造型材料及工艺-塑料

1、第四章 非金属材料-塑料笔的结构、用材及加工工艺选择一支笔 仔细观察其结构，分析其所用的材料，写出选择理由知识点塑料的种类及特性塑料制品的加工工艺塑料件的结构工艺性一、塑料的定义 塑料： 以合成的天然的高分子化合物为基本成分，在加工中可塑造成型，并能保持形状不变的材料。 第一节 塑料的概论二、塑料的特性 1、一般特性：原料来源广、性能优良、加工成型方便、具有一定的装饰性和现代质感。品种繁多，价格比较低廉，应用范围广。 2、优缺点优点：质轻、比强度高 透明、易着色 对电、热、声有良好的绝缘性 耐磨、自润滑性能好 耐化学药品性缺点： 不耐高温 制品易变形 易老化 3、特殊特性不同的塑料有个性，聚四

2、氟乙烯的耐高温、憎水性；聚乙烯的无毒性，软质聚氨酯的减震性，氨基塑料的绝缘性，有机玻璃的高透光性等三、塑料的组成合成树脂、填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、固化剂和其他成分1、合成树脂 由人工合成的一类高分子聚合物。为粘稠液体或加热可软化的固体，受热时通常有熔融或软化的温度范围，在外力作用下可呈塑性流动状态，某些性质与天然树脂相似。合成树脂最重要的应用是制造塑料。故常是塑料的同义语。 合成树脂还是制造合成纤维、涂料、胶粘剂、绝缘材料等的基础原料。 合成树脂种类繁多。按主链结构有碳链、杂链和非碳链合成树脂；按合成反应特征有加聚型和缩聚型合成树脂。 实际应用中，常按其热行为分为热塑性树脂和热固

3、性树脂。2、填料 在塑料产品中，填料又称填充剂，是指用以改善加工性能、制品力学性能并（或）降低成本的固体物料。常用的填料有碳酸钙、氢氧化铝、粉灰等 3、增塑剂 主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健，即范德华力，从而增加了聚合物分子链的移动性，降低了聚合物分子链的结晶性，即增加了聚合物的塑性，表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降，而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。 4、稳定剂 主要是指保持高聚物塑料、橡胶、合成纤维等稳定,防止其分解、老化的试剂。 5、润滑剂 防止塑料在成型过程中粘附在设备和模具上，造成脱模困难。并使产品外观美观。 硬脂酸及其钡皂、钙皂6、着色剂 任何可以使物质显现设计需

4、要颜色的物质都称为着色剂,分为有机或无机的。7、固化剂 固化剂又名硬化剂、熟化剂或变定剂，是一类增进或控制固化反应的物质或混合物。 树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应，使热固性树脂发生不可逆的变化过程，固化是通过添加固化（交联）剂来完成的。 属于室温固化型的种类很多：脂肪族多胺、脂环族多胺；低分子聚酰胺以及改性芳胺等。属于中温固化型的有一部分脂环族多胺、叔胺、眯唑类以及三氟化硼络合物等。属于高温型固化剂的有芳香族多胺、酸酐、甲阶酚醛树脂、氨基树脂、双氰胺以及酰肼等。 8、其他添加剂 抗静电剂、发泡剂、阻燃剂、荧光剂四、常用塑料的鉴别1、简易鉴别法（燃烧法） 通过塑料的燃烧特征来鉴别

5、，利用小火燃烧塑料试样,观察塑料在火中和火外时的燃烧性, 同时注意熄火后,熔融塑料的落滴形式及气味来鉴别塑料种类的方法。如燃烧的难易程度、自熄、火焰的颜色、烟雾、燃烧状态、气味等。各种塑料的燃烧特征见p54552、对比鉴别把需要鉴别的材料与已知的材料进行对比颜色、质感、硬度、强度、弹性、用途等3、其他鉴别法红外光谱、紫外光谱、核磁共振、X-射线利用仪器检测。五、塑料及树脂缩写代号P5561废料回收标记中数字的含义废料回收标记中数字的含义第二节 常用塑料的用途聚乙烯PE(Polyethylene) 聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100),化学稳定性好,

6、能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。用途十分广泛。主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。 聚丙烯PP(Polypropylene)注射成型制品产量最大通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3,是最轻的通用塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添

7、加抗氧剂予以克服。 无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。 一款长玻纤增强聚丙烯产品，目前已被BMW公司采用，用来制造其7系轿车仪表板。通过采用该种新型材料，仪表板成品能够比传统材料重量降低20%。 聚苯乙烯PS(Polystyrene)日用品和工业用品 普通聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明颗粒，似玻璃状脆性材料，其制品具有极高的透明度，透光率可达90以上，电绝缘性能好，易着色，加

8、工流动性好，刚性好及耐化学腐蚀性好等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆，冲击强度低，易出现应力开裂，耐热性差及不耐沸水等。 经常被用来制作各种一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。 聚氯乙烯PVC聚氯乙烯本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。常见制品：板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等。是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。PVC树脂的主要用途树脂的主要用途1.PVC一般软制品利用挤出机可以挤成软管、电缆、电线等

9、；利用注射成型机配合各种模具，可制成塑料凉鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽车配件等。 2.PVC薄膜PVC与添加剂混合、塑化后，利用三辊或四辊压延机制成规定厚度的透明或着色薄膜，用这种方法加工薄膜，成为压延薄膜。也可以通过剪裁，热合加工包装袋、雨衣、桌布、窗帘、充气玩具等。宽幅的透明薄膜可以供温室、塑料大棚及地膜之用。经双向拉伸的薄膜，所受热收缩的特性，可用于收缩包装。3.PVC涂层制品有衬底的人造革是将PVC糊涂敷于布上或纸上，然后在100以上塑化而成。也可以先将PVC与助剂压延成薄膜，再与衬底压合而成。无衬底的人造革则是直接由压延机压延成一定厚度的软制薄片，再压上花纹即可。人造革可以用来制作皮箱、

10、皮包、书的封面、沙发及汽车的坐垫等，还有地板革，用作建筑物的铺地材料。4.PVC泡沫制品软质PVC混炼时，加入适量的发泡剂做成片材，经发泡成型为泡沫塑料，可作泡沫拖鞋、凉鞋、鞋垫、及防震缓冲包装材料。也可用挤出机基础成低发泡硬PVC板材和异型材，可替代木材试用，是一种新型的建筑才材料。5.PVC透明片材PVC中加冲击改性剂和有机锡稳定剂，经混合、塑化、压延而成为透明的片材。利用热成型可以做成薄壁透明容器或用于真空吸塑包装，是优良的包装材料和装饰材料。 6.PVC硬板和板材PVC中加入稳定剂、润滑剂和填料，经混炼后，用挤出机可挤出各种口径的硬管、异型管、波纹管，用作下水管、饮水管、电线套管或楼梯

11、扶手。将压延好的薄片重叠热压，可制成各种厚度的硬质板材。板材可以切割成所需的形状，然后利用PVC焊条用热空气焊接成各种耐化学腐蚀的贮槽、风道及容器等。 7.PVC其它门窗有硬质异型材料组装而成。在有些国家已与木门窗铝窗等共同占据门窗的市场；仿木材料、代钢建材（北方、海边）；中空容器。 聚甲基丙烯酸甲脂PMMA有机玻璃聚甲基丙烯酸甲酯，以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统称丙烯酸类树酯，相应的塑料统称聚丙烯酸类塑料，其中以聚甲基丙烯酯甲酯应用最广泛。聚甲基丙烯酸甲酯缩写代号为PMMA，俗称有机玻璃，是迄今为止合成透明材料中质地最优异，价格又比较适宜的品种。酚醛树脂PF俗称电木粉，是一种硬而脆的热

12、固性塑料，以酚醛树脂为基材的塑料的总称，是最重要的热固性塑料的一类，广泛用作电绝缘材料、家具零件、日用品、工艺品等。 氨基塑料UF氨基树脂是指含有氨基或酰氨基的化合物与甲醛反应而生成的热固性树脂。目前，工业上应用较多的氨基树脂有：脲醛树脂(尿素甲醛树脂)、蜜胺树脂(三聚氰胺甲醛树脂)氨基树脂无毒、无臭、坚硬、耐刮伤、无色、半透明，可制成各种色彩鲜艳的塑料制品，广泛应用于航空、电器等领域，另外其泡沫塑料可用来做隔声、隔热材料。聚氨脂PU泡沫塑料聚氨酯是一种高分子材料。在日常生活中的应用广泛如家具中的油漆和涂料，家用电器中的冰箱和冷柜，建筑业中的屋顶防水保温层和内外墙涂料等。还可以做成各种聚氨酯材

13、料如聚氨酯鞋底，聚氨酯纤维，聚氨酯密封胶等。总体来说聚氨酯制品性能可调范围宽、适应性强、耐生物老化、价格适中。环氧树脂EP凡分子结构中含有环氧基团的高分子化合物统称 环氧树脂砂浆地坪为环氧树脂。固化后的环氧树脂具有良好的物理化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度，介电性能良好，变定收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，因而广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。 聚酰胺树脂PA 尼龙具有坚韧、柔软性、结合力强，耐磨,耐油,耐水,抗酶菌，但吸水大。 尼龙6弹性好，冲击强度高，吸水较大 尼龙66性能优于尼龙6，强度高

14、，耐磨性好 尼龙610与尼龙66相似，但吸水小，刚度低 尼龙1010半透明，吸水小,耐寒性较好，适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件，传动零件，以及化工，电器，仪表等零件。 ABS塑料 工程塑料ABS树脂是合成树脂，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。聚碳酸酯PC聚碳酸酯是日常常见的一种材料。由于其无色透明和优异的抗冲击性，日常常见的应用有光碟，眼镜片，水瓶，防弹玻璃，护目镜、银行防子弹之玻璃、车头灯、宠物笼子等等。 聚甲醛POMPOM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳体），草坪设备等。 聚四氟乙烯PTFE不粘锅一般称作“不粘涂层”或“易洁