塑料加工工艺知识总结

1、塑料 1 塑料的分类 塑料大的分类可以分为通用塑料和工程塑料两种。 其中通用塑料按塑料的受热状态可以分为热塑性塑料和热固性塑料两种。按塑料的组分不同可以分为单祖坟和多组分塑料两种。 工程塑料按聚合物的结构单元和重复单元特征分类一般有：聚酯类、聚芳杂环化合物类、聚酰胺类、含氟塑料和聚醚类等。按长期连续使用温度划分：在100到150摄氏度长期使用的为通用工程塑料；高于150的为特种工程塑料。 通用工程塑料有：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、热塑性聚酯； 特种工程塑料有：聚酰亚胺、聚砜、聚苯硫醚、聚醚、聚醚醚酮、聚芳酯、聚苯酯、含氟塑料，其他。 2 塑料种类 塑料种类很多，到目前为止世界上投入生产

2、的塑料大约有三百多种。塑料的分类方法较多，常用的有两种： 1、根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料 热塑性塑料分子结构都是线型结构，在受热时发生软化或熔化，可塑制成一定的形状，冷却后又变硬。在受热到一定程度又重新软化，冷却后又变硬，这种过程能够反复进行多次。如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等。热塑性塑料成型过程比较简单，能够连续化生产，并且具有相当高的机械强度，因此发展很快。 热固性塑料的分子结构是体型结构，在受热时也发生软化，可以塑制成一定的形状，但受热到一定的程度或加入少量固化剂后，就硬化定型，再加热也不会变软和改变形状了。热固性塑料加工成型后，受热不再软化，因此不能回收再用，如

3、酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等都属于此类塑料。热固性塑料成型工艺过程比较复杂，所以连续化生产有一定的困难，但其耐热性好、不容易变形，而且价格比较低廉。 2、 根据塑料的用途不同分为通用塑料和工程塑料 通用塑料是指产量大、价格低、应用范围广的塑料，主要包括聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品种。人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成。 工程塑料是可作为工程结构材料和代替金属制造机器零部件等的塑料。例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜、聚酰亚胺等。工程塑料具有密度小、化学稳定性高、机械性能良好、电绝缘性优越、加工成型容易等特点，广泛应用于汽车

4、、电器、化工、机械、仪器、仪表等工业，也应用于宇宙航行、火箭、导弹等方面。 二、塑料的成分 我们通常所用的塑料并不是一种纯物质，它是由许多材料配制而成的。其中高 分子聚合物(或称合成树脂是塑料的主要成分，此外，为了改进塑料的性能，还要在聚合物中添加各种辅助材料，如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等，才能成为性能良好的塑料。 1、 合成树脂 合成树脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40100。由于含量大，而且树脂的性质常常决定了塑料的性质，所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈。其实树脂与塑料是两个不同的概念。树脂是一种未加

5、工的原始聚合物，它不仅用于制造塑料，而且还是涂料、胶粘剂以及合成纤维的原料。而塑料除了极少一部分含100的树脂外，绝大多数的塑料，除了主要组分树脂外，还需要加入其他物质。 2、 填料 填料又叫填充剂，它可以提高塑料的强度和耐热性能，并降低成本。例如酚醛树脂中加入木粉后可大大降低成本，使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一，同时还能显著提高机械强度。填料可分为有机填料和无机填料两类，前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等，后者如玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。 3、 增塑剂 增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合

6、物，最常用的是邻苯二甲酸酯类。例如生产聚氯乙烯塑料时，若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑剂(用量<10，则得硬质聚氯乙烯塑料。 4、 稳定剂 为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中加入稳定剂。常用的有硬脂酸盐、环氧树脂等。 5、 着色剂 着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。 6、 润滑剂 润滑剂的作用是防止塑料在成型时不粘在金属模具上，同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。 除了上述助剂外，塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等，以满足不同的使用要求。

7、三、塑料的特性 1、 塑料具有可塑性 顾名思义，塑料就是可以塑造的材料。所谓塑料的可塑性就是可以通过加热的方法使固体的塑料变软，然后再把变软了的塑料放在模具中，让它冷却后又重新凝固成一定形状的固体。塑料的这种性质也有一定的缺陷，即遇热时容易软化变形，有的塑料甚至用温度较高的水烫一下就会变形，所以塑料制品一般不宜接触开水。 2、 塑料具有弹性 有些塑料 也像合成纤维一样，具有一定的弹性。当它受到外力拉伸时，卷曲的分子就由柔韧性而被拉直，但一旦拉力取消后，它又会恢复原来的卷曲状态，这样就使得塑料具有弹性，例如聚乙烯和聚氯乙烯的薄膜制品。但是有些塑料是没有弹性的。 3、 塑料具有较高的强度 塑料虽然

8、没有金属那样坚硬，但与玻璃、陶瓷、木材等相比，还是具有比较高的强度及耐磨性。塑料可以制成机器上坚固的齿轮和轴承。 4、 塑料具有耐腐蚀性 塑料既不像金属那样在潮湿的空气中会生锈，也不像木材那样在潮湿的环境中会腐烂或被微生物侵蚀，另外塑料耐酸碱的腐蚀。因此塑料常常被用作化工厂的输水和输液管道，建筑物的门窗等。 5、 塑料具有绝缘性 塑料的分子链是原子以共价键结合起来的，分子既不能电离，也不能在结构中传递电子，所以塑料具有绝缘性。塑料可用来制造电线的包皮、电插座、电器的外壳等。 附：常用塑料的种类有： 聚氯乙烯（PVC） ?它是建筑中用量最大的一种塑料。硬质聚氯乙烯的密度为1.381.43g/cm

9、3，机械强度高，化学稳定性好，使用温度范围一般在-15+55之间，适宜制造塑料门窗、下水管、线槽等。 聚乙烯（PE） ?聚乙烯塑料在建筑上主要用于给排水管、卫生洁具。 聚丙烯（PP） ?聚丙烯的密度在所有塑料中是最小的，约为090左右。 聚丙烯常用来生产管材、卫生洁具等建筑制品。 聚苯乙烯（PS） ?聚苯乙烯为无色透明类似玻璃的塑料。 聚苯乙烯在建筑中主要用来生产泡沫隔热材料、透光材料等制品。 ABS塑料 ?ABS塑料是改性聚苯乙烯塑料，以丙烯睛（A）、丁二烯（B）及苯乙烯（S） 为基础的三组分所组成。ABS塑料可制作压有花纹图案的塑料装饰板等。 1 食用包装塑料 塑料是用合成树脂加入一定量的

10、添加剂（增塑剂、稳定剂、发泡剂、着色剂等）制成的。 塑料种类很多，用于食品包装的主要有种：聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯。但这种塑料制品都易溶于油脂，如果用来盛油，会污染食油，并造成对人体的危害。 2 塑料对人体的危害 聚氯乙烯对哺乳动物的细胞有不良影响，可以引起大白鼠怀胎畸形，会使人体肝脏及心肌细胞发生病变。常用的增塑剂苯二甲酸酯类，会使人体重量减轻，引起贫血、血尿、肝脏肿大、中枢神经系统的纤维细胞坏死。 乙烯、苯乙烯、乙苯、异丙苯等塑料单体能引起人体的神经疾病，对肝脏、心脏都有毒害作用。 经分析测定证明：用塑料桶装油，贮藏时间越久，引起油脂的酸度增高，则塑料中的 有毒单体、有毒添加剂等溶解得越

11、多，对人体的危害也越大。 3 常用塑料的识别方法 名称 英文 燃烧情况 燃烧火焰状态 离火后情况 气味 聚丙烯 PP 容易 熔融滴落，上黄下蓝 烟少 继续燃烧 石油味 聚乙烯 PE 容易 熔融滴落，上黄下蓝 继续燃烧 石蜡燃烧气味 聚氯乙烯 PVC 难 软化 上黄下绿有烟 离火熄灭 刺激性酸味 聚甲醛 POM 容易 熔融滴落 上黄下蓝，无烟 继续燃烧 强烈刺激甲醛味 聚苯乙烯 PS 容易 软化起泡橙黄色，浓黑烟，炭末 继续燃烧表面油性光亮 特殊乙烯气味 尼龙 PA 慢 熔融滴落， 起泡 慢慢熄灭 特殊羊毛，指甲气味 聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA 容易 熔化起泡，浅蓝色，质白，无烟 继续燃烧 强烈

12、花果臭味，腐烂蔬菜味 聚碳酸酯 PC 容易，软化起泡 有小量黑烟 离火熄灭 无特殊味 聚四氟乙烯 PTFE 不燃烧 在烈火中分解出刺鼻的氟化氢气味 聚对苯二甲酸乙二酯 PET 容易 软化起泡 橙色，有小量黑烟 离火慢慢熄灭 酸味 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物 ABS 缓慢 软化燃烧，无滴落 黄色，黑烟 继续燃烧 特殊气味 二 典型工程塑料注塑加工工艺要点 尼龙 原料干燥 尼龙吸水性大，为保证制品质量，成型前必须干燥，使其含水量控制在0.1%以下。 干燥方法有常压鼓风加热干燥和真空加热干燥。鼓风加热干燥温度一般为100±5，时间约6-10h，真空干燥温度为90±5，时间4-6

13、h。干燥温度偏高会使尼龙变黄，氧化降解。特别是阻燃尼龙，添加低分子助剂会使尼龙的耐热性下降，最好采用真空干燥。 成型温度 料筒温度：尼龙熔体热稳定性较差，料筒温度不宜太高，一般略高于原料熔点，对于增强尼龙应比纯尼龙稍高，阻燃尼龙则应略低于纯尼龙的温度。 喷嘴温度：喷嘴必须单独加设加热器，以便调整和控制喷嘴温度。喷嘴温度设定应根据物料流出的表面光泽度来决定。 模具温度：模具温度对制品质量有很大影响。尼龙是结晶性高聚物，熔体在模腔中冷却时伴随着结晶，并产生较大的收缩。模温应根据制品形状、壁厚来决定。对于壁厚制品或形状复杂的制品，应选择较高的模温，以防止厚壁制品产生凹陷、气泡等缺陷；对薄壁制品，提高

14、模温，有利于熔体充满模腔，防止熔体过早凝固。 注射压力 对于尼龙制品，选择较低的注射压力和较高的注射速率，有利于减少制品的内应力。 制品后处理 冷却过快和熔体的不良流动会使尼龙制品脱模后存在内应力。消除内应力较简便的方法是将制品浸入适当的液体中进行处理。热处理方法有油浴和水 浴。热处理温度应高于制品使用温度10-20，热处理时间随制品厚薄而定：厚度增3mm以下为10-15min；厚度3-6mm为15-30min；对厚的制品，处理时间应在6-24h。处理好的制品从热处理槽中取出时应避免风吹，让其缓慢冷却，否则制品表面将因冷却不均匀产生新的应力。 在湿度大的环境或水中使用的尼龙制品应进行调湿处理。

15、所谓调湿处理就是将制品在相对湿度为65%的条件下放置一段时间，使之达到所要求的平衡吸湿量的过程，常用的加热介质为热水和醋酸钾水溶液，温度为80-100，处理时间一般为8-16h。 聚碳酸酯 聚碳酸酯注塑主要用于制造较精密的、承受较大冲击负荷的中、小型制品。 原料干燥 聚碳酸酯容易吸水，而且成型加工的高温过程中水分会使其发生水解和降解，严重影响制品的外观质量和物理、力学性能，因此控制水分含量应低于0.02%以下。常用干燥方法有：常压热风干燥，温度110-120，时间约24h，料层厚度为25mm，干燥过程无需翻料。真空干燥，压力为0.096Mpa，其他条件与常压热风干燥相似，时间可缩短1/3-2/

16、3。聚碳酸酯易带静电而吸尘，干燥的装置及空气应洁净。严格干燥后的聚碳酸酯物料置于保温料斗中，维持90-100，热风循环干燥。 成型温度 通常控制料筒温度为250-310，使物料实际温度为280-300。对于原料分子量高，熔体经过的通道小、表面粗糙、流程长、壁薄、形状复杂的制品以及生产周期较短或使用注塞式注塑机时，都需要较高的成型温度。为了减小制品的内应力，可以适当地提高物料温度、降低成型压力，因为成型温度比成型压力对调节熔体流动性更有效。 喷嘴温度可以与料筒前段温度相同或降低5-10，温度太高将出现“流涎”现象；温度太低则引起喷嘴堵塞或者出现制品带上低温物料造成缺陷。物料温度是否恰当，一般采用

17、对空注射法或制品直观分析法进行判断。 制品在模具内冷却定型温度的上限由聚碳酸酯的玻璃化温度Tg（130）确定。按制品形状、厚薄不同，模具温度一般控制在85-120，最好控制在100-120范围内。 聚碳酸酯导热性不良，模温低可以减少冷却时间，缩短成型周期。模具温度的确定必须同时考虑到树脂熔体在模腔内的流动、使制品厚度均匀和制品应力变形尽量小。 成型压力 聚碳酸酯的成型压力一般为80-160Mpa。当注射机有足够的锁模力，熔体在完全充满模腔之前，成型压力能快速准确地由注射状态转换到较低数值的保压状态时，宜于使用较高的注射压力和较快的注射速度。这样对聚碳酸酯高粘度熔体的充模和不使制品内应力增大都有

18、益处。要尽量采用 较低的保压压力和较短的保压时间。塑化压力（背压）约为注射压力的10%-15%，不可太大或太小。太大，将加长预塑时间，可能导致聚碳酸酯过热降解；太小，则不利于物料排气、熔体致密及温度和色泽的均匀一致。 制品后处理 聚碳酸酯制品如果壁厚较大，形状复杂、尺寸精度较高、使用温度范围较宽以及内应力较大时，需要进行退火处理。退火温度一般比聚碳酸酯的热变形温度（133-142）低10-20，温度太高（或放置不当），制品容易翘曲、变形；温度太低，则处理效果较小。退火处理随制品形状及厚度而定，一般为1-10h，厚度越大，时间就要更长。退火时间到达后，制品要逐渐冷却到室温，冷却太快将重新引起内应

19、力。 聚甲醛 原料干燥 通常情况下，聚甲醛不经干燥就能加工，但是如果采用浸水冷却的粒料，或者树脂包装不好，又储存在阴暗潮湿的仓库里，或者为了成型精密零件或大面积薄壁制件，树脂就要预先干燥，以改善制件表面光泽，还可以减少制件的白芯和气泡，提高其力学性能。使物料堆积厚度小于30mm，在80的鼓风烘箱中干燥4h即可。 成型温度 共聚甲醛熔点在165左右，均聚甲醛熔点在175左右，因此注塑机料筒温度必须高于此温度。但温度过高又会导致物料变色分解。所以共聚甲醛一般在170-190，均聚甲醛在180-200。先从温度下限开始试验。如制品有缺陷，而改变其他工艺条件都不能解决问题时，才逐渐升温，直到制得良好的

20、制品为止。采用注塞式注射机时温度比采用螺杆式注塑机要稍高些。 一般模具温度不低于75，对于大面积厚壁制品，可高达120。模具温度应尽量均匀，以免制品翘曲。聚甲醛高温下脱模不困难，不必延长冷却时间。 注塑压力 可在40-130Mpa的范围内进行选择。一般来说，采用注塞式注塑机或加工薄壁制品时，注塑压力要高些；采用螺杆式注塑机或加工厚壁制品时，注塑压力要低些。物料的熔体流动速率小，浇口流道尺寸小，模具温度的流程阻力大的情况下，注塑压力应选得大些。 成品退火 一般在130的烘箱中退火4-8h，然后缓慢冷却至室温。 操作安全性 物料过热（超过240）或受热时间过长，容易分解，产生相当量的甲醛。部分甲醛

21、将进而氧化成甲酸，并引起大量甲醛气体的产生，呛人、流泪、咳嗽，甚至可能引起爆炸伤人，应注意 1 尽量采用低的料筒温度和喷嘴温度； 2 先将料筒温度升至150，等15min后再升至正常加工温度； 3 发现分解的预兆后，马上对空注出已分解的物料，分析原因，制定措施； 4 停车前15min，停止料筒加热， 注出料筒内的物料，料筒内应不留大量剩料； 5 其他原料更换为聚甲醛时，除了加工温度比聚甲醛较低的物料或者与聚甲醛相近的物料，必须用聚乙烯清洗过渡； 6 要经常检查温度控制系统及各部的温度。 聚苯醚和改性聚苯醚 原料干燥 由于吸湿性小，23吸水率（24h）聚苯醚仅为0.03%，改性聚苯醚Noryl7

22、31为0.07%，对于外观要求不高的制品，可以不经预干燥即可注射。但树脂经熔融造粒，浸水冷却或是包装不严，都可能使树脂吸附微量水分。特别是粉状PPO树脂，质轻，表面积大，更易吸入微量水分，致使加工后的制品产生表面气泡等不光滑现象，最好干燥后再加工，对于精密度高的制品更是如此。 成型温度 注塑聚苯醚制品，机筒温度按制品的不同特点及大小设置在280-330，当一次注塑量为料筒容量的20%-50%时，机筒温度可高达330也不会降解，但不应超过330，否则性能会降低。机筒温度不应低于280，否则容易产生较高的模内应力。 使用110-150的热模能使应力减至最小，有利于提高光洁度和充满薄壁部分。但热模温

23、度不应超过150，否则容易起泡并延长操作周期。聚苯醚的熔体不可长期保留在高温下，如果在机筒内停留2h以上就会变色，此时整个机筒就应该清洗。 热塑性聚酯 原料干燥 PBT和PET同属于热塑性线型聚酯，在吸湿状态下受热时，酯键就会发生水解，从而使树脂降解。尽管这两种树脂的吸水率一般只有0.2%-0.3%，但高温下的允许含水率约为0.03%，所以树脂在成型前必须进行干燥。 一般要求干燥温度在110以上。为了防止加料斗中已干燥合格的物料再吸收水分，物料必须保持在110左右，可靠的办法是采用热空气循环料斗，一般可采取在加料斗周围安装保温圈或料斗上方设置红外灯保温等方法。 成型温度 PBT的熔融温度为220-225，最适宜的料筒温度为230-270，此温度范围内能有良好的成型加工性能。温度低于230，物料不能充分熔融，缺乏流动性；高于270，则容易使物料发生热老化现象，从而使制品的韧性下降，但色泽不会发生明显变化；在注塑阻燃