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第一章塑料基础知识 塑料的概念塑料的特性塑料的分类塑料的名称及代号塑料的性能常用塑料的性能和用途常用材料的鉴别方法常用塑料的成型条件及成型注意事项 一 塑料的概念 塑料是以高分子量合成树脂为主要成分 在一定条件下 如温度 压力等 可塑制成一定形状且在常温下保持形状不变的材料 填充剂 即有增强作用又有改性效果形状 粉状 纤维状和片状要求 易浸润 本身稳定 价格便宜 来源广 增塑剂 有些树脂 如硝酸纤维 醋酸纤维 聚氯乙烯等 的可塑性很低 柔软性也很差 为了降低树脂的熔融粘度和熔融温度 改善其成型加工性能 改进塑料的柔软性以及其他各种必要的性能 通常加入能与树脂相溶的不易挥发的高沸点有机化合物要求 易混溶不反应 不析出 不挥发 无毒害 便宜稳定剂 可以提高树脂在热 光 氧和霉菌等外界因素作用时的稳定性 阻缓塑料变质 辅助材料 润滑剂 为改进塑料熔体的流动性 减少或避免对设备或模具的摩擦和粘附 以及降低塑件表面粗糙度等而加入着色剂 在塑料中有时可以用有机颜料 无机颜料和染料使塑料制件具有各种色彩 以适合使用上的美观要求 并兼有其他作用 如本色聚甲醛塑料用碳黑着色后能在一定程度上有助于防止光老化 聚氯乙烯用二盐基性亚磷酸铅等颜料着色后 可避免紫外线的射入 对树脂起着屏蔽作用固化剂 又称硬化剂 它的作用在于通过交联使树脂具有体型网状结构 成为较坚硬和稳定的塑料制件 并非每一种塑料都要加入全部添加剂 而是根据塑料品种和使用要求加入所需的某些添加剂 二 塑料的特性 质量轻塑料的密度一般在0 9 2 3g cm3 铝的1 2 铜的1 6比强度和比刚度高塑料的强度和刚度虽然不如金属好 但塑料的密度小 所以其比强度 和比刚度E 相当高 如玻璃纤维增强塑料和碳纤维增强塑料的比强度和比刚度都比钢材好 该类塑料常用于制造人造卫星 火箭 导弹上的零件 化学稳定性能好塑料对酸 碱等化学药物具有良好的抗腐蚀能力 因此 在化工设备以及日用工业品中得到广泛应用 常用的耐腐蚀塑料是硬质聚氯乙烯 它可以加工成管道 容器和化工设备中的零部件 电绝缘性能好塑料具有优越的电绝线性能和耐电弧特性 所以广泛应用于电机 电器和电子工业中做结构零件和绝缘材料 耐磨和减摩性能好塑料的摩擦系数小 耐磨性强 可以作为减摩材料 如用来制造轴承 齿轮等零件消声和吸震性能好塑料制成的传动摩擦零件 噪声小 吸震性好 三 分类 1 按受热时的行为分 2 按树脂合成时的反应类型分 聚合型塑料缩聚型塑料 3 按塑料中树脂大分子的有序状态分 无定形塑料结晶型塑料 4 按性能和应用范围分 通用塑料工程塑料特种塑料 塑料的结晶现象是指塑料由熔融状态到冷凝的过程中 分子由无次序的自由运动状态而逐渐排列成为正规模型的倾向的一种现象 一般说来 结晶型塑料是不透明和半透明的 非结晶型塑料是透明的 但也有例外情况 如聚 4 甲基戊烯为结晶型塑料 却有高透明性 ABS为非结晶型塑料但却不透明 聚乙烯 PE Polyethylene 聚丙烯 PP Polypropylene 聚氯乙烯 PVC聚苯乙烯 PS Polystyrene ABS 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯 聚甲醛 POM Polyxymethylene 酰胺 PA聚碳酸酯 PC Polycarbonate 酚醛塑料 PF氨基塑料 UF MF尼龙 PA MC有机玻璃 PMMA聚丁烯 PB聚砜 PSF聚四氟乙烯 PTFE常见的ABS塑料 尼龙 聚碳酸酯 聚甲醛为公认的四大工程塑料 HDPE MDPELDPE 四 塑料名称与代号 四 部分塑料价格 四 部分塑料价格 四 部分塑料价格 四 部分塑料价格 四 部分塑料价格 四 部分塑料价格 五 塑料的成型性能 收缩性塑件自模具中取出冷却到室温后 发生尺寸收缩这种性能称为收缩性流动性塑料在一定温度压力作用下 能够充分满模具型腔各部分的性能 称作流动性 流动性差 注射成型时需较大的压力 流动性太好 容易发生流涎及造成制件溢边塑料流动性的好坏采用统一的方法来测定 对热塑性塑料常用的方法有熔融指数测定法和螺旋线长度试验法 塑料的成型性能 熔融指数测定法是将被测塑料装入左侧的标准装置内 在一定的温度和压力下 通过测定熔体在10min内通过标准毛细管 直径为2 09mm的出料孔 的塑料重量值来确定其流动性的状况 该值叫熔融指数 MI 熔融指数越大 流动性越好 螺旋线长度试验法是将被测塑料在一定的温度与压力下注入如图所示的标准的阿基米德螺旋线模具内 用其所能达到的流动长度 图中所示数字 单位为cm 来表示该塑料的流动性 流动长度越长 流动性就越好 塑料的成型性能 流变性高聚物在外力作用下产生流动性与变形的性质叫流变性 高聚物分为牛顿型流体与非牛顿型流体 牛顿流体 主要取决于 流动变形时 剪切应力 剪切速率和绝对粘度 低分子化合物的液体或溶液流体属于牛顿流体 大多数高聚物熔体在成型过程中表现为非牛顿流体 塑料的成型性能 吸湿性吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度 据此塑料大致可以分为两种类型 第一类是具有吸湿或粘附水分倾向的塑料 例如聚酰胺 聚碳酸酯 ABS 聚苯醚 聚砜等 第二类是吸湿或粘附水分极小的材料 如聚乙烯 聚丙烯等 凡是具有吸湿或粘附水分的塑料 如果水分含虽超越一定的限度 则由于在成型加工过程中 水分在成型机械的高温料筒中变成气体 会促使塑料高温水解 从而导致材料降解 成型后的塑件出现气泡 银丝与斑纹等缺陷 因此 塑料在加工成型前 一般都要经过干躁 塑料的成型性能 热敏性热敏性是指某些热稳定性差的塑料 在高温下受热时间较长或浇口截面过小而剪切作用大时 料温增高就易发生变色 降解分解的倾向 热敏性塑料在分解时产生单体 气体 固体等副产物 尤其是有的分解气体对人体 设备有害 为了防止热敏性塑料在成型过程中出现过热分解可采取在塑料中加入稳定剂 合理选择设备 正确控制成型温度和成型周期 及时清理设备中的分解物等办法 此外 也可采取合理设计模具的浇注系统 模具表面镀铬等一些措施 塑料的成型性能 定向作用凡用热塑性塑料生产塑件时 只要在生产过程中存在着熔体流动 几乎都有聚合物分子定向的问题 热固性和热塑性塑料中各自存在的 细长的纤维状填料 如木粉 短玻纤等 在很大程度上 都会沿流动方作平行排列 这种排列常称为定向作用 显然这些定向单元 如果继续在塑件中存在 则塑件的整体就将出现各向异性 各向异性有时须在制品中特意形成 如拉伸法 但在大多数工业塑件中 必须消除这种现象 塑料的成型性能 硬化特性热固性塑料在其成形过程中 在热和压力的作用下 软化转变成可塑性粘流态 随后流动而充满模腔 与此同时发生交联反应 随着交联度的增加 流动性迅速下降 融料逐渐硬化而成制品 所谓 硬化得好 或 硬化得完全 是指交联反应发展到一种最为适宜的程度 以致制品的物理 力学性能达到最佳境界 塑料的成型性能 六 常用塑料的性能及用途 常用塑料的性能及用途 常用塑料的性能及用途 七 常用鉴别方法 八 常用材料成型条件分析 1 ABS 流动性较好 利于成型ABS极易吸潮 在制品中容易产生云纹斑痕 2 聚甲醛 成型收缩率大 易出现缩孔 凹陷吸湿性小 可不进行干燥剪切速率的熔体的粘度影响大摩擦系数小 弹性大应避免与聚氯乙烯在同一台机器上加工 常用材料成型条件分析 3 聚酰胺 尼龙 PA 牌号多易吸水熔体粘度低 流动性好收缩大热稳定性差 常用材料成型条件分析 4 聚碳酸酯 PC 吸水性强流动性差熔融粘度对温度十分敏感成型后易产生内应力 常用材料成型条件分析 5 聚乙烯 PE 熔体流动性好 并对压力敏感成型收缩率较大 常用材料成型条件分析 6 聚丙烯 PP 成型收缩率大流动性好不宜有铜质嵌件 常用材料成型条件分析 7 聚苯乙烯 PS 流动性好不易吸水 常用材料成型条件分析 8 聚氯乙烯 PVC 流动性差 充模困难 流道尽可能地短粘度高 有流变性