常用塑胶原料特性介绍.ppt

,常用塑胶原料特性,一.高分子及塑料基本概念,1.高分子聚合物polymer1.1定义由许多结构单元以共价键结合而成的分子量在10000以上的聚合物称为高分子聚合物由高分子的定义可知高分子的特征之一就是分子量很大。分子量越大则分子链间的凡得瓦吸引力越强。因此高分子的物性与分子量之间有非常密切的关系。主要组成原子为CHONSSiFCl,1.2分类1.2.1根据来源可分为天然高分子蛋白质淀粉纤维天然橡胶合成高分子PCPEPPPSPVCPBTPA.1.2.2根据使用性质可分为塑料橡胶粘合剂涂料等1.2.3根据材料用途可分为导电高分子医用高分子高分子催化剂等1.2.4按结构分类：高分子化合物的结构大致可以分为三类：线型结构、支链型结构和网状结构（也称体型结构）,一.高分子及塑料基本概念,A线型结构：整个分子犹如一条长链。这种结构通常卷曲成不规则的团状，受拉伸时则可成直线状。线型结构的高聚合物具有良好的弹性和塑性，在适当的溶剂中可以溶解，加热可软化或熔化。因此线型结构的高聚合物易于加工成型，并可重复使用。（如聚乙烯）B支链型结构：线型长链分子上带有长短不等的支链的高分子。其性能和加工都接近于线型分子结构。线型结构和支链性结构的高分子化合物都具有热塑性，即可以反复受热熔化、冷却固化；另外，它们还可以缓慢地溶解在适当的溶剂里。C网状结构（也称体型结构）：高分子链之间形成化学键，产生交联，形成网状结构。具有热固性，加工成型后不能受热熔化，而且难溶于溶剂（如酚醛树脂）。,线型结构,支链型结构,网状结构（也称体型结构）,2.塑料plastics2.1定义在制造及加工过程中的某阶段可流动成型或由聚合固化定形的高分子聚合物2.2分类2.2.1以成型性能分热塑性及热固性塑胶A.热塑性塑料分子链间无永久的化学交联，只有分子间作用力，链间发生物理交联，是可逆反应。受热到一定程度可软化或熔化降温后可固化并可反复循环的塑料如PA,ABS,PC,PBT，LCP等B.热固性塑料:凡受热后塑化或软化,分子间透过交联剂发生不可逆的化学反应，而固化成形,冷却后再受热时不发生塑化变形的称为热固性塑胶.(不可回收使用)如酚醛树脂环氧树脂醇酸树脂等,2.2.2以分子排列结构来分A.结晶性塑料:分子排列规整有明显熔点如PP,PAPBTPOM等优点耐化学药品性佳耐热性佳流动性佳缺点结晶收缩翘曲高吸水性耐冲击性差B.无定形塑料分子排列无序熔点不明显如ABSPCPMMA等优点耐冲击透明度高尺寸稳定缺点耐化学性差耐热性差流动性差,超级工程塑胶,高级工程塑胶,工程塑胶,通用塑胶,特殊功能,弹性体,2.2.3以功能来分,通用塑胶产量大价格低,应用广的称为通用塑胶只可作为一般非结构使用通用塑胶占了全球产量的四分之三以上例如:聚氯乙烯(PVC),聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),聚笨乙烯(PS),ABS,酚醛塑料(PF)但通过塑料改性后,某些通用塑料也可作为结构材料使用,如PPGF工程塑胶能做工程材料和代替金属制造各种机械设备或零件的称为工程塑料.具有优异的综合性能包括机械,电性能,耐热性能,耐化学性能,尺寸稳定性,并可在较宽阔范围和较长时间良好地保持这些性能.主要有:工程塑胶:聚碳酸酯(PC),聚甲醛(POM),尼龙,PET,PBT高级工程塑胶:聚甲醚(PPO),聚砜(PSU),聚苯硫醚(PPS),聚醚砜(PES),LCP超级工程塑胶:聚醚醚酮(PEEK),聚酰胺亚胺(PAI),聚酰亚胺(PI),各种工程塑料比较,热变形温度,价格（美元/KG),常用塑料特性比较（热变形温度等）,常用塑料特性比较（热变形温度等）,810kg-cm/cm,常用塑料特性比较（热变形温度等）,特殊功能塑胶专为某一、两种功能而制造的塑胶,这一类塑胶会在其其特殊功能上远胜于其他塑胶例如:导电塑料(conductiveplastics)开关、电阻、碳粉、可电镀塑料(electro-platableplastics)防火塑料(flamereardedplastics)防火剂硬PVC可降解(光/生物)塑料(bio/photodegadableplastic)弹性体(橡胶,高弹体)在室温下具有高弹性,即受到很小的外力,形变可高达十倍以上,去除外力后以能恢复原状的高分子材料.如:丁苯橡胶,顺丁橡胶等橡胶通常经硫化而轻度交联,受热不分解.有一类非化学交联的高分子材料即有高弹性又能热塑成形,称为热塑性弹性体TPE如:SBS,SEBS,TPU,PP/EPDM等,2.3塑料的特点,2.3.1优点-轻而坚韧,便宜,便于大量制造从合成,成形,运输各方面来看,塑胶所耗用的能源比任何其它的材料都少,其最大的优点是成形加工容易.使用塑胶的目的:降低材料费成本-因为资源丰富便宜,但是须使用于最适当的地方.降低加工成本-塑胶适合量产,加工工程可简化甚至自动化,此外,塑胶多半经过单一制程即得成品,不需涂装,修饰加工,因此,投资设备额可减少,加工上须考虑尽量减少人工.减轻重量-比重只有铁的八分之一.减轻部分可利用于提升性能之用.避免生锈或腐蚀-塑胶不会有腐蚀生锈的问题,由于不需做防锈处理,可免电镀,涂装等过程,由此可减少工数.不过废弃物不会腐烂,处理上须费一番考虑.实现理想的形状-可制成板金,冲压办不到的形状或特性.实理理相的造形和外观-色彩艳丽,通常不需涂装.造形性极佳,可实现美丽式样.隔热性好-可用于保温,保冷等用途.电绝缘性好-没有感电,短路之虑.多半高周波特性良好.,2.3塑料的特点,2.3.2塑胶的缺点及注意点精密度稍差-膨胀系数大,通常比金属类多一位数.此外有些塑胶会因湿度或经久变形或发生尺寸变化.耐热性通常不佳-耐高温性较差,通常不超过100度.可燃性-大部分属于可燃性,有些塑胶燃烧时产生有毒气体,焚化时,容易产生黑烟或腐蚀性气体,或发热量过大,容易损伤焚化炉.强度不够-除通常提到的破裂强度外,实际上则因刚性不足发生的困扰多.刚性通常比金属小二位数.耐溶剂,耐油性低-有些会溶解或产生龟裂,尤其在应力下沾油时,有些发生应力龟裂会劣化(老化)-塑胶会因为紫外线,热,蒸汽及药品而劣化.不具电磁波屏蔽性-体积电阻通常是1015,防止带电级是107,导电级是100,特种电磁波屏蔽级是10-2,2.4塑料的基本成份,填充物之主要功能,2.5常用添加剂2.5.1填充剂:作用：1增加容量，降低成本2改进塑料性能如硬度、尺寸稳定性、阻燃性、耐热耐候性3：减小收缩率分类：增量型、增强型、阻燃型、导电型、耐热型、着色型、耐候型、抗粘连型A.碳酸钙（CaCO3）：其质地较软，对设备磨损较小，是塑料生产中使用最广泛的填充剂。除有增量作用外，还可改善成型加工性能和制品品质，提高刚性。这种填料在PVC中应用较多B.滑石粉(简称T）：白色鳞片状结晶，含有纤维状物，化学性质稳定，是无机填料中最软的，有滑腻感。可提高制品刚性、尺寸稳定性，防止蠕变，改善润滑性。但用量过多不利焊接C.无机填充剂有：陶土、硫酸钙（石膏）、石棉、云母、玻璃纤维等。D.有机填充剂有：木粉、果壳粉、有机纤维等,2.5.2增强剂:用以提高塑料的力学性能即提高材料强度、刚度和硬度等的添加剂。同时还可改善其它物理性能如提高耐热性，降低收缩率、改善尺寸稳定性、导热性和热膨胀性A.玻璃纤维:由熔融玻璃经快速拉伸并冷却形成的纤维状物质。优点：比强度大、耐热、耐碱腐蚀、化学性能稳定，电绝缘性优良；缺点：脆性较大、耐磨和耐揉性差表面光滑较难与树脂粘结，对皮肤由刺痛感。是目前使用最多的一种增强剂.B.碳纤维:由元素碳构成的一类纤维材料，多数由有机纤维炭化而成。优点：质量小、强度高、刚性好、耐蠕变、耐摩擦、耐疲劳、易导电和导热尺寸精度稳定性高、热膨胀性小，消振性好、耐热、耐腐蚀，为非磁性体。缺点：价格高、冲击强度稍低于玻璃纤维.2.5.3增塑剂:使树脂塑性增加，加工性能改善如：降低塑料玻璃化温度、熔点、软化温度或流动温度，使塑料粘度变小，流动性增加。并提高制品柔韧性。分类：邻苯二甲酸脂（使用最广）、脂肪族二元酸脂、磷酸脂、环氧化合物、多元醇脂、含氯化合物,2.5.4着色剂:改变塑料固有颜色的物质。分类：1）无机着色剂：透明度和鲜明度较差、色泽较黯淡，价格低，使用最多。2）有机着色剂：色彩鲜艳、着色力强。3）荧光增白剂：可消除塑料的微黄色，使色彩鲜明、醒目。4）珠光剂：均匀分布于塑料中，能在一定角度上强烈反射光线，产生如同珍珠一样的晶莹闪光。有带鱼鱼鳞或铅化物2.5.5热稳定剂:改善塑料在加工和使用过程中，由于受热引起的降解导致其性能劣化的一种添加剂。一般所述的热稳定剂多是指对PVC的热稳定剂。还有POM热稳定剂。分类：盐基铅盐热稳定剂（毒性大、不透明，价格低）、金属皂类热稳定剂、有机锡类热稳定剂用量252.5.6阻燃剂:提高可燃性塑料难燃性的一种添加剂。分类：1）添加型阻燃剂：使用方便，适用面广，有：磷酸脂、磷酸三甲苯脂、磷酸三、三氧化二锑、氢氧化铝、氯化石蜡、六溴苯、十溴联苯醚等。2）反应型阻燃剂：阻燃性持久，对塑料性能影响较小，价格高、使用不太普遍，主要用于环氧树脂、聚氨脂等热固性塑料中。有卤代酸酐、四氯邻苯二甲酸酐塑、四溴邻苯二甲酸酐。,2.5.7润滑剂:能够改善聚合物成型加工时流动性的物质。分类：1）外润滑剂：改善塑料熔料与模具热金属表面的摩擦状况与熔体相容性差，易从熔料中向外迁移，在熔料与模具间形成一层很薄的隔离膜，使塑料不粘住模具表面。有石蜡、硬酸脂及其盐类。2）内润滑剂：改善塑料熔料的内摩擦生热和熔体的流动性，降低内摩擦力。有PE、PTFE、PP等。有时需几种润滑剂配合使用产生复合润滑剂，可以起到多方面作用，效果更好。用量0.512.5.8光稳定剂:一种抑制或减弱光对塑料的降解作用，提高塑料耐光性的物质。太阳光中紫外线是对塑料产生老化作用的主要原因，故又叫紫外线吸收剂。分类：1）光屏蔽剂又叫遮光剂：有碳黑（最好）、氧化锌、氧化钛。1）紫外线吸收剂（使用最普遍的光稳定剂）：有水杨酸脂类、二苯甲醇类（产量最大、应用最广）2.5.9UV吸收剂：形成保护膜，过滤及吸收紫外线，分解过氧化物，降低塑胶温度，有水杨酸脂、二苯甲酮、甲苯三批咯、丙稀系.,二常用塑料特性介绍,三材料选择相关问题,防火等级,材料类型,产品颜色,结构,耐温性,强度,其他要求,成型性,采购,其他,客户要求,技朮瓶颈,客户要求防火等级UL94-V0V1V2HB材料类型如PA66PBTPA46PA6T等颜色黑色白色灰色等技朮瓶颈:耐温性SMT制程波峰焊制程使用环境高低温结构薄壁壁厚变化大韧性要求高强度保持力端子干