塑料材料性能与应用(共40页).PPT

1、2022/2/201塑料材料性能与应用塑料材料性能与应用 kanwan2022/2/202目錄目錄u塑料概論 u塑膠材料應用性能參數u塑料的性能與應用u塑料材料的選用u塑料的簡易鑒別方法u塑料用添加劑2022/2/203&塑料概論1-1塑料工業的組成熱固性彈性體合金塑料加纖工程塑料工程塑料通用級塑料熱塑性塑膠材料控制系統分類液壓分類機械分類注塑機械快速成型模具熱流道模具層疊模具標准模具注塑模具干燥系統吸料系統機械手冷模機熱模機輔助設備塑膠工業2022/2/2041-2塑料材料的種類划分塑料材料的種類划分1-2-1按化學結構分類u聚烯烴類聚烯烴類 聚乙烯(PE) 聚丙烯(PP) 超高分子

2、量聚乙烯(UHMPE) u聚苯乙烯類聚苯乙烯類 聚苯乙烯(PS) 丙烯晴-苯乙烯(AS) 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚體(ABS)u聚銑胺類聚銑胺類 不同的各種尼龍u聚醚類聚醚類 聚碳酸酯(PC) 聚甲醛(POM) 聚楓(PSU) u聚酯類聚酯類 聚對苯二甲酸丁二酯u丙烯酸酯類丙烯酸酯類 聚甲基丙烯酸甲酯 2022/2/2051-2-2按結晶形態分類u結晶性材料結晶性材料 在適當的條件下能產生某几種几何形態晶體結構的塑料(如PE,PP,PA,POM,PBT).u無無定型塑料定型塑料 分子形狀和分子排列不呈晶體結構而呈無序狀的塑料(如ABS,PC,PSU,PMMA,PS)2022/2/2061-2

3、-3按受熱呈現根本行為分類u熱塑性塑料 在特定溫度范圍內能反復加熱軟化和冷卻硬化。u熱固性塑料 受熱后成為不熔的物質，再次受熱不再具有可塑性 。如蜜胺-甲醛樹脂(MF) 尿-甲醛樹脂(UF)及(PF) 2022/2/2071-2-4按塑料的應用領域分類u通用塑料 只可作為一般非結構材料使用，產量大，價格相對低廉。但也有將一般通用塑料改性，如参加穩定劑，玻纖等加強應用性能雖有改善，但遠不及工程塑料的優良。 (PE EVA PP PVC PS-HI PS-GP ABS ACRYLIC SAN等)u工程塑料 可以作為結構材料，具有優異的綜合性能(包括機械，電性能，耐熱性能，耐化學性能，尺寸穩定性能，

4、加工性能高)并可在較寬闊的溫度范圍和較長時間良好的保持這些性能，并能在承受機械應力和較為苛刻的化學，物理環境中長期使用。工程塑料的產量較少，價格較高。 (NORYL PC POM PPO PBT PET LCP NYLON等) 2022/2/2081-3塑料的成型工藝u加工成型 塑膠材料可用多種不同的方法加工成型，一般可在400度以下操作，而成型后還可采用不同的二次加工方法加工成型塑件。如車，鑽，鑼，刨，刮，銼，拋光，電鍍，絲印，燙印，噴油等。盡管塑料的加工方法有很多，但其中最主要的仍是注塑，擠出，吹塑，搪制為主。其中注塑成型約占60%。u不同的加工成型工藝 注塑成型 擠出成型 吹塑成型 搪制

5、成型 熱壓制成型 傳遞成型 真空成型 繞注成型 壓延成型 層積成型 吸塑成型 浸積成型2022/2/209塑料成型方法，特點及應用u壓制成型 將塑料粉及增強，耐磨，耐熱等填料置于金屬模中，用加壓加熱方法制得一定形狀的塑料制品。一般用于熱固性塑料的成型，也適于熱塑性塑料的成型。u注射成型 將顆粒狀或粉末狀塑料置于注射機料筒內加熱，使其軟化后用推杆或旋轉螺杆施加壓力，使料筒內的膠料叢噴咀注射到模具中。適于形狀繁雜批量大的塑件，本钱低，速度快。用于聚乙烯，ABS，聚跣胺，聚丙烯，聚苯乙烯等熱塑性材料。u擠出成型 將塑膠料連續的参加浸入料筒，受熱軟化后用旋轉螺杆叢模口擠出。加工管材，棒材，片材。u澆注

6、成型 將液態樹脂到入模具中，置于一定溫度的烘箱中固化。用于楓醛，環氧等熱固性塑料，可制大型繁雜件。u吹塑成型 先將已制成的片材，管材加熱軟化或直接把擠壓，注射的熔融狀態的管材置于模具內，吹入空氣使塑料處于高于彈性變形溫度而低于其流動溫度，吹出的空心制品。用于聚乙烯，軟聚碌乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯等熱塑性塑料，可制瓶子等。u真空成型 將塑料片加熱到軟化，借真空作用使其貼在模具上，冷卻得制件。用于聚碳酸酯，聚楓，聚碌乙烯，ABS等熱塑性塑料。可制薄壁的杯，盤罩，殼，盒等敞口制品。2022/2/2010&塑膠材料應用性能參數塑膠材料應用性能參數2-1塑膠材料的物理性能u比重 塑料的比重是在一定

7、溫度條件下，試樣密度與水密度的比值。u吸水性 規定尺寸的樣品浸入一定溫度的水中，經24小時所吸收的水分，吸水后尺寸及形狀會受到影響。u透氣性 一定厚度的塑料薄膜在一個大氣壓下，一平方米面積在24小時的透氣量。u透濕性 水蒸氣對塑料薄膜的透過情況。u透明度 透光度 透過物體的光通量和射到物體上的光通量之比。霧度或渾濁度 在入射光反向上的散光對所有透射光之比。 霧度通常是瓣透明的但對射入光有漫射的性質。2022/2/20112-2塑膠材料的力學性能u拉伸強度 在規定的試驗溫度，濕度，和拉伸速度下對樣品施加拉伸力，測定其破壞是的最大載荷。u壓縮強度 在樣品上施加壓縮力，至破裂(脆性)或屈服.u彎曲強

8、度 樣品放在兩支點上，施加集中載荷，使樣品變形或破裂時的強度。u沖擊強度 樣品受沖擊破斷時單位面積上所消耗的焦耳。u摩擦系數 摩擦力與正壓力之比值。u磨耗 塑料在摩擦過程中尺寸改變的機械性破壞過程(磨損，磨蝕)2022/2/2012塑膠材料的力學性能u硬度 塑料抵抗其它硬物壓入的性能。(洛氏，肖氏)。u疲勞 在一靜態破壞而有小量交變循環下使塑料破壞。u蠕變 在固定的溫度，濕度條件下，塑料在固定的外力持續作用下，隨時間變化會表現出蠕變特征，其隨加載荷而增加，隨減載荷而減少，而變形亦逐漸恢復。(拉伸蠕變，壓縮蠕變，彎曲蠕變等)u持久強度 塑料長時間經受靜載荷的能力由高而低的時間函數2022/2/2

9、0132-3塑膠材料的使用性能u線脹系數 溫度升高1度，每1mm的塑料伸長的mm數。一般為鋼材的十倍。u比熱 1克塑料升高溫度1度所需的熱量單位。u導熱系數 一單位面積和厚度之塑料所能通過的熱量單位，為鋼材的1%.u耐熱性 溫度與變形之間的關系。u玻璃化溫度 塑料由熔融可流動溫度降至固態時的溫度，具很大的脆性。u脆化溫度 當對一定低溫下的塑料施加壓力時，在很小的變形下就會破壞。2022/2/2014塑膠材料的使用性能u熔融指數 熱塑性塑料在一定溫度和壓力下，熔體在10分鐘通過測試孔所流出的塑料重量。u耐燃燒性 由燃燒速率(燃燒時間內樣品的燃燒長度)和燃燒失重率(燃燒前后重量之差)來表示。u耐電

10、壓 迅速將電壓升到規定值，一定時間內樣品不被擊穿。u耐老化性 塑料在使用，儲存，加工過程中由于受到光，熱，氧氣，生物，應力等外來因素的作用，引起化學結構破壞而使原有優良性能有所下降的現象。u耐化學性 塑料在化學介質中是否受到腐蝕。(重量，體積，強度，色澤等)u成型收縮率 塑料在模具中成型，冷卻后脫模的成型品的收縮現象。2022/2/2015&塑料的性能與應用塑料的性能與應用u通用塑料 u 作為一般性材料使用，產量大，價格低，性能一般，生產商多。可参加穩定劑，玻纖等材料將通用塑料改性，加強應用性能，但還遠不及工程塑料的性能優良。u工程塑料u 具優異的綜合性能：機械，電性能，耐熱性能，耐化

11、學性能，尺寸穩定性能，加工性能高，并可在較寬的溫度范圍和較長時間良好的保持這些性能，并在承受機械應力和較為苛刻的化學，物理環境中長期使用。產量少，價格較貴，生產廠家少。u PC , POM , PBT , PET , NYLON (PA) , NORYL2022/2/2016uAS(SAN)丙烯晴-苯乙烯 透明大力膠AS是丙烯晴(A)，苯乙烯(S)的共聚物，耐氣候性中等，不受高濕度環境影響，能耐，一般性油脂，去污劑和輕度酒精，耐疲勞性較差，不易因能應力而開裂，料質透明度頗高,流動性好于ABS。合適的塑料產品：托盤類，杯，餐具，牙刷，冰箱內格，旋鈕，燈飾配件，飾物，儀表鏡，包裝盒，文具其它： ,

12、收縮率0.2-0.7% ,合適的壁厚1.5-3mm,3-1通用塑料2022/2/20173-1通用塑料uABS 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚體uABS 丙烯晴(耐化學腐蝕性，外表硬度)丁二烯(堅韌)苯乙烯(良好加工性，染色性好耐氣候性差，易氧化)具良好的綜合性能，高沖擊韌性和良好的機械性能，優良的耐熱耐油性能和化學穩定性，尺寸穩定，易機械加工，外表可電鍍，電性能良好。u合適的塑料產品：作一般結構或耐磨受力傳動零件和耐腐蝕設備。齒輪，泵葉輪，軸承，把手，管道，電機外殼，電子零件，鐘表殼，水箱外殼，冷藏庫和冰箱內殼，文具，玩具u其它：本色(白色) ,收縮率0.4-0.7% ,合適的壁厚1.8-3mm

13、,溢邊值0.04mm2022/2/20183-1通用塑料uPSGP 改性聚苯乙烯 204透明度達88-92%，折光率1.59-1.60，適合作透光制品，染色性強，無毒無味，不致菌類生長，較高的沖擊強度,耐酸鹼性能好，不耐依據溶劑，電氣性能優良，易成型，吸濕少于0.02%可在高濕度保持強度和尺寸，但脆性大。合適的塑料產品：裝飾品，照明指示牌，燈罩，文具，透明玩具，日用品，儀表鏡片，冷藏庫和冰箱內絕熱層(發泡后)。其它：收縮率0.4-0.6% 合適的薄厚1.5-3mm。2022/2/20193-1通用塑料uPSHI 高沖擊聚苯乙烯 成分中含橡膠后抗沖擊強度大大提高，制品上可設計扣位和柱位而柱位亦可

14、用自攻螺絲，在85度下長時間使用，老化加速壽命減少。合適的塑料產品：各類家電外殼，文具，玩具，電子零件，電子儀表殼，冷藏庫和冰箱內殼，電話機。其它：收縮率0.4-0.7% 合適的薄厚2-3mm。溢邊值0.03mm2022/2/20203-1通用塑料uPP 聚丙烯 百折膠類似白色蠟狀，比聚乙烯更透明更輕，注塑時流動性好，吸水性低于0.02%，耐化學有機溶劑，除濃硝酸濃硫酸外在很多介質中很穩定，抗沖擊強度高，來回屈服力非常高，高頻電性能不好，易成型收縮率大，耐溫度性強，低溫呈脆性，耐磨性不高。合適的塑料產品：一般結構件，耐腐蝕件，受熱的電氣絕緣零件。各類家庭用品，文具，玩具，化學容器，醫療用品。m

15、m。溢邊值0.03mm2022/2/20213-1通用塑料uPE 聚乙烯 u最輕的塑料之一，半透明白色狀，結晶性材料，屈服能力高但不易回復，優良的介電性能，透水率低耐水性好，化學穩定性高，使用溫度可達80-100度摩擦性能和耐寒性好，但機械強度不高，質軟，成型收縮大，外表不易粘貼，印刷。u合適的塑料產品：一般電纜的包皮，耐腐蝕件，外表涂層。u HDPE:膠袋，日用品水桶，電線，玩具，建材。u LDPE:膠袋，膠花，玩具，高頻電線。umm。溢邊值0.02mm2022/2/20223-1通用塑料uPMMA 聚甲基丙烯酸酯 亞加力 有機玻璃 u有極好的透光性，在光的加速老化240小時后仍可透過92%

16、的太陽光，室外十年仍有89%，紫外線達78.5% 。機械強度較高，有一定的耐寒性，耐腐蝕，絕緣性能良好，尺寸穩定，易于成型，質較脆，易熔于有機溶劑，外表硬度不夠，易擦毛。u合適的塑料產品：有一定強度要求的透明結構件。u 儀表鏡片，光學制品，電氣，醫療器材，透明模型，u 裝飾品，太陽鏡片，廣告牌。u其它：收縮率0.4-0.7% 合適的薄厚1.5-4mm。溢邊值0.03mm2022/2/20233-1通用塑料uPVC 軟質聚碌乙烯 u質柔軟耐摩擦，撓曲，彈性良好，吸水性低，易加工成型，有良好的耐寒性和電氣性能，化學穩定性強，耐焰自息，消聲減震能制各種鮮艷而透明的制品，硬質PVC機械強度較高。但使用

17、溫度低(-15-+55度)。u合適的塑料產品：通常制成管，棒，薄板，絕緣包皮，外表軟性包皮。u 家庭用品，文具，包裝材料，運動器材，水管等。u其它：收縮率 硬質1-1.5% 軟質2-2.3% 合適的薄厚2-3.5mm。本色：灰色u2022/2/20243-2工程塑料uPC 聚碳酸酯 u具有突出的沖擊韌性和抗蠕變性能，有很高的耐熱性，耐寒性也很好，脆化溫度達-100度，抗彎強度與尼龍相當，并有較高的延伸率和彈性模量，但疲勞強度小于尼龍66。吸水性較低，收縮率小，尺寸穩定性好，成型的零件可達很精密的公差，并在很寬的變化范圍內保持尺寸的穩定性。耐磨性與尼龍相當，并有一定的抗腐蝕能力，但成型條件要求高

18、。可在較高干溫度.高載荷下條件下長期應用，但不可在濕溫下使用。u合適的塑料產品：各種齒輪，渦輪，齒條，凸輪，軸承，心軸，滑輪，傳送鏈，螺母，墊圈，泵葉輪，燈罩，容器，外殼，蓋板，高溫電氣制品，風筒殼，火牛殼，電機殼，工具箱，奶瓶，照相機零件，平安帽，食品盤，醫療器材，CD等u其它：收縮率 0.5-0.7% 合適的薄厚2-3.5mm。溢邊值0.06mmu PC参加玻緘可改善其收縮率，機械強度，耐溫性，在100度左右長期 使用鋼性會增加，制品可用退火改善內應力。u 2022/2/20253-2工程塑料uPA 尼龍 uPA的機械性能中如抗拉抗壓強度隨溫度和吸濕量而改變，所以水相對是PA的增塑劑，参加

19、玻纖后，其抗拉抗壓強度可提高2倍左右，耐溫能力也相應提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在無潤滑下不停操作，如想得到特別的潤滑效果，可在PA中参加硫化物。u 合適的塑料產品：各種齒輪，渦輪，齒條，凸輪，軸承，螺旋槳，傳動皮帶u其它： 收縮率 1-2% 需注意成型后吸濕的尺寸變化。u 吸水率 100% 相對吸濕飽和時能吸8%u 合適壁厚：2-3.5mmuPA66 疲勞強度和鋼性較高，耐熱性較好，摩擦系數低，耐磨性好，但吸濕性大，尺寸穩定性不夠。u 應用：中等載荷，使用溫度100-120度無潤滑或少潤滑條件下工作的耐磨受力傳動零件。2022/2/20263-2工程塑料uPA 尼龍uPA6 疲勞強

20、度鋼性，耐熱性低于尼龍66，但彈性好，有較好的消振，降噪能力。白色 應用：輕載荷，中等溫度(80-100)無潤滑或少潤滑情況uPA610 強度.剛性耐熱性低于尼龍66，但吸濕性小，耐磨性好。土黃色 應用：同尼龍6，宜作要求比較精密的齒輪，工作條件濕度變化大的零件。uPA1001 強度，剛性耐熱性低于尼龍66，吸濕性低于尼龍610，成型工藝好，耐磨性好。 應用：輕載荷，溫度不高，濕度變化較大，的條件下無潤滑或少潤滑的情況下工作的零件uMCPA 強度，耐疲勞性，耐熱性，剛性均優于PA6及PA66，吸濕性低于PA6及PA66，耐磨性好，能直接在模型中聚合成型，宜澆鑄大型零件。應用：高載荷，高使用溫度

21、(低于120)無潤滑或少潤滑的情況下。乳白色2022/2/20273-2工程塑料uPOM 聚甲醛 塑鋼u抗拉強度，沖擊韌性.剛性.疲勞強度，抗蠕變性能很高，尺寸穩定性好，吸水性小，摩擦系數小，具優良的耐摩擦磨損性能，在高溫和水中仍有很大的剛性，耐化學腐蝕，性能同于PA，但價格較低，耐反復扭曲，有突出的回彈能力。成型比尼龍困難，加熱易分解。u合適的塑件產品：可替代大局部的有色金屬，用于各種齒輪，渦輪，齒條，凸輪，軸承，泵葉輪，汽車，儀表，機床等u其它：收縮率 2-3.5% 48小時內還會收縮1%。umm 乳白色溢邊值0.04mm2022/2/20283-2工程塑料u PSU 聚楓 u其機械性能，

22、耐熱，耐氧化，耐介電性能，熱穩定性優于PC，但其加工性，對斷口很敏感，耐氣候性，耐光及紫外線及有機溶劑的性能欠佳，與PC同樣不能在沸水中長期使用。用F-4填充后可作摩擦零件。外表可電鍍。u應用：高溫下工作的耐磨受力傳動零件，齒輪，微波爐的內配件，相機殼，醫療器械，汽車零件，投影機。u其它：收縮率 0.5-0.7% 各向相同umm 透明琥珀色2022/2/20293-2工程塑料uPBT 對苯二甲酸乙丁二酸酯具優良的抗沖擊性能，摩擦系數低而耐磨，磨損僅為POM的1/4尺寸穩定性好，吸濕性小，冷卻時間短，耐一般溶劑，會水解。應用：要求潤滑性及耐腐蝕的一些部件。齒輪，軸承，螺旋槳，泵殼等其它：收縮率

23、1.7-2.3% 48小時后仍有0.05%的收縮合適壁厚：1.5-4mm2022/2/20303-2工程塑料uNORYL硬而韌，強度較PA,POM,PC為高，蠕變比三種小，機械強度隨溫度上升僅輕微下降，可在-95-+110度的環境下工作，吸水性小，在沸水中仍保持尺寸穩定，絕緣性好，耐化學腐蝕，但堆紫外線敏感。應用：高頻電子零件，絕緣材料，醫療用具，高溫食具，齒輪，塑膠螺釘，影印機殼及零件。其它：收縮率 0.5-0.7% 合適壁厚：2-3.5mm2022/2/20313-2工程塑料u氟塑料PVFu為含氟塑料的總稱，u聚四氟乙烯PTFE F-4 塑料王u有優異的耐上下溫性能，能在-195-+200

24、度范圍內連續工作200小時以上。耐化學腐蝕為所有塑料中最好，與強酸，強鹼，強氧化劑均不發生反應，摩擦系數很低，僅0.04，是極好的自潤滑材料。缺點是機械性能較差，剛性差，有冷流動性，熱導率低，熱膨脹大，耐磨性不高可参加填充劑適當改善需采取預壓燒結的方法，成型加工費用高。u應用：要求耐化學腐蝕的容器或密封件。u填充聚四氟乙烯PTFEu用玻璃纖維粉末.二硫化鉬.石墨.氧化鎬.硫化鎢.青銅粉.鉛粉等填充的聚四氟乙烯，在承載能力.剛性等方面都有一定的提高，u應用：高溫或腐蝕性介質中工作的摩擦零件如活塞環等。2022/2/20323-2工程塑料u氟塑料PVFu聚三氟碌乙烯PCTFE F-3u耐熱性，電性

25、能和化學穩定性僅次于F-4，機械強度，抗蠕變性，硬度都強于F-4u應用：耐腐蝕的設備與零件，可作金屬的防腐涂層。u聚全氟乙丙烯 FEP F-46u力學.電性能.和化學穩定性根本同于F-4，沖擊韌性極高，能在-85-+205度范圍長期工作。u應用同F-4，可注射成型。2022/2/2033&塑料材料的選用4-1選擇工程塑料時應考慮的應用條件u機械u受應力的形式和大小，負荷的形式和時間，抗疲勞要求，允許的變形，超負荷和意外受力情況，抗沖擊要求等。u熱u正常的工作溫度，最高和最低的工作溫度。u環境u接觸溶劑和各種蒸汽的情況，與酸鹼等化學反應，吸水情況，受紫外線和環境氧化影響，受砂，雨水侵蝕，

26、受霉菌，微生物影響等情況。u毒性u阻燃性，色粉，添加劑或分解過程中的毒性。u外觀u透明度，外表光度，色澤的一致和持久性。2022/2/20344-1選擇工程塑料時應考慮的應用條件u尺寸u允許誤差和尺寸穩定，重量因素。u生產u加工工藝的選擇，裝配方法，修剪和二次加工，質量控制和監督。u經濟u材料本钱，模具本钱，加工機械本钱，輔助設備本钱，操作本钱，機械維修本钱等u法規u平安規定(阻燃，食品，醫藥)u工業規定(汽車工業，電子工業等)2022/2/20354-2塑料的選用u一般結構零件 u 要求：強度和耐熱性無特殊要求，一般用來代替鋼材或其它材料，批量大，需較高的生產率。本钱低，有時對外觀有一定的要求。u 應用：電子零件，電器(機)外殼，文具，日用品，玩具，儀表，緊固件。u 材料：低壓聚乙烯(HDPE)，聚碌乙烯(PYC)，改性聚苯乙烯(20A，204)，ABS，聚丙烯(PP)。u透明結構件u 要求：同上，另具良好的透明度。u 應用：燈罩，儀表鏡片，玩具，光學鏡片。u 材料：亞加力(有機玻璃PMMA)，改性聚苯