1选择与分析塑料原材料（31页)ppt课件

1、工程一 选择与分析塑料原资料模块一 成型工艺设计工程实施4学习目的1工程引入2相关知识3思索与练习5Thank You !才干目的： 1.会分析并选择塑料种类2.会分析给定塑料的运用性能和工艺性能知识目的：1.掌握塑料的组成、分类、构造特点以及常用的塑料根本性能2.了解塑料热力学性能与成型加工方法之间的关系3.熟习常用塑料代号、性能和用途 学习目的工程引入a)开关盒3d图b)开关盒2d图 训练合理选择与分析塑料原资料的才干。 大批量消费，要求电性能好，产品外外表美观、无瑕疵，具有一定的强度。相关知识一塑料的组成塑料 树脂添加剂塑料 以树脂或在加工过程中用单体直接聚合为主要成分，以增塑剂、填充剂

2、、光滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压力的作用下能流动成型的高分子有机资料。 树脂 指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作器具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最根本的，也是最重要的成分。 天然树脂是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。 合成树脂是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反响而得到的树脂产物。 作用： 塑料的主要成分 决议塑料的类型和根本性能 胶粘其它成分资料 赋予塑料可塑性和流动性1树脂2添加剂 填充剂填料 重要的但非必不可少的成分，含量普通不超越塑料40%。 作用： 减少树脂用量，降低塑

3、料本钱； 改善塑料某些性能，扩展塑料的运用范围。 增塑剂 可以添加塑料的可加工性、延展性和膨胀性的物质；它是能与树脂相溶的、不易挥发的高沸点有机化合物。主要有甲酸脂类、磷酸酯类和氯化石蜡等。 作用： 提高塑性、流动性和柔软性； 降低刚性和脆性； 改善塑料的工艺性能和运用性能。 稳定剂 凡能阻缓资料蜕变的物质称为稳定剂。用量普通为0.30.5%。 热稳定剂：抑制或防止树脂在加工或运用过程中受热而降解。 光稳定剂 ：阻止树脂在光的作用下降解塑料变色、力学性能下降等等。 抗氧化剂 ：延缓或抑制塑料氧化速度。 光滑剂 为防止塑料在成型过程中粘模，减少塑料对模具的摩擦，改善塑料的流动性，提高塑件外表的光

4、泽度而参与的添加剂。参与量普通为0.51%。 着色剂 起装饰美观的作用，某些着色剂还能提高塑料的光稳定性、热稳定性和耐候性。普通有无机颜料、有机颜料和染料3大类。用量普通为0.010.02%。 还有阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、防腐剂和加工助剂等等。 并非每种塑料都要参与全部的添加剂，而是根据塑料种类和需求参与某些添加剂。二高聚物的分子构造 1.高聚物分子的构造特点 无论是天然树脂还是合成树脂，它们都属于高分子聚合物，简称高聚物。 nCH2CH2CH2CH2n 乙烯聚乙烯 聚合度：聚乙烯分子构造中的n值表示高分子化合物中链节的反复次数，n值越大，相对分子质量越大。 a)线形 b)带支链线形 c)体

5、形聚合物分子链构造表示图 2.高聚物分子链的聚集形状 对于某些固体资料，假设它们中的质点既是近程有序，又是远程有序，那么可将它们称为晶体资料，反之那么称为非晶体资料。高聚物的构造按照分子陈列的几何特点，可以分为结晶型和非结晶型无定型两大类型。 分子构造简单、对称性高的聚合物以及分子间作用力较大的聚合物等从高温向低温转变时，由无规那么陈列逐渐转化为有规那么严密排列，这种过程称为结晶。 结晶的程度可用结晶度来衡量。结晶度是指聚合物中的结晶区在聚合物中所占的分量百分数。 结晶型聚合物构造表示图1-晶区；2-非晶区三塑料的分类1.按分子构造及其热性能分类成型前，塑料中树脂分子结构 使制品固化定型的模具

6、温度条件 成型后，塑料中树脂分子结构 成型过程中树脂所发生的变化 制品的熔化，溶解性能 塑料的使用性 常采用的 成型方法 热塑性塑料 线型或支链状线型聚合物分子 冷却 基本与成型前的相同 物理变化。可逆（可能有少量分解或交链现象发生）可熔化可溶解 反复多次使用（可回收废料） 注射、挤出、吹塑等 热固性塑料 线型聚合物分子 加热（提供交联反应温度）转变为体型分子 既有物理变化，又有化学变化。不可逆，有低分子析出。既不可熔化，也不可溶解 一次性使用，因成型过程不可逆 压缩或压注。有的可以采用注射 通用塑料 普通指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。六大种类：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚

7、醛塑料和氨基塑料。 工程塑料 普通指能接受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能坚持其优良性能，可以作为工程构造件的塑料。如聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、ABS、聚砜、聚苯醚以及聚四氟乙烯等。 特殊塑料 普通指具有特种功能如耐热、自光滑等，运用于特殊要求的塑料。如氟塑料、聚酰亚胺塑料、有机硅塑料、环氧塑料、导磁塑料和导热塑料等。2按塑料的用途分：四塑料称号与代号 用其化学命名的英文全称编写大写字母表示，可大大简化，不仅书写与运用方便，又便于国内、国际间技术交流。如：PE、PP、PS、PVC、POM、PPO、ABS等。 五高聚物的热力学性能和成型加工顺应性 线形无定型聚合物

8、随温度的变化热塑性资料可以分为三种物理聚集形状：即玻璃态、高弹态和粘流态。 1.玻璃态 温度低于Tg玻璃化温度，只适于进展车削、锉削、钻孔、切螺纹等机械加工。Tb脆化温度是塑料加工运用的最低温度，而Tg是塑料运用的上限温度。 2.高弹态 高于Tg低于Tf粘流化温度，可进展较大变形的成型加工，如压延成型、中空吹塑成型、热成型等。 3.粘流态 当温度继续上升高于Tf，成为粘流态，常称之为熔体。TfTd是塑料成型加工的范围，可进展注射成型、紧缩成型、压注成型、挤出成型等变形大、外形复杂的成型。 对完全线形结晶型聚合物，其热力学曲线通常不存在高弹态，只需在相对分子质量较高时才有能够出现高弹态。与Tf对

9、应的温度叫做熔点Tm，是线形结晶型聚合物熔融或凝固的临界温度。 而热固性资料由于分子运动阻力很大，普通随温度发生的力学形状变化较小，所以通常不存在粘流态甚至高弹态，即遇热不熔，高温时那么分解。 高聚物的温度-形变曲线及与成型加工的关系1-非结晶型树脂；2-结晶型树脂六高聚物在成型过程中的变化 1.高聚物的结晶 高聚物由非晶态转为晶态的过程就是结晶过程。结晶发生在高温熔体向低温固态转变过程中，在此过程中高聚物分子作稳定规整陈列的就是结晶区。高聚物的结晶过程由晶核生成和晶体生长两步完成。 2.高聚物的取向 高聚物在导管内流动的速率在管中心处为最大，管壁处为零；在导管截面上各点的速度分布呈扁平的抛物

10、线状。在这种流动情况下，塑料中各自存在的细而长的纤维状填料和高聚物分子，在很大程度上，都会顺着流动的方向作平行的陈列，这种陈列常称为取向作用。热塑性塑料在其玻璃化温度与粘流化温度之间进展拉伸时，也会发生取向作用。这些取向单元假设继续存在于塑件中，那么塑件就将出现各向异性。各向异性有时是塑件所需求的，有时又要尽量消除这种各向异性景象。 3.高聚物的降解 高聚物分子能够由于遭到热和应力的作用或由于高温下高聚物中微量水分、酸、碱等杂质及空气中氧的作用而导致其相对分子质量降低，使高聚物的大分子构造发生化学变化。通常人们把高聚物相对分子质量降低的景象称为高聚物的降解，也称裂解。降解大多是有害的。因此，在

11、加工过程中应设法减少和防止高聚物降解。 4.高聚物的交联 高聚物在加工过程中，构成立体网状分子构造的反响称为交联，经过交联反响可生成体形高聚物。和线形高聚物相比，体形高聚物的机械强度、耐热性、耐溶剂性、化学稳定性和塑件的外形稳定性均有所提高。交联反响主要发生在热固性聚合物的成型过程中，交联度过低称为“硬化缺乏，反之称为“硬化过度。交联程度不会到达100%，但是硬化程度却可以。普通硬化程度大于100%的为“过熟，反之那么为“欠熟。 是塑料在成型加工过程中表现出来的特有性质。 1.热塑性塑料的工艺性能 1收缩性 塑料自模具中取出冷却到室温后，其尺寸或体积会发生收缩变化，这种性质称为收缩性。收缩性的

12、大小以单位长度塑件收缩量的百分数来表示，称为收缩率。 七塑料的工艺特性式中 a 模具型腔在成型温度时的尺寸；b 塑件在常温时的尺寸； c 塑料模具型腔在常温时的尺寸。 实践收缩率 计算收缩率 影响塑件成型收缩的要素主要有：1)塑料种类。2)塑件构造。3)模具构造。4)成型工艺。 2流动性 在成型加工中，塑料熔体在一定的温度与压力作用下充填模腔的才干，称为塑料的流动性。热塑性塑料的流动性普通用熔体流动速率来衡量。熔融指数测定仪：每10min所压出的塑料质量即为该塑料的熔体流动速率g/10min。 流动性好：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、醋酸纤维素等； 流动性中等：改性聚苯乙烯、ABS、AS、有机玻璃

13、、聚甲醛、氯化聚醚等； 流动性差：聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料等。 影响流动性的要素主要有： 1)温度。 2)压力。3)模具构造。 3相容性 俗称为共混性，是指两种或两种以上不同种类的塑料，在熔融形状不产生相分别景象的才干。假设两种塑料不相容，那么混熔时制件会出现分层、脱皮等外表缺陷。分子构造类似较易相容，分子构造不同时较难相容。 4吸湿性 是指塑料对水分的亲疏程度。 吸湿性或粘附水分塑料：聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚砜等； 吸湿或粘附水分极小：聚乙烯、聚丙烯等。 具有吸湿或粘附水分的塑料，在加工成型前，普通都要经过枯燥。 5热敏性和水敏性 热敏性是指某些热稳定性差的塑料

14、，在高温下受热时间较长或浇口截面过小及剪切作用过大时，料温增高就易发生变色、降解、分解的倾向。具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。防止热敏性塑料在成型过程中出现过热分解景象措施：在塑料在参与稳定剂、合理选择设备、正确控制成型温度和成型周期、及时清理设备中的分解物等方法。 水敏性是指在高温下熔体对水分降解的敏感性。具有水敏性的塑料，称为水敏性塑料。水敏性塑料在成型前必需进展枯燥处置。 1收缩率 热固性塑料也具有因成型加工而引起的尺寸减小，计算方法与热塑性塑料收缩率一样。 影响收缩率的要素有原资料、模具构造或成型方法及成型工艺条件等。塑料中树脂和填料的种类及含量，直接影响收缩率的大小。当在固化反响中

15、树脂放出的低分子挥发物较多时，收缩率较大，反之收缩率小。在同类塑料中，填料含量多时收缩率小，无机填料比有机填料所得的塑件收减少。 凡有利于提高成型压力、增大塑料充模流动性、使塑件密实的模具构造，均能减小制件的收缩率，用紧缩或压注成型的塑件比注射成型的塑件收缩率小；凡能使塑件密实，成型前使低分子挥发物溢出的工艺要素，都能减小制件收缩率。 2.热固性塑料的工艺性能 2流动性 流动性的意义与热塑性塑料流动性类同，但热固性塑料通常以拉西格流动性来表示。 流动性过大容易呵斥溢料过多，填充不密实，塑件组织疏松，树脂与填料分头聚集，易粘模而使脱模和模具清理困难以及过早硬化等缺陷；流动性过小那么填充缺乏，不易

16、成型，成型压力增大。 影响流动性的要素： 1)塑料种类。2)模具构造。 3)成型工艺。 3比体积和紧缩比 比体积比容是单位质量的松散塑料所占的体积。紧缩比是塑料的体积与塑件的体积之比，其值恒大于1。比体积和紧缩比都表示粉状或短纤维状塑料的松散性。它们都可用来确定模具加料室的大小。 4硬化速度 热固性塑料在成型过程中要完成交联反响，这一过程称为硬化。硬化速度慢，会使成型周期变长，消费率降低；硬化速度快，那么不能制造大型、复杂的塑件。硬化速度与塑料种类、塑件外形、壁厚、成型温度及能否预热、预压等有亲密关系。压注或注射成型时，应要求在塑化、填充时化学反响慢，硬化慢，但当充溢型腔后，在高温、高压下应快

17、速硬化。 5水分及挥发物含量 来自两个方面：一是塑料在制造中未能全部除净水分，或在储存、运输过程中，由于包装或运输条件不当而吸收水分；二是来自紧缩或压注过程中化学反响的副产物。 塑料中水分及挥发物的含量，在很大程度上直接影响塑件的物理、力学和介电性能。此外，含量过多时，会促使流动性过大，容易溢料，成型周期长，收缩率增大，塑件容易发生翘曲、波纹及光泽不好等景象。水分及挥发物在成型时变成气体，必需排出模外。八常用塑料的性能及运用 略工程实施开关盒原资料选择 1.选用塑件资料 开关为电器类零件，要求电性能良好，需大批量消费，要求成型工艺性能好，经过查常用塑料的性能及运用，对多种塑料进展综合比较，资料

18、种类可选择通用聚苯乙烯GPPS和聚氯乙烯PVC，但是，普通PVC含有不被国家相关规范允许运用的二乙基己基己二酸酯DEHA增塑剂，DEHA在高温时超越100容易释放出来，接触人体后危害身体安康，所以本工程中开关盒的塑料资料选用通用聚苯乙烯GPPS。 2.分析塑件资料运用性能和工艺性能 1运用性能 经过查相关塑料模具设计资料可得：通用聚苯乙烯GPPS是聚苯乙烯PS种类之一，俗称透苯，属无定形高聚物，无明显熔点。无色、无臭、无毒、无味，呈透明性刚硬固体。其运用性能如下表所示。 通用聚苯乙烯GPPS运用性能物理性能密度为1.041.09，透明度高达88%92%，折光率为1.591.60，高的折光率使其

19、具有良好的光泽，而具有装饰效果。尺寸稳定性好，吸湿性低，只有0.02%。所以能在潮湿环境下保持尺寸稳定和强度不变。机械性能机械性能受温度、时间、环境条件等诸因素的影响，其长期负载强度为原拉伸强度的1/31/4。虽其质硬但却比其它回弹性材料更容易因磨擦而起刮痕，经退火可提高制品机械强度。热性能热变形温度为7098，连续使用温度为6080，这与承载大小，时间长短有关，导热系数不随温度而变化，因此可用作冷冻绝缘材料。在高真空和330380下，产品剧烈降解。化学性能不溶于矿物油、有机酸、碱、盐、低级醇以及它们的水溶液，能受许多烃类、酮类、高脂肪酯的侵蚀而软化，溶于大多数芳烃化合物。其耐沸水性较差。环境性能虽对一般户外环境条件的