塑料改性技术 填充 共混和增强改性更是深入几乎所有的塑料制品的原材料与成型加工过程 从原料树脂的生产到从多种规格及品种的改性塑料母料 为了降低塑料制品的成本 提高其功能性 离不开塑料改性技术 普通的塑料往往会有它自身的特性和缺陷 改性塑料就是给塑料改变一下性质 基本的技术包括 1 增强 用玻纤给塑料的强度改变一下 2 填充 给普通塑料填充一些矿物质 使塑料的性质得到改变 3 增韧 给普通塑料加入一些增韧剂使得这些塑料可以韧性很强 改性后的产品 铁轨垫片 4 阻燃 给普通塑料树脂里面加阻燃剂 即可使塑料具有阻燃特性 一般阻燃剂有溴 锑系 P系 N系 还有无机阻燃体系 5 耐寒 一般指塑料在低温下的耐寒能力 由于塑料固有的低温脆性 使塑料在低温下变脆 所以像汽车里面的塑料件 一般要求耐寒 改性塑料的介绍 改性塑料的改性技术简介 增强技术纤维增强是塑料改性的重要方法这一 镁盐晶须和玻璃纤维均能有效地提高聚丙烯的综合性能 以玻璃纤维增强的聚丙烯具有较低的密度 低廉的价格以及可以循环使用等优点 目前正逐步取代工程塑料与金属在汽车仪表板 汽车车身和底盘零件中的应用 与玻璃纤维相比 镁盐晶须的模塑制品具有更高的精度 尺寸稳定性和表面光洁度 适用于制备各种形状复杂的部件 轻质高强度阻燃部件和电子电器部件 作为一种改性剂 镁盐晶须能大幅度提高聚丙烯的强度 刚度 抗冲击和阻燃性能 因此 镁盐晶须和玻璃纤维在聚丙烯改性中的应用越来越受到重视 改性塑料的改性技术简介 增韧技术矿物质增强增韧是最为普遍的改性途径之一 向聚丙烯原料中添加的矿物质通常是碳酸钙 滑石粉 硅灰石 玻璃微珠 云母粉等 这些矿物质不仅可以在一定程度上改善聚丙烯材料的机械性能和冲击韧性 降低聚丙烯材料的成型收缩率以加强其尺寸稳定性 并且由于矿物质与聚丙烯基体在成本上的巨大差别 可以大幅度降低聚丙烯材料的成本 矿物质增强增韧聚丙烯是所有改性聚丙烯材料在家用电器中应用最广泛的一种 目前 波轮洗衣机和滚筒洗衣机的内筒一般使用的都是矿物质增强增韧聚丙烯材料 以代替早期的不锈钢内筒 聚丙烯材料经矿物质增强增韧后 可克服其原有的强度不足 光泽度不好 收缩太大等问题 目前 这种改性聚丙烯除了用于制作洗衣机的内筒以外 还被用于制作波轮和取衣口等部件 仅海尔集团对其每年的用量就在1700吨左右 每个洗衣机内筒约重2kg 这种材料的矿物质添加量高达40 其拉伸强度达33Mpa 断裂伸长率可达90 以上 缺口冲击强度约为10KJ m2 微波炉的很多部件也采用矿物质增强增韧聚丙烯材料制造 由于矿物质的加入 可以在聚丙烯材料本身较高的耐热温度的基础上 使其耐热温度进一步得到提高 以适应微波炉对高温的要求 例如 微波炉门体的密封条 微波炉扬声器喇叭口 喇叭支架等都采用了这种改性的聚丙烯材料 冰箱上的搁物架现在也基本采用了矿物质增强增韧聚丙烯材料 由于与玻璃面板可进行整体注塑 从而很好地解决了原来ABS材料的面板沁水问题 改性塑料的改性技术简介 增韧技术新型高填充玻纤改性塑料 它可克服常规玻璃纤维增强热塑性塑料的缺陷 这种材料的基体是高温热塑性塑料如液晶聚合物 聚醚砜 聚醚酰亚胺和聚苯硫醚 在玻纤填充量在80 时 改性材料但仍能操持良好的可加工性 用新材料生产的部件具有耐磨损和耐温变的良好特性 这种新材料可与塑料和金属粘合 适用于表面摸塑设备加工 潜在的应用包括汽车和燃料系统部件 轴承 电子零部件 抗刮伤外壳等 这种玻璃增强物的辅加效益是阻燃性好 能回收利用 高度耐热和尺寸稳定等 共混与塑料合金技术塑料共混改性指在一种树脂中掺入一种或多种其他树脂 包括塑料和橡胶 从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法 氟塑料合金是采用国内现有的超高分子量聚全氟乙丙烯 FER 为主要原料 与四氟乙烯加填料直接共混 用物理方法制造的 此材料性能超过了世界公认的 塑料王 聚四氟乙烯 改性塑料的改性技术简介 纳米复合技术和热塑性弹性体技术科研人员发现 当微粒达到纳米量级时会出现一种新奇现象 它的周期性边界被破坏 从而使其声 光 电 磁 热力学等性能呈现出与传统材料的极大差异 根据纳米材料的结构特点 把不同材料在纳米尺度下进行合成与组合 可以形成各种各样的纳米复合材料 例如纳米功能塑料 热塑性弹性体简称TPE TPR 以SEBS SBS为基材 是一类具有通用塑料加工性能 但产品有着类似文联橡胶性能的高分子合金材料 在多材料模塑中 热塑性弹性体有4个基本的类型 即苯乙烯嵌段共聚物 SBC 热塑性硫化胶 TPV 热塑性聚氨酯 TPU 和共聚多酯 COPE 压缩模塑 压缩模塑又称模压 是模塑料在闭合模腔内借助加压 一般尚须加热 的成型方法 通常 压缩模塑适用于热固性塑料 如酚醛塑料 氨基塑料 不饱和聚酯塑料等 塑料的成型方法 层压成型 用或不用粘结剂 借加热 加压把相同或不相同材料的两层或多层结合为整体的方法 冷压模塑 冷压模塑又叫冷压烧结成型 和普通压缩模塑的不同点是在常温下使物料加压模塑 脱模后的模塑品可再行加热或借助化学作用使其固化 该法多用于聚四氟乙烯的成型 也用于某些耐高温塑料 如聚酰亚胺等 一般工艺过程为制坯 烧结 冷却三个步骤 传递模塑 传递模塑是热固性塑料的一种成型方式 模塑时先将模塑料在加热室加热软化 然后压入巳被加热的模腔内固化成型 传递模塑按设备不同有工种形式 活板式 罐式 柱塞式 低压成型 使用成型压力等于或低于1 4兆帕的摸