塑料的性能與應(yīng)用培訓(xùn)使用

塑料的性能與應(yīng)用塑料概述一、塑料的定義塑料是一種具有可塑性的人造高分子有機(jī)化合物(樹(shù)脂).塑料是指以有機(jī)合成樹(shù)脂為主要成分,加入或不加入其他配合材料(助劑)而構(gòu)成的人造材料.它通常在加熱、加壓條件下可塑制成具有一定形狀的器件.所謂可塑性,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).所謂彈性(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(例如:橡膠),具有彈性的物體叫做彈性體(如:松緊帶);塑料就是利用這種加熱時(shí)所產(chǎn)生的可塑性,加工成各種形狀的.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,由于分子量都有在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.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)的人造樹(shù)脂.三、塑料的發(fā)展過(guò)程不同塑料的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)時(shí)間:1920-1933:聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚丙烯(PP)1935:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)1939:聚對(duì)苯二甲酸乙烯共聚物(ABS)1949:聚酰胺(Nylon)1950:聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)1956:聚甲醛(POM)1958:聚碳酸酯(PC)1964:聚氧化二甲亞苯(PPO)1965:聚砜(PSF)1975:聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)1985:液晶塑料(LCP)1994:改性為注塑級(jí)的PET(PETG)1995:超彈性聚甲醛(TPOM)1996:透明硬質(zhì)聚氯乙烯自1960后以后,塑料的應(yīng)用和加工技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展.四、塑料的物理性能1.比重(密度)★塑料的比重是在一定的溫度下,秤量試樣的重量與同體積水的重量之比值,單位為g/cm3,常用液體浮力法作測(cè)定方法.2.吸水性★塑料的吸水性是指規(guī)定尺寸的試樣浸入一定溫度(25±2)℃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,吸水率用重量表達(dá)時(shí),常以％表示.3.透氣性透氣性是指一定厚度的塑料薄膜在一個(gè)大氣壓力下,一平方米的面積中,在24小時(shí)內(nèi)所透過(guò)氣體的體積(cm3)值,但透氣量與薄臘厚度、面積、時(shí)間、溫度、氣壓差值等有關(guān).4.透濕性透濕性是指水蒸氣對(duì)塑料薄膜的透過(guò)情況,基本原理及定義與透氣性相同.四、塑料的分類(lèi)目前,塑料已發(fā)展到300多種,最常用的塑料有十幾種.1、按塑料的應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi)一般分為通用塑料和工程塑料: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、PVC、PS、PMMA、EVA等)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),可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,并能在承受機(jī)械應(yīng)力和較為苛刻的化學(xué)、物理環(huán)境中長(zhǎng)期使用.被公認(rèn)的七大工程塑料為:ABS、PC、POM、PA、PET、PBT、PPO等,工程塑料的產(chǎn)量相對(duì)較少,價(jià)格較貴.另外,還有功能塑料(如:LCP、人造器官等)、納米塑料、降解塑料等.2、按塑料的結(jié)晶形態(tài)分類(lèi)一般分為結(jié)晶性塑料和無(wú)定形塑料結(jié)晶性塑料是指在適當(dāng)?shù)臈l件下,分子能產(chǎn)生某種幾何結(jié)構(gòu)的塑料(如:PE、PP、PA、POM、PET、PBT等),大多數(shù)的屬于部分結(jié)晶態(tài).無(wú)定形塑料是指分子形狀和分子相互排列不呈晶體結(jié)構(gòu)而呈無(wú)序狀態(tài)的塑料(如:ABS、PC、PVC、PS、PMMA、EVA、AS等),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(各向同性).3、按其受熱時(shí)所呈現(xiàn)的基本行為分類(lèi)一般分為熱塑性塑料和熱固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).4、按塑料的透光性分類(lèi)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(chēng)為透明塑料(如:PMMA、PS、PC、Z-聚酯等),常用的半透明塑料有:PP、PVC、PE、AS、PET、MBS、PSF等,不透明的塑料主要有POM、PA、ABS、HIPS、PPO等.5、按塑料的硬度分類(lèi)一般分為硬質(zhì)塑料、半硬質(zhì)塑料、和軟質(zhì)塑料常見(jiàn)硬質(zhì)塑料有:ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等;半硬質(zhì)塑料有:PP、PE、PA、PVC等;軟質(zhì)塑料有:軟PVC、K膠(BS)、TPE、TPR、EVA、TPU等.6、按塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類(lèi)A、聚烯烴類(lèi)(如:LDPE、MDPE、HDPE、LLDPE、UHMWPE、PP等)B、聚苯乙烯類(lèi)(如:PS、AS、BS、ABS、MBS、HIPS等)C、聚酰胺類(lèi)(如:PA6、PA66、PA610、PA1010等)D、聚醚類(lèi)(如:PC、POM、PSF、PPO等)E、聚酯類(lèi)(如:PBT、PET等)F、丙烯酸酯類(lèi)(如:PMMA)五、塑料的物理性能1.比重(密度)★塑料的比重是在一定的溫度下,秤量試樣的重量與同體積水的重量之比值,單位為g/cm3,常用液體浮力法作測(cè)定方法.2.吸水性★塑料的吸水性是指規(guī)定尺寸的試樣浸入一定溫度(25±2)℃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,吸水率用重量表達(dá)時(shí),常以％表示.3.透氣性透氣性是指一定厚度的塑料薄膜在一個(gè)大氣壓力下,一平方米的面積中,在24小時(shí)內(nèi)所透過(guò)氣體的體積(cm3)值,但透氣量與薄臘厚度、面積、時(shí)間、溫度、氣壓差值等有關(guān).4.透濕性透濕性是指水蒸氣對(duì)塑料薄膜的透過(guò)情況,基本原理及定義與透氣性相同.5.透明度透過(guò)物體的光通量和射到物體上的光通量之比稱(chēng)為透光度;在入射光方向上的散射光對(duì)所有透射光之比,稱(chēng)霧度或混濁度.霧度通常是半透明的,并對(duì)射入光有漫透的性質(zhì).6.拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度是指在規(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)定試樣破壞時(shí)的最大載荷.7.壓縮強(qiáng)度壓縮強(qiáng)度是指在試樣上施加壓縮載荷至破裂(對(duì)脆性材料而言)或產(chǎn)生屈服的強(qiáng)度(對(duì)非脆性材料而言).8.彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度是指試樣在兩個(gè)支點(diǎn)上,施加集中載荷,使試樣變形或直至破裂時(shí)的強(qiáng)度.9.沖擊強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度是指試樣受沖擊破斷時(shí),單位面積上所消耗的焦耳,對(duì)于某些沖擊強(qiáng)度高的塑料,常在試樣中間開(kāi)有規(guī)定尺寸之缺口,這樣可以降低它在破斷時(shí)所需要的焦耳.不同的試件可用不同的試驗(yàn)方法:落球式?jīng)_擊試驗(yàn)、高速拉伸沖擊試驗(yàn).10.摩擦擦系數(shù)數(shù)摩擦系系數(shù)是是指摩摩擦力力與正正壓力力之比比值.在試試樣上上加一一個(gè)正正壓力力,測(cè)測(cè)定試試樣剛剛性運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)的動(dòng)動(dòng)和靜靜比值值.11.磨耗耗磨耗是是指塑塑料在在摩擦擦過(guò)程程中,微粒粒從摩摩擦表表面不不斷分分離,引起起摩擦擦件尺尺寸不不斷地地改變變的機(jī)機(jī)械性性破壞壞過(guò)程程,也也有稱(chēng)稱(chēng)為磨磨損或或磨蝕蝕.12.硬度度塑料硬硬度是是指塑塑料抵抵抗其其他硬硬物體體壓入入的性性能,通用用的有有洛氏氏硬度度和肖肖氏硬硬度兩兩種.肖氏硬硬度是是指在在規(guī)定定的壓壓力、、時(shí)間間下計(jì)計(jì)算壓壓痕器器的壓壓針?biāo)鶋喝肴氲纳钌疃?肖氏壓壓痕器器可分分為兩兩類(lèi),即:A、、D型型.施施加負(fù)負(fù)荷重重量為為1.0、、5.0公公斤,壓下下時(shí)間間為15秒秒,A型適適用于于軟質(zhì)質(zhì)塑料料,D型適適用于于半硬硬質(zhì)塑塑料;當(dāng)用用A型型,測(cè)測(cè)出超超過(guò)95%量程程時(shí),應(yīng)改改用D型,當(dāng)D型測(cè)測(cè)出超超過(guò)95%量程程時(shí),則需需要改改用洛洛氏壓壓痕.13.疲勞勞強(qiáng)度度疲勞強(qiáng)強(qiáng)度是是指在在一個(gè)個(gè)靜態(tài)態(tài)破壞壞力而而有小小量交交變循循環(huán)的的環(huán)境境下,使塑塑料破破壞的的強(qiáng)度度;疲疲勞載載荷來(lái)來(lái)源有有拉壓壓、彎彎曲、、扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)、沖沖擊等等。14.蠕變變★★蠕變是是指在在一定定的溫溫度、、濕度度條件件下,塑料料在固固定的的外力力持續(xù)續(xù)作用用下,隨時(shí)時(shí)間變變化所所表現(xiàn)現(xiàn)出的的特征征,這這種變變形的的特征征隨增增加載載荷而而增加加,隨隨減少少載荷荷而減減少,其變變形亦亦逐漸漸恢復(fù)復(fù).蠕蠕變的的來(lái)源源有拉拉伸蠕蠕變、、壓縮縮蠕變變、彎彎曲蠕蠕變等等.15.持久久強(qiáng)度度持久強(qiáng)強(qiáng)度是是指塑塑料長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間間經(jīng)受受靜載載荷的的能力力由高高而降降低的的時(shí)間間函數(shù)數(shù).例例如:未經(jīng)經(jīng)載荷荷前的的塑料料強(qiáng)度度是1000小小時(shí),而載載荷后后可能能只有有其50%至70%之間間.16.線(xiàn)膨膨脹系系數(shù)線(xiàn)膨脹脹系數(shù)數(shù)是指指溫度度升高高1攝攝氏度度時(shí),每一一厘米米的塑塑料伸伸長(zhǎng)的的厘米米數(shù).塑料料的線(xiàn)線(xiàn)膨脹脹系數(shù)數(shù)一般般是鋼鋼材的的十倍倍左右右.17.比熱熱比熱是是指1克塑塑料升升高難難1攝攝氏度度時(shí),所需需要的的熱量量單位位.18.導(dǎo)熱熱系數(shù)數(shù)導(dǎo)熱系系數(shù)是是指某某一單單位面面積和和厚度度之塑塑料所所能通通過(guò)的的熱量量單位位.塑塑料的的導(dǎo)熱熱系數(shù)數(shù)很小小,僅僅為鋼鋼材的的百分分之一一左右右,所所以是是良好好的絕絕熱材材料.19.耐熱熱性塑料耐耐熱性性是反反映塑塑件溫溫度與與變形形量之之間關(guān)關(guān)系的的特性性,耐耐熱性性對(duì)溫溫度有有關(guān)的的塑件件更為為重要要.20.玻璃璃化溫溫度★★塑料由由熔融融可流流動(dòng)溫溫度降降低至至固態(tài)態(tài)時(shí)的的溫度度稱(chēng)為為玻璃璃化溫溫度,此時(shí)時(shí)分子子鏈段段基本本上不不能運(yùn)運(yùn)動(dòng),鏈節(jié)節(jié)內(nèi)部部旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)扣緊緊也很很困難難,只只有原原子之之間的的少許許移動(dòng)動(dòng)拉伸伸及有有普通通的彈彈性變變形,所以以此時(shí)時(shí)的塑塑料會(huì)會(huì)有很很大的的脆性性.21.脆化化溫度度當(dāng)對(duì)于于一定定低溫溫下的的塑料料施加加壓力力時(shí),在很很小變變形下下它就就會(huì)破破壞,此溫溫度就就是脆脆化溫溫度.22.分解解溫度度★★分解溫溫度是是指塑塑料在在受熱熱時(shí)大大分子子鏈斷斷裂時(shí)時(shí)的溫溫度,同時(shí)時(shí)是鑒鑒定塑塑料耐耐熱性性的指指標(biāo)之之一;當(dāng)熔熔料溫溫度超超過(guò)分分解溫溫度時(shí)時(shí),大大部分分熔料料會(huì)呈呈現(xiàn)發(fā)發(fā)黃的的顏色色,且且制品品的強(qiáng)強(qiáng)度會(huì)會(huì)大大大降低低.23.熔融融指數(shù)數(shù)★★熔融指指數(shù)(MFI)MI是指指熱塑塑性塑塑料在在一定定溫度度和壓壓力下下,熔熔體在在10分鐘鐘時(shí)間間內(nèi)通通過(guò)測(cè)測(cè)試器器的小小孔所所流出出的熔熔料重重量,單位位是以以克/10分鐘鐘表示示.24.耐燃燃燒性塑料的耐燃燃燒性是用用燃燒速率率(燃燒時(shí)時(shí)間內(nèi)試樣樣的燃燒長(zhǎng)長(zhǎng)度)和燃燃燒失重率率(燃燒前前后重量之之差的百分分率)之比比來(lái)表示的的,由起火火時(shí)間燃燒燒至自燃時(shí)時(shí)間及熄滅滅時(shí)間,亦亦可作為耐耐燃燒性能能的參考數(shù)數(shù).25.耐電電壓迅速將電壓壓升高到某某一極限值值,停留一一段時(shí)間,塑料試樣樣被擊穿,稱(chēng)此時(shí)的的電壓值為為試樣能經(jīng)經(jīng)受的耐電電壓.26.耐老老化性塑料的耐老老化性是指指在使用、、貯存和加加工過(guò)程中中,由于受受到光、熱熱、氧、水水、生物、、應(yīng)力等外外來(lái)因素的的作用,引引起化學(xué)結(jié)結(jié)構(gòu)破壞而而使原有的的優(yōu)良性能能有所下降降的現(xiàn)象.研究塑料料的老化性性是為了提提高它的穩(wěn)穩(wěn)定性,延延長(zhǎng)其使用用壽命.27.耐化化學(xué)性塑料的耐化化學(xué)性是指指塑料在化化學(xué)介質(zhì)中中是否受到到腐蝕,評(píng)評(píng)定的依據(jù)據(jù)通常是塑塑料在介質(zhì)質(zhì)中一定時(shí)時(shí)間后的重重量、體積積、強(qiáng)度、、色澤等的的變化程度度.28.成型型收縮率★★成型收縮是是指熱塑性性塑料在模模具中成型型時(shí),冷卻卻后脫模出出的成型品品,必有收收縮現(xiàn)象,即成型品品小于模腔腔尺寸.七、塑料的的特性1.塑料的的優(yōu)點(diǎn):(1)易于于加工、易易于制造(易于成型型)即使制品的的幾何形狀狀相當(dāng)復(fù)雜雜,只要能能從模具中中脫模,都都比較容易易制作.因因而其效率率遠(yuǎn)勝于金金屬加工,特別是注注塑成型制制品,經(jīng)過(guò)過(guò)一道工序序,即可制制造出很復(fù)復(fù)雜的成品品.(2)可根根據(jù)需要隨隨意著色,或制成透透明制品利用塑料可可制作五光光十色、透透明美麗的的制品,尚尚可任意著著色的特性性,可提高高其商品價(jià)價(jià)值,并給給人一種明明快的感覺(jué)覺(jué).(3)可制制做輕質(zhì)高高強(qiáng)度的產(chǎn)產(chǎn)品與金屬、陶陶瓷制品相相比,質(zhì)量量輕、機(jī)械械性能好,比強(qiáng)度(強(qiáng)度與密密度的比值值)高,故故可制做輕輕質(zhì)高強(qiáng)度度制品.特特別是填充充玻璃纖維維后,更可可提高其強(qiáng)強(qiáng)度.另外,由于于塑料質(zhì)量量輕,可節(jié)節(jié)約能源,故其制品品亦日趨輕輕量化.(4)不生生銹、不易易腐蝕塑料一般耐耐各種化學(xué)學(xué)藥品的腐腐蝕,不會(huì)會(huì)象金屬那那樣易生銹銹或受到腐腐蝕.使用用時(shí)不必?fù)?dān)擔(dān)心酸、堿堿、鹽、油油類(lèi)、藥品品、潮濕及及霉菌等的的侵蝕.(5)不易易傳熱、保保溫性能好好由于塑料比比熱大,熱熱導(dǎo)率小,不易傳熱熱,故其保保溫及隔熱熱效果良好好.(6)既能能制做導(dǎo)電電部件,又又能制作絕絕緣產(chǎn)品塑料本身是是很好的絕絕緣物質(zhì),目前可以以說(shuō)沒(méi)有哪哪一種電氣氣制品不使使用塑料的的.但如果果在塑料中中填充金屬屬粉末或碎碎屑加以成成型,也可可制成導(dǎo)電電良好的產(chǎn)產(chǎn)品.(7)減震震、消音性性能優(yōu)良,透光性好好塑料具有優(yōu)優(yōu)良的減震震、消音性性能;透明明塑料(如如:PMMA、PS、PC等等)可制作作透明的塑塑料制品(如:鏡片片、標(biāo)牌、、罩板等).(8)產(chǎn)品品制造成本本低塑料原料本本身雖然不不那么便宜宜,但如(1)項(xiàng)所所述,由于于塑料易于于加工,設(shè)設(shè)備費(fèi)用比比較低廉,所以能降降低產(chǎn)品成成本.2.塑料的的缺點(diǎn)(1)耐熱熱性差、易易于燃燒這是塑料最最大的缺點(diǎn)點(diǎn),與金屬屬和玻璃制制品相比,其耐熱性性遠(yuǎn)為低劣劣,溫度稍稍高,就會(huì)會(huì)變形,而而且易于燃燃燒.燃燒燒時(shí)多數(shù)塑塑料能產(chǎn)生生大量的熱熱、煙和有有毒氣體;即使是熱熱固性樹(shù)脂脂,超過(guò)200攝氏氏度也會(huì)冒冒煙,并產(chǎn)產(chǎn)生剝落.(2)隨著著溫度的變變化,性質(zhì)質(zhì)也會(huì)大大大改變高溫自不待言言,即使遇到到低溫,各種種性質(zhì)也會(huì)大大大改變.(3)機(jī)械強(qiáng)強(qiáng)度較低與同樣體積的的金屬相比,機(jī)械強(qiáng)度低低得多,特別別是薄型制品品,這種差別別尤為明顯.(4)易于受受特殊溶劑及及藥品的腐蝕蝕一般來(lái)說(shuō),塑塑料比較不容容易受化學(xué)藥藥品的腐蝕,但有些塑料料(如:PC、ABS、、PS等)這這方面的性質(zhì)質(zhì)特別差;在在一般情況下下熱固性樹(shù)脂脂耐腐蝕性相相當(dāng)強(qiáng).(5)耐久性性差,易老化化無(wú)論是強(qiáng)度、、表面光澤或或透明度,都都不耐久,受受負(fù)荷有蠕變變現(xiàn)象.另外外,所有的塑塑料均怕紫外外線(xiàn)及太陽(yáng)光光照射,在光光、氧、熱、、水及大氣環(huán)環(huán)境作用下會(huì)會(huì)老化.(6)易受損損傷、也容易易沾染灰塵及及污物塑料的表面硬硬度都比較低低,容易受損損傷;另外,由于是絕緣緣體,故帶有有靜電,因此此容易沾染灰灰塵.(7)尺寸穩(wěn)穩(wěn)定性差與金屬相比,塑料收縮率率很高,故難難于保證尺寸寸精度.在使使用期間受潮潮、吸濕或溫溫度發(fā)生變化化時(shí),尺寸易易隨時(shí)間發(fā)生生變化.八、塑料的著著色著色劑的應(yīng)用用品種有:干干粉(色粉)、色種、色色母粒、液態(tài)態(tài)色漿等,分分為有機(jī)顏料料和無(wú)機(jī)顏料料兩大類(lèi).著著色劑需要具具有以下良好好的性能:著著色力強(qiáng)、遮遮蓋力強(qiáng)、分分散性(相容容性)好、耐耐熱性好、耐耐光性好、耐耐遷移性好、、耐溶劑性好好、耐藥品性性好、收縮率率低等.隨著著客戶(hù)對(duì)塑件件顏色的要求求越來(lái)越苛刻刻,色母粒或或拉粒的應(yīng)用用越來(lái)越廣.九、水口料的的回收利用一般熱塑性的的水口料均可可回收利用,實(shí)驗(yàn)證明水水口料的添加加比例在25%以?xún)?nèi),對(duì)對(duì)其塑料的性性能(強(qiáng)度)影響不明顯顯(10%以以下).水口口料的控制及及回收利用是是塑料工業(yè)的的研究課題,熱流道模具具的使用就是是減少水口料料的創(chuàng)舉.水水口料的回收收利用次數(shù)及及比例,對(duì)塑塑料制品的顏顏色強(qiáng)度等均均有不同程度度的影響,生生產(chǎn)時(shí)要嚴(yán)格格控制添加水水口料量.熱塑性樹(shù)脂的的諸性質(zhì)一、塑料的熱熱力學(xué)三態(tài)在自然界中,我們把物質(zhì)質(zhì)在常溫中的的聚集狀態(tài)分分成三種:即即氣態(tài)、液態(tài)態(tài)、和固態(tài).以非晶態(tài)線(xiàn)型型高聚物為代代表的高分子子聚合物,由由于分子結(jié)構(gòu)構(gòu)的連續(xù)性,以及其巨大大分子量,所所以它們的聚聚集狀態(tài)不同同于一般低分分子化合物,而是在不同同的熱力條件件下,以其獨(dú)獨(dú)特的三種形形態(tài)存在:即即玻璃態(tài)、高高彈態(tài)、和粘粘流態(tài).高分子聚合物物是不存在氣氣態(tài)的,在受受熱而可能氣氣化之前,分分子結(jié)構(gòu)已受受到徹底的破破壞,成為低低分子的氣化化物質(zhì)或碳化化物.高分子聚合物物的玻璃態(tài)實(shí)實(shí)際上是固態(tài)態(tài)的一種表現(xiàn)現(xiàn)形式,特點(diǎn)點(diǎn)是在一定的的溫度范圍內(nèi)內(nèi),呈現(xiàn)出固固態(tài)物質(zhì)普遍遍具有的性質(zhì)質(zhì),在某些力力學(xué)特性上類(lèi)類(lèi)似于普通的的玻璃.高分子聚合物物的粘流態(tài)是是一種獨(dú)特的的“液態(tài)”,在某個(gè)溫度度范圍內(nèi),具具有既可以流流動(dòng)又有別于于普通低分子子液體的力學(xué)學(xué)性質(zhì).高分子聚合物物的高彈態(tài)是是介乎玻璃態(tài)態(tài)和粘流態(tài)溫溫度范圍的獨(dú)獨(dú)有的形態(tài).高分子聚合物物和其他物質(zhì)質(zhì)一樣,在特特定的溫度壓壓力條件下都都有一個(gè)相對(duì)對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)態(tài).比如,在在普通使用條條件下,可以以將有機(jī)玻璃璃視為玻璃態(tài)態(tài)的代表,而而將液體樹(shù)脂脂視為粘流態(tài)態(tài)的代表.當(dāng)外界溫度、、壓力發(fā)生變變化并達(dá)到某某種水平時(shí),高分子聚合合物將改變?cè)械臓顟B(tài)而而轉(zhuǎn)變成另外外的狀態(tài).注注塑加工廠的的任務(wù)就是提提供這些變化化的條件,在在加工過(guò)程中中,塑料原料料(以高分子子聚合物為基基體)受溫度度、壓力、剪剪切作用時(shí),其粘度、物物理結(jié)構(gòu)、形形態(tài)等等都會(huì)會(huì)出現(xiàn)變化,其中以溫度度影響最大,這是塑料熱熱成型的理論論依據(jù).非晶態(tài)線(xiàn)型高高聚物在一定定的壓力、不不同溫度條件件下,上述三三種聚集態(tài)及及其轉(zhuǎn)變條件件如圖A所示示,這是以相相對(duì)形變率來(lái)來(lái)表達(dá)的三態(tài)態(tài)區(qū)間的劃分分.圖中標(biāo)示示的溫度為聚聚苯乙烯試樣樣的溫度.高分子聚合物物,包括有結(jié)結(jié)晶傾向的高高聚物,不管管是熱塑性的的還是熱固性性的,都有這這樣類(lèi)似的區(qū)區(qū)間劃分,只只是曲線(xiàn)的形形狀各不相同同.例如聚乙乙烯、聚丙烯烯等有結(jié)晶傾傾向的高聚物物,其形變曲曲線(xiàn)如圖B所所示,這類(lèi)高高聚物在進(jìn)入入熔點(diǎn)后即出出現(xiàn)粘流態(tài),粘度迅速下下降,不可逆逆形變?cè)谡w體中發(fā)生.在在圖A、圖B中形變曲線(xiàn)線(xiàn)上有一個(gè)脆脆化溫度Tx,低于這個(gè)個(gè)溫度,分子子鏈段的自我我振動(dòng)被“凍凍結(jié)”下來(lái),不可拉伸、、扭轉(zhuǎn),亦無(wú)無(wú)法吸收和分分散外力.在在外力作用下下,鏈段很快快斷裂,塑料料制品將顯得得象普通玻璃璃那樣易于擊擊碎.二、塑料三態(tài)態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)構(gòu)和工藝特性性1、玻璃態(tài)處于玻璃態(tài)下下的塑料分子子,鏈段運(yùn)動(dòng)動(dòng)基本上處于于停止的狀態(tài)態(tài),分子在自自身的位置上上振動(dòng),分子子鏈纏繞成團(tuán)團(tuán)狀或卷曲狀狀,相互交錯(cuò)錯(cuò),紊亂無(wú)序序.在玻璃態(tài)態(tài)時(shí)分子的聚聚集狀態(tài)如下下圖所示:當(dāng)受到外力作作用時(shí),分子子鏈段將作瞬瞬間微小伸縮縮和鍵角改變變.整個(gè)塑料料形體具有一一定的剛性和和強(qiáng)度(抗張張強(qiáng)度、抗彎彎強(qiáng)度等).在這種形態(tài)態(tài)下,塑膠件件可以被使用用或進(jìn)行機(jī)械械加工(如:切削、鉆孔孔、銑刨等).一般非結(jié)晶形形塑料(如:聚苯乙烯、、有機(jī)玻璃、、聚碳酸酯等等),其玻璃璃化溫度高于于室溫,我們們可以將原料料顆粒、定型型了的制件視視為玻璃態(tài).至于聚乙烯烯、聚丙烯等等“軟”性塑塑料,事實(shí)上上也存在著““硬”性的玻玻璃態(tài).這類(lèi)類(lèi)塑料中的非非結(jié)晶部分,玻璃態(tài)溫度度比室溫低很很多(－123～85℃℃),在玻璃璃態(tài)度溫度以以上處于高彈彈態(tài),表現(xiàn)為為柔性,而結(jié)結(jié)晶部分熔點(diǎn)點(diǎn)又比室溫為為高(137℃),因晶晶格能的束縛縛,鏈段不能能自由活動(dòng),表現(xiàn)為剛性性,所以也能能作為具有固固定形狀的塑塑料使用.2、高彈態(tài)處于高彈態(tài)下下的塑料分子子,動(dòng)能增加加,鏈段展開(kāi)開(kāi)成網(wǎng)狀,但但分子的運(yùn)運(yùn)動(dòng)仍維持在在小鏈段的旋旋轉(zhuǎn),鏈與鏈鏈之間不發(fā)生生位置移動(dòng).受外力作用用時(shí)可產(chǎn)生緩緩慢形變,當(dāng)當(dāng)外力除去后后,又是慢慢慢恢復(fù)原狀.在這種狀態(tài)態(tài)下,塑料具具有一種類(lèi)似似橡膠的彈性性,所以又稱(chēng)稱(chēng)橡膠態(tài).通通常稱(chēng)為彈性性或橡膠體的的高聚物,便便函是在室溫溫下處于高彈彈態(tài)的高聚物物.高彈態(tài)有兩個(gè)個(gè)特點(diǎn):(1)在較小小作用力下可可產(chǎn)生較大變變形,外力解解除后能恢復(fù)復(fù)原狀.(2)高彈形形變并非瞬間間發(fā)生,而是是隨時(shí)間逐漸漸發(fā)展.與普普通的彈性形形變不同,在在同樣外力作作用下,形變變要延遲一段段時(shí)間才能完完成,而且形形變量大,松松弛性也較明明顯.塑料的高彈態(tài)態(tài)其實(shí)只有在在熱加工過(guò)程程中才出現(xiàn).3、粘流性處于粘流態(tài)下下的塑料分子子,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)構(gòu)已經(jīng)解體,大分子鏈與與鏈之間,鏈鏈段與鏈段之之間都有能夠夠自由移動(dòng).可以說(shuō),這這是塑料的““液體”存在在的形式,只只是粘性大,物理構(gòu)成不不同,力學(xué)性性質(zhì)不同.當(dāng)當(dāng)給予外力時(shí)時(shí),分子間很很容易相互滑滑動(dòng),造成塑塑性體的變形形,除去外力力便不再恢復(fù)復(fù)原狀.塑料熱成型過(guò)過(guò)程可以這樣樣描述:通過(guò)過(guò)熱和力的作作用,讓塑料料從室溫的玻玻璃態(tài),經(jīng)歷歷程高彈態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)態(tài),注射入具具有一定形狀狀的封閉模腔腔,然后在模模腔內(nèi)逐漸冷冷卻,從粘流流態(tài)轉(zhuǎn)回玻璃璃態(tài),最后形形成與模腔形形狀一致的制制品.塑料只能在粘粘流態(tài)下才能能注射充填成成型,即是說(shuō)說(shuō),塑料的加加工溫度范圍圍只能是從粘粘流溫度(或或結(jié)晶型塑料料的熔點(diǎn))到到分解溫度之之間.如果這這個(gè)范圍寬,加工將比較較容易,如果果這個(gè)范圍窄窄,可選擇的的加工溫度限限制就大,加加工就較為困困難.前者以以聚乙烯為代代表,后者以以聚氯乙烯為為代表.經(jīng)常常應(yīng)用的聚苯苯乙烯、ABS等亦屬于于范圍寬的一一類(lèi),所以在在設(shè)定注塑機(jī)機(jī)料筒溫度時(shí)時(shí),能夠比較較隨意;如果果不需考慮色色粉對(duì)高溫的的敏感性,溫溫度調(diào)高些或或調(diào)低些,對(duì)對(duì)生產(chǎn)影響不不大.塑料在加熱料料筒中經(jīng)歷的的熱力學(xué)變化化如圖C所示示:從圖中可以看看出,在熱的的作用下,塑塑料是從玻璃璃態(tài)經(jīng)歷高彈彈態(tài)轉(zhuǎn)化為粘粘流態(tài).正常常的加工溫度度應(yīng)保證這種種轉(zhuǎn)化順利進(jìn)進(jìn)行,從進(jìn)料料段往前到射射嘴段,溫度度逐漸遞增,如若破壞了了這種遞增,將使操作不不穩(wěn)定.即使使有時(shí)在實(shí)際際生產(chǎn)中,調(diào)調(diào)校的射嘴溫溫度比其前段段料筒溫度略略低,但前段段料筒位置內(nèi)內(nèi)的料事實(shí)上上已完全進(jìn)入入粘流態(tài),稍稍低溫度的射射嘴起著保溫溫及出料均勻勻的作用.塑料的粘流態(tài)態(tài)溫度范圍有有一定極限,超過(guò)了這種種極限,即超超過(guò)了分解溫溫度,塑料產(chǎn)產(chǎn)生分解,會(huì)會(huì)破壞原來(lái)的的化學(xué)結(jié)構(gòu),成為低分子子化合物,甚甚至碳化.有有時(shí)噴嘴對(duì)空空注射發(fā)生爆爆鳴聲,就是是由于氣態(tài)低低分子生成物物從料筒內(nèi)的的高壓突然轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪哼M(jìn)進(jìn)入大氣,瞬瞬間膨脹造成成.這種現(xiàn)象象的出現(xiàn),說(shuō)說(shuō)明料筒內(nèi)部部分塑料不堪堪高溫或長(zhǎng)時(shí)時(shí)間受熱而發(fā)發(fā)生了分解.正常生產(chǎn)過(guò)程程中的塑料,不般不會(huì)超超過(guò)分解溫度度,但如果料料筒內(nèi)壁或螺螺桿損傷后有有死角,造成成長(zhǎng)時(shí)間停滯滯或受到劇烈烈的擠壓剪切切,就有可能能發(fā)生分解,注塑出來(lái)的的制件,往往往帶有焰火狀狀黃斑.三、塑料分子子的取向塑料成型加工工過(guò)程中,有有一個(gè)取向現(xiàn)現(xiàn)象值得注意意.我們先看看一下塑料實(shí)實(shí)際上是如何何流入成型模模具的,這將將有助于了解解塑膠表面和和芯部方向性性的產(chǎn)

生原原因.如下圖圖所示:非晶態(tài)高聚物物的玻璃態(tài)、、高彈態(tài)和粘粘流態(tài)以及結(jié)結(jié)晶型高聚物物的非晶態(tài)部部分,在一定定條件下,會(huì)會(huì)存在分子取取向.當(dāng)液體體狀態(tài)下的塑塑料在注塑機(jī)機(jī)中受力的作作用下,高速速通過(guò)噴嘴及及模具的流道道時(shí),長(zhǎng)線(xiàn)形形的高分子會(huì)會(huì)順著流動(dòng)方方向作相互平平行的排列,一旦這些排排列在塑料冷冷卻固化之前前來(lái)不及消除除而留在了固固態(tài)塑料制件件之中,分子子的取向及因因此而形成的的取向效應(yīng)便便保持下來(lái).一般來(lái)說(shuō),取取向作用會(huì)使使制件的整體體性遭受削弱弱,表現(xiàn)為塑塑件內(nèi)部各處處的物理機(jī)械械性能不均衡衡.由于分子子排列的結(jié)果果,與分子鏈鏈相垂直的方方向,強(qiáng)度將將差于平行方方向.顯然,當(dāng)這種取向向強(qiáng)烈時(shí),制制件很可能出出現(xiàn)翹曲變形形或開(kāi)裂.下表列舉了幾幾種常用塑料料分子取向后后其橫、直兩兩個(gè)方向上的的抗張強(qiáng)度及及伸長(zhǎng)率的比比較:塑料抗張強(qiáng)度(Mpa)伸長(zhǎng)率(%)橫向直向橫向直向聚苯乙烯25.544.10.91.6高沖擊聚苯乙烯20.622.53.017.0ABS33.870.61.02.2低壓聚乙烯28.429.430.072.0聚碳酸酯63.764.2──塑料的取向作作用在有些制制品上是比較較容易注意到到的.如圖D中的透明聚聚苯乙烯圓形形面蓋制品,粗的直澆口口設(shè)在中央,由于注塑時(shí)時(shí)起始射壓不不高,后來(lái)的的塑料在較大大的壓力梯度度下緩慢進(jìn)入入模腔,造成成分子輻射狀狀的取向排列列,加上冷卻卻過(guò)程太快,定向作用便便被保留下來(lái)來(lái).結(jié)果,經(jīng)經(jīng)過(guò)一段不長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間的使用用或靜置,機(jī)機(jī)械強(qiáng)度的差差異便以應(yīng)力力破壞的方式式暴露出來(lái),從中央開(kāi)始始沿輻射方向向出現(xiàn)眾多裂裂紋.圖E是黑色的的改性聚苯乙乙烯及聚苯乙乙烯共混料制制件,在料流流方向上出現(xiàn)現(xiàn)一個(gè)彎曲位位A,由于通通道突然收縮縮變窄,塑料料充盈時(shí)壓力力梯度大,分分子取向作用用大,當(dāng)注射射接近結(jié)束發(fā)發(fā)生輕微脹模模時(shí),熱熔料料擠開(kāi)基本冷冷固了的排列列有序的分子子鏈,于是出出現(xiàn)了A位置置應(yīng)力發(fā)白的的缺陷.1-注塑機(jī)料料筒;2-樹(shù)脂注注入模具(實(shí)實(shí)際上由主流流道、澆口組組成);3-模具(型型腔內(nèi)部);4-中心心處流速較快快的部分;5-沿模腔壁壁面而流速極極慢的部分;6-取向而拉伸伸展開(kāi)的樹(shù)脂脂分子;7-纏繞在一一起的樹(shù)脂分分子克服取向作用用一個(gè)途徑是是采用較充分分的注射條件件(如:加快快注射速度,提高料溫和和模溫),必必要時(shí)讓制件件在接近塑料料軟化溫度下下進(jìn)行“退火火”,但效果果并不太理想想.備注:退火是是在低于Tm而高于Tg的溫度下(一般是在熱熱變形溫度以以下20～30℃)進(jìn)行行的熱處理方方法.四、熔體粘度度熔體粘度是反反映塑料熔體體流動(dòng)的難易易程度的特性性,是熔體流流動(dòng)阻力的度度量,粘度越越高,流動(dòng)阻阻力越大,流流動(dòng)越困難.聚乙烯的分分子形狀及其其分子量分布布的不同,其其熔體粘度將將有不同的表表現(xiàn).當(dāng)熔融融溫度或施加加的壓力所引引起速度變化化時(shí),將對(duì)加加聚物或縮聚聚物的熔融粘粘度產(chǎn)生影響響.圖1-1和圖1-2為各種樹(shù)脂脂的熔融粘度度和溫度、壓壓力的關(guān)系.從圖1-1可可以看出,乙乙酸纖維素、、聚苯乙烯、、聚甲基丙烯烯甲酯、尼龍龍及聚碳酸酯酯等樹(shù)脂,它它們都是隨著著溫度的增加加粘度急劇下下降的,因此此曲線(xiàn)的斜率率較大,而聚聚乙烯及聚甲甲醛樹(shù)脂則對(duì)對(duì)溫度不敏感感.圖1-2和圖圖1-3表示示測(cè)定時(shí)因加加壓引起速度度(稱(chēng)之為剪剪切速度)變變化時(shí),各樹(shù)樹(shù)脂熔體粘度度的變化情況況.從圖1-2可知,聚聚苯乙烯及各各種聚乙烯樹(shù)樹(shù)脂的熔體粘粘隨速度的增增加表現(xiàn)出急急劇下降的傾傾向,而尼龍龍、聚甲醛、、聚甲基丙烯烯酸甲酯及聚聚碳酸酯的熔熔體粘度則對(duì)對(duì)速度不敏感感.圖1-3中把熱塑性性聚酯和聚丙丙烯作了比較較,如在100cm/s的低速度區(qū)區(qū)域,當(dāng)剪切切速度改變時(shí)時(shí)熱塑性聚酯酯的粘度幾乎乎不變,而聚聚丙烯樹(shù)脂的的粘度則隨剪剪切速度的增增加而急劇下下降.一些塑料粘度受溫度的影響序號(hào)塑料對(duì)溫度的敏感度1CA最高2PS較高3PP稍低4PE一般5POM差熱塑性樹(shù)脂存存在這樣一種種傾向,如果果其熔體粘度度對(duì)溫度敏感感的話(huà)對(duì)剪切切速度就表現(xiàn)現(xiàn)得不敏感;相反,對(duì)剪剪切速度敏感感的話(huà)對(duì)溫度度就不敏感.唯一例外的的樹(shù)脂是聚苯苯乙烯,它的的熔體粘度不不僅對(duì)溫度敏敏感而且對(duì)剪剪切速度也敏敏感.壓力對(duì)塑料熔體粘度的影響(示例)序號(hào)名稱(chēng)熔點(diǎn)溫度(℃)壓力變化范圍/Mpa粘度增大倍數(shù)1PS131～1650～126.61342ABS130～16014～175.81003PE105～1360～126.6144HDPE105～13714～175.84.15LDPE105～12514～175.85.66MDPE110～12014～175.86.87PP160～17614～175.87.3聚苯乙烯(PS)之所以以是最容易成成型加工的樹(shù)樹(shù)脂,就是因因?yàn)槟芎?jiǎn)單地地通過(guò)提高熔熔融溫度,或或通過(guò)提高熔熔融樹(shù)脂注入入到模具時(shí)的的速度(注射射速度)的方方法來(lái)降低其其樹(shù)脂粘度.象尼龍含有有官能團(tuán)的樹(shù)樹(shù)脂其最佳成成型溫度(實(shí)實(shí)際的注射溫溫度)都在熔熔融溫度附近近,而且其溫溫度可調(diào)范圍圍較小;由于于活潑原子團(tuán)團(tuán)組成的加聚聚物,其最佳佳成型溫度高高得多,溫度度可調(diào)范圍大大,通過(guò)提高高注射速度的的方法等都可可降低其熔體體粘度,加聚聚物樹(shù)脂的特特性通過(guò)多級(jí)級(jí)注射速度的的注塑機(jī)會(huì)得得到更好的發(fā)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

2PC3PMMA4PVC5PA6PP7PS8LDPE(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1PE聚乙烯提高螺桿速度2PP聚丙烯提高螺桿速度3PA尼龍(聚酰胺)提高溫度4POM聚甲醛提高螺桿速度5PC聚碳酸酯提高溫度6PS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)結(jié)晶晶度度熱塑塑性性樹(shù)樹(shù)脂脂固固體體中中的的分分子子聚聚集集狀狀態(tài)態(tài)有有疏疏有有密密,可可以以把把致致密密的的部部分分稱(chēng)稱(chēng)為為結(jié)結(jié)晶晶部部分分,而而把把過(guò)過(guò)疏疏的的部部分分稱(chēng)稱(chēng)為為非非晶晶部部分分,大大多多數(shù)數(shù)的的聚聚合合物物都都會(huì)會(huì)有有某某種種程程度度的的結(jié)結(jié)晶晶部部分分;因因此此,我我們們把把結(jié)結(jié)晶晶部部分分的的含含有有率率稱(chēng)稱(chēng)為為結(jié)結(jié)晶晶度度.但但一一般般而而論論,像像尼尼龍龍、、熱熱塑塑性性聚聚酯酯那那樣樣具具有有官官能能基基的的聚聚合合物物,或或像像聚聚丙丙烯烯、、聚聚乙乙烯烯等等分分子子排排列列較較規(guī)規(guī)整整的的聚聚合合物物,它它們們的的結(jié)結(jié)晶晶度度較較高高,而而共共聚聚物物或或混混合合的的聚聚合合物物等等其其結(jié)結(jié)晶晶度度較較低低.一一般般聚聚合合物物的的實(shí)實(shí)際際結(jié)結(jié)晶晶度度比比其其固固有有的的結(jié)結(jié)晶晶度度要要低低,因因此此,其其結(jié)結(jié)晶晶度度可可以以通通過(guò)過(guò)熱熱處處理理或或提提高高模模溫溫的的方方法法得得到到提提高高.結(jié)晶晶度度高高的的聚聚合合物物其其強(qiáng)強(qiáng)度度增增加加、、伸伸長(zhǎng)長(zhǎng)率率下下降降、、體體積積減減小小.塑塑料料的的結(jié)結(jié)晶晶度度越越高高,其其密密度度就就大大,熔熔融融溫溫度度(熔熔點(diǎn)點(diǎn))也也越越高高,而而且且強(qiáng)強(qiáng)度度大大,透透明明性性低低,伸伸長(zhǎng)長(zhǎng)率率小小.可可見(jiàn)見(jiàn)結(jié)結(jié)晶晶度度和和物物性性有有著著緊緊密密的的關(guān)關(guān)系系,各各種種樹(shù)樹(shù)脂脂在在拉拉伸伸特特性性上上的的變變化化和和該該樹(shù)樹(shù)脂脂在在成成型型加加工工過(guò)過(guò)程程中中產(chǎn)產(chǎn)生生的的結(jié)結(jié)晶晶化化的的差差異異有有關(guān)關(guān).而而且且結(jié)結(jié)晶晶化化的的差差異異越越大大,聚聚合合物物其其拉拉伸伸特特性性的的變變化化幅幅度度也也越越大大.結(jié)晶晶性性較較好好的的聚聚合合物物會(huì)會(huì)因因其其結(jié)結(jié)晶晶化化的的進(jìn)進(jìn)行行而而產(chǎn)產(chǎn)生生體體積積收收縮縮,進(jìn)進(jìn)而而影影響響其其制制品品的的尺尺寸寸穩(wěn)穩(wěn)定定性性.因因此此,必必須須設(shè)設(shè)法法在在加加工工時(shí)時(shí)盡盡可可能能使使其其結(jié)結(jié)晶晶度度提提高高到到固固有有的的結(jié)結(jié)晶晶度度,以以防防止止后后收收縮縮引引起起制制品品的的尺尺寸寸穩(wěn)穩(wěn)定定性性.現(xiàn)現(xiàn)實(shí)實(shí)上上,為為了了改改善善制制品品的的尺尺寸寸穩(wěn)穩(wěn)定定性性,常常在在樹(shù)樹(shù)脂脂中中添添加加一一些些能能起起結(jié)結(jié)晶晶化化的的促促進(jìn)進(jìn)劑劑(成成核核劑劑).六、、玻玻璃璃化化溫溫度度在熱熱塑塑性性樹(shù)樹(shù)脂脂中中有有一一個(gè)個(gè)玻玻璃璃化化溫溫度度(玻玻璃璃化化轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變變點(diǎn)點(diǎn))的的現(xiàn)現(xiàn)象象,即即:聚聚合合物物在在隨隨溫溫度度增增高高的的過(guò)過(guò)程程中中,在在其其熔熔融融前前會(huì)會(huì)在在某某一一溫溫度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)處處于于既既非非固固體體又又非非粘粘性性液液體體的的橡橡膠膠態(tài)態(tài),我我們們把把出出現(xiàn)現(xiàn)橡橡膠膠態(tài)態(tài)度度的的開(kāi)開(kāi)始始溫溫度度稱(chēng)稱(chēng)為為其其玻玻璃璃化化溫溫度度(Tg).在在這這個(gè)個(gè)溫溫度度范范圍圍里里聚聚合合物物的的熱熱膨膨脹脹會(huì)會(huì)突突然然變變大大,而而且且所所發(fā)發(fā)生生的的形形變變和和橡橡膠膠不不同同,是是不不可可逆逆的的形形變變.玻璃化溫溫度特性性對(duì)使用用聚合物物制品時(shí)時(shí)是非常常重要的的;例如如,把制制品放置置在玻璃璃化溫度度以上的的溫度條條件下時(shí)時(shí),會(huì)招招致意想想不到的的變形.反之,如果想想對(duì)制品品進(jìn)行改改變形狀狀加工處處理等,則可以以在玻璃璃化溫度度以上進(jìn)進(jìn)行實(shí)施施.此外外,希望望提高制制品的結(jié)結(jié)晶度時(shí)時(shí),也可可以在這這個(gè)溫度度范圍中中進(jìn)行處處理.七、蠕變變及應(yīng)力力松弛如果把一一個(gè)由熱熱塑性樹(shù)樹(shù)脂制成成的細(xì)長(zhǎng)長(zhǎng)板的一一端掛上上重物,在放置置了一個(gè)個(gè)較長(zhǎng)的的時(shí)間后后,就會(huì)會(huì)發(fā)現(xiàn)板板的長(zhǎng)度度在隨著著時(shí)間一一點(diǎn)一點(diǎn)點(diǎn)地增大大,而且且即使把把重物取取下來(lái),板的長(zhǎng)長(zhǎng)度也不不會(huì)再恢恢復(fù),我我們把這這種現(xiàn)象象稱(chēng)為蠕蠕變.如果在板板的兩端端加上拉拉應(yīng)力或或者壓應(yīng)應(yīng)力并使使之保持持在一定定的長(zhǎng)度度,同樣樣在放置置了一個(gè)個(gè)較長(zhǎng)的的時(shí)間后后,就會(huì)會(huì)發(fā)現(xiàn)所所加的應(yīng)應(yīng)力在逐逐漸變小小甚至變變?yōu)榱?我們把把這種現(xiàn)現(xiàn)象叫做做應(yīng)力松松弛.當(dāng)然,這這種現(xiàn)象象在作用用力施加加較短的的瞬間是是見(jiàn)不到到的,只只有在長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間受受力的情情況下才才能發(fā)生生.這種種現(xiàn)象在在鋼鐵、、陶瓷或或熱固性性樹(shù)脂中中是見(jiàn)不不到的,熱塑性性樹(shù)脂之之所以發(fā)發(fā)生這種種現(xiàn)象,與線(xiàn)狀狀巨大分分子隨時(shí)時(shí)間順其其應(yīng)力方方向滑移移有關(guān).因此,為為了防止止這種現(xiàn)現(xiàn)象的發(fā)發(fā)生,就就應(yīng)該增增加大分分子和大大分子之之間的橫橫向束縛縛力.這這其中的的一個(gè)方方法就是是提高其其結(jié)晶度度,如尼尼龍、聚聚酯及聚聚丙烯等等樹(shù)脂,本來(lái)其其結(jié)晶度度就較高高,但為為了更好好地防止止以上現(xiàn)現(xiàn)象的發(fā)發(fā)生,必必須在進(jìn)進(jìn)行纖維維加工時(shí)時(shí),用熱熱處理或或拉伸來(lái)來(lái)最大限限度地提提高它們們的結(jié)晶晶性.另另一個(gè)方方法就是是使用某某些化學(xué)學(xué)藥品,使之形形成三維維網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu),如如熱固性性樹(shù)脂就就屬于此此類(lèi),因因其三維維網(wǎng)狀結(jié)結(jié)構(gòu)的束束縛可以以有效地地防止大大分子間間的滑移移.塑料的蠕蠕變現(xiàn)象象或應(yīng)力力松弛現(xiàn)現(xiàn)象常引引起一些些意外的的事故.如把一一個(gè)是凹凹形,一一個(gè)是凸凸形的兩兩個(gè)制品品,強(qiáng)制制壓在一一個(gè)組合合成“子子母扣配配合”的的形式時(shí)時(shí),由于于是強(qiáng)制制壓入,在接合合部?jī)芍浦破繁厝蝗灰謩e別受到壓壓應(yīng)力和和拉應(yīng)力力的作用用,時(shí)間間一長(zhǎng)接接合部就就會(huì)松動(dòng)動(dòng)而影響響裝配品品的繼續(xù)續(xù)使用.此外,在制品品的貯存存或搬運(yùn)運(yùn)過(guò)程中中,必須須注意不不要使之之受到很很大的應(yīng)應(yīng)力,否否則會(huì)引引起制品品的變形形、破損損等問(wèn)題題.八、熱膨膨脹熱塑性樹(shù)樹(shù)脂的缺缺點(diǎn)之一一是其熱熱膨脹和和熱收縮縮比較大大,有時(shí)時(shí)會(huì)因此此影響其其使用.例如,在其他他種類(lèi)的的樹(shù)脂表表面上用用熱塑性性樹(shù)脂涂涂覆時(shí),或把金金屬和熱熱塑性樹(shù)樹(shù)脂組合合在一起起使用時(shí)時(shí),由于于各自膨膨脹系數(shù)數(shù)的不同同,有時(shí)時(shí)會(huì)造成成彎曲、、龜裂、、松弛等等問(wèn)題.而且,把其制制品作為為機(jī)械零零部件使使用時(shí),也會(huì)因因發(fā)生熱熱膨脹等等引起尺尺寸變化化,造成成配合不不良等問(wèn)問(wèn)題.一般各種種材料都都有隨溫溫度升高高其熱膨膨脹系數(shù)數(shù)增大的的傾向.樹(shù)脂的的熱膨脹脹系數(shù)對(duì)對(duì)溫度的的變化及及樹(shù)脂的的比容(單位質(zhì)質(zhì)量所具具有的體體積)和和溫度的的關(guān)系如如下圖所所示:從上圖中中可知,樹(shù)脂在在一定的的溫度范范圍內(nèi)其其熱膨脹脹系數(shù)是是以一定定的速率率變化的的,而一一旦到了了玻璃化化溫度就就會(huì)有急急劇的增增大,最最后導(dǎo)致致熔融.根據(jù)對(duì)對(duì)樹(shù)脂內(nèi)內(nèi)部的觀觀察,在在低溫下下保持不不變的自自由體積積(分子子間的自自由間隙隙),一一旦進(jìn)入入玻璃化化溫度后后就會(huì)隨隨溫度升升高而急急劇增大大.塑件件變形加加工必須須在Tg溫度以以上進(jìn)行行,正是是因?yàn)樽宰杂审w積積增大后后分子易易于運(yùn)動(dòng)動(dòng),所以以有利于于改變其其形狀的的加工.熱塑性性樹(shù)脂的的熱膨脹脹系數(shù)一一般比其其他材料料要大5～10倍.九、塑料料的流動(dòng)動(dòng)方向和和熔料的的冷凝過(guò)過(guò)程十、與注注塑加工工有關(guān)的的主要塑塑料性能能1、流動(dòng)動(dòng)性受熱后熔熔融狀態(tài)態(tài)的塑料料,在壓壓力作用用下,充充滿(mǎn)整個(gè)個(gè)型腔的的能力叫叫流動(dòng)性性,一般般用專(zhuān)業(yè)業(yè)流動(dòng)性性測(cè)試模模具來(lái)進(jìn)進(jìn)行測(cè)試試.同一種類(lèi)類(lèi)不同牌牌號(hào)的塑塑料的流流動(dòng)性均均不相同同,不同同結(jié)構(gòu)的的塑件對(duì)對(duì)塑料的的流動(dòng)性性提出不不同的要要求,塑塑料的流流動(dòng)性與與成型溫溫度和壓壓力等條條件密切切相關(guān).通常,若流動(dòng)動(dòng)性太大大,一方方面會(huì)使使熔料充充填不緊緊密,造造成制品品的疏松松,影響響產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量;另另一方面面流動(dòng)性性太大,注塑件件周邊容容易出現(xiàn)現(xiàn)披鋒(毛邊)粘模及及噴嘴流流延,造造成水口口堵塞.而塑料料的流動(dòng)動(dòng)性過(guò)小小,對(duì)于于結(jié)構(gòu)復(fù)復(fù)雜流程程較長(zhǎng)的的塑件,注塑時(shí)時(shí)流動(dòng)困困難,易易出現(xiàn)缺缺膠、縮縮水等現(xiàn)現(xiàn)象,產(chǎn)產(chǎn)生大量量廢品;或必須須用高壓壓條件注注塑,容容易造成成塑件內(nèi)內(nèi)應(yīng)力過(guò)過(guò)大.我我們要根根據(jù)產(chǎn)品品結(jié)構(gòu)、、大小、、厚薄情情況,選選擇流動(dòng)動(dòng)性合適適的塑料料成型.2、吸水水性及揮揮發(fā)物含含量在熱塑性性塑料中中或多或或少地含含有水分分及揮發(fā)發(fā)物,適適量的水水分有增增塑的作作用.如如果塑料料中的水水份及揮揮發(fā)物超超過(guò)一定定的比例例時(shí),則則會(huì)在注注塑時(shí)出出現(xiàn)很多多問(wèn)題(如:降降解、發(fā)發(fā)霧、強(qiáng)強(qiáng)度降低低等),嚴(yán)重時(shí)時(shí)可產(chǎn)生生氣泡(銀紋)、表面面粗糙,對(duì)于透透明制品品透光性性被破壞壞(渾濁濁不清)等不良良現(xiàn)象,對(duì)精密密塑件很很難保證證其精度度.但是是絕對(duì)干干燥的塑塑料會(huì)引引起流動(dòng)動(dòng)性降低低,脆性性增加,成型時(shí)時(shí)充模困困難,也也是不可可使用的的,這一一點(diǎn)要特特別注意意,有的的人認(rèn)為為塑料干干燥得越越充分越越好,這這是一個(gè)個(gè)錯(cuò)誤的的觀念.引起塑塑料中中水分分和揮揮發(fā)物物多的的原因因主要要有以以下三三個(gè)方方面;A、塑塑料樹(shù)樹(shù)脂的的平均均分子子量低低;B、塑塑料樹(shù)樹(shù)脂在在生產(chǎn)產(chǎn)時(shí)沒(méi)沒(méi)有得得到充充分的的干燥燥;C、吸吸水性性大的的塑料料因存存放不不當(dāng)而而使之之吸收收了周周?chē)湛諝庵兄械乃?不同同塑料料有不不同的的干燥燥溫度度和干干燥時(shí)時(shí)間的的規(guī)定定.3、收收縮率率產(chǎn)生收收縮率率的主主要原原因有有以下下三個(gè)個(gè)方面面:A、塑塑料具具有比比金屬屬大得得多的的熱收收縮(大一一個(gè)數(shù)數(shù)量級(jí)級(jí),約約十倍倍).B、塑塑料制制品在在硬化化后并并非剛剛體,在脫脫模后后塑件件有一一定的的彈性性回復(fù)復(fù).C、剛剛脫模模時(shí),壓力力開(kāi)始始降低低,但但塑件件仍然然貼在在模壁壁上,制品品發(fā)生生塑性性變形形.影響收收縮率率的因因素有有塑料料的性性質(zhì)成成型條條件模模具與與制品品的設(shè)設(shè)計(jì).無(wú)定定型塑塑料的的收縮縮率小小于1%,結(jié)晶晶型塑塑料的的收縮縮率均均超過(guò)過(guò)1%,結(jié)結(jié)晶性性塑料料注塑塑的制制品,具有有后收收縮現(xiàn)現(xiàn)象,需在在冷卻卻24小時(shí)時(shí)后進(jìn)進(jìn)行測(cè)測(cè)量其其尺寸寸,精精確度度可達(dá)達(dá)0.02mm.常用塑料的含水量與干燥溫度(實(shí)例)塑料名稱(chēng)允許含水分量(%)干燥溫度(℃)聚乙烯0.0171聚苯乙烯0.05～0.1071～79纖維素塑料最高0.4065～87聚氯乙烯0.0860～93聚碳酯酯最高0.02121聚丙烯0.1071～82酯類(lèi)纖維塑料0.1076～87尼龍0.04～0.08714、塑塑料的的加工工溫度度塑料的的加工工溫度度就是是達(dá)到到粘流流態(tài)的的溫度度,加加工溫溫度不不是一一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)而是是一個(gè)個(gè)范圍圍(從從熔點(diǎn)點(diǎn)到分分解溫溫度之之間).在在對(duì)塑塑料進(jìn)進(jìn)行熱熱成型型時(shí)應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)制件件的大大小、、復(fù)雜雜程度度、厚厚薄、、嵌件件情況況、所所用著著色劑劑對(duì)溫溫度的的耐受受性、、機(jī)臺(tái)臺(tái)性能能等因因素選選擇適適當(dāng)?shù)牡募庸す囟榷?為何在在注塑塑生產(chǎn)產(chǎn)中溫溫度計(jì)計(jì)所反反映溫溫度常?？筛母淖?而且且同一一制品品(同同一模模具)放到到不同同機(jī)臺(tái)臺(tái)生產(chǎn)產(chǎn)時(shí)所所設(shè)定定的溫溫度可可能不不相同同?實(shí)實(shí)際上上塑料料的熱熱成型型溫度度是相相對(duì)固固定的的,只只是由由于采采用的的測(cè)溫溫方法法、測(cè)測(cè)溫點(diǎn)點(diǎn)布局局及溫溫度感感應(yīng)器器的性性能差差別才才造成成上述述差異異.溫溫度指指示控控制儀儀上顯顯示的的溫度度并非非料筒筒內(nèi)熔熔料的的實(shí)際際溫度度,而而是間間接的的、局局部性性的溫溫度.常用塑料的加工溫度范圍如下表所示塑料名稱(chēng)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85～110℃165℃180～260℃260℃ABS90～120℃160℃180～250℃250℃高壓聚乙烯－125℃110℃160～240℃280℃低壓聚乙烯－125℃130℃200～280℃280℃聚丙烯－20℃164℃200～300℃300℃尼龍6650℃225℃260～290℃300℃尼龍650℃265℃260～290℃300℃有機(jī)玻璃90～105℃180℃180～250℃260℃聚碳酸酯140～150℃250℃280～310℃330℃5、注注塑成成型前前需了了解的的塑料料性能能每個(gè)注注塑工工作者者在設(shè)設(shè)定注注塑工工藝條條件時(shí)時(shí),需需要徹徹底了了解所所用塑塑料的的相關(guān)關(guān)性能能,才才能科科學(xué)地地設(shè)定定工藝藝條件件和分分析注注塑生生產(chǎn)過(guò)過(guò)程中中出現(xiàn)現(xiàn)的問(wèn)問(wèn)題.A、塑塑料的的種類(lèi)類(lèi)、牌牌號(hào)(了解解塑料料的成成份、、性能能時(shí)考考慮的的因素素);B、塑塑料的的密度度(設(shè)設(shè)定多多段射射膠的的位置置時(shí)考考慮的的因素素);C、塑塑料的的吸濕濕性及及允許許水量量(設(shè)設(shè)定干干燥條條件時(shí)時(shí)考慮慮的因因素);D、塑塑料的的玻璃璃化溫溫度、、熔點(diǎn)點(diǎn)、分分解溫溫度(設(shè)定定料筒筒溫度度時(shí)考考慮的的因素素);E、塑塑料的的熔融融指數(shù)數(shù)FMI(設(shè)定定注射射壓力力、背背壓時(shí)時(shí)考慮慮的因因素);F、塑塑料的的結(jié)晶晶性(設(shè)定定模溫溫/料料溫時(shí)時(shí)考慮慮的因因素);G、塑塑料容容許的的注射射壓力力范圍圍(設(shè)設(shè)定注注射壓壓力時(shí)時(shí)考慮慮的因因素);H、塑塑料在在料筒筒內(nèi)容容許的的停留留時(shí)間間(設(shè)設(shè)定殘殘料量量及停停機(jī)時(shí)時(shí)考慮慮的因因素);I、塑塑料料的成成型收收縮率率(設(shè)設(shè)定模模溫/料溫溫/壓壓力時(shí)時(shí)考慮慮的因因素);J、塑塑料成成型時(shí)時(shí)的模模具溫溫度范范圍(設(shè)定定模溫溫時(shí)考考慮的的因素素);K、其其它性性能(如:耐化化學(xué)性性、熱熱變形形溫度度等)在塑塑件后后加工工時(shí)考考慮的的因素素.備注:使用用新材材料時(shí)時(shí),應(yīng)應(yīng)向供供應(yīng)商商索取取“塑塑料物物性表表”,以便便了解解上述述性能能.一些常用塑料的流長(zhǎng)比和型腔壓力材料代號(hào)流長(zhǎng)比(平均)型腔壓力(Mpa)LDPE270:1(280:1)15～30PP250:120HDPE230:123～39PS210:1(200:1)25(54)ABS190:140PA170:1(150:1)42POM150:1(145:1)45PMMA130:130PC90:150塑料的的簡(jiǎn)易易鑒別別方法法塑料的的種類(lèi)類(lèi)繁多多,注注塑件件常用用的塑塑料主主要有有:PE、、PP、PS、、AS(SAN)、、BS、ABS、POM、PA、、PC、PVC、ABS或AS＋＋玻纖纖增強(qiáng)強(qiáng)料等等.塑料分分子的的結(jié)構(gòu)構(gòu)、成成分很很復(fù)雜雜,特特別是是共聚聚、共共混物物及改改性材材料和和含有有各種種添加加劑(如:填料料、穩(wěn)穩(wěn)定劑劑、增增塑劑劑、阻阻燃劑劑、混混合材材料等等)的的塑料料常常常不能能用簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的的方法法鑒別別出來(lái)來(lái),需需借助助化學(xué)學(xué)試驗(yàn)驗(yàn)、測(cè)測(cè)試儀儀器(光譜譜儀)等手手段才才能鑒鑒別出出其組組成成成份.不同類(lèi)類(lèi)型的的塑料料要知知道其其類(lèi)別別,實(shí)實(shí)驗(yàn)室室通常常是通通過(guò)一一些精精密的的分析析檢測(cè)測(cè)儀器器來(lái)鑒鑒別,如紅紅外線(xiàn)線(xiàn)光度度計(jì)、、色譜譜儀、、色質(zhì)質(zhì)儀、、核磁磁共振振儀等等.由由于這這些檢檢測(cè)儀儀器價(jià)價(jià)格非非常昂昂貴,一般般的塑塑件生生產(chǎn)廠廠家未未必有有條件件購(gòu)置置.但但實(shí)用用(經(jīng)經(jīng)驗(yàn)性性)的的塑料料鑒別別方法法也有有很多多,其其中有有兩種種是最最常用用的:《比比重量量度鑒鑒別方方法》》和《《燃燒燒特性性鑒別別方法法》.在沒(méi)有有測(cè)試試儀器器分析析化驗(yàn)驗(yàn)室的的情況況下,可以以通過(guò)過(guò)密度度大小小、燃燃燒現(xiàn)現(xiàn)象及及外觀觀顏色色、制制品性性能的的不同同來(lái)加加以區(qū)區(qū)分;塑料料著色色以后后,很很難用用肉眼眼直接接看出出是何何種塑塑料,要用用“看看、聽(tīng)聽(tīng)、聞聞、壓壓、摔摔、咬咬”的的方法法來(lái)綜綜合鑒鑒別.現(xiàn)將將各種種常用用塑料料的特特性、、制品品性能能、鑒鑒別方方法等等簡(jiǎn)單單地介介紹一一下,供大大家鑒鑒別塑塑料材材料時(shí)時(shí)參考考.1、聚聚丙烯烯(PP)俗俗稱(chēng)稱(chēng)百折折膠PP是是最輕輕的一一種塑塑料,密度度為0.9～0.91g/cm3,比水水輕,在水水中能能浮于于水面面.PP料料粒呈呈乳白白色、、半透透明、、蠟狀狀物,燃燒燒時(shí)速速度慢慢,火火焰上上端呈呈黃色色,中中間帶帶藍(lán),有燃燃滴滴滴落現(xiàn)現(xiàn)象,熄滅滅火焰焰后,有一一股石石蠟氣氣味.PP制品品質(zhì)輕輕且硬硬,耐耐熱、、耐腐腐蝕、、耐疲疲勞性性?xún)?yōu)良良,韌韌性好好(能能經(jīng)受受上萬(wàn)萬(wàn)次彎彎曲、、折迭迭),PP制品品易老老化.備注:PP與PE(聚乙乙烯)特性性相似似,但但PE密度度為0.91～～0.95g/cm3,密度度比PP稍稍大,硬度度比PP稍稍低,鑒定定PP時(shí)應(yīng)應(yīng)與PE要要仔細(xì)細(xì)地加加以區(qū)區(qū)分開(kāi)開(kāi)來(lái).2、苯苯乙烯烯(PS)俗俗稱(chēng)稱(chēng)硬膠膠純PS是一一種硬硬而脆脆的無(wú)無(wú)色透透明塑塑料,密度度為1.05g/cm3,接近近水的的比重重.PS燃燃燒速速度慢慢,火火焰黃黃亮、、閃光光、冒冒黑煙煙,熄熄滅后后有一一