塑料模具与设备oweroinresena

塑料模具与设备主讲胡成武湖南工业大学机械工程学院

三、其他塑料成型

通过本课程的学习，既对基础理论有较深理解、专业上有所掌握，又能独立设计塑料成型工艺和塑料成型模具，合理选择成型设备，并具备一定的塑料制品设计能力。

本课程内容一、塑料成型的理论基础。二、注射成型工艺及模具设计，注射模具与注射机的关系本课程目的第一篇塑料成型基础第一章概论一、塑料及其应用二、塑料的加工适应性三、塑料的主要成型方法重点掌握第一节塑料及其应用一、塑料的概念1、什么是塑料?塑料是以高分子聚合物为主要成分，并在加工为制品的某阶段可流动成型的材料。2、什么是高分子聚合物?高分子聚合物指由许多小分子单体通过聚合或缩聚反应形成的长链大分子。3、塑料的特性是什么？塑料具有特殊的物理力学性能和化学稳定性能，以及优良的成型加工性能，在加热和压力下，利用不同的成型方法几乎可将塑料制成任何形状的制品。4、塑料为什么会有这些特性？

这归根于高分子聚合物的巨大相对分子质量。它们的原子之间具有很大的作用力，分子之间的长链蜷曲缠绕。这些缠绕在一起的分子既可互相吸引又可互相排斥，使塑料产生了弹性。高分子聚合物在受热时不像一般低分子物质那样有明显的熔点，从长链的一端加热到另一端需要时间，即需要经历一段软化的过程，因此塑料便具有可塑性。5、高分子聚合物与低分子物质的重要区别是什么？高分子聚合物没有精确、固定的相对分子质量。同一种高分子聚合物的相对分子质量的大小并不一样，只能采用平均相对分子质量来描述。组成：以合成树脂为主要成分，根据不同需要添加不同添加剂所组成的混合物。1.合成树脂什么是合成树脂？合成树脂是人们模仿天然树脂的成分，并克服了产量低、性能不理想的缺点，用化学方法人工制取的各种树脂。

合成树脂决定了塑料的基本性能，作用：

⑴在塑料制件中，为均一的连续相，将各种添加剂粘结成一个整体，使其具有一定的物理力学性能。⑵在成型加工中，与所加的添加剂配制成的塑料有良好的成型工艺性能。二、塑料的组成2．稳定剂作用：减缓或阻止塑料在加工和使用过程中的分解变质。分类：热稳定剂、抗氧化剂和紫外线吸收剂等。用量：塑料的0．3％～0．5％。3．填料包括：填充剂和增强剂。作用：降低塑料成本或改进塑料的性能。填充剂：碳酸钙、硫酸钙和硅酸盐、木粉、石棉等。增强剂：典型品种有玻璃纤维、棉、麻和纸筋等，性能特殊的还有碳纤维、陶瓷纤维、硼纤维及其单晶纤维。用量：塑料的40％以下。4．增塑剂作用：提高塑料的可塑性和柔软性。增塑剂：一些高沸点的液态有机化合物或低熔点的固态有机化合物。5．润滑剂作用：⑴对塑料的表面起润滑作用，防止熔融的塑料粘附在成型设备或模具上。⑵改进塑料熔体的流动性能。⑶提高制品表面的光亮度。润滑剂：硬脂酸、盐类等。用量：小于塑料的1％。7．固化剂作用：热固性塑料成型时，使合成树脂完成交联反应而固化。固化剂（或交联剂）：酚醛树脂中加六亚甲基四胺；环氧树脂中加乙二胺或顺丁烯二酸酐等。6．着色剂作用：增加塑料制品的色彩，改善塑料的耐候性。着色剂：有机颜料，颜色钠猩红、黄光硫靛红棕、颜料蓝、炭黑等；矿物颜料，铬黄、绛红镉、氧化铬、铝粉末等。三、塑料的分类1．按制造方法分类有机化学中的两种反应：聚合反应和缩聚反应。分类：聚合树脂、缩聚树脂两类。聚合反应：将许多低分子单体化合成高分子聚合物的化学反应。在此反应过程中没有低分子物质析出。这种反应既可在同一种物质的分子间进行(其反应产物称为聚合体)，也可以在不同物质的分子间进行(其反应产物称为共聚体)。

缩聚反应：将相同的或不相同的低分子单体化合成高分子聚合物的化学反应。此反应过程中有低分子物质析出。2．按成型性能能分类分类：热塑性性塑料、热固固性塑料两类类。热塑性塑料的的特点：受热热后软化或熔熔融，此时可可成型加工，，冷却后固化化，再加热仍仍可软化。热固性塑料的的特点：开始始受热时也可可以软化或熔熔融，但一旦旦固化成型就就不再软化。。此时，即使使加热到接近近分解的温度度也无法软化化，且也不会会溶解在溶剂剂中。为什么塑料具具有热塑或热热固性的特性性？⑴热塑性塑料的的分子结构呈呈链状或树枝枝状，称为线线性聚合物。。这些分子互互相缠绕但并并不连结在一一起，受热后后具有可塑性性。（无定型型、结晶形塑塑料）⑵热固性塑料加加热开始时链链状或树枝状状结构，但受受热后逐渐结结合成网状(称为交联反应应)，成为既不熔熔化又不熔解解的物质，称称为体型聚合合物。分子的的链与链间产产生化合反应应，再次加热热时不能软化化。常用成型方法法：热塑性塑塑料，注射、、挤出或吹塑塑等；热固性性塑料，压缩缩或压注，有有的也可以采采用注射成型型。3．按用途分类类分类：通用塑塑料、工程塑塑料及特殊用用途的塑料等等。通用塑料：用用途最广泛、、产量最大、、价格最低廉廉。聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛(PF)和氨基塑料六六大类，约占占世界塑料总总产量的80％。工程塑料：可可用作工程材材料的塑料。。主要有丙烯烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、苯醚（PPO）、聚砜(PSF)及各种增强塑塑料。四、塑料的性性能和用途1．质量轻密度与水相近近，约为钢密密度的1／6，但力学强度度比木材、玻玻璃、陶瓷等等要高得多，，有的甚至可可与钢铁媲美美。用途：特别适适合制造轻巧巧的日用品和和家用电器零零件，对要求求减轻自重的的车辆、船舶舶和飞机有特特别重要的意意义。2．比强度高按单位质量来来计算材料的的抗拉强度(称之为比强度度)，它并不逊于于金属，工程程塑料、碳纤纤维增强塑料料等，远超过过金属。用途：可用于于制造工程机机械，纤维增增强塑料可用用作负载较大大的结构零件件，小轿车中中塑料的质量量约占整车质质量的1／10，宇宙飞船中中塑料的体积积约占飞船总总体积的1／2。3．耐化学腐蚀蚀能力强对酸、碱、盐盐等化学物质质的腐蚀均有有抵抗能力。。用途：硬聚氯氯乙烯被广泛泛用来制造化化工管道及容容器。4．绝缘性能好好对电、热、声声都有良好的的绝缘性能，，极低的介电电损耗性能。。用途：被广泛泛地用做电绝绝缘、绝缘保保温及隔音吸吸音材料。其其优越的电气气绝缘性能和和极低的介电电损耗性能，，可以与陶瓷瓷和橡胶媲美美。现又制造造出半导体、、导电导磁塑塑料等，它们们对电子工业业的发展具有有独特的意义义。5．光学学性能能好塑料的的折射射率较较高，，且有有很好好的光光泽。。用途：：不加加填充充剂的的大都都可制制成透透光性性良好好的制制品，，如有有机玻玻璃、、聚苯苯乙烯烯、聚聚碳酸酸酯等等都可可制成成透明明的制制品。。广泛泛地用用来制制造玻玻璃窗窗、罩罩壳、、透明明薄膜膜以及及光导导纤维维材料料。6．加工工性能能好、、经济济效益益显著著a、容易易成型型，成成型加加工周周期短短；b、成型型塑件件所需需专用用设备备投资资少，，能耗耗低；；c、与金金属制制件加加工相相比，，加工工工序序少；；d、加工工过程程中的的边角角废料料多数数可回回收再再用，，以单单位体体积计计算，，生产产塑料料制件件的费费用仅仅为有有色金金属的的1／10，因此此塑料料制件件的总总体经经济效效益显显著。。但是应应注意意：a、一般般塑料料的刚刚性差差；b、塑料料的耐耐热性性差；；c、散热热性差差；d、若长长期受受载荷荷作用用，产产生““蠕变变”现现象。。e、易燃燃烧.f、光和和热作作用下下性能能容易易变坏坏，发发生老老化现现象。。第二节节塑料的的加工工适应应性温度对对于塑塑料的的加工工有着着重要要的影影响。。随着着加工工温度度的逐逐渐升升高，，塑料料将经经历玻玻璃态态、高高弹态态、黏黏流态态直至至分解解。不不同状状态其其性能能不同同，决决定了了对加加工的的适应应性。。1、玻璃璃化温温度θg以下，，坚硬硬的固固体。。2、θg至θf为高弹弹态，，橡皮皮状弹弹性体体。3、θf（θm）开始始黏流流态（（称为为熔体体）。。以上讨讨论结结论：：在一一定的的加工工温度度下塑塑料具具有可可挤压压性、、可模模塑性性、可可延性性、可可纺性性、可可机加加工性性等。。第三节节塑料的的主要要成型型方法法1．注射射成型型(注塑成成型)成型原原理：：注射射机将将粒状状的塑塑料连连续输输入到到注射射机料料筒中中受热热并逐逐渐熔熔融，，成黏黏性流流动状状态，，由料料筒中中的螺螺杆或或柱塞塞推至至料筒筒端部部。通通过料料筒端端部的的喷嘴嘴和模模具的的浇注注系统统将熔熔体注注入闭闭合的的模具具中，，充满满后经经过保保压和和冷却却，使使制件件固化化定型型，然然后开开启模模具取取出制制件。。应用：：主要要用于于热塑塑性塑塑料，，现也也用于于热固固性塑塑料。。注射射成型型在塑塑料制制件成成型中中占有有很大大比例例，塑塑料成成型模模具产产量中中半数数以上上是注注射模模具。。2．挤出出成型型(挤塑成成型)成型原原理：：与注注射成成型的的原理理类似似，将将粒状状塑料料在挤挤出机机的料料筒中中完成成加热热和加加压过过程，，熔体体经过过装在在挤出出机机机头上上的成成型口口模挤挤出，，然后后冷却却定型型，借借助牵牵引装装置拉拉出，，成为为具有有一定定横截截面形形状的的连续续制件件。应用：：热塑塑性塑塑料的的主要要成型型方法法之一一。除除了成成型加加工外外，该该法还还用于于塑料料的混混炼加加工。。4．压缩缩成型型(压制成成型)工作原原理：：把由由上、、下模模(或凸、、凹模模)组成的的模具具安装装在压压力机机的上上、下下模板板之间间，将将塑料料原料料直接接加在在敞开开的模模具型型腔内内，再再将模模具闭闭合，，塑料料粒料料(或粉料料、预预制坯坯料)在受热热和受受压的的作用用下充充满闭闭合的的模具具型腔腔，固固化定定型后后得到到塑料料制件件。应用：：主要要用于于热固固性塑塑料。。3．中空空成型型（吹吹塑成成型））工作原原理：：先用用挤出出机或或注射射机挤挤出或或注射射出管管筒形形状的的熔融融坯料料，然然后将将此坯坯料放放人吹吹塑模模具内内，向向坯料料内吹吹入压压缩空空气，，使中中空的的坯料料均匀匀膨胀胀直至至紧贴贴模具具内壁壁，冷冷却定定型后后开启启模具具取出出中空空制件件。应用：：它是是制造造中空空制件件和管管筒型型薄膜膜的方方法。。5．压注注成型型（传传递成成型））工作原原理：：将塑塑料粒粒料或或坯料料装入入模具具的加加料室