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第七章塑料及其加工工藝第七章1設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件2設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件3塑料的起源和定義

最早的塑料是由天然的有機(jī)材料經(jīng)過化學(xué)改性獲得的,而第一個用化學(xué)方法合成并在1909年投入工業(yè)化生產(chǎn)的塑料是酚醛塑料,直至今日,它仍然是人們?nèi)粘I詈蜕a(chǎn)當(dāng)中十分重要的熱固性塑料之一。

塑料被廣泛認(rèn)為是一種由氫、碳、氮、氧、氟、硅、硫和氯原子組成的聚合物,是以合成樹脂為主要成分,適當(dāng)加入填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑,在一定溫度和壓力下加工塑制成型或交聯(lián)固化成型的一類高分子材料。

塑料早已作為一類十分重要的材料進(jìn)入各個產(chǎn)業(yè)部門,比如機(jī)械、化工、紡織、建材、醫(yī)藥衛(wèi)生、文體用品、交通運輸、農(nóng)業(yè)水利等,甚至于像原子能、國防軍工、航空航天這樣的高科技領(lǐng)域,塑料也同樣發(fā)揮著越來越重要的作用。塑料的起源和定義最早的塑料是由天然的有機(jī)材料經(jīng)過化學(xué)改4設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件57.1高分子聚合物的基本知識1.高分子聚合物的特點(1)具有可分割性分子很大,當(dāng)用外力把分子拉斷或切開變成兩個分子后.高分子聚合物的性質(zhì)一般沒有明顯的改變。高分子結(jié)構(gòu)的這種特征稱為可分割性。(2)具有彈性所謂彈性是指材料形變的可恢復(fù)性。高分子聚合物在外力作用下發(fā)生形變,當(dāng)外力解除,這種形變就可以恢復(fù)到原狀。彈性是高分子聚合物重要的特征之一。7.1高分子聚合物的基本知識1.高分子聚合物的特點6(3)具有可塑性高分子聚合物受熱達(dá)到一定溫度后,先是經(jīng)過一個較長的軟化過程,而后才能變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)。這是由于高分子聚合物是由很長的大分子鏈所構(gòu)成,當(dāng)鏈的某部分受熱時,須經(jīng)過一定的時間和溫度間隔,整個大分子鏈才會變軟。

(4)具有絕緣性高分子聚合物對電、熱、聲具有良好的絕緣性能。從結(jié)構(gòu)上看這是因為高分子化合物大都是有機(jī)化合物,分子中的化學(xué)鍵都是共價鍵,不能電離,因此不能傳遞電子,又因為大分子鏈呈蜷曲狀態(tài),互相糾纏在一起,在受熱、受聲作用之后,分子不易振動起來,因而它對熱聲也具有絕緣性。(3)具有可塑性72.高分子聚合物的組成和結(jié)構(gòu)(1)高分子聚合物的組成高分子聚合物雖然分子量很大,但化學(xué)組成比較簡單,都是由簡單的結(jié)構(gòu)單元以重復(fù)的方式連接而成,例如,聚乙烯是由乙烯單體聚合而成,可以寫作-(CH2-CH2)-n它是由許多結(jié)構(gòu)單元叫-(CH2-CH2)-重復(fù)連接的,這種重復(fù)結(jié)構(gòu)單元稱為“鏈節(jié)”。重復(fù)的次數(shù)稱為“聚合度”。聚合度和高分子的分子量有如下關(guān)系M=n×mM——高分子的分子量n——高分子的聚合度m——鏈節(jié)的分子量

2.高分子聚合物的組成和結(jié)構(gòu)8(2)高分子聚合物的結(jié)構(gòu)高分子聚合物的結(jié)構(gòu)包括分子鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。分子鏈結(jié)構(gòu)通常分為線型結(jié)構(gòu)、枝鏈型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)型結(jié)構(gòu)。線型結(jié)構(gòu)的高分子在拉長或低溫下易呈直線形狀,而在較高溫度下或稀溶液中,則易成蜷曲形狀,如圖7-2(a)和圖7-2(b)。枝鏈型結(jié)構(gòu)的高分子好象一根“節(jié)上生枝”的樹干樣,如圖72(c)。它的性質(zhì)和線型結(jié)構(gòu)基本相同網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的高分子是在長鏈大分子之間有若干支鏈把它們交聯(lián)起來,構(gòu)成一種網(wǎng)似的形狀,如圖7-2(d)。聚合態(tài)結(jié)構(gòu)根據(jù)分子的排列狀態(tài)分為晶態(tài)聚合物和非晶態(tài)聚合物。(2)高分子聚合物的結(jié)構(gòu)9設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件10高分子聚合物的分類高分子聚合物的分類117.2塑料的基本特性塑料的組成塑料是以合成樹脂為主要成分,適當(dāng)加入填料、增塑劑穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑,在一定溫度和壓力下塑制成型的一類高分子材料。塑料各組分在塑料中所起的作用:(1)合成樹脂人工合成的高分子化合物,是塑料的基本原料,起著膠粘作用,能將其他組分膠結(jié)成個整體,并決定塑料的基本性能。7.2塑料的基本特性塑料的組成12(2)添加劑添加劑的加入,可改善塑料的某些性能,以獲得滿足使用要求的塑料制品。填料——提高塑料的機(jī)械性能、耐熱性能和電性能。同時降低成本,通常填料的加入量為40%~70%。主要是一些在塑料配方中相對呈惰性的粉狀材料或纖維材料。增塑劑——改進(jìn)塑料的可塑性、柔軟性,降低其剛性和脆性,并使塑料易于加工成型。穩(wěn)定劑——防止塑料在加工和使用過程中,因受熱、氧氣和光線作用而變質(zhì)、分解,以延長塑料的使用壽命。潤滑劑—提高塑料在加工成形中的流動性和脫模性。潤滑劑還可以使塑料制品的表面光亮美觀。著色劑—使塑料具有一定的色彩,以滿足使用要求。固化劑——與樹脂起化學(xué)作用,形成不溶不熔的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。為得到熱固性塑料,則須加入固化劑。(2)添加劑132.塑料的分類按熱性能分類:①熱塑性塑料:在特定溫度范圍內(nèi)受熱軟化(或熔化),冷卻后硬化,并且能多次反復(fù),其性能也不發(fā)生顯著變化的塑料。熱塑性塑料在加熱軟化時,具有可塑性,可以采用多種方法加工成型,成型后的機(jī)械性能較好,但耐熱性和剛性較差。常見的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙稀、聚氯乙烯、ABS、聚酰胺、聚碳酸酯等。②熱固性塑料:在一定溫度壓力下或在固化劑、紫外光等條件作用下固化生成不溶不熔性能的塑料。熱固性塑料在固化后不再具有可塑性,剛度大,硬度高,尺寸穩(wěn)定,具有較高的耐熱性。溫度過高時,則會被分解破壞。常見的熱固性塑料有酚醛塑料、環(huán)氧塑料、氨基樹脂、有機(jī)硅塑料等。2.塑料的分類按熱性能分類:14按應(yīng)用分類:①通用塑料:通用塑料一般是指使用廣泛,產(chǎn)量大,用途多。價格低廉的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂及氫基樹脂等。②工程塑料:工程塑料通常是指性能優(yōu)良,能承受一定外力作用和具有較高的機(jī)械強(qiáng)度,適用作工程材料或結(jié)構(gòu)材料的塑料,如聚酰胺、聚碳酸脂、ABS、聚甲醛、聚礬、聚苯醚等。

③特種塑料:特種塑料又稱功能塑料,是指具有特殊功能、能滿足特殊使用要求的塑料、如醫(yī)用塑料、導(dǎo)電塑料等。

按應(yīng)用分類:15設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件163.塑料的一般特性(1)塑料質(zhì)輕,比強(qiáng)度高(比強(qiáng)度是指強(qiáng)度與密度的比值)一般塑料密度在0.9—2.3g/cm3之間,聚乙烯、聚丙烯的密度最小,約為0.9g/cm3,最重的聚四氟乙烯密度不超過2.3g/cm3,但比強(qiáng)度高,超過了金屬材料。3.塑料的一般特性(1)塑料質(zhì)輕,比強(qiáng)度高(比強(qiáng)度是指強(qiáng)度與17設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件18(2)多數(shù)塑料制品有透明性.并富有光澤,能著鮮艷色彩大多數(shù)塑料可制成透明或半透明制品,可以任意著色,且著色堅固,不易變色。(2)多數(shù)塑料制品有透明性.并富有光澤,能著鮮艷色彩大多數(shù)塑19(3)優(yōu)異的電絕緣性大多數(shù)塑料在低頻低壓下具有良好的電絕緣性,有的即使在高頻高壓下也可以作為電器絕緣材料或電容介質(zhì)材料。(4)耐磨、自潤滑性能好大多數(shù)塑料具有優(yōu)良的減磨、耐磨、自潤滑特性,可以在無潤滑條件下有效的工作。(5)塑料有耐化學(xué)藥品性多數(shù)塑料對一般濃度的酸堿鹽等化學(xué)藥品具有良好的耐腐蝕性,其中最突出的是聚四氟乙烯,連“王水”也不能腐蝕,是一種優(yōu)良的防腐材料。(6)塑料成型加工方便,能大批量生產(chǎn)塑料通過加熱、加壓可塑制成各種形狀的制品,易進(jìn)行切削、焊接、表面處理等二次加工,精加工成本低,用塑料制品代替金屬制品,可以節(jié)約大量金屬材料。(3)優(yōu)異的電絕緣性20塑料與金屬及其他工業(yè)材料相比較有以下缺點①塑料不耐高溫,低溫容易發(fā)脆。多數(shù)塑料雖不易燃燒,但在300℃左右發(fā)生變形,燃燒時放出有毒氣體。由于耐熱性較差,使塑料的用途受到限制。②塑料制品易變形。溫度變化時尺寸穩(wěn)定性較差,成型收縮較大,即使在常溫負(fù)荷下也容易變形。③塑料有“老化”現(xiàn)象。塑料在長時間使用或貯藏過程中,質(zhì)量會逐漸下降。這是由于受周圍環(huán)境如氧氣、光、熱、輻射、濕氣、雨雪、工業(yè)腐蝕氣體、溶劑和微生物等的作用后,塑料的色澤改變、化學(xué)構(gòu)造受到破壞,機(jī)械性能下降,變得硬脆或軟粘而無法使用,這稱為塑料的“老化”,它是塑料制品性能中的一個嚴(yán)重缺陷。塑料與金屬及其他工業(yè)材料相比較有以下缺點①塑料不耐高溫,低溫217.3塑料的工藝特性根據(jù)加工時聚合物所處狀態(tài)的不同,塑料成型加工的方法大體可分為三種:①處于玻璃態(tài)的塑料,可以采用車、銑、鉆、刨等機(jī)械加工方法和電鍍、噴涂等表面處理方法。②當(dāng)塑料處于高彈態(tài)時,可以采用熱壓、彎曲、真空成型等加工方法。③把塑料加熱到粘流態(tài),可以進(jìn)行注射成型、擠出成型、吹塑成型等加工。塑料成型方法的選擇取決于塑料的類型(熱塑性或熱固性)、特性、起始狀態(tài)及制成品的結(jié)構(gòu)、尺寸和形狀等。7.3塑料的工藝特性根據(jù)加工時聚合物所處狀態(tài)的不同,塑料成227.3.1塑料的成型工藝

1.注射成型注射成型又稱注塑成型,是熱塑性塑料的主要成型方法之一。其原理是利用注射機(jī)中螺桿或柱塞的運動,將料筒內(nèi)已加熱塑化的粘流態(tài)塑料用較高的壓力和速度注入到預(yù)先合模的模腔內(nèi),冷卻硬化后成為所需的制品。整個成型是一個循環(huán)的過程,每一成型周期包括:定量加料——熔融塑化——施壓注射——充模冷卻——啟模取件等步驟。7.3.1塑料的成型工藝1.注射成型23設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件24用注射成型法生產(chǎn)的制品,約占熱塑性塑料制品的20%一30%。注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備.按外形特征可分為臥式、立式和角式注射機(jī)(圖7—8圖7—9、圖7一10)。用注射成型法生產(chǎn)的制品,約占熱塑性塑料制品的20%一30%。25注射成型方法有以下優(yōu)點:能一次成型出外形復(fù)雜、尺寸精確的制品;可以極方便的利用一套模具,成批生產(chǎn)尺寸、形狀、性能完全相同的產(chǎn)品;生產(chǎn)性能好,成型周期短,一般制件只需30一60秒可成型,而且可實現(xiàn)自動化或半自動化作業(yè),具有較高的生產(chǎn)效率和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。注射成型方法有以下優(yōu)點:26設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件27設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件282.擠出成型擠出成型又稱擠塑成型,主要適合熱塑性塑料成型,也適合一部分流動性較好的熱固性塑料和增強(qiáng)塑料的成型。其原理是利用機(jī)筒內(nèi)螺桿的旋轉(zhuǎn)運動,使熔融塑料在壓力作用下連續(xù)通過擠出模的型孔或口模,待冷卻定型硬化后而得各種斷面形狀的制品。擠出成型是塑料加工工業(yè)中應(yīng)用最早、用途最廣、適用性最強(qiáng)的成型方法。2.擠出成型29設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件30擠出成型具有突出的優(yōu)點:設(shè)備成本低,占地面積小,生產(chǎn)環(huán)境清潔,勞動條件好;生產(chǎn)效率高;操作簡單,工藝過程容易控制,便于實現(xiàn)連續(xù)自動化生產(chǎn);產(chǎn)品質(zhì)量均勻、致密;可以一機(jī)多用,進(jìn)行綜合性生產(chǎn)。擠出成型加工的塑料制品,主要是連續(xù)的型材制品,如薄膜、管、板、片、棒、單絲、扁帶、網(wǎng)、復(fù)合材料、中空容器、電線被覆及異型材料等。擠出成型具有突出的優(yōu)點:31設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件323.壓制成型壓制成型主要用于熱固性塑料制品的生產(chǎn),有模壓法和層壓法兩種。優(yōu)點:制品尺寸范圍寬,可壓制較大的制品;設(shè)備簡單,工藝條件容易控制;制件無澆口痕跡,容易修整、表面平整、光潔;制品收縮率小、變形小、各項性能較均勻;缺點:不能成型結(jié)構(gòu)和外形過于復(fù)雜、加強(qiáng)筋密集、金屬嵌件多、壁厚相差較大的塑料制件;對模具材料要求高;成型周期長.生產(chǎn)效率低,較難實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。3.壓制成型33(1)模壓成型模壓成型又稱壓塑成型。其原理是將定量的塑料原料置于金屬模具內(nèi),閉合模具,加熱加壓,使塑性原料塑化流動并充滿模腔,同時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化成型。模壓成型制品質(zhì)地致密,尺寸精確,外觀平整光潔,無澆口痕跡,但生產(chǎn)效率較低。是熱固性塑料和增強(qiáng)塑料成型的主要方法,部分熱塑性塑料的成型也可采用此法,如聚四氟乙烯塑料先模壓成型再燒結(jié)成制品。(1)模壓成型模壓成型制品質(zhì)地致密,尺寸精確,外觀平整光潔,34(2)層壓成型

將浸漬過樹脂的片狀材料疊合至所需厚度后放入層壓機(jī)中,在一定的溫度和壓力下使之粘合固化成層狀制品。層壓成型制品質(zhì)地密實,表面平整光潔、生產(chǎn)效率高。多用于生產(chǎn)增強(qiáng)塑料板材、管材、棒材和膠合板等層壓材料。(2)層壓成型層壓成型制品質(zhì)地密實,表面平整光潔、生產(chǎn)效率高35設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件364.吹塑成型用擠出、注射等方法制出管狀型坯,然后將壓縮空氣通入處于熱塑狀態(tài)的型坯內(nèi)腔中、使其膨脹成為所需形狀的塑料制品。分為薄膜吹塑和中空吹塑成型。用于制造塑料薄膜、中空塑料制品(如瓶子、包裝桶、油箱、玩具等)。4.吹塑成型37(1)薄膜吹塑薄膜吹塑成型是將熔融塑料從擠出機(jī)機(jī)頭口模的環(huán)形間隙中呈圓筒形薄管擠出,同時從機(jī)頭中心孔向著管內(nèi)腔吹入壓縮空氣,將薄管吹脹成直徑更大的管狀薄膜(俗稱泡管)冷卻后卷取。薄膜吹塑成型主要用于生產(chǎn)塑料薄膜。(1)薄膜吹塑38(2)中空吹塑①擠出吹塑:用擠出機(jī)擠出管狀型坯,趁熱將其夾在模具模腔內(nèi)并封底,向管坯內(nèi)腔通入壓縮空氣吹脹成型。(2)中空吹塑39②注射吹塑分為冷型坯吹塑和熱型坯吹塑。前者是將注射制成的試管狀有底型坯冷卻后移入吹塑模內(nèi),將型坯再加熱并通入壓縮空氣吹脹成型;后者則是將注射制成的試管狀有底型坯立即趁熱移入吹塑模內(nèi)進(jìn)行吹塑成型。注射吹塑的特點是制件外觀好,重量穩(wěn)定,尺寸精確、無邊角料。②注射吹塑40設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件41③拉伸吹塑將擠出或注射制成的型坯加熱到適當(dāng)?shù)臏囟龋M(jìn)行縱向拉伸,同時或稍后用壓縮空氣吹脹進(jìn)行橫向拉伸。拉伸后制品的透明度、強(qiáng)度、抗?jié)B透性明顯提高。根據(jù)制坯方式,分為注射拉伸吹塑工藝和擠出拉伸吹塑工藝。前者主要用于生產(chǎn)盛飲料用PET瓶,后者多用于生產(chǎn)聚丙稀、聚氯乙烯中空制品。③拉伸吹塑42設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件435.壓延成型利用一對或數(shù)對相對旋轉(zhuǎn)的加熱輥筒,將熱塑性塑料塑化并延展成一定厚度和寬度的薄型材料,如圖7—20所示。壓延成型產(chǎn)品質(zhì)量好,生產(chǎn)能力大,多用于生產(chǎn)塑料薄膜、薄板、片材及人造革、壁紙、地板革等。5.壓延成型44設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件456.滾塑成型把粉狀或糊狀塑料置于模具中,加熱并沿兩垂直軸旋轉(zhuǎn)模具,使模內(nèi)物料熔融并均勻散布到模腔表面,經(jīng)冷卻脫模而得制品。滾塑成型所用模具及設(shè)備成本低,可同時生產(chǎn)多個制件,但生產(chǎn)效率較低。多用于生產(chǎn)各種形狀的中空塑料制件,如大型容器、汽車零部件、玩具等。

6.滾塑成型46設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件47設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件487.鑄塑成型鑄塑成型又稱澆鑄成型。將加有固化劑和其他助劑的液態(tài)樹脂混合物料倒入成型模具中,在常溫或加熱條件下使其逐漸固化而成為有一定形狀的制品。鑄塑成型工藝簡單,成本低,可以生產(chǎn)大型制件,適用于流動性大而又有收縮性的塑料,如有機(jī)玻璃、尼龍、聚氫酯等熱塑性塑料和酚醛樹脂、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等熱固性塑料成型采用。7.鑄塑成型498.手糊成型手糊成型是增強(qiáng)塑料成型方法之一,以手工作業(yè)為主。在涂有脫模劑的模具上均勻地刷一層樹脂,再將按要求剪裁成一定形狀的片狀增強(qiáng)材料(如纖維增強(qiáng)織物),鋪貼到模具上,然后再涂刷樹脂,再鋪貼增強(qiáng)材料,如此重復(fù)直至達(dá)到所需厚度和預(yù)定形狀,然后加熱固化,脫模即得制品。8.手糊成型509.纏繞成型纏繞成型是纖維增強(qiáng)塑料的成型方法之一。將浸漬過樹脂的連續(xù)纖維按一定方式纏繞在芯模上制成坯件,經(jīng)固化而制成一定形狀的制品。纏繞成型制品強(qiáng)度高,質(zhì)量較穩(wěn)定,易于實現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)。多用來制作圓筒形、球形、管形等大型旋轉(zhuǎn)體制品。9.纏繞成型5110.噴射成型噴射成型是增強(qiáng)塑料的成型方法之一。用噴槍將樹脂、助劑及切斷的短纖維同時噴射到一定形狀的模具上,達(dá)到一定厚度后固化成型。噴射成型生產(chǎn)效率高,制品形狀、尺寸不受限制。制品整體性好,但場地污染大。多用于制造大型制件。10.噴射成型5211.傳遞模塑成型傳遞成型又稱傳遞壓鑄成型,熱固性塑料的成型方法之一。將熱固性塑料原料在加料腔中加熱熔化。然后加壓注入成型模腔中使其固化成型。傳遞模塑成型與模壓成型相似,但又具有注射成型的特點,如制品尺寸精確,生產(chǎn)周期短,所用模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜(設(shè)有澆口和流道),適合生產(chǎn)形狀復(fù)雜和帶嵌件的制品。11.傳遞模塑成型537.3.2塑料的二次加工塑料的二次加工又稱塑料的二次成型,是采用機(jī)械加工、熱成型、連接、表面處理等工藝將一次成型的塑料板材、管材、棒材、片材及模制件等制成所需的制品。7.3.2塑料的二次加工541.塑料機(jī)械加工塑料機(jī)械加工包括鋸、切、車、銑、磨、刨、鉆、噴砂、拋光、螺紋加工等。塑料的機(jī)械加工與金屬材料的切削加工大致相同,仍可沿用金屬材料加工的一套切削工具和設(shè)備。但加工時應(yīng)注意到:塑料的導(dǎo)熱性很差,加工中散熱不良,一旦溫度過高易造成軟化發(fā)粘、以至分解燒焦制件的回彈性大,易變形,加工表面較粗糙,尺寸誤差大;加工有方向性的層狀塑料制件時易開裂、分層、起毛或崩落。

1.塑料機(jī)械加工552.塑料熱成型將塑料板材(或管材、棒材)加熱軟化進(jìn)行成型的方法。根據(jù)所使用的模具,可分為無模成型、陽模成型、陰模成型和對模成型。主要成型方法有模壓熱成型和真空成型。熱成型方法適用范圍廣,多用于熱塑性塑料、熱塑性復(fù)合材料的成型。2.塑料熱成型56真空成型又稱真空抽吸成型,是將加熱的熱塑性塑料薄片或薄板置于帶有小孔的模具上,四周固定密封后抽取真空,片材被吸附在模具的模壁上而成型,脫模后即得制品。真空成型又稱真空抽吸成型,是將加熱的熱塑性塑料薄片或薄板置于573.塑料連接塑料連接包括機(jī)械連接、焊接、溶劑粘接和膠接等;塑料與塑料、塑料與金屬或其他材料的連接,除一般使用的機(jī)械連接方法外,還有熱熔粘接、溶劑粘接和膠粘劑粘接(膠粘)等方法。3.塑料連接58(1)塑料焊接又稱熱熔粘接,是熱塑性塑料連接的基本方法。利用熱作用,使塑料連接處發(fā)生熔融,并在一定壓力下粘結(jié)在一起。常采用焊接方法有熱風(fēng)焊接、熱對擠焊接、高頻焊接、超聲波焊接、感應(yīng)焊接、磨擦焊接等。(2)塑料溶劑粘接利用有機(jī)溶劑(如丙酮、三氯甲烷、二氫甲烷、二甲苯等)將需粘接的塑料表面溶解或溶脹、通過加壓粘接在一起,形成牢固的接頭。

(3)塑料膠接

利用膠粘性強(qiáng)的膠粘劑,能方便地實現(xiàn)不同塑料或塑料和其他材料間的連接,這是一種很有發(fā)展前途的連接方法。(1)塑料焊接59塑料表面處理塑料表面處理包括鍍飾、涂飾、印刷、燙印、壓花、彩飾等。①涂飾:塑料零件涂飾的目的,主要是防止塑料制品老化,提高制品耐化學(xué)藥品與耐溶劑的能力,以及裝飾著色,獲得不同表面肌理等。塑料表面處理60②鍍飾:塑料零件表面鍍覆金屬,能改善塑料零件的表面性能,達(dá)到防護(hù)、裝飾和美化的目的。例如,使塑料零件具有導(dǎo)電性,提高制品的表面硬度和耐磨性,提高防老化、防潮、防溶劑侵蝕的性能,井使制品具有金屬光澤。③燙?。豪每逃袌D案或文字的熱模,在一定的壓力下,將燙印材料上的彩色錫箔轉(zhuǎn)移到塑料制品表面上,從而獲得精美的圖案和文字。②鍍飾:塑料零件表面鍍覆金屬,能改善塑料零件的表面性能,達(dá)到61設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件627.4常用的塑料材料7.4.1通用塑料(1)聚乙烯塑料(PE)——熱塑性塑料聚乙烯塑料是最常用的熱塑性塑料,外觀呈乳白色,有似蠟的手感,無毒、無味,密度小,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐寒性和電絕緣性,易加工成型,但耐熱性、耐老化性較差。聚乙烯塑料制品種類繁多,可用吹塑、擠出、注射等成型方法生產(chǎn)薄膜、型材、各種中空制品和注射制品等,廣泛用于農(nóng)業(yè)、電子、機(jī)械、包裝、日用雜品等方面。

7.4常用的塑料材料7.4.1通用塑料63設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件64(2)聚丙烯塑料(PP)~熱塑性塑料聚丙烯塑料外觀呈乳白色半透明,無毒無味,質(zhì)輕(是非泡沫塑料中密度最小的)。塑膠分類標(biāo)志中,代碼是5

性質(zhì):極輕之塑料,密度僅為0.9g/cm3加工性質(zhì)毋須預(yù)熱干燥

優(yōu)點:易染色、耐濕性佳、耐化性佳、高鉸鏈特性、耐沖擊性

缺點:復(fù)雜之異形押出不易、易被紫外線分解、不易接合、易氧化

用途:(1)包裝領(lǐng)域:聚丙稀薄膜、紡織袋和注塑、吹塑制品是重要的包裝產(chǎn)品,廣泛用于食品、煙草、紡織品、醫(yī)療用品、運輸、日用品的包裝上。聚丙烯中空包裝制品的透明性、力學(xué)性能和空氣阻隔性良好。(2)聚丙烯塑料(PP)~熱塑性塑料65(2)汽車領(lǐng)域:在汽車中使用的塑料品種多樣,主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等,而聚丙烯的使用量占第一位,其中80%-90%為注塑制品。聚丙烯用于制造汽車的內(nèi)、外裝件,如方向盤、座椅靠背、行李架、窗框和燈罩等;(3)電器和電子領(lǐng)域:用于制作各種家用電器外殼、電器設(shè)備零件;(4)建筑領(lǐng)域:用于制造模板、飲水管、暖氣管等;(5)用于制造塑料家具、玩具、餐具、燈具等;(6)用于制作新興的紡織品聚丙烯無紡布。聚丙烯無紡布應(yīng)用于室內(nèi)裝飾(桌布、窗簾等),醫(yī)療用品(手術(shù)衣,口罩等),還可以制成衣服、毯子、蚊帳、運動用品、濾布、防水布等。(2)汽車領(lǐng)域:在汽車中使用的塑料品種多樣,主要有聚乙烯、聚66設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件67(3)聚苯乙烯(PS)——熱塑性塑料聚苯乙烯塑膠分類標(biāo)志中,代碼是6

性質(zhì):非晶體聚合物,成型后收縮率小于0.6低密度特性使產(chǎn)量大于一般料之20%到30%

優(yōu)點:成本低、尺寸安定特性、高剛性、質(zhì)輕,表面硬度高,有良好的透明性,有光澤,易著色,具有優(yōu)良的電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性、抗反射線性和低吸濕性。

缺點:碎裂性高、抗溶劑性差、耐溫差

用途:(1)可發(fā)泡做填充物,泡沫制品是聚苯乙烯的主要用途之一。聚苯乙烯泡沫是目前廣泛應(yīng)用的絕熱和減震材料;(2)用于制造儀表、電器外殼、汽車燈罩、儀器燈罩、化工貯酸槽、化學(xué)儀器零件、電訊零件等;(3)由于透明度好,可做光學(xué)儀器及透明模型。(3)聚苯乙烯(PS)——熱塑性塑料68設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件69(4)聚氯乙烯塑料(PVC)——熱塑性塑料聚氯乙烯塑料的生產(chǎn)量僅次于聚乙烯塑料,在各領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。塑膠分類標(biāo)志中,代碼是3性質(zhì):未加可塑劑前,PVC為一堅硬之塑料,耐濕性佳,但亦被酮類、酯類溶劑分解

優(yōu)點:尺寸安定性佳、低成本、耐候性佳、加不同比例可塑劑可輕易調(diào)整軟硬度

缺點:耐化性差、耐溫性差、密度較一般塑料類為高、熱分解后會產(chǎn)生氯化氫

用途:薄板、膠膜、容器、人造皮、地板材料、收縮膜、管材、玩具(4)聚氯乙烯塑料(PVC)——熱塑性塑料70設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件71(5)聚甲基丙烯酸甲酯塑料(PMMA)——熱塑性塑料俗稱有機(jī)玻璃(雅克力有機(jī)玻璃)。聚甲基丙烯酸甲酯塑料主要分澆注制品和擠塑制品,形態(tài)有板材、棒材和管材等。

性質(zhì):非晶體聚合物,92%光線穿透率,熱變性溫度介于74℃~102℃間收縮率0.4-0.7%合適的薄厚1.5-4mm

優(yōu)點:高光學(xué)透明性在光的加速老化240小時后仍可透過92%的太陽光,室外十年仍有89%,紫外線達(dá)78.5%、耐候性佳、剛性佳、易染色機(jī)械強(qiáng)度較高,有一定的耐寒性,耐腐蝕,絕緣性能良好、尺寸穩(wěn)定,易于成型、質(zhì)較脆,易熔于有機(jī)溶劑缺點:耐化性差、長期時用溫度最高93℃、應(yīng)力集中處,較易碎化、表面硬度不夠,易擦毛

用途:燈罩、窗玻璃、標(biāo)示牌、光學(xué)透鏡、硬式隱形眼鏡、汽車零件。(5)聚甲基丙烯酸甲酯塑料(PMMA)——熱塑性塑料72設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件73(6)酚醛塑料(PF)——熱固性塑料酚醛塑料是塑料中最古老的品種,至今仍廣泛應(yīng)用。由酚醛樹脂加入填料、固化劑、潤滑劑等添加劑,分散混合成壓塑粉,經(jīng)熱壓加工而得酚醛塑料,俗稱電木。電絕緣性、耐熱性及耐化學(xué)藥品性好,而且成本低廉。酚醛塑料是電器工業(yè)上不可缺少的材料,如用作電子管插座、開關(guān)、燈頭及電話機(jī)等。

(6)酚醛塑料(PF)——熱固性塑料747.4.2工程塑料(1)ABS塑料——熱塑性塑料丙烯腈--丁二烯--苯二烯(ABS)共聚物

性質(zhì):丙烯腈提供耐熱及抗化性,丁二烯提供韌性及耐沖擊性,苯乙烯提供延展性及加工性。

優(yōu)點:堅硬,易壓出、易染色、難燃、耐沖擊、表面性佳。

缺點:耐溶劑性差、低介電強(qiáng)度、低拉伸率。

用途:機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域:用來制造齒輪、軸承、把手、管道、機(jī)器外殼等;7.4.2工程塑料(1)ABS塑料——熱塑性塑料75電子電器領(lǐng)域:利用良好的電絕緣性能,制作電訊器材和電動機(jī)器等。如用ABS塑料制造各種電話機(jī)、聽柄、指孔盤、手持話筒、手柄等,還可以制造吸塵器、洗衣機(jī)、打字機(jī)、計算機(jī)、儀器表、電風(fēng)扇、電吹風(fēng)的外殼和零部件。另外ABS塑料具有耐冷凍劑的腐蝕性能,并且無毒、無味,而且耐低溫,非常適合于制造冷凍機(jī)、冷凍汽車、電冰箱、冷藏庫上的許多部件和制品,如作電冰箱、冷凍汽車上的門、壁板、襯里等;汽車工業(yè)領(lǐng)域:制作方向盤、手柄、儀表盤、汽車外殼等;航空工業(yè)領(lǐng)域:ABS塑料在飛機(jī)上應(yīng)用正逐漸增加,如用ABS塑料做機(jī)艙的花紋裝飾、儀表盤、機(jī)罩等,可以減輕飛機(jī)重量;其他方面:可以制造各種用途的管材、容器、樂器、文具、玩具、家具、自行車等。電子電器領(lǐng)域:利用良好的電絕緣性能,制作電訊器材和電動機(jī)器等76設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件77(2)聚酰胺塑料(PA)——熱塑性塑料分子主鏈鏈節(jié)中含有酰胺基的熱塑性塑料,俗稱尼龍。通常為白色至淺黃色半透明固體,無毒無味,易著色。性質(zhì):結(jié)晶性熱可塑性塑料,有明顯熔點,Nylon6Tm為220~230℃,Nylon66則為260~270℃,Nylon本身具吸水基故有吸水性,成形前須干燥,溫度過高干燥則尼龍粒變色

優(yōu)點:具高抗張強(qiáng)度、耐韌、耐沖擊性特優(yōu)、自潤性、耐磨性佳、耐藥性優(yōu)、低溫特性佳、具自熄性

缺點:尼龍吸濕性高、長期尺寸精密度及物性受影響。

用途:電子電器:連接器、卷線軸、定時器、護(hù)蓋斷路器、開關(guān)殼座

汽車:散熱風(fēng)扇、門把、油箱蓋、進(jìn)氣隔柵、水箱護(hù)蓋、燈座

工業(yè)零件:椅座、自行車框、溜冰鞋底座、紡織梭、踏板、滑輪(2)聚酰胺塑料(PA)——熱塑性塑料78設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件79(3)聚碳酸酯塑料(PC)——熱塑性塑料分子主鏈鏈節(jié)中含有碳酸酯基的熱塑性塑料。無色至淺黃色,透明,無毒無味,具有優(yōu)良的機(jī)械性能。性質(zhì):為非結(jié)晶性熱塑性塑料

優(yōu)點:具高強(qiáng)度及彈性系數(shù)、高沖擊強(qiáng)度、使用溫度范圍廣、高度透明性及自由染色性、H.D.T.高、耐疲勞

性佳、耐候性佳、電氣特性優(yōu)、無味無臭對人體無害符合衛(wèi)生安全、成形收縮率低、尺寸安定性良好

缺點:成形品設(shè)計不良易產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力問題

用途:電子電器:CD片、開關(guān)、家電外殼、信號筒、電話機(jī)、

汽車:汽車保險桿、汽車分電盤、汽車安全玻璃、

工業(yè)零件:照相機(jī)本體、機(jī)具外殼、安全帽、潛水鏡、安全鏡片(3)聚碳酸酯塑料(PC)——熱塑性塑料80設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件81(4)飽和聚酯塑料——熱塑性塑料分子主鏈中含有酯鍵的線型飽和聚酯,主要品種為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)。多用于制作磁帶、膠片、包裝薄膜及片材。用PET拉伸吹塑制得的容器瓶質(zhì)輕,高強(qiáng),不易破碎,透明且富光澤,透氣性差,多用于包裝食品、藥品和飲料等。(4)飽和聚酯塑料——熱塑性塑料827.4.3增強(qiáng)塑料以合成樹脂為基料,加入增強(qiáng)材料及助劑經(jīng)成型加工而得的塑料,是重要的高分子復(fù)合材料。增強(qiáng)材料以纖維狀物質(zhì)或織物為主,常用的有玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、聚酰胺纖維等。玻璃纖維增強(qiáng)塑料是常用的增強(qiáng)塑料之一,是以玻璃纖維及其制品(織物、氈材等)為增強(qiáng)材料制成的樹脂基復(fù)合材料。按樹脂性能可分為熱固性和熱塑性兩大類。玻璃纖維增強(qiáng)塑料質(zhì)輕,堅硬,比強(qiáng)度高,耐腐蝕性、絕熱性和電絕緣性良好.7.4.3增強(qiáng)塑料以合成樹脂為基料,加入增強(qiáng)材料及助劑經(jīng)成83設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件84玻璃鋼主要用來制造汽車、機(jī)車、客車、拖拉機(jī)的車身及各種配件(如車門、窗框、儀表盤、擋泥板及油箱等),以及車廂內(nèi)部裝飾板、座椅、地板等。在機(jī)電工業(yè)中用作機(jī)器設(shè)備的外殼、機(jī)架、印刷電路板、電機(jī)機(jī)罩及儀表罩等。玻璃鋼還可以代替不銹鋼、銅、鋁等金屬作石油化工方面的防腐蝕材料。玻璃鋼主要用來制造汽車、機(jī)車、客車、拖拉機(jī)的車身及各種配件(857.4.4泡沫塑料泡沫塑料又稱微孔塑料。以樹脂為基料,加入發(fā)泡劑等助劑制成的內(nèi)部具有無數(shù)微小氣孔的塑料。具有質(zhì)輕、隔熱、隔音、防震、耐潮等特點。按內(nèi)部氣孔相連情況,可分為開孔型和閉孔型。前者氣孔相互連通,無漂浮性;后者氣孔相互隔離,有漂浮性。按機(jī)械性能,可分為硬質(zhì)和軟質(zhì)兩類。硬質(zhì)泡沫塑料可用做隔熱保溫材料、隔音防震材料等,軟質(zhì)泡沫塑料可用作襯墊、座墊、拖鞋、泡沫人造革等。常見的泡沫塑料有聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料及脲醛泡沫塑料等。7.4.4泡沫塑料86POM(聚縮醛)

性質(zhì):為結(jié)晶性熱可塑性塑料,具明顯熔點165~175℃,性質(zhì)最接近金屬,一般稱其為塑鋼

優(yōu)點:具高機(jī)械強(qiáng)度和剛性、最高的疲勞強(qiáng)度、環(huán)境抵抗性、耐有機(jī)溶劑性佳、耐反復(fù)沖擊性強(qiáng)、廣泛的使用溫度范圍(-40℃~120℃)、良好的電氣性質(zhì)、復(fù)原性良好、具自已潤滑性、耐磨性良好、尺寸安定性優(yōu)

缺點:加工過程若長時間高溫下易起熱分解、無自熄性、抗酸性差、成形收縮率大

用途:電子電器:洗衣機(jī)、果汁機(jī)零件、定時器組件汽

汽車:車把零件、電動窗零件

工業(yè)零件:機(jī)械零件、齒輪、把手、玩具、螺桿POM(聚縮醛)

性質(zhì):為結(jié)晶性熱可塑性塑料,具明顯熔點1687設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件88LDPE塑膠分類標(biāo)志中,低密度聚乙烯代碼是4

性質(zhì):LDPE密度為0.910~0.925g/cm3

優(yōu)點:耐寒性優(yōu)、衛(wèi)生無毒、耐水性、耐藥品性、電氣特性優(yōu)、柔軟性優(yōu)缺點:低溫時的耐沖擊性劣、耐候性不佳

用途:各種容器(耐熱用)、玩具類、耐熱的工業(yè)部品LDPE89HDPE塑膠分類標(biāo)志中,高密度聚乙烯代碼是2性質(zhì):HDPE密度為0.941~0.965g/cm3

優(yōu)點:耐寒性優(yōu)、衛(wèi)生無毒、耐水性、耐藥品性優(yōu)、電氣特性優(yōu)

缺點:耐熱性劣、耐候性劣、成形收縮大

用途:各種容器(密閉容器)、包裝袋、玩具類、廚房用品、機(jī)械部品HDPE90PETE(再生聚乙烯對苯二甲酸酯)

塑膠分類標(biāo)志中,代碼是1聚對苯二甲酸乙二酯(PET塑料)回收再利用產(chǎn)品。

缺點:PET被廣泛用于飲料瓶(可樂)包裝,但是當(dāng)這些材料被廢棄時,面臨著如何處理的問題。優(yōu)點:廢舊PET瓶的再生利用,既能減少污染,又可以增加效益。

用途:建筑材料,食品包裝和容器等,再生pet主要用于纖維,片材,非食品包裝用瓶等,日本公司已利用聚合物合金改進(jìn)技術(shù)將再生pet加工成性能優(yōu)于用pet新料制造的粉末涂料。PETE(再生聚乙烯對苯二甲酸酯)

塑膠分類標(biāo)志中,代碼是191PSU(聚砜)琥珀透明固體材料,硬度和沖擊強(qiáng)度高,無毒、耐熱耐寒性耐老化性好,可在-100--175度下長期使用。

性質(zhì):收縮率0.5-0.7%各向相同

優(yōu)點:其機(jī)械性能,耐熱,耐氧化,耐介電性能,熱穩(wěn)定性優(yōu)于PC

缺點:其加工性,對斷口很敏感,耐氣候性,耐光及紫外線及有機(jī)溶劑的性能欠佳,與PC同樣不能在沸水中長期使用

用途:高溫下工作的耐磨受力傳動零件,齒輪,微波爐的內(nèi)配件,相機(jī)殼,醫(yī)療器械,汽車零件,投影機(jī)PSU(聚砜)92設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件93塑料在設(shè)計中的運用實例分析塑料在設(shè)計中的運用實例分析94"雞尾酒"可置物簾子這個可置物的簾子,是用高頻機(jī)將磨砂的聚氯乙烯片熱封到整張簾子上,形成了126個正方形的口袋,可以放進(jìn)各種平的、薄的東西,比如信簽、明信片、CD等等。經(jīng)過磨砂的塑料有一種朦朧感,同時也可以作為房間的隔斷來使用,既分割了空間,又有一定的私密感。"雞尾酒"可置物簾子95"Tohot"鹽和胡椒搖罐該設(shè)計采用的材料是半透明的聚丙烯,表面經(jīng)過了磨砂處理,在光線下給人一種非常柔和的感覺,令人愛不釋手。另外,這兩個瓶子是通過內(nèi)嵌的不銹鋼和磁鐵連成一體的。"Tohot"鹽和胡椒搖罐該設(shè)計采用的材料是半透明的聚丙烯,96設(shè)計師設(shè)計這款垃圾桶是想使其成為一個清潔、小巧、有親和力的產(chǎn)品。它分為三個部分:最大的是廢料桶,小的是生態(tài)桶,可以放在大桶的里面,以及外沿。使用了不透明的ABS塑料,內(nèi)壁經(jīng)過了拋光處理,光滑的表面更加易于清理。設(shè)計師設(shè)計這款垃圾桶是想使其成為一個清潔、小巧、有親和力的產(chǎn)97這款國產(chǎn)的1000萬像素的數(shù)碼相機(jī),給人的第一感覺比較厚重,不同于其他國外生產(chǎn)的1000萬像素的卡片機(jī)。機(jī)身采用工程塑料,經(jīng)過磨砂處理以減少塑料的感覺。整個機(jī)身除了鏡頭周圍的一圈是金屬材質(zhì)外,其余都是電鍍了金屬層的塑料部件。從它的材質(zhì)來看,與它1000萬像素的配置有些不符。這款國產(chǎn)的1000萬像素的數(shù)碼相機(jī),給人的第一感覺比較厚重,98鏡球燈鏡球燈看起來像是金屬做的,實際上它的材質(zhì)是塑料,只是它們被進(jìn)行了金屬工藝的處理,形成了鏡子般的效果。這樣的表面是燈的外觀具有了反射的效果,具有強(qiáng)烈的太空感。該系列燈具分為吊燈、落地?zé)簟⒆烂鏌艉偷孛鏌艉脦追N。鏡球燈鏡球燈看起來像是金屬做的,實際上它的材質(zhì)是塑料,只是它99這款耳機(jī)的材質(zhì)為高柔性聚乙烯氨化樹脂,耳機(jī)表面的裝飾線條采用了點電鍍工藝體現(xiàn)出金屬的感覺,與鮮艷的色彩形成一種對比。這款耳機(jī)的材質(zhì)為高柔性聚乙烯氨化樹脂,耳機(jī)表面的裝飾線條采用100這款安全燈采用的是電鍍發(fā)光薄膜,一種不到2毫米厚的塑料薄膜。產(chǎn)品的外觀設(shè)計是受卷成一卷的衛(wèi)生紙筒的啟發(fā),它由9伏特的電池供電,然后通過一個驅(qū)動器接轉(zhuǎn)變?yōu)?10伏可以使薄膜發(fā)光的交流電。這款安全燈采用的是電鍍發(fā)光薄膜,一種不到2毫米厚的塑料薄膜。101電鍍水龍頭乍一看這個水龍頭,你會以為它是金屬的,但實際上它是由塑料做成的,只不過經(jīng)過了電鍍工藝的處理,使得表面看起來更為接近金屬的效果。這樣做不僅節(jié)約了成本,而且提高了塑料水龍頭的產(chǎn)品附加值。電鍍水龍頭乍一看這個水龍頭,你會以為它是金屬的,但實際上它是102這個圓滑的頭盔的產(chǎn)生要歸功于廣泛的新材料的應(yīng)用和物理技術(shù)。流線型的設(shè)計減少了風(fēng)的阻力,因此有助于提高速度。外殼的支撐是用GE-CET聚苯乙烯制成的。聚碳酸酯外殼的圖案采用絲網(wǎng)印刷而成。效果精致,色澤飽滿。這個圓滑的頭盔的產(chǎn)生要歸功于廣泛的新材料的應(yīng)用和物理技術(shù)。流103單從設(shè)計造型來說,這款燈并不簡潔。帶子和副翼控制燈光從這個極不尋常的織物做的燈籠中發(fā)射出來的。也可以透過兩個彩色或白色的耐熱有機(jī)玻璃盤投射出來。燈罩的上半部分和下擺是用涂銀的尼龍(也有彩色的、白色的)制作而成。單從設(shè)計造型來說,這款燈并不簡潔。帶子和副翼控制燈光從這個極104軟件盤是用柔軟的、易彎曲的聚氨酯泡沫制成。聚氨酯被公認(rèn)為有高度的隔熱性和隔熱性。既可以堅硬的形式,也可以柔軟的形式進(jìn)行生產(chǎn)。應(yīng)用領(lǐng)域十分寬廣。鍵盤由鐳射蝕刻而成,省去了不同的語言版本的模具修改成本。軟件盤是用柔軟的、易彎曲的聚氨酯泡沫制成。聚氨酯被公認(rèn)為有高105床用彈簧從圖中,我們似乎可以看出這是一個經(jīng)過了噴漆的金屬彈簧。但這個彈簧不是由金屬制造的

,而是由熱塑人造橡膠--Hytrel制成?!癏ytrel”是杜邦公司旗下在工程塑料型人造橡膠產(chǎn)品上的一個商標(biāo)。這種材料有著橡膠的彈性、塑料的強(qiáng)度及可熱塑性。抗拉斯性、抗彎曲斷裂性、抗蔓延性極高。經(jīng)常被用在需要結(jié)構(gòu)力度和耐久性的彈性部件中。床用彈簧從圖中,我們似乎可以看出這是一個經(jīng)過了噴漆的金屬彈簧106高爾夫球許多體育用品的設(shè)計和生產(chǎn)都將材料學(xué)科運用到了極限,比如網(wǎng)球拍中的合成物、保齡球中的氨基物等。高爾夫球最初是將羽毛包裹在皮質(zhì)中制成的?,F(xiàn)代的高爾夫球的表皮是用抗高壓抗切割的聚乙烯制作的。在制作的最后,對球體的接合處進(jìn)行切割和打磨,并涂上油漆。這樣就做好了一個高爾夫球。高爾夫球許多體育用品的設(shè)計和生產(chǎn)都將材料學(xué)科運用到了極限,比107塑料錢幣眾所周知世界上的紙幣屬于美國的質(zhì)量最好,最能經(jīng)久耐用。而這張錢幣不是用紙幣制作的,而是用一種叫Melinex的塑料制作而成。絲網(wǎng)印刷工藝并不是這張錢幣的亮點。這種塑料材料才是最吸引人的地方。這種薄膜可以用于印刷,而且就算是緊緊卷起,它也可以十分平整的恢復(fù)到平片狀態(tài),另外,它也有良好的抗高溫和抗腐蝕性。塑料錢幣眾所周知世界上的紙幣屬于美國的質(zhì)量最好,最能經(jīng)久耐用108這款燈具通過各種手工的生產(chǎn)方法,如:注塑成型、焊接、激光切割等,用樹脂模具制成。產(chǎn)生的結(jié)果是迷人的、細(xì)長、高挑的燈具。有各種明亮的色彩??刹鹦兜闹醒腚娎|柱心,使維護(hù)工作變得容易。生產(chǎn)中要在燈體上涂飾兩層保護(hù)性的烘干漆,對樹脂燈體作特殊的無毒處理。這款燈具通過各種手工的生產(chǎn)方法,如:注塑成型、焊接、激光切割109藍(lán)牙耳機(jī)材料:醫(yī)用ABS工藝:在鋅質(zhì)耳機(jī)體上注塑ABS質(zhì)感:削弱了堅硬的金屬感,使看起來更加舒適性能:由于ABS擁有很好的沖擊性能、硬度及耐磨性。使其成為工業(yè)小產(chǎn)品的最好外殼選擇。再加上此款耳機(jī)的特殊工藝手法需要擁有很好的電鍍性且流動性好,因此ABS不失為上上選。藍(lán)牙耳機(jī)材料:醫(yī)用ABS110材料:聚氯乙烯工藝:傳統(tǒng)的玻璃吹塑工藝性能:由于制作者想嘗試用新的方式制作出玻璃陶瓷之感的燈具。于是分析出:組成玻璃的主要元素是沙子,是微粒材料,而聚氯乙烯則是其他更易操控的微粒材料之一??諝鉄舨牧希壕勐纫蚁┛諝鉄?11x3椅材料:透明聚碳酸酯(PC)工藝:申報了專利的雙注塑性能:PC材料透明且透光率高,這點完全符合了設(shè)計師的產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計。而PC材料優(yōu)良的力學(xué)性能——沖擊韌性極高,外加使得其作耐熱耐寒耐腐蝕性,使其成為薄片塑料椅取材的最好選擇。x3椅材料:透明聚碳酸酯(PC)112三浦椅材料:增強(qiáng)聚丙烯工藝:實心注塑工藝成本:相比于空氣注塑節(jié)約了大量成本(椅子腿變空心為實心)性能:聚丙烯在樹脂中的價格是最低的,且光澤度和著色性能都很好。另外,機(jī)械強(qiáng)度、剛度、硬度在通用塑料中較高。耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)異,最重要的是,它的加工性能很好,可采用多種工藝手法加工成型。三浦椅材料:增強(qiáng)聚丙烯113車內(nèi)飾(黑色按鈕部分)材料:酚醛樹脂(PF)工藝:模壓成型性能:制品顏色通常比較暗,明度低,呈現(xiàn)黑色棕色。PF屬于熱固性樹脂,他在長期經(jīng)受高溫后的強(qiáng)度保持率高,這對于車體內(nèi)飾是尤為重要的。兼有耐磨,耐腐蝕等特點,并且其絕緣性良好。車內(nèi)飾(黑色按鈕部分)材料:酚醛樹脂(PF)114100級無塵/高溫手套材料:軟質(zhì)聚氯乙烯(PVC)加工工藝:壓延成型性能:有高品質(zhì)聚氯乙烯制成,由于聚氯乙烯堅硬柔軟,具有彈性體質(zhì),因此會使手套具有極高的觸覺靈敏度,長時間穿戴的舒適感和靈巧性。PVC還有良好的耐酸堿腐蝕性,因此很適宜用作手套材料。100級無塵/高溫手套材料:軟質(zhì)聚氯乙烯(PVC)115"4300"桌這個桌子由9個部分的塑料組成。采用了先進(jìn)的制作工藝:桌面采用熱壓成型的增強(qiáng)塑料,表面涂以防劃痕涂料,桌腿采用增強(qiáng)的聚丙烯塑料。錐形的插頭部件采用ABS。產(chǎn)品各個部分的裝配為過盈配合連接,用戶只要用力就可以實現(xiàn)桌子的組裝和拆卸。不需要任何螺釘。"4300"桌這個桌子由9個部分的塑料組成。采用了先進(jìn)的制作116微星x340材質(zhì):ABS工程塑料(PC+ABS)表面工藝:鋼琴烤漆處理外殼加工工藝:ABS吸塑性能:較好的抗沖擊性和尺寸穩(wěn)定性保證了對機(jī)身的保護(hù),而極好的染色性和加工性則使后期的成型加工和染色非常容易。微星x340材質(zhì):ABS工程塑料(PC+ABS)117設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件118第七章塑料及其加工工藝第七章119設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件120設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件121塑料的起源和定義

最早的塑料是由天然的有機(jī)材料經(jīng)過化學(xué)改性獲得的,而第一個用化學(xué)方法合成并在1909年投入工業(yè)化生產(chǎn)的塑料是酚醛塑料,直至今日,它仍然是人們?nèi)粘I詈蜕a(chǎn)當(dāng)中十分重要的熱固性塑料之一。

塑料被廣泛認(rèn)為是一種由氫、碳、氮、氧、氟、硅、硫和氯原子組成的聚合物,是以合成樹脂為主要成分,適當(dāng)加入填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑,在一定溫度和壓力下加工塑制成型或交聯(lián)固化成型的一類高分子材料。

塑料早已作為一類十分重要的材料進(jìn)入各個產(chǎn)業(yè)部門,比如機(jī)械、化工、紡織、建材、醫(yī)藥衛(wèi)生、文體用品、交通運輸、農(nóng)業(yè)水利等,甚至于像原子能、國防軍工、航空航天這樣的高科技領(lǐng)域,塑料也同樣發(fā)揮著越來越重要的作用。塑料的起源和定義最早的塑料是由天然的有機(jī)材料經(jīng)過化學(xué)改122設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件1237.1高分子聚合物的基本知識1.高分子聚合物的特點(1)具有可分割性分子很大,當(dāng)用外力把分子拉斷或切開變成兩個分子后.高分子聚合物的性質(zhì)一般沒有明顯的改變。高分子結(jié)構(gòu)的這種特征稱為可分割性。(2)具有彈性所謂彈性是指材料形變的可恢復(fù)性。高分子聚合物在外力作用下發(fā)生形變,當(dāng)外力解除,這種形變就可以恢復(fù)到原狀。彈性是高分子聚合物重要的特征之一。7.1高分子聚合物的基本知識1.高分子聚合物的特點124(3)具有可塑性高分子聚合物受熱達(dá)到一定溫度后,先是經(jīng)過一個較長的軟化過程,而后才能變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)。這是由于高分子聚合物是由很長的大分子鏈所構(gòu)成,當(dāng)鏈的某部分受熱時,須經(jīng)過一定的時間和溫度間隔,整個大分子鏈才會變軟。

(4)具有絕緣性高分子聚合物對電、熱、聲具有良好的絕緣性能。從結(jié)構(gòu)上看這是因為高分子化合物大都是有機(jī)化合物,分子中的化學(xué)鍵都是共價鍵,不能電離,因此不能傳遞電子,又因為大分子鏈呈蜷曲狀態(tài),互相糾纏在一起,在受熱、受聲作用之后,分子不易振動起來,因而它對熱聲也具有絕緣性。(3)具有可塑性1252.高分子聚合物的組成和結(jié)構(gòu)(1)高分子聚合物的組成高分子聚合物雖然分子量很大,但化學(xué)組成比較簡單,都是由簡單的結(jié)構(gòu)單元以重復(fù)的方式連接而成,例如,聚乙烯是由乙烯單體聚合而成,可以寫作-(CH2-CH2)-n它是由許多結(jié)構(gòu)單元叫-(CH2-CH2)-重復(fù)連接的,這種重復(fù)結(jié)構(gòu)單元稱為“鏈節(jié)”。重復(fù)的次數(shù)稱為“聚合度”。聚合度和高分子的分子量有如下關(guān)系M=n×mM——高分子的分子量n——高分子的聚合度m——鏈節(jié)的分子量

2.高分子聚合物的組成和結(jié)構(gòu)126(2)高分子聚合物的結(jié)構(gòu)高分子聚合物的結(jié)構(gòu)包括分子鏈結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。分子鏈結(jié)構(gòu)通常分為線型結(jié)構(gòu)、枝鏈型結(jié)構(gòu)和網(wǎng)型結(jié)構(gòu)。線型結(jié)構(gòu)的高分子在拉長或低溫下易呈直線形狀,而在較高溫度下或稀溶液中,則易成蜷曲形狀,如圖7-2(a)和圖7-2(b)。枝鏈型結(jié)構(gòu)的高分子好象一根“節(jié)上生枝”的樹干樣,如圖72(c)。它的性質(zhì)和線型結(jié)構(gòu)基本相同網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的高分子是在長鏈大分子之間有若干支鏈把它們交聯(lián)起來,構(gòu)成一種網(wǎng)似的形狀,如圖7-2(d)。聚合態(tài)結(jié)構(gòu)根據(jù)分子的排列狀態(tài)分為晶態(tài)聚合物和非晶態(tài)聚合物。(2)高分子聚合物的結(jié)構(gòu)127設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件128高分子聚合物的分類高分子聚合物的分類1297.2塑料的基本特性塑料的組成塑料是以合成樹脂為主要成分,適當(dāng)加入填料、增塑劑穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑,在一定溫度和壓力下塑制成型的一類高分子材料。塑料各組分在塑料中所起的作用:(1)合成樹脂人工合成的高分子化合物,是塑料的基本原料,起著膠粘作用,能將其他組分膠結(jié)成個整體,并決定塑料的基本性能。7.2塑料的基本特性塑料的組成130(2)添加劑添加劑的加入,可改善塑料的某些性能,以獲得滿足使用要求的塑料制品。填料——提高塑料的機(jī)械性能、耐熱性能和電性能。同時降低成本,通常填料的加入量為40%~70%。主要是一些在塑料配方中相對呈惰性的粉狀材料或纖維材料。增塑劑——改進(jìn)塑料的可塑性、柔軟性,降低其剛性和脆性,并使塑料易于加工成型。穩(wěn)定劑——防止塑料在加工和使用過程中,因受熱、氧氣和光線作用而變質(zhì)、分解,以延長塑料的使用壽命。潤滑劑—提高塑料在加工成形中的流動性和脫模性。潤滑劑還可以使塑料制品的表面光亮美觀。著色劑—使塑料具有一定的色彩,以滿足使用要求。固化劑——與樹脂起化學(xué)作用,形成不溶不熔的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。為得到熱固性塑料,則須加入固化劑。(2)添加劑1312.塑料的分類按熱性能分類:①熱塑性塑料:在特定溫度范圍內(nèi)受熱軟化(或熔化),冷卻后硬化,并且能多次反復(fù),其性能也不發(fā)生顯著變化的塑料。熱塑性塑料在加熱軟化時,具有可塑性,可以采用多種方法加工成型,成型后的機(jī)械性能較好,但耐熱性和剛性較差。常見的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙稀、聚氯乙烯、ABS、聚酰胺、聚碳酸酯等。②熱固性塑料:在一定溫度壓力下或在固化劑、紫外光等條件作用下固化生成不溶不熔性能的塑料。熱固性塑料在固化后不再具有可塑性,剛度大,硬度高,尺寸穩(wěn)定,具有較高的耐熱性。溫度過高時,則會被分解破壞。常見的熱固性塑料有酚醛塑料、環(huán)氧塑料、氨基樹脂、有機(jī)硅塑料等。2.塑料的分類按熱性能分類:132按應(yīng)用分類:①通用塑料:通用塑料一般是指使用廣泛,產(chǎn)量大,用途多。價格低廉的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛樹脂及氫基樹脂等。②工程塑料:工程塑料通常是指性能優(yōu)良,能承受一定外力作用和具有較高的機(jī)械強(qiáng)度,適用作工程材料或結(jié)構(gòu)材料的塑料,如聚酰胺、聚碳酸脂、ABS、聚甲醛、聚礬、聚苯醚等。

③特種塑料:特種塑料又稱功能塑料,是指具有特殊功能、能滿足特殊使用要求的塑料、如醫(yī)用塑料、導(dǎo)電塑料等。

按應(yīng)用分類:133設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件1343.塑料的一般特性(1)塑料質(zhì)輕,比強(qiáng)度高(比強(qiáng)度是指強(qiáng)度與密度的比值)一般塑料密度在0.9—2.3g/cm3之間,聚乙烯、聚丙烯的密度最小,約為0.9g/cm3,最重的聚四氟乙烯密度不超過2.3g/cm3,但比強(qiáng)度高,超過了金屬材料。3.塑料的一般特性(1)塑料質(zhì)輕,比強(qiáng)度高(比強(qiáng)度是指強(qiáng)度與135設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件136(2)多數(shù)塑料制品有透明性.并富有光澤,能著鮮艷色彩大多數(shù)塑料可制成透明或半透明制品,可以任意著色,且著色堅固,不易變色。(2)多數(shù)塑料制品有透明性.并富有光澤,能著鮮艷色彩大多數(shù)塑137(3)優(yōu)異的電絕緣性大多數(shù)塑料在低頻低壓下具有良好的電絕緣性,有的即使在高頻高壓下也可以作為電器絕緣材料或電容介質(zhì)材料。(4)耐磨、自潤滑性能好大多數(shù)塑料具有優(yōu)良的減磨、耐磨、自潤滑特性,可以在無潤滑條件下有效的工作。(5)塑料有耐化學(xué)藥品性多數(shù)塑料對一般濃度的酸堿鹽等化學(xué)藥品具有良好的耐腐蝕性,其中最突出的是聚四氟乙烯,連“王水”也不能腐蝕,是一種優(yōu)良的防腐材料。(6)塑料成型加工方便,能大批量生產(chǎn)塑料通過加熱、加壓可塑制成各種形狀的制品,易進(jìn)行切削、焊接、表面處理等二次加工,精加工成本低,用塑料制品代替金屬制品,可以節(jié)約大量金屬材料。(3)優(yōu)異的電絕緣性138塑料與金屬及其他工業(yè)材料相比較有以下缺點①塑料不耐高溫,低溫容易發(fā)脆。多數(shù)塑料雖不易燃燒,但在300℃左右發(fā)生變形,燃燒時放出有毒氣體。由于耐熱性較差,使塑料的用途受到限制。②塑料制品易變形。溫度變化時尺寸穩(wěn)定性較差,成型收縮較大,即使在常溫負(fù)荷下也容易變形。③塑料有“老化”現(xiàn)象。塑料在長時間使用或貯藏過程中,質(zhì)量會逐漸下降。這是由于受周圍環(huán)境如氧氣、光、熱、輻射、濕氣、雨雪、工業(yè)腐蝕氣體、溶劑和微生物等的作用后,塑料的色澤改變、化學(xué)構(gòu)造受到破壞,機(jī)械性能下降,變得硬脆或軟粘而無法使用,這稱為塑料的“老化”,它是塑料制品性能中的一個嚴(yán)重缺陷。塑料與金屬及其他工業(yè)材料相比較有以下缺點①塑料不耐高溫,低溫1397.3塑料的工藝特性根據(jù)加工時聚合物所處狀態(tài)的不同,塑料成型加工的方法大體可分為三種:①處于玻璃態(tài)的塑料,可以采用車、銑、鉆、刨等機(jī)械加工方法和電鍍、噴涂等表面處理方法。②當(dāng)塑料處于高彈態(tài)時,可以采用熱壓、彎曲、真空成型等加工方法。③把塑料加熱到粘流態(tài),可以進(jìn)行注射成型、擠出成型、吹塑成型等加工。塑料成型方法的選擇取決于塑料的類型(熱塑性或熱固性)、特性、起始狀態(tài)及制成品的結(jié)構(gòu)、尺寸和形狀等。7.3塑料的工藝特性根據(jù)加工時聚合物所處狀態(tài)的不同,塑料成1407.3.1塑料的成型工藝

1.注射成型注射成型又稱注塑成型,是熱塑性塑料的主要成型方法之一。其原理是利用注射機(jī)中螺桿或柱塞的運動,將料筒內(nèi)已加熱塑化的粘流態(tài)塑料用較高的壓力和速度注入到預(yù)先合模的模腔內(nèi),冷卻硬化后成為所需的制品。整個成型是一個循環(huán)的過程,每一成型周期包括:定量加料——熔融塑化——施壓注射——充模冷卻——啟模取件等步驟。7.3.1塑料的成型工藝1.注射成型141設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件142用注射成型法生產(chǎn)的制品,約占熱塑性塑料制品的20%一30%。注射機(jī)是注射成型的主要設(shè)備.按外形特征可分為臥式、立式和角式注射機(jī)(圖7—8圖7—9、圖7一10)。用注射成型法生產(chǎn)的制品,約占熱塑性塑料制品的20%一30%。143注射成型方法有以下優(yōu)點:能一次成型出外形復(fù)雜、尺寸精確的制品;可以極方便的利用一套模具,成批生產(chǎn)尺寸、形狀、性能完全相同的產(chǎn)品;生產(chǎn)性能好,成型周期短,一般制件只需30一60秒可成型,而且可實現(xiàn)自動化或半自動化作業(yè),具有較高的生產(chǎn)效率和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。注射成型方法有以下優(yōu)點:144設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件145設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件1462.擠出成型擠出成型又稱擠塑成型,主要適合熱塑性塑料成型,也適合一部分流動性較好的熱固性塑料和增強(qiáng)塑料的成型。其原理是利用機(jī)筒內(nèi)螺桿的旋轉(zhuǎn)運動,使熔融塑料在壓力作用下連續(xù)通過擠出模的型孔或口模,待冷卻定型硬化后而得各種斷面形狀的制品。擠出成型是塑料加工工業(yè)中應(yīng)用最早、用途最廣、適用性最強(qiáng)的成型方法。2.擠出成型147設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件148擠出成型具有突出的優(yōu)點:設(shè)備成本低,占地面積小,生產(chǎn)環(huán)境清潔,勞動條件好;生產(chǎn)效率高;操作簡單,工藝過程容易控制,便于實現(xiàn)連續(xù)自動化生產(chǎn);產(chǎn)品質(zhì)量均勻、致密;可以一機(jī)多用,進(jìn)行綜合性生產(chǎn)。擠出成型加工的塑料制品,主要是連續(xù)的型材制品,如薄膜、管、板、片、棒、單絲、扁帶、網(wǎng)、復(fù)合材料、中空容器、電線被覆及異型材料等。擠出成型具有突出的優(yōu)點:149設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件1503.壓制成型壓制成型主要用于熱固性塑料制品的生產(chǎn),有模壓法和層壓法兩種。優(yōu)點:制品尺寸范圍寬,可壓制較大的制品;設(shè)備簡單,工藝條件容易控制;制件無澆口痕跡,容易修整、表面平整、光潔;制品收縮率小、變形小、各項性能較均勻;缺點:不能成型結(jié)構(gòu)和外形過于復(fù)雜、加強(qiáng)筋密集、金屬嵌件多、壁厚相差較大的塑料制件;對模具材料要求高;成型周期長.生產(chǎn)效率低,較難實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。3.壓制成型151(1)模壓成型模壓成型又稱壓塑成型。其原理是將定量的塑料原料置于金屬模具內(nèi),閉合模具,加熱加壓,使塑性原料塑化流動并充滿模腔,同時發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化成型。模壓成型制品質(zhì)地致密,尺寸精確,外觀平整光潔,無澆口痕跡,但生產(chǎn)效率較低。是熱固性塑料和增強(qiáng)塑料成型的主要方法,部分熱塑性塑料的成型也可采用此法,如聚四氟乙烯塑料先模壓成型再燒結(jié)成制品。(1)模壓成型模壓成型制品質(zhì)地致密,尺寸精確,外觀平整光潔,152(2)層壓成型

將浸漬過樹脂的片狀材料疊合至所需厚度后放入層壓機(jī)中,在一定的溫度和壓力下使之粘合固化成層狀制品。層壓成型制品質(zhì)地密實,表面平整光潔、生產(chǎn)效率高。多用于生產(chǎn)增強(qiáng)塑料板材、管材、棒材和膠合板等層壓材料。(2)層壓成型層壓成型制品質(zhì)地密實,表面平整光潔、生產(chǎn)效率高153設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件1544.吹塑成型用擠出、注射等方法制出管狀型坯,然后將壓縮空氣通入處于熱塑狀態(tài)的型坯內(nèi)腔中、使其膨脹成為所需形狀的塑料制品。分為薄膜吹塑和中空吹塑成型。用于制造塑料薄膜、中空塑料制品(如瓶子、包裝桶、油箱、玩具等)。4.吹塑成型155(1)薄膜吹塑薄膜吹塑成型是將熔融塑料從擠出機(jī)機(jī)頭口模的環(huán)形間隙中呈圓筒形薄管擠出,同時從機(jī)頭中心孔向著管內(nèi)腔吹入壓縮空氣,將薄管吹脹成直徑更大的管狀薄膜(俗稱泡管)冷卻后卷取。薄膜吹塑成型主要用于生產(chǎn)塑料薄膜。(1)薄膜吹塑156(2)中空吹塑①擠出吹塑:用擠出機(jī)擠出管狀型坯,趁熱將其夾在模具模腔內(nèi)并封底,向管坯內(nèi)腔通入壓縮空氣吹脹成型。(2)中空吹塑157②注射吹塑分為冷型坯吹塑和熱型坯吹塑。前者是將注射制成的試管狀有底型坯冷卻后移入吹塑模內(nèi),將型坯再加熱并通入壓縮空氣吹脹成型;后者則是將注射制成的試管狀有底型坯立即趁熱移入吹塑模內(nèi)進(jìn)行吹塑成型。注射吹塑的特點是制件外觀好,重量穩(wěn)定,尺寸精確、無邊角料。②注射吹塑158設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件159③拉伸吹塑將擠出或注射制成的型坯加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?,進(jìn)行縱向拉伸,同時或稍后用壓縮空氣吹脹進(jìn)行橫向拉伸。拉伸后制品的透明度、強(qiáng)度、抗?jié)B透性明顯提高。根據(jù)制坯方式,分為注射拉伸吹塑工藝和擠出拉伸吹塑工藝。前者主要用于生產(chǎn)盛飲料用PET瓶,后者多用于生產(chǎn)聚丙稀、聚氯乙烯中空制品。③拉伸吹塑160設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件1615.壓延成型利用一對或數(shù)對相對旋轉(zhuǎn)的加熱輥筒,將熱塑性塑料塑化并延展成一定厚度和寬度的薄型材料,如圖7—20所示。壓延成型產(chǎn)品質(zhì)量好,生產(chǎn)能力大,多用于生產(chǎn)塑料薄膜、薄板、片材及人造革、壁紙、地板革等。5.壓延成型162設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件1636.滾塑成型把粉狀或糊狀塑料置于模具中,加熱并沿兩垂直軸旋轉(zhuǎn)模具,使模內(nèi)物料熔融并均勻散布到模腔表面,經(jīng)冷卻脫模而得制品。滾塑成型所用模具及設(shè)備成本低,可同時生產(chǎn)多個制件,但生產(chǎn)效率較低。多用于生產(chǎn)各種形狀的中空塑料制件,如大型容器、汽車零部件、玩具等。

6.滾塑成型164設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件165設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件1667.鑄塑成型鑄塑成型又稱澆鑄成型。將加有固化劑和其他助劑的液態(tài)樹脂混合物料倒入成型模具中,在常溫或加熱條件下使其逐漸固化而成為有一定形狀的制品。鑄塑成型工藝簡單,成本低,可以生產(chǎn)大型制件,適用于流動性大而又有收縮性的塑料,如有機(jī)玻璃、尼龍、聚氫酯等熱塑性塑料和酚醛樹脂、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等熱固性塑料成型采用。7.鑄塑成型1678.手糊成型手糊成型是增強(qiáng)塑料成型方法之一,以手工作業(yè)為主。在涂有脫模劑的模具上均勻地刷一層樹脂,再將按要求剪裁成一定形狀的片狀增強(qiáng)材料(如纖維增強(qiáng)織物),鋪貼到模具上,然后再涂刷樹脂,再鋪貼增強(qiáng)材料,如此重復(fù)直至達(dá)到所需厚度和預(yù)定形狀,然后加熱固化,脫模即得制品。8.手糊成型1689.纏繞成型纏繞成型是纖維增強(qiáng)塑料的成型方法之一。將浸漬過樹脂的連續(xù)纖維按一定方式纏繞在芯模上制成坯件,經(jīng)固化而制成一定形狀的制品。纏繞成型制品強(qiáng)度高,質(zhì)量較穩(wěn)定,易于實現(xiàn)機(jī)械化生產(chǎn)。多用來制作圓筒形、球形、管形等大型旋轉(zhuǎn)體制品。9.纏繞成型16910.噴射成型噴射成型是增強(qiáng)塑料的成型方法之一。用噴槍將樹脂、助劑及切斷的短纖維同時噴射到一定形狀的模具上,達(dá)到一定厚度后固化成型。噴射成型生產(chǎn)效率高,制品形狀、尺寸不受限制。制品整體性好,但場地污染大。多用于制造大型制件。10.噴射成型17011.傳遞模塑成型傳遞成型又稱傳遞壓鑄成型,熱固性塑料的成型方法之一。將熱固性塑料原料在加料腔中加熱熔化。然后加壓注入成型模腔中使其固化成型。傳遞模塑成型與模壓成型相似,但又具有注射成型的特點,如制品尺寸精確,生產(chǎn)周期短,所用模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜(設(shè)有澆口和流道),適合生產(chǎn)形狀復(fù)雜和帶嵌件的制品。11.傳遞模塑成型1717.3.2塑料的二次加工塑料的二次加工又稱塑料的二次成型,是采用機(jī)械加工、熱成型、連接、表面處理等工藝將一次成型的塑料板材、管材、棒材、片材及模制件等制成所需的制品。7.3.2塑料的二次加工1721.塑料機(jī)械加工塑料機(jī)械加工包括鋸、切、車、銑、磨、刨、鉆、噴砂、拋光、螺紋加工等。塑料的機(jī)械加工與金屬材料的切削加工大致相同,仍可沿用金屬材料加工的一套切削工具和設(shè)備。但加工時應(yīng)注意到:塑料的導(dǎo)熱性很差,加工中散熱不良,一旦溫度過高易造成軟化發(fā)粘、以至分解燒焦制件的回彈性大,易變形,加工表面較粗糙,尺寸誤差大;加工有方向性的層狀塑料制件時易開裂、分層、起毛或崩落。

1.塑料機(jī)械加工1732.塑料熱成型將塑料板材(或管材、棒材)加熱軟化進(jìn)行成型的方法。根據(jù)所使用的模具,可分為無模成型、陽模成型、陰模成型和對模成型。主要成型方法有模壓熱成型和真空成型。熱成型方法適用范圍廣,多用于熱塑性塑料、熱塑性復(fù)合材料的成型。2.塑料熱成型174真空成型又稱真空抽吸成型,是將加熱的熱塑性塑料薄片或薄板置于帶有小孔的模具上,四周固定密封后抽取真空,片材被吸附在模具的模壁上而成型,脫模后即得制品。真空成型又稱真空抽吸成型,是將加熱的熱塑性塑料薄片或薄板置于1753.塑料連接塑料連接包括機(jī)械連接、焊接、溶劑粘接和膠接等;塑料與塑料、塑料與金屬或其他材料的連接,除一般使用的機(jī)械連接方法外,還有熱熔粘接、溶劑粘接和膠粘劑粘接(膠粘)等方法。3.塑料連接176(1)塑料焊接又稱熱熔粘接,是熱塑性塑料連接的基本方法。利用熱作用,使塑料連接處發(fā)生熔融,并在一定壓力下粘結(jié)在一起。常采用焊接方法有熱風(fēng)焊接、熱對擠焊接、高頻焊接、超聲波焊接、感應(yīng)焊接、磨擦焊接等。(2)塑料溶劑粘接利用有機(jī)溶劑(如丙酮、三氯甲烷、二氫甲烷、二甲苯等)將需粘接的塑料表面溶解或溶脹、通過加壓粘接在一起,形成牢固的接頭。

(3)塑料膠接

利用膠粘性強(qiáng)的膠粘劑,能方便地實現(xiàn)不同塑料或塑料和其他材料間的連接,這是一種很有發(fā)展前途的連接方法。(1)塑料焊接177塑料表面處理塑料表面處理包括鍍飾、涂飾、印刷、燙印、壓花、彩飾等。①涂飾:塑料零件涂飾的目的,主要是防止塑料制品老化,提高制品耐化學(xué)藥品與耐溶劑的能力,以及裝飾著色,獲得不同表面肌理等。塑料表面處理178②鍍飾:塑料零件表面鍍覆金屬,能改善塑料零件的表面性能,達(dá)到防護(hù)、裝飾和美化的目的。例如,使塑料零件具有導(dǎo)電性,提高制品的表面硬度和耐磨性,提高防老化、防潮、防溶劑侵蝕的性能,井使制品具有金屬光澤。③燙?。豪每逃袌D案或文字的熱模,在一定的壓力下,將燙印材料上的彩色錫箔轉(zhuǎn)移到塑料制品表面上,從而獲得精美的圖案和文字。②鍍飾:塑料零件表面鍍覆金屬,能改善塑料零件的表面性能,達(dá)到179設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件1807.4常用的塑料材料7.4.1通用塑料(1)聚乙烯塑料(PE)——熱塑性塑料聚乙烯塑料是最常用的熱塑性塑料,外觀呈乳白色,有似蠟的手感,無毒、無味,密度小,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、耐寒性和電絕緣性,易加工成型,但耐熱性、耐老化性較差。聚乙烯塑料制品種類繁多,可用吹塑、擠出、注射等成型方法生產(chǎn)薄膜、型材、各種中空制品和注射制品等,廣泛用于農(nóng)業(yè)、電子、機(jī)械、包裝、日用雜品等方面。

7.4常用的塑料材料7.4.1通用塑料181設(shè)計材料及加工工藝第七章--塑料及加工工藝課件182(2)聚丙烯塑料(PP)~熱塑性塑料聚丙烯塑料外觀呈乳白色半透明,無毒無味,質(zhì)輕(是非泡沫塑料中密度最小的)。塑膠分類標(biāo)志中,代碼是5

性質(zhì):極輕之塑料,密度僅為0.9g/cm3加工性質(zhì)毋須預(yù)熱干燥

優(yōu)點:易染色、耐濕性佳、耐化性佳、高鉸鏈特性、耐沖擊性

缺點:復(fù)雜之異形押出不易、易被紫外線分解、不易接合、易氧化

用途:(1)包裝領(lǐng)域:聚丙稀薄膜、紡織袋和注塑、吹塑制品是重要的包裝產(chǎn)品,廣泛用于食品、煙草、紡織品、醫(yī)療用品、運輸、日用品的包裝上。聚丙烯中空包裝制品的透明性、力學(xué)性能和空氣阻隔性良好。(2)聚丙烯塑料(PP)~熱塑性塑料183(2)汽車領(lǐng)域:在汽車中使用的塑料品種多樣,主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等,而聚丙烯的使用量占第一位,

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