塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)

1、“ “ “十一五十一五十一五” 國家級規(guī)劃教國家級規(guī)劃教國家級規(guī)劃教 材材材 1 1、本課件為了方便教師進(jìn)行塑料模具教學(xué)而不以盈利為目的。、本課件為了方便教師進(jìn)行塑料模具教學(xué)而不以盈利為目的。 2 2、課件上絕大部分動(dòng)畫由張家界航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院柏洪武老師、課件上絕大部分動(dòng)畫由張家界航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院柏洪武老師 制作，并授權(quán)本課件使用，動(dòng)畫所有權(quán)歸柏洪武老師，未經(jīng)其同制作，并授權(quán)本課件使用，動(dòng)畫所有權(quán)歸柏洪武老師，未經(jīng)其同 意不得用于盈利性項(xiàng)目意不得用于盈利性項(xiàng)目, ,具體事宜請?jiān)L問具體事宜請?jiān)L問。 3 3、本課件上大多數(shù)圖片來自網(wǎng)絡(luò)和其他圖書，如有侵權(quán)，請速、本課件上大多數(shù)圖片來自網(wǎng)絡(luò)和其他圖書

2、，如有侵權(quán)，請速 告知，核實(shí)后立刻刪除。告知，核實(shí)后立刻刪除。 4 4、本課件所有文字、圖片、圖形編輯以及視頻采集與編輯等課、本課件所有文字、圖片、圖形編輯以及視頻采集與編輯等課 件制作工作由湖南大學(xué)王群老師完成。件制作工作由湖南大學(xué)王群老師完成。 5 5、本課件須使用、本課件須使用PPT2003PPT2003及以上版本，并安裝及以上版本，并安裝flashplayer8.0flashplayer8.0及及 以上的版本及媒體播放機(jī)以上的版本及媒體播放機(jī)9.09.0及以上版本。及以上版本。 6 6、課件系最初版本，錯(cuò)誤及疏漏難以避免，敬請批評指正！、課件系最初版本，錯(cuò)誤及疏漏難以避免，敬請批評指正

3、！ 聯(lián)系人：王群；電子郵箱：聯(lián)系人：王群；電子郵箱： 課件使用說明課件使用說明 1.1 1.1 聚合物的結(jié)構(gòu)和性能聚合物的結(jié)構(gòu)和性能 1.2 1.2 聚合物的流變性質(zhì)聚合物的流變性質(zhì) 1.3 1.3 聚合物成型過程中的物理行為聚合物成型過程中的物理行為 1.4 1.4 聚合物成型過程中的化學(xué)行為聚合物成型過程中的化學(xué)行為 1.5 1.5 塑料組成、分類與用途塑料組成、分類與用途 1.6 1.6 塑料成型工藝性能塑料成型工藝性能 第1章 塑料成型基礎(chǔ)知識 塑料的概念塑料的概念 塑料是以塑料是以高分子聚合物高分子聚合物為主要成分，加入一定量為主要成分，加入一定量添添 加劑加劑而組成的一種混合物。而

4、組成的一種混合物。 1.1 聚合物的結(jié)構(gòu)和性能 將低分子化合物將低分子化合物單體單體轉(zhuǎn)變成高分子物質(zhì)的過程叫做轉(zhuǎn)變成高分子物質(zhì)的過程叫做 聚合反應(yīng)，單體經(jīng)過這種化學(xué)反應(yīng)之后，其原子便以共聚合反應(yīng)，單體經(jīng)過這種化學(xué)反應(yīng)之后，其原子便以共 價(jià)鍵的方式相結(jié)合，形成高分子結(jié)構(gòu)。價(jià)鍵的方式相結(jié)合，形成高分子結(jié)構(gòu)。 1.1.1 聚合物高分子的形成 1.1 聚合物的結(jié)構(gòu)和性能 1.聚合物的長鏈結(jié)構(gòu)聚合物的長鏈結(jié)構(gòu) 組成聚合物的高分子呈鏈狀結(jié)構(gòu)，其鏈狀結(jié)構(gòu)有以下組成聚合物的高分子呈鏈狀結(jié)構(gòu)，其鏈狀結(jié)構(gòu)有以下 三種類型：三種類型： 1.1.2 聚合物高分子的結(jié)構(gòu) 1.1 聚合物的結(jié)構(gòu)和性能 線型高分線型高分 子

5、子 支鏈型高支鏈型高 分子分子 體型高分體型高分 子子 2.聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 高分子聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是高分子聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是 指聚合物分子鏈之間的排列和堆砌結(jié)構(gòu)，分三類：指聚合物分子鏈之間的排列和堆砌結(jié)構(gòu)，分三類： 1.1.2 聚合物高分子的結(jié)構(gòu) 1.1 聚合物的結(jié)構(gòu)和性能 非晶態(tài)非晶態(tài) 晶態(tài)晶態(tài) 部分晶態(tài)部分晶態(tài) 1.1.3 聚合物高分子的物理狀態(tài)、力學(xué)及加工適應(yīng)性 1.非結(jié)晶高聚物的溫度、力學(xué)狀態(tài)及成型加工的關(guān)系非結(jié)晶高聚物的溫度、力學(xué)狀態(tài)及成型加工的關(guān)系 1.1 聚合物的結(jié)構(gòu)和性能 圖1-3 聚合物物理狀態(tài)與溫度的關(guān)系 線型非結(jié)線型非結(jié) 晶聚合物晶聚合物 線型結(jié)

6、晶線型結(jié)晶 聚合物聚合物 1.1.3 聚合物高分子的物理狀態(tài)、力學(xué)及加工適應(yīng)性 1.非結(jié)晶高聚物的溫度、力學(xué)狀態(tài)及成型加工的關(guān)系非結(jié)晶高聚物的溫度、力學(xué)狀態(tài)及成型加工的關(guān)系 1.1 聚合物的結(jié)構(gòu)和性能 1.1.3 聚合物高分子的物理狀態(tài)、力學(xué)及加工適應(yīng)性 2. 線性結(jié)晶聚合物的物理狀態(tài)、力學(xué)性能及加工狀態(tài)線性結(jié)晶聚合物的物理狀態(tài)、力學(xué)性能及加工狀態(tài) 1.1 聚合物的結(jié)構(gòu)和性能 圖1-3 聚合物物理狀態(tài)與溫度的關(guān)系 相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量 較低（較低（TmTf） 相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量 較高（較高（TmTf） 1.成型過程中的應(yīng)力和應(yīng)變成型過程中的應(yīng)力和應(yīng)變 2.聚合物變形流動(dòng)時(shí)的粘彈性質(zhì)聚

7、合物變形流動(dòng)時(shí)的粘彈性質(zhì) 3.塑料變形的滯后效應(yīng)與松弛塑料變形的滯后效應(yīng)與松弛 1.2.1 聚合物的粘彈性質(zhì) 1.2 聚合物的流變性質(zhì) 1. 牛頓型流體牛頓型流體 1.2.2 聚合物的流動(dòng)規(guī)律 1.2 聚合物的流變性質(zhì) 圖1-3 聚合物物理狀態(tài)與溫度的關(guān)系 )/(drdv 2. 非牛頓型流體非牛頓型流體 1.2.2 聚合物的流動(dòng)規(guī)律 1.2 聚合物的流變性質(zhì) n n dr dv KK 稠度系數(shù)稠度系數(shù) 非牛頓指數(shù)非牛頓指數(shù) 1 n a K a 非牛頓流體聚合物熔體的表觀黏度（或非牛頓黏度）非牛頓流體聚合物熔體的表觀黏度（或非牛頓黏度） 2. 非牛頓型流體非牛頓型流體 1.2.2 聚合物的流動(dòng)規(guī)

8、律 1.2 聚合物的流變性質(zhì) n n dr dv KK y n 0 , 1 0, 1 0 n 0, 1 0 n 0, 1 0 n 3. 影響高分子聚合物黏度的因素影響高分子聚合物黏度的因素 1.2.2 聚合物的流動(dòng)規(guī)律 1.2 聚合物的流變性質(zhì) 溫度溫度 增塑劑或溶劑增塑劑或溶劑 填充劑填充劑 相對分子量相對分子量 壓力壓力 1.聚合物熔體的彈性類型聚合物熔體的彈性類型 （1）剪切彈性）剪切彈性 成型物料所受的切應(yīng)力與其發(fā)生的剪切彈成型物料所受的切應(yīng)力與其發(fā)生的剪切彈 性變形的比稱為剪切彈性模量，簡稱性變形的比稱為剪切彈性模量，簡稱“切變模量切變模量”。 1.2.3高分子聚合物的彈性 1.2

9、聚合物的流變性質(zhì) （2）拉伸彈性）拉伸彈性 成型物料所受的拉應(yīng)力與其發(fā)生的拉伸彈成型物料所受的拉應(yīng)力與其發(fā)生的拉伸彈 性變形的比稱為拉伸彈性模量。性變形的比稱為拉伸彈性模量。 R G R E 2.聚合物熔體流動(dòng)過程中的彈性行為聚合物熔體流動(dòng)過程中的彈性行為 （1）端末效應(yīng)）端末效應(yīng) 在導(dǎo)管入口和出口端出現(xiàn)的與聚合物熔體彈性行為有緊在導(dǎo)管入口和出口端出現(xiàn)的與聚合物熔體彈性行為有緊 密聯(lián)系的現(xiàn)象稱為入口效應(yīng)和出口膨脹效應(yīng)合稱為端末效密聯(lián)系的現(xiàn)象稱為入口效應(yīng)和出口膨脹效應(yīng)合稱為端末效 應(yīng)。應(yīng)。 （2）不穩(wěn)定流動(dòng)和熔體破裂現(xiàn)象）不穩(wěn)定流動(dòng)和熔體破裂現(xiàn)象 1）分子結(jié)構(gòu)）分子結(jié)構(gòu) 2）溫度）溫度 3）流道

10、結(jié)構(gòu)）流道結(jié)構(gòu) 1.2.3高分子聚合物的彈性 1.2 聚合物的流變性質(zhì) 1.澆口和型腔對熔體充型流動(dòng)的影響澆口和型腔對熔體充型流動(dòng)的影響 1.2.4聚合物熔體的充型流動(dòng) 1.2 聚合物的流變性質(zhì) 澆口的橫截澆口的橫截 面高度和型面高度和型 腔的深度相腔的深度相 差很大差很大 （高速（高速 ） 澆口的橫截澆口的橫截 面高度和型面高度和型 腔的深度相腔的深度相 差不大差不大 （中速）（中速） 澆口的橫截澆口的橫截 面高度和型面高度和型 腔的深度接腔的深度接 近近 （低速）（低速） 2.擴(kuò)張流動(dòng)充型與熔接痕擴(kuò)張流動(dòng)充型與熔接痕 （1）充型運(yùn)動(dòng)過程的三個(gè)典型階段）充型運(yùn)動(dòng)過程的三個(gè)典型階段 1)前鋒料

11、流呈輻射狀流動(dòng)的起始階段前鋒料流呈輻射狀流動(dòng)的起始階段 2)前鋒料流呈圓弧狀的過渡階段前鋒料流呈圓弧狀的過渡階段 3)以黏流性熔膜為前鋒料頭的勻整運(yùn)動(dòng)主階段。以黏流性熔膜為前鋒料頭的勻整運(yùn)動(dòng)主階段。 （2）溶接痕）溶接痕 當(dāng)熔體在型腔中流動(dòng)的過程中遇到型芯和嵌件等障礙物當(dāng)熔體在型腔中流動(dòng)的過程中遇到型芯和嵌件等障礙物 時(shí)，則熔膜將被分成兩股，最終在兩股料流的匯合處產(chǎn)生時(shí)，則熔膜將被分成兩股，最終在兩股料流的匯合處產(chǎn)生 熔接痕。熔接痕。 1.2.4聚合物熔體的充型流動(dòng) 1.2 聚合物的流變性質(zhì) 僅僅靠加熱的方式來提高熔體的流動(dòng)性往往會(huì)造成局部僅僅靠加熱的方式來提高熔體的流動(dòng)性往往會(huì)造成局部 熔體

12、的過熱，從而導(dǎo)致聚合物的分解。一般將加熱升溫與熔體的過熱，從而導(dǎo)致聚合物的分解。一般將加熱升溫與 增加熔體的摩擦生熱結(jié)合起來才能獲得比較滿意的效果。增加熔體的摩擦生熱結(jié)合起來才能獲得比較滿意的效果。 過分加大冷卻速度也會(huì)由于塑件各部分由于冷卻速度相過分加大冷卻速度也會(huì)由于塑件各部分由于冷卻速度相 差太大而造成很大的內(nèi)應(yīng)力。差太大而造成很大的內(nèi)應(yīng)力。 結(jié)晶型聚合物在受熱轉(zhuǎn)變成熔體的過程中會(huì)因?yàn)橐战Y(jié)晶型聚合物在受熱轉(zhuǎn)變成熔體的過程中會(huì)因?yàn)橐?結(jié)晶潛熱，而比非結(jié)晶型聚合物要消耗更多的熱量。結(jié)晶潛熱，而比非結(jié)晶型聚合物要消耗更多的熱量。 1.3.1 聚合物的加熱與冷卻 1.3 聚合物成型過程中

13、的物理行為 1.聚合物的結(jié)晶現(xiàn)象聚合物的結(jié)晶現(xiàn)象 （1）結(jié)晶的概念）結(jié)晶的概念 （2）二次結(jié)晶和后結(jié)晶）二次結(jié)晶和后結(jié)晶 （3）結(jié)晶速度和結(jié)晶度）結(jié)晶速度和結(jié)晶度 1）結(jié)晶速度）結(jié)晶速度 2）結(jié)晶度）結(jié)晶度 2.結(jié)晶對塑件質(zhì)量的影響結(jié)晶對塑件質(zhì)量的影響 通常結(jié)晶度大的塑件密度大，強(qiáng)度、硬度高，剛度、通常結(jié)晶度大的塑件密度大，強(qiáng)度、硬度高，剛度、 耐磨性好，耐化學(xué)性和電性能好；結(jié)晶度小的塑料，柔軟耐磨性好，耐化學(xué)性和電性能好；結(jié)晶度小的塑料，柔軟 性、透明性較好，伸長率和沖擊韌度較大。性、透明性較好，伸長率和沖擊韌度較大。 1.3.2聚合物的結(jié)晶 1.3 聚合物成型過程中的物理行為 1.取向及其

14、機(jī)理取向及其機(jī)理 聚合物高分子及其鏈段或結(jié)晶聚合物的微晶粒子在應(yīng)聚合物高分子及其鏈段或結(jié)晶聚合物的微晶粒子在應(yīng) 力作用下形成的有序排列即稱為取向（或定向）。力作用下形成的有序排列即稱為取向（或定向）。 取向的分類：取向的分類： 在切應(yīng)力作用下沿著熔體流動(dòng)方向形成的流動(dòng)取向；在切應(yīng)力作用下沿著熔體流動(dòng)方向形成的流動(dòng)取向； 由拉應(yīng)力引起的取向方位與應(yīng)力方向一致的拉伸取向。由拉應(yīng)力引起的取向方位與應(yīng)力方向一致的拉伸取向。 1.3.3聚合物的取向 1.3 聚合物成型過程中的物理行為 2. 影響取向的因素影響取向的因素 注射成型中，凡是能改變?nèi)垠w流動(dòng)速度梯度和熔體停注射成型中，凡是能改變?nèi)垠w流動(dòng)速度梯度

15、和熔體停 止流動(dòng)后在玻璃化溫度以上的停留時(shí)間等因素都會(huì)影響聚止流動(dòng)后在玻璃化溫度以上的停留時(shí)間等因素都會(huì)影響聚 合物的取向程度和分布。合物的取向程度和分布。 (模溫、塑件壁厚、注射壓力、保壓時(shí)間、澆口模溫、塑件壁厚、注射壓力、保壓時(shí)間、澆口 ) 3.取向?qū)酆衔镄阅艿挠绊懭∠驅(qū)酆衔镄阅艿挠绊?聚合物會(huì)呈現(xiàn)出明顯的各向異性，沿著取向方向力學(xué)性聚合物會(huì)呈現(xiàn)出明顯的各向異性，沿著取向方向力學(xué)性 能顯著提高，與取向方向垂直的方向力學(xué)性能顯著下降。能顯著提高，與取向方向垂直的方向力學(xué)性能顯著下降。 1.3.3聚合物的取向 1.3 聚合物成型過程中的物理行為 殘余應(yīng)力是由塑料在型腔內(nèi)流動(dòng)和冷卻的過程中產(chǎn)

16、生的。殘余應(yīng)力是由塑料在型腔內(nèi)流動(dòng)和冷卻的過程中產(chǎn)生的。 殘余流動(dòng)應(yīng)力：在注射和保壓階段，塑料受到不均衡殘余流動(dòng)應(yīng)力：在注射和保壓階段，塑料受到不均衡 的剪切和正應(yīng)力作用，產(chǎn)生了隱藏在塑件內(nèi)部的殘余應(yīng)力。的剪切和正應(yīng)力作用，產(chǎn)生了隱藏在塑件內(nèi)部的殘余應(yīng)力。 溫度殘余應(yīng)力：由于注射型腔內(nèi)快速的不均勻冷卻固溫度殘余應(yīng)力：由于注射型腔內(nèi)快速的不均勻冷卻固 化而產(chǎn)生的熱應(yīng)力?；a(chǎn)生的熱應(yīng)力。 1.3.4 殘余應(yīng)力 1.3 聚合物成型過程中的物理行為 定義：聚合物分子在受到熱、應(yīng)力、微量水、酸、堿等定義：聚合物分子在受到熱、應(yīng)力、微量水、酸、堿等 雜質(zhì)以及空氣中的氧作用，導(dǎo)致聚合物鏈斷裂、分子變小、雜

17、質(zhì)以及空氣中的氧作用，導(dǎo)致聚合物鏈斷裂、分子變小、 相對分子質(zhì)量降低的現(xiàn)象相對分子質(zhì)量降低的現(xiàn)象 。 1.降解的種類降解的種類 （1）熱降解）熱降解 （2）氧化降解）氧化降解 （3）水降解）水降解 （4）應(yīng)力降解）應(yīng)力降解 1.4.1 聚合物降解 1.4 聚合物成型過程中的化學(xué)行為 2. 防止降解的方法防止降解的方法 （1）嚴(yán)格控制成型原料的技術(shù)指標(biāo)，避免因原材料不純）嚴(yán)格控制成型原料的技術(shù)指標(biāo)，避免因原材料不純 對降解發(fā)生催化作用；對降解發(fā)生催化作用； （2）成型前對物料進(jìn)行充分的預(yù)熱和干燥，嚴(yán)格控制其）成型前對物料進(jìn)行充分的預(yù)熱和干燥，嚴(yán)格控制其 含水量；含水量； （3）制定合理的成型工藝

18、參數(shù)；）制定合理的成型工藝參數(shù)； （4）成型設(shè)備和模具狀態(tài)應(yīng)該具有良好的結(jié)構(gòu)；）成型設(shè)備和模具狀態(tài)應(yīng)該具有良好的結(jié)構(gòu)； （5）對熱、氧穩(wěn)定較差的聚合）對熱、氧穩(wěn)定較差的聚合 物物 ，可以在配方中加入穩(wěn)，可以在配方中加入穩(wěn) 定劑和抗氧化劑。定劑和抗氧化劑。 1.4.1 聚合物降解 1.4 聚合物成型過程中的化學(xué)行為 (1)交聯(lián)交聯(lián) 聚合物由線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w形結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)過程。聚合物由線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w形結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)過程。 (2)交聯(lián)與硬化熟化的關(guān)系交聯(lián)與硬化熟化的關(guān)系 “硬化的好硬化的好”、“熟化的好熟化的好”，并不意味著交聯(lián)反應(yīng)，并不意味著交聯(lián)反應(yīng) 的完全，而實(shí)際只是指成型固化過程中的交聯(lián)反

19、應(yīng)發(fā)展到的完全，而實(shí)際只是指成型固化過程中的交聯(lián)反應(yīng)發(fā)展到 了一種最為適宜的程度，在這種程度下，塑件能獲得最佳了一種最為適宜的程度，在這種程度下，塑件能獲得最佳 的物理和力學(xué)性能。的物理和力學(xué)性能。 1.4.2 聚合物的交聯(lián) 1.4 聚合物成型過程中的化學(xué)行為 塑料的主要成分是合成樹脂，其中還有許多有特定用塑料的主要成分是合成樹脂，其中還有許多有特定用 途的添加劑。途的添加劑。 （1）合成樹脂：是人工合成的高分子化合物，又稱高聚）合成樹脂：是人工合成的高分子化合物，又稱高聚 物，它是塑料中最基本、最重要的組成成分，約占塑料質(zhì)物，它是塑料中最基本、最重要的組成成分，約占塑料質(zhì) 量的量的40100

20、，它決定了塑料的基本性質(zhì)，各種塑料都，它決定了塑料的基本性質(zhì)，各種塑料都 是由樹脂的名字來命名。是由樹脂的名字來命名。 1.5.1 塑料的組成 1.5 塑料組成、分類與用途 （2）填充劑：改善塑料性能（粉狀、片狀、纖維）。）填充劑：改善塑料性能（粉狀、片狀、纖維）。 增塑劑：提高可塑性、流動(dòng)性、柔韌性、降低脆性。增塑劑：提高可塑性、流動(dòng)性、柔韌性、降低脆性。 穩(wěn)定劑：熱穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑：熱穩(wěn)定劑 、光穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑 、抗氧化劑。、抗氧化劑。 潤滑劑：對塑料的表面起潤滑作用，防止塑料在成型潤滑劑：對塑料的表面起潤滑作用，防止塑料在成型 加工時(shí)黏模。加工時(shí)黏模。 著色劑著色劑 ：無機(jī)顏料：無機(jī)顏料

21、、無機(jī)顏料、染料。、無機(jī)顏料、染料。 其它：發(fā)泡劑、阻燃劑、固化劑、防靜電劑、導(dǎo)電劑其它：發(fā)泡劑、阻燃劑、固化劑、防靜電劑、導(dǎo)電劑 和導(dǎo)磁劑等和導(dǎo)磁劑等 。 1.5.1 塑料的組成 1.5 塑料組成、分類與用途 1.1.2 塑料的填充劑 添加劑、填充料及補(bǔ)強(qiáng)料添加劑、填充料及補(bǔ)強(qiáng)料常用村料常用村料對聚合物性質(zhì)的影響對聚合物性質(zhì)的影響 強(qiáng)化纖維強(qiáng)化纖維 碳素、碳、礦物質(zhì)纖維、碳素、碳、礦物質(zhì)纖維、 玻璃玻璃 增加拉伸強(qiáng)度增加拉伸強(qiáng)度 增加彎曲模數(shù)增加彎曲模數(shù)(flexural modulus) 提高熱變形溫度提高熱變形溫度 提升抗收縮與抗翹曲能力提升抗收縮與抗翹曲能力 導(dǎo)電性填充料導(dǎo)電性填充料鋁

22、粉、碳纖維、石墨鋁粉、碳纖維、石墨 提高電氣性質(zhì)提高電氣性質(zhì) 提高熱傳導(dǎo)性提高熱傳導(dǎo)性 耦合劑耦合劑 Silanes(烷烷)、 titanates(鈦酸鹽鈦酸鹽 ) 改善聚合物與纖維接口之鍵結(jié)力改善聚合物與纖維接口之鍵結(jié)力 抗燃劑抗燃劑氯、溴、硫、金屬鹽氯、溴、硫、金屬鹽 降低燃燒發(fā)生率及擴(kuò)散速度降低燃燒發(fā)生率及擴(kuò)散速度 混合填充料混合填充料碳酸鈣、硅、粘土碳酸鈣、硅、粘土降低材料成本降低材料成本 塑化劑塑化劑 單體液體、低分子量材單體液體、低分子量材 料料 改善熔膠的流動(dòng)性改善熔膠的流動(dòng)性 加強(qiáng)撓曲性加強(qiáng)撓曲性 著色劑（色料或染料）著色劑（色料或染料） 金屬氧化物、鉻酸鹽、金屬氧化物、鉻酸鹽

23、、 碳黑碳黑 提供耐久的顏色提供耐久的顏色 防止熱裂解或紫外線造成裂解防止熱裂解或紫外線造成裂解 發(fā)泡劑發(fā)泡劑 氣體、氮復(fù)合物、聯(lián)氨氣體、氮復(fù)合物、聯(lián)氨 衍生物衍生物 造成孔穴組織以降低材料密度造成孔穴組織以降低材料密度 1.5 塑料組成、分類與用途 1.5.2 1.5.2 塑料的分類塑料的分類 1.1.按塑料中樹脂分子結(jié)構(gòu)和受熱后呈現(xiàn)的基本行為分類：按塑料中樹脂分子結(jié)構(gòu)和受熱后呈現(xiàn)的基本行為分類： 塑料塑料 非結(jié)非結(jié)晶型晶型 熱熱塑性塑性塑料塑料 結(jié)結(jié)晶型晶型 熱固熱固性性塑料塑料 1.5 塑料組成、分類與用途 熱塑性塑料與熱固性塑料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的對比熱塑性塑料與熱固性塑料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的對比

24、 受熱受熱 行為行為 圖示圖示 1.5 塑料組成、分類與用途 非結(jié)晶性熱塑性塑料非結(jié)晶性熱塑性塑料結(jié)晶性熱塑性塑料結(jié)晶性熱塑性塑料 常用的材料常用的材料 ABSABS、壓克力（、壓克力（PMMAPMMA、PANPAN）、聚）、聚 碳酸脂碳酸脂(PC)(PC)、聚苯乙烯、聚苯乙烯(PS)(PS)、聚、聚 氯乙烯氯乙烯(PVC)(PVC) 聚縮醛樹脂聚縮醛樹脂(POM)(POM)、尼龍、尼龍(PA,)(PA,)、 聚乙烯聚乙烯(PE)(PE)、聚丙烯、聚丙烯(PP)(PP)、熱塑、熱塑 性聚脂性聚脂(PBT(PBT、PET)PET) 微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu) 分子在液相和固相都呈現(xiàn)雜亂的分子在液相和固相都

25、呈現(xiàn)雜亂的 配向性配向性 分子在液相呈現(xiàn)雜亂的配向性，分子在液相呈現(xiàn)雜亂的配向性， 在固相則形成緊密堆砌的晶體。在固相則形成緊密堆砌的晶體。 受熱反應(yīng)受熱反應(yīng) 具有軟化溫度范圍，但沒有明顯具有軟化溫度范圍，但沒有明顯 的熔點(diǎn)的熔點(diǎn) 具有明確的熔點(diǎn)具有明確的熔點(diǎn) 性質(zhì)性質(zhì) 透明透明 抗化學(xué)性差抗化學(xué)性差 成形時(shí)體積收縮率低成形時(shí)體積收縮率低 通常強(qiáng)度不高通常強(qiáng)度不高 一般具有高熔膠粘度一般具有高熔膠粘度 熱含量低熱含量低 半透明或不透明半透明或不透明 抗化學(xué)性佳抗化學(xué)性佳 成形時(shí)體積收縮率高成形時(shí)體積收縮率高 強(qiáng)度高強(qiáng)度高 熔膠粘度低熔膠粘度低 熱含量高熱含量高 1.5 塑料組成、分類與用途 2

26、.2.按塑料的性能及用途分類：按塑料的性能及用途分類： 通用塑料通用塑料：指產(chǎn)量大、用途廣且價(jià)廉的塑料。：指產(chǎn)量大、用途廣且價(jià)廉的塑料。 工程塑料工程塑料：在工程技術(shù)中常作為結(jié)構(gòu)材料來使用。：在工程技術(shù)中常作為結(jié)構(gòu)材料來使用。 特殊功能塑料特殊功能塑料：具有特殊性能的塑料（用于醫(yī)藥、光：具有特殊性能的塑料（用于醫(yī)藥、光 敏及液晶方面的氟塑料敏及液晶方面的氟塑料 ）。）。 1.5 塑料組成、分類與用途 五大泛用塑料及用途：五大泛用塑料及用途： 低密度聚乙烯低密度聚乙烯(LDPE)(LDPE)地膜、食品包裝袋、容器襯里、地膜、食品包裝袋、容器襯里、 涂層涂層, ,吹塑中空容器等小型制吹塑中空容器等

27、小型制 品品。 高密度聚乙烯高密度聚乙烯(HDPE)(HDPE)膠管、洗發(fā)水瓶、膠膜膠管、洗發(fā)水瓶、膠膜等。等。 聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)(PS)外殼、玩具、壁磚外殼、玩具、壁磚等。等。 聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)(PVC)瓶子、塑料管、薄膜、保鮮膜瓶子、塑料管、薄膜、保鮮膜等。等。 聚丙烯聚丙烯(PP)(PP)汽車保險(xiǎn)桿、儀表板、纖維汽車保險(xiǎn)桿、儀表板、纖維等。等。 1.5 塑料組成、分類與用途 工程塑料：工程塑料： 起源：起源： 自自1956 1956 年杜邦推出年杜邦推出Derlin Derlin 商名新塑料商名新塑料, ,宣稱可取宣稱可取 代金屬代金屬, ,工程塑料之名由此開始。工程塑

28、料之名由此開始。 特性：特性： 機(jī)械強(qiáng)度高而且有機(jī)械強(qiáng)度高而且有 適當(dāng)平衡適當(dāng)平衡. .耐熱耐熱, ,耐久或耐久或 具特殊機(jī)能具特殊機(jī)能. .加工性良好，加工性良好， 價(jià)格合理且工程性良好。價(jià)格合理且工程性良好。 1.5 塑料組成、分類與用途 特殊功能塑料：特殊功能塑料： 如用于醫(yī)藥、光敏及液晶方面的氟塑料、聚酰亞胺如用于醫(yī)藥、光敏及液晶方面的氟塑料、聚酰亞胺 塑料、有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)磁塑料、塑料、有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂、導(dǎo)電塑料、導(dǎo)磁塑料、 導(dǎo)熱塑料以及其他某些專門用途而改性得到的塑料。導(dǎo)熱塑料以及其他某些專門用途而改性得到的塑料。 1.5 塑料組成、分類與用途 1.5.3 塑

29、料的性能與用途 密度小密度小 ( (重量輕，塑料比重重量輕，塑料比重0.920.92，鋁，鋁2.72.7，鐵，鐵7.8)7.8)。 比強(qiáng)度和比剛度高。比強(qiáng)度和比剛度高。 化學(xué)穩(wěn)定性好?；瘜W(xué)穩(wěn)定性好。 電氣性能優(yōu)良。電氣性能優(yōu)良。 減摩、耐磨和自潤滑性好。減摩、耐磨和自潤滑性好。 成型和著色性能好。成型和著色性能好。 多種防護(hù)性能：除防腐外，塑料還具有防水、防潮、多種防護(hù)性能：除防腐外，塑料還具有防水、防潮、 防透氣、防振、防輻射等。防透氣、防振、防輻射等。 耐熱性差、受載荷易蠕變、老化現(xiàn)象。耐熱性差、受載荷易蠕變、老化現(xiàn)象。 1.5 塑料組成、分類與用途 1.6.1 1.6.1 收縮性收縮性

30、造成成型收縮的原因：造成成型收縮的原因： 熱脹冷縮熱脹冷縮 因彈性回復(fù)造成的收縮因彈性回復(fù)造成的收縮 結(jié)晶收縮結(jié)晶收縮 定向收縮定向收縮 影響收縮率變化的因素：影響收縮率變化的因素： 塑料品種塑料品種 塑件特征塑件特征 模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu) 成型工藝參數(shù)成型工藝參數(shù) 1.6 塑料成型工藝性能 1. 成型收縮的形式成型收縮的形式 (1)塑件的線性尺寸收縮；塑件的線性尺寸收縮； (2)收縮的方向性；收縮的方向性； (3)后收縮：塑件脫模后殘余應(yīng)力將導(dǎo)致塑件再次收縮后收縮：塑件脫模后殘余應(yīng)力將導(dǎo)致塑件再次收縮 (4)后處理收縮（退火處理）后處理收縮（退火處理） 1.6 塑料成型工藝性能 2.收縮率計(jì)算收

31、縮率計(jì)算 1.6 塑料成型工藝性能 %100 s sc s L LL S%100 s sm j L LL S 3.影響收縮率變化的因素影響收縮率變化的因素 (1)塑料品種塑料品種 (2）塑件特征）塑件特征 (3）模具結(jié)構(gòu)）模具結(jié)構(gòu) (4）成型工藝參數(shù)）成型工藝參數(shù) 1.6.2.1.6.2.流動(dòng)性流動(dòng)性 在成型過程中，塑料熔體在一定的溫度與壓力作用在成型過程中，塑料熔體在一定的溫度與壓力作用 下充填型腔的能力稱為塑料的流動(dòng)性下充填型腔的能力稱為塑料的流動(dòng)性。 1.6 塑料成型工藝性能 熱塑性塑料熔體流動(dòng)性測定方法熱塑性塑料熔體流動(dòng)性測定方法 1.6 塑料成型工藝性能 熱固性塑料熔體流動(dòng)性測定方法

32、熱固性塑料熔體流動(dòng)性測定方法 1.6 塑料成型工藝性能 螺旋線流動(dòng)試驗(yàn)法模具流道示意圖40fps.swf 熱固性塑料熔體流動(dòng)性測定方法熱固性塑料熔體流動(dòng)性測定方法 1.6 塑料成型工藝性能 塑料熔體的流動(dòng)性對注射充模的影響塑料熔體的流動(dòng)性對注射充模的影響 溢料：流動(dòng)性太好易導(dǎo)致溢料；溢料：流動(dòng)性太好易導(dǎo)致溢料； 缺料：流動(dòng)性不佳易導(dǎo)致缺料。缺料：流動(dòng)性不佳易導(dǎo)致缺料。 1.6 塑料成型工藝性能 1.6.3 1.6.3 塑料的其他工藝性能塑料的其他工藝性能 1結(jié)晶性結(jié)晶性 2熱敏性熱敏性 3水敏性水敏性 4吸濕性吸濕性 5水分和揮發(fā)物含量水分和揮發(fā)物含量 6應(yīng)力敏感性應(yīng)力敏感性 7相容性相容性

33、8比容與壓縮比比容與壓縮比 9硬化特性硬化特性 1.6 塑料成型工藝性能 2. 非牛頓型流體非牛頓型流體 1.2.2 聚合物的流動(dòng)規(guī)律 1.2 聚合物的流變性質(zhì) n n dr dv KK y n 0 , 1 0, 1 0 n 0, 1 0 n 0, 1 0 n 3. 影響高分子聚合物黏度的因素影響高分子聚合物黏度的因素 1.2.2 聚合物的流動(dòng)規(guī)律 1.2 聚合物的流變性質(zhì) 溫度溫度 增塑劑或溶劑增塑劑或溶劑 填充劑填充劑 相對分子量相對分子量 壓力壓力 1.聚合物熔體的彈性類型聚合物熔體的彈性類型 （1）剪切彈性）剪切彈性 成型物料所受的切應(yīng)力與其發(fā)生的剪切彈成型物料所受的切應(yīng)力與其發(fā)生的剪切彈 性變形的比稱為剪切彈性模量，簡稱性變形的比稱為剪切彈性模量，簡稱“切變模量切變模量”。 1.2.3高分子聚合物的彈性 1.2 聚