塑料成型工艺与模具设计第3章PPT课件.ppt

普通高等教育 十二五 规划教材 杨永顺主编 塑料成型工艺与模具设计 1 3 26 2020 第三章成型物料 3 1成型物料的组成和分类 3 1成型物料的组成和分类 2 3 26 2020 3 3 26 2020 作用 1 联系或胶粘着塑料中的其他一切组成部分 2 决定塑料的类型和性能 3 使塑料具有成型性能 4 1 树脂 3 26 2020 5 概念 用以改善塑料原料某些性能的添加剂 作用 改善工艺性能 改进加工条件 提高生产效率 提高使用性能 改善制品性能 延长寿命 降低成本 类型 填充剂 增塑剂 稳定剂 固化剂 着色剂 润滑剂 阻燃剂 发泡剂 防静电剂等 2 助剂 3 26 2020 作用 大大降低塑料成本 显著改善塑料性能 酚醛树脂中加入苯酚 克服了脆性 成本降低 PE PVC中加入钙 提高刚性耐热性 成本降低 聚酰胺 聚甲醛中加入MoS2 石墨 PTFE 使耐磨耐热 抗水 硬度提高 塑料中加入玻璃纤维 机械强度大大提高 6 2 助剂 1 填充剂 3 26 2020 类型 按化学性能 无机填料 有机填料 按形状 粉状 层状 纤维状等 7 粉状 木粉 硅藻土 滑石粉 云母粉 石棉粉 高岭土 石墨 金属粉 层片状 纸张 棉布 石棉布 玻璃布 木片 纤维状 棉花 亚麻 石棉丝 玻璃丝 碳纤维 金属须 2 助剂 1 填充剂 3 26 2020 概念 能与树脂相溶的不易挥发的高沸点有机化合物 作用 1 降低树脂的熔融粘度和温度 改善流动性 2 改进塑料的柔软性 提高延伸率 冲击性及耐寒性 原理 加大树脂分子间距 因而削弱大分子间的作用力 使树脂分子容易滑移 从而使塑料在较低温度下具有良好的可塑性和柔软性 常用 邻苯二甲酸二丁酯 氯化石蜡 8 2 助剂 2 增塑剂 3 26 2020 概念 能阻缓塑料变质的物质 目的 阻止和抑制树脂在热 光 氧和霉菌等因素作用而发生质量变异和性能下降 9 2 助剂 3 稳定剂 3 26 2020 类型 a 热稳定剂抑制成型过程中可能发生的热降解反应 延缓制品在储存使用中因热 光 氧的引起的降解 b 光稳定剂防止在阳光 灯光 高能射线下的降解和性能变坏 c 抗氧剂预防和抑制高温氧化 光辐射氧化脱氢等 10 2 助剂 3 稳定剂 3 26 2020 要求 稳定效果好 耐水 油 化学药品 与树脂相溶 成型过程中不分解 挥发小 无色 常用 硬脂酸盐 锌 铅的化合物等 11 2 助剂 3 稳定剂 3 26 2020 又称硬化剂 交联剂用途 热固性塑料的成型 作用 使线型高分子结构转变成体型高分子结构 加快硬化过程 如 酚醛树脂加入六亚甲基四胺 环氧树脂加入乙二胺等 12 2 助剂 4 固化剂 3 26 2020 作用 赋予塑料制品各种色彩 类型 有机颜料 无机颜料 染料 要求 性质稳定 不易变色 着色力强 与树脂有良好的相溶性 不与其他成分起化学反应 13 2 助剂 5 着色剂 3 26 2020 作用 改进流动性 减少或避免对设备 模具的摩擦和粘附 使制品光亮美观 常用 硬脂酸及其盐类 另外 还有发泡剂 阻燃剂 防静电剂 导电剂 导磁剂 14 2 助剂 6 润滑剂 3 26 2020 1 通用塑料产量大 用途广 易加工 价格低 性能一般的塑料 产量占总量的一大半以上 6大品种 聚乙烯 PE 聚丙烯 PP 聚氯乙烯 PVC 聚苯乙烯 PS 酚醛氨基塑料 15 3 26 2020 2 工程塑料具有优异的力学性能 耐热性 耐磨性 耐化学腐蚀性等理化特性 在工程环境中可以长时间保持使用性能的塑料 常用 聚酰胺 PA 聚甲醛 POM 聚碳酸酯 PC ABS ABS 聚砜 PSF 聚苯醚 PPO 聚苯硫醚 PPS 16 3 26 2020 3 功能塑料具有某些特殊性能的塑料或为专门用途而改性制得的塑料 可导电 可导磁 耐高温 耐低温 自润滑等或光敏塑料 生物相容医用塑料 可食可降解塑料等 如 氟塑料 聚四氟乙烯 减摩自润滑零件 高温下或腐蚀介质中的各种无润滑活塞环 低转速摩擦轴承等 17 3 26 2020 树脂为线型或带有支链型结构的聚合物 特点 1 大分子链比较容易活动 受热时分子间可以相互移动 2 具有较好的可熔性和可模塑性 充模冷却后可制成一定形状的塑件 3 成型过程中一般只有物理变化 过程可逆 18 1 热塑性塑料 3 26 2020 常见品种 聚乙烯 PE 聚丙烯 PP 聚苯乙烯 PS 聚氯乙烯 PVC 聚酰胺 PA 聚甲醛 POM 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯 ABS 聚碳酸酯 PC 聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 聚四氟乙烯 PTFE 聚矾 PSF 19 1 热塑性塑料 3 26 2020 特点 1 加热之初分子呈线型结构 具有可熔性和可塑性 可制成一定形状塑料件 2 继续加热时发生交联 分子呈网状结构 转变为既不熔化也不溶解的体型聚合物 3 成型过程中既有物理变化又有化学变化 其过程不可逆 冷却后无法再次加热软化或熔融 高温下只能被烧焦碳化 20 2 热固性塑料 3 26 2020 常见品种 酚醛塑料 氨基塑料 环氧塑料 不饱和聚酯 有机硅塑料 21 2 热固性塑料 3 26 2020 22 3 26 2020 塑料的工艺性指塑料在成型过程中表现出的特有性能 影响着成型方法 工艺参数的选择和塑件的质量 并对模具设计的要求及质量影响很大 23 3 26 2020 收缩性 塑料熔体在模具中经冷却或固化变硬获得确定形状并从模具中脱出后 尺寸发生缩小变化的性质 收缩率 单位长度塑件收缩量的百分数 SJ LM Ls Ls 100 24 3 26 2020 1 线尺寸收缩 热胀冷缩 脱模时的弹性恢复 塑性变形等原因 2 后收缩 脱模后 塑件进行热处理导致尺寸变化 3 收缩的方向性 取向效应 各向异性 使收缩量因方向不同而有差异 沿取向方位强度大 收缩大 出现方向性 会造成扭曲现象 25 3 26 2020 流动性 塑料熔体在一定温度和压力作用下充填模腔的能力 流动性对成型工艺的影响 1 流动性好则容易充满复杂的模腔 获得形状精确的制件 2 流动性过大容易造成溢料 填充不密实 塑件组织疏松 树脂与填料分别聚积 易粘模而使脱模和清理困难 以及过早硬化等缺陷 3 流动性过小则填充不足和不易成型等 26 3 26 2020 1 熔体指数MI 在一定温度和压力下 10min内从熔体指数测定仪出料孔挤出的聚合物熔体质量 g 表示 g 10min MI越大则流动性越好 27 图3 1a 熔体指数测定仪1 重锤2 柱塞3 加热棒4 料筒5 保温层6 出料孔7 温度传感器 3 26 2020 2 螺旋流动试验值 将被测塑料在一定温度和压力下注入标准的阿基米德螺旋线模具内 用其所能达到的流动长度 cm 表示 28 流动长度越大 流动性越好 图3 1b 阿基米德螺旋线模具 3 26 2020 3 拉西格流动值 将一定质量的被测塑料预压成圆锭后 放入压模中 加热到一定温度 在规定压力和时间内 将塑料压入流料槽 用其所达到的长度 以mm表示 粗糙部分不计在内 来表示该塑料的流动性 流入长度越长 流动性越好 29 图3 2拉西格流动性测定模1 组合凹模2 模套3 流