塑料的组成与性能培训教材

目的与要求：

1.掌握塑料的组成与分类2.掌握塑料成型工艺特性重点难点：

塑料成型工艺特性聚合物的概念塑料的主要成分为树脂，树脂分为天然树脂和合成树脂，我们使用的塑料一般都是以合成树脂为主要原料制成的。树脂属于高分子聚合物，简称高聚物或聚合物。高聚物特点:①含原子数量多②相对分子质量大③分子长度长.聚乙烯分子模型聚合物分子的结构特点

对聚合物大分子研究表明：大分子基本都属于长链状结构，根据形状不同可分为线型聚合物、带支链的线型聚合物及体型聚合物。

线型聚合物的物理特性

具有弹性和塑性，在适当的融剂中可以溶解，当温度升高时则软化至熔化状态，且这种特性在聚合物成型前和成型后都存在，可反复成型，这样的聚合物具有热塑性。体型聚合物的物理特性

脆性大、弹性较高和塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化后成为不溶不熔的固体，即使在再高温度下（甚至烧焦碳化下）也不会软化。这样的聚合物称为热固性聚合物。聚合物的热力学性能

聚合物在不同温度下表现出来的分子热运动特征称为聚合物的物理状态。聚合物物理状态主要与温度有关,其物理状态分为玻璃态（结晶聚合物亦称结晶态）、高弹态和粘流态三种，。热塑性塑料的温度力学状态及成型加工的关系聚合物的交联

聚合物成型时，当温度达到成型固化温度，其分子结构由线型或支链型结构变为空间网状体型结构的反应称为交联。交联反应主要发生在热固性聚合物成型过程中，采用压缩、压注等成型方法。

在热塑性聚合物成型时，由于成型条件或其他原因（如原料不纯）等也可能引起交联反应，使聚合物的性能变坏，这在成型过程中应尽量避免。交联交联聚合物的降解

聚合物分子受到热应力、微量水、酸、碱等杂质以及空气中氧的作用，导致聚合物分子链断裂、分子变小、相对分子质量降低的现象称为聚合物降解（裂解）。轻度的降解聚合物变色

减少和消除降解的办法是依据降解产生原因采取相应措施中等程度降解聚合物分解出低分子物质，制品出现气泡和流纹弊病，削弱制品各项物理、力学性能严重的降解聚合物焦化、变黑并产生大量的分解物质降解减少或避免降解措施

①严格控制原材料的技术指标和使用合格原材料；②使用前对聚合物进行严格的干燥；③确定合理的加工工艺和加工条件；④使用附加剂。塑料的组成成分

塑料是以合成树脂为主要成分，加入适量的添加剂而组成的混合物。

树脂决定着塑料的性质和类别，约占塑料质量分数的40％-100％。注意区别：塑料的名称通常采用对应的树脂名称来表示，所以，很容易混淆塑料就是树脂！

树脂1）填充剂/填料

与塑料中的其它成份机械混合，不起化学反应，目的为了减少树脂用量降低成本或改善塑料某些性能。

添加剂作用：改善塑料的可塑性及改善塑料的流动性。常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类，癸二酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。2）增塑剂加入增塑剂以后，树脂分子间距变大，也就削弱了树脂分子间的作用力，使树脂分子容易滑动，即改善了树脂的成型加工性能。着色要求：着色容易／与其它组份不起化学反应／成型中不因温度压力变化而变色分解／长期使用过程中能够保持稳定。根据着色要求和颜料及染料的区别，所以工业上一般采用颜料。3）着色剂

塑料着色，主要起到装饰美观的作用，同时还能提高塑料的光稳定性、热稳定性和耐气候性。包括无机颜料、有机颜料和染料三类，4）稳定剂

为了防止塑料“老化”，需要添加一些能稳定塑料化学性能的物质，称为稳定剂。老化：

塑料在成型、储存或使用过程中，因受外界因素（热、光、氧、射线等）作用而引起的性能变化称为老化。根据稳定剂的作用可分为热稳定剂、光稳定剂和抗氧化剂三类。5）润滑剂

防止粘模和减少塑料对设备的摩擦，同时提高塑料的流动性和塑件表面光泽度。常用的润滑剂有：烃类、酯类、脂肪酸类、脂肪酸酰、金属皂类。塑料光亮润滑剂润滑剂EBS6）固化剂

也叫硬化剂、交联剂，它的作用是促使合成树脂进行交联反应而形成体型网状结构，或加快交联反应速度。固化剂一般多用在热固性塑料中。在环氧树脂中加入乙二胺；在酚醛树脂中加入六亚甲基四胺。例如：7）发泡剂

在制作泡沫塑料制品时，预先将发泡剂加入塑料中，在塑料成型时放出气体，从而形成具有一定孔型的泡沫塑料制品。石油醚、碳酸胺等。常用的发泡剂：ADC发泡剂8）阻侦燃剂、目防霉剂楚、导电尸剂、导摩磁剂、幻玉防静电做剂等。阻燃塑料防静电剂防霉剂导电剂塑料的矮分类1.按高合成树动脂的分摄子结构叫及其受乒热时呈举现的基勇本行为鹿分类：典1）热塑捏性塑料分子是招线性结咏构或支漠链型结康构，加先热时软凭化并熔驱融，成悲为可以婚流动的裂黏稠液碗体，于旅是可以沫塑制成剑一定的纪形状，辈冷却后疏得到既互定的形剪状，成敬型过程咬只有物幻玉理变化党而无化勤学反应往，塑料域可以回协收利用杠。很多凉鞋誓穿几天就棉坏了，其咬原因就是输其塑料已寨经超过了缓最大回收睡利用次数雁。可以回收利用，不是可以无限次地回收利用，因为存在“老化”问题，所以，次数是有限的。7次常见的这热塑性哑塑料有额：聚乙奴烯、聚趋丙烯、洲聚苯乙怨烯、聚铅氯乙烯养、有机泄玻璃、膨聚酰胺北、聚甲磁醛、A断BS、盲聚碳酸叹酯、聚掉苯醚、评聚砜和贪聚四氟秩乙烯等乏。2)热固验性塑料分子刚开恶始是线型准或支链型饥结构，其远添加剂中转加入固化按剂，加热怨到固化剂加发生化学团反应（交确联反应）齿时，分子会结构变为潜网状体型谅结构，即终转变为固较体，成为辣不溶不熔始的物质，枕其过程是音不可逆的城。成型过程踢是不可逆碎的化学反欢应（化学遗反应肯定探伴随着物圆理变化）睛过程，塑吼料不能再测回收利用锤！常见的减热固性恢塑料有让：酚醛沉塑料、伐氨基塑篮料、环承氧树脂馒、脲醛尊塑料、朋三聚氰梨胺甲醛百和不饱涂和聚酯抽等。酚醛塑件环氧树脂塑件2.按馋塑料的晃用途分匀类：1）通资用塑料顾名思痰义，就需是指产浮量大、乎用途广甘、价格谢低、易啄于成型窝的塑料身。其主要包承括六大品淹种：聚乙烯、储聚丙烯、霜聚氯乙烯盈、聚苯乙羊烯、酚醛渔塑料和氨下基塑料。通用塑料穗产量占塑优料总产量膏的一半以巧上！聚乙烯／管聚丙烯／纱线聚乙烯／绳2）工悔程塑料可成型工梁程结构件龟一类的塑尽料。较之捉通用塑料宁它具有强惠度高、尺央寸稳定、篇在高低温姑下变形小矩、能保持验良好性能塞的特点，厌如ABS惹、尼龙、鬼聚甲醛、语聚砜等。ABS管材聚砜尼龙螺拴聚甲醛零件3）特乱种塑料具有特种榴功能的呀塑料。盛如耐高鸭温、低由温、高森冲击、锹具有高踪蝶强度的对塑料；令具有导宜电或超薯导功能明的塑料单（即导蛋磁、吸两波、光疮敏、记忘忆性及使超导功旷能）等职。导热塑料／cpu风扇耐热塑料高强度塑料／笔记本外壳工艺性统能体现塑料俭的成型特离性，是塑牙料在成型搬过程中表闸现出来的个特有性质考。塑料成汇型的工扑艺特性1.乐收缩性塑件从允温度较乱高的模淹具中取刊出冷却奏到室温率后，其疯尺寸或踏体积会梦发生收庄缩变小谁，这种复性质称四为收缩性。热固性晃塑料的只工艺特烂性实际收缩率计算收缩率实际收缩率=（成型温度下的型腔尺寸－制品室温下的尺寸）／制品室温下的尺寸×100％计算收缩率=（室温下的型腔尺寸－制品室温下的尺寸）／制品室温下的尺寸×100％在用于大型、精密模具成型件尺寸计算时常用普通中、小型模具成型尺寸计算时使用实际上两者相差甚小，故一般均用计算收缩率进行计算由于成哲型模具谈与塑料瓜的线膨西胀系数萌不同，逃收缩分窄为实际收市缩率和计算收来缩率。塑件的偏收缩不杠仅仅是砌热胀冷乖缩的结请果，塑磨件脱模日时的弹练性恢复箭、塑性护变形也般会引起腥塑件尺留寸的线貌性收缩滨，另外混，塑料组的品种葡、塑件撕的结构锄、成型沾工艺、驱模具结芬构等对盈塑件的吊收缩都傍会产生经影响。收缩性的嗽大小以塑佣件收缩尺弦寸的单位羞长度百分捏比来表示盲，称为收缩率。2.流动轿性塑料在一毫定的温度假、压力作盈用下充填侮模具型腔恭的能力，岩称为塑料页的流动性。塑料的江流动性狸差，就捎不容易鼓充满型印腔，易泽产生缺茄料(即驻短射)救或熔接脏痕等缺事陷，因角此需要喘较大的运成型压笨力才能肉成型。短射塑料的流宁动性好，貌可以用较厌小的成型舞压力充满跌型腔。但扯流动性太秤好，会在海成型时产犁生严重的村溢边。影响塑料斧流动性的叠因素：①温度料温高，练则流动性密大。但不刮同塑料也枣各有差异锤。②压力注射压力梢增大，则绿熔体受剪冷切作用大碑，流动性猫也增大，辽尤其是聚北乙烯和聚毕甲醛对注样射压力较锈为敏感。蔽③模具结挠构浇注系贤统的结裕构及尺撕寸、冷故却系统租的设计运、熔体昏的流动胜阻力、愉排气是视否顺利踢等都对传流动性到有直接摔的影响驴。凡能侨促使料届温降低饼、流动拼阻力增秀加的因龟素，都素会使流春动性降纽奉低。3.相容惭性相容性赚又称为族共混性狼。良好慎的共混怕性是改造造塑料沿性能的非重要条请件和重拦要途径赞。例如：轿ABS神与聚碳习酸酯共薯混后性施能大为变改善。两种或两朝种以上不仍同品种的僻塑料熔融竹后能融合肿到一起而漏不产生分侮离、起层爬现象的性偿能称为相容性。相容性的唯优劣与其攻分子结构然的相似程昂度有关。逗分子结构鬼相似则易偶于相容，箩反之则难贫于相容（虑即“相似乘者相容”滤原则）。4.吸除湿性即塑料利对水分灾的吸附她性能。岁按吸湿繁或黏附本水分能满力的大笛小，可米将塑料蔑分为吸样湿性塑难料和不挖吸湿性宣塑料两中大类。吸湿性塑歌料在注射拉成型过程含中比较容案易发生降莲解，成型蔬后塑件上失出现气泡蜓、银丝与倡斑纹等缺生陷。因此占，在成型贩前必须进验行干燥处幸理，使水拴分含量不涨超过0.撕5%。5.热友敏性即某些淹热稳定扇性差的腹塑料，蓬遇高温析或在高队温中时难间较长欧时发生蚕降解，只出现变修色等影塌响塑件警性能的爪现象。必要时羊可在塑陆料中添畅加热稳门定剂。6.结减晶性注意：一般，结线晶型塑料柴是不透明跨或半透明侧的，非结辫晶型塑料险是透明的另。日常生骑活中，忌常见的伶晶体是茧透明的朱，而非湖晶体通献常是不锋透明的武，对于幅塑料制僚品，正务好相反壁，请勿勺混淆！塑料在徐成型后霞的冷凝暮过程中峰，有的脑具有结谎晶性，黑如聚乙乐烯、聚啊丙烯、辅聚甲醛对、聚四雅氟乙烯圣等，而友有的则三属于非候结晶型斜的塑料珠，如聚卫苯乙烯壁、AB链S、聚评碳酸酯盈、聚砜鸟等。其中：结晶型塑芬料：聚4确－甲基戊岁烯－1，连有高透明把度；非结晶型我塑料：A尝BS，不料透明。聚4－甲基戊烯－1ABS结晶度大知的塑料密枣度大，强可度、硬度小高，耐磨谱性及刚度吴好，耐化高学腐蚀，洪电性能也巧好。结晶迎度小的塑牺料柔软性渔、伸长率步、抗冲击牢强度较大概。7.应饮力开裂有的塑料镜性质较脆川，成型时租易产生内醋应力，在糕外力作用兵下易产生急应力开裂香，如聚乙静烯、聚碳临酸酯、聚兴砜等。在设计塑钥件结构、选模具结构孙及成型的贺工艺条件绝时都要加滤以注意，盟必要时还虫可添加稳江定剂。热固性塑弊料的工艺零特性1.甲收缩性与热塑性桨塑料的情施况近似。热固性塑岸料收缩率霸产生原因绸有①热收缩②结构变化纪引起的收铺缩③弹性恢复④克塑性变阳形2.随流动性与热塑闻性塑料归的情况甘近似。影响流动桨性的主要赢因素有塑酷料品种、煤模具结构沿和成型条企件等。3.比注容和压缩遣率比容：指血单位重量糟的松散塑薯料所占的芹体积（c模m3/g）压缩率枯：塑料点体积与堆成型后片塑件体季积之比烂，其秘比值恒仍大于1比容和腔压缩率学要适当皮。值太炭大，模卫具加料扫腔则大俱，模具赴也大，秤成本高愚，而角且料太擦松散，斑成型时疏气体太枯多，排采气困难什，成型阶周期变梦长,不士利于成莲型。4.硬孙化速度硬化速互度是指查熔融塑雀料充满萝型腔后差，分子鉴结构从头线型或悟支链型厨结构变它为网状柱体型三清维结构施即交联漆固化所浙需的时大间。硬化速带度慢会宪使成型稠时间加茂长，降删低生产看效率。鸦而硬化峡速度过喝快，又污不适于也成型大俊型的或扬复杂的观塑件。5.水分及顿挥发物挂含量1）塑料羞中水分的冷来源：塑料本刷身含有泻一部分竟水、存拆储时吸诱附一部呆分水、反成型时档化学反杆应的副隶产物。水分含量商过高，塑免料流动性炎过大，易戚产生溢边交和内应力塘，而且塑辫件中易产活生气泡使剃塑件强度灯降低并产捎生水纹，伸光泽也不验好。水分含量击过少，会汤大大降低顾其流动性检，成型时腰不易充满罪型腔，成描型困难。仆同时还不僻利于预压罗打饼。2）塑旺料中挥怒发物的恋来源：塑料本身规含有一部群分低分子激挥发物、稍成型时化统学反应的遇副产物。常用热罗塑性塑走料简介（1）怀聚乙烯锯（PE）塑料工歼业中产闹量最大角的品种（2）聚迁丙烯（PP）（3）冬聚氯乙厦烯（PVC）