第二章塑料的組成與工藝特性分析課件

第二章塑料的組成與工藝性第二章塑料的組成與工藝性本章重點(diǎn)掌握的內(nèi)容：1、塑料的組成成分。2、塑料各成分的用途。3、熱塑性塑料與熱固性塑料的特點(diǎn)。4、收縮率的計(jì)算公式。5、影響塑件收縮的因素有哪些？6、影響塑件流動(dòng)的因素。本章重點(diǎn)掌握的內(nèi)容：第二章塑料的組成與工藝性第一節(jié)塑料的基本組成3.作為均一的連續(xù)相，將各種添加劑粘結(jié)成一個(gè)整體，同時(shí)賦予塑料一定的物理力學(xué)性能和良好的成型工藝性能。（一）樹(shù)脂1.合成樹(shù)脂是塑料的主要成分。2.決定塑料的類型（熱塑性或熱固性）和主要性能(物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能等)。（二）添加劑1.穩(wěn)定劑：可以提高樹(shù)脂在光、熱、氧等外界因素作用時(shí)的穩(wěn)定性，阻緩塑料變質(zhì)的一類物質(zhì)。根據(jù)穩(wěn)定劑作用的不同，又分為熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑和紫外線吸收劑等。第二章塑料的組成與工藝性3.作為均一的連續(xù)相，將各種添加2.填料填劑包括填充劑和增強(qiáng)劑，一般是為了降低塑料成本，或是為了改進(jìn)塑料的性能。最常用的填充劑是碳酸鈣等。玻璃鋼就是以玻璃纖維和玻璃布作增強(qiáng)劑。填料名稱用途作用及特點(diǎn)1碳酸鈣用于聚氯乙烯、聚烯烴等提高制件耐熱性、硬度；塑件穩(wěn)定性好；降低收縮率、降低成本。因遇酸易分解，不宜用于耐酸制件3碳黑用于聚氯乙烯、聚烯烴等提高制件導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，也作著色、光屏蔽劑6金屬粉(Cu、Al、Zn等)用于各種熱塑性工程塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等提高制件導(dǎo)電、傳熱、耐熱等性能7二硫化鉬石墨用于尼龍澆鑄制件等提高表面硬度，降低摩擦系數(shù)、熱膨脹系數(shù)，提高耐磨性8聚四氟乙烯粉（纖維）用于聚氯乙烯、聚烯烴及各種熱塑性工程塑料提高制件的耐磨性、潤(rùn)滑性9玻璃纖維提高制件機(jī)械強(qiáng)度10木粉用于酚醛樹(shù)脂、聚氯乙烯等塑料的增量提高塑件電性能，抗沖擊性能，但色調(diào)、耐水性及耐熱性稍差2.填料填劑包括填充劑和增強(qiáng)劑，一般是為了降低塑3.增塑劑加大了聚合物分子之間的距離，削弱了大分子之間的作用力，使樹(shù)脂分子變得容易滑移，從而使塑料能在較低溫度下具有良好的可塑性和柔順性。為了降低樹(shù)脂的熔融粘度和熔融溫度，提高塑料成型加工時(shí)的可塑性和增進(jìn)制件的柔軟性，加入能與樹(shù)脂相溶的不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)的液態(tài)有機(jī)化合物或低熔點(diǎn)的固態(tài)有機(jī)化合物，稱為增塑劑。作用：a)不含增塑劑b)含有增塑劑3.增塑劑加大了聚合物分子之間的距離，削弱了大分子之4.著色劑（色料）

合成樹(shù)脂的本色一般是白色半透明或無(wú)色透明的。在工業(yè)生產(chǎn)中利用著色劑增加塑料制品的色彩。一般要求著色劑的著色力強(qiáng)、色彩鮮艷、耐熱、耐光。5.潤(rùn)滑劑

潤(rùn)滑劑對(duì)塑料的表面起潤(rùn)滑作用，防止熔融的塑料在成型過(guò)程中黏附在成型設(shè)備或模具上。添加劑還可以改進(jìn)塑料的流動(dòng)性能，同時(shí)也可提高制品表面的光亮度。6.固化劑（交聯(lián)劑）

在熱固性塑料成型時(shí)，使合成樹(shù)脂完成交聯(lián)反應(yīng)而固化的物質(zhì)。稱為固化劑。如在酚醛樹(shù)脂中加入的六亞甲基四胺（烏洛脫品）。

根據(jù)不同用途，在塑料中還可加入一些其他添加劑。例如阻燃劑、發(fā)泡劑。4.著色劑（色料）合成樹(shù)脂的本色一般是白色半透7.注射成型物料的配制7.注射成型物料的配制三、塑料的分類（一）按用途分類1.通用塑料一般只能作為非結(jié)構(gòu)材料使用，用途最廣泛，產(chǎn)量最大，價(jià)格最低廉，性能普通的一類塑料。聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、酚醛塑料（PF）和氨基塑料六大品種。2.工程塑料可以作為工程結(jié)構(gòu)材料，力學(xué)性能優(yōu)良，能在較廣溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力和較為苛刻的化學(xué)及物理環(huán)境中使用的一類塑料。聚酰胺（尼龍）（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、ABS、聚苯醚（PPO）、聚砜（PSF）、聚酯及各種增強(qiáng)塑料。三、塑料的分類（一）按用途分類1.通用塑料一般只能作醫(yī)用塑料、光敏塑料、導(dǎo)磁塑料、高耐熱性塑料及高頻絕緣性塑料等。3.功能塑料用于特種環(huán)境中，具有某一方面的特殊性能的塑料。（二）按成型性能分類1.熱塑性塑料在一定的溫度范圍內(nèi)，能反復(fù)加熱軟化乃至熔融流動(dòng)，冷卻后能硬化成一定形狀的塑料。聚乙烯、聚氯乙烯、尼龍、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、ABS、聚甲醛及有機(jī)玻璃等。特點(diǎn)：基本上是以聚合反應(yīng)得到的線型或支鏈型樹(shù)脂為基礎(chǔ)制得的，在成型過(guò)程中只有物理變化，而無(wú)化學(xué)變化，受熱后可多次成型，廢料可回收再利用。注射、擠出或吹塑等方法成型醫(yī)用塑料、光敏塑料、導(dǎo)磁塑料、高耐熱性塑料及高頻絕緣性塑料等酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、不飽和聚酯塑料、三聚氰胺塑料等。2.熱固性塑料加熱溫度達(dá)到一定程度后能成為不溶和不熔性物質(zhì)，使形狀固化下來(lái)不再變化的塑料。特點(diǎn)：基本上是以縮聚反應(yīng)得到的，在成型受熱時(shí)發(fā)生化學(xué)變化使線型分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w形結(jié)構(gòu)、廢料不能再回收利用。壓縮或壓注方法，也可用注射成型（三）按制造方法分類1.聚合樹(shù)脂2.縮聚樹(shù)脂酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、不飽和聚酯塑料、三聚氰胺塑料等四、塑料的性能和用途1.質(zhì)量輕，一般塑料的密度與水相近大約為鋼密度的1/6。塑料適合制造輕巧的日用品和家用電器零件。2.比強(qiáng)度（單位質(zhì)量的抗拉強(qiáng)度）高。塑料可用于制造工程機(jī)械。3.耐化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，廣泛用于制造化工管道和容器。4.絕緣性能好。塑料對(duì)電、熱、聲都有良好的絕緣性能，被廣泛的用來(lái)電絕緣材料、絕緣保溫材料以及隔音吸音材料。5.光學(xué)性能好。塑料的折射率較高，并且有很好的光澤。不加填充劑的塑料大都可制成良好的制品。6.加工性能好塑料容易成型，成型周期短，設(shè)備投資少，能耗低，加工廢料可回收利用。四、塑料的性能和用途1.質(zhì)量輕，一般塑料的密度與水相近大約為第二節(jié)塑料成型的工藝特性一、塑料的成型收縮塑件從溫度較高的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸或體積發(fā)生收縮的現(xiàn)象，稱為收縮性。成型后塑件的收縮，稱為成型收縮。

在實(shí)際成型中，不同品種的塑料其收縮率不同，而且不同批次的同一種塑料收縮也不同，或者同一制件的不同部位收縮也不同。第二節(jié)塑料成型的工藝特性一、塑料的成型收縮塑件從影響塑件成型收縮的主要因素：1）塑料的品種塑料的品種不同，各種組分的比例不同，分子量大小不同，收縮率就不同。2）塑件的結(jié)構(gòu)塑件的形狀、尺寸、壁厚、有無(wú)嵌件、嵌件數(shù)量、分布對(duì)收縮率的大小都有影響。3）模具結(jié)構(gòu)分型面、澆口形式、澆口尺寸4）成型工藝條件模具溫度高低，模具溫度分布，成型壓力，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間影響塑件成型收縮的主要因素：例：確定下列制件模具的尺寸2)材料為聚砜1)材料為尼龍-1010

收縮率的選擇原則：1）對(duì)于收縮率范圍較小的塑料品種，可按收縮率的范圍取中間值，此值稱為平均收縮率。2）對(duì)于收縮率較大的塑料品種，應(yīng)根據(jù)制件的形狀，特別是根據(jù)制品的壁厚來(lái)確定收縮率，對(duì)于壁厚著取上限，壁薄者取下限。3）制件各部分尺寸的的收縮率不盡相同，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況加以選擇。例：確定下列制件模具的尺寸2)材料為聚砜1)材料為尼龍-104）對(duì)于收縮量較大的塑料，可利用現(xiàn)有的或者材料供應(yīng)部門(mén)提供的計(jì)算收縮率的圖表來(lái)確定收縮率。4）對(duì)于收縮量較大的塑料，可利用現(xiàn)有的或者材料供應(yīng)部門(mén)提供的二、塑料的流動(dòng)性流動(dòng)性好的塑料流動(dòng)性一般的塑料流動(dòng)性差的塑料尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素ABS、有機(jī)玻璃、聚甲醛、聚氯醚聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料

塑料的流動(dòng)性是比較成型加工的一項(xiàng)指標(biāo)，塑料的流動(dòng)性不僅依賴于成型條件，而且依賴于聚合物的性質(zhì)。塑料的流動(dòng)性一般根據(jù)聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線長(zhǎng)度、表觀黏度以及流動(dòng)比一系列指標(biāo)衡量。二、塑料的流動(dòng)性流動(dòng)性好的塑料流動(dòng)性一般的塑料流動(dòng)性差的塑料1.結(jié)晶型塑料必須加熱到熔點(diǎn)溫度以上才能達(dá)到軟化狀態(tài)，需要比非結(jié)晶型消耗更多熱量。三、塑料的結(jié)晶性2.結(jié)晶型塑料冷卻時(shí)放出更多熱量，使冷卻時(shí)間加長(zhǎng)。5.結(jié)晶型塑料各向異性顯著，制品變形和翹曲傾向大。脫模后制品內(nèi)未結(jié)晶的分子有極限結(jié)晶的傾向易使制品變形和翹曲。3.由于結(jié)晶型塑料的固態(tài)的密度與熔融的密度相差很大，結(jié)晶型塑料成型收縮率大。4.結(jié)晶型塑料的結(jié)晶度受冷卻速度影響較大，必須嚴(yán)格控制模具溫度。四、塑料的其他工藝性主要包括塑料的熱敏性、水敏性、應(yīng)力敏感性、吸濕性、粒度以及塑料的各種熱性能指標(biāo)（如比熱容、熱導(dǎo)率、熱變形溫度等）。1.結(jié)晶型塑料必須加熱到熔點(diǎn)溫度以上才能達(dá)到軟化狀態(tài)，需要比第二章塑料的組成與工藝性第二章塑料的組成與工藝性本章重點(diǎn)掌握的內(nèi)容：1、塑料的組成成分。2、塑料各成分的用途。3、熱塑性塑料與熱固性塑料的特點(diǎn)。4、收縮率的計(jì)算公式。5、影響塑件收縮的因素有哪些？6、影響塑件流動(dòng)的因素。本章重點(diǎn)掌握的內(nèi)容：第二章塑料的組成與工藝性第一節(jié)塑料的基本組成3.作為均一的連續(xù)相，將各種添加劑粘結(jié)成一個(gè)整體，同時(shí)賦予塑料一定的物理力學(xué)性能和良好的成型工藝性能。（一）樹(shù)脂1.合成樹(shù)脂是塑料的主要成分。2.決定塑料的類型（熱塑性或熱固性）和主要性能(物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能等)。（二）添加劑1.穩(wěn)定劑：可以提高樹(shù)脂在光、熱、氧等外界因素作用時(shí)的穩(wěn)定性，阻緩塑料變質(zhì)的一類物質(zhì)。根據(jù)穩(wěn)定劑作用的不同，又分為熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑和紫外線吸收劑等。第二章塑料的組成與工藝性3.作為均一的連續(xù)相，將各種添加2.填料填劑包括填充劑和增強(qiáng)劑，一般是為了降低塑料成本，或是為了改進(jìn)塑料的性能。最常用的填充劑是碳酸鈣等。玻璃鋼就是以玻璃纖維和玻璃布作增強(qiáng)劑。填料名稱用途作用及特點(diǎn)1碳酸鈣用于聚氯乙烯、聚烯烴等提高制件耐熱性、硬度；塑件穩(wěn)定性好；降低收縮率、降低成本。因遇酸易分解，不宜用于耐酸制件3碳黑用于聚氯乙烯、聚烯烴等提高制件導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能，也作著色、光屏蔽劑6金屬粉(Cu、Al、Zn等)用于各種熱塑性工程塑料、環(huán)氧樹(shù)脂等提高制件導(dǎo)電、傳熱、耐熱等性能7二硫化鉬石墨用于尼龍澆鑄制件等提高表面硬度，降低摩擦系數(shù)、熱膨脹系數(shù)，提高耐磨性8聚四氟乙烯粉（纖維）用于聚氯乙烯、聚烯烴及各種熱塑性工程塑料提高制件的耐磨性、潤(rùn)滑性9玻璃纖維提高制件機(jī)械強(qiáng)度10木粉用于酚醛樹(shù)脂、聚氯乙烯等塑料的增量提高塑件電性能，抗沖擊性能，但色調(diào)、耐水性及耐熱性稍差2.填料填劑包括填充劑和增強(qiáng)劑，一般是為了降低塑3.增塑劑加大了聚合物分子之間的距離，削弱了大分子之間的作用力，使樹(shù)脂分子變得容易滑移，從而使塑料能在較低溫度下具有良好的可塑性和柔順性。為了降低樹(shù)脂的熔融粘度和熔融溫度，提高塑料成型加工時(shí)的可塑性和增進(jìn)制件的柔軟性，加入能與樹(shù)脂相溶的不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)的液態(tài)有機(jī)化合物或低熔點(diǎn)的固態(tài)有機(jī)化合物，稱為增塑劑。作用：a)不含增塑劑b)含有增塑劑3.增塑劑加大了聚合物分子之間的距離，削弱了大分子之4.著色劑（色料）

合成樹(shù)脂的本色一般是白色半透明或無(wú)色透明的。在工業(yè)生產(chǎn)中利用著色劑增加塑料制品的色彩。一般要求著色劑的著色力強(qiáng)、色彩鮮艷、耐熱、耐光。5.潤(rùn)滑劑

潤(rùn)滑劑對(duì)塑料的表面起潤(rùn)滑作用，防止熔融的塑料在成型過(guò)程中黏附在成型設(shè)備或模具上。添加劑還可以改進(jìn)塑料的流動(dòng)性能，同時(shí)也可提高制品表面的光亮度。6.固化劑（交聯(lián)劑）

在熱固性塑料成型時(shí)，使合成樹(shù)脂完成交聯(lián)反應(yīng)而固化的物質(zhì)。稱為固化劑。如在酚醛樹(shù)脂中加入的六亞甲基四胺（烏洛脫品）。

根據(jù)不同用途，在塑料中還可加入一些其他添加劑。例如阻燃劑、發(fā)泡劑。4.著色劑（色料）合成樹(shù)脂的本色一般是白色半透7.注射成型物料的配制7.注射成型物料的配制三、塑料的分類（一）按用途分類1.通用塑料一般只能作為非結(jié)構(gòu)材料使用，用途最廣泛，產(chǎn)量最大，價(jià)格最低廉，性能普通的一類塑料。聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、酚醛塑料（PF）和氨基塑料六大品種。2.工程塑料可以作為工程結(jié)構(gòu)材料，力學(xué)性能優(yōu)良，能在較廣溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力和較為苛刻的化學(xué)及物理環(huán)境中使用的一類塑料。聚酰胺（尼龍）（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、ABS、聚苯醚（PPO）、聚砜（PSF）、聚酯及各種增強(qiáng)塑料。三、塑料的分類（一）按用途分類1.通用塑料一般只能作醫(yī)用塑料、光敏塑料、導(dǎo)磁塑料、高耐熱性塑料及高頻絕緣性塑料等。3.功能塑料用于特種環(huán)境中，具有某一方面的特殊性能的塑料。（二）按成型性能分類1.熱塑性塑料在一定的溫度范圍內(nèi)，能反復(fù)加熱軟化乃至熔融流動(dòng)，冷卻后能硬化成一定形狀的塑料。聚乙烯、聚氯乙烯、尼龍、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、ABS、聚甲醛及有機(jī)玻璃等。特點(diǎn)：基本上是以聚合反應(yīng)得到的線型或支鏈型樹(shù)脂為基礎(chǔ)制得的，在成型過(guò)程中只有物理變化，而無(wú)化學(xué)變化，受熱后可多次成型，廢料可回收再利用。注射、擠出或吹塑等方法成型醫(yī)用塑料、光敏塑料、導(dǎo)磁塑料、高耐熱性塑料及高頻絕緣性塑料等酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、不飽和聚酯塑料、三聚氰胺塑料等。2.熱固性塑料加熱溫度達(dá)到一定程度后能成為不溶和不熔性物質(zhì)，使形狀固化下來(lái)不再變化的塑料。特點(diǎn)：基本上是以縮聚反應(yīng)得到的，在成型受熱時(shí)發(fā)生化學(xué)變化使線型分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w形結(jié)構(gòu)、廢料不能再回收利用。壓縮或壓注方法，也可用注射成型（三）按制造方法分類1.聚合樹(shù)脂2.縮聚樹(shù)脂酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧塑料、不飽和聚酯塑料、三聚氰胺塑料等四、塑料的性能和用途1.質(zhì)量輕，一般塑料的密度與水相近大約為鋼密度的1/6。塑料適合制造輕巧的日用品和家用電器零件。2.比強(qiáng)度（單位質(zhì)量的抗拉強(qiáng)度）高。塑料可用于制造工程機(jī)械。3.耐化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)，廣泛用于制造化工管道和容器。4.絕緣性能好。塑料對(duì)電、熱、聲都有良好的絕緣性能，被廣泛的用來(lái)電絕緣材料、絕緣保溫材料以及隔音吸音材料。5.光學(xué)性能好。塑料的折射率較高，并且有很好的光澤。不加填充劑的塑料大都可制成良好的制品。6.加工性能好塑料容易成型，成型周期短，設(shè)備投資少，能耗低，加工廢料可回收利用。四、塑料的性能和用途1.質(zhì)量輕，一般塑料的密度與水相近大約為第二節(jié)塑料成型的工藝特性一、塑料的成型收縮塑件從溫度較高的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸或體積發(fā)生收縮的現(xiàn)象，稱為收縮性。成型后塑件的收縮，稱為成型收縮。

在實(shí)際成型中，不同品種的塑料其收縮率不同，而且不同批次的同一種塑料收縮也不同，或者同一制件的不同部位收縮也不同。第二節(jié)塑料成型的工藝特性一、塑料的成型收縮塑件從影響塑件成型收縮的主要因素：1）塑料的品種塑料的品種不同，各種組分的比例不同，分子量大小不同，收縮率就不同。2）塑件的結(jié)構(gòu)塑件的形狀、尺寸、壁厚、有無(wú)嵌件、嵌件數(shù)量、分布對(duì)收縮率的大小都有影響。3）模具結(jié)構(gòu)分型面、澆口形式、澆口尺寸4）成型工藝條件模具溫度高低，模具溫度分布，成型壓力，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間影響塑件成型收縮的主要因素：例：確定下列制件模具的尺寸2)材料為聚砜1)材料為尼龍-1010

收縮率的選擇原則：1）對(duì)于收縮率范圍較小的塑料品種，可按收縮率的范圍取中間值，此值稱為平均收縮率。2）對(duì)于收縮率較大的