塑料成型的工藝特性ppt課件.ppt

復(fù)習(xí) 1 塑料與樹脂的關(guān)系 2 塑料的成分 3 塑料按物理化學(xué)性質(zhì)可分的種類 4 熱塑性塑料和熱固性塑料的主要區(qū)別 5 溫度與塑料變形 1 第三講塑料成型的工藝特性 2 能力目標(biāo) 能從各種塑料的不同工藝特性方面考慮學(xué)會選擇塑料 3 知識目標(biāo) 掌握塑料成型的工藝特性 4 二 塑料受熱時的物理狀態(tài) 1 聚合物的分子結(jié)構(gòu) 1 樹脂與塑料 2 高分子與低分子 3 聚合物的分子結(jié)構(gòu)如果聚合物的分子鏈呈不規(guī)則的線狀 或者團狀 聚合物是一根根的分子鏈組成的 則稱為線型聚合物 如圖2 1a所示 如果在大分子的鏈之間還有一些短鏈把它們相互交聯(lián)起來 成為立體結(jié)構(gòu) 則稱為體型聚合物 如圖2 1c所示 此外 還有一些聚合物的大分子主鏈上帶有一些或長或短的小支鏈 整個分子鏈呈枝狀 見圖2 1b 稱為帶有支鏈的線型聚合物 5 二 塑料受熱時的物理狀態(tài) 圖2 1聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)示意圖a 線型b 帶有支鏈線型c 體型 6 二 塑料受熱時的物理狀態(tài) 2 聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及其性能 結(jié)晶型聚合物由 晶區(qū) 分子作有規(guī)則緊密排列的區(qū)域 和 非晶區(qū) 分子處于無序狀態(tài)的區(qū)域 所組成 如圖2 2所示 圖2 2結(jié)晶型聚合物結(jié)構(gòu)示意圖1 晶區(qū)2 非晶區(qū) 7 二 塑料受熱時的物理狀態(tài) 3 聚合物的熱力學(xué)性能與加工工藝性 1 聚合物的熱力學(xué)性能 圖2 3中曲線1為線型無定形聚合物受恒應(yīng)力作用時變形程度與溫度的關(guān)系曲線 也叫熱力學(xué)曲線 圖2 3聚合物的熱力學(xué)曲線 8 二 塑料受熱時的物理狀態(tài) 2 聚合物的加工工藝性Tf與Td一樣都是聚合物材料進行成型加工的重要參考溫度 不同狀態(tài)下塑料的物理性能與加工工藝性見表2 1 表2 1熱塑性塑料在不同狀態(tài)下的物理 工藝性能 9 討論 在塑料成型過程中是否真正做到 一模一樣 10 塑料成型的工藝性能 塑料在成形過程中表現(xiàn)出來的特有性質(zhì) 11 三 熱塑性塑料的工藝性能 1 收縮性 塑件從模具中取出冷卻到室溫后 尺寸或體積收縮的特性稱為收縮性成型收縮的大小可用收縮率來表示 式中Ss 實際收縮率Sj 計算收縮率a 模具或塑件在成型溫度時的尺寸b 塑件在室溫時的尺寸c 模具在室溫時的尺寸 12 熱塑性塑料的工藝性能 成型收縮的形式1 塑件的尺寸收縮 由于熱脹冷縮和塑件脫模時彈性恢復(fù) 塑性變形等原因 導(dǎo)致塑件脫模冷卻到室溫后其尺寸縮小 2 收縮的方向性 塑料在成型時由于分子的取向作用使塑件呈現(xiàn)各向異性 沿料流方向 即平行方向 收縮大 強度高 與料流垂直方向則收縮小 強度低 13 熱塑性塑料的工藝性能 3 后收縮 塑件成型時 由于受成型壓力 切應(yīng)力 各向異性 密度不均 填料分布不均 模溫不一致 硬化不均和塑性變形等因素的影響 塑件內(nèi)存在殘余應(yīng)力 當(dāng)脫模后 由于應(yīng)力趨向平衡及儲存條件的影響 使塑件再次收縮 這種收縮稱為后收縮 一般塑件在脫模后10h內(nèi)變化最大 24h后基本定型 但最后穩(wěn)定要經(jīng)過30 60天 通常熱塑性塑料的后收縮比熱固性塑料大 擠塑和注射的后收縮比壓縮成型大 14 三 熱塑性塑料的工藝性能 4 后處理收縮 在某些情況下 塑件按其性能和工藝要求 成型后要進行熱處理 處理后也會導(dǎo)致塑件尺寸收縮 這種收縮叫后處理收縮 在模具設(shè)計時 對高精度塑件則應(yīng)考慮后收縮及后處理收縮的偏差并予以補償 15 三 熱塑性塑料的工藝性能 影響收縮的基本因素 塑料品種 塑件特性 進料口的形式 尺寸 分布 成型條件 16 三 熱塑性塑料的工藝性能 2 流動性 塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能力稱為流動性 流動性好 流動性中等 流動性差 分子量小 分子量分布寬 分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性差 熔融指數(shù)高 螺流動長度長 表現(xiàn)粘度小 流動比大的塑料流動性就好 常用塑料根據(jù)它的流動性可分為三類 17 三 熱塑性塑料的工藝性能 2 流動性 模具結(jié)構(gòu) 凡促使熔融料降低溫度 增加流動性阻力的則流動性就降低 影響流動性的主要因素 溫度 料溫高則流動性增大 但不同塑料也各有差異 壓力 注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大 流動性也增大 18 三 熱塑性塑料的工藝性能 熱塑性塑料的流動性常用熔融指數(shù) 單位g 螺旋線長度 單位cm 來表示 2 流動性 熔融指數(shù)用如右圖所示的標(biāo)準裝置 熔融指數(shù)測定儀 來測定 將被測塑料裝入加熱料筒中并進行加熱 在一定的溫度和壓力下 測定塑料熔體在10min內(nèi)從出料孔擠出的重量 19 三 熱塑性塑料的工藝性能 2 流動性 模具結(jié)構(gòu) 凡促使熔融料降低溫度 增加流動性阻力的則流動性就降低 影響流動性的主要因素 溫度 料溫高則流動性增大 但不同塑料也各有差異 壓力 注塑壓力增大則熔融料受剪切作用大 流動性也增大 塑料的分子結(jié)構(gòu)與成分 具有線型分子結(jié)構(gòu)塑料流動性好 加入填料 降低流動性 加入增塑劑和潤滑劑 增加塑料的流動性 20 三 熱塑性塑料的工藝性能 3 相容性 共混性 指兩種或兩種以上不同品種的塑料 在熔融狀態(tài)下不產(chǎn)生相分離現(xiàn)象的能力 不同塑料的相容性與其分子結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系 分子結(jié)構(gòu)相似者較易相容 反之較難 通過塑料的這一性質(zhì) 可得到類似共聚物的綜合性能 這是改進塑料性能的重要途徑之一 21 三 熱塑性塑料的工藝性能 4 吸濕性 表明塑料對水分的敏感程度 具有吸濕或粘附水分傾向的塑料 PA PC PSU ABS等 既不吸濕也不易粘附水分的塑料 如PE PP POM等 凡是具有吸濕或粘附水分傾向的塑料 如成型前水分未去除 則在成型過程中由于水分在成型設(shè)備的高溫料筒中變?yōu)闅怏w并促使塑料發(fā)生水解 成型后塑料出現(xiàn)氣泡 銀絲等缺陷 因此 對吸濕性和粘附水分傾向大的塑料 在成型之前應(yīng)進行干燥 使水分控制在0 5 0 2 以下 注意 22 三 熱塑性塑料的工藝性能 5 熱敏性及水敏性 水敏性 有的塑料 如聚碳酸酯 即使含有少量水分 在高溫 高壓下也會發(fā)生分解 這種性能稱為水敏性 熱敏性 對熱較為敏感 在高溫下受熱時間較長或進料口截面過小 剪切作用大時 料溫增高易出現(xiàn)變色 降解 分解的傾向 這種性能稱為熱敏性 23 四 熱固性塑料的工藝性能 1 收縮性 熱固性塑料收縮的表現(xiàn)形式 影響因素和計算方法與熱塑性塑料基本相同 熱固性塑料流動性通常以拉西格流動性 以毫米計 來表示 數(shù)值大則流動性好 2 流動性 24 四 熱固性塑料的工藝性能 測定方法 將一定重量的被側(cè)塑料預(yù)壓成圓錠 將圓錠放入壓模中 在一定的溫度和壓力下 測定它從模孔中擠出的長度 毛糙部分不計在內(nèi) 即為拉西格流動值 25 四 熱固性塑料的工藝性能 2 流動性 影響流動性的因素 塑料品種 模具結(jié)構(gòu) 成型工藝 一般樹脂分子量小 填料顆粒細且呈球狀 水 增塑劑 潤滑劑含量高的 流動性大 模具成型表面光滑 型腔形狀簡單 有利于改善流動性 采用預(yù)壓錠及先預(yù)熱 提高成型壓力 提高成型溫度 在低于塑料硬化溫度的條件下 等都能提高塑料的流動性 26 四 熱固性塑料的工藝性能 3 比容和壓縮率 比容 壓縮率 表示粉狀塑料的松散程度 用來確定壓縮模加料腔容積的大小 比容和壓縮率大 要求加料腔體積增大 同時成形困難 27 四 熱固性塑料的工藝性能 4 硬化速度 硬化是指熱固性塑料成形時分子由線形向體型轉(zhuǎn)變 完成交聯(lián)反應(yīng)的過程 硬化速度通常以塑料試樣硬化每1 厚度所需的秒數(shù)來表示 影響硬化速度的因素 塑料品種 塑件形狀及壁厚 成型溫度及是否預(yù)熱 預(yù)壓等有密切關(guān)系