塑料模具與設(shè)備課件

塑料模具與設(shè)備塑料模具與設(shè)備

三、其他塑料成型

通過本課程的學習，既對基礎(chǔ)理論有較深理解、專業(yè)上有所掌握，又能獨立設(shè)計塑料成型工藝和塑料成型模具，合理選擇成型設(shè)備，并具備一定的塑料制品設(shè)計能力。

本課程內(nèi)容一、塑料成型的理論基礎(chǔ)。二、注射成型工藝及模具設(shè)計，注射模具與注射機的關(guān)系本課程目的塑料模具與設(shè)備第一篇塑料成型基礎(chǔ)第一章概論一、塑料及其應(yīng)用二、塑料的加工適應(yīng)性三、塑料的主要成型方法重點掌握塑料模具與設(shè)備第一節(jié)塑料及其應(yīng)用一、塑料的概念1、什么是塑料?塑料是以高分子聚合物為主要成分，并在加工為制品的某階段可流動成型的材料。2、什么是高分子聚合物?高分子聚合物指由許多小分子單體通過聚合或縮聚反應(yīng)形成的長鏈大分子。3、塑料的特性是什么？塑料具有特殊的物理力學性能和化學穩(wěn)定性能，以及優(yōu)良的成型加工性能，在加熱和壓力下，利用不同的成型方法幾乎可將塑料制成任何形狀的制品。塑料模具與設(shè)備4、塑料為什么會有這些特性？

這歸根于高分子聚合物的巨大相對分子質(zhì)量。它們的原子之間具有很大的作用力，分子之間的長鏈蜷曲纏繞。這些纏繞在一起的分子既可互相吸引又可互相排斥，使塑料產(chǎn)生了彈性。高分子聚合物在受熱時不像一般低分子物質(zhì)那樣有明顯的熔點，從長鏈的一端加熱到另一端需要時間，即需要經(jīng)歷一段軟化的過程，因此塑料便具有可塑性。5、高分子聚合物與低分子物質(zhì)的重要區(qū)別是什么？高分子聚合物沒有精確、固定的相對分子質(zhì)量。同一種高分子聚合物的相對分子質(zhì)量的大小并不一樣，只能采用平均相對分子質(zhì)量來描述。塑料模具與設(shè)備組成：以合成樹脂為主要成分，根據(jù)不同需要添加不同添加劑所組成的混合物。1.合成樹脂什么是合成樹脂？合成樹脂是人們模仿天然樹脂的成分，并克服了產(chǎn)量低、性能不理想的缺點，用化學方法人工制取的各種樹脂。

合成樹脂決定了塑料的基本性能，作用：

⑴在塑料制件中，為均一的連續(xù)相，將各種添加劑粘結(jié)成一個整體，使其具有一定的物理力學性能。⑵在成型加工中，與所加的添加劑配制成的塑料有良好的成型工藝性能。二、塑料的組成塑料模具與設(shè)備2．穩(wěn)定劑作用：減緩或阻止塑料在加工和使用過程中的分解變質(zhì)。分類：熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑和紫外線吸收劑等。用量：塑料的0．3％～0．5％。3．填料包括：填充劑和增強劑。作用：降低塑料成本或改進塑料的性能。填充劑：碳酸鈣、硫酸鈣和硅酸鹽、木粉、石棉等。增強劑：典型品種有玻璃纖維、棉、麻和紙筋等，性能特殊的還有碳纖維、陶瓷纖維、硼纖維及其單晶纖維。用量：塑料的40％以下。塑料模具與設(shè)備4．增塑劑作用：提高塑料的可塑性和柔軟性。增塑劑：一些高沸點的液態(tài)有機化合物或低熔點的固態(tài)有機化合物。5．潤滑劑作用：⑴對塑料的表面起潤滑作用，防止熔融的塑料粘附在成型設(shè)備或模具上。⑵改進塑料熔體的流動性能。⑶提高制品表面的光亮度。潤滑劑：硬脂酸、鹽類等。用量：小于塑料的1％。塑料模具與設(shè)備7．固化劑作用：熱固性塑料成型時，使合成樹脂完成交聯(lián)反應(yīng)而固化。固化劑（或交聯(lián)劑）：酚醛樹脂中加六亞甲基四胺；環(huán)氧樹脂中加乙二胺或順丁烯二酸酐等。6．著色劑作用：增加塑料制品的色彩，改善塑料的耐候性。著色劑：有機顏料，顏色鈉猩紅、黃光硫靛紅棕、顏料藍、炭黑等；礦物顏料，鉻黃、絳紅鎘、氧化鉻、鋁粉末等。塑料模具與設(shè)備三、塑料的分類1．按制造方法分類有機化學中的兩種反應(yīng)：聚合反應(yīng)和縮聚反應(yīng)。分類：聚合樹脂、縮聚樹脂兩類。聚合反應(yīng)：將許多低分子單體化合成高分子聚合物的化學反應(yīng)。在此反應(yīng)過程中沒有低分子物質(zhì)析出。這種反應(yīng)既可在同一種物質(zhì)的分子間進行(其反應(yīng)產(chǎn)物稱為聚合體)，也可以在不同物質(zhì)的分子間進行(其反應(yīng)產(chǎn)物稱為共聚體)。

縮聚反應(yīng)：將相同的或不相同的低分子單體化合成高分子聚合物的化學反應(yīng)。此反應(yīng)過程中有低分子物質(zhì)析出。塑料模具與設(shè)備2．按成型性能分類分類：熱塑性塑料、熱固性塑料兩類。熱塑性塑料的特點：受熱后軟化或熔融，此時可成型加工，冷卻后固化，再加熱仍可軟化。熱固性塑料的特點：開始受熱時也可以軟化或熔融，但一旦固化成型就不再軟化。此時，即使加熱到接近分解的溫度也無法軟化，且也不會溶解在溶劑中。塑料模具與設(shè)備為什么塑料具有熱塑或熱固性的特性？⑴熱塑性塑料的分子結(jié)構(gòu)呈鏈狀或樹枝狀，稱為線性聚合物。這些分子互相纏繞但并不連結(jié)在一起，受熱后具有可塑性。（無定型、結(jié)晶形塑料）塑料模具與設(shè)備⑵熱固性塑料加熱開始時鏈狀或樹枝狀結(jié)構(gòu)，但受熱后逐漸結(jié)合成網(wǎng)狀(稱為交聯(lián)反應(yīng))，成為既不熔化又不熔解的物質(zhì)，稱為體型聚合物。分子的鏈與鏈間產(chǎn)生化合反應(yīng)，再次加熱時不能軟化。常用成型方法：熱塑性塑料，注射、擠出或吹塑等；熱固性塑料，壓縮或壓注，有的也可以采用注射成型。塑料模具與設(shè)備3．按用途分類分類：通用塑料、工程塑料及特殊用途的塑料等。通用塑料：用途最廣泛、產(chǎn)量最大、價格最低廉。聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛(PF)和氨基塑料六大類，約占世界塑料總產(chǎn)量的80％。工程塑料：可用作工程材料的塑料。主要有丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、苯醚（PPO）、聚砜(PSF)及各種增強塑料。塑料模具與設(shè)備四、塑料的性能和用途1．質(zhì)量輕密度與水相近，約為鋼密度的1／6，但力學強度比木材、玻璃、陶瓷等要高得多，有的甚至可與鋼鐵媲美。用途：特別適合制造輕巧的日用品和家用電器零件，對要求減輕自重的車輛、船舶和飛機有特別重要的意義。2．比強度高按單位質(zhì)量來計算材料的抗拉強度(稱之為比強度)，它并不遜于金屬，工程塑料、碳纖維增強塑料等，遠超過金屬。用途：可用于制造工程機械，纖維增強塑料可用作負載較大的結(jié)構(gòu)零件，小轎車中塑料的質(zhì)量約占整車質(zhì)量的1／10，宇宙飛船中塑料的體積約占飛船總體積的1／2。塑料模具與設(shè)備3．耐化學腐蝕能力強對酸、堿、鹽等化學物質(zhì)的腐蝕均有抵抗能力。用途：硬聚氯乙烯被廣泛用來制造化工管道及容器。4．絕緣性能好對電、熱、聲都有良好的絕緣性能，極低的介電損耗性能。用途：被廣泛地用做電絕緣、絕緣保溫及隔音吸音材料。其優(yōu)越的電氣絕緣性能和極低的介電損耗性能，可以與陶瓷和橡膠媲美。現(xiàn)又制造出半導體、導電導磁塑料等，它們對電子工業(yè)的發(fā)展具有獨特的意義。塑料模具與設(shè)備5．光學性能好塑料的折射率較高，且有很好的光澤。用途：不加填充劑的大都可制成透光性良好的制品，如有機玻璃、聚苯乙烯、聚碳酸酯等都可制成透明的制品。廣泛地用來制造玻璃窗、罩殼、透明薄膜以及光導纖維材料。6．加工性能好、經(jīng)濟效益顯著a、容易成型，成型加工周期短；b、成型塑件所需專用設(shè)備投資少，能耗低；c、與金屬制件加工相比，加工工序少；d、加工過程中的邊角廢料多數(shù)可回收再用，以單位體積計算，生產(chǎn)塑料制件的費用僅為有色金屬的1／10，因此塑料制件的總體經(jīng)濟效益顯著。

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但是應(yīng)注意：a、一般塑料的剛性差；b、塑料的耐熱性差；c、散熱性差；d、若長期受載荷作用，產(chǎn)生“蠕變”現(xiàn)象。e、易燃燒.f、光和熱作用下性能容易變壞，發(fā)生老化現(xiàn)象。第二節(jié)塑料的加工適應(yīng)性溫度對于塑料的加工有著重要的影響。隨著加工溫度的逐漸升高，塑料將經(jīng)歷玻璃態(tài)、高彈態(tài)、黏流態(tài)直至分解。不同狀態(tài)其性能不同，決定了對加工的適應(yīng)性。塑料模具與設(shè)備

1、玻璃化溫度θg以下，堅硬的固體。2、θg至θf為高彈態(tài)，橡皮狀彈性體。3、θf（θm）開始黏流態(tài)（稱為熔體）。以上討論結(jié)論：在一定的加工溫度下塑料具有可擠壓性、可模塑性、可延性、可紡性、可機加工性等。塑料模具與設(shè)備第三節(jié)塑料的主要成型方法

1．注射成型(注塑成型)成型原理：注射機將粒狀的塑料連續(xù)輸入到注射機料筒中受熱并逐漸熔融，成黏性流動狀態(tài)，由料筒中的螺桿或柱塞推至料筒端部。通過料筒端部的噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)將熔體注入閉合的模具中，充滿后經(jīng)過保壓和冷卻，使制件固化定型，然后開啟模具取出制件。應(yīng)用：主要用于熱塑性塑料，現(xiàn)也用于熱固性塑料。注射成型在塑料制件成型中占有很大比例，塑料成型模具產(chǎn)量中半數(shù)以上是注射模具。

塑料模具與設(shè)備2．擠出成型(擠塑成型)成型原理：與注射成型的原理類似，將粒狀塑料在擠出機的料筒中完成加熱和加壓過程，熔體經(jīng)過裝在擠出機機頭上的成型口模擠出，然后冷卻定型，借助牽引裝置拉出，成為具有一定橫截面形狀的連續(xù)制件。

應(yīng)用：熱塑性塑料的主要成型方法之一。除了成型加工外，該法還用于塑料的混煉加工。塑料模具與設(shè)備

4．壓縮成型(壓制成型)工作原理：把由上、下模(或凸、凹模)組成的模具安裝在壓力機的上、下模板之間，將塑料原料直接加在敞開的模具型腔內(nèi)，再將模具閉合，塑料粒料(或粉料、預制坯料)在受熱和受壓的作用下充滿閉合的模具型腔，固化定型后得到塑料制件。應(yīng)用：主要用于熱固性塑料。3．中空成型（吹塑成型）工作原理：先用擠出機或注射機擠出或注射出管筒形狀的熔融坯料，然后將此坯料放人吹塑模具內(nèi)，向坯料內(nèi)吹入壓縮空氣，使中空的坯料均勻膨脹直至緊貼模具內(nèi)壁，冷卻定型后開啟模具取出中空制件。應(yīng)用：它是制造中空制件和管筒型薄膜的方法。塑料模具與設(shè)備5．壓注成型（傳遞成型）工作原理：將塑料粒料或坯料裝入模具的加料室，在受熱、受壓下熔融的塑料通過模具加料室底部的澆注系統(tǒng)充滿閉合的模具型腔，然后固化成型。應(yīng)用：與壓縮成型一樣，壓注成型也是熱固性塑料成型的主要方法之一，適用于形狀復雜或帶有較多嵌件的熱固性塑料制件。

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