項目一 選擇及分析

緒論1.1塑料及其應(yīng)用1.2塑料模具技術(shù)及其發(fā)展趨勢1.2.1大型、微型及精密塑料模具設(shè)計制造技術(shù)1.2.2模具數(shù)字化設(shè)計制造及企業(yè)信息化管理技術(shù)1.2.3模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高1.2.4模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的集成化是必然趨勢1.1塑料及其應(yīng)用塑料是以樹脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，也稱為高分子聚合物，簡稱高聚物。塑料制品具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性好；有優(yōu)良的電絕緣性能、光學(xué)性能、減摩、耐磨性能和消聲減震性能；又具有良好的可塑性易于成形并且成本低等優(yōu)點，在工業(yè)和日常生活中得到廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代世界上不可缺少的材料。低壓聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料繩以及承載力不高的零件，如齒輪、軸承等；高壓聚乙烯常用于制作塑料薄膜、軟管、塑料瓶以及電氣工業(yè)的絕緣零件和包覆電纜等。聚氯乙烯可用于房屋墻板；可用于防腐管道、管件、輸油管等；可在電氣、電子工業(yè)中用于制造插座、插頭、開關(guān)、電纜；在日常生活中用于制造涼鞋、雨衣、玩具、人造革等。1.1塑料及其應(yīng)用1.1塑料及其應(yīng)用聚苯乙烯的光學(xué)透過性能較好，故在工業(yè)上可制作燈罩、透明容器等；由于具有高頻絕緣性，可用于電氣方面的接線盒、電池盒等；在日用品方面可用于制造包裝材料、家庭用品（餐具、托盤等）。ABS廣泛應(yīng)用于計算機(jī)和機(jī)器殼體，電器設(shè)備、汽車擋泥板等。尼龍由于具有較好的力學(xué)性能，在工業(yè)上廣泛地用來制作軸承、齒輪、輸油管、繩索等零件。酚醛樹脂廣泛用于防腐蝕工程；又可以制作膠粘劑；1.2塑料模具技術(shù)及其發(fā)展趨勢塑料模有著鮮明的時代特色，可歸納為“快、精、多、高”四個特點。所謂“快”，就是市場對產(chǎn)品的更新周期要求越來越短，相應(yīng)要求制模周期快，因而各種快速加工手段大量出現(xiàn)并得到推廣。由于產(chǎn)品的科技含量迅猛發(fā)展，因而對模具的精度要求也越來越高，即模具“精”。品種、規(guī)格“多”,效益“高”是市場經(jīng)濟(jì)的基本追求。塑料模具技術(shù)包括設(shè)計技術(shù)、材料選擇、加工技術(shù)管理及維修技術(shù)等多領(lǐng)域，其發(fā)展趨勢包括以下幾方面:1.2.1大型、微型及精密塑料模具設(shè)計制造技術(shù)該項技術(shù)包含的主要關(guān)鍵技術(shù)有：熱流道技術(shù)及其在精密注塑模具上的合理應(yīng)用；多注射頭塑料封裝模具生產(chǎn)技術(shù)；為1000噸鎖模力以上注塑機(jī)和200噸以上熱壓壓力機(jī)配套的大型塑料模具以及精度達(dá)到0.01mm以上的精密注塑模具生產(chǎn)技術(shù)；多色多材質(zhì)模具生產(chǎn)技術(shù)；金屬與塑料零件組合模生產(chǎn)技術(shù)；不同塑料零件疊層模具生產(chǎn)技術(shù)；高光無痕不需再進(jìn)行塑料件表面加工的注塑模具生產(chǎn)技術(shù)；塑料模模內(nèi)裝配及裝飾技術(shù)和熱壓快速無痕成形技術(shù)；新型塑料和多層復(fù)合材料的成形技術(shù)及模具技術(shù)；氣液等輔助注塑技術(shù)及模具技術(shù)；塑料異型材共擠及高速擠出模具生產(chǎn)技術(shù)等。1.2.1大型、微型及精密塑料模具設(shè)計制造技術(shù)1.2.2模具數(shù)字化設(shè)計制造及企業(yè)信息化管理技術(shù)該項技術(shù)所包含的主要關(guān)鍵技術(shù)有：模具優(yōu)化設(shè)計與CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)，尤其是三維設(shè)計和計算機(jī)仿真模擬分析技術(shù)、模具模塊化、集成化、協(xié)同化設(shè)計技術(shù)；模具企業(yè)ERP、PDM、PLM、MES等信息化管理技術(shù)；快速成型與快速制模技術(shù)；虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及公共服務(wù)平臺的建立等。通過這些關(guān)鍵技術(shù)的突破，可極大地提高模具企業(yè)自主創(chuàng)新能力和市場競爭力，有效提高高技術(shù)含量模具的國內(nèi)市場滿足率，并能大量出口，從而提高我國模具行業(yè)的整體水平及企業(yè)效益。

1.2.2模具數(shù)字化設(shè)計制造及企業(yè)信息化管理技術(shù)1.2.3模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高

我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。為了適應(yīng)模具工業(yè)發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強(qiáng)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進(jìn)一步提高，模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也必將得到發(fā)展。

1.2.4模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的集成化是必然趨勢

國內(nèi)模具制造企業(yè)雖然也采用了CAD/CAM/CAE技術(shù)，但模具的設(shè)計尚未形成成熟的理論指導(dǎo)和設(shè)計體系，各類設(shè)計工具更多的表現(xiàn)為單一學(xué)科的軟件化，其相互集成也是以軟件接口實現(xiàn)的數(shù)據(jù)集成。

模具CAD/CAE/CAM技術(shù)與CE(ConcurrentEngineering)、CAE、CAPP(ComputerAidedProcessPlanning)、PDM(ProductDataManagement)等技術(shù)密切相連，組成一個有機(jī)的整體，建立一個統(tǒng)一的全局模具產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，在模具開發(fā)、模具設(shè)計中，提供全部的信息，使信息共享、交換處理和反饋，它綜合了計算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)集成技術(shù)，并行技術(shù)和管理技術(shù)，最終將發(fā)展成為CIMS(ComputerIntegratedManufactureSystem，計算機(jī)集成制造系統(tǒng))。1.2.4模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的集成化是必然趨勢項目一選擇及分析塑料1.1塑料的組成1.2塑料的分類1.3塑料受熱時的物理狀態(tài)1.4塑料的性能1.5常用塑料學(xué)習(xí)小結(jié)1.1塑料的組成

塑料是指以樹脂為主要成分，加入適量添加劑制成的混合物。塑料在一定溫度和壓力下具有可塑性和流動性，可以用模具成型出具有一定形狀和尺寸的塑件，并且當(dāng)外力解除后，在常溫下仍能保持加工時的形狀和尺寸。塑料原料形狀主要呈粉狀、粒狀或纖維狀，如圖1-2所示。塑料主要由合成樹脂和添加劑組成。下一頁返回1.1塑料的組成

1.樹脂樹脂是一種高分子有機(jī)化合物，其特點是無明顯的熔點，受熱后逐漸軟化，可溶解于有機(jī)溶劑，但不溶解于水。樹脂分天然樹脂和合成樹脂兩種。從松樹分泌出的松香，從熱帶昆蟲分泌物中提取的蟲膠，從石棉中提煉的瀝青等都屬于天然樹脂。天然樹脂不僅在數(shù)量上，而且在性能上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)需要。于是人們根據(jù)天然樹脂的分子結(jié)構(gòu)和特性，用化學(xué)合成的方法制造出了多種合成樹脂。合成樹脂既保留了天然樹脂的優(yōu)點，同時又改善了樹脂成型加工工藝性及使用性能等。因此，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中合成樹脂得到了廣泛應(yīng)用。日前，石油是制取合成樹脂的主要原料。常用的合成樹脂有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛樹脂、氨基樹脂、環(huán)氧樹脂等。上一頁下一頁返回1.1塑料的組成

樹脂的分子結(jié)構(gòu)有3種形式:線型、支鏈型及網(wǎng)狀型，如圖1-3所示。線型即大分子鏈呈線狀結(jié)構(gòu)，在性能上，線型和支鏈型結(jié)構(gòu)具有彈性和塑性，可反復(fù)成型，為熱塑性塑料;網(wǎng)狀型結(jié)構(gòu)脆性大、塑性低，但硬度高，為熱固性塑料。合成樹脂是塑料的主要成分，占40%一100%，決定了塑料的性質(zhì)和種類。2.添加劑在合成樹脂中加入某些添加劑，則可以得到各種性能的塑料品種，一般添加劑在塑料中所占比例較小。上一頁下一頁返回1.1塑料的組成

(1)填充劑填充劑又稱填料，其主要作用兩分為以下兩個方面:一個是增量，增加了塑料質(zhì)量的和體積，同時減少了樹脂的用量，降低了成本;另一個是改性，樹脂中加入填充劑后，改變了樹脂分子間的結(jié)構(gòu)，增加了原來不具有的性能。如在酚醛樹脂中加入木粉后，既克服了它的脆性，又降低了成本;在聚乙烯、聚氯乙烯等樹脂中加入鈣質(zhì)填充劑后，就可成為剛性強(qiáng)、耐熱性好、價格低廉的鈣塑料;尼龍、聚甲醛等樹脂中加入二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯后，其耐磨性、抗水性、耐熱性、硬度及機(jī)械強(qiáng)度等均會得到改善。用玻璃纖維作為塑料填充劑，能使塑料的機(jī)械強(qiáng)度大幅度地提高。

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對填充劑的一般要求為:易被樹脂浸潤，與樹脂有很好的載附性，本身性質(zhì)穩(wěn)定，價格便宜，來源豐富。填充劑按其形態(tài)分為粉狀、纖維狀和片狀3種。常用的粉狀填充劑有木料、大理石粉、滑石粉、石墨粉、金屬粉等;纖維狀填充劑有石棉纖維、玻璃纖維、碳纖維、金屬須等;片狀填充劑有紙張、麻布、石棉布、玻璃布等。上一頁下一頁返回1.1塑料的組成

(2)增塑劑增塑劑是指能改善樹脂成型時的流動性和提高塑件柔順性的添加劑，其作用是降低聚合物分子之間的作用力。如普通聚氯乙烯只能制成硬聚氯乙烯塑件，加入適量增塑劑后，可以制成軟聚氯乙烯薄膜或人造革。對增塑劑的要求為:與樹脂有較好的相溶性，性能穩(wěn)定，揮發(fā)性小;不降低塑件的主要性能，無毒、無害、成本低。常用的增塑劑有酸酯類、磷酸酯類和氯化石蠟等。增塑劑的使用應(yīng)適量，過多會降低塑件的力學(xué)性能和耐熱性能。上一頁下一頁返回1.1塑料的組成

(3)穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑是指能阻緩塑料變質(zhì)的物質(zhì)。其目的是阻止或抑制樹脂受熱、光、氧和霉菌等外界因素作用而發(fā)生質(zhì)量變異和性能下降。對穩(wěn)定劑的要求為:能耐水、耐油、耐化學(xué)藥品，并能與樹脂相溶;在成型過程中不分解、揮發(fā)小、無色。常用的穩(wěn)定劑有硬脂酸鹽、鉛的化合物及環(huán)氧化合物等。

(4)固化劑固化劑主要用于熱固性塑料。固化劑的作用為:在熱固性塑料成型時，使其原來的線性分子結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀型分子結(jié)構(gòu)，加速硬化過程，故又稱為硬化劑。如在酚醛樹脂中加入六亞甲基四胺，在環(huán)氧樹脂中加入乙二胺、順丁烯二酸醉等固化劑，均可使塑料成型為堅硬的塑件。上一頁下一頁返回1.1塑料的組成（5）著色劑在塑料中加入著色劑主要是起美觀和裝飾作用。對著色劑的要求為:性能穩(wěn)定，不易變色，不與其他成分(增塑劑、穩(wěn)定劑等)起化學(xué)反應(yīng)，著色力強(qiáng);與樹脂有很好的相溶性。日常生活用塑件應(yīng)注意選用無毒、無臭、防遷移的著色劑。有些著色劑兼有其他作用，如本色聚甲醛塑料用炭黑著色后可防止光老化;聚氯乙烯用二鹽基性亞磷酸鉛等顏料著色后，可避免紫外線的射入，對樹脂起著屏蔽作用，因此，它們可提高塑料的穩(wěn)定性。在塑料中加入金屬絮片、珠光色料、磷光色料或熒光色料時，可使塑件獲得特殊的光學(xué)性能。上一頁下一頁返回1.1塑料的組成

6)潤滑劑潤滑劑是一種能防止塑料在成型過程中黏模，減少塑料對模具的摩擦，改善塑料的流動性，提高塑件表面的光澤度而加入的添加劑。潤滑劑的用量通常小于1%，常用的潤滑劑有硬脂酸、石蠟、金屬皂類等。塑料添加劑除上述幾種外，還有發(fā)泡劑、阻燃劑、防靜電劑、導(dǎo)電劑和導(dǎo)磁劑等，可根據(jù)塑件的需要選擇適當(dāng)?shù)奶砑觿?。上一頁返?.2塑料的分類

塑料的種類很多，大約有300種，常用的塑料也有幾十種，而且每一種塑料又有多種牌號，為了便于識別和使用，需要用不同方法對其進(jìn)行分類。1.按成型結(jié)構(gòu)和性能分類按塑料中合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及熱性能的不同，可分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。表1-1列出常用的熱固性塑料和熱塑性塑料漢語名稱和英文代號。下一頁返回1.2塑料的分類

(1)熱塑性塑料這類塑料的合成樹脂都是線型或帶有支鏈型結(jié)構(gòu)的聚合物。在一定的溫度下受熱就會變軟，成為可流動的熔體，在此狀態(tài)下具有可塑性?？伤苤瞥尚椭破?，冷卻后保持既得的形狀;如再加熱，又可變軟塑制成另一形狀，可以如此反復(fù)進(jìn)行。塑件是冷卻固化后的成型制品。熱塑性塑料在成型加工過程中，一般只有物理變化，因而其變化過程是可逆的，在塑料加工中產(chǎn)生的邊角料及廢品可以回收再利用。上一頁下一頁返回1.2塑料的分類

熱塑性塑料按固化時分子鏈排列的幾何特征不同，又可分為結(jié)晶型塑料和非結(jié)晶型塑料兩種。結(jié)晶型塑料分子鏈排列整齊、穩(wěn)定、緊密，具有較高的強(qiáng)度、硬度、剛度，耐熱、耐化學(xué)腐蝕，不透明，但與鏈運動有關(guān)的彈性、伸長率和沖擊強(qiáng)度不是很高;而非結(jié)晶型塑料分子鏈排列則雜亂無章，相關(guān)性能與結(jié)晶型塑料正好相反。常見的結(jié)晶型塑料有聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),聚甲醛(POM),聚酞胺(PA6,PA66),PET,PBT等。上一頁下一頁返回1.2塑料的分類

(2)熱固性塑料這類塑料的合成樹脂是帶有線型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。在加熱之初，因分子呈線型結(jié)構(gòu)，具有可熔性和可塑性，可塑制成一定形狀的制品。但當(dāng)加熱溫度達(dá)到一定程度后，分子呈現(xiàn)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，樹脂變成了不熔的線型結(jié)構(gòu)，此時即使再加熱到接近分解的溫度，一也不再軟化。塑件是加熱固化，在加熱過程中，既有物理變化一也有化學(xué)變化，因而其變化過程是不可逆的，廢料不可回收利用。上一頁下一頁返回1.2塑料的分類

2.按塑料的應(yīng)用范圍分類

(1)通用塑料通用塑料指產(chǎn)量大、成型性好、價格低、用途廣，常作為非結(jié)構(gòu)材料使用的塑料。聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料合稱6大通用塑料。它們構(gòu)成了塑料工業(yè)的主體，占塑料總生產(chǎn)量的75%以上。

(2)工程塑料工程塑料指具有優(yōu)良的力學(xué)性能和較寬溫度范圍內(nèi)的尺寸穩(wěn)定性，同時還具有耐磨、耐腐蝕、自潤滑等綜合性能，能在一定程度上代替金屬作為工程結(jié)構(gòu)材料使用的塑料。上一頁下一頁返回1.2塑料的分類

常用的工程塑料包括聚酞胺(PA),聚碳酸酯(PC),聚甲醛(POM),聚苯醚(PPO)、聚砜(PSF),ABS塑料、聚四氟乙烯(PTFE)等。

(3)特殊塑料特種塑料是指具有某種特殊性能、適用于某些特殊用途的塑料，如氟塑料、聚酞亞胺塑料、有機(jī)硅樹脂、環(huán)氧樹脂等，它們常用于導(dǎo)電、導(dǎo)磁、感光、防輻射等場合，有的具有耐摩擦、耐磨損的特殊性能。這類塑料產(chǎn)量小、價格高，但性能優(yōu)異。上一頁返回1.3塑料受熱時的物理狀態(tài)

塑料在受熱時的物理狀態(tài)對塑料的成型加工有著非常重要的意義，不同類型的塑料在受熱時會表現(xiàn)出不同的物理狀態(tài)。1.熱塑性塑料受熱時的物理狀態(tài)熱塑性塑料在恒定的壓力下，隨著溫度變化，塑料會表現(xiàn)出3個物理狀態(tài)體和2個轉(zhuǎn)變。圖1-4所示為線型無定型聚合物和完全線型結(jié)晶型聚合物受恒定壓力時變形程度與溫度關(guān)系的曲線，也稱熱力學(xué)曲線。下一頁返回1.3塑料受熱時的物理狀態(tài)

在圖1-4中，Tb為聚合物的脆化溫度，是聚合物保持高分子力學(xué)特性的最低溫度;Ta為玻璃化溫度，是聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)(或相反)的臨界溫度;Tf為黏流溫度，是無定型聚合物從高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轲ち鲬B(tài)(或相反)的臨界溫度;Tm為熔點，是結(jié)晶型聚合物由晶體態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿廴趹B(tài)(或相反)的臨界溫度;Td為熱分解溫度，是聚合物在加熱到一定溫度時高分子主鏈發(fā)生斷裂并開始分解的臨界溫度。上一頁下一頁返回1.3塑料受熱時的物理狀態(tài)(1)玻璃態(tài)聚合物處于溫度T0以下的狀態(tài)，曲線基本是水平的，變形程度小，并且是可逆的，彈性模量較高，聚合物呈現(xiàn)剛性固體狀，聚合物受力變形符合胡克定律，應(yīng)力和應(yīng)變成正比。處于玻璃態(tài)的聚合物可作為結(jié)構(gòu)材料，能進(jìn)行車、銑、鋸、削、刨等機(jī)械加工。多數(shù)聚合物的溫度都高于室溫，只有極少數(shù)聚合物溫度低于室溫，如高密度聚乙烯玻璃化溫度為-8000C，玻璃態(tài)是大多數(shù)聚合物的使用狀態(tài)。Ta是大多數(shù)聚合物使用溫度的上限，而Tb是使用溫度的下限。當(dāng)溫度低于Tb時，聚合物在很小的外力作用下就會發(fā)生斷裂，無使用價值。從聚合物的使用角度來看，Tb和Ta之間的范圍顯然越寬越好。常溫下，玻璃態(tài)的典型材料是有機(jī)玻璃。上一頁下一頁返回1.3塑料受熱時的物理狀態(tài)(2)高彈態(tài)

當(dāng)聚合物受熱溫度超過Ta時(Ta~Tf)，曲線開始急劇變化，聚合物進(jìn)入柔軟而富有彈性的高彈狀。變形能力顯著增大，彈性模量顯著降低，但變形仍然具有可逆性。在高彈態(tài)狀態(tài)下，可進(jìn)行彎曲、吹塑、真空成型拉伸、沖壓等成型加工，成型后會產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。進(jìn)行上述成型加工時，應(yīng)考慮到高彈態(tài)具有的可逆性，由于高彈態(tài)形變比普彈形變大1萬倍左右，且屬于與時間有依賴性的可逆形變。因此，必須將成型后的塑件迅速冷卻到Ta以下，以保證得到符合產(chǎn)品質(zhì)量要求的塑件。常溫下，高彈態(tài)的典型材料是橡膠。上一頁下一頁返回1.3塑料受熱時的物理狀態(tài)

(3)黏流態(tài)當(dāng)聚合物受熱溫度超過Tf時，分子熱運動能量進(jìn)一步增大，直至能解開分子鏈間的纏結(jié)而發(fā)生整體大分子的滑移，變形迅速擴(kuò)展，聚合物開始有明顯的流動，聚合物開始進(jìn)入黏流態(tài)變成液體，具有了流動性，通常稱為熔體。在這種狀態(tài)下聚合物的變形不具有可逆性，一經(jīng)成型和冷卻后，其形狀就能永久保持下來。

Tf是塑料成型加工的最低溫度，在這種黏流狀態(tài)下，聚合物熔體形變在不太大的外力作用下就能引起宏觀流動，可進(jìn)行注射、擠出、壓注、紡絲等成型加工，成型后內(nèi)應(yīng)力較小。上一頁下一頁返回1.3塑料受熱時的物理狀態(tài)

增高溫度將使塑料的黏度大大降低，流動性增大，有利于塑料熔體充型，但不適當(dāng)?shù)脑龃罅鲃尤菀讓?dǎo)致如注射成型過程中的溢料、擠出成型塑件形狀的扭曲、收縮和紡絲過程中纖維的毛細(xì)斷裂等現(xiàn)象。當(dāng)溫度升高到分解溫度Td附近時還會引起聚合物分解，以致降低塑件的物理力學(xué)性能或引起外觀不良等大時，聚缺陷。因此，Tf和Td可用來衡量聚合物的成型性能，溫度區(qū)間合物熔體的熱穩(wěn)定性好，可在較寬的溫度范圍內(nèi)變形和流動，不易發(fā)生熱分解。Tf和Td都是聚合物材料進(jìn)行成型加工的重要參考溫度。常溫下，黏流態(tài)的典型材料是熔融樹脂(如膠鉆劑)。上一頁下一頁返回1.3塑料受熱時的物理狀態(tài)

2.熱固性塑料的受熱時的物理狀態(tài)與線型無定型聚合物的熱力學(xué)曲線相比較，完全線型結(jié)晶型聚合物的熱力學(xué)曲線通常無明顯的高彈態(tài)，說明完全結(jié)晶的聚合物不存在高彈態(tài)。在高彈態(tài)溫度下一也不會有明顯的彈性變形，但結(jié)晶型聚合物一般不可能完全結(jié)晶，都含有非結(jié)晶的部分，所以，它們在高彈態(tài)溫度階段仍能產(chǎn)生一定程度的變形，只不過比較小而已。因此，對線型結(jié)晶型聚合物，可在玻璃化溫度至熔點溫度之間的區(qū)間內(nèi)進(jìn)行薄膜吹塑和纖維拉伸。上一頁下一頁返回1.3塑料受熱時的物理狀態(tài)

完全線型結(jié)晶型聚合物的Tf對應(yīng)的溫度為熔點溫度Tm，是線型結(jié)晶型聚合物熔融或凝固的臨界溫度。由于其熔點很高，甚至高于其分解溫度，所以，不能采用一般的成型加工方法，如四氟乙烯塑件就是采用高溫?zé)Y(jié)法制成的。線型結(jié)晶型聚合物可在脆化溫度和熔點之間使用，使用溫度范圍較寬，耐熱性能好。上一頁返回1.4塑料的性能

塑料的性能包括使用性能和工藝性能，使用性能體現(xiàn)了塑料的使用價值，工藝能體現(xiàn)了塑料的成型特性。下一頁返回1.4塑料的性能

1.塑料的使用性能塑料的使用性能指塑料制品在實際使用中需要的性能，主要有物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能、熱性能和電性能等。這些性能都可以用一定的指標(biāo)衡量并可通過一定的試驗方法測得。

(1)物理性能塑料的物理性能主要有密度、表觀密度、透濕性、吸水性、透明性、透光性等。密度是指單位體積塑料的質(zhì)量，而表觀密度是指單位體積的試驗材料包括空隙在內(nèi)的質(zhì)量。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

透濕性是指塑料透過蒸氣的性質(zhì)，它可用透濕系數(shù)表示。透濕系數(shù)是在一定溫度下，試樣在兩側(cè)單位壓力不同的情況下，單位時間內(nèi)在單位面積上通過的蒸氣量與試樣厚度的乘積。吸水性是指塑料吸收水分的性質(zhì)，它可用吸水率表示。吸水率是指在一定溫度下，把塑料放在水中浸泡一定時間后質(zhì)量增加的百分率。透明性是指塑料透過可見光的性質(zhì)，它可用透光率來表示。透光率是指透過塑料的光通量與其入射光通量的百分率。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

(2)化學(xué)性能塑料的化學(xué)性能有耐化學(xué)性、耐老化性、耐候性、光穩(wěn)定性、抗霉性等。耐化學(xué)性是指塑料耐酸、堿、鹽、溶劑和其他化學(xué)物質(zhì)的能力。耐老化性是指塑料暴露于自然環(huán)境中或人工環(huán)境下，隨著時間推移而不產(chǎn)生化學(xué)結(jié)構(gòu)變化，從而保持其性能的能力。耐候性是指塑料暴露在日光、冷熱、風(fēng)雨等氣候條件下，保持其性能的性質(zhì)。光穩(wěn)定性是指塑料在日光或紫外線照射下，抵抗褪色、變黑或降解等的能力?？姑剐允侵杆芰蠈γ咕牡挚鼓芰?。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

(3)力學(xué)性能塑料的力學(xué)性能主要有抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、斷后伸長率、沖擊韌度、疲勞強(qiáng)度、摩擦因數(shù)及磨耗、硬度等。與金屬相比，塑料的強(qiáng)度和剛度絕對值都比較小。未增強(qiáng)的塑料、通用塑料的抗拉強(qiáng)度一般為20~50MPa;工程塑料一般為50~80MPa，很少有超過100MPa的塑料品種。經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后，許多工程塑料的抗拉強(qiáng)度可以達(dá)到或超過150MPa，但仍明顯低于金屬材料。如碳鋼的抗拉強(qiáng)度上限可達(dá)1300MPa，高強(qiáng)度鋼可達(dá)1860MPa,鋁合金可達(dá)165~620MPa。但由于塑料密度小，其比強(qiáng)度和比剛度都高于金屬材料。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

(4)熱性能塑料的熱性能主要是線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率、玻璃化溫度、耐熱性、耐烘性、熱變形溫度、熱穩(wěn)定性、熱分解溫度、耐燃性、比熱容等。耐熱性是指塑料在外力作用下，受熱而不變形的性質(zhì)，它可用熱變形溫度或馬丁耐熱溫度來度量。熱穩(wěn)定性是指高分子化合物在加工或使用過程中受熱而不分解變質(zhì)的性質(zhì)。熱分解溫度是高分子化合物在受熱時發(fā)生分解的溫度。耐燃性是指塑料接觸火焰時，抵制燃燒或離開火焰時阻礙繼續(xù)燃燒的能力。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

(5)電性能塑料的電性能主要有介電常數(shù)、介電強(qiáng)度、耐電弧性等。介電常數(shù)是以絕緣材料(塑料)為介質(zhì)與以真空為介質(zhì)制成的同尺寸電容器的電容量之比;介電強(qiáng)度是指塑料抵抗電擊穿能力的量度，其值為塑料擊穿電壓值與試樣厚度之比，單位為kV/mm。耐電弧性是塑料抵抗由于高壓電弧作用而引起變質(zhì)的能力，通常用電弧焰在塑料表面引起碳化導(dǎo)致表面導(dǎo)電所需的時間來表示。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

2.塑料的工藝性能塑料與成型工藝、成型質(zhì)量有關(guān)的各種性能，統(tǒng)稱為塑料的工藝性能，了解和掌握塑料的工藝性能，直接關(guān)系到塑料能否順利成型和塑件質(zhì)量，同時也影響著模具的設(shè)計要求。下面分別介紹熱塑性塑料和熱固性塑料成型的主要工藝性能和要求。

(1)熱塑性塑料的工藝性能熱塑性塑料的成型工藝性能除了熱力學(xué)性、結(jié)晶性、取向性外，還有收縮性、流動性、熱敏性、水敏性、吸濕性、相容性等。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

①收縮性。塑料通常是在高溫熔融狀態(tài)下充滿模具型腔而成型，當(dāng)塑件從塑模中取出冷卻到室溫后，其尺寸會比原來在塑模中的尺寸縮小，這種特性稱為收縮性。它可用單位長度塑件收縮量的百分?jǐn)?shù)來表示，即收縮率。由于這種收縮不僅是塑件本身的熱脹冷縮造成的，而且還與各種成型工藝條件及模具因素有關(guān)，因此，成型后塑件的收縮稱為成型收縮。一般可以通過調(diào)整工藝參數(shù)或修改模具結(jié)構(gòu)，以縮小或改變塑件尺寸的變化情況。成型收縮分為尺寸收縮和后收縮兩種形式，而且兩種形式都具有方向性。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

a.尺寸收縮。由于塑件的熱脹冷縮以及塑件內(nèi)部的物理化學(xué)變化等原因，導(dǎo)致塑件脫模冷卻到室溫后發(fā)生的尺寸縮小現(xiàn)象，因此在設(shè)計模具的成型零部件時必須考慮通過模具設(shè)計對它進(jìn)行補(bǔ)償，避免塑件尺寸出現(xiàn)偏差。

b.后收縮。塑件成型時，因其內(nèi)部物理、化學(xué)及力學(xué)變化等因素會產(chǎn)生一系列應(yīng)力，塑件成型固化后存在殘余應(yīng)力。塑件脫模后，因各種殘余應(yīng)力的作用將會使塑件尺寸產(chǎn)生再次縮小的現(xiàn)象稱為塑件的后收縮。通常，一般塑件脫模后10h內(nèi)的后收縮較大;24h后基本定型，但要達(dá)到最終定型，則需要很長時間，一般熱塑性塑料的后收縮大于熱固性塑料。注射和壓注成型的塑件收縮大于壓縮成型塑件。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

為穩(wěn)定塑件成型后的尺寸，有時根據(jù)塑料的性能及工藝要求，塑件在成型后需要進(jìn)行熱處理，熱處理后也會導(dǎo)致塑件的尺寸發(fā)生收縮，稱為后處理收縮。在對高精度塑件的模具設(shè)計時應(yīng)補(bǔ)償后收縮和后處理收縮產(chǎn)生的誤差。

c.塑件收縮的方向性。塑料在成型過程中高分子沿流動方向的取向效應(yīng)會導(dǎo)致塑件的各向異性，塑件的收縮必然會因方向的不同而改變。通常沿料流的方向收縮大、強(qiáng)度高，而與料流垂直的方向收縮小、強(qiáng)度低。同時，由于塑件各個部位添加劑分布不均勻，密度不均勻，故收縮也不均勻。從而塑件收縮時會產(chǎn)生收縮差，容易造成塑件翹曲、變形以至開裂。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

塑件成型收縮率分為實際收縮率與計算收縮率。實際收縮率表示模具或塑件在成型溫度的尺寸與塑件在常溫下的尺寸之間的差別;計算收縮率則表示在常溫下模具的尺寸與塑件的尺寸之間的差別。計算公式如下上一頁下一頁返回1.4塑料的性能式中S′—實際收縮率;S—計算收縮率;Lc—塑件或模具在成型溫度下的尺寸;Ls—塑件在常溫下的尺寸;Lm—模具在常溫下的尺寸。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

因?qū)嶋H收縮率與計算收縮率數(shù)值相差很小，所以，在普通中、小模具設(shè)計時常采用計算收縮率來計算型腔及型芯等的尺寸。而對大型、精密模具設(shè)計時，一般采用實際收縮率來計算型腔及型芯等的尺寸。在實際成型時，不同塑料品種其收縮率不同，而且在同一品種塑料中的批號也可不同，甚至同一塑件的不同部位的收縮值也會不同。影響收縮率變化的主要因素有4個方面。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

a.塑料的品種。各種塑料都有其各自的收縮率范圍，即便是同一種塑料由于相對分子質(zhì)量、填料及配比等不同，則其收縮率及各向異性一也各不相同。

b.塑件結(jié)構(gòu)。塑件的形狀、尺寸、壁厚、有無嵌件、嵌件數(shù)量及布局等，對收縮率有很大影響。一般塑件壁厚越大收縮率越大，形狀復(fù)雜的塑件小于形狀簡單的塑件的收縮率，有嵌件的塑件因嵌件阻礙和激冷一也會使其收縮率減小。

c.模具結(jié)構(gòu)。塑模的分型面、加壓方向及澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、布局及尺寸等，直接影響料流方向、密度分布、保壓補(bǔ)縮作用及成型時間，對收縮率及方向性影響很大，尤其是擠出和注射成型更為突出。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

d.成型工藝條件。模具的溫度、注射壓力、保壓時間等成型條件對塑件收縮其體積變化大，其收縮更大，模具溫度分布是否均勻也直接影響塑件各部分收縮量的大小和方向性。注射壓力高，熔料黏度小，則脫模后彈性恢復(fù)大，收縮量小。保壓時間長則收縮小，但方向性明顯。由于收縮率不是一個固定值，而是在一定范圍內(nèi)波動，而收縮率的變化會引起塑件尺寸變化。因此，在模具設(shè)計時應(yīng)根據(jù)塑料的收縮范圍、塑件壁厚、形狀、進(jìn)料口形式、尺寸、位置成型因素等綜合考慮確定塑件各部位的收縮率。對精度高的塑件應(yīng)選取收縮率波動范圍小的塑料，并留有修模余地，試模后逐步修正模具，以達(dá)到塑件尺寸及精度要求。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

②流動性。在成型過程中，塑料熔體在一定的溫度和壓力下充填模具型腔的能力稱為塑料的流動性。塑料流動性的好壞，在很大程度上直接影響成型工藝的參數(shù)，如成型溫度、壓力、周期、模具澆注系統(tǒng)的尺寸及其他結(jié)構(gòu)參數(shù)。在設(shè)計塑件大小和壁厚時，也要考慮流動性的影響。流動性的大小與塑料的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，具有線型分子而沒有或很少有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的樹脂流動性大。塑料中加入填料，會降低樹脂的流動性，而加入增塑劑或潤滑劑，則可增加塑料的流動性。塑件合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計也可以改善流動性，例如，在流道和塑件的拐角處采用圓角結(jié)構(gòu)可改善熔體的流動性。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

塑料的流動性對塑件質(zhì)量、模具設(shè)計以及成型工藝影響很大，流動性差的塑料，不容易充滿型腔，易產(chǎn)生缺料或熔接痕等缺陷，因此，需要較大的成型壓力才能成型。相反，流動性好的塑料，可以用較小的成型壓力使其充滿型腔。但流動性過好，會在成型時產(chǎn)生嚴(yán)重的溢料飛邊。因此，在塑件成型過程中，選用塑件材料時，應(yīng)根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸及成型方法來選擇適當(dāng)流動性的塑料，以獲得滿意的塑件。此外，模具設(shè)計時應(yīng)根據(jù)塑料流動性來考慮分型面、澆注系統(tǒng)及進(jìn)料方向，設(shè)定成型溫度一也應(yīng)考慮塑料的流動性。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

塑料流動性的測定應(yīng)采用統(tǒng)一的方法，對熱塑性塑料通常有熔融指數(shù)測定法和螺旋線長度試驗法。熔融指數(shù)測定法是將被測塑料裝入如圖1-5所示的標(biāo)準(zhǔn)裝置內(nèi)，在一定溫度和負(fù)荷下，其熔體在10min內(nèi)通過標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管(直徑為2.09mm的出料孔)的質(zhì)量，該值稱為熔融指數(shù)。它是反映塑料在熔融狀態(tài)下流動性的一個量值，熔融指數(shù)越大，則流動性越好。熔融指數(shù)的單位為g/10min，通常以MI表示。圖1一5為熔體流動速率測試儀。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

按照模具設(shè)計要求，熱塑性塑料的流動性可分為3類。

a.流動性好的塑料。如聚酰胺、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素和聚甲基戊烯等。

b.流動性中等的塑料。如改性聚苯乙烯、ABS,AS,聚甲基乙烯酸甲酯、聚甲醛和氯化聚醚等。

c.流動性差的塑料。如聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚礬、聚芳颯和氟塑料等。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

塑料流動性的影響因素主要有以下幾種。

a.溫度。料溫高，則塑料流動性增大，但料溫對不同塑料的流動性影響各有差異，聚苯乙烯、聚丙烯、聚酞胺、聚甲基丙烯酸甲酯,ABS,AS,聚碳酸酯、醋酸纖維素等塑料流動性受溫度變化的影響較大;而聚乙烯、聚甲醛的流動性受溫度變化的影響較小。

b.壓力。注射壓力增大，則熔料受剪切作用增大，流動性也增大，尤其是聚乙烯、聚甲醛對壓力變化十分敏感。但過高的壓力會使塑件產(chǎn)生應(yīng)力，并且會降低熔體黏度，形成飛邊。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

c.模具結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)的形式、尺寸、布置、型腔表面粗糙度、澆道截面厚度、型腔形式、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計、熔料流動阻力等因素都直接影響熔料的流動性。增加促使熔料溫度降低，流動阻力增大的因素(如塑件壁厚太薄，轉(zhuǎn)角處采用尖角等)，塑件的流動性就會降低。表1-2列出了成型方法與適宜的熔融指數(shù)。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

③熱敏性。各種塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)在熱量作用下均有可能發(fā)生變化，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)生熱降解、熱分解、變色的特性，這種對熱量的敏感程度稱為塑料的熱敏性。)

熱敏性很強(qiáng)的塑料(即熱穩(wěn)定性很差的塑料)通常簡稱為熱敏性塑料，如硬聚氯乙烯、聚三氟氯乙烯、聚甲醛、聚三氟氯乙烯等。這種塑料在成型過程中很容易在不太高的溫度下發(fā)生熱分解，或在受熱時間較長的情況下發(fā)生過熱降解，從而影響塑件的性能和表面質(zhì)量。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

熱敏性塑料熔體在發(fā)生熱分解或熱降解時，會產(chǎn)生各種分解物，有的分解物會對人體、模具和設(shè)備產(chǎn)生刺激、腐蝕，或帶有一定毒性;有的分解物還會是加速該塑料分解的催化劑，如聚氯乙烯分解產(chǎn)生的氮化氫，能起到進(jìn)一步加劇高分子分解作用。為了避免熱敏性塑料在加工成型過程中發(fā)生熱分解現(xiàn)象，在模具設(shè)計、選擇注射機(jī)及成型時，可在塑料中加入熱穩(wěn)定劑;也可采用合適的設(shè)備(螺桿式注射機(jī))，嚴(yán)格控制成型溫度、模溫、加熱時間、螺桿轉(zhuǎn)速及背壓等。并及時清除分解產(chǎn)物，設(shè)備和模具則應(yīng)采取防腐等措施。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

④水敏性。塑料的水敏性是指它在高溫、高壓下對水降解的敏感性。如聚碳酸醋即是典型的水敏性塑料，即使含有少量水分，在高溫、高壓下也會發(fā)生分解。因此，水敏性塑料成型前必須嚴(yán)格控制水分含量，進(jìn)行干燥處理。⑤吸濕性。吸濕性是指塑料對水分的親疏程度。按吸濕性，塑料大致可分為兩類:一類是具有吸水或黏附水分性能的塑料，如聚酞胺、聚碳酸酯、聚砜、ABS等;另一類是既不吸水也不易黏附水分的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

凡是具有吸水性傾向的塑料，如果在成型前水分沒有去除，含量超過一定限度，那么在成型加工時，水分將會變?yōu)闅怏w并促使塑料發(fā)生分解，導(dǎo)致塑料起泡，流動性降低，造成成型困難，而且使塑件的表面質(zhì)量和機(jī)械性能降低。因此，為保證成型的順利進(jìn)行和塑件的質(zhì)量，對吸水性和鉆附水分傾向大的塑料，在成型前必須除去水分，進(jìn)行干燥處理，必要時還應(yīng)在注射機(jī)的料斗內(nèi)設(shè)置紅外線加熱。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

⑥相容性。相容性是指兩種或兩種以上不同品種的塑料，在熔融狀態(tài)下不產(chǎn)生相互分離現(xiàn)象的能力。如果兩種塑料不相溶，則混溶時塑件會出現(xiàn)分層、脫皮等表面缺陷。不同塑料的相溶性與其分子結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系，分子結(jié)構(gòu)相似者較易相溶，如高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、聚丙烯彼此之間的相溶等;分子結(jié)構(gòu)不同時較難相溶，如聚乙烯和聚苯乙烯之間的相溶。塑料的相溶性又俗稱為共混性。通過塑料的這一性質(zhì)，可以得到類似共聚物的綜合性能，是改進(jìn)塑料性能的重要途徑之一。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

2.熱固性塑料的工藝性能熱固性塑料和熱塑性塑料相比，塑件具有尺寸穩(wěn)定性好，耐熱好和剛性大等特點，更廣泛地應(yīng)用在工程塑料。熱固性塑料的工藝性能明顯不同于熱塑性塑料，其主要性能指標(biāo)有收縮率、流動性、水分及揮發(fā)物含量與固化速度等。

(1)收縮率同熱塑性塑料一樣，熱固性塑料經(jīng)成型冷卻一也會發(fā)生尺寸收縮，其收縮率的計算方法與熱塑性塑料相同。產(chǎn)生收縮的主要原因有以下幾點。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

①熱收縮。熱收縮是由于熱脹冷縮而使塑件成型冷卻后所產(chǎn)生的收縮。由于塑料主要成分是樹脂，線膨脹系數(shù)比鋼材大幾倍至幾十倍，塑件從成型加工溫度冷卻到室溫時，會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于模具尺寸收縮量的收縮，收縮量大小可以用塑料線膨脹系數(shù)的大小來判斷。熱收縮與模具的溫度成正比，是成型收縮中主要的收縮因素之一。②結(jié)構(gòu)變化引起的收縮。熱固性塑料在成型過程中由于進(jìn)行了交聯(lián)反應(yīng)，分子由線型結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由于分子鏈間距的縮小，結(jié)構(gòu)變得緊密，故產(chǎn)生了體積變化。這種由結(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生收縮，在進(jìn)行到一定程度時就不會再產(chǎn)生。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

③彈性恢復(fù)。塑件從模具中取出后，作用在塑件上的壓力消失，由于塑件固化后并非剛性體，脫模時產(chǎn)生的彈性恢復(fù)，會造成塑件體積的負(fù)收縮(膨脹)。在以玻璃纖維和布質(zhì)為填料的熱固性塑料成型時，這種情況尤為明顯。④塑性變形。塑件脫模時，成型壓力會迅速降低，但模壁緊壓在塑件的周圍，會使其產(chǎn)生塑性變形。發(fā)生變形部分的收縮率比沒有變形部分的大，因此，塑件往往在平行加壓方向收縮較小，在垂直加壓方向收縮較大。為防止兩個方向的收縮率相差過大，可采用迅速脫模的方法補(bǔ)救。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

影響收縮率的因素與熱塑性塑料也相同，包括原材料、模具結(jié)構(gòu)、成型方法及成型工藝條件等。塑料中樹脂和填料的種類及含量，也將直接影響收縮率的大小。當(dāng)所用樹脂在固化反應(yīng)中放出的低分子揮發(fā)物較多時，收縮率較大;放出的低分子揮發(fā)物較少時，收縮率較塑料中填料含量較多時、或填料中無機(jī)填料增多時，收縮率較小。凡有利于提高成型壓力，提高塑料充模流動性，使塑件密實的模具結(jié)構(gòu)，均能減小塑件的收縮率。例如，用壓縮或壓注成型的塑件比用注射成型的塑件收縮率小。凡能使塑件密實，成型前使低分子揮發(fā)物溢出的工藝因素，都能使塑件收縮率減小。例如成型前對酚醛塑料的預(yù)熱、加壓等。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

(2)流動性熱固性塑料的流動性的定義與熱塑性塑料流動性相同，但熱固性塑料通常以拉西格流動性來表示。將一定質(zhì)量的欲測塑料預(yù)壓成圓錠，將圓錠放入壓模中，在一定溫度和壓力下，測定它從?？字袛D出的長度(毛糙部分不計在內(nèi))，即拉西格流動性。拉西格流動性單位為mm，如圖1-6所示，其數(shù)值越大則流動性越好，反之，則流動性差。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

每種塑料的流動性可分為3個不同等級:①拉西格流動值為100~131mm，用于壓制無嵌件、形狀簡單、厚度一般的塑件;②拉西格流動值為131~150mm，用于壓制中等復(fù)雜程度的塑件;③拉西格流動值為150~180mm，用于壓制結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型腔很深、嵌件較多的薄壁塑件或用于壓注成型。塑料的流動性除了與塑料性質(zhì)有關(guān)外，還與模具結(jié)構(gòu)、表面粗糙度、預(yù)熱及成型工藝條件有關(guān)。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

(3)比容(比體積)與壓縮率比容指單位質(zhì)量的松散塑料所占的體積，單位為cm3/g。壓縮率為塑料與塑件兩者體積之比值，其值恒大于1。比容與壓縮率均表示粉狀或短纖維塑料的松散程度，均可用來確定壓縮模加料腔容積的大小。比容和壓縮率較大時，則要求加料腔體積大，同時也說明塑料內(nèi)充氣多，排氣困難，成型周期長，生產(chǎn)率低;比容和壓縮率較小時，有利于壓錠、壓縮和壓注。若比容太小，以容積法裝料則會造成加料量不準(zhǔn)確。各種塑料的比容和壓縮率是不同的，同一種塑料，其比容和壓縮率又隨塑料形狀、顆粒度及其均勻性不同而異。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

(4)水分和揮發(fā)物的含量塑料中的水分和揮發(fā)物來自兩方面，一個是生產(chǎn)過程中遺留下來的或成型之前，在運輸、保管期間吸收的;另一個是成型過程中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物。如果塑料中的水分和揮發(fā)物含量大，會促使流動性增大，易產(chǎn)生溢料，成型周期增長，收縮率增大，塑件易產(chǎn)生氣泡、組織疏松、變形翹曲、波紋等缺陷。塑料中的水分和揮發(fā)物含量過小，一也會造成流動性降低，成型困難，同時一也不利于壓錠。對來源屬于第一種的水分和揮發(fā)物，可在成型前進(jìn)行預(yù)熱干燥;而對第二種來源的水分和揮發(fā)物(包括預(yù)熱干燥時未除去的水分和揮發(fā)物)，應(yīng)在模具設(shè)計時采取相應(yīng)措施(如開排氣槽或壓制操作時設(shè)排氣工步等)。上一頁下一頁返回1.4塑料的性能

（5）固化特性固化特性是熱固性塑料特有的性能，是指熱固性塑料成型時完成交聯(lián)反應(yīng)過程。固化速度通常以塑料試樣固化1mm厚度所需要的秒數(shù)來表示，單位為s/mm，數(shù)值越小，表明固化速度就越快。合理的固化速度不僅與塑料品種有關(guān)，而且與塑件形狀、壁厚、模具溫度和成型工藝條件有關(guān)，如采用預(yù)壓的錠料，預(yù)熱、提高成型溫度，增加加壓時間都能顯著加快固化速度。此外，固化速度還應(yīng)該適應(yīng)成型方法的要求。例如壓注或注射成型時，應(yīng)要求在塑化、填充時交聯(lián)反應(yīng)要慢，以保持長時間的流動狀態(tài)。但當(dāng)充滿型腔后，在高溫高壓下應(yīng)快速固化。固化速度慢的塑料，會使成型周期變長，生產(chǎn)率降低;固化速度快的塑料，則不易成型大型復(fù)雜的塑件。上一頁返回1.5常用塑料常用塑料分為熱塑性塑料和常固性塑料兩大類。常用的熱塑性塑料主要有12種，以下分別介紹其特性。下一頁返回1.5常用塑料

1.聚氯乙烯(PVC)(1)基本特性聚氯乙烯樹脂是白色或淡黃色的堅硬粉末，純聚合物的透氣性和透濕率都較低。硬聚氯乙烯不含或少含增塑劑，有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊性能;軟聚氯乙烯含有較多的增塑劑，柔軟性、斷裂伸長率較好，但硬度、抗拉強(qiáng)度較低。聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，聚氯乙烯電性能受電場頻率的影響，只可以用做低頻絕緣材料。其化學(xué)穩(wěn)定性較好，但在現(xiàn)有的塑料材料中，聚氯乙烯是熱穩(wěn)定性特別差的材料之一，對光及機(jī)械作用都比較敏感。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用聚氯乙烯是世界上產(chǎn)量最大的塑料品種之一，由于聚氯乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性高，所以，可用于防腐管道等;由于電氣絕緣性能優(yōu)良，因此在電氣、電子工業(yè)中用于制造插座、插頭、開關(guān)、電纜，在日常生活中用于制造門窗框架、室內(nèi)地板裝飾材料、各種板材，家具、玩具、運動器材、包裝涂層等。

(3)成型特點聚氯乙烯可以采用注塑、擠出、吹塑、壓延、搪塑、發(fā)泡等成型工藝。聚氯乙烯在成型溫度下容易分解，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。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

2.聚乙烯(PE)(1)基本特性聚乙烯塑料由乙烯單體經(jīng)聚合而成，按聚合時采用的生產(chǎn)壓力的高低可分為高壓、中壓和低壓聚乙烯3種。低壓聚乙烯又稱高密度聚乙烯(HDPE)，具有較高的剛性、強(qiáng)度和硬度，但柔韌性、透明性較差。高壓聚乙烯又稱低密度聚乙烯(LDPE)，具有較好的柔軟性、耐寒性、耐沖擊性，但耐熱、耐光、耐氧化能力差，易老化。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

聚乙烯無毒、無味，外觀上是自色蠟狀固體，微顯角質(zhì)狀，柔而韌，比水輕，除薄膜外，其他制品皆不透明，有一定的機(jī)械強(qiáng)度;但與其他塑料相比除沖擊強(qiáng)度較高外，其力學(xué)性能在塑料材料中是較差的。聚乙烯有優(yōu)異的介電絕緣性，介電性能穩(wěn)定;化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐稀硫酸、稀硝酸，及其他任何濃度的酸、堿、鹽的侵蝕;除苯及汽油外，一般不溶于有機(jī)溶劑;透水氣性能較差，而透氧氣、二氧化碳及有機(jī)物質(zhì)蒸氣的性能較好。聚乙烯是分子鏈僅由碳?xì)鋬煞N元素組成的高分子烷屬鏈烴，極易燃燒，氧指數(shù)僅為17.4，是最易燃燒的塑料品種之一。聚乙烯制品受到日光照射時，極易老化變脆。但其耐低溫性能較好，在-60℃下仍具有較好的力學(xué)性能聚乙烯的使用溫度不高，一般低密度聚乙烯的使用溫度在80℃左右，高密度聚乙烯的使用溫度在100℃左右。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用聚乙烯是產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣的塑料品種，高密度聚乙烯可用于制造塑料管、各種型材、單絲以及承載不高的零件，如齒輪、軸承等;低密度聚乙烯常用于制作塑料薄膜、軟管、塑料瓶以及用于電氣工業(yè)的絕緣零件和電線電纜包皮等。

(3)成型特點聚乙烯的成型加工都是在熔融狀態(tài)下進(jìn)行的。成型時，收縮率大，在流動方向與垂直方向上的收縮差異大，易產(chǎn)生變形和產(chǎn)生縮孔;成型時的熔融溫度一般約高出聚乙烯熔融溫度30℃一50℃。它可采用多種成型加工，可以注塑、擠出、中空吹塑、薄膜壓延、大型中空制品滾塑、發(fā)泡成型等。聚乙烯質(zhì)軟易脫模，制品有淺的側(cè)凹時可強(qiáng)行脫模。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

3.聚苯乙烯(PS)(1)基本特性聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而成，是一種無色、無味、無毒的透明剛性固體，具有優(yōu)良的光學(xué)性能，易燃燒;燃燒時火焰呈橙黃色，伴有濃煙，并有特殊氣味。聚苯乙烯易于著色，具有良好的電學(xué)性能，尤其是高頻絕緣性;熱導(dǎo)率較小，是較良好的絕熱保溫材料。聚苯乙烯在熱塑性塑料中是典型的硬而脆塑料，并具有較高的熱膨脹系數(shù)。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用聚苯乙烯由于價廉易得、透明、加工性能好、絕緣性好、易印刷與著色，所以用途廣泛。在工業(yè)上可制造儀器儀表零件、燈罩、透明模型、絕緣材料、接線盒、絕熱保溫材料、冷藏冷凍裝置、絕熱層、建筑用絕熱構(gòu)件等。在日用品方面可用于制造包裝材料、裝飾材料、各種容器和玩具等。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(3)成型特點聚苯乙烯可以采用擠出、熱成型、旋轉(zhuǎn)模塑、吹塑、發(fā)泡等多種成型工藝，其中注塑、擠出、發(fā)泡是最常采用的工藝方法。聚苯乙烯吸濕率很小，成型加工前一般都不需要專門的干燥工序。其流動性和成型性優(yōu)良，成品率高，但容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而出現(xiàn)裂紋，成型制品的脫模斜度不宜過小，頂出要均勻，而且由于熱膨脹系數(shù)高，制品中不宜有嵌件。宜用高料溫、低注射壓力成型并延長注射時間，以防止縮孔及變形，但料溫過高，容易出現(xiàn)銀絲。聚苯乙烯因流動性好，故模具設(shè)計中大多采用點澆口形式。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

4.聚丙烯(PP)(1)基本特性聚丙烯是由丙烯單體經(jīng)聚合而成的，無味、無毒，外觀與聚乙烯相似，呈白色的蠟狀、半透明狀，是常用塑料中最輕的聚合物。聚丙烯強(qiáng)度比聚乙烯好，特別是經(jīng)定向后的聚丙烯具有極高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，可制作鉸鏈。聚丙烯耐熱性好，可在107℃~121℃下長期使用;在無外力作用下，使用溫度可達(dá)150℃。聚丙烯是常用塑料中唯一能在水中煮沸，且在135℃蒸氣中消毒而不被破壞的塑料。聚丙烯不受環(huán)境濕度及電場頻率改變的影響，是優(yōu)異的介電和電絕緣材料。聚丙烯低溫脆性明顯，在有銅存在的情況下，會很快發(fā)生氧化降解使自身脆化(稱為銅害作用)，因此在聚丙烯中一般都要加入抑銅劑。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用聚丙烯可用做醫(yī)療器具，如注射器、盒、輸液袋、輸血工具，一般機(jī)械設(shè)備中的各種零件，以及自帶鉸鏈的蓋體合一的箱殼類制件，如汽車方向盤、蓄電池殼等。

(3)成型特點聚丙烯具有良好的注塑成型工藝性，可以擠出成型管材，板材等型材，也可以擠成單絲、吹塑薄膜，特別是雙軸拉伸薄膜。聚丙烯的吸濕性小，僅0.01%-0.03%，成型加工前需要對粒料進(jìn)行干燥。聚丙烯的受熱時容易氧化降解，因此應(yīng)盡量減少受熱時間，并盡量避免受熱時與氧接觸。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

5.聚酞胺(PA)(1)基本特性聚酞胺又稱尼龍，是一種無毒、無味，呈自色或淡黃色的角質(zhì)狀固體。聚酞胺具有優(yōu)良的抗拉、抗壓、耐磨等力學(xué)性能，其抗沖擊強(qiáng)度比一般塑料有顯著提高，其中以尼龍6更優(yōu)。聚酞胺作為機(jī)械零件材料，具有良好的消音效果和自潤滑性能。聚酞胺還具有良好的耐化學(xué)性、氣體透過性、耐油性和電性能。但當(dāng)溫度超過60℃時，其性能下降明顯，主要變化是發(fā)暗、變脆，力學(xué)性能下降，暴露在100℃的戶外環(huán)境下，其壽命僅為4~6周，炭黑是聚酞胺的有效防老化劑。聚酞胺是塑料中吸濕性最強(qiáng)的品種之一，收縮率大，常因吸水而引起尺寸的變化。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用在工業(yè)上廣泛地用來制作軸承、齒輪等機(jī)械零件，如降落傘、刷子、梳子、拉鏈、球拍等。

(3)成型特點聚酞胺吸濕性強(qiáng)，成型加工前必須充分干燥。其常采用注塑成型和擠出成型，熔融鉆度低、流動性好，注塑中會有流涎現(xiàn)象，容易產(chǎn)生飛邊，易吸潮，制品尺寸變化大;成型時排出的熱量多，模具上應(yīng)設(shè)計冷卻均勻的冷卻回路;熔融狀態(tài)的聚酞胺熱穩(wěn)定性較差，高溫下易氧化降解，超過300℃就會分解，因此，不允許聚酞胺在高溫料筒內(nèi)停留時間過長。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

6.丙烯睛丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)(1)基本特性

ABS是由丙烯睛(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)共聚生成的三元共聚物其為淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透明，具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯睛使ABS有較高的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度;丁二烯使ABS具有良好的彈韌性、沖擊強(qiáng)度、耐寒性以及較高的抗拉強(qiáng)度;苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性、著色性和介電特性，并使ABS制品的表面光潔。ABS塑料的品級分為:通用型、高耐熱型、電鍍型、透明型、阻燃ABS,ABS合金。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和極好的抗沖擊強(qiáng)度，有一定的耐油性和穩(wěn)定的化學(xué)性和電氣性能。ABS具有可燃性，引燃后可緩慢燃燒。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用

ABS廣泛應(yīng)用于家用電子電器、工業(yè)設(shè)備、建筑行業(yè)及日常生活用品等領(lǐng)域。

(3)成型特點易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理;注射是ABS塑料最重要的成型方法，可采用柱塞式注射機(jī)。ABS在升溫時戮度增高，易產(chǎn)生熔接痕，成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

7.聚碳酸酯(PC)(1)基本特性雙酚A型聚碳酸酯是無色或微黃色透明的剛硬、堅韌固體。該聚合物透光率可達(dá)89%，無味無毒，硬度大于聚甲基丙烯酸甲酯，作為透明材料，表面不易劃傷。具有良好的綜合力學(xué)性能，但耐疲勞性差，缺日敏感性較明顯。聚碳酸酯耐熱性能好，熱變形溫度和連續(xù)使用溫度高于幾乎所有的熱塑性通用塑料。聚碳酸酯耐寒性強(qiáng)，脆化溫度為-100℃，可以在-70℃條件下長時間工作?？稍谳^寬溫度范圍保持良好的電性能。聚碳酸酯具有較高的氧化穩(wěn)定性、耐臭氧性，但在潮濕環(huán)境及強(qiáng)烈日照的條件下會產(chǎn)生表面裂紋并發(fā)暗。聚碳酸酯是良好的紫外光吸收劑，升高溫度會使其老化加速。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用聚碳酸酯可以作為絕緣材料，用于制備接插件、線圈骨架、絕緣套管、電話機(jī)聽筒、礦燈電池盒、電視機(jī)偏轉(zhuǎn)座蓋等。還用于制造承載的機(jī)械零件，制備光學(xué)零件或裝置，以及食品包裝、各種容器、導(dǎo)管等。

(3)成型特點聚碳酸酯雖然吸水性小，但由于其在高溫時對水較敏感，因此加工前必須干燥。聚碳酸酯可以采用注射、擠出、吹塑、旋塑、熱成型和發(fā)泡等成型方法。熔融鉆度對溫度比較敏感，熔融鉆度大，流動性低，成型時要求有較高的成型溫度和壓力。上一頁下一頁返回1.5常用塑料8.聚甲醛(POM)(1)基本特性聚甲醛為自色粉末狀固體或顆粒狀固體，表面光滑且有光澤和滑膩感，硬而致密，呈現(xiàn)出半透明或不透明的特點。其硬度大、彈性模量高、剛性好、沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度高，耐磨性優(yōu)異，有較小的蠕變性和吸水性。聚甲醛的熱分解溫度較低，屬熱敏性塑料，最高連續(xù)使用溫度不高。在室溫下具有良好的耐溶劑性;在潮濕的環(huán)境中能保持尺寸和形狀的穩(wěn)定性，聚甲醛的熱穩(wěn)定性和熱氧穩(wěn)定性差，耐候性不好，在空氣中老化后性能一般都要下降。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用廣泛應(yīng)用于代替以有色金屬和合金為材料制造的汽車、機(jī)械、儀表、農(nóng)機(jī)、化工等行業(yè)的各種零部件。

(3)成型特點聚甲醛吸濕性較小，水分對其成型工藝影響較小，一般可不干燥。聚甲醛最主要的加工方法是注射和擠出，還可以進(jìn)行吹塑、焊接、機(jī)械加工、表面施彩等。聚甲醛熔融溫度范圍窄，熱穩(wěn)定性差，加工溫度不宜超過250℃，熔體不宜于在料筒中停留過長時間。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的方法，增加熔料充模能力。聚甲醛的結(jié)晶度高，體積收縮率大，需采用保壓補(bǔ)料的方式來防止收縮。聚甲醛熔體凝固速度很快，會造成充模困難，制品表面出現(xiàn)褶皺、毛斑、溶結(jié)痕等缺陷。制品有淺的側(cè)凹時，可強(qiáng)行脫模。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

9.聚四氟乙烯(PTFE)(1)基本特性聚四氟乙烯是較柔軟的自色結(jié)晶型聚合物，是現(xiàn)有塑料材料中密度最大的品種。聚四氟乙烯是典型的軟而脆聚合物，剛度、硬度強(qiáng)度都較小，受載時容易出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，是典型的具有冷流性的塑料。摩擦系數(shù)是現(xiàn)有塑料中最小的，具有極優(yōu)異的耐高、低溫性，在-250℃~+260℃之間可長時間工作。優(yōu)異的介電和電絕緣性，且基本上不受電場頻率的影響，吸濕性極小，在空氣中聚四氟乙烯老化性很突出，對高能射線作用較敏感。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用聚四氟乙烯可用于防腐零部件，電線電纜包覆外層，在印制電路板中，以覆銅層壓板形式應(yīng)用。用于制造各種密封圈、密封墊、活塞環(huán)、軸承、支撐滑塊、導(dǎo)向環(huán)等，還可以用于塑料加工及食品工業(yè)、家用品的防鉆層。醫(yī)療用高溫消毒用品、外科手術(shù)的代用血管、消毒保護(hù)品、貴重藥品包裝、耐高溫的蒸氣軟管。

(3)成型特點聚四氟乙烯只能采用類似粉末冶金的方法加工，冷壓成坯后再進(jìn)行燒結(jié)，屬于結(jié)晶型聚合物，結(jié)晶度大小對制品成型性能影響頗大。熱導(dǎo)率較小，燒結(jié)時需將冷壓的坯料從室溫升至較高的燒結(jié)溫度，加熱速率過快易造成部分材料過熱分解，分解會產(chǎn)生有毒氣體—氟。線膨脹系數(shù)大，坯料加熱至燒結(jié)溫度，以及熱結(jié)后的制品冷至室溫，尺寸的變化比較大。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

10.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(1)基本特性聚甲基丙烯酸甲酯又稱亞加力，在熱塑料中透明度是最高的，白光的穿透性高達(dá)92%。PMMA制品具有很低的雙折射和室溫蠕變特性，隨著負(fù)荷加大、時間增長，可導(dǎo)致應(yīng)力開裂現(xiàn)象。PMMA具有較好的抗沖擊特性，其密度只是無機(jī)玻璃的1/2，沖擊強(qiáng)度卻是無機(jī)玻璃的10倍，耐氣候變化特性優(yōu)異，做轎車天窗使用20年依舊很新。其黏度大，吸水性低，但是對制品的尺寸影響很大。表面強(qiáng)度不高，易劃傷;質(zhì)脆，易開裂。燃燒時無火焰，熄滅后有強(qiáng)烈的腐爛的蔬菜水果的臭味，最大允許含水量0.05%。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用應(yīng)用于汽車工業(yè)(信號燈設(shè)備、儀表盤等)、醫(yī)藥行業(yè)(儲血容器等)、工業(yè)應(yīng)用(影碟、燈光散射器)、日用消費品(飲料杯、文具等)。

(3)成型特點

PMMA具有吸濕性，加工前的干燥處理是必須的。PMMA黏度大，流動性稍差，因此，必須高料溫、高注射壓力注塑才行。其中注射溫度的影響大于注射壓力，但注射壓力提高，有利于改善產(chǎn)品的收縮率。注射溫度范圍較寬，熔融溫度為160℃，而分解溫度達(dá)270℃。因此，料溫調(diào)節(jié)范圍寬，工藝性較好。從改變注射溫度入手，可改善PMMA的流動性，提高模溫，改善冷凝過程，克服沖擊性差。PMMA的耐磨性不好，易劃花，易脆裂陷。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

11.聚砜(PFO)(1)基本特性聚砜是分子主鏈中含有鏈節(jié)的熱塑性樹脂，有聚芳砜和聚醚砜兩種。聚砜是略帶琥珀色非晶型透明或半透明聚合物，力學(xué)性能優(yōu)異、剛性大、耐磨、強(qiáng)度高，即使在高溫下一也保持優(yōu)良的力學(xué)性能是其突出的優(yōu)點，其范圍為-100℃~+150℃，長期使用溫度為160℃，短期使用溫度為190℃，熱穩(wěn)定性高，耐水解，尺寸穩(wěn)定性好，能進(jìn)行一般機(jī)械加工和電鍍?？谷渥冃阅鼙染厶妓狨ミ€好。PFO無毒，耐輻射，耐燃，有熄性。在寬廣的溫度和頻率范圍內(nèi)有優(yōu)良的電性能。其化學(xué)穩(wěn)定性好，在無機(jī)酸、堿的水溶液、醇、脂肪烴中都不受影響，但在酮類、氯化烴中不穩(wěn)定，不宜在沸水中長期使用。耐紫外線和耐氣候性較差，耐疲勞強(qiáng)度差。上一頁下一頁返回1.5常用塑料

(2)應(yīng)用主要用于電子電氣、食品和日用品、汽車用、航空、醫(yī)療和一般工業(yè)等部門，制作各種接觸器、接插件、變壓器絕緣件、可控硅帽，絕緣套管、線圈骨架、接線柱，印制電路板、軸套、罩、電視系統(tǒng)零件、電容器薄膜、電刷座、堿性蓄電池盒、電線電纜包覆。聚砜還可做防護(hù)罩元件、電動齒輪、蓄電池蓋、飛機(jī)內(nèi)外部零配件、宇航器外部防護(hù)罩、照相器擋板、燈具部件、傳感器;代替玻璃和不銹鋼做蒸氣餐盤、咖啡盛器、微波烹調(diào)器、牛奶盛器、擠奶器部件、飲料和食品分配器;衛(wèi)生及醫(yī)療器械方面有外科手術(shù)盤、噴霧器、加濕器、牙科器械、流量控制器、起槽器和實驗室器械，還可用于鑲牙，黍占接強(qiáng)度高，還可做化工設(shè)備(泵外罩、塔外保護(hù)層、耐酸噴嘴、管道、閥門容器)、食品加工設(shè)備，奶制品加工設(shè)備、環(huán)?？刂苽魅驹O(shè)備。聚芳砜(PASF)和聚醚砜(PES)耐熱性更好，在高溫下仍可保持優(yōu)良力學(xué)性能。上