常见塑料原材料特性及加工工艺

1、一.塑料的一般特性 (一),塑料的力學狀態 (1)玻璃態 所謂玻璃態,就是在較低溫度的時大分子所具有的能量很小,大分 子鏈之間無法運動,分子內的鏈段也難於運動,聚合物表現像玻璃一樣 的剛硬. (2)高彈態 聚合物的大分子能量更高,不僅分子內鏈段可以運動,大分子鏈間 在外力作用下還可以產生互相滑動,且除去外力后,大分子鏈的移動不 可翜,復這是高聚物的粘流態. (二),塑料的粘度及條件對粘度的影響. 塑料呈熔融狀態流動時,大分子之間相互摩擦的特性稱粘性,衡量 粘性大小的系數叫粘度, (1)分子量的影響 不同的塑料或同一種塑料其不同的牌號有不同的分子量和不同的 分布:分子量愈大,分子間作用力愈強,粘

2、度就愈大. (2)低分子添加劑的加入,可以降低分子鏈之間作用力,使粘度下降. (3)外界溫度的影響 通常溫度愈高,塑料分子鏈的能量增加,分子鏈段運動加強,粘度愈 低,如:PS,ABS,PC,PA,PMMA.但不同塑料粘度影響的幅度有很大的不 同,甚至無明顯變化,如:POM,PE,PP.等. (4)剪切速度的影響 剪切速度增加,可使熔體粘度明顯下降.如PS,PMMA,LDPE,PP等但 PC則無明顯影響, (5)壓力的影響 壓力適當增大,可降低熔體粘度,但壓力過大則意味著分子間距離 的縮小,分子間摩擦力增加,反而使粘度提高. (三),塑料的熔體的流動特性 (1)聚合物的流變性 聚合物的溶體屬於一

3、種液體,呈現出粘流態,不僅在力的作用下易 於流動,同時易於變形,稱之為聚合物的流變性, (2)層流特性, 聚合物熔體的流動是按許多彼此平行的流層進行,同一層流上的 各點的速度彼此相同,各層之間速度不等且互不干涉,越靠近管壁層 的速度越小,中心層的流速最高,當管壁溫度越低時, 速度差越大. (3)湍流特性. 當層流的速度超進某監界質時,則層流變成湍流.即熔體內各點的 速度的大小和方向都不再一致. (4)熔體破裂(失穩流動)特性 當熔體發生湍流時,也即失穩流動,若再增大切變應力,熔體將變成 碎牌和小鏈段塊,反映到固化狀態,呈現出無光澤的魚皮狀,通常呈與 附近光澤不同的霧斑狀. (5)取向特性 聚合

4、物熔體受外力流動通過狹長流道時,長母狀大分子鏈順流動 方向伸展,排列的現象稱取向,在熔體降溫前,若伸展的大分子鏈來不 及恢復卷曲狀,則稱取向凍結,從而導致塑料制件的各向异性行為不 同方向不同力學特性)而翹曲或變形開裂. (6)端末效應 聚合物熔體流動經過截面的變化的流道時,因流道的截面變化突 然收使用或膨脹的現象稱為端末效應,將會導致的制件的變形,彎曲, 尺寸不穩定,甚至因應力集中或過大而產生開裂. 經大截面進入小截面是變截面入口，產生收斂或膨脹的現象稱 為端末效應,將會導致制件的變形，彎曲，尺寸不穩定，甚至回應力 集中或過大而產生開裂。 其中經大截面進入小截面時在變截面入口處產生收斂性流動，

5、 使熔體產生彈性變形，並固化吸收能量引起壓力下降，而且還可能 會使熔體在一定長度(失穩流長)的小截面內發生湍流，這種現象稱 為入口效應。與此相反的截面變化流動時，則發生體積膨脹現象， 稱為離模膨脹效應。 二，塑料分類 (一)從性能上分為: (1),通用熱塑性塑料 常見的PP，PVC，PS，PE等，為廣泛應用，此類原料羅便宜. (2).工程熱塑性塑料 工程塑料是一組結合了下列某些性質的聚合物：高強度，則硬， 堅恝，耐磨，抗化學品及耐高溫，常見ABS，PA，POM，PC，PPO 等。 (3).熱塑性彈體或橡膠 既具備傳統或硫化橡膠的一些性質，變兼備熱塑性塑料加工簡 便快捷的性能，並且易再加工以及有

6、多種顏色可供選擇。 (4).調配或摻混熱塑性塑料 通常利用雙螺絲擠壓機以反應配料法制成，為改善一些工程塑 料在某些應用情況下表現的性能差劣，且价格成本昴貴的缺點而發 展的一種塑料，可分為下列各類：工程塑料(工程樹脂)+通用塑料; 工程塑料+工程塑料;工程塑料+彈體;或三種以上聚合物調配。 热可塑性材料热可塑性材料 结晶性材料结晶性材料 非结晶性材料非结晶性材料 POM轴承、齿轮、凸轮等轴承、齿轮、凸轮等 PE包装、建材、农用物品包装、建材、农用物品 PP包装、日用品、编制纤维等包装、日用品、编制纤维等 PA轴承、齿轮、汽车、化工、容器轴承、齿轮、汽车、化工、容器 结晶性结晶性PBT聚对苯二甲酸

7、丁二醇酯聚对苯二甲酸丁二醇酯 PET聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯 PPS LCP ABS丙稀腈丙稀腈-丁二烯丁二烯-苯乙烯苯乙烯用途广泛用途广泛 AS丙稀腈丙稀腈-苯乙烯苯乙烯日用器皿、家用电器日用器皿、家用电器 PMMA聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯挡风玻璃、面板等挡风玻璃、面板等 PS聚苯乙烯聚苯乙烯日用品、电器零件、玩具等日用品、电器零件、玩具等 非结晶性非结晶性PVC聚氯乙烯聚氯乙烯硬管、软管、薄膜、电缆、人造革硬管、软管、薄膜、电缆、人造革 PC聚碳酸酯聚碳酸酯机械、仪器、电讯器材等机械、仪器、电讯器材等 PPE TPU ( (二二) )常見塑料燃燒特性表常見塑料燃燒特

8、性表 塑料名稱 易燃度 自動熄 減能力 燃燒气味火焰性質物料反應 POM中等無甲醛清晰藍色火焰，無煙熔化，有熔液，溶液可燃燒。 亞加力(PMMA)頗易無味如生果藍色火焰，黃頂，火焰;噴出軟化，沒有熔液，少許燒焦跡象 超不碎膠(ABS)頗易無獨特黃色火焰，黑煙軟化，有熔液，燒焦 醋酸纖維(CA)頗易無醋酸，燒焦糖深黃色火焰， 濃黑烏煙熔化，有熔液，熔液繼續燒燒 醋酸丁酸纖維(CAB)中等無腐臭牛油深黃火焰，邊藍，少許黑煙熔化，有熔液，熔液繼續燒燒 硝酸纖維(CN)容易無，快 速燃燒 刺臭白色火焰，猛烈塑料全面燃燒 丙酸纖維(CP)頗易無清新藍色火焰，黃頂，發光，少許黑煙熔化，有熔液，熔液繼續燒燒

9、 環氧樹脂(EP)頗易無獨特藍色火焰，噴出黑煙燒焦 尼龍(PA)中等有燒焦羊毛藍色火焰，黃頂熔化，有液溶，起泡沫 酚醛樹脂(PF)非常困難有燒焦纖維酚酸樹脂藍色火焰，少;許黑煙，發光嚴重爆裂，燒焦，漲大 聚碳酸脂(PC)困難有清新碳味黃色火濃密黑煙，空气中有碳。軟化，噴出火焰，燒焦，分解 聚酯(PET)中等無燃燒煤黃色火焰，黑煙穩定地燃燒，軟化，沒有熔液繼續燒燒 聚乙烯(PE)頗易無燃燒石蠟藍色火焰，黃頂熔化，有熔液，熔液會燃，漲大 塑料名稱 易燃度 自動熄 減能力 燃燒气味火焰性質物料反應 聚苯醚(PPO)中等無清新石蠟橙黃色火焰，濃密黑煙，空气中有碳軟化，噴出火焰，燒焦,分解 聚丙烯(PP

10、)頗易無燒燒石蠟藍色火焰，黃頂，少許白煙熔化，漲大，有熔液 聚苯乙烯(PS)頗易無味如照明燃气橙黃色火焰，濃密黑因，空气中有碳軟化，有气泡 聚 (PSU)頗易無刺味硫磺橙黃色火焰，黑煙發光,，空气中有碳。軟化,，燒焦，分解 聚氨酯(PU)頗易無微弱苹果味噴出淺黃火焰，少許黑煙熔化，有熔液，熔液繼續燒燒 聚醋酸乙烯(PVA)頗易無醋酸深黃色火,焰，噴出黑煙，空气中有碳軟化 聚氯乙烯(PVC)困難有鹽酸，氯黃色火焰，綠邊，噴出黃綠白煙軟化 聚偏二氯乙烯(PVDC)非常困難有氯黃色火焰，綠邊，噴出綠煙軟化，燒焦，留下灰 丙烯脯-苯乙烯共聚物 (SAN) 頗易無法味如照明 燃气及丙烯 黃色火焰，濃烈黑

11、煙，空气中有碳熔化，有气泡，燒焦程度較苯 乙烯大 聚四氟乙烯(PTFE)不會燃燒有微弱气味黃色火焰，接近底部呈現綠色熔化，有气泡，輕微燒焦 三。注塑成形工藝 注塑成形的工藝條件主要有: 溫度 時間 壓力 速度 位置 (一)溫度 溫度有料筒溫度,模具溫度,干燥溫度,其中料筒溫度又有HN,H1, H2,H3溫度,要根據不同的原料設置不同的溫度. H1 HN H2H3H4H5 (二)時間 1.周期組成:完成一注塑所需的時間稱為成型周期,決定注射成型的 生產率及制件質量.成型周期其它時間注射時間開模應根據不同的原料,產品還用不同的壓力值,通常是 025Kg/mm.(2.5MPa). 對PVC,POM等

12、熱敏性塑料,背壓壓力盡可能低. 對PET.PA等粘度很低的塑料,背壓壓力要適中. 對PP.PE.PS等熱穩定性好,粘度適中的塑料,在需要混料或混色 時,可適當提高背壓壓力. b. 注塑壓力 制件形狀注塑壓力適用塑料 熔體粘度低,形狀精度一般710MPaP E，PS 中等粘度,精度有要求,形狀較復雜1014PP,PC,ABS 粘度高,薄壁長流程,精度高且形狀復雜1418PMMA.PSF C.保壓壓力 對模內塑料壓實和補縮,通常小於或等於注射壓力. (四)速度 速度有注塑速度,保壓速度,開閉模速度. a.注塑速度: 主要根據產品形狀,入水口形式及入水口位置來決定; b.保壓速度:主要根據產品縮水程

13、度 c.開鎖模速度:主要根據模具結構來定 (五)位置 有注射行程位置,開模和鎖模,頂出位置等. a.注射行程位置是指螺杆位置,根據膠件的大小厚薄形狀等,配合 注射速度,壓力適當調節計量結束.它包括各注射切換位置,保壓切換 位置,控制熔融物料在流道,澆口,型腔中分段充模狀態,緩衝墊的大 小. b.開模和鎖模位置是指調節模具的開模和閉模行程. C.頂出位置是指模具頂針推出方式及推出行程. 四四, ,塑料加工成形簡表塑料加工成形簡表: : 材料名称干燥条件螺杆 温度 金型温 度 射出计量 材质 设 备 温 度 时 间 温度上 限 射嘴温 度 前部中部后部滞留时间（表面）速度压力保压 螺杆回 转数 背

14、压 Kg/c m2 PC 温 风 12 0 4 310以 下 270- 290 280- 300 280- 300 270- 290 5分钟以 内 80-90低-中低-中低-中40-1005-10 PC+ABS 温 风 85- 10 0 3-4 260以 下 250- 260 250- 260 240- 250 230- 240 5分钟以 内 30-80中-高中-高中低5-15 PC+PET 除 湿 10 0 4 300以 下 270- 290 270- 290 260- 280 250- 270 5分钟以 内 40-60低-中中-高低-中80-1505-10 PC+PS 85- 10 0 4

15、 260以 下 240- 265 240- 250 230- 240 220- 230 5分钟以 内 30-80中-高中-高中低5-15 ABS 温 风 75- 85 2-4 240以 下 210- 230 210- 230 210- 230 200- 220 5分钟以 内 30-70低-中低-中低-中*5-10 防火ABS 温 风 803 220以 下 170- 220 180- 220 180- 220 170- 220 10分钟以 内 30-70低-中低-中低-中中速5-10 AS 温 风 75- 85 2-4*180-250*40-70* 90- 110 * HIPS 温 风 803

16、220以 下 190- 210 190- 210 180- 200 180- 190 10分钟以 内 30-60低-中低-中低-中50-150 10前 后 GPPS 温 风 *170-250*50-90* PA 温风/ 除湿 80/1 20 12/ 5 290以 下 250- 290 250- 270 260- 290 260- 290 10分钟以 内 115- 140 低-中低-中低-中 100以 下 5-10 POM温风 80/1 00 2/1 210以 下 190- 210 190- 210 185- 210 170- 200 10分钟以 内 50- 100 中中-高中50-1501-10 PPE温风803-4 280以 下 250- 270 250- 270 240- 260 230- 240 5分钟以内30-70中-高低-中低-中30-705-10 PBT除湿 120/ 140 6/3 260以 下 230- 260 240- 260 220- 250 200- 250 7分钟以内 70- 120 低-高中-高低-中40-2001-10 PET除湿 125/ 135 3/2 290以 下 260- 280 260- 280 255- 265 245- 265 5分钟以内 110- 130