塑料的性能與應(yīng)用

1、塑料的性能與應(yīng)用塑料的性能與應(yīng)用浙江中榜進(jìn)出口有限公司浙江中榜進(jìn)出口有限公司 魯?shù)厦黥數(shù)厦?016年年4月月塑料概述 一、塑料相關(guān)的基本概念 1.高分子：一般指聚合物 ，是由許多重復(fù)單元由共價(jià)鍵結(jié)合在一起的分子量很大的分子。通常添加一個(gè)或減少一個(gè)重復(fù)單元并不影響高分子的性質(zhì)。 2.樹(shù)脂：指受熱后有軟化或熔融范圍，軟化時(shí)在外力作用下有流動(dòng)傾向，常溫下是固體、半固體，有時(shí)也是液體的有機(jī)聚合物。 3.塑料：指以樹(shù)脂（或在加工過(guò)程中用單體直接聚合）為主要成分，以增塑劑、填充劑、潤(rùn)滑劑等為主要成分，在加工過(guò)程中能流動(dòng)成型的材料。 4.通用塑料：一般指產(chǎn)量大，用途廣、成型性好、價(jià)格便宜的塑料。 5.工程塑

2、料：一般指能夠承受一定外力作用，具有良好的機(jī)械性能和耐高低溫，尺寸穩(wěn)定性好，可以用做工程結(jié)構(gòu)的塑料。 6.可塑性：是指象黏土那樣,加力就變形,而撤除外力之后不恢復(fù)原狀的性質(zhì)。 7.彈性(彈力)：是指施加一定程度的力就變形,但撤去所施加的力則 恢復(fù)原狀,這種性質(zhì)叫彈性。二、塑料的來(lái)源 塑料是由低分子有機(jī)化合物(如乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯、乙烯醇等)在一定條件下聚合而成的高分子有機(jī)化合物(聚合物)。構(gòu)成塑料的分子的分子量都在10000以上的高分子，所以說(shuō)塑料是高分子化合物(高聚物)。 一般塑料分子中都含有碳(C)原子和氫(H)原子，有的塑料分子結(jié)構(gòu)中含有少量氧(O)、硫(S)原子、硅（SI)原子

3、等。塑料的基本原料是低分子碳、氫化合物，它是從石油、天然氣或煤裂解物中提煉和合成出來(lái)的。塑料的分類目前,塑料已發(fā)展到300多種,最常用的塑料有十幾種.一、按塑料的應(yīng)用領(lǐng)域分類 一般分為通用塑料和工程塑料 通用塑料通用塑料只可作為一般非結(jié)構(gòu)性材料使用,其產(chǎn)量大、價(jià)格相對(duì)低廉、性能 一般，多用于制做日用品。(如PE、PP、ABS、PVC、PS、EVA等) 工程塑料工程塑料是指具有較高力學(xué)性能及耐高溫、耐腐蝕，可以作為結(jié)構(gòu)性材料，具有優(yōu)異的綜合性能(包括機(jī)械性能、電性能、耐熱性能、耐化學(xué)性能等)，并在較寬闊的溫度范圍內(nèi)和較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)能良好地保持這種性能，能在承受機(jī)械應(yīng)力和較為苛刻的化學(xué)、物理環(huán)境中長(zhǎng)

4、期使用。被公認(rèn)的五大工程塑料為：PC、POM、PA、（PET、PBT）、PPO，工程塑料的產(chǎn)量相對(duì)較少，價(jià)格較貴。 二.按塑料的結(jié)晶形態(tài)分類 一般分為結(jié)晶性塑料和無(wú)定形塑料 結(jié)晶性塑料結(jié)晶性塑料是指在適當(dāng)?shù)臈l件下,高分子鏈段能按某種方式規(guī)則排列 的塑料(如PE、PP、PA、POM、PBT等)，一般情況其結(jié)晶度在3060。結(jié)晶性塑料呈現(xiàn)各向異性的特點(diǎn)。 無(wú)定形塑料無(wú)定形塑料是指高分子鏈段呈無(wú)規(guī)則狀態(tài)排列的塑料，如 ABS、PC、PVC、PS、PMMA、EVA、AS，非結(jié)晶性塑料在各個(gè)方向上表現(xiàn)的的力學(xué)特性是相同的，具有各向同性的性質(zhì)。三.按其受熱時(shí)所呈現(xiàn)的基本行為分類 一般分為熱塑性塑料和熱固性

5、塑料 熱塑性塑料熱塑性塑料是指在特定的溫度范圍內(nèi),能反復(fù)加熱軟化和冷卻變硬的塑料，如 ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等，它可以再回收利用。 熱固性塑料熱固性塑料是指受熱后成為不熔的物質(zhì),再次受熱不再具有可塑性且不能再回收利用的塑料，如 酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氨基樹(shù)脂、聚胺酯、發(fā)泡聚苯乙烯等。四.按塑料的透光性分類 一般分為透明塑料半透明塑料和不透明塑料 透光率在88以上的塑料稱為透明塑料，如 PMMA、PS、PC、等，常用的半透明塑料有 PP、PVC、PE、PET、MBS、等，不透明的塑料主要有POM、PA、ABS、HIPS、PPO等.五.按塑料的硬度分類 一般分為硬質(zhì)

6、塑料、半硬質(zhì)塑料、和軟質(zhì)塑料 硬質(zhì)塑料有硬質(zhì)塑料有：ABS、POM、PA、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等。 半硬質(zhì)塑料有半硬質(zhì)塑料有：PP、PE、PVC等。 軟質(zhì)塑料有軟質(zhì)塑料有：軟PVC、K膠(BS)、TPE、TPR、EVA、TPU等。塑料的物理性能 1.密度 塑料的密度（ISO 1183）塑料在規(guī)定溫度下，單位體積物質(zhì)的質(zhì)量；單位常用 g/cm3表示。 2.吸水性 塑料的吸水性（ISO 62）是指規(guī)定尺寸的試樣浸入一定溫度(252)的蒸餾水中,經(jīng)過(guò)24小時(shí)后所吸收的水份量；吸收水份后影響其尺寸及形狀,吸水率常以重量表達(dá)。 3.灰分 灰分（ISO 3451）是指塑料經(jīng)灼燒灰化

7、后的固體殘余物用質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 表示。一般塑料的灼燒溫度在600 。 4.拉伸強(qiáng)度 拉伸強(qiáng)度（ISO 527 ）是指在規(guī)定的試驗(yàn)溫度、濕度和拉伸速度下，沿試樣的縱軸方向施加拉伸載荷，測(cè)定試樣斷裂為止所承受的最大拉伸應(yīng)力。單位常用 Mpa表示。5.拉伸模量 拉伸模量（ ISO 527 ）是指在拉伸實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在彈性變形區(qū)域，應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系，單位應(yīng)力和對(duì)應(yīng)的應(yīng)變的比值就是拉伸彈性模量值，它代表材料的剛性，常用單位MPa。6.斷裂伸長(zhǎng)率 斷裂伸長(zhǎng)率（ ISO 527 ）是指在拉力作用下，試樣斷裂時(shí)，標(biāo)線間距離的增加量與初始標(biāo)距之比；單位常用表示。 根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系我們一般把材料分為五類根據(jù)應(yīng)力應(yīng)

8、變關(guān)系我們一般把材料分為五類 1.軟而弱：拉伸強(qiáng)度低，彈性模量小，且伸長(zhǎng)率也不大。 2.硬而脆：拉伸強(qiáng)度和彈性模量大，斷裂伸長(zhǎng)率小。 3.硬而強(qiáng)：拉伸模量和彈性模量大，且有適當(dāng)?shù)臄嗔焉扉L(zhǎng)率。 4.軟而韌：斷裂伸長(zhǎng)率大，拉伸強(qiáng)度也較高，但彈性模量低。 5.硬而韌：彈性模量大，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率也大。7.彎曲強(qiáng)度 彎曲強(qiáng)度( ISO 178 )是用來(lái)檢驗(yàn)材料抵抗彎曲負(fù)荷作用時(shí)的性能，在三點(diǎn)式加載負(fù)荷的條件下，試樣在達(dá)到規(guī)定撓度時(shí)或之前，負(fù)荷達(dá)到最大值時(shí)的彎曲應(yīng)力，常用單位MPa表示。8.彎曲模量 彎曲模量( ISO 178 )是是指在彎曲實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在彈性變形區(qū)域，應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系，單位應(yīng)

9、力和對(duì)應(yīng)的應(yīng)變的比值就是彎曲彈性模量值，它代表材料的剛性，常用單位MPa。9.壓縮強(qiáng)度 壓縮強(qiáng)度( ISO 604 )是指在試樣上施加壓縮載荷至破裂或產(chǎn)生屈服的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，試樣所承受的最大壓縮應(yīng)力，常用單位MPa。 應(yīng)力應(yīng)力& &應(yīng)變應(yīng)變應(yīng)力：試樣在計(jì)量標(biāo)距范圍內(nèi)，單位初始橫截面上承受的負(fù)荷應(yīng)力：試樣在計(jì)量標(biāo)距范圍內(nèi)，單位初始橫截面上承受的負(fù)荷應(yīng)變：試樣在應(yīng)力作用下，產(chǎn)生的尺寸變化與原始尺寸之比應(yīng)變：試樣在應(yīng)力作用下，產(chǎn)生的尺寸變化與原始尺寸之比10.沖擊強(qiáng)度： 沖擊強(qiáng)度是指試樣受沖擊破斷時(shí),單位截面積上所消耗的能量,對(duì)于某些塑料,要考察其對(duì)缺口的敏感性，常在試樣中間開(kāi)有規(guī)定尺寸之缺口。沖擊強(qiáng)

10、度表征材料的韌性。常用的實(shí)驗(yàn)方法有： 1.簡(jiǎn)支梁Charpy（缺口）沖擊強(qiáng)度( ISO 179 )： 2.懸臂梁Izod（缺口）沖擊強(qiáng)度( ISO 180 ) ： 圖一 簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn) 圖二 懸臂梁沖擊試驗(yàn)11.硬度 塑料的硬度是指材料抵抗其他硬物壓入其表面的能力,硬度值的大小表示材料軟硬程度的有條件的定量反映，它是由材料的彈性、塑性、韌性等一系列力學(xué)性能組成的綜合性指標(biāo)。 塑料常用的硬度有邵氏硬度、球壓痕硬度和洛氏硬度。 邵氏硬度（ ISO 868 )是指將規(guī)定形狀的壓針在標(biāo)準(zhǔn)的彈簧壓力下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)下壓針壓入的深度的表征。 邵氏硬度計(jì)壓針?lè)譃閮深?，即A型和D型，A型適用于軟質(zhì)塑料，D型

11、適用于半硬質(zhì)塑料。當(dāng)用A型測(cè)出的硬度超過(guò)95%量程時(shí)，應(yīng)改用D型；當(dāng)D型測(cè)出的硬度超過(guò)95%量程時(shí)，則需要改用球壓痕硬度。 球壓痕硬度&洛氏硬度（ ISO 2039 ) 球壓痕硬度是以規(guī)定直徑的鋼球在試驗(yàn)負(fù)荷作用下垂直壓入試樣表面，經(jīng)過(guò)一規(guī)定的時(shí)間后，以單位壓痕面積所承受的壓力表示該試樣的硬度，單位為Mpa。 洛氏硬度是指用規(guī)定的壓頭對(duì)試樣先施加初實(shí)驗(yàn)力，接著再施加主試驗(yàn)力，然后卸除主試驗(yàn)力只保留初實(shí)驗(yàn)力，用前后兩次初實(shí)驗(yàn)力作用下壓頭壓入試樣的深度差計(jì)算硬度值。12.摩擦性能 摩擦性能主要指材料的摩擦系數(shù)（IS0 8295 )分靜摩擦系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)D 靜摩擦系數(shù)是指當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體之間具

12、有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，其接觸表面上所產(chǎn)生的阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的最大摩擦力與接觸表面上的法向力之比。 動(dòng)摩擦系數(shù)D是指正壓力與兩物體之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的摩擦力之比。 D 和對(duì)一定的摩擦副來(lái)說(shuō)是常數(shù)，與接觸面積和滑動(dòng)速度無(wú)關(guān)。但在實(shí)際應(yīng)用中摩擦系數(shù)是與材料對(duì)偶面和載荷、速度有關(guān)系的。13.磨耗 磨耗是指物體在相互摩擦的過(guò)程中，其接觸表面上的物 質(zhì)不斷損失的現(xiàn)象。 磨耗的測(cè)定一般有兩種方法：Taber磨耗實(shí)驗(yàn)機(jī)（滾動(dòng)和滑動(dòng)的綜合磨損 ISO 9352 )和M-200型磨耗實(shí)驗(yàn)機(jī)（滑動(dòng)磨損 GB 3960 )。 Taber磨耗實(shí)驗(yàn)機(jī)：測(cè)試時(shí)將經(jīng)過(guò)狀態(tài)調(diào)節(jié)的試樣通過(guò)中心孔放在一個(gè)按規(guī)定速度轉(zhuǎn)動(dòng)的支持盤上，并在試

13、樣上放兩個(gè)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的施加一定負(fù)荷的磨輪，開(kāi)動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)，支持盤帶動(dòng)試樣以一定速度旋轉(zhuǎn)，并與磨輪摩擦，當(dāng)達(dá)到規(guī)定旋轉(zhuǎn)次數(shù)或達(dá)到規(guī)定磨耗時(shí)停止支持盤轉(zhuǎn)動(dòng)，取下試樣，并按規(guī)定方法表示試樣的磨耗。 M-200型磨耗實(shí)驗(yàn)：將標(biāo)準(zhǔn)試樣放在夾具上并以196.2N的壓力壓上金屬磨輪，開(kāi)動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)，磨輪以200r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)磨2小時(shí)后取下試樣稱量或以精度不低于0.02mm的量具測(cè)量磨痕寬度。 14.高分子材料的熱轉(zhuǎn)變溫度 (玻璃化溫度 Tg、粘流溫度 Tf、熔融溫度 Tm、分解溫度 Td) 高彈態(tài)玻璃態(tài)黏流態(tài)溫度形變TgTf 圖6-1線形非晶態(tài)聚合物的形變溫度曲線高分子材料的三態(tài)兩區(qū)：玻璃態(tài)、玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)

14、、高彈態(tài)、粘高分子材料的三態(tài)兩區(qū)：玻璃態(tài)、玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)、高彈態(tài)、粘彈轉(zhuǎn)變區(qū)、粘流態(tài)彈轉(zhuǎn)變區(qū)、粘流態(tài)(一)玻璃態(tài)：高分子鏈段處于被凍結(jié)狀態(tài)。只有側(cè)基、鏈節(jié)、短支鏈等小運(yùn)動(dòng)單元的局部振動(dòng)及鍵長(zhǎng)，鍵角的變化，因此彈性模量很高，形變小，具有虎克彈性行為，質(zhì)硬而脆，類似玻璃，因而稱為玻璃態(tài)。(二)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)：這是一個(gè)對(duì)溫度Tg十分敏感的區(qū)域，在35 范圍內(nèi)幾乎所有性質(zhì)都發(fā)生突變(如熱膨脹系數(shù)、模量、介電常數(shù)等)。從分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理看，此溫度鏈段已開(kāi)始解凍。彈性模量迅速下降34個(gè)數(shù)量級(jí)，形變迅速增加。(三)高彈態(tài)：受較小的力就可以發(fā)生很大的形變(1001000%)，而且當(dāng)除去外力后，形變可以恢復(fù)。高彈形變是

15、鏈段運(yùn)動(dòng)使鏈分子發(fā)生伸展卷曲運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)，因此高彈性是一種熵彈性，高彈態(tài)的彈性模量106Pa。(四)粘彈轉(zhuǎn)變區(qū)：這也是一個(gè)對(duì)溫度敏感的轉(zhuǎn)變區(qū)，由于溫度的進(jìn)一步升高，鏈段的熱運(yùn)動(dòng)逐漸劇烈，鏈段沿作用力方向的協(xié)同運(yùn)動(dòng)，不僅使分子鏈的形態(tài)改變而且導(dǎo)致大分子的重心發(fā)生相對(duì)位移，聚合物開(kāi)始呈現(xiàn)流動(dòng)性，彈性模量下降，形變迅速增加，因而稱為粘彈轉(zhuǎn)變區(qū)，此轉(zhuǎn)變溫度稱為流動(dòng)溫度，計(jì)作Tf。(五)粘流態(tài)：溫度高于Tf以后，由于鏈段的劇烈運(yùn)動(dòng)，整個(gè)鏈分子重心發(fā)生相對(duì)位移，即產(chǎn)生不可遞形變，聚合物呈現(xiàn)粘彈性液體狀，因而稱為粘流態(tài)。粘性流動(dòng)，形變不可恢復(fù)。15.熔融指數(shù) 熔融指數(shù)(ISO 1133) MI是指熱塑性塑

16、料在一定溫度和壓力下,熔體在10分鐘時(shí)間內(nèi)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)口模的質(zhì)量，單位為g/10min。 MI 表征聚合物熔體在低剪切速率下的流變性能，可作為加工工藝的重要參數(shù)。 16.熱變形溫度 熱變形溫度（ISO 75)是衡量塑料耐熱性的主要指標(biāo)之一，它是指把規(guī)定尺寸的試樣施加規(guī)定的負(fù)荷，形成三點(diǎn)式簡(jiǎn)支梁式凈負(fù)荷，受負(fù)荷的試樣浸在導(dǎo)熱液體介質(zhì)中以2/min的速率升溫，當(dāng)試樣中點(diǎn)的變形量達(dá)到相應(yīng)的規(guī)定值時(shí)的溫度。17.成型收縮率 成型收縮(ISO 2557)是指熱塑性塑料在模具中成型模塑試樣與模具型腔的尺寸的變化率，其表達(dá)為 收縮率100*（型腔尺寸試樣尺寸）/ 型腔尺寸 一、塑料的優(yōu)點(diǎn)一、塑料的優(yōu)點(diǎn): : 1

17、.易于加工、易于成型 即使制品的幾何形狀相當(dāng)復(fù)雜，只要能從模具中脫模，都比較容易制作。因而其效率遠(yuǎn)勝于金屬加工，特別是注塑成型制品，經(jīng)過(guò)一道工序，即可制造出很復(fù)雜的成品。 2.可根據(jù)需要隨意著色，或制成透明制品 利用塑料可制作五光十色、透明美麗的制品，尚可任意著色的特性，可提高其商品價(jià)值，并給人一種明快的感覺(jué)。 3.可制做輕質(zhì)高強(qiáng)度的產(chǎn)品 與金屬、陶瓷制品相比，質(zhì)量輕、機(jī)械性能好，比強(qiáng)度(強(qiáng)度與密度的比值)高，故可制做輕質(zhì)高強(qiáng)度制品。特別是填充玻璃纖維后，更可提高其強(qiáng)度。 另外，由于塑料質(zhì)量輕，可節(jié)約能源，故其制品亦日趨輕量化。塑料的特性 4.不生銹、不易腐蝕 塑料一般耐各種化學(xué)藥品的腐蝕，不

18、會(huì)象金屬那樣易生銹或受到腐蝕。使用時(shí)不必?fù)?dān)心酸、堿、鹽、油類、藥品、潮濕及霉菌等的侵蝕。 5.不易傳熱、保溫性能好 由于塑料比熱大，熱導(dǎo)率小，不易傳熱，故其保溫及隔熱效果良好。 6.既能制做導(dǎo)電部件,又能制作絕緣產(chǎn)品 塑料本身是很好的絕緣物質(zhì)，目前可以說(shuō)沒(méi)有哪一種電氣制品不使用塑料的。但如果在塑料中填充金屬粉末或碎屑加以成型,也可制成導(dǎo)電良好的產(chǎn)品。 7.減震、消音性能優(yōu)良，透光性好 塑料具有優(yōu)良的減震、消音性能；透明塑料，如PMMA、PS、PC等可制作透明的塑料制品，如鏡片、標(biāo)牌、罩板等。 8.產(chǎn)品制造成本低 塑料原料本身雖然不那么便宜，但如前所述，由于塑料易于加工，設(shè)備費(fèi)用比較低廉，所以能

19、降低產(chǎn)品成本。 二、塑料的缺點(diǎn)二、塑料的缺點(diǎn) 1.耐熱性差、易于燃燒 這是塑料最大的缺點(diǎn)，與金屬和玻璃制品相比，其耐熱性遠(yuǎn)為低劣，溫度稍高，就會(huì)變形，而且易于燃燒。燃燒時(shí)多數(shù)塑料能產(chǎn)生大量的熱、煙和有毒氣體；即使是熱固性樹(shù)脂，超過(guò)200 攝氏度也會(huì)冒煙，并產(chǎn)生剝落。 2.隨著溫度的變化,性質(zhì)也會(huì)大大改變 高溫自不待言，即使遇到低溫，各種性質(zhì)也會(huì)大大改變。 3.機(jī)械強(qiáng)度較低 與同樣體積的金屬相比，機(jī)械強(qiáng)度低得多，特別是薄型制品，這種差別尤為明顯。 4.易于受特殊溶劑及藥品的腐蝕 一般來(lái)說(shuō)，塑料比較不容易受化學(xué)藥品的腐蝕，但有些塑料，如PC、ABS、PS等這方面的性質(zhì)特別差；在一般情況下熱固性樹(shù)脂

20、耐腐蝕性相當(dāng)強(qiáng)。 5.耐久性差,易老化 無(wú)論是強(qiáng)度、表面光澤或透明度。都不耐久。受負(fù)荷有蠕變現(xiàn)象、另外。所有的塑料均怕紫外線及太陽(yáng)光照射,在光、氧、熱、水及大氣環(huán)境作用下會(huì)老化。 6.易受損傷、也容易沾染灰塵及污物 塑料的表面硬度都比較低，容易受損傷；另外，由于是絕緣體,故帶有靜電，因此容易沾染灰塵。 7.尺寸穩(wěn)定性差 與金屬相比，塑料收縮率很高，故難于保證尺寸精度。在使用期間受潮、吸濕或溫度發(fā)生變化時(shí)，尺寸易隨時(shí)間發(fā)生變化。塑料的物理化學(xué)性質(zhì)一、塑料的熱力學(xué)三態(tài)一、塑料的熱力學(xué)三態(tài) 在自然界中,我們把物質(zhì)在常溫中的聚集狀態(tài)分成三種:即氣態(tài)、液態(tài)、和固態(tài). 以非晶態(tài)線型高聚物為代表的高分子聚合

21、物,由于分子結(jié)構(gòu)的連續(xù)性,以及其巨大分子量,所以它們的聚集狀態(tài)不同于一般低分子化合物,而是在不同的熱力條件下,以其獨(dú)特的三種形態(tài)存在:即玻璃態(tài)、高彈態(tài)、和粘流態(tài). 高分子聚合物是不存在氣態(tài)的,在受熱而可能氣化之前,分子結(jié)構(gòu)已受到徹底的破壞,成為低分子的氣化物質(zhì)或碳化物. 高分子聚合物的玻璃態(tài)實(shí)際上是固態(tài)的一種表現(xiàn)形式,特點(diǎn)是在一定的溫度范圍內(nèi),呈現(xiàn)出固態(tài)物質(zhì)普遍具有的性質(zhì),在某些力學(xué)特性上類似于普通的玻璃. 高分子聚合物的粘流態(tài)是一種獨(dú)特的“液態(tài)”,在某個(gè)溫度范圍內(nèi),具有既可以流動(dòng)又有別于普通低分子液體的力學(xué)性質(zhì). 高分子聚合物的高彈態(tài)是介乎玻璃態(tài)和粘流態(tài)溫度范圍的獨(dú)有的形態(tài)。 當(dāng)外界溫度、壓

22、力發(fā)生變化并達(dá)到某種水平時(shí),高分子聚合物將改變?cè)械臓顟B(tài)而轉(zhuǎn)變成另外的狀態(tài)。注塑加工廠的任務(wù)就是提供這些變化的條件，在加工過(guò)程中,塑料原料受溫度、壓力、剪切作用時(shí)，其粘度、物理結(jié)構(gòu)、形態(tài)等等都會(huì)出現(xiàn)變化，其中以溫度影響最大，這是塑料熱成型的理論依據(jù)。二、塑料三態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)和工藝特性二、塑料三態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)和工藝特性 1.1.玻璃態(tài)玻璃態(tài) 處于玻璃態(tài)下的塑料分子,鏈段運(yùn)動(dòng)基本上處于停止的狀態(tài),分子在自身的位置上振動(dòng),分子鏈纏繞成團(tuán)狀或卷曲狀,相互交錯(cuò),紊亂無(wú)序.在玻璃態(tài)時(shí)分子的聚集狀態(tài)如下圖所示: 當(dāng)受到外力作用時(shí)，處于玻璃態(tài)的分子鏈段將作瞬間微小伸縮和鍵角改變。整個(gè)塑料形體具有一定的剛性和強(qiáng)度。

23、在這種形態(tài)下，塑膠件可以被使用或進(jìn)行機(jī)械加工 一般非結(jié)晶形塑料，如聚苯乙烯、有機(jī)玻璃、聚碳酸酯等，其玻璃化溫度高于室溫，我們可以將原料顆粒、成型了的制件視為玻璃態(tài)。至于聚乙烯、聚丙烯等“軟”的結(jié)晶性塑料，其中的非結(jié)晶部分，玻璃態(tài)溫度比室溫低很多(12385)，室溫下處于高彈態(tài)，表現(xiàn)為柔性，而結(jié)晶部分熔點(diǎn)又比室溫高，因晶格能的束縛，鏈段不能自由活動(dòng)，表現(xiàn)為剛性，所以也能作為具有固定形狀的塑料使用。 2.2.高彈態(tài)高彈態(tài) 處于高彈態(tài)下的塑料分子，動(dòng)能增加，鏈段展開(kāi)成無(wú)規(guī)線團(tuán)狀，但分子的運(yùn)動(dòng)仍維持在鏈段的旋轉(zhuǎn)，鏈與鏈之間不發(fā)生位置移動(dòng)。受外力作用時(shí)可產(chǎn)生緩慢形變，當(dāng)外力除去后，又是慢慢恢復(fù)原狀。在這

24、種狀態(tài)下，塑料具有一種類似橡膠的彈性，所以又稱橡膠態(tài)。通常稱為彈性體或橡膠體的高聚物，便是在室溫下處于高彈態(tài)的高聚物。 高彈態(tài)有兩個(gè)特點(diǎn): 1.在較小作用力下可產(chǎn)生較大變形，外力解除后能恢復(fù)原狀。 2.高彈形變并非瞬間發(fā)生，而是隨時(shí)間逐漸發(fā)展。與普通的彈性形變不同，在同樣外力作用下，形變要延遲一段時(shí)間才能完成，而且形變量大，松弛性也較明顯。 塑料的高彈態(tài)其實(shí)只有在熱加工過(guò)程中才出現(xiàn)。 3. 3.粘流態(tài)粘流態(tài) 處于粘流態(tài)下的聚合物分子，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)已經(jīng)解體，大分子鏈與鏈之間，鏈段與鏈段之間都有能夠自由移動(dòng)?？梢哉f(shuō)，這是塑料的“液體”存在的形式，只是粘性大，物理構(gòu)成不同，力學(xué)性質(zhì)不同。當(dāng)給予外力時(shí)，分

25、子間很容易相互滑動(dòng)，造成塑性體的變形，除去外力便不再恢復(fù)原狀。 塑料熱成型過(guò)程可以這樣描述：通過(guò)熱和力的作用，讓塑料從室溫的玻璃態(tài)，經(jīng)歷程高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，注射入具有一定形狀的封閉模腔，然后在模腔內(nèi)逐漸冷卻，從粘流態(tài)轉(zhuǎn)回玻璃態(tài)，最后形成與模腔形狀一致的制品。 塑料只能在粘流態(tài)下才能注射充填成型，即是說(shuō)，塑料的加工溫度范圍只能是從粘流溫度(或結(jié)晶型塑料的熔點(diǎn))到分解溫度之間。如果這個(gè)范圍寬，加工將比較容易，如果這個(gè)范圍窄，可選擇的加工溫度限制就大，加工就較為困難。前者以聚乙烯為代表，后者以聚氯乙烯為代表。經(jīng)常應(yīng)用的聚苯乙烯、ABS等亦屬于范圍寬的一類，所以在設(shè)定注塑機(jī)料筒溫度時(shí)，能夠比較隨意，

26、如果不需考慮色粉對(duì)高溫的敏感性，溫度調(diào)高些或調(diào)低些，對(duì)生產(chǎn)影響不大。 塑料在加熱料筒中經(jīng)歷的熱力學(xué)變化如圖C所示從圖從圖C C中可以看出中可以看出 1.在熱的作用下,塑料是從玻璃態(tài)經(jīng)歷高彈態(tài)轉(zhuǎn)化為粘流態(tài)。正常的加工溫度應(yīng)保證這種轉(zhuǎn)化順利進(jìn)行，從進(jìn)料段往前到射嘴段，溫度逐漸遞增，如若破壞了這種遞增，將使操作不穩(wěn)定。即使有時(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中，調(diào)校的射嘴溫度比其前段料筒溫度略低，但前段料筒位置內(nèi)的料事實(shí)上已完全進(jìn)入粘流態(tài)，稍低溫度的射嘴起著保溫及出料均勻的作用。 2.塑料的粘流態(tài)溫度范圍有一定極限，超過(guò)了這種極限，即超過(guò)了分解溫度，塑料產(chǎn)生分解，會(huì)破壞原來(lái)的化學(xué)結(jié)構(gòu)，成為低分子化合物，甚至碳化。有時(shí)噴嘴

27、對(duì)空注射發(fā)生爆鳴聲，就是由于氣態(tài)低分子生成物從料筒內(nèi)的高壓突然轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪哼M(jìn)入大氣，瞬間膨脹造成。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，可能是料筒內(nèi)部分塑料不堪高溫或長(zhǎng)時(shí)間受熱而發(fā)生了分解。 3.正常生產(chǎn)過(guò)程中的塑料，不般不會(huì)超過(guò)分解溫度，但如果料筒內(nèi)壁或螺桿損傷后有死角，造成長(zhǎng)時(shí)間停滯或受到劇烈的擠壓剪切，就有可能發(fā)生分解，注塑出來(lái)的制件，往往帶有焰火狀黃斑。三、塑料分子的取向三、塑料分子的取向 塑料成型加工過(guò)程中,有一個(gè)取向現(xiàn)象值得注意.我們先看一下塑料實(shí)際上是如何流入成型模具的,這將有助于了解塑膠表面和芯部方向性的產(chǎn)生原因.如下圖所示: 取向?qū)ψ⑺苤破沸阅艿挠绊懭∠驅(qū)ψ⑺苤破沸阅艿挠绊?1.非晶態(tài)高聚物的玻璃態(tài)

28、、高彈態(tài)和粘流態(tài)以及結(jié)晶型高聚物的非晶態(tài)部分，在一定條件下，會(huì)存在分子取向。當(dāng)液體狀態(tài)下的塑料在注塑機(jī)中受力的作用下，高速通過(guò)噴嘴及模具的流道時(shí)，長(zhǎng)線形的高分子會(huì)順著流動(dòng)方向作相互平行的排列，一旦這些排列在塑料冷卻固化之前來(lái)不及消除而留在了固態(tài)塑料制件之中，分子的取向及因此而形成的取向效應(yīng)便保持下來(lái)。 2.一般來(lái)說(shuō)，取向作用會(huì)使制件的整體性遭受削弱，表現(xiàn)為塑件內(nèi)部各處的物理機(jī)械性能不均衡。由于分子排列的結(jié)果，與分子鏈相垂直的方向，強(qiáng)度將差于平行方向。顯然，當(dāng)這種取向強(qiáng)烈時(shí)，制件很可能出現(xiàn)翹曲變形或開(kāi)裂。 下表列舉了幾種常用塑料分子取向后其橫、直兩個(gè)方向上的抗張強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率的比較：塑 料抗張強(qiáng)度

29、 (Mpa)伸 長(zhǎng) 率 (%)橫 向直 向橫 向直 向聚苯乙烯25.5 44.1 0.9 1.6 高沖擊聚苯乙烯20.6 22.5 3.0 17.0 A B S33.8 70.6 1.0 2.2 低壓聚乙烯28.4 29.4 30.0 72.0 聚 碳 酸 酯63.7 64.2 取向?qū)Σ牧狭W(xué)性能的影響 分子取向?qū)ψ⑺芄に嚨挠绊?塑料的取向作用在有些制品上是比較容易注意到的.如圖D中的透明聚苯乙烯圓形面蓋制品,粗的直澆口設(shè)在中央,由于注塑時(shí)起始射壓不高,后來(lái)的塑料在較大的壓力梯度下緩慢進(jìn)入模腔,造成分子輻射狀的取向排列,加上冷卻過(guò)程太快,定向作用便被保留下來(lái).結(jié)果,經(jīng)過(guò)一段不長(zhǎng)時(shí)間的使用或靜置

30、,機(jī)械強(qiáng)度的差異便以應(yīng)力破壞的方式暴露出來(lái),從中央開(kāi)始沿輻射方向出現(xiàn)眾多裂紋. 圖E是黑色的改性聚苯乙烯及聚苯乙烯共混料制件,在料流方向上出現(xiàn)一個(gè)彎曲位A,由于通道突然收縮變窄,塑料充盈時(shí)壓力梯度大,分子取向作用大,當(dāng)注射接近結(jié)束發(fā)生輕微脹模時(shí),熱熔料擠開(kāi)基本冷固了的排列有序的分子鏈,于是出現(xiàn)了A位置應(yīng)力發(fā)白的缺陷.注塑過(guò)程分子取向示例注塑過(guò)程分子取向示例 圖圖F F 1-注塑機(jī)料筒 2-樹(shù)脂澆注系統(tǒng) 3-模具型腔 4-中心料流（流速較快的部分） 5-表層料流（流速極慢的部分） 6-取向而拉伸展開(kāi)的聚合物分子 7-纏繞在一起的高聚物分子克服取向作用一個(gè)途徑是采用較充分的注射條件，如加快注射速度

31、、提高料溫和模溫，必要時(shí)讓制件在接近塑料軟化溫度下進(jìn)行“退火” 。退火退火 是指在低于Tm而高于Tg的溫度下(一般是在熱變 形溫度以下2030)進(jìn)行的熱處理方法。通過(guò)退火，高分子鏈段可以在小范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，釋放由于急速冷卻凍結(jié)的內(nèi)應(yīng)力，對(duì)結(jié)晶性高分子，通過(guò)退火可以讓分子鏈段運(yùn)動(dòng)排入晶格，使結(jié)晶更完善，避免后結(jié)晶引起的翹曲，對(duì)于非晶材料，退火可使高分子鏈段完成解取向過(guò)程，使制品性能均一。四、熔體粘度四、熔體粘度 熔體粘度是反映塑料熔體流動(dòng)難易程度的特性，是熔體流動(dòng)阻力的度量，粘度越高，流動(dòng)阻力越大，流動(dòng)越困難，高分子分子形狀及其分子量分布不同，其熔體粘度將有不同的表現(xiàn)。當(dāng)熔融溫度或施加的壓力變化時(shí)，

32、將對(duì)聚合物的熔融粘度產(chǎn)生影響。 圖1-1和圖1-2為各種樹(shù)脂的熔融粘度和溫度、壓力的關(guān)系。 從圖1-1可以看出，乙酸纖維素、聚苯乙烯、聚甲基丙烯甲酯、尼龍及聚碳酸酯等樹(shù)脂，它們都是隨著溫度的增加粘度急劇下降的，因此曲線的斜率較大，而聚乙烯及聚甲醛樹(shù)脂則對(duì)溫度不敏感。 圖1-2表示測(cè)定時(shí)因加壓引起速度(稱之為剪切速度)變化時(shí)，各樹(shù)脂熔體粘度的變化情況。從圖1-2可知,聚苯乙烯及各種聚乙烯樹(shù)脂的熔體粘隨速度的增加表現(xiàn)出急劇下降的傾向，而尼龍、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯及聚碳酸酯的熔體粘度則對(duì)速度不敏感。 熱塑性樹(shù)脂存在這樣一種傾向,如果其熔體粘度對(duì)溫度敏感的話對(duì)剪切速度就表現(xiàn)得不敏感;相反,對(duì)剪切速

33、度敏感的話對(duì)溫度就不敏感.唯一例外的樹(shù)脂是聚苯乙烯,它的熔體粘度不僅對(duì)溫度敏感而且對(duì)剪切速度也敏感.壓力對(duì)塑料熔體粘度的影響壓力對(duì)塑料熔體粘度的影響序號(hào)名 稱熔點(diǎn)溫度()壓力變化范圍/Mpa粘度增大倍數(shù)1P S1311650126.61342A B 81003P E1051360126.6144HDPE10513714175.84.15LDPE10512514175.85.66MDPE11012014175.86.87P P16017614175.87.3 聚苯乙烯(PS)之所以是最容易成型加工的樹(shù)脂，就是因?yàn)槟芎?jiǎn)單地通過(guò)提高熔融溫度，或通過(guò)提高熔融樹(shù)脂注入到模具時(shí)的

34、速度(注射速度)的方法來(lái)降低其樹(shù)脂粘度。象尼龍含有官能團(tuán)的樹(shù)脂其最佳成型溫度(實(shí)際的注射溫度)都在熔融溫度附近，而且其溫度可調(diào)范圍較小。由于活潑原子團(tuán)組成的加聚物，其最佳成型溫度高得多，溫度可調(diào)范圍大，通過(guò)提高注射速度的方法等都可降低其熔體粘度，加聚物樹(shù)脂的特性通過(guò)多級(jí)注射速度的注塑機(jī)會(huì)得到更好的發(fā)揮。塑料熔體粘度對(duì)剪切速率的敏感度序號(hào)塑 料敏 感 度1ABS(最敏感)對(duì)剪切的敏感度依次降低2P C3PMMA4PVC5P A6P P7P S8LDPE(最不敏感)常用塑料改進(jìn)流動(dòng)性能的方式序號(hào)塑料代號(hào)俗 名改進(jìn)方式1P E聚乙烯提高螺桿速度2P P聚丙烯提高螺桿速度3P A尼龍(聚酰胺)提高溫度

35、4POM聚甲醛提高螺桿速度5P C聚碳酸酯提高溫度6P S聚苯乙烯兩者都行7ABS提高溫度8PVC聚氯乙烯提高溫度9PMMA聚甲基丙酸甲酯提高溫度五、結(jié)晶度五、結(jié)晶度 熱塑性樹(shù)脂固體中的分子聚集狀態(tài)有疏（無(wú)規(guī)則）有密（規(guī)則），可以把有規(guī)則的部分稱為結(jié)晶部分，而把無(wú)規(guī)則的部分稱為非晶部分，大多數(shù)的聚合物都會(huì)有某種程度的結(jié)晶部分，因此我們把結(jié)晶部分的比率稱為結(jié)晶度。但一般而論，像尼龍、熱塑性聚酯那樣具有官能基的聚合物，或像聚丙烯、聚乙烯等分子排列較規(guī)整的聚合物，它們的結(jié)晶度較高，而共聚物或混合的聚合物等其結(jié)晶度較低。一般聚合物的實(shí)際結(jié)晶度比其理論的結(jié)晶度要低，因此，其結(jié)晶度可以通過(guò)熱處理或提高模溫

36、的方法得到提高。 結(jié)晶度高的聚合物其強(qiáng)度增加、伸長(zhǎng)率下降、體積減小。塑料的結(jié)晶度越高，其密度就大，熔融溫度(熔點(diǎn))也越高，而且強(qiáng)度大，透明性低，伸長(zhǎng)率小。可見(jiàn)結(jié)晶度和物性有著緊密的關(guān)系，各種樹(shù)脂在拉伸特性上的變化和該樹(shù)脂在成型加工過(guò)程中產(chǎn)生的結(jié)晶化的差異有關(guān)。而且結(jié)晶度的差異越大，聚合物其拉伸特性的變化幅度也越大。 結(jié)晶性較好的聚合物會(huì)因其結(jié)晶化的進(jìn)行而產(chǎn)生體積收縮，進(jìn)而影響其制品的尺寸穩(wěn)定性。因此，必須設(shè)法在加工時(shí)盡可能使其結(jié)晶度提高到固有的結(jié)晶度，以防止后結(jié)晶引起制品的尺寸穩(wěn)定性。現(xiàn)實(shí)上為了改善制品的尺寸穩(wěn)定性，常在樹(shù)脂中添加一些能起結(jié)晶化的促進(jìn)劑(成核劑)。六、玻璃化溫度六、玻璃化溫度

37、在熱塑性樹(shù)脂中有一個(gè)玻璃化的現(xiàn)象，即聚合物在隨溫度增高的過(guò)程中，在其熔融前會(huì)在某一溫度范圍內(nèi)處于既非固體又非粘性液體的橡膠態(tài)，我們把出現(xiàn)橡膠態(tài)度的開(kāi)始溫度稱為其玻璃化溫度(Tg)。在這個(gè)溫度范圍里聚合物的熱膨脹會(huì)突然變大，而且所發(fā)生的形變和橡膠不同，是不可逆的形變。 玻璃化轉(zhuǎn)變特性對(duì)使用聚合物制品時(shí)是非常重要的，例如把制品放置在玻璃化溫度以上的溫度條件下時(shí)，會(huì)招致意想不到的變形。反之，如果想對(duì)制品進(jìn)行改變形狀加工處理等，則可以在玻璃化溫度以上進(jìn)行實(shí)施。此外，希望提高制品的結(jié)晶度時(shí)，也可以在這個(gè)溫度范圍中進(jìn)行處理。七、蠕變及應(yīng)力松弛七、蠕變及應(yīng)力松弛 如果把一個(gè)由熱塑性樹(shù)脂制成的細(xì)長(zhǎng)板的一端掛上

38、重物，在放置了一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)板的長(zhǎng)度在隨著時(shí)間一點(diǎn)一點(diǎn)地增大，而且即使把重物取下來(lái)，板的長(zhǎng)度也不會(huì)再恢復(fù)，我們把這種現(xiàn)象稱為蠕變。 如果在板的兩端加上拉應(yīng)力或者壓應(yīng)力并使之保持在一定的長(zhǎng)度，同樣在放置了一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)所加的應(yīng)力在逐漸變小甚至變?yōu)榱?，我們把這種現(xiàn)象叫做應(yīng)力松弛。 當(dāng)然，這種現(xiàn)象在作用力施加較短的瞬間是見(jiàn)不到的，只有在長(zhǎng)時(shí)間受力的情況下才能發(fā)生。這種現(xiàn)象在鋼鐵、陶瓷或熱固性樹(shù)脂中是見(jiàn)不到的。熱塑性樹(shù)脂之所以發(fā)生這種現(xiàn)象，與線狀巨大分子隨時(shí)間順其應(yīng)力方向滑移有關(guān)。 因此，為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，就應(yīng)該增加大分子和大分子之間的橫向束縛力。這其中的一個(gè)方法就是提高

39、其結(jié)晶度，如尼龍、聚酯及聚丙烯等樹(shù)脂，本來(lái)其結(jié)晶度就較高，但為了更好地防止以上現(xiàn)象的發(fā)生，必須在進(jìn)行纖維加工時(shí)，用熱處理或拉伸來(lái)最大限度地提高它們的結(jié)晶性。另一個(gè)方法就是使用某些化學(xué)藥品，使之形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如熱固性樹(shù)脂就屬于此類。塑料蠕變現(xiàn)象的預(yù)防塑料蠕變現(xiàn)象的預(yù)防塑料的蠕變現(xiàn)象或應(yīng)力松弛現(xiàn)象常引起一些意外的事故。如把一個(gè)是凹形，一個(gè)是凸形的兩個(gè)制品，強(qiáng)制壓在一個(gè)組合成的子母扣配合的形式時(shí)，由于是強(qiáng)制壓入，在接合部?jī)芍破繁厝灰謩e受到壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的作用，時(shí)間一長(zhǎng)接合部就會(huì)松動(dòng)而影響裝配品的繼續(xù)使用。此外，在制品的貯存或搬運(yùn)過(guò)程中，必須注意不要使之受到很大的應(yīng)力，否則會(huì)引起制品的變形、破損

40、等問(wèn)題。八、熱膨脹八、熱膨脹 熱塑性樹(shù)脂的缺點(diǎn)之一是其熱膨脹和熱收縮比較大，有時(shí)會(huì)因此影響其使用。例如，在其他種類的樹(shù)脂表面上用熱塑性樹(shù)脂涂覆時(shí)，或把金屬和熱塑性樹(shù)脂組合在一起使用時(shí)，由于各自膨脹系數(shù)的不同，有時(shí)會(huì)造成彎曲、龜裂、松弛等問(wèn)題。而且，把其制品作為機(jī)械零部件使用時(shí)，也會(huì)因發(fā)生熱膨脹等引起尺寸變化，造成配合不良等問(wèn)題。 一般各種材料都有隨溫度升高其熱膨脹系數(shù)增大的傾向，樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)對(duì)溫度的變化及樹(shù)脂的比容(單位質(zhì)量所具有的體積)和溫度的關(guān)系如下圖所示： 從上圖中可知，樹(shù)脂在一定的溫度范圍內(nèi)其熱膨脹系數(shù)是以一定的速率變化的，而一旦到了玻璃化溫度就會(huì)有急劇的增大，最后導(dǎo)致熔融。根據(jù)對(duì)

41、樹(shù)脂內(nèi)部的觀察，在低溫下保持不變的自由體積一旦進(jìn)入玻璃化溫度后就會(huì)隨溫度升高而急劇增大。塑件變形加工必須在Tg溫度以上進(jìn)行，正是因?yàn)樽杂审w積增大后分子易于運(yùn)動(dòng)，所以有利于改變其形狀的加工。熱塑性樹(shù)脂的熱膨脹系數(shù)一般比其他材料要大510倍。九、塑料的流動(dòng)方向和熔料的冷卻過(guò)程九、塑料的流動(dòng)方向和熔料的冷卻過(guò)程 塑料熔體在注塑加工過(guò)程的流動(dòng)形式及冷卻過(guò)程對(duì)制品的成型和性能有著很大的關(guān)系。 塑料的加工溫度就是塑料達(dá)到粘流態(tài)的溫度，加工溫度不是一個(gè)點(diǎn)而是一個(gè)范圍（從熔點(diǎn)到分解溫度之間）。在對(duì)塑料進(jìn)行熱成型時(shí)應(yīng)根據(jù)制件的大小、復(fù)雜程度、厚薄、嵌件情況、所用著色劑對(duì)溫度的耐受性、機(jī)臺(tái)性能等因素選擇適當(dāng)?shù)募庸?/p>

42、溫度。 為何在注塑生產(chǎn)中溫度計(jì)所反映溫度?？筛淖?，而且同一制品（同一模具）放到不同機(jī)臺(tái)生產(chǎn)時(shí)所設(shè)定的溫度可能不相同？ 實(shí)際上塑料的熱成型溫度是相對(duì)固定的，只是由于采用的測(cè)溫方法、測(cè)溫點(diǎn)布局及溫度感應(yīng)器的性能差別才造成上述差異。溫度指示控制儀上顯示的溫度并非料筒內(nèi)熔料的實(shí)際溫度，而是間接的、局部性的溫度常用塑料的注塑加工溫度常用塑料的加工溫度范圍常用塑料的加工溫度范圍塑料名稱玻璃化溫度熔點(diǎn)加工溫度范圍分解溫度(空氣中)聚苯乙烯85110165180260260ABS90120160180250250高壓聚乙烯125110160240280低壓聚乙烯125130200280280聚丙烯201642

43、00300300尼龍6650225260290300尼龍650265260290300有機(jī)玻璃90105180180250260聚碳酸酯140150250280310330常用塑料的性能及工藝特點(diǎn)聚苯乙烯聚苯乙烯(P S)(P S)PS的性能：PS是無(wú)定型聚合物，密度為1.04g/cm3左右，稱為標(biāo)準(zhǔn)塑料，流動(dòng)性好，吸水率低(小于0.02%)，是一種易于成型加工的透明塑料。其制品透光率達(dá)8891%，著色力強(qiáng)，硬度高。但PS制品脆性較大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力開(kāi)裂(可有煤油浸擦來(lái)檢驗(yàn))，耐熱性較差(6080)，無(wú)味無(wú)毒。PS的應(yīng)用：裝飾品、照明指示牌、燈罩、文具、透明玩具、日用品、廚房用品、水杯、餐盒、鏡

44、片、冷藏庫(kù)和冰箱內(nèi)絕熱層(發(fā)泡后)、建材、EPS包裝材料等。PS的工藝特點(diǎn)：PS的軟化點(diǎn)為166，加工溫度一般在 185220為宜，分解溫度約為280，故其加工溫度范圍較寬。PS料在加工前，可不用干燥，由于其流動(dòng)性好，流動(dòng)阻力小，故其注射壓力可低些，因PS比熱低，其制件一經(jīng)模具散熱即能很快冷凝固化，其冷卻速度比一般原料要快，開(kāi)模時(shí)間可早一些，其塑化時(shí)間和冷卻時(shí)間都較短，成型周期時(shí)間會(huì)短一些，PS制品的光澤隨模溫增加而變好，帶有內(nèi)應(yīng)力的膠件可在 6580水槽內(nèi)浸12小時(shí)，然后緩慢冷卻至室溫，便能消除內(nèi)應(yīng)力。PS的加工條件:PS的模具制作:干燥溫度()6075干燥時(shí)間約(hr)1小時(shí)(一般不用干燥

45、)模具溫度()2060殘料量(mm)312熔膠溫度()180220背壓(Mpa)510注射壓力(Mpa)70120鎖模力約(ton/in2)2注塑速度快速回料轉(zhuǎn)速(rpm)60100螺桿類別標(biāo)準(zhǔn)螺桿(直通式噴嘴)停機(jī)處理不需要清機(jī)碎料翻用(%)0合適壁厚(mm)1.53澆口設(shè)計(jì)扁側(cè)入水、直接入水、扇形入水、圓形披風(fēng)式入水收縮率 (%)0.40.6 高抗沖擊聚苯乙烯高抗沖擊聚苯乙烯(HIPS)(HIPS) HIPS的性能: HIPS為PS的改性材料，密度1.04g/cm3左右，分子中含有515%橡膠成份，其韌性比PS提高了四倍左右，沖擊強(qiáng)度大大提高，可做結(jié)構(gòu)性材料使用，如制品上可做扣位、柱位，但

46、易老化。它也具有PS易于成型加工、著色力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，HIPS制品為不透明性，HIPS吸水性低，加工時(shí)可不需預(yù)先干燥。 HIPS的應(yīng)用: 各類家庭電器外殼、電子零件、電子儀表殼、冷藏庫(kù)和冰箱內(nèi)殼、電話殼、文具、玩具、建材、包裝材料等。 HIPS的工藝特點(diǎn): 因HIPS分子含有515%的橡膠成分，在一定程度上影響了其流動(dòng)性，注射壓力和成型溫度都宜高一些。其冷卻速度比PS慢，故需足夠的保壓壓力、保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間。成型周期會(huì)比PS稍長(zhǎng)一點(diǎn)，其加工溫度一般在175230為宜。HIPS制件中存在一個(gè)特殊的“白邊”問(wèn)題，可通過(guò)提高模溫和鎖模力、減少保壓壓力及保壓時(shí)間等辦法來(lái)改善，產(chǎn)品中夾水紋會(huì)比較明顯。4、

47、HIPS的加工條件:5、HIPS的模具制作干燥溫度()6080干燥時(shí)間約(hr)1小時(shí)(一般不用干燥)模具溫度()3075殘料量(mm)410熔膠溫度()175230背壓(Mpa)510注射壓力(Mpa)60110鎖模具力約(ton/in2)2注塑速度中等回料轉(zhuǎn)速(rpm)60100螺桿類別標(biāo)準(zhǔn)螺桿(直通式噴嘴)停機(jī)處理不用洗機(jī)，射完即可碎料翻用(%)1530合適壁厚(mm)23澆口設(shè)計(jì)大多數(shù)入水均可采用,如扁側(cè)入水、直接入水、扇形入水、潛水、薄膜入水、細(xì)水口收 縮 率 (%)0.40.7 苯乙烯苯乙烯- -丙烯腈共聚物丙烯腈共聚物(AS(AS或或AN)AN) AS的性能： AS為丙烯-苯乙烯

48、的共聚體，也稱作SAN，密度1.07g/cm3左右，它不易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力開(kāi)裂，透明度較高，其軟化溫度和抗沖擊強(qiáng)度比PS高，耐疲勞性差。 AS的應(yīng)用： 托盤類、杯、餐具、冰箱內(nèi)格、旋鈕、燈飾配件、飾物、儀表鏡、包裝盒、文具、氣體打火機(jī)、牙刷柄等。 AS的加工條件： AS加工溫度一般在210250為宜。該料較易吸濕，加工前需干燥一小時(shí)以上，其流動(dòng)性比 PS稍差一點(diǎn)，故注射壓力亦略高一些，模溫控制在4575較好。AS的加工條件AS的模具制作干燥溫度()7085干燥時(shí)間約(hr)12模具溫度()4080殘料量(mm)310熔膠溫度()210250背壓(Mpa)515注射壓力(Mpa)100140鎖模力約(

49、ton/in2)22.5注塑速度中等回料轉(zhuǎn)速(rpm)70100螺桿類別標(biāo)準(zhǔn)螺桿(直通式噴嘴)停機(jī)處理關(guān)料閘射清即可碎料翻用(%)0合適壁厚(mm)1.53澆口設(shè)計(jì)可采用任何形式的澆口,亦可用熱流道收縮率(%)0.40.4% 丙烯腈丙烯腈- -丁二烯丁二烯- -苯乙烯共聚物苯乙烯共聚物(ABS)(ABS) ABS的性能: ABS為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，它是無(wú)定型聚合物，密度為1.05g/cm3 左右，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和良好“豎、韌、鋼”的綜合性能。ABS是一種應(yīng)用廣的工程塑料，其品種多樣，用途廣泛，也稱通用工程塑料，(MBS稱為透明ABS)， 易于成型加工，耐化學(xué)腐蝕性差，制品易

50、電鍍。 ABS的應(yīng)用: 泵葉輪、軸承、把手、管道、電器外殼、電子產(chǎn)品零件、玩具、表殼、儀表殼、 水箱外殼、冷藏庫(kù)和冰箱內(nèi)殼。 ABS的工藝特點(diǎn): (1) ABS的吸濕性較大和耐溫性較差，在成型加工前必須進(jìn)行充分干燥和預(yù)熱， 將水分含量控制在0.03%以下。 (2) ABS樹(shù)脂的熔融粘度對(duì)溫度的敏感性較低(與其它無(wú)定型樹(shù)脂不同)。ABS的注 射溫度雖然比PS稍高，但不能像PS那樣有較寬松的升溫范圍，不能用盲目升溫的 辦法來(lái)降低其粘度，可用增加螺桿轉(zhuǎn)速或提升注射壓力/速度的辦法來(lái)提高其流 動(dòng)性。一般加工溫度在190235為宜。 (3) ABS的熔融粘度屬中等，比PS、HIPS、AS均較高，流動(dòng)性較

51、差，需采用較高 的注射壓力注塑。 (4) ABS采用中等到注射速度注塑效果好(除非形狀復(fù)雜、薄辟制件需用較高的注 射速度)，產(chǎn)品水口位易產(chǎn)生氣紋。 (5) ABS成型溫度較高，其模溫一般調(diào)節(jié)在4580。生產(chǎn)較大產(chǎn)品時(shí)，定模(前 模)溫度一般比動(dòng)模(后模)略高5左右為宜。 (6) ABS在高溫炮筒內(nèi)停留時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)(應(yīng)小于30分鐘)，否則易分解發(fā)黃。ABS的加工條件:ABS的模具制作干燥溫度()7080 干燥時(shí)間約(hr)1.5模具溫度()4580殘料量(mm)28熔膠溫度()190235背壓(Mpa)918注射壓力(Mpa)90140鎖模力約(ton/in2)22.5注塑速度中等回料轉(zhuǎn)速(rp

52、m)70100螺桿類別標(biāo)準(zhǔn)螺桿(直通式噴嘴)停機(jī)處理關(guān)料閘射清即可碎料回用(%)2030合適壁厚(mm)1.83澆 口 設(shè) 計(jì)大多數(shù)入水均可采用；可扁側(cè)入水、直接入水、扇形入水、潛水、薄膜入水、點(diǎn)水口可減少蛇紋。收 縮 率 (%)0.40.7 有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃(PMMA)(PMMA) PMMA的性能: PMMA為無(wú)定型聚合物，俗稱有機(jī)玻璃(亞加力)，密度為1.18g/cm3左右。透明度極好，透光率為92%，它是很好的光學(xué)材料，耐熱性較好(熱變形溫度為98)，其產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度中等表面硬度低、易被硬物劃傷而留下痕跡，與PS相比不易脆裂。 PMMA的應(yīng)用: 儀表鏡片、光學(xué)制品、電器、醫(yī)療器材、透明模型

53、、裝飾品、太陽(yáng)鏡片、假牙、廣告牌、鐘表面板、汽車尾燈、擋風(fēng)玻璃等。 PMMA的工藝特點(diǎn): PMMA的加工要求較嚴(yán)格，它對(duì)水份和溫度很敏感，加工前要充分干燥,其熔體粘度較大，需在較高溫度(219240)和壓力下成型，模溫在6580較好。PMMA熱穩(wěn)定性不太好，受高溫或在較高溫度下停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)都會(huì)造成降解。螺桿轉(zhuǎn)速不宜過(guò)大(60rpm左右即可)，較厚的PMMA制件內(nèi)易出現(xiàn)“空洞”現(xiàn)象，需用大澆口和高料溫、高模溫、慢速注射的條件來(lái)加工的。PMMA的加工條件:PMMA的模具制作:干燥溫度()8085干燥時(shí)間約 (hr)23模具溫度()6580殘料量 (mm)26熔膠溫度()215240背壓(Mpa)1

54、328（要高）注射壓力(Mpa)100170鎖模力約(ton/in2)4注塑速度低速回料轉(zhuǎn)速 (rpm)6080螺桿類別標(biāo)準(zhǔn)螺桿(如需較大射壓可改用小螺桿)停機(jī)處理需用PP料清洗碎料翻用(%)0合適壁厚（mm)厚度為1.54.0mm,但特厚件的注塑技術(shù)則不同澆口設(shè)計(jì)宜用圓形或方形澆口,且需用大尺寸澆口收縮率（%）0.40.7 聚丙烯聚丙烯 (PP)(PP) PP的性能: PP為結(jié)晶型高聚物，密度僅為0.91g/cm3，常用塑料中PP最輕。通用塑料中，PP的耐熱性最好，其熱變形溫度為80100，能在沸水中煮。PP具有良好的耐應(yīng)力開(kāi)裂性能，有很高的彎曲疲勞壽命，俗稱“百折膠”。 PP的綜合性能優(yōu)于

55、PE料，PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學(xué)性好。PP的缺點(diǎn)：尺寸精度低、剛性不足、耐候性差，易產(chǎn)生“銅害”，它具有后收縮現(xiàn)象，制品易老化、變脆和變形。 PP的應(yīng)用: 各類家庭用品、透明鍋蓋、化學(xué)品輸送管道、化學(xué)品容器、醫(yī)療用品、文具、玩具、抽絲、水杯、周轉(zhuǎn)箱、管材、合頁(yè)等。 PP PP的工藝特點(diǎn)的工藝特點(diǎn): : PP在熔融溫度下有較好的流動(dòng)性，成型性能好，PP在加上有兩個(gè)特點(diǎn)： 其一 PP熔體的粘度隨剪切速率的提高而明顯的下降(受溫度影響較小)。 其二 分子取向程度高而呈現(xiàn)較大的收縮率。 PP的加工溫度在200250左右較好，它有良好的熱穩(wěn)定性(分解溫度為310)，但高溫下(280300)，長(zhǎng)時(shí)間停

56、留在 炮筒中會(huì)有降解的可能。因?yàn)镻P的粘度隨著剪切速率的提高有 明顯的降低，所以提高注射壓力和注射速度會(huì)提高其流動(dòng)性， 若要改善收縮變形和凹陷，模溫宜控制在3565范圍內(nèi)，PP 的結(jié)晶溫度為120125。PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出 現(xiàn)披鋒。PP在熔化過(guò)程中，要吸收大量的熔解熱(比熱較大)， 產(chǎn)品出模后比較燙。PP 料加工時(shí)不需干燥，PP的收縮率和結(jié) 晶度比PE低。PP的加工條件:PP的模具制作:干燥溫度()6575干燥時(shí)間約(hr)0.51模具溫度()3565殘料量 (mm)310熔膠溫度()200250背壓(MPa)917注射壓力(MPa)80130鎖模力約(ton/in2)2注塑速度

57、中等回料轉(zhuǎn)速 (rpm)6090螺桿類別標(biāo)準(zhǔn)螺桿(直通式噴嘴)停機(jī)處理關(guān)料閘射清即可碎料翻用(%)1530合適壁厚(mm)1.52.5澆口設(shè)計(jì) 大多數(shù)入水均可采用,可扁側(cè)入水、直接入水、扇 形入水、潛水、薄膜入水、細(xì)水口等,亦可用熱流道.收縮率 (%)1.22.5%,加入30%玻纖可改善至0.7%左右. 聚酰胺聚酰胺(PA)(PA) PA的性能: PA也是結(jié)晶型塑料，俗稱尼龍，密度為1.14g/cm3左右，品種很多，應(yīng)用于注塑加工的常有尼龍6、尼龍1010、尼龍610等。尼龍具有機(jī)械強(qiáng)度高、韌性好、耐疲勞、表面光滑、有自潤(rùn)滑性、摩擦系數(shù)小、耐磨、耐熱(100內(nèi)可長(zhǎng)期使用)、耐腐蝕、制件重量輕、

58、易染色、易成型等優(yōu)點(diǎn)。PA的缺點(diǎn)是：極易吸水、注塑條件要求苛刻，尺寸穩(wěn)定性較差；因其比熱大，產(chǎn)品脫模時(shí)很燙。PA66是PA系列中機(jī)械強(qiáng)度最高、應(yīng)用最廣的品種，因其結(jié)晶度高，故其剛性、耐熱性都較高。 PA的應(yīng)用: 高溫電氣插座零件、電氣零件、齒輪、軸承、滾子、彈簧支架、滑輪、螺栓、葉輪、風(fēng)扇葉片、螺旋槳、高壓封口墊片、閥座、輸油管、儲(chǔ)油容器、繩索、扎帶、傳動(dòng)皮帶、砂輪粘合劑、電池箱、絕緣電氣零件、線芯、抽絲等。 PA PA的工藝特點(diǎn)的工藝特點(diǎn): : 因PA極易吸濕，加工前一定要進(jìn)行干燥(最好使用真空抽濕干燥器)，含水量應(yīng)控制在0.25%以下，原料干燥得越好，制品表面光澤性就越高，否則比較粗糙；但

59、是干燥不宜太充分，含水分要保證在0.15%左右。PA不會(huì)隨受熱溫度的升高而逐漸軟化，熔點(diǎn)很明顯，溫度一旦達(dá)到熔點(diǎn)就出現(xiàn)流動(dòng)(與PS、PE、PP等料不同)；尼龍料的流變特性是其粘度對(duì)剪切速率不敏感。 PA的粘度遠(yuǎn)比其它熱塑性塑料低，且其熔化溫度范圍較窄(僅5左右)。PA流動(dòng)性，容易充模成型，也易走披鋒。噴嘴易出現(xiàn)“流涎”現(xiàn)象最好用彈弓針閥式噴嘴，否則抽膠量需大一點(diǎn)。PA熔點(diǎn)高，凝固點(diǎn)也高，熔料在模具內(nèi)隨時(shí)會(huì)因溫度降低到熔點(diǎn)以下而凝固，妨礙充模成型的完成，易出現(xiàn)堵嘴或堵澆口現(xiàn)象。所以,必須采用高速注射(薄壁或長(zhǎng)流程制件尤其這樣)，保壓時(shí)間要短，尼龍模具要有充分的排氣措施。 PA熔融狀態(tài)時(shí)熱穩(wěn)定性較

60、差，易降解；料筒溫度不宜超過(guò)300，熔料在料筒內(nèi)加熱時(shí)間不宜超過(guò)30分鐘。PA對(duì)模溫要求很高，可利用模溫的高低來(lái)控制其結(jié)晶性，以獲得所需的性能。PA注塑時(shí)模溫在5090之間較好，PA6加工溫度在230250為宜，PA66加工溫度為260290，PA制品有時(shí)需要進(jìn)行調(diào)濕處理，以提高其韌性及尺寸穩(wěn)定性。 PA66的加工條件 PA的模具制作干燥溫度()8090干燥時(shí)間約(hr)23模具溫度()5090殘料量(mm)38熔膠溫度()260290背壓(Mpa)26注射壓力(Mpa)90140鎖模力約(ton/in2)48注塑速度高速尤其是薄壁回料轉(zhuǎn)速(rpm)7090螺桿類別標(biāo)準(zhǔn)螺桿,針閥型噴嘴.停機(jī)處