模塊一 塑料及其性能.ppt

1、內(nèi)容介紹：牙齒模塊主要介紹塑料及其應(yīng)用。塑料的組成塑料分類塑料成型的工藝特性(包括熱塑性塑料和熱固性塑料的工藝特性)塑料的注射成型中需要注意的幾個茄子問題等。模塊1塑料及其性能，學習目的和要求：了解塑料的用途和特殊優(yōu)點。掌握塑料的組成和分類。具有分析塑料產(chǎn)品工藝性，在此基礎(chǔ)上找出工藝難點，提出問題解決方法的能力。重點：熱塑性塑料和熱固性塑料的工藝特性。模塊1塑料及其性能，模塊1塑料及其性能，1.1塑料及其應(yīng)用1.2塑料的組成1.3塑料的分類1.4塑料成型的工藝特性1.5塑料的注射整形，1.1塑料及其應(yīng)用樹脂分為天然樹脂和合成樹脂兩種茄子主要類型。塑料大部分使用合成樹脂。各種合成樹脂是通過合成方

2、法人工生產(chǎn)的高分子化合物，相對分子質(zhì)量一般在1萬個以上，有些可以達到百萬級，因此在化學上經(jīng)常被稱為聚合物或高聚物。聚合物是塑料的主要成分，但簡單的聚合物性能往往不能滿足整形生產(chǎn)的工藝要求和整形后的使用要求。為了克服這些缺陷，必須向聚合物添加一定量的添加劑，并通過這些添加劑改善聚合物的性能。例如，添加增塑劑可提高聚合物的流動性能、整形性能等。因此，可以認為塑料是由聚合物和特定助劑結(jié)合而成的聚合物化合物。作為日常用品，塑料的用途已經(jīng)廣為人知，但是由于它們的特殊優(yōu)點，塑料在工業(yè)上的應(yīng)用也已經(jīng)很普遍了。主要為1密度小，質(zhì)量輕的塑料的密度約為0.92.3gcm3，但大部分為1.01.4gcm3左右。僅相

3、當于鋼材密度的0.11和鋁的0.5左右，通過發(fā)泡工藝生產(chǎn)泡沫塑料會使塑料密度變小，其值可能為0.010.5gcm3牙齒。2大強度，按單位質(zhì)量計算的強度稱為非強度。塑料的密度小，因此比強度高。按強度大小評價材料的使用性能，部分特殊塑料品種名列前茅。例如，普通鋼的抗拉強度約為160MPa，用玻璃纖維改善的塑料抗拉比率最高為170400MPa。3絕緣性能好，介電損耗低，金屬傳導是原子結(jié)構(gòu)中自由電子和離子作用的結(jié)果，塑料原子內(nèi)部一般沒有自由電子和離子，因此大多數(shù)塑料具有良好的絕緣性能和低介電損耗。因此，塑料是現(xiàn)代傳記產(chǎn)業(yè)和傳記產(chǎn)業(yè)不可缺少的渡邊杏原料，很多電動插頭、插座、開關(guān)、手柄等都是塑料制成的。4

4、化學穩(wěn)定性高，生產(chǎn)實踐和科學實驗表明絕大多數(shù)塑料的化學穩(wěn)定性很高，它們對酸、堿、很多化學藥品具有優(yōu)良的腐蝕性，其中，特氟龍塑料的化學穩(wěn)定性最高，它的內(nèi)部吞噬力比金更好，能經(jīng)受“王水”(異氰酸)的腐蝕，因此“王水”塑料具有很高的化學穩(wěn)定性，可以在化學工業(yè)中廣泛使用，用于制造各種管道、密封、換熱器等。5減摩，耐磨性好。用塑料制造機械零件，在摩擦磨損的工作條件下應(yīng)用，大部分塑料具有良好的摩擦減少和耐磨性，可以在水、油或腐蝕性的液體中工作?？梢栽诎敫赡Σ粱蛲耆赡Σ翖l件下工作。這是普通金屬零件無法比擬的。因此，現(xiàn)代工業(yè)中已經(jīng)有很多齒輪、軸承、密封圈等機械零件開始用塑料制造，特別是在專門設(shè)計塑料配方后，

5、可以使用塑料制造自潤滑軸承。6減震，隔音性能，塑料減震和隔音性能來自聚合物大分子的靈活性和彈性。一般來說，塑料的靈活性比金屬大得多，因此在受到頻繁的機械沖擊和震動的情況下，內(nèi)部會發(fā)生粘性內(nèi)部消耗，牙齒內(nèi)部消耗將塑料從外部吸收的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)部熱，起到吸塵和減縮的作用。據(jù)報道，塑料是現(xiàn)代工業(yè)中纏繞隔音性能優(yōu)秀的材料，不僅可以用作高速運行機器，還可以用作汽車的部分結(jié)構(gòu)部件(如保險杠、內(nèi)飾板等)，國外的一些轎車已經(jīng)開始用碳纖維增強塑料制造板塊彈簧。除了上述幾個茄子事項外，許多塑料具有光和隔熱性能，或者像金屬一樣電鍍、著色和焊接，塑料產(chǎn)品可以有豐富的顏色和多種結(jié)構(gòu)形式。此外，許多塑料具有防水、防潮、透

6、氣、防輻射、瞬時去除等特殊性能。塑料具有上述許多優(yōu)點和多種用途，但仍有比較嚴重的缺陷(例如，耐熱性、陽光、大氣、壓力、特定介質(zhì)的作用下的老化等)。這種缺陷的存在嚴重影響了塑料的應(yīng)用范圍進一步擴大，使得塑料產(chǎn)品在很多領(lǐng)域根本無法替代金屬產(chǎn)品。在準確性方面，塑料產(chǎn)品的使用范圍也受到一定的限制。也就是說，如果使用整形加工方法生產(chǎn)塑料產(chǎn)品，為了達到特定精度而發(fā)生的加工困難要比金屬產(chǎn)品形成時困難得多。因此，在當前塑料整形加工行業(yè)中，塑料產(chǎn)品的精度(即公差等級)有自己的標準，通常不適用于金屬產(chǎn)品的精度。1.2塑料的構(gòu)成，塑料是以聚合物為主體添加了多種助劑的多成分材料。根據(jù)功能的不同，塑料使用的助劑可分為增

7、塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充物、增強劑、交叉劑、著色劑、發(fā)泡劑等。1聚合物，聚合物是塑料配方的主要成分，在塑料產(chǎn)品中是均勻的連續(xù)相，用于將各種助劑粘合在一起，使產(chǎn)品獲得預定的使用性能。在整形材料中，聚合物必須與添加的各種助劑協(xié)同工作，以提高材料的整形性能。聚合物有多種類型，根據(jù)合成方法的不同，聚合物的特性也有所不同。2在增塑劑、注射整形過程中，為了提高聚合物熔體的流動性，經(jīng)常需要在聚合物中添加聚合物和溶解且不易揮發(fā)的有機化合物。這種化合物統(tǒng)稱為增塑劑。當增塑劑添加到聚合物中時，分子會插入大分子鏈之間，削弱聚合物大分子之間的作用力，使聚合物的粘性溫度和玻璃化溫度下降，粘度降低，從而提高流動性。將增

8、塑劑加入聚合物后，塑料的伸長、抗沖擊性和抗凍性也會提高，但硬度、強度和彈性系數(shù)會下降。在聚合物中添加增塑劑通常需要考慮如何滿足其他要求，前提是其相容性好、揮發(fā)性不好兩個茄子基本要求。為了滿足產(chǎn)品性能，降低生產(chǎn)成本，解決一些增塑劑供應(yīng)不足的現(xiàn)象，彌補特定增塑劑的缺陷，常用于特定聚合物的多種增塑劑可分為主要增塑劑、二次增塑劑、增塑劑。主增塑劑必須與聚合物具有充分的相容性，在一定范圍內(nèi)也可以完全溶解，可以單獨添加達到1:1的聚合物。二次增塑劑和聚合物的親合力可能會有差異，一般不能單獨使用，只能與主增塑劑共享，最大比例為1:3。使用二次增塑劑的主要目的是代替一些主要增塑劑。增量劑通常不溶于聚合物，不能

9、單獨使用?？梢曰旌显谥髟鏊軇┲惺褂?。這是為了減少主要、輔助增塑劑用量，降低生產(chǎn)成本。3穩(wěn)定劑應(yīng)在聚合物中加入能穩(wěn)定化學性質(zhì)的物質(zhì)，以防止或抑制異常分解和交聯(lián)。這稱為穩(wěn)定劑。根據(jù)作用可分為熱穩(wěn)定劑、抗氧化劑、光穩(wěn)定劑。生產(chǎn)中穩(wěn)定劑的添加量一般在2%以上，有時高達5%。(1)熱穩(wěn)定劑(2)抗氧化劑(3)光穩(wěn)定劑，4潤滑劑通常需要添加聚合物所需的物質(zhì)，以提高塑料在注射整形期間的流動性能，減少或避免塑料熔體對設(shè)備和模具的粘合和聚集。這種物質(zhì)統(tǒng)稱為潤滑劑。還可以保持塑料表面清潔。5填充物填充物也稱為填充物，通常對聚合物是惰性的。向聚合物添加填充物的主要目的是提高塑料的整形性能，減少塑料中使用的聚合物量，

10、以及提高塑料的某些性能。6強化劑強化劑是填充物之一，常用于熱固性塑料，可以提高塑料產(chǎn)品的物理性能和機械強度。7交聯(lián)劑也稱為固化劑，添加到聚合物中可以使聚合物發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)或加快交聯(lián)反應(yīng)，一般用于熱固性塑料?？梢源龠M產(chǎn)品的加速硬化。8著色劑添加到聚合物中，可以給塑料上色的物質(zhì)統(tǒng)稱為著色劑。它們可以分為無機顏料、有機顏料和染料三種茄子類型。著色劑使用量一般為0.01%0.02%，只增加使用量不會增加顏色和色彩。9發(fā)泡劑，添加到聚合物中，使塑料形成蜂窩狀氣泡結(jié)構(gòu)的物質(zhì)稱為發(fā)泡劑。主要用于增加塑料產(chǎn)品的體積，減輕重量，同時提高防塵性能。發(fā)泡機器可分為物理發(fā)泡和化學發(fā)泡兩種茄子類型。物理發(fā)泡劑通過蒸發(fā)膨脹

11、實現(xiàn)，化學發(fā)泡劑通過發(fā)泡劑熱解產(chǎn)生氣體實現(xiàn)。10其他助劑，(1)阻燃劑：添加到聚合物中可以阻止或減緩塑料燃燒的物質(zhì)。(2)驅(qū)蟲劑：在聚合物中加入防止老鼠、昆蟲、細菌和真菌危險的物質(zhì)。(3)抗靜電劑：添加到聚合物中可以防止塑料受靜電影響的物質(zhì)。(4)偶聯(lián)劑：將聚合物和增強劑、填充物介面之間的結(jié)合力添加到聚合物中。(5)開口劑：在聚合物中加入防止塑料薄膜層之間粘合的物質(zhì)。1.3塑料的分類，塑料有兩個茄子特征。第一個特征是在一定溫度下具有可塑性。第二個特點是它的全部或主要成分都是聚合物的合成樹脂，合成樹脂約占塑料總重量的40100。塑料的基本性能主要取決于樹脂的性質(zhì)，因此塑料的組成可以分為簡單組和復

12、雜組。簡單成分的塑料基本上由合成樹脂組成，只添加了少量輔助材料，如聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。像聚四氟乙烯(PTTE)這樣的添加劑，除了裴秀智以外，還有些塑料沒有添加。復合成分的塑料除裴秀智外，還添加填充物、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、促進劑等。這種塑料主要有聚氯乙烯(PVC)、苯酚塑料(PF)等。塑料是一個龐大的家族，有很多分支，分類方法也很多。最常用的分類方法根據(jù)合成樹脂受熱后出現(xiàn)的性能進行區(qū)分，一般分為熱塑性塑料和熱硬化性塑料兩類茄子。線型或肢體巨分子鏈易于活動，加熱時分子間可以徐璐運動，具有較好的塑性，固化后再加熱，可變?nèi)彳?，可以重復多次。這種

13、特性的裴秀智或塑料稱為熱塑性裴秀智或熱塑性塑料。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的合成樹脂在加熱初期具有一定的可塑性，軟化后可以制作各種形狀的產(chǎn)品，但隨著時間的推移，網(wǎng)狀交叉逐漸形成，硬化，塑料消失，冷卻后加熱也不再柔軟，被高溫分解，破壞。這種特性的樹脂或塑料稱為熱固性裴秀智或熱固性塑料。常見熱塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS、有機玻璃(聚甲基丙烯酸酯)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)(尼龍)和聚碳酸酯常見的熱固性塑料包括酚醛樹脂、環(huán)氧裴秀智(EP)、氨基樹脂、醋酸樹脂、三聚氰胺裴秀智、不飽和聚酯、聚氨酯等。這種塑料的整形工藝比較繁瑣，不利于連續(xù)生產(chǎn)和提高生產(chǎn)率，不能重復使用。但是一般

14、來說，耐熱性和壓力高的特點是不容易變形。此外，根據(jù)塑料的用途分類，可分為普通塑料和工程塑料兩類茄子。通用塑料一般是產(chǎn)量大、用途多、價格低廉的塑料，包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、苯酚、氨基等6個茄子品種。工程塑料，通常是指機械強度高，可代替金屬用作工程材料的塑料，如機械零件制作、電子儀器儀表、設(shè)備結(jié)構(gòu)零件等。這些塑料包括聚苯醚(PP0)、ABS、尼龍、聚甲醛、聚砜(PSF)、聚甲醛和聚酰亞胺(PI)。一般塑料和工程塑料的區(qū)分范圍不是很嚴格。例如，ABS是主要工程塑料，但由于產(chǎn)量高，因此可以將其分類為普通塑料。聚丙烯是典型的通用塑料，改進后的聚丙烯具有工程塑料的特定特性，可以分為工程塑料

15、的范圍。工程塑料可以分為“普通工程塑料”和“特殊工程塑料”。生產(chǎn)量大的工程塑料通常稱為“通用工程塑料”，例如尼龍、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚、聚苯乙烯、TIA(PBT)及其改性產(chǎn)品，一般指牙齒部分。產(chǎn)量低、價格高、性能好、結(jié)構(gòu)材料或特殊用途的塑料被稱為“特殊工程塑料”。例如，聚、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨酯、熱塑性氟塑料、芳香聚酰胺、聚苯乙烯、相交聚氨酯、聚氨酯、1.4塑料成型的工藝特性、塑料的整形工藝特性是塑料在成型加工過程中表現(xiàn)的特有特性，模具設(shè)計者必須充分了解塑料的成型工藝特性。下面介紹熱塑性塑料和熱固性塑料的工藝特性。1.4.1熱塑性塑料的工藝特性1收縮率，影響塑料整形收縮的因素有：(1

16、)塑料項目(2)塑料零件結(jié)構(gòu)(3)模具結(jié)構(gòu)(4)整形工藝條件塑料收縮率變化的影響因素很多，而且很復雜，因此收縮率在一定范圍內(nèi)，模具設(shè)計時應(yīng)根據(jù)上述因素綜合考慮選定塑料的收縮率。經(jīng)常使用各種熱塑性塑料的收縮率，可參考相關(guān)文獻。2流動性，特定溫度、壓力下塑料填充模具型腔的能力稱為塑料的流動性。塑料的流動性下降，填充型腔不容易，容易產(chǎn)生結(jié)材或熔接線等缺陷，因此成型需要很大的整形壓力。相反，塑料流動性好，可以用較小的整形壓力填充中空。但是流動性太好了，成型的時候會發(fā)生嚴重的溢出。流動性的大小與塑料的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。對于熱塑性塑料，使用熔體指數(shù)和螺旋長度表示流動性。熔體指數(shù)用圖1-1所示的標準設(shè)備測量。螺旋長度試驗法影響返回、返回、流動性的主要因素如下：(L)溫度(2)壓力(3)在模具結(jié)構(gòu)常用的熱塑性塑料中流動性好的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍、乙酸鹽等流動性；3兼容性、兼容性兩種塑料不兼容可能導致混合后塑料部件發(fā)生分層、脫皮等表面缺陷。徐璐其他塑料的兼容性與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，分子結(jié)構(gòu)分為徐璐其他結(jié)構(gòu)，例如高壓聚乙烯、低壓聚