塑料储物箱的设计

.塑料储物柜的设计目录1、塑料储物柜的特点21.1塑料储物柜概述21.2塑料储物柜及其使用范围21.3塑料储物柜的使用环境和性能要求22、成型品设计原则33 .原材料选择33.1选择依据43.2材料配方43.2.1聚合物(树脂) 53.2.2增塑剂53.2.3稳定剂63.2.4填充剂83.2.5着色剂(色料) 93.2.6润滑剂103.2.7抗静电剂104 .成形方法124.1注射成型工艺124.2聚丙烯塑料注射125、模具结构13六、产品流程性分析136.1产品尺寸136.2结构146.3起模斜度(起模斜度) 146.4成型品壁厚156.5加强筋和加强措施166.6支承面和凸台186.7焊脚设计187、故障分析197.1塑料制品的故障形式197.2影响塑料产品故障的因素207.3塑料的力学特性207.3.1静负荷下的变形行为207.3.2动载荷分析218 .参考文献21精选文件1 .塑料储物柜的特点1.1塑料储物柜介绍储物柜主要用于运输、冷藏、超市、五金、储藏物(蔬菜、水果)、家庭、旋转、整理(文件、衣物、玩具)等。 为人们的日常工作生活带来便利，它是在现实生活中广泛应用的塑料产品。1.2塑料储物柜及其使用范围塑料储物柜通常也称为塑料整理箱、塑料储存箱、塑料整理箱、塑料收纳箱。 塑料储物柜的使用范围主要包括：1、食品加工过程中的贮藏、旋转、清洗。2 .化学工业中的酸洗、脱脂。3、酿造、蔬菜加工行业发酵、腌制、贮藏。4 .药品、食品、化学行业的混合、兑换。5 .五金、电子、工具、零件业的储藏、中转、酸性。6 .纺织、印染业中的漂白、清洗、染色。1.3塑料储物柜的使用环境和性能要求塑料储物柜通常在常温下使用，不可晒伤，也不可掉落。 塑料储物柜也具有环保、耐碱、耐油污、无毒无味、清洁方便、堆积方便、易于管理、装载强度大、堆积、节省空间、重量轻、耐腐蚀等特点！ 塑料储物柜应具有良好的化学性能，耐酸、耐碱、耐腐蚀，且应具有较高的耐热性能和韧性、抗压强度、缓冲抗震、抗弯变形和良好的尺寸稳定性等良好的力学性能，塑料储物柜应具有防水、防潮、抗静电和造型美观等使用要求2 .成型品的设计原则2.1满足使用要求和外观要求2.2在保证成型品的使用性能、物理、化学、介电性能和力学性能等基础上，尽量选择廉价、成型性能好的塑料，追求结构简单、壁厚均匀、成型方便。2.3设计模具时，要考虑其模具的整体结构，使模腔的设计制造变得容易，简化模具的取芯和挤压机构，尽量简化模具结构。2.4设计成型品时，必须考虑原料的成型技术性，如流动性、收缩性等。 成形品的形状容易成形加工。3 .原材料的选择塑料储物柜由高密度聚乙烯HDPE或聚丙烯PP制造，安全无毒，但考虑到塑料储物柜的使用要求和成本，这里以聚丙烯PP作为塑料储物柜的材料。3.1选择的依据聚丙烯强度、刚性、硬度高，光泽性好，弯曲疲劳性好，产品常温下弯曲100万次，不破损。 聚丙烯也是无极性聚合物，具有优异的电绝缘性能，在塑料材料中属于高水平，而且耐热性优异，是可在100以上使用的优异保温材料。 同时聚丙烯也是非极性结晶型链烷烃类聚合物，具有较高的耐药性。该塑料储物柜选择燕山石化公司牌号K1505的聚丙烯，其主要性能指标见表1类别熔体流动速率ASTMD1238战斗机(g/10min )密度自动取款机D1505战斗机(g/cm3 )拉伸屈服强度自动取款机D638/MPa断裂伸长率自动取款机D638/%弯曲弹性模量自动取款机D790A/Gpa悬臂梁冲击强度ASTMD256/(J/m )热变形温度astmd 648，66 psi /洛氏硬度ASTMD785/R适用加工方法均聚物5.00.90538.62001.7932125103注射成型表13.2材料配方塑料由聚合物和助剂两种物质组成，其中聚合物是主要成分，助剂是为了使复合物及其制品具有某种特性而添加的物质。 常用的塑料助剂种类很多，主要有增塑剂、稳定剂、加工助剂、冲击改性剂、填充剂、补强剂、着色剂、润滑剂、抗静电剂、阻燃剂、防霉剂等20多种。 塑料中添加的助剂是按照产品的要求决定的，不需要各种助剂。 添加的各种助剂必须相互发挥作用。 不要互相抑制。3.2.1聚合物(树脂)由于聚合物是塑料的主要成分，决定了产品的基本性能。 塑料制品中，聚合物应形成均匀的连续相，其作用是将各种助剂结合在一起，具有一定的物理力学性能。 由聚合物和助剂制备复合物需要良好的成型工艺性能。 例如，在成形过程中，一般应该在一定的温度、压力下具有可塑性(连续流动的行为)。 该塑料储物柜采用聚丙烯PP作为聚合物(树脂)，聚丙烯树脂为白色蜡状物固体，密度低，仅0.905g/cm3，聚丙烯树脂具有综合性能良好、原料源丰富、生产技术简单且廉价等特点这里聚丙烯PP的用量为100份(质量分数)。3.2.2增塑剂为了降低塑料的软化温度范围，提高加工性，提高柔软性和延展性，添加的低挥发性物质称为增塑剂，这种作用称为增塑作用。 增塑剂通常是对热和化学剂稳定的有机物，多为挥发性低的液体，少数为熔点低的固体，而且至少在一定范围内可与聚合物相容。 增塑聚合物的软化点、玻璃温度、脆性、硬度、拉伸强度、弹性模量降低，现在工业上大量应用增塑剂的聚合物是聚氯乙烯、醋酸纤维、硝酸纤维等少数，由于聚丙烯自身柔软，因此不需要使用增塑剂。3.2.3稳定剂在成形加工或使用中，为了帮助材料维持原来的值，或者接近原来的值而在塑料配方中添加的材料称为稳定剂，在塑料中添加稳定剂是阻止或抑制聚合物被外部因素(光、热、氧、细菌、长期保管等)破坏的作用，稳定剂是热稳定剂、光聚丙烯耐候性差，叔碳原子上的氢容易氧化，对紫外线敏感，容易被紫外线分解，因此添加紫外线保护剂时，紫外线保护剂的作用有以下2种： (1)聚合物在吸收入射的紫外线之前释放出破坏性的长波能量或热能，延迟或免除聚合物的分解(2)消除聚合物吸收的光能，使其中储藏的光能达不到光分解所需的水平。 现在工业上使用的前者多，后者少，仅限于一部分重金属络合物。 常用的紫外线防御剂有以下几种(1)2羟基二苯甲酮的衍生物。(2)双连重氮茚的衍生物。(3)取代丙烯酸酯类。(4)含有芳香族酯类、水杨酸芳香族酯类和间苯二酚酯类。(5)含镍络合物主要为硫代双酚、氨基酸和膦酸的镍盐或镍络合物。聚丙烯系聚烯烃推荐2 -羟基二苯甲酮的衍生物作为紫外线防御剂，使用量为0.2% (质量分数)。聚丙烯受热容易氧化分解，在高温下对氧特别敏感，为了防止加工中发生热分解，一般在树脂合成中加入抗氧化剂。 向塑料中加入抗氧化剂，可以阻止或推迟聚合物在正常或高温下的氧化，由于抗氧化剂具有抗氧化作用，可以分为自由基或生长链的终止剂。 作为这类主要物质的化合酚类和芳基仲胺类，由于这些化合物具有不稳定的氢原子，与自由基和生长链发生作用，自由基和生长链从聚合物中夺取氢原子的作用消失。 由此，聚合物的氧化分解停止，其反应如下ROO* AHROOH A*RO* AHROH A*HO* AHH2O A*A* ROO稳定化合物2A*稳定化合物R* AHRH A*其中最后的反应并不重要，其次，A*是自由基，但稳定，与氧的作用和从聚合物分子中夺取氢原子的能力几乎没有，不会引起氧化分解作用的诱发和传导。 (2)氢过氧化物的分解剂。 属于这类的主要物质是亚磷酸酯类和各种含硫化合物(如金属硫化物、硫代乙醇酸酯、硫代乙醇酸酯类)。 这些物质可以使氢氧化物分解为非自由基型的稳定化合物，避免氢氧化物分解为自由基而引起的一系列分解，分解的简单形式可以表示如下ROOH PD非自由基型稳定化合物； 上述两种抗氧化剂的作用是互补的，因此通常两种并用。 目前使用的前者的抗氧化剂主要包括2，6 -二丁基-4-甲酚、2，2 -双(3-甲基-4-羟基苯基)丙烷(双酚c )、双酚a、1，1，3 -三(2-甲基-4-羟基)丁烷(CA )、四 3， 5-二丁基-4-羟基苯基)丙烯酸季戊四醇(1010 )、3，5 -二丁基-4-羟基苯基丙烯酸(1076 )、n -苯基- n-环己基对苯二胺(抗老化剂4010 )等。 其次，有硫代二丙酸酯(DSTP )、硫代丙二酸二月桂酸酯(DLTP )、亚磷酸酯(TPP )、亚磷酸酯(壬基苯基)等。 在聚丙烯塑料中，必须加入抗氧化能力强的抗氧化剂，如并用相对分子量和挥发度低的酚类和硫代二丙烯酸酯类等。 两者使用量均为0.010.05% (质量分数) .3.2.4填充剂填充剂一般是粉末状物质，而且对聚合物不活泼。 制备塑料时加入填充剂的目的是改善塑料的成型加工性能，提高产品的某些性能，给塑料带来新的性能和成本。 填充剂的添加不仅仅是混合，而且相互有次要的力量。 该二次力虽然弱，但由于具有加和性，因此聚合物的相对分子量大时，其总力变大，改变聚合物分子的构象平衡和松弛时间，降低聚合物的结晶倾向和溶解度，提高玻璃化转变温度和硬度，除此之外，填充剂的添加量一般在塑料组成的40%以下。 塑料储物柜中，根据其使用性能和要求，此处选择的填充剂为重质型碳酸钙，使用量为10% (质量百分比)，滑石，使用量为10% (质量百分比)，粘土，使用量为3.5% (质量百分比)，二氧化硅(白炭黑)，使用量为1.5% (质量百分比)，中空微球，使用量为0.5%3.2.5着色剂(色料)给塑料带来色彩和特殊的光学性能，使其具有容易识别的功能的材料叫做着色剂。 添加色料不仅能使产品鲜艳美观，还能改善产品的耐候性。 成型加工中对色料要求的是性能稳定、不分解、容易扩散、耐光性和耐候性优异、不会发生从产品内部渗入表面的现象(例如霜渗出、渗出、渗出)、向接触的其他物品转移的现象。 选色材时，除了熟悉具体品种的性能外，还要重点考虑以下三点。 (1)塑料配制和成型过程中的具体情况：各种塑料在配制和成型过程中遇到的外界条件各不相同，必须根据具体情况进行选择。 聚丙烯中一般要注意添加含有铜、锌、钴、锰等元素的着色材料不促进分解反应，另外使用的着色材料不会对聚合物和其他助剂产生不良影响，是否会增加成形加工的困难等。 (2)色料的使用量：聚合物与色料的比率不仅决定色相的浓淡，该比率只高达一定的数值。 不那样做的话，就得不到好的效果。 各种色料加入塑料的最高比率值不同，最高比率值越大着色力越强。 并且，最高比率的值越小，颜色对于光的稳定性就越大，但是渗色现象也变强。 色料的添加量通常不足2%，有时可以在0.01%以下。 (3)着色产品用途：色料的选择应重点考虑产品的限定用途。 聚丙烯塑料在制备成型时多处于中性高温状态，色料的高温、耐光性强，要求不渗出，但聚丙烯塑料使用特制炭黑母料作为着色剂，使用量为0.3% (质量分率)和酞菁3.2.6润滑剂为改善塑料熔体的流动性，减少或避免对设备的摩擦和附着，改善产品表面的亮度而添加的一种辅助剂叫做润滑剂。 常用润滑剂有脂肪酸及其皂类、脂肪酸酯类、脂肪醇类和酰胺类、石蜡、低相对分子量聚乙烯、合成蜡、丙烯酸酯类、有机硅化合物。 聚丙烯塑料使用氯化石蜡作为润滑剂，用量为0.5% (质量分数)。3.2.7抗静电剂在塑料制品的表面，成形中多从模具和设备的表面离开蓄积静电，这种静电在制品的后加工和运转中也会增加。 带静电的产品表面容易积灰，不利于生产和使用。 为了使产品具有适量的导电能力去除带电现象，可以在塑料中加入抗静电剂，抗静电剂主要有胺衍生物、季胺盐类、磷酸酯类和聚乙二醇类。 抗静电剂的添加量一般不到1%。 聚丙烯塑料使用聚乙二醇作为抗静电剂，使用量为0.5% (质量分数)。材料配方如表2所示处方原料名称剂量树脂聚丙烯100稳定剂2-羟基二苯甲酮衍生物酚类和次磺酸二甲酯0.20.010.05填料重质型碳酸钙滑石二氧化硅(白炭黑)粘土中空微球10101.53.50.5色料特制炭黑大师酞菁蓝色0