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文档简介

1、工程塑料知识培训 2008-10-2712 目录一、塑料的定义、特性、二、塑料的分类三、各种塑料的成型特性四、塑料常用的鉴别方法塑料的定义、特性定义:塑料是指以树脂(或在加工过程中用单体直接聚合)为主要成分,在一定的温度和压力下,可塑制成一定的形状,并在常温下能保持既定形状的材料。 塑料的主要特性:大多数塑料质轻,化学稳定性好,不会锈蚀;耐冲击性好;具有较好的透明性和耐磨耗性;绝缘性好,导热性低;一般成型性、着色性好,加工成本低;大部分塑料耐热性差,热膨胀率大,易燃烧;尺寸稳定性差,容易变形;多数塑料耐低温性差,低温下变脆;容易老化;某些塑料易溶于溶剂。 3塑料的分类一、热塑性塑料热塑性塑料指

2、具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。这种过程是可逆的,可以反复进行。二、热固性塑料热固性塑料第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一交链固化而变硬,这种变化是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了,这种材料称为热固性塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。5五大通用塑料61. PP(聚丙烯)1.半结晶性材料,结晶速度高,结晶度快,结晶度可达50%-70%,在拉伸塑化成型中拉伸取向和热定型处理后结晶度可高达75%-85%,PP收缩率较大,约为1%-3%;2.PP结晶度高,熔点也较高,在加热熔融时需要的热量多,在冷却定型时释放的热量也多,因此成型设备需配置有效的加热系统,公模需加工良好

3、的冷却系统;3.PP熔融温度越高,分子链段越高度无序,从而破坏结晶过程,冷却后结晶度低,收缩率较小;降低模温及模塑时间亦影响结晶程度而使收缩率较小;PP填加矿物填充后收缩率亦会减小;4.PP表观粘度会随剪切作用增加而迅速下降,但对温度变化不敏感;5.PP在高温下极易发生氧化降解,水口料重复利用效能差;生产受力件不宜加水口料;6.PP料对水份不敏感,成型前通常不需干燥;7.PP常温下为白色蜡状,具优异抗弯曲疲劳性能,良好的拉伸屈服强度及拉伸强度,优异的化学稳定性,电绝缘性及介电性能,但对热,氧,光的稳定性差,需加入抗氧剂,光稳定剂等;PP在低温下易脆裂,脆化温度约为-5-20;8.PP对人体无害

4、,大量用于食品,医药卫生领域。72. PE(聚乙烯)1.PE为结晶性原料,吸湿性极小,不超过0.01,因此在加工前无需进行干燥处理。2.分子链柔性好,键间作用力小,熔体粘性低,流动性极好,因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。3. PE的收缩率范围大,收缩值大,方向性明显,LDPE收缩率为1.22左右,HDPE收缩率在1.5左右。因此容易变形翘曲,模具冷却条件对收缩率的影响很大,故应该控制好模具温度,保持冷却均匀、稳定。4.PE的结晶能力高,模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。模温高,熔体冷却慢,塑件结晶度高,强度也就高。5.PE制件质地较软,且易脱模,因此当塑件有浅侧凹槽时可

5、以强力脱模。6.PE熔体的冷却速度较慢,因此必须充分冷却。模具应该有较好的冷却系统。 7.若PE熔体在注射时采用直接进料口进料,易增大应力和产生收缩不均匀及方向性明显的增大变形 ,因此应注意选择进料口参数。8. PE的成型温度较宽,热稳定性较好,在流动状态下,一般在300度以下无明显的分解现象,对质量 没什么影响。 8PE的主要成型条件 对于LDPE来说,料筒温度控制在140200,HDPE的料筒温度控制在220,料筒后部取最小,前端取最大值。模具温度:模温对塑件的结晶状况有较大影响,模温高,熔体结晶度高,强度高,但收缩率也会增大。通常LDPE的模具温度控制在3045,而HDPE的温度相应再高

6、10 20。 注塑压力:提高注塑压力有利于熔料的充模,由于PE的流动性很好,因此除薄壁细长制品外,应该精良选择较低的注射压力,一般注射压力为50100MPa。形状简单。壁厚较大的塑件,注射压力可以低些,反之则高。103. ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)1.无定形料。由丙烯腈,丁二烯橡胶及苯乙烯共聚组成;2.丙烯腈构成的链段可使材料具较高的强度,耐热,耐化学腐蚀性及高光泽,丁二烯构成的链段则使材料具优良韧性,抗冲击;苯乙烯链段使材料具刚性及优良电性能,并改善材料熔融时的流动性,总体上ABS的冲击强度、拉伸强度、表面硬度均较HIPS强;3.可据三组份不同特性调节组份不同比例而获得不同性能ABS;

7、4.原料颗粒外观浅象牙色无毒无味,兼有韧、硬、刚等优良的综合物理机械性能,极好的低温抗冲击性能、尺寸稳定性、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成型加工和机械加工较好;5.组份中丁二烯橡胶成份易在阳光紫外线下氧化降解,因此ABS耐候性差;实验表明,ABS室外暴露半年,冲击强度下降45%,ABS加黑色后可明显改善其耐候性;6.ABS为中粘度材料,其流动性对剪切速率变化较加工温度变化更敏感,调校时增加射压射速,流动性改善明显些;7.ABS热稳定性较好,一般160以上即可成型,250变色,270分解;8.ABS一般吸水率0.3%-0.8%,成型收缩率0.4%-0.5%,溢边值约0.05mm;9.防

8、火级ABS成型温度应较标准极低,浇口宜大,以免防火剂过热分解析出而在浇口位置产生白花斑;10.防火级易产生腐蚀性气体,模面易有模迹,公模宜用耐腐蚀钢材,生产中须常洗模,完单须洗模保养并清空炮筒;11.ABS制品表面非常适宜电镀处理,电镀层结合力较其它塑料高10-100倍。4.PS(聚苯乙烯)1.HIPS由PS与橡胶共混或接技聚合形成的一种高抗冲材料。即具有橡胶的高抗冲性,又具有PS的刚性、易加工性、易染色性等,但拉伸强度、弯曲、硬度、耐光和热稳定性有所下降;2.加工性能及收缩率与ABS相近,成型温度较ABS低约20,但流动性较ABS高。115.PVC(聚氯乙烯) 1.无定形料,质软透明,具阻燃

9、,耐老化,耐油,耐化学药品,耐电压,著色性好等优点; 2.PVC对热、光、氧的稳定性差,受热时易产生热降解,光照下易产生光降解,与氧作用会发生热氧降解及光氧降解,引起树脂变色; 3.PVC热稳定性差,130时即出现分解,180时分解加剧,原料中需加入热稳定剂; 4.PVC对剪切速率敏感,成型过程中宜提高注塑压力来提高对熔体的剪切速度,进而降低熔体粘度,改善流动性,而不宜升高温度来改善流动性; 5.PVC加工性能差,熔化速度慢,粘度高,且为热敏性及剪敏性料,宜低背压慢速回料,中低压,中低速注射; 6.原料中含有水份会使制品表面缺乏光泽,产生细微气泡,并降低制品力学及电性能,宜预先干燥再生产; 7

10、.设定温度时喷咀较料管最高温度低10-20,射压90Mpa以上,保压60-80Mpa。12通用工程塑料131.PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯) 1.注塑级PMMA分子量较低,为无定形聚合物,其特点为透明度高,耐候性较好,综合性能优良,PMMA具优良的化学稳定性,耐老化性,俗称有机玻璃,其透光率大于92%,较普通玻璃高10%以上; 2.PMMA是一种质轻而坚韧的材料,在常温下具有优良的拉伸强度,弯曲强度及压缩强度,但冲击强度不高,且缺口敏感性较大,未经改性的PMMA表面易划伤,耐磨性较低,耐热性及抗银纹性能也差; 3.PMMA具良好电绝缘性,常用于仪表工业作高频绝缘材料; 4.PMMA易燃,不能自熄

11、,燃烧时有熔融滴落,火焰上白下蓝,有烂花朵臭味; 5.PMMA 260 以上则分解,其加工温度范围较窄;吸水率一般为0.3%-0.4%,分子中的酯基在高温下易水解,成型前必须干燥透彻,使含水率0.02%; 6.PMMA表观粘度对剪切速率较敏感,对温度的敏感性较一般的热塑性塑料大;熔体粘度大,成型过程中易产生内应力,宜用高模温生产(高于40 ); 7.PMMA成型收缩率低,要得到尺寸精确度高的制品,必须严格控制成型温度,并需经退火处理; 8.注塑成型中宜用较低的射咀温度,以减少变色。14152.PA(聚酰胺)1.半结晶性材料,其基本结构单元为聚酰胺,因单元含碳原子数不同分为聚酰胺6,聚酰胺66等

12、(即PA6、PA66,常称为尼龙单6、双6);原料颗粒外观为半透明或透明的乳白色或淡黄色,密度为1.041.36克/CM3;2.PA6较PA66分子量低,柔韧性高,成型温度低20-30;3.尼龙随温度及吸水的增加,拉伸强度急剧下降,而冲击强度明显提高,因此可调湿处理增加韧性;4.尼龙抗蠕变性能较差,因此不适于制造精密制品;5.尼龙为结晶性材料,其酰胺基团有极性,能形成氢健,所以机械性能优异,具抗冲击性,是坚韧的工程塑料,尼龙结晶度高,熔点明显,表面硬度大,耐磨耗,摩擦系数小,有自润滑性和消音,低温性能良好,有一定耐热性(可在100以下使用);无毒,无臭,不霉烂,有自熄性,耐候性好,但染色性差;

13、化学稳定性好,但易受温度的影响,吸水性大,水份影响尺寸稳定性和电性能;玻璃纤维增强后耐海水,耐溶剂耐油,但不耐酸,电绝缘性好,可减少吸水率,且可长期在高温,高湿度下工作;6.材料燃烧时放出特殊蛋白质燃烧味,火焰蓝色,上端黄色,属自熄性材料,具一定阻燃尼龙性能;PA7.尼龙的最主要特性是韧性大,且随分子量的增大而增加,耐疲劳性极佳,磨擦系数低,耐磨耗性好,耐化学腐蚀; 8.尼龙易吸湿,成型前必须干燥,加工允含水率0.2%,另尼龙对氧敏感,高温下易氧化降解,宜用真空抽湿设备干燥,烘料温度高于90易氧化变色;9.尼龙熔融粘度低,流动性极好,零件易有披锋及因气烧焦,炮咀易流延,回料易返胶,玻纤级则不易

14、发生;10.熔点高,PA6为228;PA66为265;成型温度窄,熔融态热稳定性差,300下滞留时间30min;11.尼龙收缩率大(约1.5%-1.7%),尺寸变化大,易产生缩水,光印,需较大保压进行补胶;12.尼龙分子链易在塑化流动中产生定向,从而导致零件收缩不匀而产生内应力,发生变形;13.玻纤增强尼龙较纯尼龙热变形温度提升约60,疲劳强度提升约50%;16PA14.尼龙吸湿率大,零件成型后一般需进行调湿处理,以稳定零件尺寸,增加韧性;吸湿后含水率一般达2-2.5%,尺寸一般会胀 大一些;15.因玻纤在流动中会顺流动方向展开而使冷却时发生流动定向,流动方向收缩率较横向小,一般而言,玻纤增强

15、级收缩率横向约为流动方向的1.5至2.5倍;16.玻纤增强尼龙生产工模及螺杆炮筒均需硬化,以增加耐磨性;工模硬度一般HRC55以上;17.玻纤增强尼龙固化速度较非增强尼龙快约10%-30%,玻纤产品表面不良(白花,非玻纤分布不均)因固化快而产生,因固化快,胶料未能及时完全包褒履盖玻纤而使表面粗糙,产生白花,通常亦成为浮纤现象,因此宜快速注射;18.玻纤增强级尼龙回料速度及背压不宜高,以免玻纤剪断而破坏并降低物性;19.玻纤尼龙开机程序;A.设定料缸温度在正常操作温度30以下,设定射咀温度在正常操作温度,20分钟后再升高料缸温度至正常;B.温度稳定后,先手动点动抽松螺杆,再慢速转动螺杆,打开料闸

16、放一点料后再关闭,确定运转正常后方进行调校;20.停机需及时清炮,可用洗炮料,PP、PS或纯尼龙过炮;21.一般纯尼龙不会因水口添加而发生明显物性降低,但玻纤强化尼龙因玻纤切断,强度会下降,水口添加必须严格控制。183.PC(聚碳酸酯)1.无定形料(可在特定条件下部分结晶)无毒无味,无色透明;2.力学性能优良,尤其冲击强度为塑料之最,俗称“防弹胶”; 3.优良的机械性能,耐蠕变性能,优良尺寸精度及稳定性,较好的耐候性;光字性能优异,透光率可达90%;4.可在-100130范围内使用,在较宽的温度范围及潮湿条件下仍保持较优异电性能,热变形温度132-143,玻璃化温度149,无明显熔点,在220

17、-230开始熔融,一般超过330才呈现严重分解,产生无毒无腐蚀性气体;5.耐疲劳强度较低,易产生应力开裂,缺口敏感性高,耐磨性差;6.PC极性小,玻璃化温度高,吸水率低,收缩率小,尺寸精度高,对光稳定,耐候性好,成型加工时不易氧化,熔体粘度大,耐电晕性,电性能优秀,体积电阻率和介电强度与聚酯薄膜相当, 几乎不受温度影响,因此适合生产较高温度下工作的电器部件;7.PC燃烧时缓慢,离火可自熄,火焰黄色;燃烧时熔融起炮发出特殊花果臭气味;8.熔体粘度很高,流动性差;熔体粘度对温度变化十分敏感,调校时调节温度改善流动明显,而提高速度及射压,粘度下降不明显,且增加内应力;9.PC在成型过程中对水份极为敏

18、感,即使含有微量水份,在高温下也会使PC发生水解产生二氧化碳气体,制品出现银丝、气泡、甚至裂纹,成型允含水率0.02%;注塑前,先进行手动空射,检查射出PC熔融体表面亮泽,熔融均匀,无银纹气泡即表明焗料OK;10.PC粘度高、流动差、冷却快,保压补缩较困难,制品易形成内部缩孔及表面凹陷,成型收缩率约为0.5%-0.8%,锁模压力3-5吨/平方英寸;194.PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)1.PBTP,简称PBT,半结晶性工程塑料熔点224,相对密度1.31-1.55,吸水率热塑性塑料中最低之一,仅 0.07%;具优异机械性能,高韧性,杰出耐疲劳性,冲击强度高,有自润滑性和耐磨性,磨擦系数小,,但缺

19、口敏感性大;耐热,耐气候性好,耐燃,但能慢燃;尺寸稳定性好,电性能优良,耐电弧性好,但体积电阻率;抗药品性优良,耐热水,耐油类,熔体粘度低,成型优良;2.结晶快,冷却快,成型周期短,易脱模,宜中高速注射;3.结晶度高,收缩率大(标准级1.7-2.3%),零件易有缩水凹陷;流动性极好,零件易走披峰,困气烧焦;炮咀易流延;4.PBT结构单体之酯基对水份敏感,高温下与水发生水解反应,分子链断裂,制品呈明显脆性,烘料必须用除湿干燥机,成型允含水率须0.02%;5.PBT大部分采用玻璃纤维增强改性,以提高其耐热性和机械强度;由于玻纤的流动 定向,使制品收缩率不均,制品易翘曲;6.防火级易腐蚀模具导致制品

20、表面有模迹,须常洗模;玻纤增强级宜高模温改善纤维白花,提高光泽;宜低背压慢速回料,减小剪切力;以免玻纤过度剪断导致强度下降;7.PBT一般在280分解,在238-255下,滞留8-12分钟。205.PET( 聚对苯二甲酸乙二酯)1.PETP简称PET,半结晶性材料,原料颗粒为乳白色半透明体或无色透明体,不易著火燃烧,燃烧时熔融并爆成碎片,火焰呈黃色,有滴落;2.具优良耐磨耗摩擦性及尺寸稳定性;优异电性能,優良耐化学腐蚀性;玻纤增强级具高耐热性,高机械強度,优良耐候性,耐蠕变,抗疲劳性,磨耗小而硬度高;吸水率低,耐弱酸及有机溶剂,但不耐熱水浸泡,不耐碱;3.PET具有熱塑性塑料中最大的強韧性,聚

21、酯薄膜拉伸強度可與鋁膜相比,为聚乙烯的9倍,聚碳酯酸和尼龙的3倍,非晶态PET具良好光学透明度,广泛用于食品包裝领域;4.PET相對密度1.30-1.38,熔点255-260,成型温度范圍窄,熔融温度超300則发生分解;5.PET耐热性好,長期使用温度达120,在较宽的溫度范围內保持良好的物理機械性能;电绝缘性能好,受温度影响小,但耐电晕性差;6.PET啤塑中分子链段易取向而導致冷卻制品內产生內應力,易发生翘曲变形,开裂,玻纤增强级可减少开裂;5.PET( 聚对苯二甲酸乙二酯)7.PET结晶速度慢,可采用高模温(100-130)促进结晶;8.PET粘度低,流动性好,宜低射压,中速成型;9.PE

22、T成型过程中易产生凹痕,零件结构上壁厚不宜太厚,肋的厚度一般在壁厚1/3以下;10.PET对水份极其敏感,其单体之酯基机易在高温下与水发生水解反应,分子链段断裂导致制品出现明显脆性,成型前必须用除湿干燥机进行除湿干燥(露点在-20以下),成型允含水率0.02%,原料开袋露于空气中30分钟即须重新干燥;11.PET熔点高,易固化,因此炮咀温可稍设定高些,工模流道和浇口应尽可能大些;12.玻纤增强级成型工模应作硬化处理(HRC55以上),同时因纤维定向明显,起模时一般应把模腔做小些,模芯做大些,以便试模后再修正。226.POM(聚甲醛) 1.半结晶性材料,具较好的综合性能,尤其力学性能为塑料材料中最接近金属的品种之一,是重要的塑

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