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Plastic概论 Plastic定义 Plastic的定义 Plastic的特性 Plastic的分类 Plastic材料的基本性质 Plastic添加剂 Plastic材料补充资料 3 Plastic概论 PLASTIC是什么 含有可塑性的有机人造高分子聚合物 Polymer 塑性 Plasticity 是什么 是指材料在外力作用下产生变形 消除外力也不回复原形的性质 反弹性 Elasticity 高分子是什么 包含碳原子的有机化学物分子量大于10 000以上的物质 相当多的分子组成的 把结构简单的低分子物质 通过催化剂 加热 加压等化学手段 进行化学反应成为大分子的物质分子量区分低分子 分子量1 000以下中分子 分子量1 000 10 000高分子 分子量10 000以上 Plastic的定义 3 Plastic概论 Plastic的特性 3 Plastic概论 Plastic的分类 3 Plastic概论 高分子化合物 高分子化合物 高分子化合物 高分子化合物 高分子化合物 celluloid cellophane rayon等 合成纤维 合成橡胶 热可塑性树脂 加热变软 再加热则化为液态具有流动性 高温下进一步加热可进行热分解 再不产生热分解范围内 加热变软或变为液体时冷却还可以返回原状态 可以反复进行 ex 聚苯乙烯 PS 聚乙烯 PE 聚丙烯 PP 聚酰胺 PA 聚甲醛 POM 聚氯乙烯 PVC 聚碳酸酯 PC 乙烯苯类 ABS SAN EPS 热硬化性树脂 加热可流动 继续加热变硬的性质 高温下进一步加热可在固态进行热分解 再不进行热分解范围内加热 一旦硬化不可复原 ex 电木 PF 环氧树脂 EP 三聚氰胺甲醛树脂 MF 脲醛树脂 UF 热可塑性和热硬化性树脂 3 Plastic概论 高分子化合物构成 结晶性 规则性排列的状态 硬而且有刚度结晶性Plastic的情况由于Filler的作用 保固效果好 非结晶性 像线团互相缠绕的状态 耐冲击力强 透明分类基准 根据分子排列有无结晶构造实际高分子构成 结晶部分和非结晶混合构成结晶度 结晶性Plastic中结晶部分的比率 结晶性 Crystalline 和非结晶性 Amorphous Plastic 3 Plastic概论 根据高分子构造的分类 1 线性聚合物 LinearPolymer 分子的长度变长时 难维持直线状态由于分子的各种运动 震动 伸缩 弯曲 的影响 形成各种分子形态 链状的构造2 分支链行聚合物 BranchedChainPolymer BlockCopolymer AAAABBBAAABBBB GraftCopolymer AAAAAAAAAAAAAAIIBB Terpolymer AAABBBAAAA或AAAABBBCCCCIICC3 网状聚合物 NetworkPolymer 线性高分子里一部分可以结合的碳原子使线性高分子互相结合的网状构造 3 Plastic概论 机械性质 加重引起的变形或材料的强度等机械性相关的性质 强度 对于变形的承受力 弹性率 和成品负荷条件下的形状维持能力 牵力强度 弯曲强度 弹性率 Rockwell 洛氏 硬度 韧性 由于外部负荷导致破损的材料允许的能量 耐冲击强度 耐疲劳性 受到反复应力或扭力时材料弱化加速破损的现象 热性质 耐热性 耐热变形性 HDT VST 连续耐热温度 热膨胀系数 树脂固有的性质 在组装性和变形性方面需要考虑 金属材料的2 7倍 耐燃性 空气中加热时材料发生酸化和热分解 分解gas发烟燃烧 Plastic材料的基本性质 化学性质 耐化学药品性 有机溶剂 酸 碱的影响评价 耐StressCrack性 材料长时间在一定的应力或变形状态下放置于药品中在应力和药品相互作用下对于静态破坏的对应力下降导致产生裂痕的现象 需要测试各药品下临界允许应力 耐侯性 紫外线 氧气等影响 在室外使用时外观变化或机械性性质低下 3 Plastic概论 电性质 绝缘性和流电性 绝缘破损 绝缘性 流电性 极化 导电性 带电性 由于摩擦易于带电 导电时电荷不轻易减少 电冲击 灰尘吸附 静电 带电 防止剂使用 10 13 cm 10 10 cm以下 物理性质 比重 高分子的化学性构造 分子间力 分子量和其分布 结晶度 分子排列方向等 根据高分子原有的性质和材料的热或机械性环境决定 光学性质 调整高分子的屈折率开发透明材料 吸湿性 根据高分子化学构造和添加剂等物质的亲和性差异而变化 AS ABS PMMA 聚酰胺等吸湿性强的材料成型前需干燥 密度 根据高温和压力变化 完成品变形后收缩 密度增加 非结晶性树脂 5 1000左右 结晶性树脂 20 1000 50 1000左右 Plastic材料的基本性质 3 Plastic概论 Plastic添加剂 不损坏塑胶制品固有的性能 进行合成树脂的简单加工 为了改良最终产品的性能 进行加工或者在合成过程中添加的化学物质 塑胶制品的品质改良和成型品的加工性 物性向上 维持长期的稳定性 添加剂 使用目的 添加剂的种类 3 Plastic概要 补充资料Plastic材料 Contents 第1章plastic概要第2章plastic的形态第3章热可塑性和结晶构造第4章工程聚合物的定义第5章注塑成型用plastic的选择第6章注塑成型用plastic的特性第7章plastic制品的物性测定 第1章plastic概要 Plastic使用理由Plastic的缺点高分子的定义高分子 根据构成成分分类高分子 根据链式形态分类高分子的应用领域聚合物的历史主要Plastics的开发历史 Plastic使用理由 Plastic的缺点 Mono One Poly Many Mer Molecule Unit 物质Monomer Polymer高分子的定义1 化学上可以进行染色 氧化和分解反应 物理上 可以溶解和结晶 机械上 可以弹性变形等的物质 2 一般叫做有机高分子 特殊无机高分子或者有机 无机高分子也存在 3 有机物 由C H O N构成 高分子的定义 高分子 根据构成成分分类 Homopolymer 单一的单体构成的高分子化合物带有一定的单一的Tg或者Tm等固有聚合物的基本性质 PE PPHomo PA6 PA66 Acetalhomo GPPS PMMA PC Copolymer 由两个以上单体构成的高分子化合物虽然带有单一的Tg或者Tm 根据重合时各个构成成分比率的不同可以出现多样的状态 PPcopolymer Acetalcopolymer PA6 66 SAN PolymerAlloy Blend 2种以上的高分子物质经过物理的熔融混合的高分子合金因为是混合成分进行物理混合的状态 各个成分的Tg和Tm被发现并表现出来 M PPO HIPS PC ABS PC PBT PA PP 高分子 根据链式形态分类 线型 没有分支或者架桥结合的高分子链式形态分支型 从中心链条开始聚合物分支裂开出去的形态架桥型 聚合物相互化学性的架桥连接的形态 例 Polyamides nylon polyethyleneterephthalate PET Polyoxymethylene POM HighDensityPolyethylenes HDPE 例 LowDensityPolyethylene是特定催化和热 压力下形成的分支型高分子的一种 例 硫化橡胶 热固性聚酯 环氧 树脂等典型的架桥连接的高分子 高分子的应用领域 高分子形成的基本条件1 长聚合物分子 平均分子量Mn 约20 0002 分子间平行排列3 分子之间有凝聚力 氢键 vanderWaals结合 高分子代表应用领域1 Plastics 室温下链条不会移动 frozen immobile 非组织化构造的高分子2 RubberorElastomer 橡胶 分子链条可以移动的高分子构成的分子链条缠绕 可以像液体一样的运动 3 Fibers 纤维 分子链条不能移动 链条中很多部分带有三维的规则的构造 结晶 4 Surfacefinishesorcoatings 油漆 涂装 5 Adhesive 胶粘剂 第2章塑料的形状 塑料的分类塑料的性质热固型和热塑型热固型和热塑型树脂种类 塑料的分类 高分子化合物 人造高分子化合物 天然高分子化合物 合成高分子化合物 再生 半合成 高分子化合物 合成树脂 Celluloid Cellophane rayon等 合成纤维 合成橡胶 塑料的性质 热固性和热塑性 热固性 Thermosets 特点加热后 桥接后固化不能再融化 不可逆Burr后需要加工使用温度高例 鸡蛋 热塑性 Thermoplastics 特点加热后软化 热熔冷却之后固化 可逆再热熔可能成形后加工最小化使用温度有限制例 冰 热固型和热塑型树脂种类 第3章热塑性和结晶型构造 结晶型高分子的构造非结晶型 半结晶型高分子的构造结晶型聚合物的特性非结晶型聚合物特性融化 结晶型和不定型 温度移动点 Tg Tm 结晶型高分子构造 结晶构造 紧贴着高分子链的 带依次排列着的形状 结晶化的条件 1 正规晶体点阵的Packing需要反复规则的排列 因此立体规则结构的高分子比不规则的高分子结晶的频率要高 2 可以克服结晶点阵2次间距 entropy效果 由于热的无秩序效果 结晶的反向性 1 按照Stretching的轴方向的强度要比轴直角方向的强度大 非结晶型 半结晶型高分子的构造 非结晶型构造 一个个聚合物链不规则的排列的高分子状态 半结晶型构造 结晶型区域和不定型区域恰当混合的高分子状态 PVTdiagram 结晶型聚合物特性 高分子链规则排列存在熔点分子之间贴合紧密 存在高收缩率排列稀疏不分组 分子间链接紧密但可以填充 很强的耐火性 链接紧密阻止光的透过 不透明 Crystallizability 按照高分子的化学构造特性 构造的规则性 分子之间的强亲和力Crystallinity 直接影响加工条件Temperature TimeStress Time 主要特性 非结晶型聚合物特性 高分子链的不规则排列范围宽的软化温度排列稀疏不分组 所以高分子链不能整齐的排列 成形收缩率大高分子链之间的空隙能使光通过 透明 分子之间链的空隙化学物质容易渗透 对溶剂和化合物敏感 主要特性 热溶解 结晶型和非结晶型 Acetal和Polystyrene 温度移动点 Tg Tm Tg 玻璃转移温度 GlassTransitionTemperature Tm 熔融温度 MeltingTemperature 结晶性树脂有Tm和Tg 非结晶性 不定型 树脂只存在Tg在Tg点非结晶型物质成形 在TM点结晶融化 Tg和TmDSC DifferentialScanningCalolimeter 和DTA DifferentialTemperatureAnalyzer 测定 液态 橡胶 玻璃 费用 成形温度Tg Tm 结晶型 非结晶型树脂的物性比较 耐冲击性 耐疲劳性 流动性 尺寸精密度 刚性 弹性 透明性 耐药品性 结晶型树脂 非结晶型树脂 第四章Engineering聚合物的定义 物理性刚性及人性和轻量化结合在残酷的周边环境下负荷长时间的持续高温露在化学物质的环境按照产品设计及成形技术的预见的 发现用户希望的物性 什么叫EngineeringPlastic ResinFamilies Commodity Engineering Specialty PVCPEPSPPABS AcetalPolyesterPolycarbonateModifiedPPONylon PolysulfonePEIPPSTPEPolyketonesLCP 5大泛用工程塑料和特性 塑料金字塔 热性能 塑料种类别位置 物性 价格 第5长注塑成形用塑料的选择 常用塑料需要透明度的用途需要耐冲击性的用途需要耐热性能的用途尺寸程度的用途难燃性的用途 注塑成形用塑料的选择 1 常用塑料常用塑料有聚苯乙烯 耐冲击性聚苯乙烯 聚乙烯 聚丙烯 还有ABS PVC塑料 聚苯乙烯及耐冲击性聚苯乙烯的尺寸程度是塑料的标准值 是最好的铸塑整形用塑料之一 可是 一般用聚苯乙烯脆弱冲击弱 耐冲击性聚苯乙烯没有透明度 最高使用温度也是90 以下 表面容易被划 耐流星也不好 对聚乙烯和聚丙烯考虑 这两种收支都是决定性收支 实际上使用非常多 但是在成形的侧面有很多缺点 两种的成形收缩率大 由于在需要程度产品的制造上使用极其困难 使用为单独的杂货 或容器类为主 此外 产品容易发生sync 用黏贴剂不能粘贴的情况 色面也是半透明 鲜明的印刷 涂漆难 墨水的粘着力弱 鉴于此 工业用品特别重视外观的产品使用很困难 ABS收支的外观好 物理的性质好 因此使用在工业用品等外观产品的高级塑料 这个ABS收支的最大缺点是耐候性不够 很难用于户外PVC收支可以使用在压缩成形 重工成形 加工日历等的泛用塑料 铸塑成型因为热稳定性的缺泛及流动性缺泛成形性不好 受很多产品设计的制约 另外对于成本的侧面安定剂是高价 因安定剂有毒性所以对不同的塑料产品价格非常高 还有 混入加速剂的软质PVC产品要注意加速剂的毒性 注塑成形用塑料的选择 2 需要透明度的用途泛用塑料用了很多一般用聚苯乙烯 这个树脂透明度好 但是光线穿透率低 容易引起Crazing丙烯酰胺光线穿透率是90 以上 耐候性好 没有变化成黄色的顾虑 因此 这个树脂多用高级装饰品 名版种类 高级杂货 可是 这个塑料容易破坏得的缺点 补充这个缺点 有透明度的塑料有透明ABS 聚氯树脂 PVC PC等 这些中选哪个塑料要跟据耐冲击性大小及产品的要求特性来决定 但是从耐冲击性的角度说 PC好 可是 这个树脂因在熔融状态下流动性不好 需要高压 成形性一般也不好 此外 还有价格高的缺点 需要耐冲击性的用途有耐冲击性ABS 把ABS选定耐冲击用的情况下 有必要规定冲击值 要注意ABS根据品种冲击值不同 除了用在ABS以外 用于耐冲击的树脂推荐PC及阿世假面具 尼龙 对冲击最坚硬的是涤纶 还有 尼龙6 66有吸湿性 有平均吸收量的时候 对冲击非常强 吸收率下降的话 会脆弱 注塑成形用塑料的选择 3 需要耐热性能的用途泛用塑料中耐热性能最高的是聚丙烯可忍受在120 130 耐热性跟随用途 所需要的限度不同 100 或那个程度的部门使用耐热性ABS 比这个高的120 130个 程度用PPO 涤纶 在更加高的温度下使用时 使用PBT PPS PA6 PA66 尼龙等 耐热性能的热塑性塑料混入20 30 玻璃杯纤维的FRTP比一般塑料要强 所以热变形温度也上升 因此 负荷被绊的情况下 要验收这类FRTP的采用 FRTP FiberReinforcedThermoPlastic GRTP GlassFiberReinforcedThermoPlastic FRP FiberReinforcedPlastic 尺寸程度用途成形收缩率大的决定性塑料比非决定性塑料很难得到精密的整形品 此外 根据温度变化 尺寸改变 比金属出现10倍的膨胀系数 比金属材料韧度不够为缺点的之一 负荷绊的情况其变化大 注塑成形用塑料的选择 4 关于摩擦 磨损的用途可例举POM或PA 把CAM齿轮一体的零件大多使用POM PA PBT等 但是 因这些都是决定性塑料 成形收缩率大 制造要程度的零件的事难 这种树脂对摩擦好的原因是有小摩擦系数还有自己的润滑性 因此 使用之中不进行另外的注油 可以继续使用 难燃性的用途在热可塑性树脂中 除了氟树脂以外没有维持不燃性的在塑料中授予难燃性性的叫难燃grade 这个树脂在成形时要非常小心 成形之中煤气的发生多 这个煤气使磨具或者机器铜锈 在美国用这种难燃性规定UL的吸燃性 94HB 定了自己煤气消化性 94V 0 94v 1 94v 2 的各种要求 要符合这个要求 第6章注塑plastic的特性 PE Polyethylene PP Polypropylene Styren系列 PS HI SAN ABS PMMA Polymethylmethacrylate PC Polycarbonate POM Polyacetal Polyester系 PBT PET Polyamide PA Nylon 聚乙烯 Polyethylene 热塑性树脂 结晶性树脂均匀的机械性物性 突出的成形性分流 主链的分支程度一样 高密度聚乙烯 HDPE 低密度聚乙烯 LDPE 线性低密度聚乙烯 LLDPE 液态烃 石油 灯油 柴油 重油 热裂 而且重新组合得到乙烯 而生产乳白色暗淡 半透明的塑料 PE的分类 HDPE HighDensityPolyethylene 分支记忆并且是链形密度0 942以上LDPE LowDensityPolyethylene 单链 多链分支多密度为0 91 0 93LLDPE LinearLowDensityPolyethylene 单链分支多密度为0 91 0 93 HDPE的主要特征 化学性稳定 对很多药品都是惰性的 在常温下没有溶剂 韧度 引张强度 耐冲击性优秀电气绝缘性能 遗传特性好吸收性好 传导性低十个稳定性良好成形加工性良好 可以使用各种成形方法使用颜料容易上色费用 低廉 成形加工性 物性的均衡 LDPE的主要特征 比HDPE或PP在高温的熔融弹性 弹性优秀挤压 胶片 塑形容易 胶片的自冲击性优秀防水 防潮性好优秀的电器性优秀的耐化学性廉价 通用性好 MFR和适用工法 HDPE的主要用途 LDPE的主要用途 聚丙烯 Polypropylene Homo聚合物 Homopolymer 由丙烯重合随机共聚物 RandomCopolymer 用丙烯和少量的乙烯高重合Block共聚物 BlockCopolymer 为丙烯段和乙烯段构成 丙烯或丙烯和少量的乙烯的重合 聚丙烯划分 PP的主要用途 家电部门汽车部门集装箱类胶片sheet其他 PP的主要用途 家电 PP的主要用途 汽车 PP的主要用途 其他 PP的主要特征 引张强度 刚性高并且共聚合物的耐冲击性已经改良 表面硬度高 光泽等外观优秀一些强酸或有机溶剂除外 化学和化学性安定耐 药品性优秀良好的转机特性优秀的衔接特性内加水优秀的分解性适合对卫生机具进行蒸汽消毒透明性 延伸性好在软片上使用 PP的留意事项 由于结晶性 收缩率很重 同聚合物 共聚合物 复合聚合物等各物性和性能差很大耐热性 物性跟着安定剂的种类变化很大 一般来说耐侯性不足注意在一些强酸或者汽油等的碳素少的溶剂另外 为了接触铁等的重金属使用 促进了酸化热化 所以寿命很短 苯乙烯单体系列聚苯乙烯 PS SAN AN ABS 聚苯乙烯 Polystyrene 优秀的电工的特性 机械的特性着色的自由性 成型容易性通用聚苯乙烯 GeneralPurposePS 耐冲击性聚苯乙烯 HighImpactPS GPPS和HIPS 由于GPPS的耐冲击性得到改良 和HIPS少量的涤纶丁二烯一样的橡胶在SM中溶解的溶液中和HIPS和PS里橡胶的粒子以并存的构造 2个的橡胶并存不透明 折射率的差异 HIPS和橡胶并存 和GPPS对比刚性小 PS的主要特征 成型加工性优秀 美丽的外观着色性优秀 尺寸稳定性优秀2次加工性 印刷 粘贴 镀金 容易附加延展性难燃性发布特性优秀吸水性 吸湿性很低比重低低价格 使用上的留意点 对有机溶剂脆弱 有机溶剂造成的压力容易产生裂缝 内容提醒确认表面硬度很低耐热性不足GPPS的耐冲击性不足 GPPS的主要用途 HIPSRubberMorphology 上转化点Morphology TSC13 14 最终产品Morphology 高光泽HIPSRPS0 35 0 5 麻点HIPSRPS2 0 4 0 GraftPS OcclusionPS Rubber MatrixPS BRMorphology构成要素 HIPS的主要用途 SAN AS 为了GPPS的内化学性改良 styrene和聚丙烯腈 AN 做共聚的树脂 对比GPPS内药品性改良 耐热性 刚性向上透明度用油脂虽行 有一点黄色流动性一般 比PS容易掉 存在吸湿性 需要成型前预备干燥 80度 2 4小时 对一部分溶剂 ketone系 碳化氰家族 有侵犯 成型条件不恰当的时候 黄边发生 SAN的主要特征 非结晶性 透明优秀的光透过率引张弹性率 3 5GPa耐热特性 平均 105度 最大120度优秀的尺寸安定性优秀的传导绝缘特性优秀的耐火特性随着AN的含量物性变化很大 SAN的主要用途 ABS ABS树脂包括GPPS的成型性 HIPS的耐冲击性 SAN的耐化学性等3个特征特别 自然的变化依靠B 丁二烯 的含量 高冲击上高刚度等级变化各种Alloy化可能 PC ABS PA ABS等 耐热 耐候 难燃及透明等级 GeneraltypeofABS TransparentABS TR ABSResin TransparentABSResin BasicconceptofTransparentABS ABS的主要特征 非晶质 透明 不透明高光泽静电防止grade食品用卫生grade印章弹性系数 1 5 3GPa GF增强 5 5GPa在广的温度范围上耐冲击性 40度 80 120度范围耐热性可成行性优秀涂漆 镀金 hotstamp等2次加工优秀 ABS的主要用途 使用上的优点 化学特性对有机溶剂 一部分溶解 浸润对无机物 盐酸 硫酸 苏打 是稳定耐候性 耐火性光 热 臭氧 烈火 橡胶成分 长期热传导或户外使用乙烯 丙烯AES树脂使用成型性0 3 吸收率 预备干燥 80度 2 4小时 树脂温度280度以上分解 Styrene系数系统图 Styrene GraftedABS Acrylonitrile Polybutadiene GPPS HIPS EPS ABS SAN Butadiene PolymerizationInPresenceofBlowingAgent Polymerization AdditionofBlowingAgent BlendingwithRubber Copolymerization Copolymerization Blending GraftCopolymerization ASA T ABS Acrylate GraftedASA Copolymerization Blending MSAN Graftedm ABS Blending SM树脂比较 耐化学性刚性 耐热性 耐冲击性 耐冲击性 耐化学性刚性 耐热性晶体性 PMMA PMMA Polymethylmethacrylate 聚甲基丙烯酸甲酯PMMA高透光率 93 和反射率 1 49 制模非常漂亮 用于镜头 光盘 窗 LCD 导光管等 热塑性塑料 非晶质塑料 出色的光穿透上 耐候性优秀 表面刚度优秀 耐磨 擅长寄生性和优美的外观 优秀的耐热性能 高的刚性率 耐化学性 再利用性 受冲击断裂发生 PMMA主要特性 非结晶性平衡 透明 光学的各向异性 光学用途适合耐候性优秀 适合室外使用表面倾斜度属于最坚硬类别耐用性优秀加工性 机加工 印刷加工 优秀Seat的情况 优秀的紧密厚度 PMMA的使用上有利点 按照吸水留意尺寸上的变化干燥 熔融和平衡分割的时候 产生的气体对人体有害状态成形时剩余残余应力与有机与溶剂 醇 接触 可能发生断裂 涂漆或者印刷等与有机溶剂有可能接触的时候 热处理之后使用金属Insert Selftapping等避免 刚度问题 PMMA的使用上问题点 由于吸湿外观容易发生断裂 充分干燥必要机加工 锯加工 钻孔加工 时发生相接可能按照异物外观损伤 防水和干燥季节清扫 各种资料的投资率 PMMA 93 90 紫外线 380nm以下可视光线 380 780nm红外线 780nm以上 PMMA 380 780nm 93 PC 480 680nm 87 透明树脂的优缺点 PC Polycarbonate 非结晶性树脂 透明性卓越的耐热性 玻璃转移温度148度 机械性特性 耐冲击强度 无Notch时 破断无 卓越的电绝缘性难燃 UL94 V0 UL94 5VA 表面强度低 PMMA对比 PC的主要特征 可视光线的透过率89 2mm厚度卓越的耐冲击强度实用温度范围40 120度尺寸稳定性优秀 creep变形 吸收尺寸变化小 适用于精密成型品自我消化性 难燃 优秀的耐朽性 玉外用 汽车Light 一般没有包含增韧剂等的添加剂 所以无毒性 食品容器 医疗器械 FDA在长期特性广泛的范围上因变化小 所以适用绝缘材料 PC的主要用途 POM Polyacetal 结晶性树脂HomoPolymerBlockCopolymer 润滑性Polymer化学结合 Gasoline Grease oil 不冻液 Window洗净液等上有优秀的内药品性 极限 40 上到Engine室的温度 100 广泛的温度