《汽车内饰 chaper 3 汽车内饰非金属材料及其成型工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车内饰 chaper 3 汽车内饰非金属材料及其成型工艺（120页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汽车内饰非金属材料及其成型 工艺简介 内容提要 高分子聚合物的结构特点与性能 塑料的组成与工艺特性 汽车常用塑料特性 塑料的成型工艺简介 塑料的简易选材 几种常用塑料的价格比较 塑料再生利用 3.聚合物在成型过程中的物理变化和化学 变化有哪些? 问题： 1.什么是热塑性？什么是热固性？ 2. 聚合物的热力学性能是什么？ 1.高分子聚合物的结构特点与性能 基本内容： 1.了解聚合物的分子链结构、聚集态； 2.理解热塑性、热固性两个概念，二者的区别； 3.掌握聚合物的热力学性能和加工工艺性。 1.重点：热塑性、热固性的概念； 重点难点： 2.难点：对概念的理解 聚合物的热力学性能。 1.高分子聚合
2、物的结构特点与性能 1聚合物的分子结构 1.1 聚合物的分子结构特点 nCH2CH2CH2CH2n 乙烯聚乙烯 链节链节：聚合物中重复出现的结构单元，如聚乙烯的结 构单元是CH2CH2。 分子链分子链：由许多链节构成的一个很长的聚合物分子。 单体单体：能合成聚合物的小分子物质，如聚乙烯的单体 是CH2=CH2。 聚合度聚合度：聚合物分子结构中的 n n 值表示聚合物中链节 的重复次数，n值越大，相对分子质量越大。 1.高分子聚合物的结构特点与性能 CHCH 2 2 CHCH 2 2 n n 2聚合物的化学结构 1.1 聚合物的分子结构特点 1.高分子聚合物的结构特点与性能 线型聚合物线型聚合物
3、带有支链的线型聚合物带有支链的线型聚合物体型聚合物体型聚合物 3聚合物的分子链结 构示意图 1.1 聚合物的分子结构特点 1.高分子聚合物的结构特点与性能 热塑性热塑性：线型聚合物的物理特性是具有弹性和塑性， 在适当的溶剂中可以溶解，当温度升高时则软化至熔 化状态而流动，且这种特性在聚合物成型前、成型后 都有存在，因而可以反复成型，这样的聚合物具有热 塑性，称为热塑性聚合物。 热固性热固性：体型聚合物的物理特性是脆性大、弹性较高 和塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化成 型（化学交联反应）后，就成为既不溶又不熔的固体 ，即使在再高的温度下（甚至被烧焦碳化）也不会软 化，这样的聚合物称为热
4、固性聚合物。 4聚合物的性质 1.1 聚合物的分子结构特点 1.高分子聚合物的结构特点与性能 结晶型聚合物结晶型聚合物 无定形聚合物无定形聚合物 5聚合物的聚集形态及性能 固态、液态固态、液态 1.1 聚合物的分子结构特点 1.高分子聚合物的结构特点与性能 长链分子 分子长链具有柔性 高分子链间一旦有交联结构存在将不溶不熔 聚合物存在晶态和非晶态两种 具有取向性 6聚合物分子结构的特点 1.1 聚合物的分子结构特点 1.高分子聚合物的结构特点与性能 1.2 聚合物的热力学性能 1聚合物的热力学性 能 热力学曲线：线型无定型聚合物和线型结晶型聚合物 受恒定压力时的变形程度与温度的关系曲线 。 1
5、.高分子聚合物的结构特点与性能 各温度点含义 ： b ：脆化温度 g ：玻璃化温度 f ：粘流温度 d ：热分解温度 线型无定形聚合物的热力学性能 1.2 聚合物的热力学性能 1聚合物的热力学性 能 1.高分子聚合物的结构特点与性能 各物理状态： 高弹态： 粘流态： 玻璃态： 线型无定形聚合物的热力学性能 1.2 聚合物的热力学性能 1聚合物的热力学性 能 1.高分子聚合物的结构特点与性能 m ： 熔点 线型结晶型聚合物的热力学性能 1.2 聚合物的热力学性能 1聚合物的热力学性 能 1.高分子聚合物的结构特点与性能 由于分子运动阻力很大，一般随温度发生的力学状态 变化很小，所以通常不存在粘流
6、态或高弹态，即遇热 不熔，高温时则分解。 体型聚合物的热力学性能 1.2 聚合物的热力学性能 1聚合物的热力学性 能 1.高分子聚合物的结构特点与性能 2聚合物的加工工艺性 玻璃态: 车、铣、刨、锯、钻、锉 高弹态: 冲压、锻造、压延、气动成型 粘流态: 注射、压缩、压注、挤出等 1.2 聚合物的热力学性能 1.高分子聚合物的结构特点与性能 热热塑性塑料在不同状态态下的物理、工艺艺性能 状 态态玻 璃 态态高 弹弹 态态粘 流 态态 温度g以下gffd 分子状 态态 分子纠缠为纠缠为 无规则规则 线团线团 或卷曲状 分子链链展开，链链段 运动动 高分子链链运动动， 彼此滑移 物理状 态态 坚坚
7、硬的固态态高弹态弹态 固态态，橡胶 状 塑性状态态或高粘 滞状态态 加工可 能性 可作为结为结 构材料进进 行车车、铣铣、刨、锉锉 、锯锯、钻钻等机械加 工 弯曲、吹塑、压延 、冲压压等，成型后 会产产生较较大的内应应 力 可注射、挤挤出、 压压缩、压压注等， 成型后应应力小 2聚合物的加工工艺性 1.2 聚合物的热力学性能 1.高分子聚合物的结构特点与性能 1. 温度和压力对粘度的影响 温度对粘度的影响 粘度对温度敏感的塑料：PMMA、PC、PA 压力对粘度的影响 粘度对压力敏感的塑料：PE、PP、POM 1.3 聚合物的流动状态分析 1.高分子聚合物的结构特点与性能 2. 影响塑料熔体流动
8、过程中的压力损失p的因素 ： 1.3 聚合物的流动状态分析 1.高分子聚合物的结构特点与性能 1) 压力损失p和流动距离L成正比，随着流动距离L 的增加而增大。 2) 压力损失p和流道（包括型腔）的截面尺寸有关 。 3) 压力损失p和熔体的表观粘度成正比，表观粘度 越大，压力损失也越大。 2. 影响塑料熔体流动过程中的压力损失p的因素 ： 1.3 聚合物的流动状态分析 1.高分子聚合物的结构特点与性能 1. 聚合物在成型过程中的结晶 聚合物的结构分为：结晶型和无定形两种 结晶度：结晶型聚合物的结晶程度，结晶区在聚 合物中所占的重量百分比。 结晶型聚合物在成型过程中能否结晶，取决于成 型时的冷却
9、速率。 工业上常采用热处理的方法（ 烘若干时间）使结晶型聚合物 达到设计要求的结晶度，从而 改变具有结晶倾向的聚合物所 成型的塑件性能。 1.4 聚合物在成型过程中的物理和化学变化 1.高分子聚合物的结构特点与性能 2. 成型过程中聚合物的降解 聚合物成型塑件是在高温和应力作用下进行的，因此 ，聚合物分子可能由于受到热和应力的作用或由于高 温下聚合物中微量水分、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，使聚合物的大分子 结构发生化学变化。通常把相对分子质量降低的现象 称为降解。 1.4 聚合物在成型过程中的物理和化学变化 1.高分子聚合物的结构特点与性能 加工过程中减少和避免聚合
10、物降解的措施 ： 1) 严禁控制原材料的技术指标和使用合格的原材料; 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(抗氧化剂、稳定剂)。 2. 成型过程中聚合物的降解 1.4 聚合物在成型过程中的物理和化学变化 1.高分子聚合物的结构特点与性能 3. 成型过程中聚合物的交联 聚合物的交联反应也叫固化反应，只发生 在热固性塑料中 1.4 聚合物在成型过程中的物理和化学变化 1.高分子聚合物的结构特点与性能 思考与练习： 1. 聚合物的热塑性和热固性是什么？ 2. 聚合物的物理状态有哪几种？ 3. 绘出聚合物的热力学曲线图，说明各温度点 的含义以及各
11、状态下可能的加工方法。 4. 温度和压力对聚合物熔体粘度的影响如何? 5. 什么是聚合物的降解?在成型过程中有哪些措 施可以避免聚合物发生降解? 1.高分子聚合物的结构特点与性能 问题 ： 1. 什么是塑料？塑料由哪几部份组成？ 2. 什么是热塑性塑料？什么是热固性塑料？ 2.塑料的组成与工艺特性 基本内容 ： 1.掌握塑料的概念、分类、成份； 2.理解热塑性、热固性塑料两个概念，二者的区别； 3.了解塑料的特性及用途。 1.重点：塑料的概念、成份、分类 重点难点 ： 2.难点：对概念的理解 2.塑料的组成与工艺特性 2.1塑料的基本组成 一、树脂和塑料 1塑料的概念 以树脂树脂为主要成分，以
12、增塑剂、填充剂 、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，加工过程 中在一定温度和压力的作用下能流动成型的高分子 聚合物(高分子有机材料)，是以石油、天燃气、煤 为基础原料的各种单体通过聚合、树脂粘合、树脂 添加、附加缩合等复杂化学反应而生成的高分子材 料。 塑料塑料 2.塑料的组成与工艺特性 指受热时通常有熔融范围，受外力作用具 有流动性，常温下呈固态或液态的高分子聚合物， 它是塑料最基本的，也是最重要的成分，其在塑料 中的含量一般在40100。 2树脂的概念 树脂树脂 2.1塑料的基本组成 一、树脂和塑料 2.塑料的组成与工艺特性 塑料的名称往往就是其主要成分树脂的名称。 是指由自然界中动植物分
13、泌物所得的 无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。 是指由低分子化合物经化学合成或者 某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。 天然树脂天然树脂 合成树脂合成树脂 3树脂的分类 2.1塑料的基本组成 一、树脂和塑料 2.塑料的组成与工艺特性 塑料 树脂树脂添加剂添加剂 1.树脂树脂 作用作用 ： 塑料的主要成分 决定塑料的类型和基本性能 胶粘其它成分材料 赋予塑料可塑性和流动性 2.1塑料的基本组成 二、塑料的组成 2.塑料的组成与工艺特性 2.添加剂 填充剂（填料）填充剂（填料） 重要的但非必不可少的成分 作用：作用： 减少树脂用量，降低塑料成本； 例如：酚醛压缩粉若无填充剂，则既不能进行成
14、型加 工又无实用价值；PE、PVC+CaCO3 =廉价的具有足 够刚性和耐热性的钙塑料；玻璃纤维提高塑料的力学 性能；石棉提高耐热性； 2.1塑料的基本组成 二、塑料的组成 改善塑料某些性能，扩大塑料的应用范围。 2.塑料的组成与工艺特性 填充剂（填料）填充剂（填料） （20502050% %） 分类：分类： 按化学性能可分为 有机填料 无机填料 按形状可分为： 粉状：木粉、纸浆、滑石粉、云母粉、石棉粉等 纤维状 ：棉花、亚麻、玻璃纤维、碳纤维等 层状（片状）：纸张、棉布、麻布、玻璃布等 2.1塑料的基本组成 二、塑料的组成 2.添加剂 2.塑料的组成与工艺特性 能够增加塑料的塑性、流动性、柔
15、韧性，改善 成型性能，降低刚性和脆性；它是能与树脂相溶的 、不易挥发的高沸点有机化合物。 常用的增塑剂是液态或低熔点固体有机物。主 要有甲酸脂类、磷酸酯类和氯化石蜡等。 2.1塑料的基本组成 二、塑料的组成 2.添加剂 增塑剂增塑剂 2.塑料的组成与工艺特性 作用作用 ：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使用性能。 例如：硝化纤维素若无增塑剂，则既不能进行成 型加工又无实用价值；硝酸纤维、醋酸纤维、 PVC等也必须加入增塑剂。 2.1塑料的基本组成 二、塑料的组成 2.添加剂 增塑剂增塑剂 2.塑料的组成与工艺特性 凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。 可分为以下
16、三种： 它的主要作用就是抑制或防止树脂在加 工或使用过程中受热而降解。如PVC 它的主要作用是阻止树脂在光的作用下降 解（塑料变色、力学性能下降等等）。如PE、PP、 PS、PC 延缓或抑制塑料氧化速度。如PE、PP、ABS 热稳定剂热稳定剂： 光稳定剂光稳定剂 ： 抗氧化剂抗氧化剂 ： 2.1塑料的基本组成 二、塑料的组成 2.添加剂 稳定剂稳定剂 （0.30.5%0.30.5%） 2.塑料的组成与工艺特性 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，提高塑件表面的光 泽度而加入的添加剂。 2.1塑料的基本组成 二、塑料的组成 2.添加剂 润滑剂润滑剂 （1%1%） 如PE、PP、PVC、PS、PA、ABS 2.塑料的组成与工艺特性 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
