《塑膠原料知識》課件

塑膠原料知識從原料選擇到成品制造,了解塑料的成分和特性對于生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品至關(guān)重要。本課程將全面介紹各類塑膠原料的種類、性能特點(diǎn)和應(yīng)用范圍,幫助您掌握塑料制品研發(fā)的關(guān)鍵知識。課程大綱塑膠基礎(chǔ)知識了解塑料的基本特性和制造過程,為后續(xù)知識鋪平基礎(chǔ)。常見塑料種類介紹熱塑性塑料、熱固性塑料和彈性體等主要塑料類型。塑料添加劑探討塑料添加劑如著色劑、增塑劑和阻燃劑等在塑料制造中的作用。塑料加工工藝講解注塑、擠出和吹塑等常見的塑料制品成型工藝。塑膠基礎(chǔ)知識塑膠作為一種重要的工業(yè)材料,在日常生活和工業(yè)制造中廣泛應(yīng)用。塑膠材料具有輕質(zhì)、耐腐蝕、易加工等特點(diǎn),其成分和制造工藝是塑膠基礎(chǔ)知識的核心。了解塑膠的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)、聚合反應(yīng)等基本特性,對于掌握塑膠工藝、選用適當(dāng)材料和開發(fā)新產(chǎn)品至關(guān)重要。塑料的組成基本成分塑料由高分子聚合物、增塑劑、填充劑、阻燃劑等多種成分組成。聚合物是塑料的主要成分,決定了塑料的基本性能。添加劑各種添加劑可以改善塑料的性能,如增強(qiáng)強(qiáng)度、提高耐熱性、改善加工性等。添加劑的種類和用量對塑料的最終性能有重要影響。制造工藝塑料的制造工藝包括聚合反應(yīng)、熔融加工等。合理的制造工藝是保證塑料質(zhì)量的關(guān)鍵。分子結(jié)構(gòu)塑料的分子結(jié)構(gòu)包括線性、支鏈、交聯(lián)等,決定了塑料的物理化學(xué)性能。了解分子結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)新型塑料的關(guān)鍵。聚合反應(yīng)1單體基礎(chǔ)小分子化合物2聚合單體分子連接形成大分子3鏈增長連續(xù)不斷的聚合過程4終止聚合過程最終結(jié)束聚合反應(yīng)是將小分子單體通過化學(xué)反應(yīng)連接成大分子聚合物的過程。它包括單體的投料、鏈增長、以及最終的終止等步驟。這一過程是塑料制造的基礎(chǔ)，決定了其結(jié)構(gòu)和性能。精準(zhǔn)控制聚合反應(yīng)是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)塑料的關(guān)鍵。熱塑性塑料注塑成型熱塑性塑料可以通過注塑成型工藝快速制造出各種復(fù)雜形狀的塑料制品。該工藝簡單高效,適合大量生產(chǎn)。擠出成型熱塑性塑料可以通過擠出成型工藝連續(xù)生產(chǎn)出管材、薄膜、板材等各種型材。該工藝靈活性強(qiáng),適合連續(xù)生產(chǎn)。吹塑成型熱塑性塑料可以通過吹塑成型工藝制造出空心塑料制品,如瓶罐等。該工藝適合制造大型中空容器。熱固性塑料分子結(jié)構(gòu)熱固性塑料的分子結(jié)構(gòu)是三維交聯(lián)的,呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得熱固性塑料在加熱時不會熔融,而是會分解。成型過程熱固性塑料在生產(chǎn)過程中需要通過化學(xué)反應(yīng),如交聯(lián)或縮聚,才能成型并固化。這一過程通常無法逆轉(zhuǎn)。高溫穩(wěn)定性熱固性塑料在高溫下比熱塑性塑料更穩(wěn)定,可以承受更高的溫度而不會熔化。這使其非常適合高溫應(yīng)用。機(jī)械性能熱固性塑料的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)異的剛性、強(qiáng)度和耐磨性,但相對較脆。通常用于制造需要高強(qiáng)度的零件。橡膠和彈性體彈性材料特性橡膠和彈性體具有可伸縮變形的特性,在受力后可以恢復(fù)到原始形狀,是重要的工程塑料之一。主要類型常見的橡膠和彈性體包括天然橡膠、合成橡膠、熱塑性彈性體等,廣泛應(yīng)用于汽車、電子、建筑等領(lǐng)域。成型工藝橡膠和彈性體可以通過注塑、擠出、壓縮成型等工藝制成各種成型制品。性能優(yōu)化通過添加增強(qiáng)劑、填充劑、交聯(lián)劑等方式,可以提升橡膠和彈性體的強(qiáng)度、耐熱、耐化學(xué)性等性能。增強(qiáng)型塑料碳纖維碳纖維以其輕質(zhì)高強(qiáng)的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造等高端領(lǐng)域。其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能可大幅提升塑料制品的強(qiáng)度和剛性。玻璃纖維玻璃纖維可以有效增強(qiáng)塑料的機(jī)械性能,是最常見的增強(qiáng)塑料的材料。它可以提高制品的耐熱、阻燃等性能,廣泛應(yīng)用于電氣、建材等領(lǐng)域。納米粒子納米尺度的無機(jī)填料可以顯著改善塑料的力學(xué)性能、阻燃性和熱穩(wěn)定性。其獨(dú)特的界面效應(yīng)為塑料帶來了全新的功能特性。天然纖維木粉、麻纖維等天然纖維可以取代部分石油基塑料,成為環(huán)保型增強(qiáng)材料。它們具有良好的機(jī)械性能和生物降解性。塑料的分類按分子結(jié)構(gòu)分類包括熱塑性塑料、熱固性塑料和彈性體三大類。按使用性能分類如通用塑料、工程塑料和特殊塑料等。按成型工藝分類如注塑、擠出、吹塑和其他成型工藝。按原料來源分類包括天然高分子塑料和合成高分子塑料。聚乙烯PE0.91-0.96密度聚乙烯的密度范圍從0.91到0.96克/立方厘米30M全球產(chǎn)量全球聚乙烯年產(chǎn)量約30百萬噸60%應(yīng)用占比聚乙烯廣泛用于包裝、容器等,占塑料總量的60%左右聚乙烯(Polyethylene,PE)是全球最常用的塑料之一,由乙烯單體通過聚合反應(yīng)制得。它具有較好的機(jī)械性能、絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性,廣泛應(yīng)用于包裝、容器、管材、電線電纜等領(lǐng)域。聚乙烯按密度可分為低密度(LDPE)、高密度(HDPE)和線性低密度(LLDPE)等多種型號。聚丙烯PP聚丙烯(PP)作為一種廣泛應(yīng)用的熱塑性塑料,其良好的機(jī)械性能、耐化學(xué)性以及低成本等特點(diǎn),使之在包裝、家用電器和汽車等多個領(lǐng)域占據(jù)重要地位。聚苯乙烯PS特點(diǎn)透明,堅(jiān)硬,容易成型,絕緣性佳,化學(xué)穩(wěn)定性好應(yīng)用領(lǐng)域包裝容器、電器外殼、玩具、光學(xué)元件缺點(diǎn)易碎、不耐熱,耐候性較差,對脂肪類溶劑有溶解性聚苯乙烯(PS)是一種熱塑性塑料,由苯乙烯單體聚合而成。它具有透明、堅(jiān)硬、容易成型、絕緣性佳、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于包裝容器、電器外殼、玩具、光學(xué)元件等領(lǐng)域。但它也存在易碎、不耐熱、耐候性較差、對脂肪類溶劑有溶解性等缺點(diǎn)。聚氯乙烯PVC聚氯乙烯(PVC)是一種常見的熱塑性塑料,具有耐化學(xué)腐蝕、耐老化以及良好的絕緣性等特點(diǎn)。PVC可以通過多種方式進(jìn)行加工,包括擠出、注塑和壓延等工藝,廣泛應(yīng)用于管材、電線電纜、板材、薄膜等領(lǐng)域。PVC具有可塑性強(qiáng)、色彩豐富等特點(diǎn),被稱為"普通塑料之王"。350M全球產(chǎn)能全球PVC年產(chǎn)能超過3.5億噸40%全球占比PVC在全球塑料中占比近40%70%下游應(yīng)用PVC約70%用于管材管件及電線電纜聚對苯二甲酸乙二酯PET聚對苯二甲酸乙二酯(PET)是一種熱塑性聚酯樹脂,具有優(yōu)良的耐化學(xué)性、透明性和尺寸穩(wěn)定性。廣泛應(yīng)用于制造各種包裝容器、薄膜、工程塑料等。工程塑料高強(qiáng)度工程塑料具有出色的強(qiáng)度和剛性,能滿足各種高負(fù)載應(yīng)用的需求。耐高溫工程塑料可以在較高溫度下使用,有利于特殊環(huán)境應(yīng)用。耐久性工程塑料具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和耐磨性,可以長期使用。精密加工工程塑料可以實(shí)現(xiàn)精密的尺寸控制和外觀,滿足高端應(yīng)用的要求。聚碳酸酯PC特點(diǎn)耐高溫、耐沖擊、透明度高、絕緣性好、可著色性強(qiáng)主要應(yīng)用汽車部件、光學(xué)元件、電子電器外殼、安全設(shè)備、光電產(chǎn)品生產(chǎn)方法通過雙酚A和光氣的縮聚反應(yīng)制得，為典型的工程塑料聚碳酸酯具有出色的機(jī)械性能、熱穩(wěn)定性和電絕緣性。經(jīng)改性后還可獲得優(yōu)異的耐候性、阻燃性等特性。廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、光學(xué)等領(lǐng)域。聚甲醛POM5-7x強(qiáng)度170°C耐熱溫度1.4-1.5比重0.35耐磨性聚甲醛(聚甲醛,POM)是一種高度結(jié)晶性的熱塑性工程塑料,以其優(yōu)異的機(jī)械性能、耐磨性和電絕緣性聞名。其強(qiáng)度是普通塑料的5-7倍,耐熱溫度達(dá)到170°C,比重在1.4-1.5之間,耐磨性可達(dá)0.35。POM廣泛應(yīng)用于機(jī)械零件、電氣元件、汽車配件等領(lǐng)域。聚酰胺PA成分聚酰胺分子鏈上含有酰胺基(-CONH-)。主要有尼龍6、尼龍66、尼龍11和尼龍12等。性能耐磨性、抗沖擊性、剛性、柔韌性、耐化學(xué)品性、電絕緣性好。缺點(diǎn)是吸濕性強(qiáng)。應(yīng)用廣泛用于電子電氣、汽車、航空航天、儀表、工具等領(lǐng)域的工程塑料。改性塑料增強(qiáng)性能通過添加其他材料,如纖維、填料或助劑,可以改善塑料的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性、阻燃性等性能。外觀美化添加顏料、熒光劑或其他裝飾性材料可以提高塑料制品的視覺效果和美觀度。功能優(yōu)化改性可以增強(qiáng)塑料的特殊功能,如阻隔性、耐候性、導(dǎo)電性等,滿足不同應(yīng)用需求。再生利用改性技術(shù)可以使廢舊塑料重新獲得較好的性能,提高其可回收利用價(jià)值。塑料添加劑常見塑料添加劑塑料添加劑包括著色劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑等,可以改善塑料的各種性能。添加劑的作用不同的添加劑可以賦予塑料耐熱、耐候、耐化學(xué)腐蝕等性能,滿足各種應(yīng)用需求。性能的改善合理使用各種添加劑可以大幅提升塑料的機(jī)械性能、耐候性、阻燃性等,使之更適用于各種應(yīng)用場景。著色劑多種顏色選擇著色劑可以給塑料制品添加各種豐富多彩的顏色,滿足不同的審美需求。與樹脂完美融合著色劑能夠與塑料樹脂充分結(jié)合,確保色彩牢固、均勻持久。專業(yè)級著色能力先進(jìn)的著色技術(shù)使著色劑能夠?qū)崿F(xiàn)對塑料的深層滲透著色,色彩飽和均勻。增塑劑增強(qiáng)塑料柔韌性增塑劑通過嵌入塑料分子之間,減少分子間相互作用力,提高塑料的柔韌性和沖擊強(qiáng)度。降低玻璃化溫度增塑劑能降低塑料的玻璃化溫度,使其在常溫下保持柔軟狀態(tài),方便加工和使用。改善塑料性能增塑劑的加入還可以提高塑料的耐油性、耐寒性、絕緣性等,增強(qiáng)其適用范圍。種類豐富常見增塑劑有鄰苯二甲酸酯類、脂肪酸酯類、石油烷烴類等,根據(jù)需求選擇合適的增塑劑。阻燃劑性能關(guān)鍵阻燃劑是塑料中的關(guān)鍵添加劑,能有效提高其耐火性和阻燃性,確保安全使用。種類豐富常見的阻燃劑有鹵素類、無機(jī)類、有機(jī)磷類等,每種都有不同的工作機(jī)理和適用范圍。性價(jià)比優(yōu)化選用合適的阻燃劑不僅能確保安全,還能在滿足要求的情況下降低成本。環(huán)保安全未來發(fā)展趨勢是推廣無鹵素、無毒、環(huán)保型阻燃劑,減少對人體和環(huán)境的危害。滑潤劑滑潤改善滑潤劑可以改善塑料制品的表面光滑度,提高產(chǎn)品流動性。降低摩擦力添加滑潤劑能夠降低制品表面的摩擦力,減少磨損。增強(qiáng)脫模性滑潤劑可以提高塑料制品從模具上的脫模性,避免變形。填充劑作用填充劑可以改善塑料的物理性能,如提高強(qiáng)度、剛性和耐熱性等。它們能降低生產(chǎn)成本,并且可以改變塑料的外觀。種類常見的填充劑包括碳酸鈣、云母、硅酸鹽、玻璃纖維等。每種填充劑都有不同的性能特點(diǎn),適用于不同的應(yīng)用場景。添加比例填充劑的添加比例一般在10-60%之間。適當(dāng)?shù)奶砑颖壤梢园l(fā)揮填充劑的最佳效果,提高最終產(chǎn)品的性能。注意事項(xiàng)添加過多的填充劑可能會影響塑料的加工性和外觀,因此需要根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)配。增強(qiáng)纖維玻璃纖維玻璃纖維是使用最廣泛的增強(qiáng)材料之一,具有優(yōu)異的強(qiáng)度和剛性。碳纖維碳纖維重量輕、強(qiáng)度高,廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車等領(lǐng)域。芳綸纖維芳綸纖維具有耐熱、耐化學(xué)性等優(yōu)點(diǎn),主要用于防彈衣和防護(hù)裝備。玄武巖纖維玄武巖纖維是新興的環(huán)保型增強(qiáng)材料,具有良好的耐熱性和耐化學(xué)性。塑料制品成型工藝1注塑成型將熔融的塑料塑料料注入模具內(nèi)成型2擠出成型通過擠壓機(jī)連續(xù)擠出成型各種型材3吹塑成型將熱塑性塑料坯料吹進(jìn)模腔內(nèi)成型中空容器塑料制品生產(chǎn)工藝分為注塑、擠出和吹塑三種主要工藝。其中注塑適用于制造各種復(fù)雜的塑料制品,擠出工藝可以連續(xù)生產(chǎn)各種型材,而吹塑則擅長制造中空容器。這三種工藝均具有自身的優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于日常生活和工業(yè)領(lǐng)域。注塑成型料料準(zhǔn)備將塑料粒子投入料倉,加熱熔融成流動狀態(tài)。注模熔融塑料在高壓下快速注入模具腔體內(nèi)成型。冷卻模具內(nèi)的塑件快速冷卻固化,達(dá)到最終尺寸和形狀。脫模成型件從模具中取出,完成整個注塑成型工序。擠出成型1原料準(zhǔn)備首先需要將塑料粒子或者粉末進(jìn)行干燥和混合。這樣可以確保原料性能均勻一致。2加熱熔融將原料置于螺桿擠出機(jī)中,通過加熱使其熔融成為粘稠的塑料液體。3塑料流動塑料液體在螺桿的推動下不斷流動,并通過模具成型為所需的構(gòu)件形狀。吹塑成型1模具準(zhǔn)備制作專用吹塑模具2塑料預(yù)加熱將塑料管加熱至適當(dāng)溫度3吹塑成型通過