昌辉塑胶材料知识

1、1 塑胶材料知识塑胶材料知识 2 目录目录 塑料的概念塑料的概念及分类及分类1 塑料基本性能塑料基本性能2 常见常见塑料塑料成型工艺及加工方法成型工艺及加工方法3 常见常见塑料塑料性能性能4 塑料材料的塑料材料的选选用用5 3 塑料的概念塑料的概念 v 1.塑料的主要成份是树脂。 v 2.塑料:是由高分子合成树脂(聚合物)为主要成份渗入各种辅助料 或添加剂，在特定温度、压力下具有可塑性和流动性,可被模塑成 一定形状、且在一定条件下保持形状不变的材料。 v 3.塑料对电、热、声具有良好的绝缘性。电绝缘性、耐电弧性、保 温、隔声、吸音、吸振、消声性能卓越。 4 常用原材料的发展历史常用原材料的发展

2、历史 PS1930Germany PMMA1934UK PVC1933Germany/US LDPE1939UK PA1939US Teflon1943US Silicone1943US ABS1952US PET1953US HDPE1955Germany PP1957Italy PC1959Germany/US 5 塑料分类塑料分类 v按树脂来源方式： 1.天然塑料 2.人工合成塑料 v按树脂化学结构： 1.热固性塑料 2.热塑性塑料 v按树脂合成方式： 1.缩聚型合成塑料 2.加聚型合成塑料 按塑料适用范围： 1.通用塑料 2.工程塑料 按塑料是否结晶： 1. 非结晶型塑料 2. 半结晶

3、型塑料 3. 结晶型塑料 6 塑料分类塑料分类 根据塑料性能及用途，分类： (1)通用塑料 通用塑料是一种非结构材料，是指那些产量大、用途广、价 格低、性能一般的常用塑料。 (2)工程塑料 指在工程技术中用作结构材料的塑料，这类塑料一般具有较 高的机械强度，还具有很好的耐磨性、耐腐蚀性、自润滑性及尺寸稳定性等。 (3) 增强塑料 在塑料中加入玻璃纤维等填料作为增强材料，以进一步改善 塑料的力学性能和电性能，这种新型的复合材料通常称为增强塑料。 (4)特殊塑料 随着高分子材料的发展，许多塑料通过各种措施加以改性和 增强，得到具有某些特殊性能的特种塑料，这类塑料有高的耐热性、高的电 绝缘性及高耐腐

4、蚀性，如氟塑料、聚酰亚胺塑料、有机硅树脂、环氧树脂等， 还包括为某些专门用途而改性制得的导磁塑料、导热塑料、导电塑料、医用 塑料等。 7 塑料分类塑料分类 塑胶 热固性塑胶 酚醛塑胶PE、尿素塑胶UF、三聚氰胺塑胶 酵酸塑胶、不饱和聚酯UP、环氧树脂 聚氨基甲醇乙酯PU、矽氧塑胶silicon 热塑性塑胶 通用塑胶 聚乙烯PE、聚丙烯PP结晶性 非结晶性 聚苯乙烯PS、聚氯乙烯PVC ABS塑胶、有机玻璃塑胶PMMA 工程塑胶 通用工程塑胶 结晶性 聚酰胺6-PA6 聚酰胺66-PA66 聚酰胺6T-PA6T 聚酰胺11-PA11 聚酰胺12-PA12 聚甲醛POM 聚对苯二甲酸丁酯PBT 聚

5、对苯二甲酸乙酯PET 聚甲基戊烯PMP 非结晶性 聚碳酸酯PC 聚氧化二甲苯PPO 高性能工 程塑胶 结晶性 非结晶性 硫化二甲苯PPS 液晶高分子LCP 聚酰亚胺PI 聚四氯乙烯PTFE 聚醚酮PEEK 聚芳香酯PAR 聚对苯二甲酸环乙酯PCT 聚砜PSF 聚醚砜PES 聚醚酰亚胺PEI 聚醚氨亚胺PAI 合金塑胶 PC/ABS、PC/PBT、 PC/PET、PA/PP、 PA/ABS、PPO/PS等 8 (1)收缩性 塑件自模具中取出冷却到室温后，发生尺寸收 缩的特性称收缩性。成形后塑件的收缩称为成形收缩，其大 小可用收缩率来表示。 (2)流动性 塑料在一定的温度和压力下填充模具型腔的能

6、力称为流动性。 (3)热敏性 热敏性是指某些热稳定性差的塑料，在料温高 和受热时间长的情况下就会产生降解、分解、变色的特性， 具有这种特性的塑料叫做热敏性塑料。 (4)吸水性 塑料吸收水分的性质称为吸水性。 (5)硬化特性 硬化特性是热固性塑料特有的性能，专指热 固性塑料的交联反应。 塑料基本性能塑料基本性能 9 塑料基本性能塑料基本性能：粘度 定义: 流动时的抵抗力 粘度会随着剪切率或是温度的提高而降低 Material Viscosity Water 10-1 10 Polymer 10,000 Glass 1020 提高温度提高温度 Shear Rate (1/s) Viscosity

7、(Pa-s) 低流动阻力 高流动阻力 10 不同的材料需要不同的射出压力 不同的材料在粘度上的差异极大 PMMA Hi Viscosity PP Low Viscosity Fill Time (sec) Inj. Pressure and Clamp Force PP Low MFR 塑料基本性能塑料基本性能：粘度对注射压力及锁模力的影响 11 Cp 比热 吸热的能力 k 热传导率 传热的能力 冷却时间与热传导系数、密度 及比热有关 这些性质总和就是材料的热扩 散系数 塑料基本性能塑料基本性能：热性能 p C k 密度密度 (p) 比热比热(Cp) 热传导率热传导率 (k) 冷却时间冷却时间

8、改变改变 12 P 压力; V 比容; T 温度 描述塑胶如何随着压力及温 度的变化而发生体积上的变 化 在充填及保压的阶段，塑胶 随着压力的增加而膨胀 在冷却的阶段，塑胶随着温 度的降低而收缩 Pressure Increases Temperature Specific Volume 塑料基本性能塑料基本性能：PVT 13 当塑料分子链发生整齐排列， 形成类似“结晶”状时，称 为结晶化 材料结晶性越高，表示越容 易收缩 塑料基本性能塑料基本性能：PVT 14 弹性模数 E1和E2 分別代表流动方向 与垂直流动方向的弹性模数值 E值越高，或是E1与E2值相差越小，产 品越不容易收缩，也越不容

9、易翘曲变 形 非结晶性材料的E1及E2值有时相差达 数倍 添加的材料在E1及E2值的差异越大， 产品也越容易翘曲变形 E1 E2 塑料基本性能塑料基本性能：弹性模数 15 纤维可增加冲击强度 但是添加纤维可能会造成产品翘曲变形 塑料基本性能塑料基本性能：添加纤维 16 1、塑料成形方法 (1) 注射成形（Inject Molding） 又称注塑成形，其原理是将颗粒 状态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑 化成为粘流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流 速通过喷嘴注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具 型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成形塑件。这

10、样就完成了一次 注射工作循环。注射成形是在专门的注射机上进行。 (2) 压塑成形（Compress Molding） 又称压缩成形、模压成形、压 制成形等，基本原理是将粉状、粒状或片状塑料放在金属模具中加热 软化熔融，在压力下充满模具成型，塑料中的高分子产生交联反应而 固化转变成为具有一定形状和尺寸的塑料制件。 常见塑料成型工艺及加工方法常见塑料成型工艺及加工方法 17 (3) 挤出成形（Extruded Molding） 又称挤塑成形，它是使加 热或未经加热的塑料借助螺杆的旋转推进力通过模孔连续地挤出， 经冷却凝固而成为具有恒定截面的连续成形制品的方法。 (4)压延成形(Mangle Mol

11、ding) 使加热塑化的物料通过一系列 相向旋转的辊筒之间，受挤压和延展作用成为平面状连续材料的 成形方法。 常见塑料成型工艺及加工方法常见塑料成型工艺及加工方法 18 2塑料加工 塑料加工是塑料成形后的再加工，亦称二次加工，是将成形后的 塑件通过适当的工艺方法制成制品。 (1) 机械加工 即采用钻、磨、铣、车削等机械加工方法的二次 加工操作。 (2) 连接加工 即采用热熔粘接(焊接)、粘接、机械连接等方法， 使塑料型材或零件固定在一起的二次加工操作可以将小而简单的 构件组合成大而复杂的构件。 (3) 表面处理 即对塑料制品表层进行修整和装饰，以改变塑料 零件的表面性质，提高其抗老化、耐腐蚀能

12、力的二次加工方法， 也可起着色装饰作用。 常见塑料成型工艺及加工方法常见塑料成型工艺及加工方法 19 常见常见塑料塑料性能性能ABS ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 化学和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。ABS材料具有超强 的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲 击强度。 注塑模工艺条件 干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干 燥条件 为8090下最少干燥2小时。熔化温度：210280；建议温度： 245。 模具温度：2570。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低 则导致光洁较低）。 注射压力：500100

13、0bar。注射速度：中高速度。 典型用途 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工 具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打 字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 20 常见常见塑料塑料性能性能PA6 PA6 聚酰胺6或尼龙6 化学和物理特性 PA6的化学物理特性和PA66很相似，但它的熔点较低，工艺温度范围很宽。 它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好,但吸湿性也更强。为了提高PA6的 机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有 时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶。对于没有添加剂的产品，PA6的收 缩率在1%1.

14、5%之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%。 注塑模工艺条件 干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如 果湿度大于0.2%，建议在80以上的热空气中干燥16小时。如果材料已 经在空气中暴露超过8小时，建议进行105，8小时以上的真空烘干。熔 化温度：230280，对于增强品种为250280。模具温度：8090。 注射压力：7501250bar。注射速度：高速（对增强型材料要稍微降 低）。 典型用途 由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨 损特性，还用于制造轴承。 21 常见常见塑料塑料性能性能PA66 PA66 聚酰胺66或尼龙66

15、 化学和物理特性 PA66有较高的熔点。是一种半晶体-晶体材料。PA66在较高温度也能保持 较强的强度和刚度，在成型后仍然具有吸湿性。为了提高PA66的机械特性， 经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性 还加入合成橡胶。PA66的粘性较低，因此流动性很好（但不如PA6）。 PA66的收缩率在1%2%之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到 0.2%1%.收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上相差较大。 注塑模工艺条件 干燥处理：建议在85的热空气中干燥处理。如果湿度大于0.2%，还需要 进行105，12小时的真空干燥。熔化温度：260290。对玻璃添加剂 的

16、产品为275280。熔化温度应避免高于300。模具温度：80。注射 压力：7501250bar。注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。 典型用途 PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强 度要求的产品。 22 常见常见塑料塑料性能性能PC PC 聚碳酸酯 化学和物理特性 PC是一种非晶体工程材料，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽 度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。收缩率很低，一般为 0.1%0.2%。PC有很好的机械特性，但流动特性较差。 注塑模工艺条件 干燥处理：PC材料具有吸湿性。建议干燥条件为100C200C，34小时。 加工前的湿度必须小于0.

17、02%。熔化温度：260340；模具温度：70 120。 注射压力：尽可能地使用高注射压力。注射速度：对于较小的 浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使用高速注射。 典型用途 电气和商业设备（计算机元件、连接器等），器具（食品加工机、电冰 箱抽屉等），交通运输行业（车辆的前后灯、仪表板等）。 23 常见常见塑料塑料性能性能PMMA PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 化学和物理特性 俗称“有机玻璃”，具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿 透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟等。PMMA 具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长，可导致应力开裂现象。 PMMA具有较好的抗

18、冲击特性。 注塑模工艺条件 干燥处理：PMMA材料具有吸湿性。建议干燥条件为90C200，24小时。 熔化温度：240270；模具温度：3570。注射速度：中等。 典型用途 汽车工业（信号灯设备、仪表盘等），医药行业（储血容器等），工业 应用（影碟、灯光散射器），日用消费品（饮料杯、文具等）。 24 常见常见塑料塑料性能性能POM POM 聚甲醛 化学和物理特性 POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几 何稳定性和抗冲击特性。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可 高达到1.8%3.5%。 注塑模工艺条件 干燥处理：如果材料储存在干燥环境中，通常不需要干燥处理。

19、熔化温 度：190230；模具温度：80105。注射压力：7001200bar。注射 速度：中等或偏高的注射速度。 典型用途 POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴 承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳 体），草坪设备等。 25 常见常见塑料塑料性能性能PP PP 聚丙烯 化学和物理特性 PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。PP不存在 环境应力开裂问题。PP的流动率MFR范围在140。PP的收缩率相当高， 一般为1.82.5%。具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。 注塑模工艺条件 干燥处理：如果储存适当则不需要

20、干燥处理。熔化温度：220275； 模具温度：4080，建议50。注射压力：可大到1800bar。注射速度： 通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了 缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑 。 典型用途 汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等）， 器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫 等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。 26 常见常见塑料塑料性能性能PS PS 聚苯乙烯 化学和物理特性 大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳 定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸

21、湿倾向。 典型的收缩率在0.40.7%。 注塑模工艺条件 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥 条件为80、23小时。熔化温度：180280。对于阻燃型材料其上限 为250；模具温度：4050。注射压力：200600bar。注射速度：建 议使用快速的注射速度。 典型用途 产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、 绝缘薄膜等）。 27 常见常见塑料塑料性能性能HDPE HDPE高密度聚乙烯 化学和物理特性: HDPE是半结晶材料。 HDPE较LDPE有更强的抗渗透性 及抗冲击性。HDPE的特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注 塑模的PE-H

22、D分子量分布很窄。该材料的流动特性很好。HDPE很容易 发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部 应力，从而减轻开裂现象。HDPE当温度高于60 时很容易在烃类溶剂 中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。 注塑模工艺条件 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥 条件为60、1小时。一般的HDPE熔点为142，分解温度为300；注塑 温度的可调区间较大，一般使用温度为170-230；模温：4050。 注射压力：200600bar。注射速度：建议使用快速的注射速度。聚乙烯 的熔体粘度大，流长比小，薄壁制品可能缺胶，因此，浇口和流道相对 较大。收缩率

23、为16；溢边值为0.05mm 汽车零件、电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。 28 塑料材料的塑料材料的选选用用应考虑的适用条件 v 机械 受应力的形式和大小，负荷的形式和时间，抗疲劳要求，允许的变形， 超负荷和意外受力情況，抗冲击要求等。 v 热 正常的工作温度，最高和最低的工作温度。 v 环境 接触溶剂和各种蒸汽的情況，与酸碱等化学反应，吸水情況，受紫外线 和环境氧化影响，受砂，雨水侵蚀，受霉菌，微生物影响等情況。 v 毒性 阻燃性，色粉，添加剂或分解过程中的毒性。 v 外观 透明度，表面光度，色泽的一致和持久性。 29 v 尺寸 允许误差和尺寸稳定，重量因素。 v 生产 加工工艺的选择，装配方法，修剪和二次加工，质量控制和监督。 v 经济 材料成本，模具成本，加工机械成本，辅助设备成本，操作成本，机械 维修成本等 v 法规 安全规定(阻燃，食品，医药) 工业规定(汽车工业，电子工业等) 塑料材料的塑料材料的选选用用应考虑的适用条件 30 v 一般结构零件 要