第七章7.1塑料概述.ppt

第七章 塑料模具设计基础,本章基本内容,塑料的组成及塑料特性的应用 塑料成型的工艺性能 塑料制品的设计 塑料成型方法,本章学习目的及要求,1.掌握塑料的概念及分类 2.掌握塑料特性及应用 3.掌握热塑性塑料和热固性塑料的区别 4.掌握塑料制品基本成型工艺及适用的塑料类别 5. 了解塑料制品工艺性及设计要求,本章重点,了解塑料成型过程的物化反应及其特征 热塑性塑料和热固性塑料的区别及其成型工艺性 重点掌握塑件设计的要点 基本了解塑料成型常用方法及塑料模,第七章 内容安排,7.1 塑料概述 7.2 塑料成型的工艺性能 7.3 塑件的设计 7.4塑料成型方法及塑料模的种类,7.1 塑料概述,,7.1 塑料概论,7.1.1 塑料的组成 7.1.2 塑料的主要性能,1、塑料与高聚物 2、塑料的组成及塑料特性的应用 3、塑料的分类,7.1.1 塑料的组成,,塑料的组成 塑料由合成树脂、添加剂组成 特点： 无明显熔点，受热逐步软化，可溶于有机溶剂，不溶于水 树脂是一种高分子聚合物 高分子与低分子的区别(见表7-1),表7—1 高分子与低分子的区别,高聚物中大分子链的空间构型有三种形式，线型、支链状线型及体型。

现分别介绍如下 线型分子即大分子呈线状，如图7-1a所示 支链状线型分子的主链也是线状，但主链上还生出或多或少长短不等的支链，如图7-1b所示 体型分子的主链同样是长链形状，但这些长链之间有短链横跨连接，并在三维空间相互交联如图7-1c、d所示,聚合物分子链的空间构型,a—线状 b—支链状 c—网状 d—体型状,a b c d,图7-1高聚物分子链的空间构型形式,分子结构形式与特性,各链节连接成一长链，则称为直链聚合物各链节连接成的长链上还有支链，则称之为支链聚合物直链和支链聚合物统称为线型聚合物如果聚合物的链结构是三维网状的，则称之为网状聚合物 一般来说，具有线型结构的聚合物，强度较低、弹性模量较小、变形较大、耐热性较差、耐腐蚀性较差，且可溶可熔线型结构的合成树脂可反复加热软化，冷却硬化，故称为热塑性树脂 具有网状结构的聚合物强度较高、弹性模量较高、变形较小、较硬脆、耐热性较好、耐腐蚀性较高、不溶不熔体型结构的合成树脂仅在第一次加热时软化，并且分子间产生化学交联而固化，以后再加热不会软化，故称为热固性树脂。

把一些低分子化合物（基本结构单元）结合起来形成高分子化合物（高聚物）的化学反应过程叫做聚合反应按照合成反应的机理分，高聚物的制备方法主要有两类： 加聚反应 缩聚反应,高聚物的制备,加聚反应为在聚合反应过程中没有副产物产生，生成的高分子化合物具有参于反应的单元相同的成分 我们将由基本结构单元组成的大分子叫链，每一个基本结构单元叫链节，而一个大分链上重复串联结构单元的个数叫链节数 由两种单体A和B交替串联形成，叫交替共聚物 由三种单体组成的大分子叫三元共聚物 1）聚合（加聚）反应,由一种或多种单体缩合成为高聚物的大分子链，同时析出其它低分子物质的反应2）缩聚反应,1、塑料的组成 2、塑料的特性及其应用,塑料的组成及塑料特性的应用,塑料是以合成高聚物为主要成分它在一定的温度和压力下具有可塑性，能够流动变形，其被塑造成制品之后，在一定的使用环境条件之下，能保持形状、尺寸不变，并满足一定的使用性能要求 塑料的主要成分是合成树脂，一般它都加有其它添加剂，为多组成分组成1、塑料的组成,,1. 树脂 6.固化剂 2. 填充剂 7.着色剂 3. 增塑剂 8.抗静电剂 4. 稳定剂 9.发泡剂 5. 润滑剂 10.阻燃剂,塑料的组成,1、填充剂。

起降低产品成本、改善塑料性能和增强的作用重要但非必要减少贵重树脂含量，降低成本改善塑料性能，扩大使用范围填充剂的组分一般不超过塑料组成的（质量分数）40% 2、增塑剂能提高塑料的弹性、可塑性、流动性，改善其低温脆化的弱点，使塑料变得柔软和抗振 3、润滑剂作用是易于成型流动，防止成型过程中发生粘模提高表面质量、利于脱模塑料成分的作用,4、固化剂促使树脂固化、硬化的添加剂作用是使树脂大分子链受热时发生交联，形成硬而稳定的体型网状结构 5、稳定剂能抑制和防止塑料在加工成型或使用过程中，因受热、光、氧等作用而产生降解、氧化断链、交链等现象而致使塑料性能遭到破坏，使塑料的性能稳定光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂等 6、着色剂常用有机染料或无机染料，制品具有美丽的色彩塑料成分的作用,塑料特性包括使用性能、加工性能和技术性能其中技术性能是物理性能、化学性能、力学性能的统称塑料的特性,塑料的主要特性,1．质量轻普通密度为铝材的50%，钢材的20% 2．电气绝缘性能好相对介电系数低至2.0，可达十几甚至更高；发泡塑料，1.2～1.3，接近空气大多数都有较高的介电强度，绝缘性能十分优良耐电弧，介电损耗极小，广泛用于电机、电器、电子工业中。

3．比强度、比刚度高 塑料的力学性能相对金属要差 比强度（强度与相对密度之比）和比刚度（弹性模量与密度之比）比较高 特殊塑料，如纤维增强塑料，拉伸比强度比一般钢材高得多通常，接近或超过普通金属材料一些玻璃纤维、碳纤维增强塑料，超过钢、铁等金属4．化学稳定性好 一般塑料均具有一定的抗酸、碱、盐等化学腐蚀的能力聚四氟乙烯，强酸、强碱、沸腾的“王水”、核工业中的五氟化铀，对它不起作用 化学稳定性优越，化工设备用途广泛，管道、密封件，腐蚀环境的零部件 5．减摩、耐磨性能优良，减震消声性好 6．热导率低，光学性能好 良好的成型加工性、焊接性、可电镀性和着色性塑料的主要特性,塑料的缺点,一般塑料的机械强度均不如金属塑料成型时收缩率较高塑料对温度的敏感性远比金属或其它非金属材料的大，塑料的使用温度范围远较其它材料的窄塑料若长期受载荷作用，即使温度不高，其形状会产生“蠕变”，塑料这种渐渐产生的塑件流动是不可塑的，导致塑件尺寸精度丧失1）按合成树脂受热时的行为分类，分为热塑性塑料和热固性塑料 2）按塑料的应用范围分类，可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料塑料的分类,热塑性塑料：线型或带有支链线型结构的聚合物。

受热变软，成为流动的黏稠液体，具有可塑性冷却定型→加热变软→…… 成型加工过程中，一般只有物理变化，变化过程是可逆的 聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS等热塑性塑料,热固性塑料,热固性塑料：体型网状结构的聚合物，加热之前分子呈线型结构或带支链线型结构，具有可溶性和可塑性；继续加热，温度达到一定程度，交联反应后成为体型网状结构，变成不溶或不熔的体型结构，形状固定再加热，不再软化，不再可塑 既有物理变化，又有化学变化，变化过程不可逆 酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等按应用范围分类,按应用范围分类 （1）通用塑料产量大，用途广，价格低，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料等产量占总产量的一大半以上 （2）工程塑料具有突出的力学性能和耐热性，或具有优异的耐化学试剂、耐溶剂性，或在变化的环境下保持良好绝缘介电性能 ABS塑料：丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，三种组分的各自特性，使ABS塑料具有“硬、韧、刚”的综合力学性能 承载结构件、耐热件、耐腐蚀件、绝缘件等 （3）特种塑料功能塑料导电、导热、导磁、感光、防辐射、液晶、高分子分离膜等塑料在工业中的应用,选用塑料时应注意事项： 1、了解塑料制品的工作条件和特性，选定原料、制定配比。

选定最合适的成型方法 2、塑料的导热性差，必须注意设计出最有利散热的结构 3、工程塑料易吸湿、吸水慎重选用，添料降低其吸湿、吸水性 4、塑料蠕变性较大，通过增添原料改善抗蠕变性。