AAAAA注塑技术资料(全套)--绝对kan1.xls

标标 题题 一一 设设备备和和原原料料的的了了解解 注塑机到底是什么 注塑机的注射行程与螺杆长度的关系 理解工程塑胶的性能 常用塑料特性应用 常用塑胶的性能 塑胶的辨别法 燃烧辨别法 简单辨别法 常用塑胶的一般物性 塑胶达到缩略语 英文 中文表 塑料的燃烧实验 二二 注注塑塑技技术术 注塑原理 背压祥解 多段射出祥解 保压祥解 不正确浇口分析 常用透明原料特性及工艺 三三 CAECAE辅辅助助软软件件 MOLDFLOW MOLDFLOW 1 MOLDFLOW的了解 2 MOLDFLOW的分析步骤 标标 题题 注塑机到底是什么 注塑机的注射行程与螺杆长度的关系 理解工程塑胶的性能 常用塑料特性应用 常用塑胶的性能 二二 注注塑塑技技术术 背压祥解 常用透明原料特性及工艺 三三 CAECAE辅辅助助软软件件 MOLDFLOW MOLDFLOW 1 MOLDFLOW的了解 2 MOLDFLOW的分析步骤 返回目录 注注塑塑机机到到底底是是什什么么 现代塑料注塑成型机是一个集机 电 液于一体的典型系统 由于这种设备具有成型复杂制品 后加工量少 加工的塑料种类多等特 点 自问世以来 发展极为迅速 目前全世界80 以上的工程塑料制品均采用注塑成型机进行加工 传统的注塑机一般采用简单的开环控制 即按照预先设定值进行控制 在设备制造过程中 预先设定好参数值 例如锁模力 循环时 间 温度等 由机器在生产过程中加以保持 例如模具温度可以通过控制加热流体的温度加以保持 塑化温度可以通过控制外加热装 置的功率保持 这种控制方式结构简单 然而抗干扰能力差 控制温度也比较低 目前 更多的注塑机采用的是闭环控制 即按照在 线测量值与设定值的偏差进行控制 闭环控制系统采用了负反馈回路 抗干扰能力强 当注射速度 注射压力 模腔温度 模腔压力 熔体温度和油压等在生产过程中因干扰出现偏差 机器则通过自适应控制系统对干扰进行自动修正 这一控制方法抗干扰能力强 控 制精度高 更先进的控制方法是应用计算机进行控制 即构筑闭环实时计算机控制系统 它包括直接数字控制系统 DDC 监督计 算机控制系统 SCC 分散控制系统 DCS 和多级控制等几种类型 数据运算和处理能力比PLC 更强大 用PCC 组成注塑机的控制系统 以实现包括位置控制 速度控制 温度控制 故障控制和实时显 示等注塑全过程的多种控制 可大大提高塑料制品的品质 有利于提高经济益 注注塑塑机机控控制制的的内内容容 目前 注塑机的过程控制系统主要包含两大部分 一是温度控制系统 以对料筒 熔体和模具的温度进行控制 二是运动控制系统 以对注塑过程的压力 速度 位移进行多级切换 在温度控制中 其控制精度已经达到了 1 精确的温度控制在精密注塑上有利于提高产品质量以及原材料的利用率 是一项十分 重要的指标 在塑料加工过程中 温度控制主要包括料筒 喷嘴和模具的温度控制 料筒温度即料筒表面加热温度 由于料筒的壁比 较厚 因此热电偶检测点的选择非常关键 不同的检测点上温度曲线是有较大的差异的 因此双点平行检测 即在料筒表面与深处同 时设置热电偶 将得到比较稳定的温度曲线 有利于温度控制的精度 喷嘴温度直接影响着熔体通过时的剪切流动 对制品的质量有 大的影响 因此喷嘴温度的控制精度要求更高 模具温度是指与制品接触的模腔表面温度 它会显著影响充膜 冷却和保压过程 对 于模具温度的控制方法可以采用控制加热载体温度的方法也可以直接控制模具温度 在前一种方法中 以加热载体的出口温度为控制 对象 比较简单 能满足一般的温控要求 当温度控制精度要求较高时一般采用第二种方法进行温度控制 自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器PLC问世以来 PLC控制技术已走过了30年的发展历程 尤其是随着近代计算机技术和微 电子技术的发展 它已在软硬件技术方面远远走出了当初的 顺序控制 的雏形阶段 可编程计算机控制器 PCC 就是代表这一发 展趋势的新一代可编程控制器 控制速度 依赖于应用程序的大小 这一结果无疑是与I O通道中高实时性的控制要求相违背的 PCC的系统软件完美地解决了这一问 题 它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台 这样应用程序的运行周期与程序长短无关 而是由操作系统的循环周期决定 由此 它将应用程序的扫描周期同真正外部的控制周期区别开来 满足了真正实时控制的要求 当然 这种控制周期可以在CPU运 算能力允许的前提下 按照用户的实际要求 任意修改 PCC的应用程序由多任务模块构成 给项目应用软件的开发带来很大的便利 因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能 要求 如运动控制 数据采集 报警 PID调节运算 通信控制等 分别编制出控制程序模块 任务 这些模块既独立运行 数据 间又保持一定的相互关联 这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后 可一同下载至PCC的CPU中 在多任务操作系统的调度管理下 并行运行 共同实现项目的控制要求 PCC在编制不同的单个任务模块时 具有灵活选用不同编程语言的特点 这就意味着不仅在常规 PLC上一直为人们所熟悉的梯形图 指令表语言可在PCC上继续沿用 而且用户还可采用更为高效直观的高级语言 PL2000 它是一套完全面向控制的文本语言 熟悉 BASIC的技术人员会对它的语法有种似曾相识的感觉 它对于控制要求的描述非常简便 直观 除此之外 PCC的应用软件开发还具有 集成 C 语言程序的能力 从而提供了强大的数据运算和处理能力 在硬件结构方面 PCC的特点是很显著的 在其核心的运算模块内部 PCC为其CPU配备了数倍于常规 PLC的大容量存储单元 100K 16M 这无疑为强大的系统和应用软件提供了监视的硬件基础 PCC在硬件上的特点 还体现在它为工业现场的各种信号设计了许多 专用的接口模块 如高频脉冲 增量式编码器 温度 称重信号及超声波信号接口模块等 它们将各种形式的现场信号十分方便的联入以 PCC为核心的数字控制系统中 用户可按需要对应用系统的硬件I O通道以单路 十余路或数十路为单位模块 进行数十点至数百点上 千点的扩展与联网 PCC在工业控制中强大的功能优势 体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS 分布式工业控制系统 技术互相融合的发展潮流 虽然这还是一项较为年轻的技术 但在其越来越多的应用领域中 它正日益显示出不可低估的发展潜力 对于注塑机而言 目前普遍 应用的是PLC控制系统 然而随着技术的进步 个性化 定制化产品的需求不断增长 注塑机的控制要求越来越复杂 精度要求越来越高 作为更先进的PCC控制系统 必将逐步占据一定的市场份额 另一方面 对于未来网络化生产的需求 显然 PCC控制系统更具竞争优 势 因此 我们有理由相信 PCC控制系统必将会在未来的注塑机领域占据一席之地 注注塑塑机机到到底底是是什什么么 现代塑料注塑成型机是一个集机 电 液于一体的典型系统 由于这种设备具有成型复杂制品 后加工量少 加工的塑料种类多等特 点 自问世以来 发展极为迅速 目前全世界80 以上的工程塑料制品均采用注塑成型机进行加工 传统的注塑机一般采用简单的开环控制 即按照预先设定值进行控制 在设备制造过程中 预先设定好参数值 例如锁模力 循环时 间 温度等 由机器在生产过程中加以保持 例如模具温度可以通过控制加热流体的温度加以保持 塑化温度可以通过控制外加热装 置的功率保持 这种控制方式结构简单 然而抗干扰能力差 控制温度也比较低 目前 更多的注塑机采用的是闭环控制 即按照在 线测量值与设定值的偏差进行控制 闭环控制系统采用了负反馈回路 抗干扰能力强 当注射速度 注射压力 模腔温度 模腔压力 熔体温度和油压等在生产过程中因干扰出现偏差 机器则通过自适应控制系统对干扰进行自动修正 这一控制方法抗干扰能力强 控 制精度高 更先进的控制方法是应用计算机进行控制 即构筑闭环实时计算机控制系统 它包括直接数字控制系统 DDC 监督计 算机控制系统 SCC 分散控制系统 DCS 和多级控制等几种类型 数据运算和处理能力比PLC 更强大 用PCC 组成注塑机的控制系统 以实现包括位置控制 速度控制 温度控制 故障控制和实时显 示等注塑全过程的多种控制 可大大提高塑料制品的品质 有利于提高经济益 注注塑塑机机控控制制的的内内容容 目前 注塑机的过程控制系统主要包含两大部分 一是温度控制系统 以对料筒 熔体和模具的温度进行控制 二是运动控制系统 以对注塑过程的压力 速度 位移进行多级切换 在温度控制中 其控制精度已经达到了 1 精确的温度控制在精密注塑上有利于提高产品质量以及原材料的利用率 是一项十分 重要的指标 在塑料加工过程中 温度控制主要包括料筒 喷嘴和模具的温度控制 料筒温度即料筒表面加热温度 由于料筒的壁比 较厚 因此热电偶检测点的选择非常关键 不同的检测点上温度曲线是有较大的差异的 因此双点平行检测 即在料筒表面与深处同 时设置热电偶 将得到比较稳定的温度曲线 有利于温度控制的精度 喷嘴温度直接影响着熔体通过时的剪切流动 对制品的质量有 大的影响 因此喷嘴温度的控制精度要求更高 模具温度是指与制品接触的模腔表面温度 它会显著影响充膜 冷却和保压过程 对 于模具温度的控制方法可以采用控制加热载体温度的方法也可以直接控制模具温度 在前一种方法中 以加热载体的出口温度为控制 对象 比较简单 能满足一般的温控要求 当温度控制精度要求较高时一般采用第二种方法进行温度控制 自20世纪60年代末美国第一台可编程序控制器PLC问世以来 PLC控制技术已走过了30年的发展历程 尤其是随着近代计算机技术和微 电子技术的发展 它已在软硬件技术方面远远走出了当初的 顺序控制 的雏形阶段 可编程计算机控制器 PCC 就是代表这一发 展趋势的新一代可编程控制器 控制速度 依赖于应用程序的大小 这一结果无疑是与I O通道中高实时性的控制要求相违背的 PCC的系统软件完美地解决了这一问 题 它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台 这样应用程序的运行周期与程序长短无关 而是由操作系统的循环周期决定 由此 它将应用程序的扫描周期同真正外部的控制周期区别开来 满足了真正实时控制的要求 当然 这种控制周期可以在CPU运 返回目录 算能力允许的前提下 按照用户的实际要求 任意修改 PCC的应用程序由多任务模块构成 给项目应用软件的开发带来很大的便利 因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能 要求 如运动控制 数据采集 报警 PID调节运算 通信控制等 分别编制出控制程序模块 任务 这些模块既独立运行 数据 间又保持一定的相互关联 这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后 可一同下载至PCC的CPU中 在多任务操作系统的调度管理下 并行运行 共同实现项目的控制要求 PCC在编制不同的单个任务模块时 具有灵活选用不同编程语言的特点 这就意味着不仅在常规 PLC上一直为人们所熟悉的梯形图 指令表语言可在PCC上继续沿用 而且用户还可采用更为高效直观的高级语言 PL2000 它是一套完全面向控制的文本语言 熟悉 BASIC的技术人员会对它的语法有种似曾相识的感觉 它对于控制要求的描述非常简便 直观 除此之外 PCC的应用软件开发还具有 集成 C 语言程序的能力 从而提供了强大的数据运算和处理能力 在硬件结构方面 PCC的特点是很显著的 在其核心的运算模块内部 PCC为其CPU配备了数倍于常规 PLC的大容量存储单元 100K 16M 这无疑为强大的系统和应用软件提供了监视的硬件基础 PCC在硬件上的特点 还体现在它为工业现场的各种信号设计了许多 专用的接口模块 如高频脉冲 增量式编码器 温度 称重信号及超声波信号接口模块等 它们将各种形式的现场信号十分方便的联入以 PCC为核心的数字控制系统中 用户可按需要对应用系统的硬件I O通道以单路 十余路或数十路为单位模块 进行数十点至数百点上 千点的扩展与联网 PCC在工业控制中强大的功能优势 体现了可编程控制器与工业控制计算机及DCS 分布式工业控制系统 技术互相融合的发展潮流 虽然这还是一项较为年轻的技术 但在其越来越多的应用领域中 它正日益显示出不可低估的发展潜力 对于注塑机而言 目前普遍 应用的是PLC控制系统 然而随着技术的进步 个性化 定制化产品的需求不断增长 注塑机的控制要求越来越复杂 精度要求越来越高 作为更先进的PCC控制系统 必将逐步占据一定的市场份额 另一方面 对于未来网络化生产的需求 显然 PCC控制系统更具竞争优 势 因此 我们有理由相信 PCC控制系统必将会在未来的注塑机领域占据一席之地 返回目录 注塑机的螺杆长度与注射行程 骤眼看起来是两回事 其实两者存在微妙的 质与量 的关系 其比率是个质的尺度 螺杆的长度 一般不用绝对长度 而用相对於直径的长度来衡量 这样 不同直径的螺杆亦可比较长度 这个长度叫长径比 以 L D代表 螺杆长度当然只算有螺纹的部份 更准确的算法是算到料斗的中线 称之为有效长度或有效长径比 一台注塑机通常有三 条螺杆可选 称为A B C螺杆 直径分别为小 中 标准 大 它们的长径比为22 20 18左右 温温度度不不均均 已塑化塑料叫熔融 储在螺杆的顶端 准备下次注射时使用 理想的熔融是温度均匀的 但一般情况事实并非如此 由於加热瓦 并非360 包围着料筒 而是有个缺口 因此环向温度不均匀 加热瓦的热量由外传内 加上熔融传热不良 所以径向温度不均匀 塑化时 螺杆随着後退 有效长度因此逐渐降低 加料行程 注射行程 越大 有效长度变化越大 轴向的温度亦越不均匀 熟 悉挤出机的读者都知道挤出螺杆是不往後退的 因此 挤出的熔融是没有轴向温差的 若熔融温度相差15 C 成品的外观 机械性 能等都不会平均 多腔的模具更会产生腔与腔之间的成品差异 甚至一腔不满 一腔飞边 况且此情况没有规律 要改善这情况 注射行程应设计为B螺杆直径的4倍 有效长径比的变化亦因此为4 这样的话 注射行程便是A螺杆直径的4 4倍 亦是C螺杆直径的3 7倍 径向温差以A螺杆最大 C螺杆最小 增增加加长长径径比比 增加长径比会降低轴向温差 原因是螺杆长了 塑料要多转几圈才跑到螺杆的末端 搅拌多了 温度便更均匀 在注射行程不变 的情况下 螺杆越长 注射行程 螺杆长度 下降 故轴向温差亦下降 而B螺杆若能有22的长径比 当然比20的长径比佳 总的来说 注射行程大或螺杆长径比短的设计 注射重量会大 但熔融轴向温度不均匀 只适合要求不高的单腔制品用 而限制 了注射行程及螺杆长径比大的设计 则保障了多腔制品的质量 返回目录 注塑机的螺杆长度与注射行程 骤眼看起来是两回事 其实两者存在微妙的 质与量 的关系 其比率是个质的尺度 螺杆的长度 一般不用绝对长度 而用相对於直径的长度来衡量 这样 不同直径的螺杆亦可比较长度 这个长度叫长径比 以 L D代表 螺杆长度当然只算有螺纹的部份 更准确的算法是算到料斗的中线 称之为有效长度或有效长径比 一台注塑机通常有三 条螺杆可选 称为A B C螺杆 直径分别为小 中 标准 大 它们的长径比为22 20 18左右 已塑化塑料叫熔融 储在螺杆的顶端 准备下次注射时使用 理想的熔融是温度均匀的 但一般情况事实并非如此 由於加热瓦 并非360 包围着料筒 而是有个缺口 因此环向温度不均匀 加热瓦的热量由外传内 加上熔融传热不良 所以径向温度不均匀 塑化时 螺杆随着後退 有效长度因此逐渐降低 加料行程 注射行程 越大 有效长度变化越大 轴向的温度亦越不均匀 熟 悉挤出机的读者都知道挤出螺杆是不往後退的 因此 挤出的熔融是没有轴向温差的 若熔融温度相差15 C 成品的外观 机械性 能等都不会平均 多腔的模具更会产生腔与腔之间的成品差异 甚至一腔不满 一腔飞边 况且此情况没有规律 要改善这情况 注射行程应设计为B螺杆直径的4倍 有效长径比的变化亦因此为4 这样的话 注射行程便是A螺杆直径的4 4倍 亦是C螺杆直径的3 7倍 径向温差以A螺杆最大 C螺杆最小 增加长径比会降低轴向温差 原因是螺杆长了 塑料要多转几圈才跑到螺杆的末端 搅拌多了 温度便更均匀 在注射行程不变 的情况下 螺杆越长 注射行程 螺杆长度 下降 故轴向温差亦下降 而B螺杆若能有22的长径比 当然比20的长径比佳 总的来说 注射行程大或螺杆长径比短的设计 注射重量会大 但熔融轴向温度不均匀 只适合要求不高的单腔制品用 而限制 了注射行程及螺杆长径比大的设计 则保障了多腔制品的质量 返回目录 理理解解工工程程塑塑料料的的性性能能 塑膠在成型加工中有時表現得很奇特 對一個成型問題的解答可能完全不同於另一個成型問題 這也許是因爲這些例子中涉及到兩種本質 上互不相同的塑膠樹脂 本文將對這些材料的性質以及各種不同材料之間的差異加以討論 以增進對注塑過程中機理的理解 1 1 結結晶晶型型聚聚合合物物的的特特性性 許多人熟悉的物質是晶體如食用鹽 糖 石英 礦物質和金屬 當然還有冰 這些固態物質具有分子排布有序 緻密堆積的特性 其他表現爲固態物質 並不形成有規則的晶體排列方式 它們只是冷卻成爲無序的或隨機的分子團 稱爲無定型聚合物 非晶體物質不是 真正的固體 最普通的例子就是玻璃 它們只是過冷的 極端粘稠的液體 一件玻璃若放置幾十年 其底部會逐漸變厚 這是由於很慢 的流動引起的 塑膠樹脂可分爲無定形或結晶形的 由於很長的聚合物鏈較大複雜 從而阻止了它們形成象石英那種固體所具有近乎完美的結構和完整的 晶體排列次序 聚合物 例如高密度聚乙烯是有點結晶性的 尼龍的結晶性表現得更爲強一些 而聚甲醛的結晶性表現得就更強了 左圖 給出了一些常見的晶體形塑膠和無定形塑膠 注意到許多工程塑料位於結晶型欄裏 如聚甲醛 尼龍和聚酯 這是因爲結晶型結構樹脂趨 向于産生工程應用中所要求的特性 例如 抗化學物 油 汽油 油脂等 機械強度和硬度 在高溫下 保持機械的和化學的性能不變 耐疲勞性和重復的衝擊 半透明性或不透明性 聚聚合合物物金金字字塔塔 本本圖圖表表示示不不同同樹樹脂脂的的分分類類 塔塔底底是是商商品品塑塑膠膠所所目目的的兩兩種種特特性性 塔塔頂頂處處是是高高性性能能塑塑膠膠 工工程程塑塑料料處處於於中中間間的的位位置置 PEI 聚醚亞胺 PEEK 聚醚酮 PES 聚苯醚碸 PPS 聚苯硫醚 PAR 聚芳酯 PSU 聚碸 LCP 液晶聚合物 HTN 高溫尼龍 PI 聚酰亞胺 PET 聚對苯二甲酸乙二酯 PBT 聚對苯二甲酸丁二酯 PC 聚碳酸酯 M PPO 改性聚苯醚 Nylon 尼龍 ABS 丙烯睛丁二烯苯乙烯三元共聚物 POM 聚甲醛 TPE 熱塑性聚酯彈性體 PS 聚苯乙烯 PP 聚丙烯 PVC 聚氯乙烯 HDPE 高密度聚乙烯 PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 亞加力 LDPE 低密度聚乙烯 SAN 苯乙烯一丙烯晴共聚物 SMA 苯乙烯馬來酸酐 表一 杜邦結晶型工程塑料 化化學學名名詞詞簡簡稱稱杜杜邦邦注注冊冊商商標標 聚甲醛POMDelrin 聚酰胺NylonZytel 聚對苯二甲酸 乙二酯 PETRynite 聚對苯二甲酸 丁二酯 PBTCrastin 熱塑性聚酯彈性體TPEHytrel 高溫尼龍HTNZytelHTN 液晶聚合物LCPZenite IIII 結結晶晶型型與與無無定定型型塑塑膠膠的的區區別別 熔熔解解 凝凝固固 晶體的本質也對成型過程産生影響 因爲要破壞熔點時的晶體排列次序需要額外的熱量 這熱量叫做熔解熱 晶體性塑膠和無定型塑膠熔 解熱的對比如圖之所示 無定型物質的溫度隨看所加入的熱量而增加 而且越來越呈現爲液態 當溫度上升至熔點以前 結晶型塑膠物質 能保持強度和硬度不變 熔解時額外所需的熱量熔解熱破壞了晶體的結構 同時溫度保持不變 直到熔解結束 隨著塑膠在模具中冷卻 釋放出來的熔解熱必須由模具向外散掉 然而 隨著溫度的降低 成型穩定性和硬度迅速地提高 工件可以相當 快地從模具中脫出 因此 結晶性塑膠較適合應用於短周期成型 收收縮縮 緊密的結構意味著從熔體到固體的結晶型塑膠有一個較大的體積改變 因此 結晶形塑膠比無定型塑膠有較高的成型收縮率一通常前者大於百份之一 而後者大約有0 5 結晶形塑膠較高的收縮率使得估算型腔尺寸複雜化 但這一優點也有助於工件的脫模 一些典型的成型收縮率的比較列於表二 表二 成型收縮率的比較 結晶形塑膠收縮率 聚甲醛 2 尼龍661 5 聚丙烯1 0 2 5 無定形塑膠收縮率 聚碳酸脂 0 6 0 8 聚苯乙烯0 4 當結晶型塑膠熔解時 它們往往變得高度液態化 尼龍樹脂因其具有良好流動特性所以在細長和薄截面要求的應用中著稱 另一方面 人 們也知道它們比許多粘度較高的無定形樹脂更容易産生毛邊 水水份份敏敏感感性性 一些塑膠是不受水份影響的 尤其是那些烴類 除了碳和氫以外沒有其他元素 塑膠 如聚乙烯 聚丙烯和聚苯乙烯 其他塑膠吸收不同 的水份 甚至在室溫下也吸收 成型工件在吸收水後會導致尺寸改變 從而水也可看作爲增塑劑或韌化劑 吸收的水份可能在注塑的過程中蒸發 導致水紋和氣泡 有些樹脂在熔解溫度下可能會和水産生反應 這種反應叫做水解 它是降解的一 種形式 它使分子量減少 導致熔體粘度減小 衝擊強度的損失 水解的敏感性並不取決於塑膠樹脂的吸水量多少 實際上 當尼龍樹脂達到100 的相對濕度飽和時 它們能吸收高達8 或更多的水分 尼龍在熔解溫度下水解比聚酯或聚碳酸酯較慢 而聚酯或聚碳酸酯吸收的水比它少得多 常見的塑膠樹脂根據它們對水份的敏感性和是否 需要乾燥列於表三 表三 水對塑膠加工過程的影響 通常要求乾燥 不要求乾燥只吸收水分有可能水解 聚甲醛 Delrin 聚甲基丙烯酸樹脂 聚碳酸酯 聚乙烯ABS塑膠丁酸纖維素 聚丙烯尼龍 Zytel 聚苯乙烯 聚對苯二甲酸乙二 酯 Rynite 聚氯乙烯 聚對苯二甲酸丁二 酯 聚氨酯 這些有關聚合物結構 結晶性和水分吸收的背景資料將會幫助我們理解爲什麽工程塑料的注塑操作不同於其他的塑膠 而且在某些意義上 工程塑料內不同種類亦互不相同 理理解解工工程程塑塑料料的的性性能能 塑膠在成型加工中有時表現得很奇特 對一個成型問題的解答可能完全不同於另一個成型問題 這也許是因爲這些例子中涉及到兩種本質 上互不相同的塑膠樹脂 本文將對這些材料的性質以及各種不同材料之間的差異加以討論 以增進對注塑過程中機理的理解 許多人熟悉的物質是晶體如食用鹽 糖 石英 礦物質和金屬 當然還有冰 這些固態物質具有分子排布有序 緻密堆積的特性 其他表現爲固態物質 並不形成有規則的晶體排列方式 它們只是冷卻成爲無序的或隨機的分子團 稱爲無定型聚合物 非晶體物質不是 真正的固體 最普通的例子就是玻璃 它們只是過冷的 極端粘稠的液體 一件玻璃若放置幾十年 其底部會逐漸變厚 這是由於很慢 塑膠樹脂可分爲無定形或結晶形的 由於很長的聚合物鏈較大複雜 從而阻止了它們形成象石英那種固體所具有近乎完美的結構和完整的 晶體排列次序 聚合物 例如高密度聚乙烯是有點結晶性的 尼龍的結晶性表現得更爲強一些 而聚甲醛的結晶性表現得就更強了 左圖 給出了一些常見的晶體形塑膠和無定形塑膠 注意到許多工程塑料位於結晶型欄裏 如聚甲醛 尼龍和聚酯 這是因爲結晶型結構樹脂趨 晶體的本質也對成型過程産生影響 因爲要破壞熔點時的晶體排列次序需要額外的熱量 這熱量叫做熔解熱 晶體性塑膠和無定型塑膠熔 解熱的對比如圖之所示 無定型物質的溫度隨看所加入的熱量而增加 而且越來越呈現爲液態 當溫度上升至熔點以前 結晶型塑膠物質 能保持強度和硬度不變 熔解時額外所需的熱量熔解熱破壞了晶體的結構 同時溫度保持不變 直到熔解結束 隨著塑膠在模具中冷卻 釋放出來的熔解熱必須由模具向外散掉 然而 隨著溫度的降低 成型穩定性和硬度迅速地提高 工件可以相當 緊密的結構意味著從熔體到固體的結晶型塑膠有一個較大的體積改變 因此 結晶形塑膠比無定型塑膠有較高的成型收縮率一通常前者大於百份之一 而後者大約有0 5 結晶形塑膠較高的收縮率使得估算型腔尺寸複雜化 但這一優點也有助於工件的脫模 一些典型的成型收縮率的比較列於表二 返回目录 當結晶型塑膠熔解時 它們往往變得高度液態化 尼龍樹脂因其具有良好流動特性所以在細長和薄截面要求的應用中著稱 另一方面 人 一些塑膠是不受水份影響的 尤其是那些烴類 除了碳和氫以外沒有其他元素 塑膠 如聚乙烯 聚丙烯和聚苯乙烯 其他塑膠吸收不同 的水份 甚至在室溫下也吸收 成型工件在吸收水後會導致尺寸改變 從而水也可看作爲增塑劑或韌化劑 吸收的水份可能在注塑的過程中蒸發 導致水紋和氣泡 有些樹脂在熔解溫度下可能會和水産生反應 這種反應叫做水解 它是降解的一 水解的敏感性並不取決於塑膠樹脂的吸水量多少 實際上 當尼龍樹脂達到100 的相對濕度飽和時 它們能吸收高達8 或更多的水分 尼龍在熔解溫度下水解比聚酯或聚碳酸酯較慢 而聚酯或聚碳酸酯吸收的水比它少得多 常見的塑膠樹脂根據它們對水份的敏感性和是否 這些有關聚合物結構 結晶性和水分吸收的背景資料將會幫助我們理解爲什麽工程塑料的注塑操作不同於其他的塑膠 而且在某些意義上 工程塑料內不同種類亦互不相同 緊密的結構意味著從熔體到固體的結晶型塑膠有一個較大的體積改變 因此 結晶形塑膠比無定型塑膠有較高的成型收縮率一通常前者大於百份之一 而後者大約有0 5 結晶形塑膠較高的收縮率使得估算型腔尺寸複雜化 但這一優點也有助於工件的脫模 一些典型的成型收縮率的比較列於表二 緊密的結構意味著從熔體到固體的結晶型塑膠有一個較大的體積改變 因此 結晶形塑膠比無定型塑膠有較高的成型收縮率一通常前者大於百份之一 而後者大約有0 5 結晶形塑膠較高的收縮率使得估算型腔尺寸複雜化 但這一優點也有助於工件的脫模 一些典型的成型收縮率的比較列於表二 返回目录 常用塑料特性应用 塑料名称代号 特性 聚丙烯PP 是最轻的塑料之一 其屈服 拉伸 压缩强度和硬度 均优于低压聚乙烯 有 突出的刚性 高温 90 抗应力松弛性能良好 耐热性能较好 可在100 以 上使用 如无外力150 也不变形 除浓硫酸 浓硝 酸外 在许多介质中很稳定 低分子量的脂肪烃 芳 香烃 氯化烃 对它有软化和溶胀作用 几乎不吸水 高频电性能不好 成型容易 但收缩率大 低温呈 脆性 耐磨性不高 高密度聚乙烯HDPE 聚苯乙烯PS 聚氯乙烯PVC 机械强度较高 化学稳定性及介电性能优良 耐油性 及抗老化性能也较好 易熔接及粘合 价格较低 缺 点是使用温度低 在60 以下 线膨胀系数大 成 型加工性不良 低密度聚乙烯LDPE 聚对苯二甲酸 乙二醇酯 PET 酚醛塑料PF 机械性能很高 刚性大 冷流性小 耐热性很高 100 以上 在水润滑下摩擦系数极低 0 01 0 03 PV值很高 有良好的电性能和抵抗酸碱侵蚀 的能力 不易因温度和湿度的变化而变形 成型简便 价格低廉 缺点是性质较脆 色调有限 耐光性差 耐电弧性较小 不耐强氧化性酸的腐蚀 丙稀腈 丁二 稀 苯乙烯 ABS 具有良好的综合性能 既高的冲击韧性和良好的机械 性能 优良的耐热 耐油性能和化学稳定性 尺寸稳 定 易机械加工 表面还可镀金属 电性能良好 聚甲醛POM 抗拉强度 冲击韧性 刚性 疲劳强度 抗蠕变性能 都很高 尺寸稳定性好 吸水性小 摩擦系数小 有 很好的耐化学药品能力 性能不亚于尼龙 但价格较 低 缺点是加热易分解 成型比尼龙困难 聚甲基丙烯酸 酯 PMMA 聚对苯二甲酸 丁二醇酯 PBT 聚酰胺6PA6 疲劳强度和刚性较高 耐热性较好 摩擦系数低 耐 磨性好 但吸湿性大 尺寸稳定性不够 聚酰胺66PA66 疲劳强度和刚性较高 耐热性较好 摩擦系数低 耐 磨性好 但吸湿性大 尺寸稳定性不够 聚碳酸脂PC 具有突出的冲击韧性和抗蠕变性能 有很高的耐热性 耐寒性也很好 脆化温度达 100 抗弯抗拉强度 与尼龙相当 并有较高的延伸率和弹性模数 但疲劳 强度小于尼龙66 吸水性较低 收缩率小 尺寸稳定 性好 耐磨性与尼龙相当 并有一定的抗腐蚀能力 缺点是成型条件要求较高 聚乙烯PE 具有优良的介电性能 耐冲击 耐水性好 化学稳定 性高 使用温度可达80 100 摩擦性能和耐寒性 好 缺点是机械强度不高 质较软 成型收缩率大 聚砜PSU 有很高的机械性能 绝缘性能及化学稳定性 并且在 100 150 以下能长期使用 在高温下能保持常温 下所具有的各种机械性能和硬度 蠕变值很小 用F 4填充后 可作摩擦零件 环氧树脂EP 氨基树脂AF 不饱和聚酯UP 聚醚醚酮PEEK 聚醚酮PEK 聚醚砜PES 聚 亚胺 PI 聚苯醚PPO 聚苯硫醚PPS 聚砜PSF 聚四氟乙烯PTFE 聚氨酯PU 改性聚苯醚MPPO 聚三氟氯乙烯F3 聚四氟乙烯F4 液晶聚合物 LCP 应用 作一般结构零件 作耐腐蚀化工设备和受热的电气 绝缘零件 制品有管 棒 板 焊条及管件 除作日常生活用 品外 主要用作耐磨蚀的结构材料或设备衬里材料 代替有色合金 不锈钢和橡胶 及电气绝缘材料 常用的为层压酚醛塑料和粉末状压塑料 有板材 管材及棒材等 可用作农用潜水电泵的密封件和轴 承 轴瓦 皮带轮 齿轮 制动装置和离合装置 作一般结构或耐磨受力传动零件和耐腐蚀设备 用 ABS制成泡沫夹层板可作小轿车车身 可用作轴承 齿轮 凸轮 阀门 管道螺帽 泵叶 轮 车身底盘的小部件 汽车仪表板 汽化器 箱 体 容器 杆件以及喷雾器的各种代铜零件 适用于中等载荷 使用温度 100 120 无润滑 或少润滑条件下工作的耐磨受力传动零件 适用于中等载荷 使用温度 100 120 无润滑 或少润滑条件下工作的耐磨受力传动零件 常用塑料特性应用 可用作各种齿轮 蜗轮 齿条 凸轮 轴承 心轴 滑轮 传动链 螺帽 垫圈 泵叶轮 灯罩 容 器 外壳 盖板等 用作一般电缆的包皮 耐腐蚀的管道 阀 泵的结 构零件 亦可喷涂于金属表面 作为耐磨 减磨及 防腐蚀涂层 适用于高温下工作的耐磨受力传动零件 如汽车分 速器盖 齿轮以及电绝缘零件等 返回目录 PVC強度 電氣絕緣性 耐藥品性 加可塑劑會軟化 耐熱性 不很好 電線被覆 電線管 絕緣材料 膠帶 車用座墊 化學工 場配管 汽車零件 水管 塑膠地板 屋頂材料 隔熱材料 手提 袋 皮帶 塑膠鞋 桌巾 透明瓶子 電話機 玩具 農業用薄皮 塗料 藥碇包裝 常用塑料特性应用 返回目录 序 号 塑料名称代号 流动 性 屈服 强度 拉伸 强度 收缩率吸水率 线膨胀 系数 产 品 精 度 原料价 格 1 丙稀腈 丁二稀 苯乙 烯 ABSABS一般 35 62 0 3 0 8 0 2 0 45 839800 2氨基树脂AF3 3氯化聚醚CP490 50 014 4环氧树脂EP3 5聚三氟氯乙烯F3较差37 0 015 8 6聚四氟乙烯F4较差27 6 0 0110 5 7聚四氟乙烯 增强F4 20 GF17 5 0 017 13 8聚全氟乙丙烯F46较差32 0 015 8 9 高密度聚乙烯 孖力士 HDPE较好 22 30 272 5 0 0 0112 557150 10 高抗冲聚苯乙烯 不脆 胶 HIPS200 2 0 60 23 4 217800 11 硬质聚氯乙烯HPVC较差45 7 0 6 1 0 0 07 0 4 54 12 液晶聚合物 LCP0 006 13 低密度聚乙烯LDPE较好 7 15 1 5 5 0 0 012267200 14 改性聚苯醚MPPO 15 聚酰胺6PA6较好740 6 1 438 3415000 16 聚酰胺6 增强PA6 30 GF110 0 3 0 71 12 23 17 聚酰胺66PA66较好800 8 1 5 3 4 3 67416000 18 聚酰胺66 增强 PA66 30 G F 189 0 2 0 8 0 5 1 33 19 聚芳砜PASF910 81 83 6 20 聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT550 440 099 216000 21 聚对苯二甲酸丁二醇酯 增强 PBT 30 GF1370 20 072 73 22 聚碳酸脂 防弹胶 PC610 50 157 2319000 23 聚碳酸脂 增强PC 30 GF较差1320 20 12 73 25 聚醚醚酮PEEK10310 26 聚醚酮PEK8 4 27 聚醚酮酮PEKK102 28 聚醚砜PES850 60 255 5 29 聚对苯二甲酸乙二醇酯PET781 80 2610 30 涤纶 的确凉 PET 30 GF124 0 2 0 90 052 93 31 酚醛塑料 电木粉 PF3 32 聚 亚胺PI1000 750 33 33 聚甲基丙烯酸酯 亚加 力 PMMA一般 55 77 0 2 0 80 3473 37 聚丙烯 百折胶 PPPP较好291 2 50 01857300 38 聚丙烯 增强PP 30 GF0 4 0 80 054 39 聚苯醚PPO较差760 70 034332000 40 聚苯硫醚 增强PPS 40 GF137 0 12 0 053387000 41 聚苯乙烯 硬胶 PS较好500 4 0 70 05837500 42 聚砜PSF较差750 60 225 73 43 聚氨酯PU 44 软质聚氯乙烯SPVC 10 5 20 5 1 5 2 50 25166500 45 超高分子量聚乙烯UHMWPE 30 50 2 3 0 0112 5 34 聚甲醛 共聚 赛钢 共聚POM一般621 5 3 50 218 514000 35 聚甲醛 共聚 增强 共聚 POM 25 GF 1302 63 36 聚甲醛 均聚均聚POM一般701 5 30 257 55 醋酸纤维素较好 返回目录 相对 密度 弯曲 强度 压缩 强度 断裂伸 长率 冲击 强度 缺口冲 击强度 洛氏硬 度 热变 形温 度 摩 擦 系 数 1 0569693 607 R65 115 86 1 46569 60 130 1 6 2 2 990 4 21151980 3 2 1821132332 72880 1 2 2621172071 80 3 2 11551219037R110198 0 951110 50040 70R7078 1 053 5 1 5100 20 5 2 2 10 6 D75 D85 315 0 923428 65080 90R4550 1 1412070338 3M114580 6 1 37210376190 1 14 5 13060399 5M118600 5 1 382623102248 1 37121126132438 7M110274 1 3185 200 300 4 3M7266 1 5319647 8R121220 1 282789020M801330 4 1 451701252000 5 R80 110 1020 5 1 0611460127R119173 1 62041 376R132260 1 05105115216 M65 90 85 1 2412898 50 100 31014 2M169185 1 48 8 0 941110 500 100R38950 2 1 439811065M801100 3 1 6118286163 1 439012776M94124 塑料的燃烧鉴别 代号塑料名称 燃烧 难易 离火后是 否 瀭 火焰状态塑料变化状态气味 CN硝化纤维素极易继续燃 黄色 迅速燃烧完 聚脂树脂 容易 燃烧黑烟 微微膨胀 有时开 裂 苯乙烯气味 ABSABSABSABS 继续燃烧 浓黑烟 软化 烧焦特殊 ASSAN AS 软化 起泡 比聚 苯乙烯易燃 特殊聚丙稀氰味 CA乙酸纤维素黑烟 熔融滴落 特殊气味 EC乙基纤维素上端蓝色 PE聚乙烯上端黄色 下端蓝 色 石蜡燃烧味 POM聚甲醛强烈刺激甲醛 鱼腥味 PPPP聚聚丙丙烯烯 有少量黑 烟 石油味 醋酸纤维素 暗黄色 醋酸味 醋酸丁酸纤维 素 丁酸味 醋酸丙酸纤维 素 熔融滴落燃烧丙酸味 聚醋酸乙烯 黑烟 软化醋酸味 PETP 聚对苯二酸乙 二醇酯 桔黄色 起泡 伴有噼啪 碎裂声 刺激性 餙味 聚乙烯醇缩丁 醛 黑烟熔融滴落特殊气味 PMMA有机玻璃浅蓝色 顶端白色融化起泡强烈腐烂花果 蔬菜臭 PS聚苯乙烯橙黄色 浓黑烟呈炭 飞扬 软化 起泡特殊苯乙烯单体味 PF酚醛 木粉 缓慢 燃烧 自熄 黄色 膨胀 开裂 木材和苯酚味 PF酚醛 布基 继续燃烧少量黑烟 布和苯酚味 PF酚醛 纸基 纸和苯酚味 PC聚碳酸脂 缓慢自熄 黑烟炭飞 扬 熔融起泡 强烈气 花果臭 PA 尼龙 NYLON PA 蓝色 上端黄色熔融滴落 起泡羊毛指甲烧焦味 UF脲醛树脂 难 自熄 黄色 顶端淡蓝色膨胀 开裂 燃烧 处变白色 特殊气味 甲醛味 三聚氰氨树脂淡黄色 PSU聚苯砜缓慢自熄黄色 浓黑烟熔融略有橡胶燃烧味 CP氯化聚醚 熄灭 飞溅 上端黄色 底蓝 色 浓黑烟 熔融 不增长特殊 PPO聚苯醚浓黑烟 熔融 花果臭 PSF聚砜黄褐色烟略有橡胶燃烧味 MF蜜胺树脂淡黄色膨胀 开裂 白化 尿素味 胺味 甲醛味 PVC聚氯乙烯 离火即灭 黄色 下端绿色白烟 软化 刺激性酸味 氯乙烯 醋酸 乙烯共聚物 暗褐色 特殊气味 PVDC聚偏氯乙烯很难黄色 端部绿色 F3聚三氟氯乙烯 不燃 F4聚四氟乙烯 返回目录 返回目录 塑塑料料的的简简单单辨辨别别方方法法 方法 燃 烧 清焰后是否火焰颜色塑料状态有无臭味 难 易 继续燃烧 种类 压克力 易 燃燃 烧黄 色软 化 丙烯聚合物 树 脂 两端青色 臭 味 PS树脂易 燃燃 烧 橙黄色 软 化 苯乙烯聚 黑 烟 合物 臭 味 尼 龙徐 徐 不燃烧顶端黄色熔融掉下独特臭味 树 脂燃 烧 P V C难 燃不 燃 烧黄 色软 化 氯的臭味 树 脂 下端绿色 PP易 燃燃 烧黄 色迅 速 完 全 独特臭味 树 脂燃 烧 PE易 燃燃 烧 顶端黄色熔融掉下石油臭味 树 脂 下端青色 电 木易 燃燃 烧黄 色 膨起裂缝酚醛臭味 树 脂 尿 素徐 徐 不燃烧 黄 色 膨起裂缝尿素福尔马林 树 脂燃 烧 两端青绿色白化 臭 味 美耐米 难 燃不 燃 烧淡 黄 色 膨起裂缝尿素福尔马林 树 脂 白化 臭 味 不饱和 易 燃燃 烧黄 色 稍微膨起苯乙烯聚合 聚酯树 黑 烟白 化物 臭味 返回目录 返回目录 成型品特征 不如玻璃冰 冷可弄弯 敲击时有金 属声音 多为透明品 有弹性 软质为橡胶状 其它可为各 种硬度 乳白色 柔软 乳白色 有色者多为 中间色 颜色多为黑 褐色 颜色多为鲜艳美丽 表面甚为坚硬 光泽比尿素 树脂好 多利用玻璃织 维补强 塑塑料料的的简简单单辨辨别别方方法法 返回目录 常用塑胶的一般物性 俗称 简 称 比重 融溶指数 g 10min 收缩率 切口冲击 强度 拉伸强度 用途外观易燃度 硬胶GPPS 1 04 1 090 2 0 8 0 35 0 45 5200 7500 文具 日用品 透明 脆 性 易成 形 容易 灯置 仪器设置 玩具 不碎胶 HIPS 1 14 1 100 2 0 8 0 95 7 00 1900 6200 日用品 电器零 件 玩具 白色 延 性 易成 形 容易 超不碎胶 ABS 1 01 1 080 4 0 9 1 40 12 00 3300 8000 玩具 家私 运动 用品 黄白色 延性 易 成形 容易 日用品 把手 齿 轮 透明大力 胶AS SAN 1 06 1 100 2 0 7 0 40 0 60 10000 11900 日用器皿 食具 表面 透明 易 成形 容易 家庭电器用品 装饰品 软胶 筒 料 LDPE 0 89 0 931 5 5 0 1200 4550 包装胶袋 玩具 胶瓶 半透明 延性 易 成形 容易 胶花 电表 硬性软胶 HDPE 0 94 0 981 5 4 0 0 40 4 00 3200 4500 包装胶袋 水桶 玩具 白色 延 性 易成 形 容易 电表 建材 株皮胶 EVA 0 93 0 950 7 3 5 2200 4000 鞋底 包装胶莫 板片 日用品 透明 易 成形 容易 通管 吹氧玩具 制品 白折胶 PP 0 85 0 921 0 2 5 0 40 1 20 4500 6000 包装胶袋 冼衣 机部件 半透明 易成形 容易 软胶 PVC 1 19 1 351 0 5 0 1500 3500 软管 硬管 软板 硬板 可透明 易成形 困难 电系 人造革 地 板 窗框 硬胶 PVC 1 38 1 410 2 0 6 0 40 22 00 5900 7500 脆性 可 透明 困难 尼龙单6 PA 6 1 12 1 150 3 1 5 0 60 3 00 6000 24000 轴承齿轮 油管 容器 白色 延 性 易成 形 中等 日用品 尼龙6 PA 66 1 13 1 160 7 1 8 0 55 2 10 11000 13700 硬板配件 齿轮 白色 延 性 易成 形 中等 电器装置薄 亚加力 PMMA 1 16 1 200 2 0 8 0 33 0 60 7000 11000 装饰品 文具 装 面 透明 易 成形 容易 仪器表外壳 灯 置 广告牌 防弹胶 PC 1 20 1 220 5 0 8 14 00 16 00 9000 10000 凌版 仪器 电讯 器材 透明 易 成形 困难 防弹玻璃 赛钢POM 1 41 1 431 5 3 5 0 80 2 30 9200 10200 轴承轴套 齿轮 泵机 白色 延 性 易成 形 中等 电器 弹簧 PET 1 29 1 412 0 2 5 0 25 0 70 7000 10500 汽水胶瓶 齿轮 录音带 透明 易 成形 中等 磁带 相机菲林 轴承 PBT 1 30 1 380 9 2 2 0 70 1 00 7800 8600 电器配件 机版 配件 螺母 半透明 延性 中等 划门 防护棉置 酸性胶 CA 1 25 1 350 2 0 7 1 00 7 80 1900 9000 家用器皿 工具 手柄 容器 透明 延 性 容易 眼镜框 文具 装 饰品 PPO 1 04 1 100 5 0 8 4 00 6 00 7800 9600 机版配件 电器 外壳 褐色 电 气特色 中等 PPS 1 28 1 320 6 0 8 0 10 0 50 9000 10000 受温配件 受温 外壳 黑色 高 温科 中等 硬胶 PVC 1 38 1 410 2 0 6 0 40 22 00 5900 7500 脆性 可 透明 困难 返回目录 热反应气味火焰 熔化 有 洲 熔液可燃烧 苯乙烯单 体味 清晰蓝色火焰 无烟 软化 通常没 有熔液 味如生果 蓝色火焰 黄 顶 少许烧焦迹 象 火焰喷出 软化 有熔液 烧焦 独特 杂 味 黄色火焰 黑 烟 熔化 有熔液 熔液继续燃 烧 醋酸 糖 烧焦味 深黄色火焰 浓黑乌烟 熔化 有熔液 熔液继续燃 烧 石蜡燃烧 味 深黄色火焰 边蓝 少许黑 烟 塑料全面燃 烧 石蜡燃烧 味 白色火焰 猛 烈 熔化 有熔液 熔液继续燃 烧 清新 蓝色火焰 黄 顶 发光 少许黑 烟 烧焦石油味黄色火焰 喷出黑烟 熔化 有熔液 熔液继续燃 烧 糖烧焦 刺激性酸 味 黄色火焰 蓝顶及蓝边 熔化 有气泡 溶液燃烧 烧焦 燃烧石味 橙黄色火焰 常用塑胶的一般物性 蓝边 轻微黑 烟 严重爆裂 烧 焦 涨大 烧焦羊毛 指甲味 浅黄