第一章 注塑成型工艺及塑料模具设计-绪论

1、注塑成型工艺及塑料模具设计,江南大学机械学院模具技术研究室 周建华,生产合格的塑料制品必须从以下四方面考虑：1、塑料制品的结构2、注塑用原材料的品质3、塑料模具的结构4、注塑成型工艺,第一章 塑料概论,本章重点: 1.塑料的定义及组成 2.塑料的分类、特点及主要成型方法 3.常用高分子材料的名称及特性,第一章 塑料概论,1.塑料定义： 塑料：是以树脂为主要成分的高分子聚合物,在一定的温度和压力条件下,具有流动性,可以模塑成一定的几何形状和尺寸,并在固化后保持其形状不变. 树脂：天然树脂、合成树脂,天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质， 如松香、琥珀、虫胶等。,合成树脂是指由简

2、单有机物经化学合成或某些 天然产物经化学反应而得到的树脂产物。,2.塑料组成：,主要：合成树脂（主要）、填充剂（改善性能、 降低成本）、 增塑剂、稳定剂（防止老化：由于紫外线、氧气作用）、润 滑剂（脱模）、固化剂（影响硬度）、着色剂、发泡剂、阻 燃剂等。 主要组成：聚合物合成树脂（40-100%） 辅助材料：增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材料。 辅助材料作用：改善材料的使用性能与加工性能，节约树脂材料（贵）,（1）按制造方法分: 加聚反应和缩聚反应:,3.塑料分类：（分类方法较多）,nCH2CH2,乙烯,聚乙烯,C2H5OC2H5,H2O,加聚反应的特点:,加聚反应特点：

3、 反应前后分子数相同； 由单体变成聚合物是化学键作用； 反应中分子没有附属产物产生； 加聚反应可得的是线形高聚物。,缩聚反应的特点:,C2H5OC2H5,缩聚反应特点： 反应前后分子个数不同； 由单体变为聚合物是由于官能团的作用； 反应中分子有附属产物产生； 缩聚反应既可能得线型高聚物也可能得网型或体型高聚物。,（2）按成型工艺分:,热塑性塑料：由加聚反应制成、具有线型分子链结构;加热 变软,冷却硬化、可以反复成型。 在成型过程中,只发生物理变化（冷却定型）,而无化学变化; 并且过程可逆. 热固性塑料：以缩聚反应制成、以缩聚树脂为主、另加入 固化剂,具有网状分子链结构；一旦固化成型,加热不软化

4、,不 可以反复成型。 在成型过程中,当温度达到固化剂产生交联化学反应的温度 时,其分子结构从链状结构变为网状结构,而固化,再加热也不 再变化. 成型过程中既有物理变化,又有交联化学反应,变化过程不可逆.,高聚物分子链的空间构型形式:,a,b,c,d,a线状 b支链状 c网状 d体型状,3.塑料分类：,通用塑料：指产量大，用途广。价格低廉的一类塑料。 如：聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，醛酚塑料， 氨基塑料占塑料产量的60% 工程塑料：指机械性能高，可替代金属而作工程材料 的一类，尼龙，聚碳酸脂，聚甲醛。,以塑代钢,4.塑料特点：,密度小、质量轻：密度 0.92.3g /cm 3，大多数在1

5、.01.4， （钢的1/6,铝的1/2），发泡塑料 0.189g/cm 3 （大 多数在0.010.5 ）， 汽车、飞机的内饰件:以塑代钢，减轻重量、降低油耗。 比强度高：单位质量计算材料抗拉强度。 钢材：160MPA、玻璃纤维增强塑料：400MPA 耐腐蚀强：聚四氟乙稀（塑料王） 减摩、抗震：汽车、飞机内饰件 另外:电气绝缘性能优良 、绝热性好 易成型加工性，比金属易,缺点：,钢性差、耐热性差； 热膨胀系数大（10-5， 一般金属10-6）； 散热差； 易蠕变、老化；,蠕变:塑料长期在载荷的作用下,即使温度不升高,也易产生 塑性流动的现象。 老化（降解）:聚合物在高温、应力、氧气、水分等外部

6、 条件的作用下发生化学反应,导致分子链断裂,从而发 生弹性消失、强度降低、使用寿命简短等现象。,常用热塑性塑料：,聚乙烯： PE （HDPE、LDPE）,各种包装瓶、包装袋。 无毒、无味、乳白色； 聚氯乙烯：PVC，有较好的抗拉、抗弯、抗压性能,广泛用于建筑管材； 聚苯乙烯：PS,无色无味、透明,易产生应力破碎,常用于 光学透明件,如:仪表盘; 聚丙烯： PP,无色无味、透明,有较好的抗弯性能（可承受 7107次弯曲而不断裂）,如:注射器、餐具; PP耐折无毒，可透明，所以用PP做外壳的产品一般用在洗浴用品和食品包装上，对尺寸精度和结构强度要求不高，但它的缺陷也是显而易见的， 如强度不高，易顶

7、白，缩水大等等，所以在有结构强度要求的场合一般不采用， 聚酰胺 ： PA（尼龙）,无毒、无味,吸水性大、收缩性大、 尺寸稳定性差,减摩、耐摩性、自润滑性好。 工程塑料首选。 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物：ABS,成型性能好, 广泛应用于家电外壳。,常用热塑性塑料：,聚四氟乙稀：PTFE，密度2.3（最重的塑料）、（强烈抗腐蚀、 摩擦系数塑料中最小）,广泛应用于传动件、人工血管等； 聚砜：PSF ；出色的耐热耐氧化性,（耐高温：260C） 聚碳酸酯：PC , 抗冲击强度最大,韧而刚;制件精度高; 本色微黄、加入少量淡蓝色即为无色透明，透光率90%； 广泛应用于传动齿轮、链轮、凸轮，灯罩，光盘；

8、聚甲醛：POM，白色或淡黄色,综合性能好,强度刚度好、减摩 耐摩性好,尺寸稳定、吸水性小。但热稳定性差. 常用于传动件（如:光驱齿轮） 聚甲基丙烯酸甲酯：PMMA，有机玻璃，透明性好，较高的 抗冲击韧性，密度1.18为硅玻璃的一半,轻! 缺点:表面容易拉毛，广泛应用于汽车、飞机门窗。,6.常用塑料成型方法：,热塑性塑料： 注塑成型（注射成型）、挤出成型、中空成型（吹塑、 吸塑）、气体辅助成型； 热固性塑料： 压缩成型、压注成型。,塑料成型方法及其模具,压注模,注射模,压缩模,吹塑模,发泡模,搪塑模,挤出模,热压印模,彩印模,6.常用塑料成型方法：,注塑成型（注射成型）,注射原理,6.常用塑料成

9、型方法：,中空成型（吹塑、吸塑）,吹塑成型压机,吹塑原理,吸塑成型：,真空成型模具,真空成型产品,挤出成型：,挤出成型过程,挤出机头,挤出成型产品,气辅成型：,气辅成型塑件,气辅模具,模具配置气针装置，由 气体产生器（惰性气体） 向气针装置供气，以实现 气辅。,压缩成型：,压缩成型压机,压缩成型产品,压缩成型模具,压注成型：,压注成型压机,压注原理,压注成型产品,七.热塑性塑料与热固性塑料有关成型方面的区别,1.塑料成型技术的发展：,2.模具加工技术发展趋势：,开发优质模具材料和先进的表面处理技术,普及应用CAD/CAE/CAM技术,模具的高速测量、加工技术、逆向工程与并行工程,模具标准化,8.注塑