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文檔簡介
1、塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)目錄第1章 概述11.1.1 模具及模具的發(fā)展概況21.1.2 現(xiàn)代模具分類21.1.3 塑料成型4第2章 塑料52.1 塑料的成分及其配制62.1.1 塑料及其特性62.1.2 塑料的成分72.1.3 成型用物料及其配制簡介82.1.4 塑料的制造和樹脂合成方法82.1.5 塑料的用途82.1.6 塑料工業(yè)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀92.2 塑料的分類102.2.1 按塑料中樹脂的分子結(jié)構(gòu)和熱性能分類102.2.2 按塑料的性能及用途分類112.2.3 按塑料成型方法分類112.2.4 按塑料半制品和制品分類122.3 塑料的性能132.3.1 塑料的使用性能132.3.2 熱塑
2、性塑料的工藝特性132.3.3 熱固性塑料的工藝性能192.4 常用塑料的性能及應(yīng)用232.4.1 熱塑性塑料232.4.2 熱固性塑料272.4.3 主要熱硬性塑膠之特性及用途272.4.4 主要熱可塑性塑膠之特性及用途282.4.5 塑膠的中文名稱,簡稱及全名292.5 塑料的鑒別方法32第3章 塑料的模塑工藝343.1 注射模塑工藝353.1.1 注射模塑成型原理353.1.2 注射模塑工藝過程373.1.3 注射模塑工藝條件的選擇和控制383.1.4 注射模塑的發(fā)展393.2 壓縮模塑、傳遞模塑工藝403.2.1 壓縮模塑成型原理403.2.2 壓縮模塑前的準(zhǔn)備413.2.3 壓縮模塑
3、工藝過程413.2.4 壓縮模塑工藝條件的確定413.2.5 傳遞模塑成型原理423.3 擠出工藝433.4 其它模塑工藝簡介443.5 塑料制品的工藝性483.5.1 塑料材料選擇483.5.2 塑件的尺寸、精度和表面質(zhì)量483.5.3 塑件的幾何形狀493.6 塑料模塑工藝規(guī)程的編制583.6.1 工藝規(guī)程編制583.6.2 實(shí)例分析60第4章 塑?;窘Y(jié)構(gòu)和零部件設(shè)計(jì)644.1 塑料模分類及基本結(jié)構(gòu)654.1.1 塑料模分類654.1.2 塑料模的基本結(jié)構(gòu)664.2 成型零件的設(shè)計(jì)684.2.1 分型面的選擇684.2.2 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)684.2.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算694.
4、2.4 塑料模型腔側(cè)壁和底板厚度計(jì)算744.3 結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)774.3.1 合模導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)774.3.2 支承零件的設(shè)計(jì)784.4 加熱和冷卻裝置的設(shè)計(jì)79第5章 塑料注射成型模具805.1 概述815.1.1 注射成型概述815.1.2 注射成型原理與過程835.1.3 注射成型模具基本結(jié)構(gòu)及分類835.2 模具與注射機(jī)的關(guān)系855.2.1 注射成型設(shè)備概述855.2.2 成型設(shè)備工作原理865.2.3 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核935.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)975.3.1 分型面975.3.2 澆注系統(tǒng)975.4 無流道凝料的澆注系統(tǒng)1065.4.1 無流道模的特點(diǎn)1065.4.2 無流道
5、模對(duì)塑料的要求1065.4.3 無流道注射模的類型及結(jié)構(gòu)1065.5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1085.5.1 概述1085.5.2 斜導(dǎo)柱分型與抽芯機(jī)構(gòu)1095.6 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1115.6.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求1115.6.2 推出機(jī)構(gòu)的分類1115.6.3 簡單推出機(jī)構(gòu)1115.6.4 先復(fù)位機(jī)構(gòu)1125.6.5 二級(jí)推出機(jī)構(gòu)1125.6.6 雙推出機(jī)構(gòu)1135.6.7 定距分型推出機(jī)構(gòu)1135.6.8 澆注系統(tǒng)凝料的取出1135.6.9 帶螺紋制品的脫模機(jī)構(gòu)1135.7 熱固性塑料注射成型模具1145.7.1 對(duì)塑料的要求1145.7.2 對(duì)注射機(jī)的要求1145.7.3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)1
6、145.8 塑料注射模典型結(jié)構(gòu)示例1175.9 精密注射成型模具1185.9.1 精密注射成型概念1185.9.2 精密注射成型用塑料1185.9.3 精密注射成型工藝1185.9.4 精密注射成型對(duì)注射機(jī)的要求1185.9.5 精密注射模設(shè)計(jì)要點(diǎn)118第6章 塑料壓縮模具1196.1 概述1206.1.1 概述1206.1.2 壓模分類1206.1.3 壓縮模的基本構(gòu)成1216.2 壓縮模與壓機(jī)的關(guān)系1236.2.1 塑料壓縮模塑用壓機(jī)種類1236.2.2 液壓機(jī)技術(shù)參數(shù)1236.2.3 壓機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核123第7章 塑料模具壽命與塑料模材料1267.1 塑料模具材料1277.2 塑料模具
7、零件的熱處理工藝131第8章 塑料模的標(biāo)準(zhǔn)化1368.1 概述1378.1.1 模具標(biāo)準(zhǔn)化的重要性1378.1.2 我國塑料模標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)狀1378.2 塑料注射模零件標(biāo)準(zhǔn)1398.2.1 零件的種類和功能1398.2.2 塑料注射模具零件標(biāo)準(zhǔn)141第9章 塑料模設(shè)計(jì)程序1429.1.1 接受任務(wù)書1439.1.2 收集、分析、消化原始資料1439.1.3 塑件分析及注射機(jī)選用1449.1.4 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算1449.1.5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1449.1.6 模具總體尺寸的確定,選購模架1459.1.7 注塑機(jī)參數(shù)的校核1459.1.8 模具結(jié)構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制1469.1.9 校對(duì)、審
8、圖、描圖、送曬1479.1.10 模具制造及后期工作148第10章 模具的報(bào)價(jià)策略和結(jié)算方式15010.1.1 模具價(jià)格估算15110.1.2 模具的報(bào)價(jià)與結(jié)算151第1章 概述模具是制造技術(shù)的核心。掌握模具,就意味著掌握技術(shù),從而把握了降低生產(chǎn)成本、獲得競爭優(yōu)勢的命門。1.1.1 模具及模具的發(fā)展概況1、模具(基本概念)是指利用其本身特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具。(die mold mould)2、特點(diǎn)1)模具-是一種工具;2)模具與塑件-“一模一樣” ;3)訂貨合同-單件生產(chǎn)4)模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比擬
9、的。3、模具的地位和作用模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。美國工業(yè)界認(rèn)為:模具是美國工業(yè)的基石日本工業(yè)界認(rèn)為:模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮的動(dòng)力國外將模具比喻為“金鑰匙”、 “進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”。模具工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),是技術(shù)密集的高技術(shù)行業(yè)。模具是制造過程中的重要工藝裝備。模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)人才是制造業(yè)緊缺人才。1.1.2 現(xiàn)代模具分類(1)沖壓模具沖裁模、級(jí)進(jìn)模、復(fù)合模、精沖模、拉深模、彎曲模、成型模、切斷模、其它沖壓模(2)塑料模熱塑性塑料注射模、熱固性塑料注射模、熱固性塑料壓塑模、擠塑模、真空吸塑模、其它塑料模(3)鍛造模熱鍛模、冷鍛模、金屬擠壓模、切邊模、其它
10、鍛造模(4)鑄造模壓力鑄造模、低壓鑄造模、石蠟鑄造模、翻砂金屬模(5)粉末冶金模非金屬粉末冶金模、金屬粉末冶金模(6)橡膠模橡膠注射成型模、橡膠壓膠成型模、橡膠擠膠成型模、橡膠澆注成型模、橡膠封裝成型模其它橡膠模(7)拉絲模:熱拉絲模、冷拉絲模(8)無機(jī)材料成型模玻璃成型模、陶瓷成型模、水泥成型模、其它無機(jī)材料成型模(9)其它模具:食品成型模具、包裝材料模具、復(fù)合材料模具、合成纖維模具、其它類未包括的模具1.1.3 塑料成型第2章 塑料課題塑料課堂類型理論教學(xué)目標(biāo)要求1、掌握塑料的成分及其配制;2、熟悉塑料的分類;3、了解塑料的性能;4、了解常用的塑料鑒別方法。 重點(diǎn)難點(diǎn)1、掌握塑料的成分及其
11、配制;2、熟悉塑料的分類;3、了解塑料的性能;4、理解熱固性、熱塑性塑料兩個(gè)概念,二者的區(qū)別。課外作業(yè)課堂記載2.1 塑料的成分及其配制2.1.1 塑料及其特性1、塑料的定義及組成定義:塑料是指以高分子合成樹脂為主要成份、在一定溫度和壓力下具有塑性和流動(dòng)性,可被塑制成一定形狀,且在一定條件下保持形狀不變的材料。組成:聚合物合成樹脂(40 100%)+ 輔助材料:增塑劑、填充劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑、發(fā)泡劑、增強(qiáng)材料。輔助材料作用:改善材料使用性能與加工性能,節(jié)約樹脂材料(貴)。2、塑料的特性1、密度小。密度為約為0.832.2g /cm3,但大多數(shù)為1.01.4 g /cm3,密度最小塑料0
12、.83g /cm3(聚4-甲基丁烯-1)泡沫塑料 0.189g /cm3。2、比強(qiáng)度和比剛度高:單位質(zhì)量計(jì)算的強(qiáng)度稱為比強(qiáng)度,是金屬材料強(qiáng)度的1/10,玻璃鋼強(qiáng)度更高3、化學(xué)穩(wěn)定性好4、電氣絕緣、絕熱、隔聲性能優(yōu)良5、耐磨和自潤滑性能好6、粘結(jié)性能好7、成型加工性能好,比金屬易8、多種防護(hù)性能(防水、防潮、防透氣、防震、防輻射等)9、不足:強(qiáng)度,剛度不如金屬,不耐熱。 1000C以下熱膨脹系數(shù)大,易蠕變,易老化。2.1.2 塑料的成分1、樹脂塑料主要成份是樹脂樹脂有天然樹脂和合成樹脂兩種。1、定義:指受熱時(shí)通常有轉(zhuǎn)化或熔融范圍,轉(zhuǎn)化時(shí)受外力作用具有流動(dòng)性,常溫下呈固態(tài)或半固態(tài)或液態(tài)的有機(jī)聚合物
13、,它是塑料最基本的,也是最重要的成分。 2、分類天然樹脂:是指由自然界中動(dòng)植物分泌物所得的無定形有機(jī)物質(zhì),如松香、琥珀、蟲膠等。合成樹脂:是指由簡單有機(jī)物經(jīng)化學(xué)合成或某些天然產(chǎn)物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而得到的樹脂產(chǎn)物。如聚乙烯、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂等。樹脂均屬于高分子化合物,稱為高聚物。3、合成樹脂制備方法:聚合反應(yīng)、縮聚反應(yīng)2、塑料的成份(1)樹脂主要作用是將塑料的其它成份加以粘合并決定塑料的類型(熱塑性或熱固性)和主要性能如機(jī)械物理電化學(xué)性能等。樹脂在塑料中的比例一般為4065%。(2)填充劑又稱填料通常對(duì)聚合物呈惰性作用:改善塑料的成型性能,減少樹脂的含量及提高塑料性能。正確地選擇填充劑可以改善塑料的
14、性能和擴(kuò)大它的使用范圍。(3)增塑劑有些樹脂的可塑性很小柔軟性也很差為了降低樹脂的熔融粘度和熔融溫度改善其成型加工性能改進(jìn)塑料的柔韌性彈性以及其它各種必要的性能通常加入能入樹脂相容的不易揮發(fā)的高沸點(diǎn)的有機(jī)化合物。這類物質(zhì)稱增塑劑。增塑劑常是一種高沸點(diǎn)液納或熔點(diǎn)固體的酯類化合物。(4)著色劑又稱色料主要是起美觀和裝飾作用包括涂料兩部分。(5)穩(wěn)定劑凡能陰緩塑料變質(zhì)的物質(zhì)稱穩(wěn)定劑分光穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑抗氧化劑。(6)潤滑劑改善塑料熔體的流動(dòng)性減少或避免對(duì)設(shè)備或模具的磨擦和粘附以及改進(jìn)塑件的表面光潔度。2.1.3 成型用物料及其配制簡介1、粉料和粒料2、溶液3、分散體2.1.4 塑料的制造和樹脂合成方法
15、(一) 塑料的制造塑料的基礎(chǔ)原料,最初是以農(nóng)副產(chǎn)品為主,從本世紀(jì)20年代起轉(zhuǎn)向以煤和煤焦油產(chǎn)品為主,從50年代起逐漸轉(zhuǎn)向以石油和天然氣為主。塑料工業(yè)包括三個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng):塑料原料(樹脂或半成品及助劑)的生產(chǎn),塑料制品的生產(chǎn),塑料成型機(jī)械(包括模具)的制造。 (二) 樹脂的合成方法1縮聚反應(yīng):單體分子間脫掉水或其它簡單分子鍵合成聚合物的化學(xué)反應(yīng)??煞譃榫s聚反應(yīng)和共縮聚反應(yīng)。(1) 均縮聚反應(yīng):帶有兩個(gè)官能團(tuán)的一種單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)。(2) 共縮聚反應(yīng): 兩種或兩種以上的雙官能團(tuán)單體進(jìn)行的縮聚反應(yīng)。2加聚反應(yīng):由不飽和或環(huán)狀單體分子加成聚合生成聚合物
16、的一種化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)中沒有水或其它低分子副產(chǎn)物的釋出,而且所生成的聚合物元素成分與原用單體的成分相同。按參加反應(yīng)的單體種類和聚合物本身的構(gòu)型,可分為均聚合反應(yīng)、共聚合反應(yīng)和定向聚合反應(yīng)。2.1.5 塑料的用途塑料巳被廣泛用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、包裝、國防尖端工業(yè)以及人們?nèi)粘I畹雀鱾€(gè)領(lǐng)域。農(nóng)業(yè)方面:大量塑料被用于制造地膜、育秧薄膜、大棚膜和排灌管道、魚網(wǎng)、養(yǎng)殖浮漂等。工業(yè)方面:電氣和電于工業(yè)廣泛使用塑料制作絕緣材料和封裝材料;在機(jī)械工業(yè)中用塑料制成傳動(dòng)齒輪、軸承、軸瓦及許多零部件代替金屬制品;在化學(xué)工業(yè)中用塑料作管道、各種容器及其它防腐材料;在建筑工業(yè)中作門窗、樓梯扶手、地板磚、天花板、隔熱隔音
17、板、壁紙、落水管件及坑管、裝飾板和衛(wèi)生潔具等。在國防工業(yè)和尖端技術(shù)中,無論是常規(guī)武器、飛機(jī)、艦艇,還是火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船和原子能工業(yè)等,塑料都是不可缺少的材料。在人們的日常生活中,塑料的應(yīng)用更廣泛,如市場上銷售的塑料涼鞋、拖鞋、雨衣、手提包、兒童玩具、牙刷、肥皂盒、熱水瓶殼等等。目前在各種家用電器,如電視機(jī)、收錄機(jī)、電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱等方面也獲得了廣泛的應(yīng)用。塑料作為一種新型包裝材料,在包裝領(lǐng)域中已獲得廣泛應(yīng)用,例如各種中空容器、注塑容器(周轉(zhuǎn)箱、集裝箱、桶等),包裝薄膜,編織袋、瓦楞箱、泡沫塑料、捆扎繩和打包帶等。2.1.6 塑料工業(yè)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀早在19世紀(jì)以前,人們就已
18、經(jīng)利用瀝青、松香、琥珀、蟲膠等天然樹脂。1868年將天然纖維素硝化,用樟腦作增塑劑制成了世界上第一個(gè)塑料品種,稱為賽璐珞,從此開始了人類使用塑料的歷史。1909年出現(xiàn)了第一種用人工合成的塑料-酚醛塑料。1920年又一種人工合成塑料-氨基塑料(苯胺甲醛塑料)誕生了。這兩種塑料當(dāng)時(shí)為推動(dòng)電氣工業(yè)和儀器制造工業(yè)的發(fā)展起了積極作用。到20世紀(jì)20、30年代,相繼出現(xiàn)了醇酸樹脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯類、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。從40年代至今,隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展,石油資源的廣泛開發(fā)利用,塑料工業(yè)獲得迅速發(fā)展。品種上又出現(xiàn)了聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯、氟塑料、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亞胺等等。2
19、.2 塑料的分類2.2.1 按塑料中樹脂的分子結(jié)構(gòu)和熱性能分類熱塑性塑料和熱固性塑料1.熱塑性塑料這類塑料的合成樹都是線型或支鏈型高聚物因而受熱變軟甚至成為可流動(dòng)的穩(wěn)定粘稠液體在此狀態(tài)時(shí)具有可塑性可塑制成一定形狀的塑件冷卻后保持既得的形狀如再加熱又可變軟成另一種形狀如此可以進(jìn)行反復(fù)多次。這一過程中只有物理變化而無化學(xué)變化其變化是可逆的。(反復(fù)多次成型)塑料種類a.聚氯乙烯(PVC)產(chǎn)量大,有毒不能用作食品包裝。b.聚苯乙烯(PS)最早的工業(yè)化塑料品種之一。c.聚乙烯(PE) d.聚炳烯(PP)e.尼龍(PA) f.聚甲醛(POM)g.聚碳酸脂(PC)可用于食品包裝鏡片。h.ABS塑料 i.聚硯
20、(PSU)j.聚苯醚(PPO) k.氟塑料l.聚酯樹脂 n.有機(jī)玻璃(PMMA)2.熱固性塑料這類塑料的合成樹脂是體型高聚物因而在加熱之初因分子呈線型構(gòu)具有可熔性和可塑性可塑制成一定形狀的塑件當(dāng)繼續(xù)加熱時(shí)分子呈現(xiàn)風(fēng)狀結(jié)構(gòu)當(dāng)溫度達(dá)到一定程度后樹脂變成不溶和不熔的體型結(jié)構(gòu)使形狀固定下來不再變化。如有加熱也不軟化不再具有可。在一定變化過程中既有物理變化又有化學(xué)變化因此變化過程中不可逆的。(一次成型)種類A.酚酸塑料 PF B.氨基塑料 C.環(huán)氧樹脂 EPD.酚醛塑料(PF)又稱電木用于電氣開關(guān)熱固性材料。2.2.2 按塑料的性能及用途分類1、通用塑料指產(chǎn)量大、用途廣、價(jià)格低的塑料。(酚醛塑料、氨基塑
21、料、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙稀等六大品種塑料)2、工程塑料一般指能承受一定外力作用,并有良好的機(jī)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、聚礬等。機(jī)械性能、耐磨、耐腐蝕、尺寸穩(wěn)定性均較高。3、特種(增強(qiáng))塑料一般指具有特種功能(如耐熱、自潤滑等),應(yīng)用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有機(jī)硅等。在塑料中加入玻璃纖維等填料作為增強(qiáng)材料,以進(jìn)一步改善塑料的機(jī)電性能,這種新型復(fù)合材料稱為增強(qiáng)塑料。增強(qiáng)塑料具有優(yōu)良的機(jī)械性能,比強(qiáng)度和比剛度高。2.2.3 按塑料成型方法分類模壓塑料: 供模壓用的樹脂混合料。如一般熱固性塑料。層壓塑料:
22、160;指浸有樹脂的纖維織物,可經(jīng)疊合、熱壓結(jié)合而成為整體材料。注射、擠出和吹塑塑料: -般指能在料筒溫度下熔融、流動(dòng),在模具中迅速硬化的樹脂混合科。如一般熱塑性塑料。澆鑄塑料: 能在無壓或稍加壓力的情況下,傾注于模具中能硬化成一定形狀制品的液態(tài)樹脂混合料。如MC尼龍。反應(yīng)注射模塑料: 一般指液態(tài)原材料,加壓注入模腔內(nèi),使其反應(yīng)固化制得成品。如聚氨脂類。2.2.4 按塑料半制品和制品分類模塑粉: 又稱塑料粉,主要由熱固性樹脂(如酚醛)和填料等經(jīng)充分混合、按壓、粉碎而得。如酚醛塑料粉。增強(qiáng)塑料: 加有增強(qiáng)材料而某些力學(xué)性能比原樹脂有較大提高的一類
23、塑料。泡沫塑料: 整體內(nèi)含有無數(shù)微孔的塑料。薄膜: 一般指厚度在0.25毫米以下的平整而柔軟的塑料制品。2.3 塑料的性能2.3.1 塑料的使用性能1、塑料的物理性能密度、表觀密度、透氣性、透濕性、吸水性、透明性、透光率。2、塑料的化學(xué)性能耐化學(xué)性、耐候性、耐老化性、光穩(wěn)定性、抗霉性等。3、塑料的機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、斷裂伸長率、沖擊韌度、抗疲勞強(qiáng)度、耐蠕變性、摩擦系數(shù)及磨耗、硬度等。4、塑料的熱性能線膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、玻璃化溫度、耐熱性、熱變形溫度、熔體指數(shù)、熱穩(wěn)定性、熱分解溫度、耐熱性等。5、塑料的電性能表面電阻率、體積電阻率、介電常數(shù)、介電強(qiáng)度、耐電
24、弧性、介電損耗等。2.3.2 熱塑性塑料的工藝特性熱塑性塑料品種極多,即使同一品種也由于樹脂分子及附加物配比不同而使其使用及工藝特性也有所不同。另外,為了改變?cè)衅贩N的特性,常用共聚、交鏈等各種化學(xué)聚合方法在原有的樹脂結(jié)構(gòu)中導(dǎo)入一定百分比量的異種單體或高分子相等樹脂,以改變?cè)袠渲慕Y(jié)構(gòu)成為具有新的使用及工藝特性的改性品種。例如,ABS即為在聚苯乙烯分子中導(dǎo)入了丙烯腈、丁二烯等異種單體后成為改性共聚物,也可稱為改性聚苯乙烯,具有比聚苯乙烯優(yōu)越的使用,工藝特性。由于熱塑性塑料品種多、性能復(fù)雜,即使同一類的塑料也有僅供注射用或擠出用之分,故本章節(jié)主要介紹各種注射用的熱塑性塑料。(一)收縮性1、定義
25、塑件自模具中取出冷卻到室溫后,發(fā)生尺寸收縮這種性能稱為收縮性。收縮性的大小以單位長度塑件收縮量的百分?jǐn)?shù)來表示,稱為收縮率。由于成型模具與塑料的線膨脹系數(shù)不同,收縮率分為實(shí)際收縮率和計(jì)算收縮率兩種。Q實(shí)=(a-b)/b×100 (2-1)Q計(jì)=(c-b)/b×100 (2-2)式中:Q實(shí)實(shí)際收縮率(%);Q計(jì)計(jì)算收縮率(%);a 模具或塑件在成型溫度時(shí)單向尺寸(毫米);b 塑件在室溫下單向尺寸(毫米);c 模具在室溫下單向尺寸(毫米)。實(shí)際收縮率為表示塑件實(shí)際所發(fā)生的收縮,因其值與計(jì)算收縮相差很小,所以模具設(shè)計(jì)時(shí)以Q計(jì)為設(shè)計(jì)參數(shù)來計(jì)算型腔及型芯尺寸。2、影響因素影響熱塑性塑料
26、成形收縮的因素如下:1塑料品種。熱塑性塑料成形過程中由于還存在結(jié)晶化形起的體積變化,內(nèi)應(yīng)力強(qiáng),凍結(jié)在塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力大,分子取向性強(qiáng)等因素,因此與熱固性塑料相比則收縮率較大,收縮率范圍寬、方向性明顯,另外成形后的收縮、退火或調(diào)濕處理后收縮一般也都比熱固性塑料大。2塑件結(jié)構(gòu)。成形時(shí)融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態(tài)外殼。由于塑料的導(dǎo)熱性差,使塑件內(nèi)層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態(tài)層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。另外,有無嵌件及嵌件布局、數(shù)量都直接影響料流方向,密度分布及收縮阻力大小等,所以塑件的特性對(duì)收縮大小,方向性影響較大。3模具結(jié)構(gòu)。進(jìn)料口形式、尺寸、分布這些因素直
27、接影響料流方向、密度分布、保壓補(bǔ)縮作用及成形時(shí)間。直接進(jìn)料口、進(jìn)料口截面大(尤其截面較厚的)則收縮小但方向性大,進(jìn)料口寬及長度短的則方向性小。距進(jìn)料口近的或與料流方向平行的則收縮大。4成型工藝條件。模具溫度高,融料冷卻慢、密度高、收縮大,尤其對(duì)結(jié)晶料則因結(jié)晶度高,體積變化大,故收縮更大。模溫分布與塑件內(nèi)外冷卻及密度均勻性也有關(guān),直接影響到各部分收縮量大小及方向性。另外,保持壓力及時(shí)間對(duì)收縮也影響較大,壓力大、時(shí)間長的則收縮小但方向性大。注射壓力高,融料粘度差小,層間剪切應(yīng)力小,脫模后彈性回跳大,故收縮也可適量的減小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在成形時(shí)調(diào)整模溫、壓力、注射速度及冷卻時(shí)間等諸
28、因素也可適當(dāng)改變塑件收縮情況。3、收縮性對(duì)模具設(shè)計(jì)的影響模具設(shè)計(jì)時(shí)按經(jīng)驗(yàn)確定塑件各部位的收縮率,再來計(jì)算型腔尺寸。對(duì)高精度塑件及難以掌握收縮率時(shí),一般用如下方法設(shè)計(jì)模具:(1)對(duì)塑件外徑取較小收縮率,內(nèi)徑取較大收縮率,以留有試模后修正的余地。(2)試模確定澆注系統(tǒng)形式、尺寸及成形條件。(3)要后處理的塑件經(jīng)后處理確定尺寸變化情況(測量時(shí)必須在脫模后24小時(shí)以后)。(4)按實(shí)際收縮情況修正模具。(5)再試模并可適當(dāng)?shù)馗淖児に嚄l件略微修正收縮值以滿足塑件要求。(二)塑料狀態(tài)與加工性1、玻璃態(tài)(堅(jiān)硬的固體):變形可逆,不宜進(jìn)行大變形量的加工。成型方法:可進(jìn)行車、銑、刨、鉆等切削加工。2、高彈態(tài)(橡皮
29、狀彈性體):變形能力增大,變形仍具有可逆性。成型方法:真空成型、壓延成型、中空成型、沖壓、鍛壓等3、粘流態(tài)(粘性液體):變形不可逆。成型方法:注射、吹塑、擠出等(三)流動(dòng)性1定義及性能指標(biāo)塑料在一定溫度、壓力下充填模具型腔的能力,稱為塑料的流動(dòng)性。熔融指數(shù):將被測塑料裝入加熱料筒中并進(jìn)行加熱,在一定的溫度和壓力下,測定塑料熔體在10min內(nèi)從料孔擠出的質(zhì)量,單位g,則該值稱為熔融指數(shù),簡寫為M I。熔融指數(shù)越大,流動(dòng)性越好。2影響因素(1)溫度。料溫高則流動(dòng)性增大,但不同塑料也各有差異,聚苯乙烯(尤其耐沖擊型及MI值較高的)、聚丙烯尼龍、有機(jī)玻璃、改性聚苯乙烯(例ABS·AS)、聚碳
30、酸酯、醋酸纖維等塑料的流動(dòng)性隨溫度變化較大。對(duì)聚乙烯、聚甲醛、則溫度增減對(duì)其流動(dòng)性影響較小。所以前者在成形時(shí)宜調(diào)節(jié)溫度來控制流動(dòng)性。(2)壓力。注射壓力增大則融料受剪切作用大,流動(dòng)性也增大,特別是聚乙烯、聚甲醛較為敏感,所以成形時(shí)宜調(diào)節(jié)注射壓力來控制流動(dòng)性。(3)模具結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)的形式,尺寸,布置,冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì),融料流動(dòng)阻力(如型面光潔度,料道截面厚度,型腔形狀,排氣系統(tǒng))等因素都直接影響到融料在型腔內(nèi)的實(shí)際流動(dòng)性,凡促使融料降低溫度,增加流動(dòng)性阻力的則流動(dòng)性就降低。2、常用塑料流動(dòng)性流動(dòng)性好尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纖維素流動(dòng)性中等改性聚苯乙烯、ABS、AS、有機(jī)玻璃、聚甲醛、氯
31、化聚醚等流動(dòng)性差聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)所用塑料的流動(dòng)性,選用合理的結(jié)構(gòu)。成形時(shí)則也可控制料溫,模溫及注射壓力、注射速度等因素來適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)填充情況以滿足成形需要。(四)相容性定義:相容性(又稱為共混性)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。若兩種塑料不相容,則混熔后塑件會(huì)出現(xiàn)分層、脫皮等表面缺陷。相容性與分子結(jié)構(gòu)有一定關(guān)系,分子結(jié)構(gòu)相似者較易相容,結(jié)構(gòu)不同時(shí)較難相容。(五)吸濕性1、定義吸濕性是指塑料對(duì)水分的親疏程度。按吸濕或粘附水分能力的大小,可將塑料塑料分為吸濕性和不吸濕性塑料兩大類。2、吸濕性塑料的缺陷料中含水量必須控制
32、在允許范圍內(nèi),不然在高溫、高壓下水分變成氣體或發(fā)生水解作用,使樹脂起泡、流動(dòng)性下降、外觀及機(jī)電性能不良。所以吸濕性塑料必須按要求采用適當(dāng)?shù)募訜岱椒耙?guī)范進(jìn)行預(yù)熱,在使用時(shí)還需用紅外線照射以防止再吸濕。3、常用塑料吸濕性吸濕性塑料聚酰胺、ABS、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜等不吸濕性塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟塑料等(五)結(jié)晶性熱塑性塑料按其冷凝時(shí)無出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象可劃分為結(jié)晶形塑料與非結(jié)晶形(又稱無定形)塑料兩大類。所謂結(jié)晶現(xiàn)象即為塑料由熔融狀態(tài)到冷凝時(shí),分子由獨(dú)立移動(dòng),完全處于無次序狀態(tài),變成分子停止自由運(yùn)動(dòng),按略微固定的位置,并有一個(gè)使分子排列成為正規(guī)模型的傾向的一種現(xiàn)象。作為判別這兩類塑料的外
33、觀標(biāo)準(zhǔn)可視塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般結(jié)晶性料為不透明或半透明(如聚甲醛等),無定形料為透明(如有機(jī)玻璃等)。但也有例外情況,如聚4-甲基戍烯-1為結(jié)晶性塑料卻有高透明性,ABS為非結(jié)晶形塑料但卻并不透明。在模具設(shè)計(jì)及選擇注射機(jī)時(shí)應(yīng)注意對(duì)結(jié)晶料有下列要求:(1)料溫上升到成形溫度所需的熱量多,要用塑化能力大的設(shè)備。(2)冷凝時(shí)放出熱量大,要充分冷卻。(3)熔態(tài)與固態(tài)的比重差大,成形收縮大,易發(fā)生縮孔、氣孔。(4)冷卻快結(jié)晶度低,收縮小,透明度高。結(jié)晶度與塑件壁厚有關(guān),壁厚冷卻慢結(jié)晶度高,收縮大,物性好。所以結(jié)晶性料應(yīng)按要求必須控制模溫。(5)各向異性顯著,內(nèi)應(yīng)力大。脫模后未結(jié)晶化的分子有繼
34、續(xù)結(jié)晶化傾向,處于能量不平衡狀態(tài),易發(fā)生變形,翹曲。(6)結(jié)晶熔點(diǎn)范圍窄,易發(fā)生未熔粉末注入模具或堵塞進(jìn)料口。(六)熱敏性及水敏性1熱敏性塑料系指某些塑料對(duì)熱較為敏感,在高溫下受熱時(shí)間較長或進(jìn)料口截面過小,剪切作用大時(shí),料溫增高易發(fā)生變色、降聚,分解的傾向,具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料。如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物,聚甲醛,聚三氟氯乙烯等。熱敏性塑料在分解時(shí)產(chǎn)生單體、氣體、固體等副產(chǎn)物,特別是有的分解氣體對(duì)人體、設(shè)備、模具都有刺激、腐蝕作用或毒性。因此,模具設(shè)計(jì)、選擇注射機(jī)及成形時(shí)都應(yīng)注意,應(yīng)選用螺桿式注射機(jī),澆注系統(tǒng)截面宜大,模具和料筒應(yīng)鍍鉻,不得有死角滯料,必須嚴(yán)格控制成形
35、溫度、塑料中加入穩(wěn)定劑,減弱熱敏性能。2有的塑料(如聚碳酸酯)即使含有少量水分,但在高溫、高壓下也會(huì)發(fā)生分解,這種性能稱為水敏性,對(duì)此必須預(yù)先加熱干燥。(七)應(yīng)力開裂及熔融破裂1有的塑料對(duì)應(yīng)力敏感,成形時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力并質(zhì)脆易裂,塑件在外力作用下或在溶劑作用下即發(fā)生開裂現(xiàn)象。為此,除了在原料內(nèi)加入附加劑提高抗裂性外,對(duì)原料應(yīng)注意干燥,合理的選擇成形條件,以減少內(nèi)應(yīng)力和增加抗裂性。并應(yīng)選擇合理的塑件形狀,不宜設(shè)置嵌件等盡量減少應(yīng)力集中。模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)增大脫模斜度,選用合理的進(jìn)料口及頂出機(jī)構(gòu),成形時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)料溫、模溫、注射壓力及冷卻時(shí)間,盡量避免塑件過于冷脆時(shí)脫模,成形后塑件還宜進(jìn)行后處理提高抗裂
36、性,消除內(nèi)應(yīng)力并禁止與溶劑接觸。2當(dāng)一定融熔指數(shù)的聚合物熔體,在恒溫下通過噴嘴孔時(shí)其流速超過某值后,熔體表面發(fā)生明顯橫向裂紋稱為熔融破裂,有損塑件外觀及物性。故在選用熔融指數(shù)高的聚合物等,應(yīng)增大噴嘴、澆道、進(jìn)料口截面,減少注射速度,提高料溫。(八)熱性能及冷卻速度1各種塑料有不同比熱、熱傳導(dǎo)率、熱變形溫度等熱性能。比熱高的塑化時(shí)需要熱量大,應(yīng)選用塑化能力大的注射機(jī)。熱變形溫度高的冷卻時(shí)間可短,脫模早,但脫模后要防止冷卻變形。熱傳導(dǎo)率低的冷卻速度慢(如離子聚合物等冷卻速度極慢)必須充分冷卻,要加強(qiáng)模具冷卻效果。熱澆道模具適用于比熱低,熱傳導(dǎo)率高的塑料。比熱大、熱傳導(dǎo)率低,熱變形溫度低、冷卻速度慢
37、的塑料則不利于高速成形,必須用適當(dāng)?shù)淖⑸錂C(jī)及加強(qiáng)模具冷卻。2各種塑料按其品種特性及塑件形狀,要求必須保持適當(dāng)?shù)睦鋮s速度。所以模具必須按成形要求設(shè)置加熱和冷卻系統(tǒng),以保持一定模溫。當(dāng)料溫使模溫升高時(shí)應(yīng)予冷卻,以防止塑件脫模后變形,縮短成形周期,降低結(jié)晶度。當(dāng)塑料余熱不足以使模具保持一定溫度時(shí),則模具應(yīng)設(shè)有加熱系統(tǒng),使模具保持在一定溫度,以控制冷卻速度,保證流動(dòng)性,改善填充條件或用以控制塑件使其緩慢冷卻,防止厚壁塑件內(nèi)外冷卻不勻及提高結(jié)晶度等。對(duì)流動(dòng)性好,成形面積大、料溫不勻的則按塑件成形情況有時(shí)需加熱或冷卻交替使用或局部加熱與冷卻并用。為此模具應(yīng)設(shè)有相應(yīng)的冷卻或加熱系統(tǒng)。2.3.3 熱固性塑料的
38、工藝性能常用熱固性塑料有酚醛、氨基(三聚氰胺、脲醛)聚酯、聚鄰苯二甲酸二丙烯酯等。主要用于壓塑、擠塑、注射成形。硅酮、環(huán)氧樹脂等塑料,目前主要作為低壓擠塑封裝電子元件及澆注成形等用。(一)收縮率收縮率的計(jì)算方法與熱塑性塑料相同。熱固性塑料收縮的產(chǎn)生原因有:1、熱收縮:熱脹冷縮,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、化學(xué)結(jié)構(gòu)變化:熱固性塑料在成型過程中進(jìn)行了交聯(lián)反應(yīng),分子由線形結(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)生了體積收縮。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,由于彈性恢復(fù),會(huì)造成塑件體積的負(fù)收縮(膨脹)。4、塑性變形:塑件脫模
39、時(shí),成型壓力迅速降低,但模壁緊壓在塑件的周圍,使其產(chǎn)生塑性變形。發(fā)生變形部分的收縮率比沒有發(fā)生變形部分的收縮率大。5、塑料種類6、塑料制品結(jié)構(gòu)7、成型工藝(二)流動(dòng)性1、定義塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能力稱為流動(dòng)性。這是模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮的一個(gè)重要工藝參數(shù)。熱固性塑料的流動(dòng)性通常以拉西格流動(dòng)值表示。拉西格流動(dòng)值: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,在一定的溫度和壓力下,測定它從??字袛D出的長度(粗糙部分不計(jì)在內(nèi)),此即為拉西格流動(dòng)值,以mm表示。2、流動(dòng)等級(jí)每一品種的塑料流動(dòng)性可分為四個(gè)不同的等級(jí)。拉西格值適用成型對(duì)象成型方法第一級(jí)100130mm無嵌件、形狀簡單的一般厚度
40、塑件壓縮第二級(jí)131150mm中等復(fù)雜程度塑件壓縮第三級(jí)151180mm結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型腔很深、嵌件較多的薄壁塑件壓縮或壓注第四級(jí)>200mm壓縮、壓注或注射3、影響因素塑料品種、模具結(jié)構(gòu)、成型條件(三)比容及壓縮率比容為每一克塑料所占有的體積(以厘米3/克計(jì))。壓縮率為塑粉與塑件兩者體積或比容之比值(其值恒大于1)。它們都可被用來確定壓模裝料室的大小。其數(shù)值大即要求裝料室體積要大,同時(shí)又說明塑粉內(nèi)充氣多,排氣困難,成形周期長,生產(chǎn)率低。比容小則反之,而且有利于壓錠,壓制。但比容值也常因塑料的粒度大小及顆粒不均勻度而有誤差。(四)硬化速度1、定義:硬化是指塑料成型時(shí)完成交聯(lián)反應(yīng)的過程。硬化速
41、度通常以塑料試樣硬化每1mm厚度所需的秒數(shù)來表示,此值越小,硬化速度越快。2、影響因素:塑料品種、塑件形狀、壁厚、成型溫度及是否預(yù)熱、預(yù)壓硬化速度慢,使成型周期變長,生產(chǎn)率降低;硬化速度快,則不能成型復(fù)雜的塑件。(五)水分及揮發(fā)物含量塑料中水分及揮發(fā)物,一方面來自塑料本身,另一方面來自壓縮或壓注過程中化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物。各種塑料中含有不同程度的水分、揮發(fā)物含量,過多時(shí)流動(dòng)性增大、易溢料、保持時(shí)間長、收縮增大,易發(fā)生波紋、翹曲等弊病,影響塑件機(jī)電性能。但當(dāng)塑料過于干燥時(shí)也會(huì)導(dǎo)致流動(dòng)性不良成形困難,所以不同塑料應(yīng)按要求進(jìn)行預(yù)熱干燥,對(duì)吸濕性強(qiáng)的料,尤其在潮濕季節(jié)即使對(duì)預(yù)熱后的料也應(yīng)防止再吸濕。由于各
42、種塑料中含有不同成分的水分及揮發(fā)物,同時(shí)在縮合反應(yīng)時(shí)要發(fā)生縮合水分,這些成分都需在成形時(shí)變成氣體排出模外,有的氣體對(duì)模具有腐蝕作用,對(duì)人體也有刺激作用。為此在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)各種塑料此類特性有所了解,并采取相應(yīng)措施,如預(yù)熱、模具鍍鉻,開排氣槽或成形時(shí)設(shè)排氣工序。2.4 常用塑料的性能及應(yīng)用2.4.1 熱塑性塑料產(chǎn)量比較:聚乙烯PE >聚氯乙烯PVC>聚苯乙烯PS>聚丙稀PP1、聚氯乙烯(PVC)(1)典型應(yīng)用范圍:供水管道,家用管道,房屋墻板,商用機(jī)器殼體,電子產(chǎn)品包裝,醫(yī)療器械,食品包裝等。(2)注塑模工藝條件:干燥處理:通常不需要干燥處理。熔化溫度:185205模具溫度:2
43、050注射壓力:可大到1500bar保壓壓力:可大到1000bar注射速度:為避免材料降解,一般要用相當(dāng)?shù)氐淖⑸渌俣?。流道和澆口:所有常?guī)的澆口都可以使用。如果加工較小的部件,最好使用針尖型澆口或潛入式澆口;對(duì)于較厚的部件,最好使用扇形澆口。針尖型澆口或潛入式澆口的最小直徑應(yīng)為1mm;扇形澆口的厚度不能小于1mm。(3)化學(xué)和物理特性:剛性PVC是使用最廣泛的塑料材料之一。PVC材料是一種非結(jié)晶性材料。PVC材料在實(shí)際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。PVC材料具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。PVC對(duì)氧化劑、還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗
44、力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。PVC在加工時(shí)熔化溫度是一個(gè)非常重要的工藝參數(shù),如果此參數(shù)不當(dāng)將導(dǎo)致材料分解的問題。PVC的流動(dòng)特性相當(dāng)差,其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC材料更難于加工(這種材料通常要加入潤滑劑改善流動(dòng)特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。PVC的收縮率相當(dāng)?shù)?,一般?.20.6%。2、PS 聚苯乙烯(1)典型應(yīng)用范圍: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)。(2)注塑模工藝條件:干燥處理:除非儲(chǔ)存不當(dāng),通常不需要干燥處理。如果需要干燥,建議干燥條件為80、23小時(shí)。熔
45、化溫度:180280。對(duì)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。流道和澆口:可以使用所有常規(guī)類型的澆口。(3)化學(xué)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)定性、光學(xué)透過特性、電絕緣特性以及很微小的吸濕傾向。它能夠抵抗水、稀釋的無機(jī)酸,但能夠被強(qiáng)氧化酸如濃硫酸所腐蝕,并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形。典型的收縮率在0.40.7%之間。3、聚乙烯(PE)產(chǎn)量在塑料工業(yè)中占首位。按合成時(shí)壓力不同,聚乙烯合成方法可分為高壓、中壓和低壓三種。1、PE-HD 高密度聚乙烯 (1)典型應(yīng)用范
46、圍:電冰箱容器、存儲(chǔ)容器、家用廚具、密封蓋等。(2)注塑模工藝條件:干燥:如果存儲(chǔ)恰當(dāng)則無須干燥。熔化溫度:220260。對(duì)于分子較大的材料,建議熔化溫度范圍在200250之間。模具溫度:5095。6mm以下壁厚的塑件應(yīng)使用較高的模具溫度,6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度。塑件冷卻溫度應(yīng)當(dāng)均勻以減小收縮率的差異。對(duì)于最優(yōu)的加工周期時(shí)間,冷卻腔道直徑應(yīng)不小于8mm,并且距模具表面的距離應(yīng)在1.3d之內(nèi)(這里“d”是冷卻腔道的直徑)。注射壓力:7001050bar。注射速度:建議使用高速注射。流道和澆口:流道直徑在4到7.5mm之間,流道長度應(yīng)盡可能短??梢允褂酶鞣N類型的澆口,澆口長度不要超
47、過0.75mm。特別適用于使用熱流道模具。(3)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,粘性以及化學(xué)穩(wěn)定性。PE-HD比PE-LD有更強(qiáng)的抗?jié)B透性。PE-HD的抗沖擊強(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。對(duì)于密度為0.91 0.925g/cm3,我們稱之為第一類型PE-HD;對(duì)于密度為0.926 0.94g/cm3,稱之為第二類型PE-HD;對(duì)于密度為0.94 0.965g/cm3,稱之為第三類型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
48、有更好的抗沖擊強(qiáng)度。PE-LD是半結(jié)晶材料,成型后收縮率較高,在1.5%到4%之間。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。2、PE-LD 低密度聚乙烯(1)典型應(yīng)用范圍:碗,箱柜,管道聯(lián)接器(2)注塑模工藝條件:干燥:一般不需要熔化溫度:180280模具溫度:2040,為了實(shí)現(xiàn)冷卻均勻以及較為經(jīng)濟(jì)的去熱,建議冷卻腔道直徑至少為8mm,并且從冷卻腔道到模具表面的距離不要超過冷卻腔道直徑的1.5倍。注射壓力:最大可到1500bar。保壓壓力:最大可到
49、750bar。注射速度:建議使用快速注射速度。流道和澆口:可以使用各種類型的流道和澆口。PE-LD特別適合于使用熱流道模具。(3)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。PE-LD的熱膨脹系數(shù)很高不適合于加工長期使用的制品。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
50、易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開裂現(xiàn)象。4、PP 聚丙烯 (1)典型應(yīng)用范圍:汽車工業(yè)(主要使用含金屬添加劑的PP:擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等),器械(洗碗機(jī)門襯墊、干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門襯墊等),日用消費(fèi)品(草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等)。(2)注塑模工藝條件:干燥處理:如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。熔化溫度:220275,注意不要超過275。模具溫度:4080,建議使用50。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。注射壓力:可大到1800bar。注射速度:通常,使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷,那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。流道和澆口:對(duì)于冷流道,典型的流道直徑
51、范圍是47mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是11.5mm,但也可以使用小到0.7mm的澆口。對(duì)于邊緣澆口,最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半;最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PP材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。(3)化學(xué)和物理特性:PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的PP溫度高于0以上時(shí)非常脆,因此許多商業(yè)的PP材料是加入14%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100)、低透明度、低光澤度、低剛性,但是有有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。
52、PP的維卡軟化溫度為150。由于結(jié)晶度較高,這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。通常,采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對(duì)PP進(jìn)行改性。PP的流動(dòng)率MFR范圍在140。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同MFR的材料,共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶,PP的收縮率相當(dāng)高,一般為1.82.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而,它對(duì)芳香烴(如苯)溶劑、氯化烴(四氯化碳)溶劑等沒有抵抗力。P
53、P也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。2.4.2 熱固性塑料1、酚醛塑料2、氨基塑料3、環(huán)氧樹脂2.4.3 主要熱硬性塑膠之特性及用途塑膠名稱特 性用 途PF機(jī)械強(qiáng)度大,絕緣性,耐燃燒性,耐水性,耐酸性,耐油性,安定良好。暗色不耐點(diǎn),易變色,染色性有限。各種電器零件,機(jī)械零件,無聲齒輪,剎車來令,接著劑,食哭,容器,安全帽,涂料,烹調(diào)器握柄,煙斗,麻將牌等。UP無色,著色自由,與PF性質(zhì)類似而稍劣,耐水性和耐候性比PF稍差電氣零件,配電器具,電話筒,汽車零件,合板接著劑,涂料,按鈕,容器,麻將牌,時(shí)針盤,筷子,衣扣,MF與UP同性質(zhì),耐水性佳,表面硬度大,耐燃性,無色,易著色配電盤,機(jī)械零件
54、,汽車零件,麗光板,涂料,接著劑,容器,食器,紙,布的樹脂加工2.4.4 主要熱可塑性塑膠之特性及用途塑膠名稱特性用 途電 氣機(jī) 械建 筑日 用 品其 他PVC強(qiáng)度,電氣絕緣性,耐藥品性,加可塑劑會(huì)軟化,耐熱性不是很好電線被覆,電線管,絕緣材料,膠帶車用座墊,化學(xué)工埸配管,汽車零件水管,塑膠,地板,屋頂,材料,隔熱材手提袋,皮帶,塑膠鞋,桌巾,透明瓶子,電話機(jī)玩具,農(nóng)業(yè)用薄膜,涂料,藥碇包裝PVDC比PVC耐藥品性大,耐熱性,薄膜的透氣性少車用座墊防蟲網(wǎng),家具表層皮涂膜防濕紙,帳篷,唱片,發(fā)泡體,軟水管,食品包裝漁網(wǎng),發(fā)泡體,耐藥性成型品PVAC無色透明,接著性好,耐光性佳,耐熱差,吸水性大,大部分之溶劑皆可溶皮帶涂料,地板,安全玻璃工作服,襪子,塑膠手套PVAL的原料,口香糖的原料,接著劑PVA無色透明彈性體,耐熱。絕緣,軟化點(diǎn)高電線被覆安全硝子的中間膜安全玻璃涂料合成纖維,接著劑,塑膠皮簡化PVA土壤改良劑PMMA無色透明,光學(xué)性佳,強(qiáng)韌,絕緣性佳,加工性好,耐候性良好照明器具零件,透明板防風(fēng)玻璃,車尾燈廣告燈,燈座
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