塑料成型工艺与设备 教学课件 ppt 作者 付宏生 1_第一章　塑料与塑料制品

1、塑料成型工艺与设备,付宏生 刘国良 主编,第一章 塑料与塑料制品,第一节 塑料成型基础 第二节 塑料制品造型设计 第三节 塑件组合设计,第一节 塑料成型基础,一、塑料的一般特性 二、塑料的分类 三、常用10种塑料的特点、性能与应用 四、常用助剂的特点、性能与应用,一、塑料的一般特性,1.质轻 2.优异的电绝缘性能 3.化学稳定性好 4.减振、消作用强 5.隔热性能好 6.力学强度范围宽 7.耐磨性能好 8.透光性及其防护性能良好,二、塑料的分类,1.单组分塑料和多组分塑料 2.按树脂的名称命名塑料 3.按塑料材料受热后的性能表现不同分类 4.按用途分，有通用塑料、工程塑料和特种塑料 5.按塑料半制品或制品分类有以下几种 6.按成型方法分主要有以下几种：,3.按塑料材料受热后的性能表现不同分类,(1)热塑性塑料 热塑性塑料能反复加热软化和反复冷却硬化的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。 (2)热固性塑料 热固性塑料为经加热或其他方法固化时，变成不溶解、不熔化产物的塑料，如酚醛塑料、脲醛塑料等。,4.按用途分，有通用塑料、工程塑料和特种塑料,(1)通用塑料 一般指产量大、用途广

2、、成型好价廉的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛等塑料。 (2)工程塑料 一般说来，工程塑料指凡是可以作为工程材料的塑料或者说凡是可以作为结构材料的塑料，并有良好力学性能和尺寸稳定性，能在高、低温下仍具有优良性能的塑料，如聚酰胺、聚砜、聚碳酸脂等。 (3)特种塑料 一般指具有特种功能(如耐热、自润滑)、可应用于特殊要求的塑料，如氟塑料、有机硅塑料等。,5.按塑料半制品或制品分类有以下几种,(1)模塑料 它主要由热固性树脂和填料等经充分混合、辊压、粉碎而成，如酚醛塑料模塑粉等。 (2)增强塑料 它是指组分中含有高强度纤维，使某些力学性能比原来树脂有较大提高的塑料。 (3)微孔塑料 它也称发泡塑料、泡沫塑料，整体内因存大量相互连通或不连通的小孔穴而降低了密度的塑料。 (4)单丝 其强度足以在工业纺织操作中用作纱或在其他应用中作为实体的单根长丝。 (5)其他塑料 其他塑料如塑料薄膜、管材、片材、板材、人造革、异型材及各种模塑制品。,6.按成型方法分主要有以下几种：,(1)模压塑料 供压塑用的树脂混合料，如一般树脂混合料。 (2)层合塑料 它是指用或不用粘结剂，借加热、加压把相同或不同材料

3、的两层或多层结合为整体的塑料材料。 (3)注塑、挤出和吹塑塑料 一般指能在机筒温度下熔融流动、在模具中迅速硬化的塑料，如一般热塑性塑料。 (4)铸塑塑料 它能在无压或稍加压力情况下，倾注于模具中并能硬化为一定形状制品的液态树脂混合料，如单体浇注尼龙等。 (5)反应注塑模塑料 一般指液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固化为成品，如聚氨酯类。,三、常用10种塑料的特点、性能与应用,(一)聚乙烯(PE) (二)聚丙烯(PP) (三)聚氯乙烯(PVC) (四)聚苯乙烯(PS) (五)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS) (六)聚碳酸酯(PC) (七)聚酰胺(PA) (八)聚甲醛(POM) (九)聚四氟乙烯(PTFE) (十)酚醛树脂(热固性塑料)(PF),(一)聚乙烯(PE),1.聚乙烯的性能 2.聚乙烯的应用,1.聚乙烯的性能,(1)聚乙烯的力学性能 在聚乙烯的力学性能各项指标中，除冲击强度较高外，其他力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。 (2)聚乙烯的热性能 聚乙烯受热后，随着温度的升高，结晶部分逐渐减少而无定形部分逐渐增多。 (3)聚乙烯的电性能 聚乙烯本身无极性，决定了它有优异的介

4、电及电绝缘性。 (4)聚乙烯化学性能,(4)聚乙烯化学性能,1)透气性。聚合物材料的透气性是由溶解和扩散两个过程引起的。 2)化学稳定性好。聚乙烯是非极性结晶聚合物，具有优良的化学稳定性。 3)可溶性差。聚乙烯内聚能密度在塑料材料中属于较低者，它的溶解度参数(值)约为16.5(J/cm3)1/2。 4)耐老化性。在大气、阳光和氧的作用下会发生老化，具体表现为伸长率和耐寒性降低，力学性能和电性能下降，并逐渐变脆，产生裂纹，最终丧失其使用性能。,(二)聚丙烯(PP),聚丙烯在常温下为白色蜡状固体，外观与高密度聚乙烯相似，但比高密度聚乙烯轻，透明，无臭无味无毒，密度为0.900.91g/cm3，是现有塑料中最轻的一种。 1.聚丙烯的性能 2.聚丙烯的应用,1.聚丙烯的性能,(1)聚丙烯的力学性能 聚丙烯在室温以上有较好的冲击性能，但由于它本身分子结构的规整度很高，其低温冲击强度较聚乙烯低。 (2)聚丙烯的热性能 聚丙烯的熔融温度比聚乙烯约提高4050，一般约在164170。 (3)聚丙烯的电性能 聚丙烯是属于非极性聚合物，具有优良的电绝缘性，并因其吸水率小于0.01%，它的电绝缘性不受环境湿

5、度的影响。 (4)聚丙烯的化学性能,(4)聚丙烯的化学性能,1)氧化与老化。聚丙烯易受空气中氧气的氧化。尽管它们在氮气等惰性气体环境中有较高的热稳定性，但当暴露在大气中，特别是受到光和热的作用时，它们的性质就逐渐变坏。 2)耐化学药品性。聚丙烯具有优良的化学稳定性，除强氧化剂、浓硫酸、浓硝酸、硫酸与铬酸混酸等对它有侵蚀作用外，其他试剂对聚丙烯无作用。,(三)聚氯乙烯(PVC),1.性能 2.聚氯乙烯的应用,1.性能,(1)聚氯乙烯的力学性能 由于聚氯乙烯是极性聚合物，其固体表现出良好的力学性能，但它力学性能的数值主要取决于分子量的大小和所添加塑料助剂的种类及数量，尤其是增塑剂的加入，它不但能提高聚氯乙烯的流动性，降低塑化温度，而且使其变软。 (2)聚氯乙烯的热性能 聚氯乙烯是无定形聚合物，它的玻璃化转变温度一般为80，8085开始软化，完全流动时的温度约是140，这时的聚合物开始明显分解。 (3)聚氯乙烯的电性能 聚氯乙烯具有较好的电性能，是体积电阻和击穿电压较高、介电损耗较小的电绝缘材料之一，其电绝缘性可与硬橡胶媲美。 (4)聚氯乙烯的耐化学试剂及耐溶剂性 聚氯乙烯的耐化学腐蚀性比较

6、优异，除浓硫酸、浓硝酸对它有损害外，其他大多为数无机酸、碱类、无机盐类、过氧化物等对聚氯乙烯无侵蚀作用，可以作为防腐材料。,(四)聚苯乙烯(PS),1.聚苯乙烯的性能 2.聚苯乙烯的应用,1.聚苯乙烯的性能,(1)聚苯乙烯的力学性能 聚苯乙烯属于硬而脆的材料，拉伸、弯曲等常规力学性能皆高于聚烯烃，但韧性却明显低于聚烯烃，拉伸时无屈服现象。 (2)聚苯乙烯的热性能 聚苯乙烯属于弱极性聚合物，分子间作用力较小，耐热性较差，其负荷变形温度为7090，制品的最高连续使用温度与承载的大小和时间有关，一般为6080，聚苯乙烯的脆化温度为-30。 (3)聚苯乙烯的电性能 聚苯乙烯的体积电阻率和表面电阻率高，分别为10161018cm与10151018，介电耗角正切极低，在60Hz时约为(16)10-4，并且不受频率和环境温度影响，是优异的电绝缘材料。,1.聚苯乙烯的性能,(4)聚苯乙烯的化学性能 聚苯乙烯可耐某些矿物油、有机酸、碱、盐、低级醇及它们的水溶液，但易受许多烃类、酮类、高级脂肪酸酯等侵蚀而软化，可溶于芳烃如苯、甲苯、乙苯、苯乙烯单体、氯化烃，四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯苯、酮类，酯类如乙酸

7、甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯和某些植物油中。,(五)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS),1. ABS的性能 2. ABS塑料的应用,1. ABS的性能,(1)ABS的力学性能 ABS具有优秀的力学性能，其冲击强度极好，可在低温下使用；即使ABS制品被破坏也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。 (2)ABS的热学性能 ABS的耐热性一般，在1.86MPa压力下的热变形温度为85左右，制品经过退火处理还可提高10左右；大多数ABS在-40时仍具有一定的冲击强度，表现出韧性，可在-4085的温度范围内使用。 (3)ABS的化学性能 ABS能耐水、无机盐、碱及弱酸和稀酸，但不耐氧化性酸，如浓硫酸、浓硝酸；大多数烃类和醇类、矿物油、植物油等化学介质与ABS长期接触时会引起应力开裂，但对无应力制品影响不大；酮、醛、酯及氯代烃会使ABS熔解或形成乳浊液。 (4)ABS的电性能 ABS具有良好的电性能，可以作为要求不很严格的电绝缘材料使用,(六)聚碳酸酯(PC),1.聚碳酸酯的性能 2.聚碳酸酯的应用,1.聚碳酸酯的性能,(1)聚碳酸酯的力学性能 PC具有的力学性能十分优良，具有刚而韧的优点。 (2)聚碳酸

8、酯的热学性能 PC的耐高低温性好，可在-130130温度范围内使用；热变形温度可达130140，不能承受较大的载荷。 (3)聚碳酸酯的化学性能 PC对热、氧、大气和紫外线均有良好的稳定性。,(七)聚酰胺(PA),1.聚酰胺的性能 2.聚酰胺的应用,1.聚酰胺的性能,(1)聚酰胺的力学性能 PA在室温下的拉伸强度和冲击强度都较高，但冲击强度不如聚碳酸酯和聚甲醛高；随温度和湿度的升高，拉伸强度急剧下降，而冲击强度则明显提高。 (2)聚酰胺的热性能 PA的熔融温度范围窄，具有较明晰的熔点，通常在180280之间，随着品种和结构的不同而异。 (3)聚酰胺的化学性能 PA在室温下耐稀酸、弱碱和大多数盐类，但强酸、较高浓度的酸及强氧化剂会使其明显受到侵蚀，在较高温度下发生破坏。 (4)聚酰胺的电性能 各种PA的电性能在干态时基本相同，具有较高的电阻值，但随着温度和吸水率的增加有明显降低。,1.聚酰胺的性能,(5)聚酰胺的环境性能 PA的耐候性一般，制品在室内或不受阳光照射的地方使用，其性能随时间的延长变化不大，但直接暴露在大气中则易于老化，导致制品表面变色，力学性能下降。,(八)聚甲醛(POM),

9、1.聚甲醛的性能 2.聚甲醛的应用,1.聚甲醛的性能,(1)聚甲醛的力学性能 POM具有较高的拉伸模量。 (2)聚甲醛的热学性能 POM具有较高的热变形温度，它属于热敏性聚合物，在成型温度下的热稳定性差，易分解，一般加入0.1%双氰胺和0.5%抗氧剂2246作为稳定剂。 (3)聚甲醛的化学性能 POM具有能耐许多种有机溶剂的功能，对油脂类(汽油、润滑油)有较好的稳定性。 (4)聚甲醛的电性能 POM的电绝缘性能较好，它的电性能在较宽的频率和温度范围内变化很小，温度对其也没有显著的影响。 (5)POM的环境性能 POM的耐溶剂性良好，它可以耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱，而且可以在高温下保持当的化学稳定性。,(九)聚四氟乙烯(PTFE),(1)聚四氟乙烯主要性能 聚四氟乙烯主要的特性是具有优异的耐热性，聚四氟乙烯长期使用温度为-250260；聚四氟乙烯的化学稳定性特别突出，无论是强酸、强碱及各种氧化剂等腐蚀性很强的介质对它都毫无作用，甚至沸腾的“王水”和原子工业中用的强腐蚀剂五氟化钠对它也不起作用。 (2)聚四氟乙烯成型性能 聚四氟乙烯成型困难，是热敏性塑料，极易分解，分解时产生腐蚀性气体，有毒，必须严格控制成型温度。,(九)聚四氟乙烯(PTFE),(3)聚四氟乙烯的应用 由于聚四氟乙烯具有一系列独特的性能，有些则是工程中其他塑料无法相比的，因而在科研、国防和其他工业部门占有重要的地位，如机械设备中传动轴油封、轴承、活塞杆、活塞环，电子设备中的高频和超高频绝缘材料，洲际导弹点火导线的绝缘，化工设备中的衬里、管道、阀门、泵体等都可用它制造。,(十)酚醛树脂(热固性塑料)(PF),1.酚醛树脂主要性能 2.酚醛塑料种类及用途 3.酚醛塑料的成型性能,2.酚醛塑料种类及用途,(1)酚醛塑料粉(又称电木粉或胶木粉) 这种塑料是以木粉等为填料加上固化剂(常用六次甲基四胺)、促进剂、润滑剂、着色剂等制成。 (2)纤维状酚醛塑料 它是在酚醛树脂中加入纤维状填料，使之成为具有很高冲击强度的塑料。 (3)层状酚醛塑料 这种塑料是各种片状填料经过浸渍酚醛树脂溶液制成的。 3.酚醛塑料的成型性能 酚醛塑料目前是以压缩模塑为主，还可采用挤出、层压、注射等成型方法生产塑料制品。其成型性较好，但应注意预热和排气，

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