塑料基本常识.ppt

1、塑料基本知识,塑料的发展和历史,什么是塑料？ 可以通过塑性成型的有机材料 1909年世界上第一种塑料材料投入工业化生产酚醛树脂。 到今天酚醛树脂还是最重要，应用最广泛的热固性塑料。,塑料分类,什么是工程塑料？ 一般是指在较广泛的温度范围内，在一定的机械应力和苛刻的化学、物理环境中能长期作为结构材料使用的塑料。,什么是通用工程塑料？ 一般指产量大，可作为结构材料使用的塑料。 主要包括： 聚酰胺（PA） 聚碳酸酯（PC） 聚甲醛（POM） 聚苯醚 热塑性聚酯 ABS,什么是特种工程塑料？ 是指那些产量小、价格昂贵、耐热等级高、可作为结构材料或其他特殊用途的工程塑料。 主要包括： 氟塑料 聚砜 聚酰

2、亚胺 聚苯硫醚 聚醚酯 聚芳酯,工程塑料有哪些特性？ 耐热性 耐低温性 电绝缘性 耐磨性 耐化学腐蚀性 耐气候性,聚合物材料和塑料的区别 聚合物材料和塑料应是两个不同的概念。聚合物材料是塑料的基本原料，是“纯净”的高分子材料，而塑料是聚合物材料中添加了有利于加工和改善使用性能的各种辅助材料，经过热加工塑制而成的材料或制品。,热塑性塑料： 是塑料热加工过程只是一个物理变化过程，熔融体冷却成为固体后，继续加热，又能成为熔融体，这种过程重复多次而性能不会发生本质的变化。 热固性塑料： 是塑料热加工过程中发生了化学变化，分子间形成了共价键成为体型分子。在冷却之后继续加热，这种分子间的结构也不会轻易改变

3、，除非彻底破坏。,塑料添加剂 塑料添加助剂的主要目的 1。增加体积，降低成本。 2。改善加工性能 3。改善和提高使用性能 4。赋予新的功能 主要添加剂： 1。增塑剂 2。增韧剂 3。抗氧化剂 4。光稳定剂 5。阻燃剂 6。发泡剂 7。填充剂和增强剂,热塑性塑料加工性能 1。加工稳定性 a。原材料在加工过程中不发生不利于加工并改变原料结构的化学变化。 b。物料的流动处在一个比较稳定的状态。在一定范围内，温度、压力、速度、时间的变化对物料影响不大。,2。加工流动性 在一定的温度和压力作用下熔体的流动性能。,表征材料流动性的指标 a 剪切应力：指流体内部的层流间的摩擦力，用单位面积的力表示。剪切应力

4、越大流动性越差。 b 黏度：是流体内部分子间相互吸引和分子不规则运动的具体反映。 对于热塑性塑料来说，随着温度升高，黏度降低。 黏度越小，流体的流动性越好，反之亦然。,在实际塑料工业中，通常用熔体流动速率来表示一定条件下的熔体流动性能 熔体流动速率（MFR）（也称熔体流动指数）：指在一定温度和负载下，热塑性塑料熔体每10min通过标准口模流出的质量克数。,通常情况下，熔体的黏度随剪切速率的增加而降低，除了采用提高温度来降低流动黏度之外，还可以利用剪切速率的变化来控制黏度变化，以满足加工对熔体流动速率的要求。 此外，在调节温度和剪切速率都不能达到所需的流动状态的情况下，可以考虑适当降低分子量。同

5、时也可以加入某些添加剂：润滑剂、增塑剂、以及掺混一些流动性极好的聚合物来改善流动性，也是有效的途径。,加工过程 1。原料准备 a 原料型号和助剂选择 b 原料干燥和过筛 c 固体助剂的研磨或制成母粒 d 液体助剂的过滤 e 无机填充料或增强材料的表面处理。 f 各种组分配比的确定和计量 g 各种组分的均匀混合以及在较高温度 和剪切力作用下的塑炼。 h 均一混合物状态下进行造粒。,2。机台、模具准备 a。机台选择 b。机台加热 c。模具吊装 d。水路安装 e。动作调试 f。辅助装置调试,3。制件成型 a。合模： b。射胶： 在稳定的温度，压力，注 射速度和时间进程下射胶。 c。保压：是制件在一定

6、压力下定型 d。冷却：固化定型,4。后处理 a。去除浇口飞边，整理修饰 b。机外定型 c。消除应力，热处理 d。调湿处理 e。机加工 f。连接、焊接、装配 g。表面处理 h。表面印刷,成型工艺 1。模压成型：将一定量的粉状、粒状或纤维状的塑料模压料放入成型温度下的金属对模内，然后闭模加压成型制品的一种方法。 特点：模具结构简单，制造费用低，材料损耗小，制件壁厚变化大，易于制造大平面制件，制件尺寸精度高。 典型材料：BMC、橡胶、酚醛树脂,2。注射成型：是将粉状或粒状的成型原料置于成型设备的料桶内，在热河机械剪切力的作用下塑化成黏流态，随后对熔体施以高压注射进入模具，依靠冷却（对热塑性材料）或加

7、热（对热固性材料）使其在模内定型成制件的工艺方法。 特点：成型周期短、能一次成型较复杂、带有金属或非金属嵌件、尺寸精确，质量稳定，自动化程度高。 但是，模具复杂，制件壁厚变化大容易产生成型缺陷。,除普通的注射成型技术外，近几年发展出一些特殊行业，有针对性的注射成型技术： a。气辅注射成型 b。可熔芯模成型 c。注射压缩成型 d。反应注射成型 e。共注射成型,3。挤出成型:是塑料原料在旋转的螺杆与料桶之间连续进行输送、压缩、塑化熔融，再定量通过挤出机和口模成型，然后再牵引和冷却过程中定型为制品的一种成型方法。 特点：模具简单，连续生产、效率高；只能生产单一截面形状的产品。 适用材料：大部分热塑性

8、塑料、以及增强塑料、发泡塑料、复合材料等。最常用的是ABS、PVC、PP、PE。 代表制件：各种塑料型材。,其他成型方式： 中空吹塑成型 热成型 滚塑成型 泡沫塑料成型,塑料材料的热性能,塑料材料的耐化学品性能,塑料材料的光学性能,塑料材料的渗透性能,塑料材料的摩擦性能,改善材料耐磨性的方法 1。用增强玻纤改性；可同时改善材料的力学性能和耐磨性。例用玻纤填充聚四氟乙烯可使其耐磨性提高1000倍。 2。掺入金属粉或其他低摩擦系数材料粉，如青铜粉、铝粉以及聚酰亚胺、液晶聚合物、聚四氟乙烯、聚苯硫醚等可提高耐磨性。 3。采用润滑措施，即在摩擦副之间加入第三种减磨材料。 4。耐磨涂层；在透明材料市场采

9、用表面硬质涂层的方法解决耐磨性。如采用有机硅系涂料，可使聚碳酸酯的耐磨性提高150倍。,塑料制品选材,1 选材方法 a：根据制品的使用环境。 b: 根据制品的受力状态。 C: 根据制品的耐热性、耐久性。 d: 根据制品所要求的功能特性。 e：根据成型加工工艺。 f: 根据计算机仿真模拟结果。,选材步骤,1 根据制品的使用环境因素及其相关材料性能和加工型筛选出几种材料。 2 通过经验分析、专家分析或计算机模拟分析从中选出候选材料。 3 通过实际试制，制造出样品，进行模拟实验或进行理化测试，从而确定材料。,4 确定材料技术规格和检验方法。 5 形成选材方案，必要时加以评审。,聚甲醛（POM),1

10、分类： 共聚甲醛:环状三聚甲醛的共聚体，端基为甲氧基醚或羟基乙基醚。 均聚甲醛:三聚甲醛或甲醛的均聚体，两端均为乙酰基。,2 性能： 共聚甲醛合成工艺简单，易于成型加工，价格较低，使用普遍，但其综合性能比均聚甲醛低，使用要求较高的制品应采用均聚甲醛。 均聚甲醛热变形温度在136，而共聚甲醛只有110 ,3 加工： a：因其能吸水，加工前应做干燥处理， 80左右烘干8小时以上。 b: 聚甲醛结晶度较高，成型后易产生内应力，所以成型后要进行退火处理， 110左右烘干4至8小时。,ABS和ASA,A：丙烯晴 提供耐化学性和热稳定性。 B：丁二烯 提供韧性和抗冲性。 S：苯乙烯 赋予刚性和易加工性。

11、A：丙烯酸酯（ACM) （ASA) E：乙丙橡胶（EPDM） (AES) C: 氯化聚乙烯（CPE） (ACS）,ABS中由于丁二烯（B)中双键的存在，使其耐候性很差，在空气中、阳光下，ABS树脂受氧、热、光的作用，易发生老化、变色现象，力学性能大幅降低。 用无双键的丙烯酸酯（A）取代ABS中的丁二烯（B)，生成了ASA（AAS）大大提高了其耐候性，其老化性能是ABS的10倍以上。,引起ASA老化的光波波长小于300nm，只要加入紫外线吸收剂与颜料就能起很好的防老化作用；而引起ABS老化的光波波长很宽，小于700nm，只有加入黑色颜料才能起到一定的防老化性能，其他的防老剂和紫外线吸收剂根本不起

12、作用。,谢 谢 ！,55,问题：,1、塑料是如何分类的？,2、常用的塑料有哪些？分别用在什么场合？,3、常用塑料有哪些性能？,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,56,基本内容：,1.理解塑料的组成、分类、性能；,2.理解热固性、热塑性塑料两个概念，二者的区别；,3.了解塑料的特性及用途。,1.重点：塑料的组成、分类、性能,重点难点：,2.难点：塑料的特性,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,57,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、润滑剂、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材料。,树脂：指受热时通常有转

13、化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。,一、基本概念,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,58,热固性塑料：在受热或其它条件下能固化成不熔不溶性物质的塑料 ，其分子结构最终为体型结构。（变化过程不可逆）,二、塑料的分类,1按塑料的物理化学性能分：,热塑性塑料：指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，其分子结构是线型或支链型结构。(变化过程可逆),第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,59,3.1 丙烯睛丁二烯苯乙烯共聚物类(ABS),3.1.1其主要性质如下: 1、 ABS的组成及作用： 丙烯睛(A)使

14、制品表面较高硬度，提高耐磨性，耐热性。丁二烯(B)加强柔顺性，保持材料韧性弹性及耐冲击强度。苯乙烯(S)保持良好成型性(流动性,着色性)及保持材料刚性。 (注 ：根据组份不同派生出多种规格牌号) 2、具有良好电镀性能。3、较GPPS抗冲击强度变显著提高。 4、原料浅黄色不透明，制品表面光泽度好。比重：1.05克/立方厘米,英文名称：Acrylonitrile Butadiene Styrene,三、常用塑料,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,60,5、收缩率较小，尺寸稳定性良好。6、不耐有机溶剂，如溶于酮、醛、酯及氯化烃而形成乳浊液。7、材料共混性能(ABS+PVC) 提高韧性,耐燃性,抗

15、老化能力。(APS+PC) 提高抗冲击强度,耐热性。,3.1.2 ABS的成型工艺1、成型加工之前需充分干燥。 干燥条件：温度85以上，时间3小时。 2、流动性较好。 3、料管温度不宜超过250。成型温度在200-240 。 4、模具温度40-80。5、注射速度取中，低速为主；注射压力根据制件形状、壁厚、胶料品级选取，一般为80-130Mpa。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,61,6、内应力检验以产品没入煤油中2分钟不出现裂纹为准。 7、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。,第六讲常用塑料

16、的组成、性能及应用场合,62,ABS主要应用于汽车（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场合。,3.1.3 应用场合,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,63,3.2.1主要性质：1、外观透明，刚硬带韧性。燃烧慢，离火后慢熄。2、PC料耐冲击性是塑料中最好的。3、成型收缩率小(0.5-0.7%)，成品精度高，尺寸稳定性高。4、化学稳定性较好，但不耐碱、酮、芳香烃等有机溶剂。5、耐疲劳强度差，对缺口敏感，耐应力开裂性显著。,3.2 聚碳酸酯(PC),第六讲

17、常用塑料的组成、性能及应用场合,英文名称:Polycarbonate,聚碳酸酯俗称“防弹玻璃胶”，属结晶性塑料。,64,3.2.2成型工艺：1、干燥条件：温度110-120，时间8-12小时。 2、流动性差，须用高压注塑，但注塑压力过高会使产品残留内应力而易开裂。3、PC料粘度对温度很敏感，提高温度时，粘度有明显下降。4、模具的设计要求较高。5、注射速度太快，易出现熔体破裂现象，在浇口周围会有糊斑，产品表面毛糙等缺陷或因排气不良(困气)而使产品烧焦。6、模温以控制在80-100为宜。7、成型后为减小内应力，可采用退火处理。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,65,3.2.3典型应用范围:

18、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）。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,66,3.3.1其主要性质如下：1、呈半透明，质轻，可浮于水上。2、良好流动性及成型性，表面光泽，着色，外伤留痕优于PE。3、高的分子量使得抗拉强度高及屈服强度(耐疲劳度高)。4、化学稳定性高，不溶于有机溶剂，喷油，烫印及粘结困难。5、耐磨性优异，以及常温下耐冲击性好。 6、成型收缩率大(1.6%)，尺寸较不稳定，胶件易变形及缩水。,3.3 聚丙烯(PP),第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,聚丙烯俗称“百折胶”，属结晶性塑料。,英文名称:

19、Polypropylene,67,3.3.2成型工艺1. 聚丙烯的流动性好,较低的注射压力就能充满型腔,压力太高,易发生飞边,但太低,缩水会严重.注射压力一般为80-90MPa,保压压力取注射压力力的80%左右,宜取较长保压时间补缩.2. 适于快速注射,为改善排气不良,排气曹宜稍深取0.3mm.3. 聚丙烯高结晶度,料管温度高:料管温度参数: 前料管200-240,中料管170-220,后料管160-190.因其成型温度范围大,易成型,实际上为减少披锋及缩水而采用较低温度.4. 因材料收缩率大, 为准确控制胶件尺寸,应适当延长冷却时间.5. 模温宜取低温(20-40),模温太高使结晶度大,分子

20、间作用强,制品性好,光泽度好,但柔软性,透明性差,缩水也明显.6. 背压以0.5MPa为宜,干粉着色工艺应适当提高背压,以提高混炼效果.,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,68,3.3.3典型应用范围: 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）。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,69,3.4.1主要性能如下：1、通过添加增塑剂使材料软硬度范围大.2、难燃自熄,热稳定性差.3、PVC溶于环己酮,本氩夫喃,二氯乙烷,喷油用软胶开油水(含环己酮)4、PV

21、C溶胶塑料玩具上主要用于搪胶.,英文名称:Poly(Vinyl Chloride),第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,3.4 聚氯乙烯(PVC),聚氯乙烯属非结晶性塑料，原料透明。,70,3.4.2成型工艺1、软PVC收缩率较大(1.0-2.5%)，PVC性分子易吸水份，成型前需经干燥。 2、成型时料管内长期多次受热，分解出氯乙烯单体及HCI(即降解)对模腔有腐蚀作用。 3、软PVC中加入ABS，可提高韧性，硬度及机械强度。4、因PVC成型加工温度接近分解温度，故应严格控制料管温度，尽可能用偏低的成型温度，同时还应尽可能缩短成型周期。5、针对易分解，流动性差，模具流道和浇口尽可能粗、短、厚

22、、以减小压力损失及尽快充满型腔。 6、注射速度不宜太快。7、模具温度尽可能低(30-45左右)以缩短成型周期及防止胶件出模变形(必要时胶件需经定型相定型)。8、为阻止冷料堵塞浇口或流入模腔，应设计较大冷料穴积存冷料。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,71,3.4.3典型应用范围: 供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装等。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,72,物料性能 1、长期使用温度-200-260度，有卓越的耐化学腐蚀性，对所有化学品都耐腐蚀，摩擦系数在塑料中最低，还有很好的电性能，其电绝缘性不受温度影响，有“塑料王”之称。 2、呈透明或

23、半透明状态，结晶度越高，透明性越差。原料多为粉状树脂或浓缩分散液，具有极高的分子量，为高结晶度的热塑性聚合物。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,3.5 PTFE塑料(F4)：聚四氟乙烯,英文名称:Polytetrafluoro ethylene,73,成型性能 1、结晶料,吸湿小。 2、流动性差，极易分解，分解时产生腐蚀气体。 3、粉状树脂常采用粉末冶金法成型，使用烧结方法。烧结温度360-380度，不可超过475度。 乳液树脂通常用冷挤出再烧结的工艺加工，可在物品表面形成防腐层。如需要求制品透明性，韧性好，应采取快速冷却。也可采取挤压成型，可以挤出管、棒、型材。 4、PTFE熔体粘度很

24、高，容体粘度随剪切应力的增大而减小，显示其非牛顿流体的特性。 5、二次加工，可以热压复合、焊接、粘结、增强、机械加工等，以制得最终产品。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,74,适于制作耐腐蚀件，减磨耐磨件、密封件、绝缘件和医疗器械零件,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,75,3.6.1主要性质如下： 1、聚甲醛为乳白色塑料有光泽。2、具有良好综合力学性能、硬度、刚性较高、耐冲击性好且具有优良的耐磨性及自润滑性。3、耐有机溶剂性能好，性能稳定。4、成型后尺寸比较稳定，受湿度环境影响较小。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,3.6 聚甲醛 (POM),聚甲醛俗称“赛钢”，属结晶性塑料

25、。,英文名称：Polyaectal(Homopolymer copolymer)均聚物 Polyoxymethyleme共聚物,76,3.6.2成型工艺1、吸湿性小，成型前一般不干燥或短时干燥。2、成型温度范围窄，热稳定性差，250以上分解出甲醛单体(熔料颜色变暗)故单凭提高温度改善流动性有害且无效果。正常啤塑宜采用较低的料管温度及较短的滞留时间而提高注射压力能改善熔料的流动性及产品表面质量(熔体流动性对剪切速率较敏感)温度参数：前料管190210，中料管180205，后料管150175。压力参数：注射压力100Mpa左右，背压0.5Mpa。3、模具温度控制在80100为宜。4、POM冷却收缩

26、率很大(22.5%)。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,77,3.6.3典型应用范围: 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。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,78,3.7.1主要性质如下： 1、耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化，辐照改性，可用玻璃纤维增强。2、低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性。3、高压聚乙烯的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好。4、超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨。,第六讲常用塑料的组成、

27、性能及应用场合,3.7聚乙烯(PE),英文名称： Polyethylene,79,3.7.2成型工艺1、结晶料，吸湿小，不须充分干燥，流动性极好流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分。不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大。注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。2、收缩范围和收缩值大，方向性明显，易变形翘曲。冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统。3、加热时间不宜过长，否则会发生分解，灼伤。4、软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。 5、可能发生融体破裂，不宜与有机溶剂接触，以防开裂。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,80,3.7.3典型应用范围: 低压

28、聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,81,3.8.1主要性质如下： 1、电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，无色透明，透光率仅次于有机玻璃。着色性耐水性，化学稳定性良好。2、强度一般，但质脆，易产生应力脆裂，不耐苯、汽油等有机溶剂。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,3.8聚苯乙烯 (PS),英文名称： Polystyrene,82,3.8.2成型工艺1、无定形料，吸湿小，不须充分干燥，不易分解，但热膨胀系数大，易产生内应力。流动性较好，可用螺杆或柱塞式注射机成型。2、宜用高料温，高

29、模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形。3、可用各种形式浇口，浇口与塑件圆弧连接，以免去处浇口时损坏塑件。脱模斜度大，顶出均匀。塑件壁厚均匀，最好不带镶件，如有镶件应预热。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,83,3.8.3典型应用范围: 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）,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,84,3.9.1主要性质如下： 1、透明性极好，强度较高，有一定的耐热耐寒性、耐腐蚀，绝缘性良好。2、综合性能超过聚苯乙烯，但质脆，易熔于有机溶剂，如作透光材料，其表面硬度稍低，容易擦花。,第六讲常用塑料的组成、性能

30、及应用场合,3.9聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA、有机玻璃),英文名称： Polymethyl Methacrylate,85,3.9.2成型工艺1、无定形料，吸湿大，需干燥，不易分解，流动性中等，易发生填充不良，粘模，收缩，熔接痕等。2、宜高压注射，在不出现缺陷的条件下取高料温，高模温，以增加流动性，降低内应力，改善透明性及强度。模具浇注系统表面应光洁，脱模斜度大，顶出均匀，同时设排气口，以防出现起泡。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,86,3.9.3典型应用范围: 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）,第六讲

31、常用塑料的组成、性能及应用场合,87,3.10.1主要性质如下： 1、坚韧，耐磨，耐油，耐水，抗酶菌，但吸水大。2、尼龙6弹性好，冲击强度高，吸水较大尼龙66性能优于尼龙6，强度高，耐磨性好尼龙610与尼龙66相似，但吸水小，刚度低尼龙1010半透明，吸水小，耐寒性较好。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,3.10聚酰胺(PA、尼龙),英文名称： Polyamide,88,3.10.2成型工艺1、结晶料，熔点较高熔融温度范围窄，热稳定性差，料温超过300度、滞留时间超过30min即分解。较易吸湿，需干燥，含水量不得超过0.3%。2、流动性好，易溢料。宜用自锁时喷嘴，并应加热。3、成型收缩范

32、围及收缩率大，方向性明显，易发生缩孔、变形等。 4、模温按塑件壁厚在20-90度范围内选取，注射压力按注射机类型、料温、塑件形状尺寸、模具浇注系统选定，成型周期按塑件壁厚选定。树脂粘度小时，注射、冷却时间应取长，并用白油作脱模剂。 5、模具浇注系统的形式和尺寸，增大流道和浇口尺寸可减少缩水。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,89,3.10.3典型应用范围: 适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,电器,仪表等零件,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,90,3.11.1主要性质如下： 1、坚韧，耐磨，耐油，耐水，抗酶菌，但吸水大。2、尼龙6弹性好，冲击强度高，吸水较大尼龙

33、66性能优于尼龙6，强度高，耐磨性好尼龙610与尼龙66相似，但吸水小，刚度低尼龙1010半透明，吸水小，耐寒性较好。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,3.11聚酰胺(PA、尼龙),英文名称： Polyamide,91,3.11.2成型工艺1、结晶料，熔点较高熔融温度范围窄，热稳定性差，料温超过300度、滞留时间超过30min即分解。较易吸湿，需干燥，含水量不得超过0.3%。2、流动性好，易溢料。宜用自锁时喷嘴，并应加热。3、成型收缩范围及收缩率大，方向性明显，易发生缩孔、变形等。 4、模温按塑件壁厚在20-90度范围内选取，注射压力按注射机类型、料温、塑件形状尺寸、模具浇注系统选定，成

34、型周期按塑件壁厚选定。树脂粘度小时，注射、冷却时间应取长，并用白油作脱模剂。 5、模具浇注系统的形式和尺寸，增大流道和浇口尺寸可减少缩水。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,92,3.11.3典型应用范围: 适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,电器,仪表等零件,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,93,3.12.1主要性质如下： 1、 PBT是最坚韧的工程热塑材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。 2、这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。3、 PBT吸湿特性很弱。玻璃添加剂过多将导致材料变脆。PBT的结晶很迅速。 4、

35、对于有玻璃添加剂类型的材料，流程方向的收缩率可以减小，但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。 5、一般材料收缩率在1.5%2.8%之间。含30%玻璃添加剂的材料收缩0.3%1.6%之间。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,3.12聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),英文名称：,94,3.12.2成型工艺1、这种材料在高温下很容易水解，因此加工前的干燥处理是很重要的。 2、对于未增强型的材料为4060。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。3、应使用尽可能快的注射速度（因为PBT的凝固很快）。 4、对于有玻璃添加剂类型的材料，流程方向的收缩率可以减小，

36、但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。 5、使用圆形流道以增加压力的传递（经验公式：流道直径=塑件厚度+1.5mm）。可以使用各种型式的浇口。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,95,3.12.3典型应用范围: 家用器具（食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等），电器元件（开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等），汽车工业（散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等）。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,96,3.13.1主要性质如下： 1、 PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性和PC的优良机械特性和热稳定性。二者的比

37、率将影响PC/ABS材料的热稳定性。 2、PC/ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,3.13聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物 (PC/ABS ),英文名称：,97,3.13.2成型工艺1、加工前必须干燥处理。湿度应小于0.04%，建议干燥条件为90110，24小时。 2、应使用尽可能快的注射速度。,第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合,3.13.3典型应用范围: 计算机和商业机器的壳体、电器设备、草坪和园艺机器、汽车零件（仪表板、内部装修以及车轮盖）,常用塑料改性,简 介,塑料改性是将通用树脂通过物理的、化学的、机械的方法，改善或增加其

38、功能。 在电、磁、光、热、耐老化、阻燃、机械性能等方面达到特殊环境条件下使用的功能。 2. 为了降低塑料制品的成本 。,一、塑料的分类：,按用途分类： 通用塑料：PE、PP、ABS、PVC、PS 工程塑料：PA、PC、PPO（聚苯醚）、 POM (聚缩醛)、聚酯类. 其主要区分依据： 耐温性的不同，一般通用塑料的耐热温度比较低， 就PP相对高一些，也就100左右，而工程塑料的 耐热温度则相对要高，一般都要在200 或以上,二、改性技术,增强、增韧技术 纤维增强是塑料改性的重要方法这一，镁盐晶须和玻璃纤维均能有效地提高聚丙烯的综合性能。以玻璃纤维增强的聚丙烯具有较低的密度，低廉的价格以及可以循环

39、使用等优点，目前正逐步取代工程塑料与金属在汽车仪表板，汽车车身和底盘零件中的应用：与玻璃纤维相比，镁盐晶须的模塑制品具有更高的精度，尺寸稳定性和表面光洁度，适用于制备各种形状复杂的部件，轻质高强度阻燃部件和电子电器部件。作为一种改性剂，镁盐晶须能大幅度提高聚丙烯的强度，刚度，抗冲击和阻燃性能。因此，镁盐晶须和玻璃纤维在聚丙烯改性中的应用越来越受到重视。,二、改性技术,增强、增韧技术 矿物质增强增韧是最为普遍的改性途径之一。向聚丙烯原料中添加的矿物质通常是碳酸钙，滑石粉，硅灰石，玻璃微珠，云母粉等。这些矿物质不仅可以在一定程度上改善聚丙烯材料的机械性能和冲击韧性，降低聚丙烯材料的成型收缩率以加强

40、其尺寸稳定性，并且由于矿物质与聚丙烯基体在成本上的巨大差别，可以大幅度降低聚丙烯材料的成本。 矿物质增强增韧聚丙烯是所有改性聚丙烯材料在家用电器中应用最广泛的一种。目前，波轮洗衣机和滚筒洗衣机的内筒一般使用的都是矿物质增强增韧聚丙烯材料，以代替早期的不锈钢内筒。聚丙烯材料经矿物质增强增韧后，可克服其原有的强度不足，光泽度不好，收缩太大等问题。,二、改性塑料的种类,增强增韧树脂类 增强增韧树脂类主要分为耐候增韧PP专用料、玻纤增强热塑性塑料等产品。 1）耐候增韧PP专用料。耐候增韧PP专用料是一种具有工程塑料特性的聚丙烯新材料，具有低温韧性好、成型收缩率小、刚性高、耐候性强等优点，主要用于需耐气

41、候、紫外线的户外环境。其主要消费群体有家电企业，汽车零部件企业等。 2）玻纤增强热塑性塑料类。玻纤增强热塑性塑料类产品主要有玻纤增强AS/ABS、玻纤增强PP、玻纤增强尼龙、玻纤增强PBT/PET、玻纤增强PC、玻纤增强PPE/PPS等产品。其主要消费群体有电脑配件企业、机械零部件企业、电动工具企业、灯具企业等。,二、改性塑料的种类,功能色母类 功能色母类主要是指高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母料。该母料与HIPS（高抗冲聚苯乙烯树脂）按一定的比例（1：21：30）混合注塑的制品能满足UL94、IEC-65和GB8898等标准对电器、电子产品不同的阻燃要求，同时还可以改善HIPS树脂的韧性、加工流动

42、性和脱模性，赋予HIPS树脂颜色，既降低生产成本又提高产品品质。 高抗冲聚苯乙烯增韧阻燃色母料的主要消费群体有电视机制造企业、音响厂等，主要用于制造电子、电器产品的外壳。,二、改性技术,阻燃技术 卤素阻燃剂：高聚物的阻燃技术，当前卤素租让及主要以添加型溴系阻燃剂为主，常用的有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、八溴醚、四溴双酚A、六溴环十二烷等，其中尤以十溴二苯使用量为最大，溴化环氧树脂由于具有优良的熔流速率，较高的阻燃效率，优异的热稳定性和光稳定性，又能使被阻燃材料具有良好的物理机械性能，不起霜，从而被广泛地应用于PBT、PET、ABS、尼龙66等工程塑料，热塑性塑料以PC/ABS塑料合金的阻燃处理中

43、。,二、改性技术,阻燃技术 硅系列阻燃剂国内生产品种和生产量都很小。使用较多的硅酮聚 合物是一种透明、粘稠的聚硅氧烷聚合物，它可通过类似于互穿聚合 物网络(IPN)，限制硅添加剂的流动性，因而使它不致于迁移至被阻燃聚合物的表面。 作为阻燃剂的硅酮聚合物，通常与一种或多种协同剂并用。这些 协同剂有A族有机金属盐(如硬脂酸镁)、聚磷酸铵(PPA)与季戊四醇 的混合物、氢氧化铝(ATH)等。 硅铜聚合物不论是用做添加剂或者是作为共聚物的组成，均能改善有机塑料的低温抗冲击强度。,二、改性技术,阻燃技术 磷系阻燃剂：在磷系阻燃剂（主要有红磷、聚磷酸胺、磷胺、磷酸三甲苯酯等）中，有机磷系的品种大都是油液状

44、，在高聚物加工过程中不易添加，一般在聚氨酯泡沫、变压器油、纤维素树脂、天然和合成橡胶中使用。而无机磷系中的红磷，是纯阻燃元素，阻燃效果好，但它色泽鲜艳，因而应用受部分限制。红磷的应用要注意微粒化和表面包覆，这样使它在高聚物中有较好的分散性，与高聚物的相容高性好，不易迁移，能长久保持高聚物难燃性能。,二、改性技术,阻燃技术 三嗪系阻燃剂主要是三聚氰胺及其衍生物，这类阻燃剂有多重反应功能，有优异的热稳定性、耐久性和耐候性，阻燃效果好，与高聚物相容性也好，因此应用面也广，常用的有三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)等。 无机阻燃剂是根据其化学结构习惯分出的一类阻燃剂，包括氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑及

45、硼酸锌等。需要说明的是历来有人将三氧化二锑归于这一类，但严格来讲，三氧化二锑本身不是阻燃剂，它只是与卤素类阻燃剂合用的协同效剂。,二、改性技术,阻燃树脂类 阻燃树脂类主要分为阻燃高抗冲聚苯乙烯树脂、阻燃聚丙烯树脂、阻燃ABS树脂等。上述产品又根据阻燃等级分为UL94 V0级、UL94 V1级、UL94 V2级以及UL94 HB级等不同的阻燃规格，相对于普通的塑料，阻燃塑料产品可大大减少发生短路、过载、水浸等情况时产生火灾的风险。 阻燃树脂类产品的主要消费群体有：电视机制造企业、电脑制造企业、办公电器（打印机、复印机、传真机等）企业、灯饰企业、电工企业、音响厂等。主要用于制造各种产品的外壳、内部

46、零件、周边器材（接插件、配电盘、插头）等。,二、改性塑料的种类,UL认证即美国保险商实验所进行的各种认证的总称。UL关于塑料燃烧性的认证方法有两种：一种是我们通常看到最多的UL94 V0、V1、V2、V5，这是垂直燃烧的测试方法；另一种是我们一般很少见到的UL94 HB这是水平测试的方法。可燃性UL94等级是应用最广泛的塑料材料可燃性能标准。它用来评价材料在被点燃后熄灭的能力。 塑料阻燃等级由HB，V-2，V-1向V-0逐级递增：,二、改性塑料的种类,HB：UL94标准中最底的阻燃等级。要求对于3到13 毫米厚的样品，燃烧速度小于40毫米每分钟；小于3毫米厚的样品，燃烧速度小于70毫米每分钟；

47、或者在100毫米的标志前熄灭。 V-2：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。可以有燃烧物掉下。 V-1：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在60秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。 V-0：对样品进行两次10秒的燃烧测试后，火焰在30秒内熄灭。不能有燃烧物掉下。,二、改进技术,纳米复合技术 科研人员发现，当微粒达到纳米量级时会出现一种新奇现象，它的周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁、热力学等性能呈现出与传统材料的极大差异。根据纳米材料的结构特点，把不同材料在纳米尺度下进行合成与组合，可以形成各种各样的纳米复合材料，例如纳米功能塑料。 为满足一些行业的特殊需求，用纳米技术改变

48、传统塑料的特性，呈现出优异的物理性能，强度高，耐热性强，重量更轻。随着汽车应用塑料数量越来越多，纳米塑料很可能会普遍应用在汽车上。这些纳米功能塑料最引起汽车业内人士注意的有阻燃塑料、增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料等。,二、改进技术,纳米复合技术 增强塑料是在塑料中填充经表面处理的纳米级无机材料蒙脱土、CaCO3、SiO2等，这些材料对聚丙烯的分子结晶有明显的聚敛作用，可以使聚丙烯等塑料的抗拉强度，抗冲击韧性和弹性模量上升，使塑料的物理性能得到明显改善。增强增韧塑料可以代替金属材料，由于它们比重小，重量轻，因此广泛用于汽车上可以大幅度减轻汽车重量，达到节省燃料的目的。这些用纳米技术改性的增

49、强增韧塑料，可以用于汽车上的保险杠、座椅、翼子板、顶蓬盖、车门、发动机盖、行李舱盖等，某至还可用于变速器箱体，齿轮传动装置等一些重要部件。,二、改进技术,热塑性弹性体技术 热塑性弹性体简称TPE/TPR，以SEBS、SBS为基材，是一类具有通用塑料加工性能，但产品有着类似交联橡胶性能的高分子合金材料。在多材料模塑中，热塑性弹性体有4个基本的类型，即苯乙烯嵌段共聚物（SBC）、热塑性硫化胶（TPV）、热塑性聚氨酯（TPU）和共聚多酯（COPE）。 热塑性聚氨酯弹性体是第一个能够运用热塑性工艺加工的弹性体。有聚酯和聚醚两种类型，聚酯型具有较高的机械性能，聚醚型比聚酯型具有较好的水解稳定性和低温韧性

50、。聚氨酯橡胶具有良好的耐磨性、添加剂可以提高耐候性，尺寸稳定性和耐热性，减少摩擦或增加阻燃性，它们在各硬度等级产品中具有很广泛的应用，涉及汽车密封件和垫圈，稳定杆套，医用导管、起博器和人造心脏装置、手机天线齿轮、滑轮、链轮、滑槽衬里、纺织机械部件、脚轮、垫圈、隔膜、联轴器和减振部件。,二、改进技术,热塑性弹性体技术 共聚多酯弹性体具有良好的动态性能、高模数、高伸长和撕裂强度，还有在高温和低温条件下具有良好的抗挠屈疲劳性。通过组合紫外线稳定剂或炭黑可以提高耐候性，耐无氧化酸性、一些脂族烃、芳烃燃料、碱性溶液、液压流体的性能表现为良好甚至优异；然而，无极性材料，如强无机酸和碱、氯化溶剂、苯酚类和甲

51、酚会使聚酯降解，共聚多酯在一般情况下比热塑性弹性体昂贵，应用于弹性联轴器、隔、齿轮、波纹管垫环、保护套、密封件、运动鞋鞋底、电气接头、扣件、旋钮和衬套中。,二、改进技术,热塑性弹性体技术 2007年世界热塑性弹性体（TPE）消费超过230万吨，总产值超过110亿美元，2001-2007年间世界消费保持年均6.5%的增长率。其中，北美消费平均增幅为5.7%，欧洲为4.4%，拉丁美洲则以两位数速率快速增长，亚太地区年均增幅大于8%。高速的增长将带动各行各业对TP巨的使用，汽车和日用品消费是拉动热塑性弹性体消费增长的主要因素，不同品种的热塑性弹性体增长率不相同。目前，热塑性聚氨酯应用以年均6.3%的

52、速率增长，主要应用于汽车业预计未来热塑性聚氨酯在日用品和体育用品上应用会有所突破。,二、改进技术,反应接枝改性 在由一种或几种单体组成的聚合物的主链上，通过一定的途径接上由另一种单体或几种单体组成的支链的共聚反应。是高聚物改性技术中最易实现的一种化学方法。 马来酸酐接枝改性聚合物一般采用双螺杆挤出机熔融接枝法制备，其系类品种包括聚乙烯（PE-g-MAH）、聚丙烯（PP-g-MAH）、ABS（ABS-g-MAH）、POE（POE-g-MAH）、EPDM（EPDM-g-MAH）等，其操作工艺简单、生产成本低、产品质量稳定等特点。其中产品MAH接枝率在0.52.5%范围内可调，其他力学性能指标优良。

53、可广泛用作各类非极性聚合物（如PE、PP等）与极性聚合物（如PC、PET、PA等）其混改性时的相容剂等。,二、改进技术,共混与塑料合金技术 塑料共混改性指在一种树脂中掺入一种或多种其他树脂（包括塑料和橡胶），从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法。氟塑料合金是采用国内现有的超高分子量聚全氟乙丙烯（FER）为主要原料，与四氟乙烯加填料直接共混，用物理方法制造的，此材料性能超过了世界公认的“塑料王”聚四氟乙烯。,二、改性塑料的种类,塑料合金类 塑料合金类主要分为PC合金产品、PVC合金产品以及聚酯合金产品等。 PC合金产品具有冲击强度高、抗蠕变性、耐热、吸水率低，无毒、介电性优良等特点。主要应用于

54、汽车仪表面板、计算机和办公室自动化设备、电动工具外壳、蜂窝电话等。PC合金的主要消费群体有：电工企业、计算机制造企业、办公电器（打印机、复印机、传真机等）企业、汽车配件厂等。,二、改性塑料的种类,塑料合金类 PVC/ABS合金是以PVC和ABS为基体，添加增韧剂、润滑剂、稳定剂、阻燃剂等多种改性剂生产而成，具有优异的力学性能、耐候性能、加工流变性能，制品表面光泽好，注塑、挤出效果好，是一种性价比极为优异的合金材料。PVC/ABS合金可以替代阻燃耐候ABS、PC等，广泛应用于家电外壳、电器开关、电表外壳、灯饰材料、通讯网络、建材等方面。 聚酯合金具有优异的机械性能（耐疲劳）、尺寸稳定性、耐化学试

55、剂、耐环境应力开裂的能力，主要应用在汽车、家电、电动工具等领域。,二、塑料的分散形态结构,不规则分散结构 层状分散结构 纤维状分散结构 网状分散结构,二、塑料改性的相容性,溶度参数相近原则 极性相近原则 表面张力相近原则,二、PA材料的改性工艺技术：,1、PA材料的特性： 1）、尼龙的分子间可以形成氢键，使其结构易结晶； 2）、由于氢键的存在，使得尼龙分子间作用力比较大，赋予尼龙材料 具有高的强度和高的耐热性； 3）、酰胺基是亲水基团，所以吸水性较大； 4）、尼龙结构中还存在亚甲基或芳基，使尼龙具有一定的柔性及刚 性； 综合特性：良好的力学特性、电性能、耐热性和韧性，还具有优良的耐油性、耐磨性

56、、自润滑性、耐化学性和成型加工性。,2、PA材料的一般性能： 1）、外观为透明或不透明乳白色或淡黄色粒料，常用的PA6、PA66的 密度在1.121.16； 结晶度高的尼龙材料具有高的拉伸强度、冲击强度和耐热温度； 但收缩率大，吸水率也较大； 一般加工温度高时，冷却时间长，材料的结晶度较高； 2）、力学性能： 尼龙分子主链上含有极性酰胺基团，因此分子间作用力大，具有 较高的机械强度和模量； 尼龙材料随温度和湿度的提高，拉伸强度急剧下降，而冲击强度 明显提高；而玻璃纤维增强后的尼龙受温度和湿度的影响较小； 酰胺基团是亲水基团，具有吸水性，使尼龙性能下降（因水对尼 龙来说是一种有效的增塑剂，使得尼

57、龙结构稳定化）；,3）、热学性能： 尼龙材料的热变形温度都不高，一般只有5075 ，而用玻璃纤 维增强后的尼龙材料则可以提高4倍左右，达200 ； 4）、电性能： 尼龙虽有较好的电性能，但因其具有一定的吸湿性，使用时受到 一定的限制，不适合作为高频和湿态环境下的绝缘材料； 5）、环境性能： 尼龙耐化学稳定性优良，可耐大部分的溶剂，尤其是耐油性突 出；但是尼龙的耐酸、碱、盐性不好，可导致溶胀；危害最大的 是无机盐氯化锌；,3、PA材料的一般改性： 1）、尼龙的改性分为化学和物理改性： 化学改性是在聚合过程中加入第二、第三单体，得到共聚尼龙； 物理改性则是添加一些改性剂，得到改性尼龙； 尼龙的物理改性方法、工艺简单，有： 增强改性 增韧改性 阻燃改性 填充改性 共混改性 纳米改性,2）、尼龙增强改性的加工工艺： 玻璃纤维增强PA工艺有两种： 短纤法：玻璃纤维与PA经混合后挤出造粒 长纤法：玻璃纤维与PA经不同位置进入双螺杆造粒机，再经剪 切、混合后挤出造粒所得； 两种方法的共同点： 玻璃纤维在螺杆挤出机高剪切和混合作用下，被切成一定长度 的纤维均匀的分布在基料PA中，从而增强了材料承载外力