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1、1塑膠材料知識塑膠材料知識2目錄目錄塑料的概念塑料的概念及分類及分類1塑料基本性能塑料基本性能2常見常見塑料塑料成型工藝及加工方法成型工藝及加工方法3常見常見塑料塑料性能性能4塑料材料的塑料材料的選選用用53塑料的概念塑料的概念 v 1.塑料的主要成份是樹脂。v 2.塑料:是由高分子合成樹脂(聚合物)為主要成份滲入各種輔助料或添加劑，在特定溫度、壓力下具有可塑性和流動性,可被模塑成一定形狀、且在一定條件下保持形狀不變的材料。v 3.塑料對電、熱、聲具有良好的絕緣性。電絕緣性、耐電弧性、保溫、隔聲、吸音、吸振、消聲性能卓越。4常用原材料的發(fā)展歷史常用原材料的發(fā)展歷史PS1930GermanyPM

2、MA1934UKPVC1933Germany/USLDPE1939UKPA1939USTeflon1943USSilicone1943USABS1952USPET1953USHDPE1955GermanyPP1957ItalyPC1959Germany/US5塑料分類塑料分類v按樹脂來源方式：1.天然塑料2.人工合成塑料v按樹脂化學結構：1.熱固性塑料2.熱塑性塑料v按樹脂合成方式：1.縮聚型合成塑料2.加聚型合成塑料按塑料適用范圍：1.通用塑料2.工程塑料按塑料是否結晶：1. 非結晶型塑料2. 半結晶型塑料3. 結晶型塑料6塑料分類塑料分類根據(jù)塑料性能及用途，分類：(1)通用塑料 通用塑料是

3、一種非結構材料，是指那些產(chǎn)量大、用途廣、價格低、性能一般的常用塑料。 (2)工程塑料 指在工程技術中用作結構材料的塑料，這類塑料一般具有較高的機械強度，還具有很好的耐磨性、耐腐蝕性、自潤滑性及尺寸穩(wěn)定性等。 (3) 增強塑料 在塑料中加入玻璃纖維等填料作為增強材料，以進一步改善塑料的力學性能和電性能，這種新型的復合材料通常稱為增強塑料。 (4)特殊塑料 隨著高分子材料的發(fā)展，許多塑料通過各種措施加以改性和增強，得到具有某些特殊性能的特種塑料，這類塑料有高的耐熱性、高的電絕緣性及高耐腐蝕性，如氟塑料、聚酰亞胺塑料、有機硅樹脂、環(huán)氧樹脂等，還包括為某些專門用途而改性制得的導磁塑料、導熱塑料、導電塑

4、料、醫(yī)用塑料等。7塑料分類塑料分類塑膠熱固性塑膠酚醛塑膠PE、尿素塑膠UF、三聚氰胺塑膠酵酸塑膠、不飽和聚酯UP、環(huán)氧樹脂聚氨基甲醇乙酯PU、矽氧塑膠silicon熱塑性塑膠通用塑膠聚乙烯PE、聚丙烯PP結晶性非結晶性聚苯乙烯PS、聚氯乙烯PVCABS塑膠、有機玻璃塑膠PMMA工程塑膠通用工程塑膠結晶性聚酰胺6-PA6聚酰胺66-PA66聚酰胺6T-PA6T聚酰胺11-PA11聚酰胺12-PA12聚甲醛POM聚對苯二甲酸丁酯PBT聚對苯二甲酸乙酯PET聚甲基戊烯PMP非結晶性聚碳酸酯PC聚氧化二甲苯PPO高性能工程塑膠結晶性非結晶性硫化二甲苯PPS液晶高分子LCP聚酰亞胺PI聚四氯乙烯PTFE

5、聚醚酮PEEK聚芳香酯PAR聚對苯二甲酸環(huán)乙酯PCT聚砜PSF聚醚砜PES聚醚酰亞胺PEI聚醚氨亞胺PAI合金塑膠PC/ABS、PC/PBT、PC/PET、PA/PP、PA/ABS、PPO/PS等8(1)收縮性 塑件自模具中取出冷卻到室溫后，發(fā)生尺寸收縮的特性稱收縮性。成形后塑件的收縮稱為成形收縮，其大小可用收縮率來表示。(2)流動性 塑料在一定的溫度和壓力下填充模具型腔的能力稱為流動性。 (3)熱敏性 熱敏性是指某些熱穩(wěn)定性差的塑料，在料溫高和受熱時間長的情況下就會產(chǎn)生降解、分解、變色的特性，具有這種特性的塑料叫做熱敏性塑料。 (4)吸水性 塑料吸收水分的性質稱為吸水性。 (5)硬化特性 硬

6、化特性是熱固性塑料特有的性能，專指熱固性塑料的交聯(lián)反應。 塑料基本性能塑料基本性能9塑料基本性能塑料基本性能：粘度 定義: 流動時的抵抗力 粘度會隨著剪切率或是溫度的提高而降低Material ViscosityWater 10-1 10Polymer 10,000Glass 1020提高溫度提高溫度Shear Rate (1/s)Viscosity (Pa-s)低流動阻力高流動阻力10 不同的材料需要不同的射出壓力 不同的材料在粘度上的差異極大PMMAHi ViscosityPPLow ViscosityFill Time (sec)Inj. Pressure and Clamp Force

7、PPLow MFR塑料基本性能塑料基本性能：粘度對注射壓力及鎖模力的影響11 Cp 比熱 吸熱的能力 k 熱傳導率 傳熱的能力 冷卻時間與熱傳導系數(shù)、密度及比熱有關 這些性質總和就是材料的熱擴散系數(shù)塑料基本性能塑料基本性能：熱性能pCk密度密度 (p) 比熱比熱(Cp)熱傳導率熱傳導率 (k)冷卻時間冷卻時間改變改變12 P 壓力; V 比容; T 溫度 描述塑膠如何隨著壓力及溫度的變化而發(fā)生體積上的變化 在充填及保壓的階段，塑膠隨著壓力的增加而膨脹 在冷卻的階段，塑膠隨著溫度的降低而收縮PressureIncreasesTemperatureSpecific Volume塑料基本性能塑料基本

8、性能：PVT13 當塑料分子鏈發(fā)生整齊排列，形成類似“結晶”狀時，稱為結晶化 材料結晶性越高，表示越容易收縮塑料基本性能塑料基本性能：PVT14 彈性模數(shù) E1和E2 分別代表流動方向與垂直流動方向的彈性模數(shù)值 E值越高，或是E1與E2值相差越小，產(chǎn)品越不容易收縮，也越不容易翹曲變形 非結晶性材料的E1及E2值有時相差達數(shù)倍 添加的材料在E1及E2值的差異越大，產(chǎn)品也越容易翹曲變形E1E2塑料基本性能塑料基本性能：彈性模數(shù)15 纖維可增加沖擊強度 但是添加纖維可能會造成產(chǎn)品翹曲變形塑料基本性能塑料基本性能：添加纖維161、塑料成形方法 (1) 注射成形（Inject Molding） 又稱注塑

9、成形，其原理是將顆粒狀態(tài)或粉狀塑料從注射機的料斗送進加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔融塑化成為粘流態(tài)熔體，在注射機柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過噴嘴注入模具型腔，經(jīng)一定時間的保壓冷卻定型后可保持模具型腔所賦予的形狀，然后開模分型獲得成形塑件。這樣就完成了一次注射工作循環(huán)。注射成形是在專門的注射機上進行。(2) 壓塑成形（Compress Molding） 又稱壓縮成形、模壓成形、壓制成形等，基本原理是將粉狀、粒狀或片狀塑料放在金屬模具中加熱軟化熔融，在壓力下充滿模具成型，塑料中的高分子產(chǎn)生交聯(lián)反應而固化轉變成為具有一定形狀和尺寸的塑料制件。常見塑料成型工藝及加工方法常見塑料成型工藝及加工方法

10、17(3) 擠出成形（Extruded Molding） 又稱擠塑成形，它是使加熱或未經(jīng)加熱的塑料借助螺桿的旋轉推進力通過?？走B續(xù)地擠出，經(jīng)冷卻凝固而成為具有恒定截面的連續(xù)成形制品的方法。(4)壓延成形(Mangle Molding) 使加熱塑化的物料通過一系列相向旋轉的輥筒之間，受擠壓和延展作用成為平面狀連續(xù)材料的成形方法。 常見塑料成型工藝及加工方法常見塑料成型工藝及加工方法182塑料加工 塑料加工是塑料成形后的再加工，亦稱二次加工，是將成形后的塑件通過適當?shù)墓に嚪椒ㄖ瞥芍破贰?(1) 機械加工 即采用鉆、磨、銑、車削等機械加工方法的二次加工操作。 (2) 連接加工 即采用熱熔粘接(焊接)

11、、粘接、機械連接等方法，使塑料型材或零件固定在一起的二次加工操作可以將小而簡單的構件組合成大而復雜的構件。 (3) 表面處理 即對塑料制品表層進行修整和裝飾，以改變塑料零件的表面性質，提高其抗老化、耐腐蝕能力的二次加工方法，也可起著色裝飾作用。 常見塑料成型工藝及加工方法常見塑料成型工藝及加工方法19常見常見塑料塑料性能性能ABSABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 化學和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。ABS材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高 的抗沖擊強度。注塑模工藝條件 干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進行干燥處理

12、。建議干燥條件 為8090下最少干燥2小時。熔化溫度：210280；建議溫度：245。 模具溫度：2570。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導致光潔較低）。 注射壓力：5001000bar。注射速度：中高速度。典型用途 汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱，大強度工具（頭發(fā)烘干機，攪拌器，食品加工機，割草機等），電話機殼體，打字機鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。 20常見常見塑料塑料性能性能PA6PA6 聚酰胺6或尼龍6 化學和物理特性 PA6的化學物理特性和PA66很相似，但它的熔點較低，工藝溫度范圍很寬。它的抗沖擊性和抗溶解性比PA66要好,但吸濕

13、性也更強。為了提高PA6的機械特性，經(jīng)常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑，有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠。對于沒有添加劑的產(chǎn)品，PA6的收縮率在1%1.5%之間。加入玻璃纖維添加劑可以使收縮率降低到0.3%。 注塑模工藝條件 干燥處理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特別要注意。如果濕度大于0.2%，建議在80以上的熱空氣中干燥16小時。如果材料已經(jīng)在空氣中暴露超過8小時，建議進行105，8小時以上的真空烘干。熔化溫度：230280，對于增強品種為250280。模具溫度：8090。注射壓力：7501250bar。注射速度：高速（對增強型材料要稍微降低）。典型用途 由于

14、有很好的機械強度和剛度被廣泛用于結構部件。由于有很好的耐磨損特性，還用于制造軸承。 21常見常見塑料塑料性能性能PA66PA66 聚酰胺66或尼龍66 化學和物理特性 PA66有較高的熔點。是一種半晶體-晶體材料。PA66在較高溫度也能保持較強的強度和剛度，在成型后仍然具有吸濕性。為了提高PA66的機械特性，經(jīng)常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑，有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠。PA66的粘性較低，因此流動性很好（但不如PA6）。PA66的收縮率在1%2%之間，加入玻璃纖維添加劑可以將收縮率降低到0.2%1%.收縮率在流程方向和與流程方向相垂直方向上相差較大。注塑模工藝條件 干燥

15、處理：建議在85的熱空氣中干燥處理。如果濕度大于0.2%，還需要進行105，12小時的真空干燥。熔化溫度：260290。對玻璃添加劑的產(chǎn)品為275280。熔化溫度應避免高于300。模具溫度：80。注射壓力：7501250bar。注射速度：高速（對增強型材料要稍微降低）。典型用途 PA66更廣泛應用于汽車工業(yè)、儀器殼體以及其它需要有抗沖擊性和高強度要求的產(chǎn)品。22常見常見塑料塑料性能性能PCPC 聚碳酸酯 化學和物理特性 PC是一種非晶體工程材料，具有特別好的抗沖擊強度、熱穩(wěn)定性、光澤度、抑制細菌特性、阻燃特性以及抗污染性。收縮率很低，一般為0.1%0.2%。PC有很好的機械特性，但流動特性較差

16、。注塑模工藝條件 干燥處理：PC材料具有吸濕性。建議干燥條件為100C200C，34小時。加工前的濕度必須小于0.02%。熔化溫度：260340；模具溫度：70120。 注射壓力：盡可能地使用高注射壓力。注射速度：對于較小的澆口使用低速注射，對其它類型的澆口使用高速注射。典型用途 電氣和商業(yè)設備（計算機元件、連接器等），器具（食品加工機、電冰箱抽屜等），交通運輸行業(yè)（車輛的前后燈、儀表板等）。 23常見常見塑料塑料性能性能PMMAPMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 化學和物理特性 俗稱“有機玻璃”，具有優(yōu)良的光學特性及耐氣侯變化特性。白光的穿透性高達92%。PMMA制品具有很低的雙折射，特別適合制作影

17、碟等。PMMA具有室溫蠕變特性。隨著負荷加大、時間增長，可導致應力開裂現(xiàn)象。PMMA具有較好的抗沖擊特性。注塑模工藝條件 干燥處理：PMMA材料具有吸濕性。建議干燥條件為90C200，24小時。熔化溫度：240270；模具溫度：3570。注射速度：中等。典型用途 汽車工業(yè)（信號燈設備、儀表盤等），醫(yī)藥行業(yè)（儲血容器等），工業(yè)應用（影碟、燈光散射器），日用消費品（飲料杯、文具等）。 24常見常見塑料塑料性能性能POMPOM 聚甲醛 化學和物理特性 POM是一種堅韌有彈性的材料，即使在低溫下仍有很好的抗蠕變特性、幾何穩(wěn)定性和抗沖擊特性。POM的高結晶程度導致它有相當高的收縮率，可高達到1.8%3.

18、5%。注塑模工藝條件 干燥處理：如果材料儲存在干燥環(huán)境中，通常不需要干燥處理。熔化溫度：190230；模具溫度：80105。注射壓力：7001200bar。注射速度：中等或偏高的注射速度。典型用途 POM具有很低的摩擦系數(shù)和很好的幾何穩(wěn)定性，特別適合于制作齒輪和軸承。由于它還具有耐高溫特性，因此還用于管道器件（管道閥門、泵殼體），草坪設備等。 25常見常見塑料塑料性能性能PPPP 聚丙烯 化學和物理特性 PP是一種半結晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。PP不存在環(huán)境應力開裂問題。PP的流動率MFR范圍在140。PP的收縮率相當高，一般為1.82.5%。具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性

19、、抗溶解性。 注塑模工藝條件 干燥處理：如果儲存適當則不需要干燥處理。熔化溫度：220275；模具溫度：4080，建議50。注射壓力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使內部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應使用較高溫度下的低速注塑 。典型用途 汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風管、風扇等），器械（洗碗機門襯墊、干燥機通風管、洗衣機框架及機蓋、冰箱門襯墊等），日用消費品（草坪和園藝設備如剪草機和噴水器等）。 26常見常見塑料塑料性能性能PSPS 聚苯乙烯 化學和物理特性 大多數(shù)商業(yè)用的PS都是透明的、非晶體材料。PS具有非常好的幾何穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定

20、性、光學透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。典型的收縮率在0.40.7%。 注塑模工藝條件 干燥處理：如果儲存適當則不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為80、23小時。熔化溫度：180280。對于阻燃型材料其上限為250；模具溫度：4050。注射壓力：200600bar。注射速度：建議使用快速的注射速度。典型用途 產(chǎn)品包裝，家庭用品（餐具、托盤等），電氣（透明容器、光源散射器、絕緣薄膜等）。 27常見常見塑料塑料性能性能HDPEHDPE高密度聚乙烯化學和物理特性: HDPE是半結晶材料。 HDPE較LDPE有更強的抗?jié)B透性及抗沖擊性。HDPE的特性主要由密度和分子量分布所控制。適

21、用于注塑模的PE-HD分子量分布很窄。該材料的流動特性很好。HDPE很容易發(fā)生環(huán)境應力開裂現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^使用很低流動特性的材料以減小內部應力，從而減輕開裂現(xiàn)象。HDPE當溫度高于60 時很容易在烴類溶劑中溶解，但其抗溶解性比LDPE還要好一些。注塑模工藝條件 干燥處理：如果儲存適當則不需要干燥處理。如果需要干燥，建議干燥條件為60、1小時。一般的HDPE熔點為142，分解溫度為300；注塑溫度的可調區(qū)間較大，一般使用溫度為170-230；模溫：4050。注射壓力：200600bar。注射速度：建議使用快速的注射速度。聚乙烯的熔體粘度大，流長比小，薄壁制品可能缺膠，因此，澆口和流道相對較大。收縮

22、率為16；溢邊值為0.05mm 汽車零件、電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等。 28塑料材料的塑料材料的選選用用應考慮的適用條件v 機械受應力的形式和大小，負荷的形式和時間，抗疲勞要求，允許的變形，超負荷和意外受力情況，抗沖擊要求等。v 熱正常的工作溫度，最高和最低的工作溫度。v 環(huán)境接觸溶劑和各種蒸汽的情況，與酸堿等化學反應，吸水情況，受紫外線和環(huán)境氧化影響，受砂，雨水侵蝕，受霉菌，微生物影響等情況。v 毒性阻燃性，色粉，添加劑或分解過程中的毒性。v 外觀透明度，表面光度，色澤的一致和持久性。29v 尺寸允許誤差和尺寸穩(wěn)定，重量因素。v 生產(chǎn)加工工藝的選擇，裝配方法，修剪和二次加工，質量控制和監(jiān)督。v 經(jīng)濟材料成本，模具成本，加工機械成本，輔助設備成本，操作成本，機械維修成本等v 法規(guī)安全規(guī)定(阻燃，食品，醫(yī)藥)工業(yè)規(guī)定(汽車工業(yè)，電子工業(yè)等)塑料材料的塑料材料的選選用用應考慮的適用條件30v 一般結構零件 要求：強度和耐熱