塑料及塑料管材基礎(chǔ)知識(shí)44張課件

1、塑料及塑料管材基礎(chǔ)知識(shí)高分子材料定義：具有重復(fù)單元的大分子 (CH2-CH2)n分類： 橡膠、塑料和纖維 合成高分子、天然高分子塑料 的定義 塑料是指以樹脂（或在加工過程中用單體直接聚合）為主要成分，以增塑劑、填充劑、潤(rùn)滑劑，著色劑等添加劑為輔助成分，在加工過程中能流動(dòng)成型的材料。塑料主要有以下特性：大多數(shù)塑料質(zhì)輕，化學(xué)穩(wěn)定性好，不會(huì)銹蝕；耐沖擊性好；具有較好的透明性和耐磨耗性；絕緣性好，導(dǎo)熱性低；一般成型性、著色性好，加工成本低；大部分塑料耐熱性差，熱膨脹率大，易燃燒；尺寸穩(wěn)定性差，容易變形；多數(shù)塑料耐低溫性差，低溫下變脆；容易老化；某些塑料易溶于溶劑。 塑料的分類1、按使用特性分類 根據(jù)名

2、種塑料不同的使用特性，通常將塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型。通用塑料：一般指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價(jià)格便宜的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。 工程塑料 ：一般脂能承受一定外力作用，具有良好的機(jī)械性能和耐高、低溫性能，尺寸穩(wěn)定性較好，可以用作工程結(jié)構(gòu)的塑料，如聚酰胺、聚砜等。 特種塑料 2、按理化特性分類根據(jù)各種塑料不同的理化特性，可以把塑料分為熱固性塑料和熱塑料性塑料兩種類型。 熱固性塑料熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。熱固性塑料又分甲醛交聯(lián)型和其他交聯(lián)型兩種類型。 熱塑料性塑料熱塑料性塑料是指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加

3、熱軟化和冷卻硬化的塑料，如聚乙烯、聚四氟乙烯等。熱塑料性塑料又分烴類、含極性基因的乙烯基類、工程類、纖維素類等多種類型。烴類塑料。含極性基因的乙烯基類塑料。熱塑性工程塑料。主要包括聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚砜、聚醚砜、聚酰亞胺、聚苯硫醚等。聚四氟乙烯。改性聚丙烯等也包括在這個(gè)范圍內(nèi)。熱塑性纖維素類塑料。3、按加工方法分類 根據(jù)各種塑料不同的成型方法，可以分為膜壓、層壓、注射、擠出、吹塑、澆鑄塑料和反應(yīng)注射塑料等多種類型。 給排水管材基本知識(shí)分類：三大類：金屬管材、非金屬管材、復(fù)合管材非金屬管材：塑料管材、鋼筋混凝土管材 塑料管材： 鋼筋混凝土管材：抗裂性能

4、好，耐土壤電流侵蝕比金屬管好，抗震性能好，密封性不好管材料PE篇常見的塑料PVC：硬聚氯乙稀(PVC-U) 軟聚氯乙稀(PVC-P) 氯化聚氯乙稀(PVC-C)PE： 低密度（高壓）聚乙烯(PE-LD) 中密度（中壓）聚乙烯(PE-MD) 高密度（低壓）聚乙烯(PE-HD) 線形低密度聚乙烯(PE-LLD) 交聯(lián)聚乙烯(PE-X)PP： 均聚聚丙烯(PP-H)(I型) 共聚（氯化）聚丙烯 嵌段共聚聚丙烯(PP-B)(II型) 無規(guī)共聚聚丙烯(PP-R)(III型)1 ABS塑料 ABS塑料耐熱、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)性能及電性能良好、易于成型和機(jī)械加工設(shè)計(jì)用途由于 ABS塑料具有良好的綜

5、合性能，在制造工業(yè)廣泛地得到應(yīng)用 。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)多用 ABS塑料制造各種電話機(jī)、聽柄、指孔盤、手持話筒、手柄等 或制造計(jì)算機(jī)終端、機(jī)器外殼和各種家用電器產(chǎn)品 2 聚烯烴塑料 化學(xué)穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度不高，表面難于涂裝設(shè)計(jì)用途聚乙烯常用于制造玩具、家用電器、塑料包和塑料薄膜、塑料瓶等，還可作高透明包裝膜、電線護(hù)套層、電纜絕緣護(hù)套等聚乙烯 常用塑料中最輕的一種。耐熱性能良好 設(shè)計(jì)用途用作各種機(jī)械零件，如法蘭、齒輪、接頭、泵葉輪、醫(yī)療器械、把手、千分表盒子、汽車方向盤調(diào)節(jié)蓋及自行車零件聚丙烯 設(shè)計(jì)用途從建筑材料到日常生活用品，均有它的制品 聚氯乙烯 聚氯乙烯著色容易電性能優(yōu)良 管材料分類一、用途上分類

6、：給水管材、排水管材、燃?xì)夤懿牡?二、承壓方式上分類：承壓管道、無壓管道三、從基體樹脂材料分類：聚乙烯復(fù)合管、聚乙烯鋁塑復(fù)合管、聚乙烯鋼帶增強(qiáng)管等聚乙烯PE塑料(聚乙烯)英文名稱:Polyethylene比重:0.94-0.96g/cm3物料性能: 耐腐蝕性,電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,可以氯化,輻照改性,可用玻璃纖維增強(qiáng).低壓聚乙烯的熔點(diǎn),剛性,硬度和強(qiáng)度較高,吸水性小,有良好的電性能和耐輻射性;高壓聚乙烯的柔軟性,伸長(zhǎng)率,沖擊強(qiáng)度和滲透性較好;超高分子量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高,耐疲勞,耐磨.PE-HD 高密度聚乙烯化學(xué)和物理特性:PE-HD的高結(jié)晶度導(dǎo)致了它的高密度，抗張力強(qiáng)度，高溫扭曲溫度

7、，粘性以及化學(xué)穩(wěn)定性?？箾_擊強(qiáng)度較低。PH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制。適用于注塑模的PE-HD分子量分布很窄。密度為0.91 0.925g/cm3，第一類型PE-HD；密度為0.926 0.94g/cm3，為第二類型PE-HD；密度為0.94 0.965g/cm3，為第三類型PE-HD。該材料的流動(dòng)特性很好，MFR為0.1到28之間。分子量越高，PH-LD的流動(dòng)特性越差，但是有更好的抗沖擊強(qiáng)度。PE-HD很容易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開裂現(xiàn)象?？梢酝ㄟ^使用很低流動(dòng)特性的材料以減小內(nèi)部應(yīng)力，從而減輕開裂現(xiàn)象。PE-HD當(dāng)溫度高于60時(shí)很容易在烴類溶劑中溶解，但其抗溶解性比PE-LD還要好一些。

8、PE-LD 低密度聚乙烯(LDPE)典型應(yīng)用范圍: 碗，箱柜，管道聯(lián)接器PE-LD特別適合于使用熱流道模具。 化學(xué)和物理特性:商業(yè)用的PE-LD材料的密度為0.910.94 g/cm3。PE-LD對(duì)氣體和水蒸汽具有滲透性，熱膨脹系數(shù)很高不適合于加工長(zhǎng)期使用的制品。如果PE-LD的密度在0.910.925 g/cm3之間，那么其收縮率在2%5%之間；如果密度在0.9260.94 g/cm3之間，那么其收縮率在1.5%4%之間。當(dāng)前實(shí)際的收縮率還要取決于注塑工藝參數(shù)。PE-LD在室溫下可以抵抗多種溶劑，但是芳香烴和氯化烴溶劑可使其膨脹。同PE-HD類似，PE-LD容易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開裂現(xiàn)象。PE-L

9、LD線性低密度聚乙烯(LLDPE)線性低密度聚乙烯在結(jié)構(gòu)上不同于一般的低密度聚乙烯，因?yàn)椴淮嬖陂L(zhǎng)支鏈。LLDPE的線性度取決于LLDPE和 LDPE的不同生產(chǎn)加工過程。共聚過程生成的LLDPE聚合 物具有比一般LDPE更窄的分子量分布，同時(shí)具有線性結(jié)構(gòu)使其有著不同的 流變特性。LLDPE的熔融流動(dòng)特性適應(yīng)新工藝的要求，特別是用薄膜擠出工藝，可產(chǎn)出高質(zhì)的 LLDPE產(chǎn)品。LLDPE應(yīng)用于聚乙烯所有的傳統(tǒng)市場(chǎng)。增強(qiáng)了抗伸、抗穿透、抗沖擊和 抗撕裂的性能使LLDPE適于作薄膜。 它的優(yōu)異的抗環(huán)境應(yīng)力開裂性，抗低溫沖擊性和抗翹曲性使 LLDPE對(duì)管材、板材擠塑和所有模塑應(yīng)用都有吸引力。 LLDPE最新

10、的應(yīng)用是作為地膜用于廢 渣填埋和廢液池的襯層。應(yīng)用 LLDPE的一些薄膜市場(chǎng)，例如生產(chǎn)袋子、垃圾袋、彈性包裝物、工業(yè)用襯套、巾式襯套和購物袋，這些都是利用改進(jìn)強(qiáng)度和韌性后這種樹脂的優(yōu)點(diǎn)。透明薄膜，例如面包袋，一直由LDPE占統(tǒng)治地位，因?yàn)樗懈玫臐岫?。然而，LLDPE與LDPE的共混物將改進(jìn)強(qiáng)度。抗穿透性和LDPE薄膜的剛度，而不顯著影響薄膜的透明度。注塑和滾塑是LLDPE最大的兩個(gè)模塑應(yīng)用。這種樹脂優(yōu)越的韌性和低溫、沖擊強(qiáng)度理論上適于廢物箱、玩具和冷藏器具。另外，LLDPE的高抗環(huán)境應(yīng)力開裂性使其適用于注塑與油類食品接觸的模塑蓋子，滾塑廢料容器、燃料箱和化學(xué)品槽罐。在管材和電線電纜涂敷層中

11、應(yīng)用的市場(chǎng)較小，在這里L(fēng)LDPE提供的高破裂強(qiáng)度和抗環(huán)境應(yīng)力開裂性可滿足要求。目前， LLDPE的 65 70用于制作薄膜。PE管材特點(diǎn)：LDPE：具有良好的柔韌性。但是，抗壓耐壓強(qiáng)度較 低，所以只能用于低壓力小直徑的管材，它 經(jīng)常被制作成盤管而用于農(nóng)村改水和一些非 長(zhǎng)期使用的場(chǎng)合。HDPE：具有較好的抗壓性能，廣泛應(yīng)用于壓力管領(lǐng) 域（比如給水、供氣、城市排水等）。聚乙烯給水管聚乙烯給水管生產(chǎn)：國(guó)內(nèi)聚乙烯給水管材生產(chǎn)的品種主要有低密度聚乙烯管、高密度聚乙烯管，規(guī)格一般是16160mm，聚乙烯給水管材生產(chǎn)一般都采用單螺桿擠出機(jī)，也有少量采用雙螺桿擠出機(jī)。城市給水管生產(chǎn)都執(zhí)行GB/13663-20

12、00國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。聚乙烯管應(yīng)用：低密度聚乙烯管主要用于農(nóng)村改水工程、電力、電纜保護(hù)、郵電通訊線路保護(hù)及其它領(lǐng)域。高密度聚乙烯給水管主要用于建筑物室內(nèi)外給水系統(tǒng)。目前，國(guó)內(nèi)聚乙烯管用量最多是農(nóng)村改水工程，占整個(gè)聚乙烯管用量的50%左右。鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管塑料埋地排水管按所用材料分為全塑料管和鋼增強(qiáng)塑料管。全塑料管又分為實(shí)壁管和多種結(jié)構(gòu)壁管（如雙壁波紋管等）。鋼增強(qiáng)塑料管也擁有幾種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但主要指鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管（Steel Rein forced Polyethylene Corrugated Pipe，簡(jiǎn)稱“SRPCP”）。目前在塑料埋地排水管領(lǐng)域，中小直徑范圍（800mm以

13、下）的主流產(chǎn)品是PVC、PE及PP雙壁波紋管，大直徑范圍（800mm以上）的主流產(chǎn)品則是鋼帶增強(qiáng)塑料埋地排水管。 聚乙烯燃?xì)夤芫垡蚁┤細(xì)夤苌a(chǎn)是按照GB15558.1燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕懿臉?biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)在生產(chǎn)的聚乙烯燃?xì)夤懿脑陬伾嫌袃煞N，一種為黃色管，一種為帶黃色條的黑色管。埋地排水管塑料埋地排水管按所用材料分為全塑料管和鋼增強(qiáng)塑料管。全塑料管又分為實(shí)壁管和多種結(jié)構(gòu)壁管（如雙壁波紋管等） 雙壁波紋管生產(chǎn)線四川金石東方新材料設(shè)備有限公司鋼帶增強(qiáng)塑料埋地排水管生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備是我國(guó)于2019年獨(dú)立自主開發(fā)成功的，四川金石東方新材料設(shè)備有限公司是參與研發(fā)的單位之一。鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管在我國(guó)誕生以來

14、，就以環(huán)剛度高、材料消耗少及成本低的突出優(yōu)勢(shì)在全國(guó)各地得到迅速推廣。 SRPCP管生產(chǎn)工藝鋼帶增強(qiáng)聚乙烯螺旋波紋管是用連續(xù)鋼帶壓成近似“”形的螺旋鋼肋,再將其纏繞在內(nèi)外兩層熱熔接的聚乙烯間而形成的。其生產(chǎn)工藝由我國(guó)自主開發(fā)，包括6個(gè)步驟：碳素鋼帶預(yù)先進(jìn)行樹脂涂塑，以保證鋼塑粘接；一臺(tái)擠出機(jī)擠出聚乙烯帶料，然后纏繞并熔接成型管材的內(nèi)層；涂塑鋼帶通過成型機(jī)，被壓彎成橫向斷面為“”形、縱向呈螺旋形的鋼肋，然后纏繞并熔接在聚乙烯內(nèi)層之外；另外一臺(tái)擠出機(jī)擠出聚乙烯帶料，然后纏繞并熔接成型管材的外層；通過各部分溫度、壓力和速度的控制保證各層熔接成一個(gè)牢固的整體；進(jìn)行管材連續(xù)性纏繞成型，達(dá)到要求長(zhǎng)度后鋸切。

15、 SRPCP管的結(jié)構(gòu)塑料擠出的基本原理塑料加工業(yè)是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的技術(shù)型產(chǎn)業(yè)。它涉及到高分子化學(xué)，高分子物理，界面理論，塑料機(jī)械，塑料加工模具，配方設(shè)計(jì)原理及工藝控制等方面。擠出理論主要研究塑料在擠出機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況與變化規(guī)律。擠出機(jī)中塑料在一定外力作用下，于不同溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)的高聚物的三種物理狀態(tài)，與螺桿結(jié)構(gòu)，塑料性能，加工條件之間的關(guān)系。從而進(jìn)行合理工藝控制。以達(dá)到提高塑料制品產(chǎn)量與質(zhì)量的目的。塑料高分子材料，在恒定的壓力下受熱時(shí)，于不同溫度范圍內(nèi)，出現(xiàn)玻璃態(tài)，高彈態(tài)，粘流態(tài)三種物理狀態(tài)。一般塑料的成型溫度在粘流溫度以上。 1、擠出成型設(shè)備擠出機(jī)組主機(jī)：熔融塑化物料輔機(jī)：成型并冷卻控制系統(tǒng)：

16、控制主輔機(jī)，保證工藝條件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)擠出機(jī)示意圖：二、擠出成型設(shè)備及主要技術(shù)參數(shù)加料在螺桿中熔融塑化機(jī)頭擠出定型冷卻牽引切割 擠壓系統(tǒng)：螺桿、機(jī)筒。 熔融塑化，并提供壓力 傳動(dòng)系統(tǒng)：電機(jī)、減速裝置等。 驅(qū)動(dòng)螺桿（扭矩和轉(zhuǎn)速） 加熱冷卻系統(tǒng)：保證溫度的要求主機(jī)：口模(成型裝置)：是制品成型的主要成型部件定型裝置：固定形狀尺寸，以及保證制品的光潔度冷卻裝置：充分冷卻防止變形牽引裝置：均勻引出制品，并通過調(diào)整速度而改變尺寸切割裝置：將連續(xù)擠出的制品按照要求裁成一定的長(zhǎng)度堆放或卷取裝置：用來將切成一定長(zhǎng)度的硬制品整齊地堆放，或?qū)④浿破肪砝@成卷輔機(jī)：擠出成型的特點(diǎn)（1）連續(xù)成型，生產(chǎn)量大，生產(chǎn)率高，

17、成本低。（2）塑件截面恒定，形狀簡(jiǎn)單。（3）塑件內(nèi)部組織均衡緊密，尺寸比較穩(wěn)定準(zhǔn)確。 （4）適用性強(qiáng)，除氟塑料以外，幾乎能加工所有熱塑性塑料和部分熱固性塑料。 PE管材的生產(chǎn)線聚乙烯管材生產(chǎn)線： 包括擠出主機(jī)，管材模頭定型裝置、定型模具、冷卻 裝置、牽引裝置、切割裝置、收集裝置等部分。PE管材的生產(chǎn)設(shè)備擠出機(jī)PE管材的加工，最廣泛使用的主機(jī)都是單螺桿擠出機(jī)。 優(yōu)點(diǎn)：提供熱量大（加工溫度主要熱量來源）。 缺點(diǎn)：扭矩低、擠出量低、高產(chǎn)量依賴于大直徑的螺桿。主機(jī)（擠出機(jī)）：螺桿螺桿PE管材的生產(chǎn)工藝模具 一、作用： 1、 物料在模頭里可以得到進(jìn)一步的充分的混合后以均勻的熔體擠出口模。 2、 能提供最

18、恰當(dāng)?shù)奈锪显跈C(jī)頭內(nèi)的停留時(shí)間，停留時(shí)間過短，影響熔融物料的質(zhì)量，過長(zhǎng)則會(huì)促使熔融物料的降解和交聯(lián)，破壞物料原有的物理性能。 3、 能確保物料在機(jī)頭內(nèi)保持較低熔體壓力和擠出穩(wěn)定的平衡。 4、 能確保物料在機(jī)頭內(nèi)維持較低的料溫，以防止物料在機(jī)頭擠出時(shí)產(chǎn)生橫向流動(dòng)和過早地產(chǎn)生氧化效應(yīng)。真空定型裝置 真空定型裝置 一、作用： 直接影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性和管材內(nèi)外表面的質(zhì)量。 二、要求： 1、能提供強(qiáng)力的冷卻能力。 2、具有各種生產(chǎn)條件下的穩(wěn)定的真空度。 3、具有穩(wěn)定的水溫水位控制系統(tǒng)。 4、具有長(zhǎng)期的防腐蝕性能。PE管材的生產(chǎn)設(shè)備定徑套冷卻裝置 冷卻裝置（強(qiáng)力噴淋式冷卻裝置） 特點(diǎn)： 1、能提供環(huán)繞管材的均勻的冷卻能力。 2、能滿足管材足夠的冷卻長(zhǎng)度，使管材通過牽 引機(jī)后不會(huì)破壞管材的圓度。 3、穩(wěn)定的水溫水位控制系統(tǒng)。 塑件的牽引、切割和卷取 塑件從口模擠出后，一般會(huì)因壓力的解除而發(fā)生膨脹現(xiàn)象，而冷卻后又會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，使塑件的形狀和尺寸發(fā)生改變。如果不加以引導(dǎo)，就會(huì)造成塑件停滯，使塑件不能順利擠出。因此，在冷卻的同時(shí)，要連續(xù)均勻地將塑件引出，這