工程塑料培訓(xùn)課件

1、工程塑料工程塑料Contents工程塑料1聚碳酸酯2聚酰胺3什么是工程塑料？工程塑料英文名為：engineering-plastics，是指一類可以作為結(jié)構(gòu)材料，在較寬的溫度范圍內(nèi)承受機械應(yīng)力，在較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料。一般指能承受一定的外力作用，并有良好的機械性能和尺寸穩(wěn)定性，在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能，可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。如ABS、尼龍、聚碳酸酯、聚砜等。 生活中的工程材料工程塑料的發(fā)展v 1931年，杜邦公司的卡羅澤斯開發(fā)尼龍66，成為最先開工業(yè)化的工程塑料。v 1942年，德國人開發(fā)了尼龍6的工業(yè)技術(shù)，并作為纖維開發(fā)應(yīng)用。v 1961年， 中國開發(fā)P

2、A1010。v 1972年，杜邦公司開發(fā)芳香族尼龍工業(yè)化技術(shù)。尼龍目前是工程塑料中產(chǎn)量最大的品種尼龍目前是工程塑料中產(chǎn)量最大的品種工程塑料的發(fā)展v 1953年，拜耳公司首次獲得聚碳酸酯（PC）。v 1958年，拜耳公司以熔融酯交換法進行PC的中規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。v 1960年，美國通用公司半工業(yè)化投產(chǎn)v 我國在1958年著手研發(fā)，1965年工業(yè)化建廠80年代后，年代后，PC的應(yīng)用需求迅速示增長，的應(yīng)用需求迅速示增長，80年代的年代的增長速度接近增長速度接近13%，90年代保持在年代保持在89%工程塑料的狀況從20世紀50年代出現(xiàn)工程塑料以來，半個世紀的發(fā)展，在市場競爭中成長壯大，在2000年，全

3、世界工程塑料產(chǎn)量已超過500萬t，還以每年79%的速度遞增。雖然僅占全部塑料的23%，但其優(yōu)異的性能是其他材料不能比擬的。工程塑料的狀況工程塑料的分類v 按聚合物結(jié)構(gòu)單元和重復(fù)單元特征分類可分為聚酯，聚芳雜環(huán)化合物，聚酰氨，聚醚和含氟塑料五類v 按長期連續(xù)使用溫度來劃分通用工程塑料：聚酰胺，聚碳酸酯，聚甲醛，聚苯醚和熱塑性聚酯。特種工程塑料：聚酰亞胺，聚砜，聚苯硫醚，聚醚，聚苯酯，聚芳酯等等。工程塑料的主要特性工程塑料的主要特性：v 質(zhì)量輕、相對密度小工程塑料的相對密度一般在1.02.0之間，遠低于金屬，可替代一些傳統(tǒng)的金屬材料，減輕自重，用于航空飛行器、車輛等領(lǐng)域。工程塑料的主要特性v較高的

4、比強度：用玻璃纖維、碳纖維等纖維增強，可以大大提高抗張強度，拉伸強度與相對密度的比值一般在1500-1700，甚到高達4000（鋼1600，鋁1500）v突出的耐磨和自潤滑性能用工程塑料作摩擦零件，與耐磨金屬合金相對，磨耗量低于1：5。氟塑料更佳工程塑料的主要特性v優(yōu)良的機械性能在較寬的溫度范圍內(nèi)，許多工程塑料，尤其是增強的工程塑料有優(yōu)異的抗沖擊和耐疲勞性能。v優(yōu)良的電絕緣性幾乎所有工程塑料都有優(yōu)良的電絕緣性和耐電弧的特性，可以躋身優(yōu)良絕緣材料行列工程塑料的主要特性v化學(xué)穩(wěn)定性對酸、堿和一般有機溶劑都有很好的抗腐蝕性。v較好的制件尺寸穩(wěn)定性v有較高的耐熱性一般的工程塑料在不同玻璃纖維增強時，U

5、L長期連續(xù)使用溫度都超過100，特種工程塑料的指標(biāo)一般都超過150工程塑料的主要特性v優(yōu)良的吸震、消聲和對異物的埋沒性能工程塑料作為運動零部件使用時，沒有金屬撞擊的噪聲，有優(yōu)良的吸震消聲性能。對于有磨粒存在的條件下，可以埋沒異物，不像金屬之前可能會咬死或刮傷。工程塑料的主要特性v良好的加工性能工程塑料可以在較低的溫度下（通常400以下），采用注塑、擠出、吹塑等方法進行加工，制品可采用機械方法再加工，尺寸穩(wěn)定，成品的互換性強，模具費用低，與加工金屬相對，可節(jié)省能耗50%左右，而且縮短工時，成品率高。聚酰胺（尼龍）聚酰胺（尼龍）Nylon什么是聚酰胺聚酰胺，又稱尼龍(Nylon),是一種人造多聚物

6、、纖維、塑料，發(fā)明于1935年，發(fā)明者為美國威爾明頓杜邦公司的華萊士卡羅瑟斯，最早的尼龍制品是尼龍制的牙刷的刷子,今天，尼龍纖維是多種人造纖維的原材料，硬的尼龍被用在建筑業(yè)中。 世界上第一種完全人造的纖維世界上第一種完全人造的纖維脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能v 力學(xué)性能典型的強而韌聚合物，綜合力性能優(yōu)于一般的通用塑料。1.測試環(huán)境和條件（溫濕度，加載速率）對力學(xué)性能影響大（水分有增塑作用）。2.具有良好的耐磨耗性，是優(yōu)良的耐磨材料之一。結(jié)晶度愈高，材料硬度愈大，耐磨性愈好。脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能v熱性能PA是半結(jié)晶聚合物，結(jié)晶度一般小于聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高結(jié)晶度聚合度。具有良好的柔性，

7、玻璃化溫度在室溫左右，氫鍵的形成，使其熔融溫度一般高于聚烯烴，有明顯的熔點。v電性能極性的酰胺基團，影響其電絕緣性。室溫干燥的條件下，電絕緣性較好，潮濕的時候，電絕緣性減小。同時，溫度升高，也會使電絕緣性降低脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能v光學(xué)性能大多數(shù)結(jié)晶脂肪族PA超過2.5mm厚幾乎不透明，低于0.5mm時為半透明。加入的添加劑（如炭黑等）作為成核劑，增加PA的結(jié)晶度、球晶數(shù)量，從而降低光透射，在球晶邊界的光散射是光透射減少和不透的原因。隨著PA中酰胺基濃度減少，PA的透明區(qū)增加。脂肪族聚酰胺的結(jié)構(gòu)與性能v耐化學(xué)性能具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，由于其高的內(nèi)聚能和結(jié)晶性，使其不溶于普通溶劑（醇、酯、酮類

8、），耐許多化學(xué)藥品，不受弱酸堿、油脂及清潔劑等影響。對鹽水、細菌和霉菌都很穩(wěn)定。常溫下，溶于強極性的溶劑（硫酸、甲酸等）v其他性能室溫下，PA性能穩(wěn)定，可長時間保持性能不變。具有相對優(yōu)良的耐候性，氣候的變化會使PA發(fā)脆，力學(xué)性能下降，表面產(chǎn)生變化。具有自燃性，但火焰?zhèn)鞑ニ俣群苈咀寰埘０返募庸づc應(yīng)用vPA具有寬泛的加工范圍和良好的加工性，幾乎所有常用的熱塑件塑料加工方法均可加工PA。其中最主要的是注塑和擠出成形。令外，PA吸水率高。應(yīng)該在成形前對樹脂進行干燥。vPA的應(yīng)用極其廣泛1.機械設(shè)務(wù)：軸承、軸瓦、活塞環(huán)、采葉輪等等2.汽車工業(yè)：主要采用玻纖增強PA，用在皮帶輪、吸附罐、刮水器等等3.

9、電子電器：機罩、集成線路板、旋扭、電器線圈4.化工設(shè)備：耐腐耐油管道、輸油管、過濾器5.建筑與民用：門、滑輪、安全帽、繩索等等半芳香聚酰胺的產(chǎn)品v均聚半芳香聚酰胺產(chǎn)品 透明尼龍 尼龍MXD6 尼龍6T 尼龍9T 尼龍12Tv共聚半芳香聚酰胺產(chǎn)品 德國（BASF）半芳香族共聚酰胺模塑料 日本（三井化學(xué)）半芳香族共聚酰胺 日本（可東麗）PA9M-T 法國（埃勒夫阿托）高度耐化學(xué)試劑的透明尼龍 中國（鄭州大學(xué)）尼龍12T/12I半芳香族的應(yīng)用主要應(yīng)用于以下幾個方面：v 電氣電子工業(yè)：作為SMT（surface Mount Technology）基板。v 汽車工業(yè)：制作軸承支架、傳動齒輪等v 纖維工業(yè)

10、：可望作為衣料及工業(yè)用纖維材料聚碳酸酯聚碳酸酯Polycarbonate( PC)生活中的聚碳酸酯聚碳酸酯的性能聚碳酸酯是透明的無色或微黃色強韌固體，透明性僅次于PMMA和PS，透光率可達89%，無味、無毒，著色性好，可制成各種色彩鮮艷的制品。v熱性能良好的耐熱性和耐寒性：熱變形溫度高達130oC,且受負荷大小影響不大，可在-100130oC長期使用較好的熱導(dǎo)率及比熱容：塑料中居中等水平，但與金屬材料相比，仍不失為良好的絕熱材料。聚碳酸酯的性能v力學(xué)性能典型的強韌聚合物，具有良好的綜合力學(xué)性能，能在廣闊的溫度范圍內(nèi)保持較高的機械強度。其突出的特點是具有優(yōu)異的抗沖擊性和尺寸穩(wěn)定性，但耐疲勞性和耐

11、磨性較差，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂?？谷渥冃院?，使PC尺寸穩(wěn)定性非常好。沖擊強度比PS高18倍，比HDPE高78倍，是ABS的2倍，可與玻璃鋼相比聚碳酸酯的性能v光學(xué)性能及耐旋光性通常呈非晶結(jié)構(gòu)，無色透明，具有良好透光性。但材料表面硬度較低，耐磨性也不太好，表面容易磨毛而影響其透光率。PC對紅外光、可見光和紫外光等低能長波光線一般都有良好的穩(wěn)定性。v電性能弱極性聚合物，使其電性能低于PE、PS等非極性塑料，但也不失為電性能較優(yōu)的絕緣材料，特別是因其耐熱性優(yōu)于聚烯烴，可在較寬的溫度范圍內(nèi)保持良好的電性能。聚碳酸酯的性能v耐化學(xué)試劑及耐溶劑性聚碳酸酯是無定形聚合物，它的內(nèi)聚能在塑料中居中等水平，具有一定的抗

12、化學(xué)腐蝕能力和耐溶劑性。聚碳酸酯的加工及應(yīng)用v注塑成形PC最重要的成形方法，制品廣泛用于汽車、建筑、紡織、醫(yī)療器械等各種領(lǐng)域。產(chǎn)中主要以設(shè)備零部件為主，也用于光盤，光安帽，防護玻璃等。v擠出成形擠出制品主要用于絕緣材料、防震玻璃以及二次加工和冷加工原料。v中空吹塑生產(chǎn)熱水杯、包裝容器等中空制品。聚醚類工程塑料聚醚類工程塑料v 分子主鏈上含有醚鍵（分子主鏈上含有醚鍵（ O）和硫醚鍵（）和硫醚鍵（S）的聚合物統(tǒng)稱聚醚塑料的聚合物統(tǒng)稱聚醚塑料;v 結(jié)構(gòu)通式結(jié)構(gòu)通式 , ;v 本章分別介紹聚甲醛（本章分別介紹聚甲醛（POM) ,聚苯醚（聚苯醚（PPO),改性聚苯醚。改性聚苯醚。Company Logo

13、聚甲醛的物理力學(xué)性能聚甲醛的物理力學(xué)性能均聚甲醛的力學(xué)強均聚甲醛的力學(xué)強度略高度略高1020%Company Logo聚甲醛的化學(xué)性能聚甲醛的化學(xué)性能v 弱極性結(jié)晶聚合物；弱極性結(jié)晶聚合物；v 內(nèi)聚能密度高；內(nèi)聚能密度高；v 溶解度參數(shù)大溶解度參數(shù)大;如：聚甲醛低的吸水率（如：聚甲醛低的吸水率（0.200.27%），使在潮濕環(huán)境），使在潮濕環(huán)境仍保持尺寸和形狀的穩(wěn)定性。仍保持尺寸和形狀的穩(wěn)定性。耐非極性溶劑，但不耐強酸和耐非極性溶劑，但不耐強酸和強氧化劑，酚類，有機鹵化物強氧化劑，酚類，有機鹵化物及強極性有機溶劑。及強極性有機溶劑。Company Logo聚甲醛的改性聚甲醛的改性v 玻璃纖維增

14、強聚甲醛玻璃纖維增強聚甲醛 Company Logo聚甲醛的成型工藝性聚甲醛的成型工藝性1. 聚甲醛結(jié)晶度高，由無定形熔體變?yōu)榻Y(jié)晶型凝固體的體積收聚甲醛結(jié)晶度高，由無定形熔體變?yōu)榻Y(jié)晶型凝固體的體積收縮率大約縮率大約17%，因此采用保壓補料方式防止收縮。，因此采用保壓補料方式防止收縮。2. 聚甲醛熔融溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，加工溫度不宜超過聚甲醛熔融溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，加工溫度不宜超過250oC，熔體在料筒中停留時間不宜過長。在保證物料充分，熔體在料筒中停留時間不宜過長。在保證物料充分塑化條件下應(yīng)盡量降低溫度，并采用提高注射壓力和速度增塑化條件下應(yīng)盡量降低溫度，并采用提高注射壓力和速度增加熔

15、料沖模能力。加熔料沖模能力。Company Logo聚甲醛的成型工藝性聚甲醛的成型工藝性3. 聚甲醛熔體凝固速率快，會造成沖模困難，制品表面褶皺，毛斑等，聚甲醛熔體凝固速率快，會造成沖模困難，制品表面褶皺，毛斑等，因此模溫宜控制在因此模溫宜控制在80130oC來消除。來消除。4. 聚甲醛吸濕性小，一般可不干燥，也可在聚甲醛吸濕性小，一般可不干燥，也可在110oC下干燥下干燥2h。5. 聚甲醛加工時應(yīng)選用突變螺桿，噴嘴宜用直通式，模具的澆注系統(tǒng)聚甲醛加工時應(yīng)選用突變螺桿，噴嘴宜用直通式，模具的澆注系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計為流線型，澆口盡可能大應(yīng)設(shè)計為流線型，澆口盡可能大.Company Logo聚甲醛的應(yīng)用聚

16、甲醛的應(yīng)用聚甲醛（耐有機溶劑，耐磨，聚甲醛（耐有機溶劑，耐磨，抗蠕變，耐疲勞等）抗蠕變，耐疲勞等）Company Logov聚酯（聚酯（PET） v常用的聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯（常用的聚酯為聚對苯二甲酸乙二酯（PET），），它是由對苯二甲酸與乙二醇進行縮聚反應(yīng)制得的，它是由對苯二甲酸與乙二醇進行縮聚反應(yīng)制得的，也是生產(chǎn)滌綸纖維的原料。這種聚酯具有耐熱性也是生產(chǎn)滌綸纖維的原料。這種聚酯具有耐熱性和良好的耐磨性，而且有一定強度和優(yōu)良的不透和良好的耐磨性，而且有一定強度和優(yōu)良的不透氣性。聚對苯二甲酸乙二酯制成的雙向拉伸薄膜氣性。聚對苯二甲酸乙二酯制成的雙向拉伸薄膜廣泛用于錄音帶、電影及照相軟片等。

17、雙向拉伸廣泛用于錄音帶、電影及照相軟片等。雙向拉伸吹塑制品的瓶子，由于透明及二氧化碳不易透過，吹塑制品的瓶子，由于透明及二氧化碳不易透過，常用作碳酸飲料的容器。常用作碳酸飲料的容器。Company Logov聚苯醚聚苯醚 （PPO） v聚苯醚是本世紀聚苯醚是本世紀60年代發(fā)展起來的高強度工年代發(fā)展起來的高強度工程塑料，它有很高的機械強度和抗蠕變性能；電程塑料，它有很高的機械強度和抗蠕變性能；電性能優(yōu)異，耐高溫于性能優(yōu)異，耐高溫于120，且在很寬的溫度范，且在很寬的溫度范圍內(nèi)，尺寸穩(wěn)定，機械性能和電性能變化很小；圍內(nèi)，尺寸穩(wěn)定，機械性能和電性能變化很??；吸濕很小，耐水蒸汽蒸煮。廣泛用在電子、電器吸濕很小，耐水蒸汽蒸煮。廣泛用在電子、電器部件、醫(yī)療器具、照相機和辦公器具等方面。部件、醫(yī)療器具、照相機和辦公器具等方面。 Company Logov聚砜（聚砜（PSF） v聚砜是聚砜是60年代中期出現(xiàn)的一種熱塑性高強度年代中期出現(xiàn)的一種熱塑性高強度工程塑料。