第2章_塑料成型基礎(chǔ)YZJ201609

1、1 授課教師：喻祖建授課教師：喻祖建聯(lián)系電話：聯(lián)系電話：1311022967513110229675E-mail:E-mail:塑料成型工藝與工裝設(shè)計塑料成型工藝與工裝設(shè)計第二章第二章 塑料成型基礎(chǔ)塑料成型基礎(chǔ)2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能2.1 2.1 塑料組成和分類塑料組成和分類22.1 2.1 塑料的組成和分類塑料的組成和分類32 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類塑料塑料= =樹脂樹脂+ +（助劑）（助劑）一、樹脂一、樹脂 塑料是由樹脂和助劑構(gòu)成。塑料中的必要和主要塑料是由樹脂和助劑構(gòu)成。塑料中的必要和主要成分是樹脂。成分是樹脂。 樹脂在樹料中的作用：

2、樹脂在樹料中的作用： 決定決定塑料的塑料的類型類型； 決定決定塑料的塑料的基本性能基本性能； 起起粘接粘接作用，將塑料中各種組分粘接起來。作用，將塑料中各種組分粘接起來。 451 1 樹脂基本概念樹脂基本概念 樹脂是一種樹脂是一種高分子有機(jī)化合物高分子有機(jī)化合物，無明顯的熔點(diǎn)，受熱后，無明顯的熔點(diǎn)，受熱后逐漸軟化，可溶解于有機(jī)溶劑，不溶于水，常溫下呈逐漸軟化，可溶解于有機(jī)溶劑，不溶于水，常溫下呈固態(tài)、半固態(tài)或液態(tài)固態(tài)、半固態(tài)或液態(tài)。2 2 樹脂來源樹脂來源 天然樹脂天然樹脂 天然樹脂：由天然樹脂：由自然界中動植物分泌自然界中動植物分泌所得的無定型有機(jī)物所得的無定型有機(jī)物質(zhì)。質(zhì)。 常用種類：松香

3、、瀝青、蟲膠、纖維。常用種類：松香、瀝青、蟲膠、纖維。 特點(diǎn)：量少，性能差，不能滿足使用要求。特點(diǎn)：量少，性能差，不能滿足使用要求。2 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類62 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 合成樹脂合成樹脂 合成樹脂是由合成樹脂是由低分子有機(jī)物低分子有機(jī)物經(jīng)化學(xué)經(jīng)化學(xué)聚合反應(yīng)形成聚合反應(yīng)形成的高分子有機(jī)化合物，的高分子有機(jī)化合物，簡稱高聚物或聚合物。石油是合成樹脂的主要原料。簡稱高聚物或聚合物。石油是合成樹脂的主要原料。高分子和低分子區(qū)別高分子和低分子區(qū)別 聚合物是原子數(shù)很多，相對分子質(zhì)量很高，分子很長的有機(jī)化合物聚合物是原子數(shù)很多，相對分子質(zhì)量很

4、高，分子很長的有機(jī)化合物 特點(diǎn)：量大，性能好，在工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛使用。特點(diǎn)：量大，性能好，在工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛使用。 種類：種類：PEPE、PVCPVC、PSPS等。等。項目項目低分子低分子高分子高分子一個分子中包含的原一個分子中包含的原子個數(shù)子個數(shù) 幾個幾個 幾百個幾百個 幾千個幾千個 幾百萬個幾百萬個 相對分子量相對分子量 幾幾 幾百幾百 幾萬幾萬 上千萬上千萬 分子長度分子長度 10-710-410-710-4um um 幾微米幾微米 72 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 3 3 樹脂在塑料中的成分比例樹脂在塑料中的成分比例 一般為一般為4065%4065%，個別樹脂（

5、如，個別樹脂（如PEPE、PSPS、PAPA）可可100%100%制成塑料制成塑料使用。使用。 4 4 樹脂的制樹脂的制備方法備方法 聚合反應(yīng)：把低分子有機(jī)物結(jié)合起來形成高分子有機(jī)物的化聚合反應(yīng)：把低分子有機(jī)物結(jié)合起來形成高分子有機(jī)物的化學(xué)反應(yīng)過程叫聚合反應(yīng)。學(xué)反應(yīng)過程叫聚合反應(yīng)。 聚合反應(yīng)：聚合反應(yīng)：加聚反應(yīng)加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng) 加聚反應(yīng)加聚反應(yīng) 單體之間相互反應(yīng)生成一種高分子化合物，叫加聚反應(yīng)。單體之間相互反應(yīng)生成一種高分子化合物，叫加聚反應(yīng)。 nCH2CH2CHCH2 2CHCH2 2n n 82 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 特征：特征： 反應(yīng)中反應(yīng)中無副產(chǎn)物無

6、副產(chǎn)物產(chǎn)生；產(chǎn)生； 反應(yīng)前后分子個數(shù)相同反應(yīng)前后分子個數(shù)相同； 形成高聚物的形態(tài)是形成高聚物的形態(tài)是線狀線狀。92 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 縮聚反應(yīng)縮聚反應(yīng) 單體之間相互反應(yīng)單體之間相互反應(yīng)生成生成一種一種高分子化合物高分子化合物，同時還有，同時還有低低分子分子產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，叫縮聚反應(yīng)。產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，叫縮聚反應(yīng)。 特征：特征： 反應(yīng)中反應(yīng)中有副產(chǎn)物有副產(chǎn)物產(chǎn)生；產(chǎn)生； 反應(yīng)前后反應(yīng)前后分子個數(shù)不同分子個數(shù)不同； 形成高聚物的形態(tài)是線狀、體型、帶支鏈線型。形成高聚物的形態(tài)是線狀、體型、帶支鏈線型。C2H5OC2H5102 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類

7、5 5 聚合物的分類聚合物的分類 按聚合物的分子結(jié)構(gòu)分類按聚合物的分子結(jié)構(gòu)分類a) a) 線型聚合物線型聚合物 b)b)帶有支鏈的線型聚合物帶有支鏈的線型聚合物c)c)體型聚合物體型聚合物112 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 線型聚合物線型聚合物 特征：大分子呈線狀。特征：大分子呈線狀。 性能：受熱時可軟化到熔化而流動；性能：受熱時可軟化到熔化而流動； 彈性和塑性好，在溶劑中可溶解和溶脹；彈性和塑性好，在溶劑中可溶解和溶脹； 可可反復(fù)加熱成型反復(fù)加熱成型。 常見種類：常見種類：PEPE、PS PS 體型聚合物體型聚合物 特征：主鏈呈長鏈形狀，主鏈之間有短鏈橫跨連接，并在三維空

8、間中特征：主鏈呈長鏈形狀，主鏈之間有短鏈橫跨連接，并在三維空間中相互交聯(lián)。相互交聯(lián)。 性能：硬度高、脆性大，塑性、彈性低；性能：硬度高、脆性大，塑性、彈性低； 成型前可熔和可溶的；成型前可熔和可溶的； 成型后既不熔化也不能溶解成型后既不熔化也不能溶解 所以只能所以只能一次成型一次成型 。 種類：酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂種類：酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂 122 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 帶支鏈線型聚合物帶支鏈線型聚合物 特征：主鏈呈線狀，但主鏈上帶有或長或短的支鏈。特征：主鏈呈線狀，但主鏈上帶有或長或短的支鏈。 性能：受熱時可熔，也可溶解于有機(jī)溶劑；因有支鏈，性能：受熱時可熔，也可溶解于

9、有機(jī)溶劑；因有支鏈，使分子減的間距拉大，結(jié)構(gòu)疏松，故機(jī)械強(qiáng)度低，但塑使分子減的間距拉大，結(jié)構(gòu)疏松，故機(jī)械強(qiáng)度低，但塑性、彈性好。性、彈性好。 種類：低密度聚乙烯種類：低密度聚乙烯 132 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 按熱性能不同分類按熱性能不同分類 可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂 熱塑性樹脂熱塑性樹脂 分子結(jié)構(gòu)呈線型或支鏈線型。分子結(jié)構(gòu)呈線型或支鏈線型。 可以可以多次反復(fù)加熱多次反復(fù)加熱而仍具有可塑性。這類樹脂構(gòu)成的塑而仍具有可塑性。這類樹脂構(gòu)成的塑料料可回收利用可回收利用。 熱固性樹脂熱固性樹脂 分子結(jié)構(gòu)成型之前呈線型，成型之后呈體型分子結(jié)構(gòu)成型

10、之前呈線型，成型之后呈體型 只能一次加熱成型只能一次加熱成型。 142 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 按聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)分類按聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)分類 可分為結(jié)晶型聚合物和非結(jié)晶型聚合物可分為結(jié)晶型聚合物和非結(jié)晶型聚合物 聚合物的結(jié)晶：聚合物分子有規(guī)則緊密排列，稱為聚合物聚合物的結(jié)晶：聚合物分子有規(guī)則緊密排列，稱為聚合物的結(jié)晶。的結(jié)晶。 結(jié)晶型聚合物結(jié)晶型聚合物 由晶區(qū)由晶區(qū)+ +非晶區(qū)構(gòu)成。非晶區(qū)構(gòu)成。 晶區(qū)：聚合物分子有規(guī)則緊密排列的區(qū)域。晶區(qū)：聚合物分子有規(guī)則緊密排列的區(qū)域。 非晶區(qū)：分子處于無序狀態(tài)的區(qū)域。非晶區(qū)：分子處于無序狀態(tài)的區(qū)域。 非結(jié)晶型聚合物非結(jié)晶型聚合物

11、 全部由非晶區(qū)構(gòu)成。全部由非晶區(qū)構(gòu)成。 152 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 注意問題：注意問題： 結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶不能百分之百的進(jìn)行，結(jié)晶區(qū)所結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶不能百分之百的進(jìn)行，結(jié)晶區(qū)所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱為占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)稱為結(jié)晶度結(jié)晶度。 聚合物分子結(jié)構(gòu)簡單，主鏈上帶有側(cè)基體積小，對稱性聚合物分子結(jié)構(gòu)簡單，主鏈上帶有側(cè)基體積小，對稱性高，分子間作用力大時，有利于結(jié)晶。高，分子間作用力大時，有利于結(jié)晶。 結(jié)晶一般只發(fā)生在線型聚合物和含交鏈不多的體型聚合結(jié)晶一般只發(fā)生在線型聚合物和含交鏈不多的體型聚合物中。物中。 結(jié)晶度越高：聚合物的強(qiáng)度、硬度、剛度、熔點(diǎn)、耐熱結(jié)晶度越高：聚合物

12、的強(qiáng)度、硬度、剛度、熔點(diǎn)、耐熱性和耐化學(xué)性能提高，彈性、伸長率、沖擊韌性下降。性和耐化學(xué)性能提高，彈性、伸長率、沖擊韌性下降。 162 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類二、助劑二、助劑 填充劑填充劑 增塑劑增塑劑 穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑 潤滑劑潤滑劑 著色劑著色劑 固化劑固化劑 作用：改善工藝性能；作用：改善工藝性能； 改善使用性能；改善使用性能； 降低成本。降低成本。172 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類添加劑添加劑 作作 用用常用的各種添加劑常用的各種添加劑含量含量填充劑填充劑（填料）（填料） 調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能提高材料強(qiáng)度提高材料強(qiáng)度減少合成

13、樹脂的用量，降低減少合成樹脂的用量，降低塑料成本塑料成本粉狀：木粉、大理石粉、滑石粉、石墨粉、粉狀：木粉、大理石粉、滑石粉、石墨粉、金屬粉金屬粉纖維狀：石棉纖維、玻璃纖維、碳纖維、纖維狀：石棉纖維、玻璃纖維、碳纖維、金屬須金屬須片狀：紙張、麻布、石棉布、玻璃布片狀：紙張、麻布、石棉布、玻璃布20%50%20%50%增塑劑增塑劑提高塑性、流動性、柔順性提高塑性、流動性、柔順性降低剛性和脆性降低剛性和脆性改善工藝性能、使用性能改善工藝性能、使用性能不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)的液體有機(jī)化合物或低不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)的液體有機(jī)化合物或低熔點(diǎn)的固體有機(jī)化合物熔點(diǎn)的固體有機(jī)化合物少，大多數(shù)少，大多數(shù)塑料中無增塑料中無增

14、塑劑塑劑穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑抑制和防止塑料在加工和使抑制和防止塑料在加工和使用過程中因受熱、光及氧等用過程中因受熱、光及氧等作用而分解變質(zhì)作用而分解變質(zhì)硬脂酸鹽、鉛的化合物及環(huán)氧化合物硬脂酸鹽、鉛的化合物及環(huán)氧化合物0.3%0.5%0.3%0.5%潤滑劑潤滑劑防止塑料在成型加工過程中防止塑料在成型加工過程中粘附在模具上粘附在模具上提高塑件的流動性提高塑件的流動性硬脂酸及其鹽類硬脂酸及其鹽類1%1%著色劑著色劑賦予塑料各種色彩賦予塑料各種色彩有機(jī)顏料、無機(jī)鹽料、染料有機(jī)顏料、無機(jī)鹽料、染料 0.01%0.02%0.01%0.02%固化劑固化劑促使合成樹脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)促使合成樹脂進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)或加快交聯(lián)反應(yīng)

15、速度或加快交聯(lián)反應(yīng)速度182 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類三、塑料的分類三、塑料的分類 1 1 按合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及特性分按合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及特性分 熱塑性塑料熱塑性塑料 加熱加熱 固態(tài)固態(tài) 熔融熔融 冷卻冷卻 分子子結(jié)構(gòu)特征：線型、帶支鏈線型分子子結(jié)構(gòu)特征：線型、帶支鏈線型 成型特點(diǎn)：反復(fù)加熱，多次成型。成型過程只發(fā)生物成型特點(diǎn)：反復(fù)加熱，多次成型。成型過程只發(fā)生物理變化，無化學(xué)變化。理變化，無化學(xué)變化。 常用塑料：聚乙烯常用塑料：聚乙烯(PE)(PE)、聚丙烯、聚丙烯(PP)(PP)、尼龍、尼龍(PA)(PA)、聚、聚氯乙烯氯乙烯(PVC)(PVC)、聚苯乙烯、聚苯乙

16、烯(PS)(PS)、聚碳酸酯、聚碳酸酯(PC)(PC)、聚甲、聚甲醛醛(POM)(POM)、ABSABS塑料等塑料等 192 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 熱固性塑料熱固性塑料 加熱加熱 繼續(xù)加熱繼續(xù)加熱 常溫下固態(tài)常溫下固態(tài) 熔融熔融 高溫下固化高溫下固化 鏈狀、帶支鏈狀鏈狀、帶支鏈狀 網(wǎng)狀網(wǎng)狀 分子結(jié)構(gòu)特征：體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)特征：體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 特點(diǎn)：只能一次成型，不能回收利用。成型過程中特點(diǎn)：只能一次成型，不能回收利用。成型過程中既既有物理變化，也有化學(xué)變化有物理變化，也有化學(xué)變化。 常用塑料：酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂等常用塑料：酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂等20

17、2 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類成型前，成型前，塑料中塑料中樹脂的樹脂的分子結(jié)分子結(jié)構(gòu)構(gòu)使制品使制品固化定固化定型的模型的模具溫度具溫度成型后，成型后，塑料中塑料中樹脂分樹脂分子結(jié)構(gòu)子結(jié)構(gòu)成型過成型過程中樹程中樹脂發(fā)生脂發(fā)生的變化的變化制品的制品的熔化、熔化、溶解性溶解性塑料的塑料的使用性使用性常用成常用成型方法型方法熱熱塑塑性性線型或線型或支鏈線支鏈線型聚合型聚合物分子物分子冷卻冷卻基本與基本與成型前成型前相同相同物理變物理變化化可熔化，可熔化，可溶解可溶解反復(fù)多反復(fù)多次使用次使用均可均可熱熱固固性性線型或線型或支鏈線支鏈線型聚合型聚合物分子物分子加熱加熱體型結(jié)體型結(jié)構(gòu)構(gòu)既

18、有物既有物理變化，理變化，也有化也有化學(xué)變化學(xué)變化既不融既不融化，也化，也不溶解不溶解一次性一次性使用使用壓縮或壓縮或壓注，壓注，少量可少量可注射成注射成型型212 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 2 2 按應(yīng)用范圍分按應(yīng)用范圍分 通用塑料通用塑料 特點(diǎn)：產(chǎn)量大、用途廣、價格低特點(diǎn)：產(chǎn)量大、用途廣、價格低 種類：種類：PEPE、PPPP、PVCPVC、PSPS、酚醛塑料、酚醛塑料 工程塑料工程塑料 特點(diǎn)：用作工程結(jié)構(gòu)材料。機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨性、耐腐特點(diǎn)：用作工程結(jié)構(gòu)材料。機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨性、耐腐蝕性、潤滑性、尺寸穩(wěn)定性好。蝕性、潤滑性、尺寸穩(wěn)定性好。 種類：種類： ABS ABS

19、、PCPC、POMPOM、PAPA 功能塑料功能塑料 特點(diǎn)：具有特殊性能特點(diǎn)：具有特殊性能222 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類四、常用塑料四、常用塑料 1 1 常用熱塑性塑料常用熱塑性塑料 聚乙烯聚乙烯 (PE)(PE) 基本特性：無毒、無味、呈乳白色。密度為基本特性：無毒、無味、呈乳白色。密度為0.91 0.91 0.96g/cm30.96g/cm3。 主要用途：低壓聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料繩以及承載不主要用途：低壓聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料繩以及承載不高的零件，如齒輪、軸承等；高壓聚乙烯常用于制作塑料薄膜、軟管、塑料高的零件，如齒輪、軸承等；高壓聚乙

20、烯常用于制作塑料薄膜、軟管、塑料瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和包覆電纜等。瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和包覆電纜等。 成型特點(diǎn)：結(jié)晶，不易吸濕，在流動方向與垂直方向上的收縮差異較大，成型特點(diǎn)：結(jié)晶，不易吸濕，在流動方向與垂直方向上的收縮差異較大，注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率。注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率。232 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 聚丙烯聚丙烯 (PP)(PP) 基本特性：無味、無色、無毒。比聚乙烯更透明。密度為基本特性：無味、無色、無毒。比聚乙烯更透明。密度為0.900.900.91 0.91 g/cm3g/cm3。熔點(diǎn)為。熔點(diǎn)為164164170170，

21、耐熱性好。，耐熱性好。 主要用途：各種機(jī)械零件如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件和自行車零主要用途：各種機(jī)械零件如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件和自行車零件。輸送管道，化工容器和其它設(shè)備的襯里、表面涂層。蓋和本體合一的箱件。輸送管道，化工容器和其它設(shè)備的襯里、表面涂層。蓋和本體合一的箱殼，各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)中。殼，各種絕緣零件，并用于醫(yī)藥工業(yè)中。 成型特點(diǎn)：成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕及變形；聚丙烯熱容量成型特點(diǎn)：成型收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕及變形；聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設(shè)計能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路大，注射成型模具必須設(shè)計能充分進(jìn)行冷卻的冷卻回路242 2.1 .1 塑料

22、的塑料的組成和分類組成和分類 聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)(PVC) 基本特性：產(chǎn)量最大的塑料品種之一。白色或淺黃色粉末。純聚氯乙烯基本特性：產(chǎn)量最大的塑料品種之一。白色或淺黃色粉末。純聚氯乙烯的密度為的密度為1.4 g/cm31.4 g/cm3。 主要用途：防腐管道、管件、輸油管、離心泵、鼓風(fēng)機(jī)等。板材廣泛用主要用途：防腐管道、管件、輸油管、離心泵、鼓風(fēng)機(jī)等。板材廣泛用于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯里，建筑物的瓦楞板，門窗結(jié)構(gòu)，墻壁裝飾于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯里，建筑物的瓦楞板，門窗結(jié)構(gòu)，墻壁裝飾物等建筑用材。插座、插頭、開關(guān)、電纜、涼鞋、雨衣、玩具、人造革等。物等建筑用材。插座、插頭、開關(guān)

23、、電纜、涼鞋、雨衣、玩具、人造革等。 成型特點(diǎn)：成型特點(diǎn)：聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫。所以必須加入。所以必須加入穩(wěn)定劑和潤滑劑，并嚴(yán)格控制溫度及熔料的滯留時間。穩(wěn)定劑和潤滑劑，并嚴(yán)格控制溫度及熔料的滯留時間。252 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 聚苯乙烯聚苯乙烯(PS)(PS) 基本特性：聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。聚基本特性：聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。聚苯乙烯無色透明、無毒無味，落地時發(fā)出清脆類似金屬的聲音，密度為苯乙烯無色透明、無毒無味，落地時發(fā)出清脆類似金屬的聲音，密度為1.

24、054 1.054 g/cm3g/cm3。熱變形溫度。熱變形溫度70709898，只能在不高的溫度下使用。質(zhì)地硬而脆，有較，只能在不高的溫度下使用。質(zhì)地硬而脆，有較高的熱膨脹系數(shù)高的熱膨脹系數(shù) 主要用途：儀表外殼、燈罩、化學(xué)儀器零件、透明模型等。絕緣材料、主要用途：儀表外殼、燈罩、化學(xué)儀器零件、透明模型等。絕緣材料、接線盒、電池盒等。包裝材料、各種容器、玩具等。接線盒、電池盒等。包裝材料、各種容器、玩具等。 成型特點(diǎn)：流動性和成型性優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋。成型特點(diǎn)：流動性和成型性優(yōu)良，成品率高，但易出現(xiàn)裂紋。262 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 丙烯腈丙烯腈- -丁二烯

25、丁二烯- -苯乙烯共聚物苯乙烯共聚物(ABS)(ABS) 基本特性基本特性: :丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成。具有良好的綜合力學(xué)性能，丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成。具有良好的綜合力學(xué)性能，丙烯腈使丙烯腈使ABSABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度，丁二烯使有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度，丁二烯使ABSABS堅韌，苯乙烯使堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。它有良好的加工性和染色性能。 ABSABS無毒、無味、呈微黃色，塑件光澤好。無毒、無味、呈微黃色，塑件光澤好。密度為密度為1.021.021.05g/cm31.05g/cm3。 主要用途主要用途: :齒輪、泵葉輪、軸承、電機(jī)外殼、儀表殼

26、等。汽車工業(yè)上制造汽齒輪、泵葉輪、軸承、電機(jī)外殼、儀表殼等。汽車工業(yè)上制造汽車擋泥板、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器、小轎車車身等。車擋泥板、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管、加熱器、小轎車車身等。ABSABS還可用來制作水表還可用來制作水表殼、電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體等。殼、電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體等。 成型特點(diǎn)成型特點(diǎn):ABS:ABS在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高。在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高。272 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 聚酰胺聚酰胺(PA(PA）( (尼龍）尼龍） 基本特性基本特性: :無毒、無味，略呈微黃色；無毒、無味，略呈微黃色； 力學(xué)性能好，抗拉、抗

27、壓、耐磨；力學(xué)性能好，抗拉、抗壓、耐磨； 具有良好的消聲效果和自潤滑性；使用溫度具有良好的消聲效果和自潤滑性；使用溫度100100度。度。 主要用途主要用途: :齒輪、泵葉輪、軸承、風(fēng)扇葉片、高壓密封圈、電池箱。齒輪、泵葉輪、軸承、風(fēng)扇葉片、高壓密封圈、電池箱。 成型特點(diǎn)成型特點(diǎn): :熔融粘度低，流動性好，易產(chǎn)生飛邊；易吸潮；收縮率大，穩(wěn)熔融粘度低，流動性好，易產(chǎn)生飛邊；易吸潮；收縮率大，穩(wěn)定性差，易降解。定性差，易降解。282 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA(PMMA）( (有機(jī)玻璃、亞克力）有機(jī)玻璃、亞克力） 基本特性基本特性:

28、:透光性好，易著色，電絕緣性好，化學(xué)穩(wěn)定性好；透光性好，易著色，電絕緣性好，化學(xué)穩(wěn)定性好； 表面硬度低，易擦傷拉毛。表面硬度低，易擦傷拉毛。 主要用途主要用途: :透明器件。透明器件。 成型特點(diǎn)成型特點(diǎn): :流動性中等、易吸濕、注射速度低。流動性中等、易吸濕、注射速度低。292 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 聚碳酸酯聚碳酸酯(PC(PC） 基本特性基本特性: :無色透明，耐熱，抗沖擊；無色透明，耐熱，抗沖擊； 力學(xué)性能好。力學(xué)性能好。 主要用途主要用途: :光碟、眼鏡片、水瓶、防彈玻璃、車頭燈。光碟、眼鏡片、水瓶、防彈玻璃、車頭燈。 成型特點(diǎn)成型特點(diǎn): :易吸濕。易吸濕。30

29、2 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 2 2 常用熱固性塑料常用熱固性塑料 酚醛塑料酚醛塑料 (PF)(PF) 基本特性：脆，呈琥珀玻璃態(tài)；基本特性：脆，呈琥珀玻璃態(tài)； 剛性好，變形小，耐熱耐磨，能在剛性好，變形小，耐熱耐磨，能在150150200200的溫度范圍內(nèi)長期使用。的溫度范圍內(nèi)長期使用。在水潤滑條件下，有極低的摩擦系數(shù)。其電絕緣性能優(yōu)良；在水潤滑條件下，有極低的摩擦系數(shù)。其電絕緣性能優(yōu)良； 缺點(diǎn)是質(zhì)脆，沖擊強(qiáng)度差。缺點(diǎn)是質(zhì)脆，沖擊強(qiáng)度差。 主要用途：齒輪、軸瓦、導(dǎo)向輪、無聲齒輪、軸承及電工結(jié)構(gòu)材料和電主要用途：齒輪、軸瓦、導(dǎo)向輪、無聲齒輪、軸承及電工結(jié)構(gòu)材料和電氣絕緣材

30、料氣絕緣材料 成型特點(diǎn)：成型性能好，特別適用于壓縮成型成型特點(diǎn)：成型性能好，特別適用于壓縮成型312 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 氨基塑料氨基塑料 (UF)(UF) 氨基塑料是由氨基化合物與醛類（主要是甲醛）經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的塑氨基塑料是由氨基化合物與醛類（主要是甲醛）經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的塑料，主要包括脲料，主要包括脲- -甲醛、三聚氰胺甲醛、三聚氰胺- -甲醛等甲醛等 主要用途主要用途: :脲脲- -甲醛塑料甲醛塑料(UF(UF日用品及電氣照明用設(shè)備的零件、電話機(jī)、收日用品及電氣照明用設(shè)備的零件、電話機(jī)、收錄機(jī)、鐘表外殼、開關(guān)插座及電氣絕緣零件。錄機(jī)、鐘表外殼、開關(guān)插座及電

31、氣絕緣零件。 三聚氰胺三聚氰胺- -甲醛塑料甲醛塑料(MF) :(MF) :餐具、航空茶杯及電器開關(guān)、滅弧罩餐具、航空茶杯及電器開關(guān)、滅弧罩及防爆電器的配件。及防爆電器的配件。322 2.1 .1 塑料的塑料的組成和分類組成和分類 3 3 塑料種類的標(biāo)志代碼塑料種類的標(biāo)志代碼“1 1號號”代表聚對苯二甲酸乙二醇酯（代表聚對苯二甲酸乙二醇酯（PETPET，俗稱滌綸樹脂），俗稱滌綸樹脂），常用于制作礦泉水瓶、碳酸飲料瓶。飲料瓶使用時耐熱至常用于制作礦泉水瓶、碳酸飲料瓶。飲料瓶使用時耐熱至7070，只適合裝暖飲或凍飲，裝高溫液體、或加熱則易變形，會有對只適合裝暖飲或凍飲，裝高溫液體、或加熱則易變形，

32、會有對人體有害的物質(zhì)融出。人體有害的物質(zhì)融出。 “2 2號號” ” 代表高密度聚乙烯塑料（代表高密度聚乙烯塑料（HDPEHDPE），多用于制作盛放清），多用于制作盛放清潔用品、沐浴產(chǎn)品的容器。清潔不徹底建議不要循環(huán)使用。潔用品、沐浴產(chǎn)品的容器。清潔不徹底建議不要循環(huán)使用。 “ “3 3號號”代表聚氯乙烯（代表聚氯乙烯（PVCPVC），目前很少用于食品包裝，最好），目前很少用于食品包裝，最好不要購買。不要購買。 “4 4號號”代表低密度聚乙烯塑料（代表低密度聚乙烯塑料（LDPELDPE），為生產(chǎn)保鮮膜、塑料），為生產(chǎn)保鮮膜、塑料膜等常用材料。保鮮膜耐熱性不強(qiáng)，通常，合格的聚乙烯保鮮膜等常用材料。

33、保鮮膜耐熱性不強(qiáng)，通常，合格的聚乙烯保鮮膜在溫度超過膜在溫度超過110110時會出現(xiàn)熱熔現(xiàn)象，留下一些人體無法分解時會出現(xiàn)熱熔現(xiàn)象，留下一些人體無法分解的塑料制劑，因此，應(yīng)避免使用保鮮膜包著食物表面進(jìn)行加熱。的塑料制劑，因此，應(yīng)避免使用保鮮膜包著食物表面進(jìn)行加熱。 “5 5號號”代表聚丙烯（代表聚丙烯（PPPP），用于生產(chǎn)微波爐餐盒。唯一可以放），用于生產(chǎn)微波爐餐盒。唯一可以放進(jìn)微波爐的塑料盒，可在小心清潔后重復(fù)使用。進(jìn)微波爐的塑料盒，可在小心清潔后重復(fù)使用。 “6 6號號”代表聚苯乙烯（代表聚苯乙烯（PSPS），常用于碗裝泡面盒、快餐盒的生），常用于碗裝泡面盒、快餐盒的生產(chǎn)。耐熱、抗寒，但不

34、能放進(jìn)微波爐中，并且不能用于乘裝強(qiáng)產(chǎn)。耐熱、抗寒，但不能放進(jìn)微波爐中，并且不能用于乘裝強(qiáng)酸（如柳橙汁）、強(qiáng)堿性物質(zhì)，會分解出對人體有害的聚苯乙酸（如柳橙汁）、強(qiáng)堿性物質(zhì)，會分解出對人體有害的聚苯乙烯，易致癌。烯，易致癌。 “7 7號號”代表聚碳酸酯（代表聚碳酸酯（PCPC）及其他類。）及其他類。PCPC是被大量使用的一種是被大量使用的一種材料，尤其多用于制造奶瓶、太空杯等。材料，尤其多用于制造奶瓶、太空杯等。 2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能332.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能34一、聚合物的性能一、聚合物的性能 1 1 聚合物的熱力學(xué)性能聚合物的熱力學(xué)

35、性能 聚合物的物理狀態(tài)聚合物的物理狀態(tài) 定義定義：聚合物在不同溫度下所表現(xiàn)出來的分子：聚合物在不同溫度下所表現(xiàn)出來的分子熱運(yùn)動特征稱為聚合物的物理狀態(tài)。熱運(yùn)動特征稱為聚合物的物理狀態(tài)。 熱力學(xué)曲線：聚合物在熱力學(xué)曲線：聚合物在恒應(yīng)力恒應(yīng)力作用下作用下變形量與溫變形量與溫度度的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能35 線性無定型聚合物的熱力學(xué)曲線線性無定型聚合物的熱力學(xué)曲線bgfT Tb b：脆化溫度：脆化溫度T Tg g：玻璃化溫度：玻璃化溫度T Tf f：粘流溫度：粘流溫度T Td d：分解溫度：分解溫度2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性

36、能36玻璃態(tài)：玻璃態(tài)： 溫度范圍：溫度范圍： 。是塑料的使用溫度范圍。是塑料的使用溫度范圍。 分子鏈與鏈段的運(yùn)動被凍結(jié)，當(dāng)施加外力時只能分子鏈與鏈段的運(yùn)動被凍結(jié)，當(dāng)施加外力時只能引起原子間的鍵長與鍵角的微小變化。引起原子間的鍵長與鍵角的微小變化。 特點(diǎn)：形變量小，瞬時完成并具有可逆性。特點(diǎn)：形變量小，瞬時完成并具有可逆性。 物理狀態(tài)：硬而不脆的堅硬固體物理狀態(tài)：硬而不脆的堅硬固體 加工適應(yīng)性：只適用于機(jī)械加工加工適應(yīng)性：只適用于機(jī)械加工bTgT2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能37高彈態(tài)：高彈態(tài)： 溫度范圍：溫度范圍： 。 特點(diǎn)：類似橡膠狀態(tài)的彈性體，變形量大，可逆。特點(diǎn)：類

37、似橡膠狀態(tài)的彈性體，變形量大，可逆。 加工適應(yīng)性：壓力成型、真空成型、中空成型。加工適應(yīng)性：壓力成型、真空成型、中空成型。 成型注意問題：為得到所需形狀和尺寸的塑件，成成型注意問題：為得到所需形狀和尺寸的塑件，成型后需快速冷卻到型后需快速冷卻到 溫度以下。溫度以下。fTgTgT2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能38粘流態(tài)：粘流態(tài)： 溫度范圍：溫度范圍： 。是。是大多數(shù)塑料的成型加工大多數(shù)塑料的成型加工范圍范圍。 分子運(yùn)動特征：分子動能大，增加到使鏈段與整個分子運(yùn)動特征：分子動能大，增加到使鏈段與整個高分子鏈都可移動的程度。塑料成為能流動的粘流液高分子鏈都可移動的程度。塑料成為

38、能流動的粘流液體。體。 特點(diǎn)：變形不具有可逆性，一經(jīng)成型和冷卻后，其特點(diǎn)：變形不具有可逆性，一經(jīng)成型和冷卻后，其形狀保持下來。形狀保持下來。 加工適應(yīng)性：擠出成型、注射成型等。加工適應(yīng)性：擠出成型、注射成型等。 使聚合物達(dá)到粘流態(tài)方法：加熱、加入增塑劑降低使聚合物達(dá)到粘流態(tài)方法：加熱、加入增塑劑降低粘流溫度。粘流溫度。dTfT2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能39 結(jié)晶型聚合物的熱力學(xué)曲線結(jié)晶型聚合物的熱力學(xué)曲線T Tg g：玻璃化溫度：玻璃化溫度T Tm m：熔點(diǎn)溫度：熔點(diǎn)溫度T Tf f：粘流溫度：粘流溫度T Tm mT Tf f稱稱“熔限熔限: :開始熔開始熔化到全部熔

39、化化到全部熔化”2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能40 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 沒有明顯的高彈態(tài)。沒有明顯的高彈態(tài)。 使用溫度范圍較非結(jié)晶型聚合物要高。使用溫度范圍較非結(jié)晶型聚合物要高。 具有一熔點(diǎn)具有一熔點(diǎn) ，結(jié)晶度越高，熔點(diǎn)也越高。，結(jié)晶度越高，熔點(diǎn)也越高。 具有具有“熔限熔限”，隨聚合物的相對分子質(zhì)量增大而變，隨聚合物的相對分子質(zhì)量增大而變寬。寬。mT2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能412 2 聚合物的加工性能聚合物的加工性能 車、銑、刨等車、銑、刨等機(jī)械加工機(jī)械加工吹塑、彎曲吹塑、彎曲等加工等加工注射、注射、擠出、擠出、模壓等模壓等T Tf fT Td d越

40、寬，越寬，成型加工越成型加工越容易容易2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能42狀態(tài)狀態(tài)玻璃態(tài)玻璃態(tài)高彈態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)粘流態(tài)溫度溫度TgTg以下以下TgTfTgTfTfTdTfTd分子狀分子狀態(tài)態(tài)分子糾纏為無規(guī)則分子糾纏為無規(guī)則線團(tuán)或卷曲狀線團(tuán)或卷曲狀分子鏈展開，可鏈分子鏈展開，可鏈段運(yùn)動段運(yùn)動高分子鏈運(yùn)動，彼高分子鏈運(yùn)動，彼此可滑移此可滑移工藝狀工藝狀態(tài)態(tài)堅硬的固體堅硬的固體高彈性固體高彈性固體塑性狀態(tài)或高沾滯塑性狀態(tài)或高沾滯狀態(tài)狀態(tài)可加工可加工工藝工藝可作為結(jié)構(gòu)材料進(jìn)可作為結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行車、銑等機(jī)械加行車、銑等機(jī)械加工工彎曲、吹塑、引伸、彎曲、吹塑、引伸、真空成型、沖壓等，真空

41、成型、沖壓等，內(nèi)應(yīng)力大內(nèi)應(yīng)力大注射、擠出、壓延、注射、擠出、壓延、模壓等，成型后內(nèi)模壓等，成型后內(nèi)應(yīng)立小應(yīng)立小2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能43 3 3 聚合物在成型過程中的物理和化學(xué)變化聚合物在成型過程中的物理和化學(xué)變化 成型過程中聚合物的結(jié)晶成型過程中聚合物的結(jié)晶 結(jié)晶基本概念結(jié)晶基本概念 聚合物在從高溫熔體向低溫固態(tài)轉(zhuǎn)變的過程中，若其分聚合物在從高溫熔體向低溫固態(tài)轉(zhuǎn)變的過程中，若其分子鏈構(gòu)型（結(jié)構(gòu)形態(tài)）形成規(guī)則排列的過程。子鏈構(gòu)型（結(jié)構(gòu)形態(tài)）形成規(guī)則排列的過程。 結(jié)晶特點(diǎn)：結(jié)晶特點(diǎn)：主要表現(xiàn)有：晶體不整齊、結(jié)晶不完全、結(jié)主要表現(xiàn)有：晶體不整齊、結(jié)晶不完全、結(jié)晶速度慢

42、、沒有明顯熔點(diǎn)。晶速度慢、沒有明顯熔點(diǎn)。 結(jié)晶度結(jié)晶度 結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶區(qū)在聚合物中所占的重量百分?jǐn)?shù)。結(jié)晶型聚合物的結(jié)晶區(qū)在聚合物中所占的重量百分?jǐn)?shù)。（大多數(shù)聚合物的結(jié)晶度約為（大多數(shù)聚合物的結(jié)晶度約為10%10%60%60%，但有些也可能達(dá)，但有些也可能達(dá)到很高的數(shù)值，如到很高的數(shù)值，如PPPP的結(jié)晶度達(dá)到的結(jié)晶度達(dá)到70%70%95%95%，HDPEHDPE和和PTFEPTFE的也能超過的也能超過90%90%） 結(jié)晶過程結(jié)晶過程2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能44 影響結(jié)晶的因素影響結(jié)晶的因素 聚合物溫度：聚合物溫度：結(jié)晶速度最大值結(jié)晶速度最大值0.85Tm0.85T

43、m。 熔融溫度、熔融時間：熔融溫度、熔融時間：熔融溫度高、熔融時間長熔融溫度高、熔融時間長，則成型前，則成型前結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞越多，結(jié)晶結(jié)構(gòu)破壞越多，結(jié)晶速度慢結(jié)晶速度慢。 壓力和切應(yīng)力：壓力和切應(yīng)力：增大壓力可使聚合物在高于正常情況下的熔增大壓力可使聚合物在高于正常情況下的熔化溫度發(fā)生結(jié)晶；切應(yīng)力可導(dǎo)致微晶生成，產(chǎn)生均勻的微晶結(jié)化溫度發(fā)生結(jié)晶；切應(yīng)力可導(dǎo)致微晶生成，產(chǎn)生均勻的微晶結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 冷卻速度：冷卻速度：當(dāng)模具溫度當(dāng)模具溫度TcTc接近聚合物最大結(jié)晶溫度接近聚合物最大結(jié)晶溫度TmaxTmax時，時，緩慢冷卻，結(jié)晶度高。緩慢冷卻，結(jié)晶度高。 分子結(jié)構(gòu)：分子結(jié)構(gòu)：聚合物分子結(jié)構(gòu)越簡單、越規(guī)整，

44、結(jié)晶越快，結(jié)聚合物分子結(jié)構(gòu)越簡單、越規(guī)整，結(jié)晶越快，結(jié)晶度越高。同一種聚合物的最大結(jié)晶速率隨相對分子質(zhì)量的增晶度越高。同一種聚合物的最大結(jié)晶速率隨相對分子質(zhì)量的增大而減小。大而減小。 添加劑：添加劑：加入成核劑，有利于結(jié)晶。加入成核劑，有利于結(jié)晶。2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能45 結(jié)晶對塑件性能的影響結(jié)晶對塑件性能的影響 密度：密度：密度隨結(jié)晶度的增大而提高。密度隨結(jié)晶度的增大而提高。 力學(xué)性能：力學(xué)性能：抗拉強(qiáng)度隨結(jié)晶度的增大而提高；沖擊韌性將抗拉強(qiáng)度隨結(jié)晶度的增大而提高；沖擊韌性將下降；彈性模量將減小。下降；彈性模量將減小。 熱性能：熱性能：結(jié)晶有助于提高聚合物的軟

45、化溫度和熱變形溫度結(jié)晶有助于提高聚合物的軟化溫度和熱變形溫度。 翹曲：翹曲：結(jié)晶程度越高，體積收縮越大，因此結(jié)晶態(tài)塑件比結(jié)晶程度越高，體積收縮越大，因此結(jié)晶態(tài)塑件比非結(jié)晶態(tài)塑件更容易因收縮不均而發(fā)生翹曲。非結(jié)晶態(tài)塑件更容易因收縮不均而發(fā)生翹曲。 表面粗糙度和透明度：表面粗糙度和透明度：結(jié)晶后，塑件表面粗糙度將降低，結(jié)晶后，塑件表面粗糙度將降低，而透明度會減小或喪失。而透明度會減小或喪失。2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能46 結(jié)晶型塑料結(jié)晶型塑料有有PEPE、PPPP、PTFEPTFE、POMPOM、PAPA、CPTCPT等等 非結(jié)晶型塑料非結(jié)晶型塑料有有PSPS、PMMAP

46、MMA、PCPC、ABSABS、PSUPSU等等 一般來說，結(jié)晶型塑料是不透明的或半一般來說，結(jié)晶型塑料是不透明的或半透明的，非結(jié)晶型塑料是透明的。透明的，非結(jié)晶型塑料是透明的。 特例：聚特例：聚4-4-甲基戊烯甲基戊烯-1-1為結(jié)晶型塑料卻高度透為結(jié)晶型塑料卻高度透明性；明性；ABSABS為非結(jié)晶型塑料卻不透明。為非結(jié)晶型塑料卻不透明。2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能47 成型結(jié)晶塑料時應(yīng)注意下列問題成型結(jié)晶塑料時應(yīng)注意下列問題 料溫上升到成型溫度所需的熱量多，要用塑化能力大的料溫上升到成型溫度所需的熱量多，要用塑化能力大的設(shè)備設(shè)備 冷凝時放出熱量大，要充分冷卻冷凝時放出

47、熱量大，要充分冷卻 熔態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收縮大，易發(fā)生縮孔、氣熔態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔孔 各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大 結(jié)晶熔點(diǎn)范圍窄，易發(fā)生未熔粉末注入模具或堵塞澆口結(jié)晶熔點(diǎn)范圍窄，易發(fā)生未熔粉末注入模具或堵塞澆口2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能48 成型過程中的取向作用成型過程中的取向作用 取向的概念取向的概念 聚合物大多分子及其鏈段或結(jié)晶聚合物的微晶粒子在應(yīng)力作用聚合物大多分子及其鏈段或結(jié)晶聚合物的微晶粒子在應(yīng)力作用下形成的有序排列叫做取向結(jié)構(gòu)。下形成的有序排列叫做取向結(jié)構(gòu)。 分類分類 按應(yīng)力性質(zhì)不同分按應(yīng)力性質(zhì)不同分

48、拉伸取向拉伸取向由拉應(yīng)力引起，取向方向與拉伸方向一致由拉應(yīng)力引起，取向方向與拉伸方向一致 流動取向流動取向在切應(yīng)力作用下沿著熔體流動方向形成的在切應(yīng)力作用下沿著熔體流動方向形成的 按流動性質(zhì)不同，取向結(jié)構(gòu)可分為按流動性質(zhì)不同，取向結(jié)構(gòu)可分為 單軸取向單軸取向取向結(jié)構(gòu)單元均沿著一個流動方向有序排列取向結(jié)構(gòu)單元均沿著一個流動方向有序排列 多軸取向多軸取向結(jié)構(gòu)單元可沿兩個或兩個以上流動方向有序排列結(jié)構(gòu)單元可沿兩個或兩個以上流動方向有序排列 按結(jié)晶與非結(jié)晶聚合物分按結(jié)晶與非結(jié)晶聚合物分 結(jié)晶取向結(jié)晶取向 非結(jié)晶取向非結(jié)晶取向2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能49 影響取向的因素影響取

49、向的因素 聚合物的結(jié)構(gòu)：聚合物的結(jié)構(gòu)：分子結(jié)構(gòu)越簡單、柔性大，則取向能分子結(jié)構(gòu)越簡單、柔性大，則取向能力大，穩(wěn)定性小力大，穩(wěn)定性小 低分子化合物：低分子化合物：增塑劑、溶劑使聚合物的增塑劑、溶劑使聚合物的TgTg、TfTf降低降低，易于取向。取向時的應(yīng)力和溫度也顯著下降。，易于取向。取向時的應(yīng)力和溫度也顯著下降。 成型溫度：成型溫度：溫度升高，熔體粘度降低、松弛時間短，溫度升高，熔體粘度降低、松弛時間短，有利于取向有利于取向 冷卻溫度：冷卻溫度：2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能50 取向?qū)λ芗阅艿挠绊懭∠驅(qū)λ芗阅艿挠绊?取向?qū)λ芗W(xué)性能的影響取向?qū)λ芗W(xué)性能的影響

50、對單軸取向而言，取向后在取向平行方向的抗拉對單軸取向而言，取向后在取向平行方向的抗拉強(qiáng)度大為增強(qiáng)，而與取向軸垂直方向的抗拉強(qiáng)度則有強(qiáng)度大為增強(qiáng)，而與取向軸垂直方向的抗拉強(qiáng)度則有所減弱；而雙軸取向的薄片或薄膜在平面的任何方向所減弱；而雙軸取向的薄片或薄膜在平面的任何方向上均有較高的抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率和沖擊韌度，抗上均有較高的抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率和沖擊韌度，抗撕裂能力也有所提高。撕裂能力也有所提高。 取向使塑件具有各向異性取向使塑件具有各向異性（在光、熱、電等方面）（在光、熱、電等方面） 2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能51 取向?qū)ζ渌阅艿挠绊懭∠驅(qū)ζ渌阅艿挠绊?聚合物的

51、玻璃化溫度隨取向程度的提高而上升；取聚合物的玻璃化溫度隨取向程度的提高而上升；取向程度越大，回縮或熱收縮越大。向程度越大，回縮或熱收縮越大。 聚合物取向的應(yīng)用：聚合物取向的應(yīng)用：在塑料成型生產(chǎn)中，可以利用在塑料成型生產(chǎn)中，可以利用聚合物的取向來提高塑件的性能，例如吹塑薄膜就是聚合物的取向來提高塑件的性能，例如吹塑薄膜就是利用聚合物雙軸取向原理來提高其性能的，但并不是利用聚合物雙軸取向原理來提高其性能的，但并不是說聚合物取向?qū)λ芗阅芫幸嫣?，在生產(chǎn)厚度較大說聚合物取向?qū)λ芗阅芫幸嫣帲谏a(chǎn)厚度較大的塑件時，就應(yīng)力圖消除取向現(xiàn)象，使塑件不致發(fā)生的塑件時，就應(yīng)力圖消除取向現(xiàn)象，使塑件不致發(fā)生翹

52、曲變形或裂紋，從而保證塑件質(zhì)量。翹曲變形或裂紋，從而保證塑件質(zhì)量。2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能5211未取向區(qū)未取向區(qū) 22高度取向區(qū)高度取向區(qū)33中等取向區(qū)中等取向區(qū)44輕度取向區(qū)輕度取向區(qū) 聚合物熔體從澆口流入模腔時，熔體處于充模的初期階段，聚合物熔體從澆口流入模腔時，熔體處于充模的初期階段，料流呈輻射狀，所以形成料流呈輻射狀，所以形成平面取向平面取向結(jié)構(gòu)。熔體與型腔表壁接觸后，結(jié)構(gòu)。熔體與型腔表壁接觸后，開始實(shí)現(xiàn)充模過程，在這個過程中，先與型腔表壁接觸熔體迅速開始實(shí)現(xiàn)充模過程，在這個過程中，先與型腔表壁接觸熔體迅速冷卻，形成一個冷卻，形成一個來不及取向來不及取向的

53、薄殼，以后的熔體將在薄殼內(nèi)流動。的薄殼，以后的熔體將在薄殼內(nèi)流動。由于薄殼對熔體的摩擦作用，其附近的熔體流動阻力很大，熔體由于薄殼對熔體的摩擦作用，其附近的熔體流動阻力很大，熔體內(nèi)會產(chǎn)生很大的切應(yīng)力，所以大分子能在此處內(nèi)會產(chǎn)生很大的切應(yīng)力，所以大分子能在此處高度取向高度取向。與此同。與此同時，熔體中部所受摩擦最小，切應(yīng)力也不太大，所以大分子一般時，熔體中部所受摩擦最小，切應(yīng)力也不太大，所以大分子一般只能只能輕度取向輕度取向。而在中部熔體與薄殼附近熔體之間的過渡區(qū)中，。而在中部熔體與薄殼附近熔體之間的過渡區(qū)中，大分子大分子取向程度中等取向程度中等。2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的

54、性能53 成型過程中聚合物的降解成型過程中聚合物的降解 概念概念 聚合物大分子主鏈斷裂并導(dǎo)致聚合度降低的過程稱為降解。聚合物大分子主鏈斷裂并導(dǎo)致聚合度降低的過程稱為降解。 降解分類降解分類 熱降解：熱降解：成型中因高溫受熱時間過長引起的降解。成型中因高溫受熱時間過長引起的降解。 易發(fā)生熱降解的塑料：易發(fā)生熱降解的塑料：PVCPVC、PVDCPVDC、POMPOM。 防止方法：控制成型溫度和加熱時間；加入熱穩(wěn)定劑防止方法：控制成型溫度和加熱時間；加入熱穩(wěn)定劑 力降解：力降解：在粉碎、研磨、高速攪拌、混煉、擠壓等工藝中受到剪切在粉碎、研磨、高速攪拌、混煉、擠壓等工藝中受到剪切和拉伸應(yīng)力過大而產(chǎn)生的

55、降解。和拉伸應(yīng)力過大而產(chǎn)生的降解。 影響因素：聚合物的相對分子質(zhì)量、施加的應(yīng)力、溫度、增塑劑影響因素：聚合物的相對分子質(zhì)量、施加的應(yīng)力、溫度、增塑劑 氧化降解：氧化降解：聚合物與氧發(fā)生化學(xué)作用而產(chǎn)生的降解。聚合物與氧發(fā)生化學(xué)作用而產(chǎn)生的降解。 溫度升高，氧化降解速度加快。溫度升高，氧化降解速度加快。 防止方法：加入光穩(wěn)定劑、抗氧劑、防止高溫與氧接觸防止方法：加入光穩(wěn)定劑、抗氧劑、防止高溫與氧接觸 2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能54 水降解：水降解：如果聚合物中含有容易被水解的基團(tuán)或因聚合物被氧化而形如果聚合物中含有容易被水解的基團(tuán)或因聚合物被氧化而形成容易水解的基團(tuán)，在高

56、溫和高壓下成型時，被聚合物的水分分解成容易水解的基團(tuán)，在高溫和高壓下成型時，被聚合物的水分分解，這種現(xiàn)象叫聚合物的水降解。，這種現(xiàn)象叫聚合物的水降解。 防止措施：成型前進(jìn)行干燥處理防止措施：成型前進(jìn)行干燥處理 降解難易程度：熱降解力、氧、水降解其它降解降解難易程度：熱降解力、氧、水降解其它降解 防治防治 嚴(yán)格控制原材料的技術(shù)指標(biāo)和使用合格的原材料嚴(yán)格控制原材料的技術(shù)指標(biāo)和使用合格的原材料 使用前對聚合物進(jìn)行嚴(yán)格的干燥使用前對聚合物進(jìn)行嚴(yán)格的干燥 確定合理的加工工藝和加工條件確定合理的加工工藝和加工條件 使用添加劑使用添加劑注：聚合物降解通常是有害的，但也有例外，如通過機(jī)械降解（輥壓貨注：聚合物

57、降解通常是有害的，但也有例外，如通過機(jī)械降解（輥壓貨共擠）作用使聚合物之間或兩種聚合物的彈體之間進(jìn)行接枝或嵌段共擠）作用使聚合物之間或兩種聚合物的彈體之間進(jìn)行接枝或嵌段聚合物配置共聚物，以改良聚合物性能并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。聚合物配置共聚物，以改良聚合物性能并擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能55 成型過程中聚合物的交聯(lián)成型過程中聚合物的交聯(lián) 概念概念 聚合物從線型結(jié)構(gòu)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)過程稱聚合物從線型結(jié)構(gòu)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)過程稱為交聯(lián)。為交聯(lián)。 交聯(lián)反應(yīng)的種類交聯(lián)反應(yīng)的種類 化學(xué)交聯(lián)：化學(xué)交聯(lián)： 輻射交聯(lián)：輻射交聯(lián)：2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚

58、合物和塑料的性能56 影響交聯(lián)的因素影響交聯(lián)的因素 硬化時間：硬化時間： 欠熟：欠熟：硬化時間短，制品強(qiáng)度、耐熱性、硬化時間短，制品強(qiáng)度、耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性下降；熱膨脹、后收縮、殘余化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性下降；熱膨脹、后收縮、殘余應(yīng)力、塑件應(yīng)力、翹曲變形增大應(yīng)力、塑件應(yīng)力、翹曲變形增大 過熟：過熟：硬化時間長，制品強(qiáng)度降低、脆性硬化時間長，制品強(qiáng)度降低、脆性增大、變色、表面質(zhì)量降低增大、變色、表面質(zhì)量降低 溫度：溫度：溫度升高，交聯(lián)反應(yīng)速度加快溫度升高，交聯(lián)反應(yīng)速度加快 應(yīng)力：應(yīng)力：應(yīng)力增大、交聯(lián)反應(yīng)速度增加應(yīng)力增大、交聯(lián)反應(yīng)速度增加2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能57

59、 二、塑料的工藝性能二、塑料的工藝性能 塑料在成形過程中表現(xiàn)出來的特有性質(zhì)。塑料在成形過程中表現(xiàn)出來的特有性質(zhì)。收縮性收縮性流動性流動性相容性相容性吸濕性吸濕性熱敏性熱敏性熱固性塑料熱固性塑料收縮性收縮性流動性流動性比容和壓縮比比容和壓縮比硬化速度硬化速度水分及揮發(fā)物含量水分及揮發(fā)物含量熱塑性塑料熱塑性塑料2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能581 1 熱塑性塑料的工藝性能熱塑性塑料的工藝性能 收縮性收縮性 概念概念 塑件從模具中取出冷卻到室溫后，尺寸或體積收縮的特性稱為塑件從模具中取出冷卻到室溫后，尺寸或體積收縮的特性稱為收縮性收縮性 表示方法表示方法 成型收縮的大小可用收縮

60、率來表示：成型收縮的大小可用收縮率來表示： %100%100bbcSbbaSjs 式中式中 S Ss s實(shí)際收縮率實(shí)際收縮率 S Sj j 計算收縮率計算收縮率 a a 模具或塑件在成型溫度時的尺寸模具或塑件在成型溫度時的尺寸 b b 塑件在室溫時的尺寸塑件在室溫時的尺寸 c c 模具在室溫時的尺寸模具在室溫時的尺寸2.2 2.2 聚合物和塑料的性能聚合物和塑料的性能59 成型收縮的形式成型收縮的形式 a.a.塑件的線尺寸收縮塑件的線尺寸收縮 產(chǎn)生原因：熱脹冷縮；塑件脫模時彈性恢復(fù)、塑性產(chǎn)生原因：熱脹冷縮；塑件脫模時彈性恢復(fù)、塑性變形變形 b. b.后收縮后收縮 塑件脫模后殘余應(yīng)力釋放引起的收