1-塑料成型基础知识

1、塑料成型工艺与模具设计,河北工程大学机电学院,教材： 塑料成型工艺及模具设计，叶久新、王群主编，机械工业出版社，2008 课程设计教材： 塑料模具设计指导，伍先明等编著，国防工业出版社，2006 塑料模具设计指导与资料汇编，大连工业出版社，2007,相关事宜,学时：40，其中讲课36学时，实验4学时。 联系方式：李丽2教-405 材料成型教研室,本课程的任务及要求,4. 基本掌握压注模具、压缩成型模具挤出成型及其 它成型方法的工艺过程及模具设计方法。,系统了解塑料的成份、类型、性能 。 2. 掌握塑料成型的基本理论知识。,3. 熟练掌握注射成型的工艺过程、工艺参数的选

2、择 及模具设计方法。,1. 塑料：以合成树脂（高分子聚合物）为原料，在一定温度 和压力条件下可塑化成型,产品最后能保持形状不变的高分 子材料。,2. 高分子聚合物：由一种或多种简单低分子化合物单体通过 聚合反应形成相对分子质量很大的化合物。,例如：聚氯乙稀（PVC)就是由许多个氯乙烯（CH2=CHCl)单体通过聚合反应形成的长链大分子。,方括号内为高聚物的结构单元，也是其重复结构单元并简称为重复单元，也称为链节。n代表重复单元数，又称为平均聚合度。,第1章 塑料成型的基本知识,1.1 聚合物的结构和性能,高分子聚合物一般是利用煤或石油中得到的有机小分子化合物作为单体，通过聚合反应而合成的。具体

3、的合成方法有加聚反应、缩聚反应等。,1. 加聚反应,由一种或多种单体相互加成而连接成聚合物的反应。 注:在此反应过程中除了生成聚合物外，再没有任何其他产物生成，聚合物中包含了单体的全部原子。,一、 高分子聚合物的形成,2. 缩聚反应,由一种或多种单体相互混合而连接成聚合物，同时析出（缩去）某种低分子物质（如水、氨、醇、卤化氢等）的反应。 如：聚酰胺是用已二胺和已二酸作为单体通过缩水聚合反应形成的长链高分子，同时形成水。,（1）线型高分子 （2）支链型高分子,这两类高分子链在热塑性塑料中存在，这些分子通常互相缠绕但并不连接在一起，受热后具有可塑性,可以被反复地加热和冷却，进行循环利用。,（3）网

4、状（体型）高分子,链状高分子链由于交联反应结合成网状结构。由于分子链与链之间产生了化合反应，这些网状结构既不熔化也不溶解。在热固性塑料中存在。,二、 高分子聚合物的结构,1.聚合物的长链结构,2. 聚合物的聚集态结构,聚合物的聚集态结构是聚合物分子链之间的排列和堆砌结构。 是决定聚合物本体性质的主要因素。,（1）晶态,分子链规则排列且紧密，分子间吸引力大，分子链运动困难。熔点、强度、耐热性和抗熔性等性能好。,（2）非晶态（玻璃态）,分子链呈无规则排列，而且无规缠结，分子链活动力大。弹性、伸长率和韧性等性能好。,（3）部分晶态,聚合物的物理状态与温度的关系曲线：,1线型非晶态聚合物；2线型晶态聚

5、合物,（脆化温度）,（玻璃化温度）,（粘流温度）,（分解温度）,三、 高聚物的物理状态、力学状态和加工适应性,聚合物在不同温度条件下表现出的分子热运动特征称为聚合物的物理状态。非晶态线型聚合物的物理状态分为玻璃态（晶态线型聚合物称为结晶态)，高弹态和粘流态。,1. 线型非晶态高聚物 （1）玻璃态,塑料处于Tg温度以下的固体， 是大多数塑件的使用状态。 Tg：玻璃化温度，是大多数高聚物成型加工的最低温度。 分子链与链段的运动被冻结，当施加外力时只能引起原 子间键长与键角的微小变化 特点： 形变量小、瞬时完成并具有可逆性。 加工适应性：只适用于机械加工,(2)高弹态 温度升高，分子动能逐渐增大，链

6、段开始运动。 特点：类似橡胶状态的弹性体，弹性变形量大，仍具有可逆变的形变性质。 加工适应性：压力成型、真空成型、中空成型。,注：为得到所需形状和尺寸的塑件，成型后需快速冷却到Tg温度以下。,（3）粘流态,若温度继续升高，分子的动能更大，增加到使链段与整个高分子链都可移动的程度。塑料成为能流动的粘流液体，通常也称之为熔体。 特点：塑料在这种状态下的变形不具可逆性质，一经成型和冷却后，其形状永远保持下来。 加工适应性：挤出、吹膜、注射、贴合及熔融纺丝等加工,1线型非晶态聚合物；2线型晶态聚合物,（脆化温度）,（玻璃化温度）,（粘流温度）,（热分解温度）,（熔点）,2. 线型晶态聚合物 Tf对应的

7、是熔点Tm 完全结晶的聚合物在Tg与Tm之间基本不呈现高弹态,加工适应性,1熔融纺线,2注射,3薄膜吹塑,4挤出成型,5压延成型,6中空成型,7真空和压力成型,8薄膜和纤维热拉伸,9薄膜和纤维冷拉伸,注：对于线型聚合物,玻璃态是材料的使用状态， Tg是衡量材料使用范围的重要标志之一 Tg越高其对环境温度的适应性越强 Tf(Tm)和Td可用来衡量聚合物的成型性能 Tf(Tm)低时，有利于熔融，生产时热能消耗小。 Tf(Tm) Td温度区间大时，聚合物熔体的热稳定性好，聚合物成型加工就越容易进行。,1.2 聚合物的流变性质,流动和变形是塑料成型加工中最基本的工艺特征。 粘流态的聚合物在外力作用下，

8、相互交缠卷曲的大分子链将会沿受力方向发生解缠，伸直以及相对滑移，从而表现出一种变形量很大的宏观流动。,一、 聚合物的粘弹性质,1. 成型过程中的应力和应变,2. 聚合物变形流动时的粘弹性质 塑料熔体在成型过程中的变形和流动同时具有弹性和粘性性质,3. 塑料变形的滞后效应与松弛 滞后效应：变形对应力的滞后响应 松弛：变形与应力之间的平衡过程 时效变形：塑料脱模后存在较大的残余内应力，将通过 聚合物中分子的变形与重排而逐步释放。 时效变形可通过退火处理来消除,二、 聚合物的流动规律,流体剪切粘度,雷诺数,1. 流体的流动状态,层流：Re4000,大多数聚合物由于有很高的粘度，加上成型时流速不允许过

9、高，所以塑料在成型加工过程中的流动基本上是层流。,流体在平直圆管受切应力发生的流动形式有层流和湍流。,2.牛顿型流体 描述流体层流的最简单规律是牛顿流动定律 牛顿在研究液体流动时发现，温度一定时，低分子液 体在流动时的切应力和剪切速率之间存在着如下关系： 式中， 液层之间的单位距离内的速度差，称为速度梯度 单位时间内的切应变，称为剪切速率。 比例常数，称为剪切粘度或牛顿粘度。,凡是液体层流时符合牛顿流动规律的通称牛顿流体。其特征为应变随应力作用的时间线性地增加，且粘度保持不变（定温情况下），应变具有不可逆性质，应力解除后应变以永久变形保持下来。,（1-1）,3. 非牛顿型流体,指数流动规律,式

10、中 K与聚合物和温度有关的常数，可反映聚合 物熔体的粘稠性，称为粘度系数； n与聚合物温度有关的常数，可反映聚合 物熔体偏离牛顿流体性质的程度，称为非 牛顿指数。,绝大多数的聚合物熔体都表现为非牛顿流体。这些聚合物熔体都近似地服从指数流动规律。,（1-2）,上式可改写为： 设 于是，式（1.3）改写为 式中，,（1.3）,（1.4）,（1.5）,非牛顿流体的表观粘度。,讨论： n值可以用来反映非牛顿流体偏离牛顿流体性质的程度 n1时， ，意味着非牛顿流体变为牛顿流体。 n1时 ，绝对值n 1越大，流体的非牛顿性越强，剪切速率对表观粘度的影响越强。,宾哈流体,牛顿型流体,假塑性流体,复合型流体,

11、图1.6 不同类型流体的流动曲线,剪切速率,切应力,膨胀性流体,塑料熔体的类型 在聚合物流变学中，凡是服从指数流动的非牛顿流体，统称为粘性流体。,不同类型流体表观粘度与剪切速率的关系,“剪切变稀”：假塑性流体的表观粘度随剪切速率的增加 非线性下降的现象。 “剪切增稠”：膨胀性流体的表观粘度随剪切速率的增加 非线性升高的现象。,3. 影响聚合物粘度的因素,（1）聚合物结构和其他组分对黏度的影响,大分子链柔顺性较大的聚合物，链间的缠结点多，链的解缠、伸长和滑移困难，熔体流动时非牛顿性强,1)分子结构,2)相对分子质量,聚合物相对分子质量越大，大分子链重心移动减慢。要完成流动过程就需要更多的时间和更

12、大的剪切速率。所以聚合物粘度随着分子量增加而增大。,3) 相对分子质量分布(聚合物内大分子之间相对分子质量的差异）,差异越大，相对分子质量分布越宽，聚合物熔体的粘度越小，非牛顿性越强，对剪切速率越敏感。,（2） 温度对粘度的影响 随温度升高，体积膨胀，有利于大分子的变形和流动，从而降低了熔体的粘度。,（3）压力对粘度的影响 压力增大，意味着分子间空间缩小，使分子链运动困难，熔体的粘度增大。,（4）助剂对粘度的影响,一般情况下，聚合物中添加其他助剂后，大分子之间的相互作用力会发生变化，熔体黏度也将发生改变。增塑剂和润滑剂能明显降低熔体粘度，而多数填充剂能提高粘度。,三、高分子聚合物的弹性,聚合物

13、是一种具有弹性固体和粘性液体的双重性质的粘弹性材料。,1. 聚合物熔体的弹性类型 剪切弹性 切变模量 拉伸弹性 拉伸弹性模量,2. 聚合物熔体流动过程中的弹性行为 端末效应和失稳流动,1) 端末效应 在导管入口和出口端出现的与聚合物熔体弹性行为有紧密联系的现象称为入口效应和出口膨胀效应，合称为端末效应,2）失稳流动,聚合物熔体以较高的剪切速率注射成型时，大分子链几乎被完全拉直，继续变形就会呈现很大的弹性性质，导致其熔体的流动无法保持稳定层流而变成弹性湍流，各种因素互相干扰，这种现象称为失稳流动。,剪切速率或切应力继续增大时，熔体表现出波浪、竹节形或周期螺旋形，甚至相互断裂成不规则的碎片或小圆柱

14、块的现象，称为熔体破裂。,聚合物的相对分子质量增加和相对分子质量分布变窄，熔体的非牛顿性增强，弹性行为越突出，熔体发生失稳流动倾向增大。,1) 分子结构,2) 温度,温度升高可提高失稳流动时的极限切应力和极限剪切速率，减小失稳流动范围。,3. 影响失稳流动和熔体破裂的因素,选择合适的过渡收敛角及其过渡长度，并使过渡的表壁呈现流线状时。可以减小失稳流动倾向。,3) 流道结构,四、 聚合物熔体的充型流动,充型：高温聚合物熔体在注射压力的作用下，通过流道和 浇口后在低温型腔内流动和成型的过程。,1. 浇口和型腔对熔体充型流动的影响 1）浇口的横截面高度和型腔的深度相差很大 高速充型，易产生喷射现象

15、2）相差不大 中速充型，熔体以较平稳的扩展性运动流动 3）接近 熔体低速平稳的扩展流动充型,2. 扩张流动充型与熔接痕,当熔体在型腔中流动的过程中遇到型芯和嵌件等障碍物时，熔膜将被分成两股，最终在两股料流的汇合处产生熔接痕。 危害：极大的消弱了制品的机械强度。,减少熔接痕：用流动性好的塑料，或增加浇口数量，缩短流程，以较快时间充模，适当提高料温或模温等；改变浇口位置，使熔接痕产生在塑件的次要位置。,上节要点,高分子聚合物的形成 低分子化合物单体通过聚合反应形成 2. 聚合物的结构 长链结构：线型高分子、支链型高分子、网状高分子 聚集态结构：晶态、非晶态、部分晶态 3. 聚合物的物理状态 非晶态

16、线型高聚物：玻璃态、高弹态、粘流态 晶态线型高聚物：结晶态、高弹态、粘流态（具体与结晶 程度有关）,聚合物的物理状态与温度的关系曲线：,1线型非晶态聚合物；2线型晶态聚合物,（脆化温度）,（玻璃化温度）,（粘流温度）,（热分解温度）,（Tm 熔点）,加工适应性,1熔融纺线,2注射,3薄膜吹塑,4挤出成型,5压延成型,6中空成型,7真空和压力成型,8薄膜和纤维热拉伸,9薄膜和纤维冷拉伸,假塑性流体,复合型流体,不同类型流体的流动曲线,塑料熔体的类型,“剪切稀化”：假塑性流体的表观粘度随剪切速率的增加 非线性下降的现象。 “剪切增稠”：膨胀性流体的表观粘度随剪切速率的增加 非线性升高的现象。,影响

17、粘度的因素 聚合物结构、温度、压力、助剂 聚合物熔体的弹性 弹性类型：剪切弹性和拉伸弹性 弹性行为：端末效应和失稳流动 影响失稳流动的因素：分子结构、温度、流道结构 聚合物熔体的充型流动 扩张型流动（三个阶段）、熔接痕,一、 聚合物的加热与冷却,聚合物 粘流态 型腔 塑件 热量的来源：外界能量、分子间摩擦热 注：结晶聚合物熔融时所需热量大，而冷却时放热大,1.3 聚合物成型过程中的物理行为,加热,冷却,二、 聚合物的结晶,1.聚合物的结晶现象,结晶：聚合物熔体在高温向低温固态转变过程中，分子链的结构形态形成规则排列的过程,聚合物结晶的特点:晶体不整齐、结晶不完全、结晶速度慢和没有明晰的熔点等。

18、,二次结晶、后结晶：成型完成后的结晶。会使制件的性能和尺寸在使用和储存过程中发生变化，应避免，可采用退火处理。,非晶体聚合物,球状晶体,纤维状晶体,（4）结晶速度和结晶度,1）结晶速度 反映了聚合物在外部条件作用下呈现出的结晶能力。 生产中常用半结晶周期作为评价结晶 速度和结晶能力 的指标。 2）结晶度 聚合物内结晶组织的质量（或体积）和聚合物总质量（或 体积）之比，主要用来表征结晶程度。（大多数聚合物 的结晶度约为10%60%，但有些也可能达到很高的数 值，如PP的结晶度达到70%95%）,2. 结晶对塑件性能的影响,3)冲击韧度 比非结晶态时为低。,4)弹性模量 比非结晶态时为低。,5)热

19、性能 可提高聚合物的软化温度和热变形温度。,2) 强度、硬度、耐磨性 随结晶程度的增大而提高。,1)密度 随结晶程度的增大而提高。,6)脆性 可缩短聚合物在注射模内的冷却时间，使成型后 的制品具有一定脆性。,二 、聚合物的取向,1. 取向及其机理,1）取向 聚合物的大分子及其链段或结晶聚合物的微晶粒子在应力作用下形成的有序排列，称为取向（或定向）。,按应力性质不同分 拉伸取向由拉应力引起，取向方向与拉伸方向一致 流动取向在切应力作用下沿着熔体流动方向形成的,2）注射成型时的流动取向机理,3)固体填充剂的流动取向,聚合物中的填料，一般取向总是与熔体的流动方向保持一致。结晶聚合物的流动取向与结晶过

20、程有关，并对结晶产生影响，较为复杂。,2.影响聚合物取向的主要因素（以注射成型为例）,1) 温度,随温度升高，取向程度降低。因解取向程度增大。,2) 注射压力和保压压力,提高注射压力和保压压力，将增加剪切应力和剪切速率， 有利于取向程度的提高。,3) 浇口,熔体充满模腔停止流动，在一定时间内分子热运动仍然比较剧烈，容易解取向。采用大浇口，延长浇口冻结时间，流动过程延时，因此浇口附近取向加强。,慢速充型比快速充型得到比较强烈的取向结构，但制品表面快速充型取向程度高。,4) 充型速度,3.取向对聚合物性能的影响,1) 取向对塑件力学性能的影响 非结晶型聚合物，沿取向方向力学性能显著提高； 结晶型聚

21、合物，在取向方向力学性能和密度有所提高， 弹性和韧性也有所改善，但伸长率下降。 2) 取向使塑件具有各向异性（在光、热、电等方面）,4. 残余应力,塑料在型腔内流动和冷却的过程中产生的。 残余流动应力（不均衡的剪切和正应力作用产生） 温度残余应力 （快速的不均匀冷却固化产生） 减小残余应力的方法 采取平衡冷却和塑件后处理等措 施,4. 聚合物的流变性质 粘弹性质：塑料熔体在成型过程中的变形和流动同时具有弹性和粘性性质 滞后效应、松弛、时效变形 流体在平直圆管受切应力发生的流动形式：层流和湍流 塑料在成型加工过程中的流动基本上是层流 牛顿型流体：流体层流时符合牛顿流动规律的。即应变随应力作用的时

22、间线性地增加，且粘度保持不变（定温）下。 非牛顿型流体：绝大多数聚合物熔体都表现为非牛顿型流体，符合指数流动规律。,定义：聚合物分子在受到热、应力、水、酸、碱等杂质 以及空气中氧的作用，导致聚合物分子链断裂、 分子变小、分子量降低的现象。,实质： 大分子,小分子,危害： 降低制品的物理、力学性能,1.4 聚合物成型过程中的化学行为,一、 聚合物降解,降解的种类,热降解 氧化降解 水降解 应力降解 微生物降解 光降解,控制原料指标 使用前物料充分干燥 合理的工艺参数 成型设备和模具状态 添加剂,防止降解的方法,(2)应力降解,在成型中因粉碎、高速搅拌、挤压及注射等而受到剪切应力和拉伸应力，使聚合

23、物分子链断裂，相对分子质量降低的现象。,(3)氧化降解,聚合物在日常使用中与氧气作用在某些化学链较弱部位产生过氧化结构，极易分解、而导致聚合物发生的解聚反应。,（4)水降解,如果聚合物中含有容易被水解的基团或因聚合物被氧化而形成容易水解的基团，在高温和高压下成型时，被聚合物中的水分分解。,硬化不足(欠熟): 温度升高，交联反应速度加快， 硬化时间缩短。 硬化时间短，交联程度低，塑件性能不好。 硬化过度(过熟): 交联过度，塑件发脆、变色和起泡，降低了 塑件物理性能。,定义：聚合物在成型过程中，由线型结构转变为体型结构 的化学反应过程，通常也称“硬化”或“熟化”。 硬化完全: 成型固化过程中的交

24、联反应发展到了一种最为适宜的 程度。在这种程度下，获得最佳的物理和化学性能。,二、聚合物的交联,1.5 塑料的组成、分类与用途,作用：将各种添加剂粘结成一个整体，同时赋予塑料一定的物理、力学和化学性能。,合成树脂添加剂,1. 合成树脂（40100%）,决定塑料的类型（热塑性或热固性）和主要性能(物理 性能、化学性能、力学性能等)。,2. 添加剂,包括填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂和固化剂等,一、 塑料的组成,注射成型物料的配制,1. 按成型性能分类,(1) 热塑性塑料,在一定的温度范围内，能反复加热软化乃至熔融流动，冷却后能硬化成一定形状的塑料。,聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚丙烯、聚苯乙

25、烯、聚碳酸酯、ABS、聚甲醛及有机玻璃等。,特点：基本上是以聚合反应得到的线型或支链型树脂为基础制得的，在成型过程中只有物理变化，而无化学变化，受热后可多次成型，废料可回收再利用。,注射、挤出或吹塑等方法成型,二、 塑料的分类,酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、不饱和聚酯塑料、三聚氰胺塑料等。,(2) 热固性塑料,加热温度达到一定程度后能成为不溶和不熔性物质，使形状固化下来不再变化的塑料。,特点：基本上是以缩聚反应得到的，在成型受热时发生化学变化使线型分子结构转变为体型结构、废料不能再回收利用。,压缩或压注方法，也可用注射成型,表1-1热塑性塑料与热固性塑料有关成型方面的区别,2. 按用途分类,(

26、1) 通用塑料,一般只能作为非结构材料使用，用途最广泛，产量最大，价格最低廉，性能普通的一类塑料。,聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、酚醛塑料（PF）和氨基塑料六大品种。,(2) 工程塑料,可以作为工程结构材料，力学性能优良，能在较广温度范围内承受机械应力和较为苛刻的化学及物理环境中使用的一类塑料。,聚酰胺（尼龙）（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、ABS、及各种增强塑料。,医用塑料、光敏塑料、导磁塑料、高耐热性塑料及高频绝缘性塑料等。,（3）功能塑料,用于特种环境中，具有某一方面的特殊性能的塑料。,三、 塑料的性能,密度小、质量轻。适合制造轻巧的

27、日常用品和家用电器零件,比强度和比刚度高。可用于制造工程机械,耐化学腐蚀能力强 。广泛用于制造化工管道和容器,绝缘性能好。电绝缘材料、绝缘保温材料、隔音吸音材料。,7. 光学性能好。可制成透光性良好的制品,成型和着色性能好。 易成型，周期短。易着色，范围广。,5. 减摩、耐磨和自润滑性好。可制成齿轮、凸轮、滑轮等零件,8. 多种防护性能，如防水、防振、防辐射等,缺点：耐热性比金属材料差；热膨胀系数大；蠕变现象； 老化现象。,塑料的工艺性能 塑料在成型过程中表现出来的特有性质。,热塑性塑料,收缩性 流动性 相容性 吸湿性 热敏性,热固性塑料,收缩性 流动性 比容和压缩比 硬化速度 水分及挥发物含

28、量,1.6 塑料成型的工艺性能,1. 成型收缩的形式 (1)塑件的尺寸收缩： 由于热胀冷缩和塑件脱模时弹性回复、塑性变形等原因，导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩小。 (2)收缩的方向性： 沿料流方向（即平行方向）收缩大，强度高，与料流垂直方向则收缩小，强度低。,一、 收缩性,塑件从模具中取出冷却到室温后，尺寸或体积收缩的特性称为收缩性。,（3）后收缩 塑件成型时，塑件内存在残余应力。当脱模后，由于应力趋向平衡及储存条件的影响，使塑件再次收缩。 一般塑件在脱模后10h内变化最大，24h后基本定型，但最后稳定要经过3060天。通常热塑性塑料的后收缩比热固性塑料大，挤塑和注射的后收缩比压缩成型大。,

29、（4）热处理收缩： 在模具设计时，对高精度塑件则应考虑后收缩及热处理收缩的偏差并予以补偿。,2. 收缩率的计算 成型收缩的大小可用收缩率来表示：,式中 Ss实际收缩率 Sj 计算收缩率 Lc 模具或塑件在成型温度时的尺寸 Ls 塑件在室温时的尺寸 Lm 模具在室温时的尺寸,3 影响收缩性率变化的因素,塑料品种,塑件特征,模具结构,成型工艺参数,影响因素,选取原则,收缩率范围小的，取中间值,壁厚者取大值，壁小者取小值,各部分收缩率不同，灵活选取,二、 流动性,塑料熔体在一定温度与压力作用下充填模腔的能力。,塑料的流动性差，就不易充满型腔，因此需要较大的成形压力才能成形。 塑料的流动性好，可以用较

30、小的成形压力充满型腔。但流动性太好，会使塑料在成形时产生严重的溢边，填充不密实，塑件组织疏松，易粘模。 热塑性塑料的流动性常用熔融指数（单位g）、螺旋线长度（单位cm）来表示。,熔融流动指数的测定：将被测塑料装于标准装置的塑化室内并进行加热，在一定的温度和压力下，测定塑料熔体在10min内从出料孔挤出的质量。 熔融指数的单位为g/10min，通常用MI表示。熔融指数越大，塑料的流动性越好。,螺旋线长度用标准阿基米德螺旋线模具来测定。 将被测塑料在一定的温度与压力下注入模具内，用其所达到的流动长度来表示该塑料的流动性。,常用热塑性塑料的流动性： 流动性好 尼龙PA、聚乙烯PE、聚苯乙烯PS、聚丙

31、烯PP、醋酸纤维素CA。 流动性中等 ABS、有机玻璃PMMA、聚甲醛POM、氯化聚醚CPT。 流动性差 聚碳酸酯PC、硬聚氯乙烯、聚苯醚PPO、聚砜PSU、氟塑料。,热固性塑料的流动性通常用拉西格流动性来表示。将一定量的被测塑料预压成圆锭，然后将圆锭放入压模中，在一定温度和压力下，测定从流料槽中挤出的长度。数值大则流动性好。,131150mm,151180mm,影响塑料流动性的因素 塑料的分子结构与成分： 具有线型分子结构塑料流动性好。加入填料，降低流动性，加入增塑剂和润滑剂，增加塑料的流动性。 温度： 塑料温度高，流动性好。在成形时可通过调节温度控制流动性。PS、PP、PA、PMMA、AB

32、S、AS、PC、CA对温度敏感。 压力： 注射压力，受剪切作用，流动性。 模具结构： 凡促使熔料温度降低，流动阻力增加的因素，都会使流动性降低。,三、 塑料的其它工艺性能,1. 吸湿性 ： 表明塑料对水分的亲疏程度。 具有吸湿或粘附水分倾向的塑料：PA、PC、PS、ABS等； 既不吸湿也不易粘附水分的塑料，如PE、PP、POM等。 注： 对吸湿性和粘附水分倾向大的塑料，在成型之前应进行干燥，使水分控制在0.50 .2%以下,2.热敏性 某些热稳定性差的塑料，在料温高和受热时间长的情况下就会产生降解、分解、变色的特性。 热敏性塑料： 硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯（PCTF

33、E）、聚甲醛（POM）等。 解决方法： 加入热稳定剂 选择合适的成型设备 生产时严格控制成型工艺条件,3.相容性（共混性） 指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下不产生相分离现象的能力。 不同塑料的相容性与其分子结构有一定关系，分子结构相似者较易相容；反之较难。 通过塑料的这一性质，可得到类似共聚物的综合性能，这是改进塑料性能的重要途径之一。,4.比体积和压缩比 比体积 压缩比 表示粉状塑料的松散程度，用来确定压缩模加料腔容积的大小。比容和压缩率大，要求加料腔体积增大，同时成形困难。,5.硬化速度 硬化速度通常以塑料试样硬化每1厚度所需的秒数来表示。 影响硬化速度的因素：塑料品种；塑件形

34、状及壁厚；成型温度及是否预热、预压等有密切关系。 例如：采用预压、预热、提高成型温度和增长加压时间等措施，都能显著加快硬化速度。 硬化速度的调整：压注或注射成形时，应要求在塑化、填充时化学反应慢，硬化慢以保持长时间的流动状态，但当充满型腔后，在高温、高压下应快速硬化。,6.水分和挥发物含量 来源 制造时未除净 存储、运输过程中吸收（吸湿性塑料） 成型时化学反应附产物 水发及挥发物含量过多的影响 易造成不易成型，塑件质量低等缺陷。 有害气体对模具和人体会有损害。 注意：塑料中水分及挥发物的含量不足，也会导致流动性不良，成型困难，同时不利于压锭。,注射成型 压缩成型 压注成型 挤出成型 中空成型

35、固相成型,1.7 塑料的主要成型方法,一、注射成型,主要用于热塑性塑料，也可用于热固性塑料。,将粒状或粉状的塑料加入到注射机的料斗，在注射机内塑料受热熔融并使之保持流动状态，然后在一定压力下注入闭合的模具，经冷却定型后，熔融的塑料就固化成为所需的塑件。,二、压缩成型（压制成型）,主要用于热固性塑料，制造结构件等。,三、压注成型（传递成型）,主要用于热固性塑料，适用于形状复杂或带有较多嵌件的塑料制件。,其工艺类似于注塑成型工艺，压注成型时塑料在模具的加料腔内塑化，再经过浇注系统进入型腔，而注塑成型在注塑机料筒内塑化。,四、挤出成型,将熔融的塑料自模具内以挤压的方式往外推出，而得到与模口相同几何形

36、状的流体，冷却固化后，得到所要的零件。 主要用于热塑性塑料，一般用于成型加工，如管、槽、板及异型材制件，还用于塑料的混炼加工，如着色、填充、共混等。,五、中空成型（吹塑成型）,一般用于热塑性塑料，主要用于制造中空制件和管筒型薄膜，如瓶、桶、球、壶、箱、管型薄膜等。,将处于塑性状态的型坯置于模具型腔内，借助压缩空气将其吹胀，使之紧贴于型腔壁上，经冷却定型得到中空塑料制品的模塑方法。,六、固相成型,一般用于塑料板材的二次成型加工，如真空成型、压缩空气成型和压力成型等。,真空成型是先将热塑性塑料板材加热至软化温度，然后抽走型腔内的空气，借助大气的压力使板材紧贴在型腔内成型，冷却后借助于压缩空气从模具内脱出塑料制件的加工方法。,一、热塑性塑料 (一)聚乙烯(PE)（HDPE:高密度聚乙烯、LDPE:低密度聚乙烯） 1基本特性：无毒，无味呈乳白色，密度为0.910.96g/cm3 为结晶型塑料，使用温度-70100 2主要用途：电绝缘塑件、耐腐蚀管道、薄膜、医疗瓶子、垫圈 3成型特点：(1)成型收缩率大 (2)冷却速度慢 (二)聚丙烯(PP) 基本特性：无色，无味，无毒，外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透 明更轻，密度0.900.91/g/cm3，使用温度-15100 2主要用途：法兰、泵叶轮、机械零件，耐酸碱容器，绝缘零件 3成型特点：(1