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1、第二章 塑料及 塑件工艺性 1 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 第二章 塑料及塑件工艺性 v问题 1 什么是模具 什么是塑料模具 2 塑件成型加工的三要素是什么 3 塑料常用的成型方法有哪些 2 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 v基本内容 1 理解塑料的概念 分类 成份 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 v重点难点 1 重点 塑料的概念 成份 分类 2 难点 对概念的理解 第二章 塑料及塑件工艺性 3 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 v2 1塑料概论 一 树脂和塑料 1 塑料的概念 塑料塑料 以树脂树脂 或在加工过程中用单体直接聚合 为
2、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 第二章 塑料及塑件工艺性 4 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 一 树脂和塑料 2 树脂的概念 树脂 指受热时通常有转化或熔融范围 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 它是塑料最基本也是最重要的成分 第二章 塑料及塑件工艺性 5 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 一 树脂和塑料 3 树脂的分类 天然树脂天然树脂 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 合成树脂合成树脂 是指由简单有机物经化学合成
3、或某些天然产 物经化学反应而得到的树脂产物 第二章 塑料及塑件工艺性 6 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 第二章 塑料及塑件工艺性 松香 琥珀 虫胶 7 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 4 树脂的结构及其特点 nCH2 CH2 乙烯 聚乙烯 单体单体 能合成高分子化合物的小分子物质 如聚 乙烯的单体是CH2 CH2 CH2 CH2 n 第二章 塑料及塑件工艺性 8 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 链节链节 高分子化合物中重复出现的结构单元 如聚乙烯 的结构单元是 CH2 CH2 聚合度聚合度 聚乙烯分子结构中的 n n 值表示高分子化合物中链 节的重复次数 n值越大 相对分子
4、质量越大 分子链分子链 由许多链节构成的一个很长的聚合物分子 第二章 塑料及塑件工艺性 9 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 第二章 塑料及塑件工艺性 vv聚合物化学结构聚合物化学结构 CH CH 2 2 CH CH 2 2 n n 10 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 第二章 塑料及塑件工艺性 聚合物的分子链结构示意图 a 线型聚合物 b 带支链线型聚合物 c 体型聚合物 11 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 第二章 塑料及塑件工艺性 v5 树脂的合成方法 加聚反应加聚反应和缩聚反应缩聚反应 加聚反应特点 加聚反应特点 反应前后分子数相同 由单体变成聚合物是化学键作用 反应中
5、分子没有附属产物产生 加聚反应可得的是线形高聚物 12 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 第二章 塑料及塑件工艺性 v缩聚反应 C2H5 O C2H5 缩聚反应特点 反应前后分子个数不同 由单体变为聚合物是由于官能团的作用 反应中分子有附属产物产生 缩聚反应既可能得线型高聚物也可能得网型或体型高聚物 13 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 6 6 高聚物分子结构的特点高聚物分子结构的特点 v长链分子 v分子长链具有柔性 v高分子链间一旦有交联结构存在将不溶 不熔 v高聚物存在晶态和非晶态两种 v具有取向性 第二章 塑料及塑件工艺性 14 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 二 塑料的
6、成分 塑料 树脂 添加剂 1 树脂 v塑料的主要成分 v决定塑料的类型和基本性能 作用 v胶粘其它成分材料 v赋予塑料可塑性和流动性 第二章 塑料及塑件工艺性 15 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 2 添加剂 填充剂 填料 v重要的但非必不可少的成分 作用 作用 v减少树脂用量 降低塑料成本 v改善塑料某些性能 扩大塑料的应用范围 分类 分类 v按化学性能可分为 有机填料和无机填料 v粉状 纤维状 层状 片状 第二章 塑料及塑件工艺性 16 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 2 添加剂 增塑剂 能够增加塑料的可加工性 延展性和膨胀性的物质 能 与树脂相溶 不易挥发的高沸点有机化合物
7、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 作用 作用 v提高塑性 流动性和柔软性 v降低刚性和脆性 v改善塑料的工艺性能和使用性能 第二章 塑料及塑件工艺性 17 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 2 添加剂 稳定剂 v凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂 分类 vv热稳定剂热稳定剂 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 vv光稳定剂光稳定剂 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 vv抗氧化剂抗氧化剂 延缓或抑制塑料氧化速度 第二章 塑料及塑件工艺性 18 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 2 添加剂
8、 润滑剂 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 提高塑件表面的光泽度而加入的添 加剂 第二章 塑料及塑件工艺性 19 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 2 添加剂 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 分类 v颜料 有机颜料 无机颜料 v染料 第二章 塑料及塑件工艺性 20 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 2 添加剂 着色剂 特点 v无机颜料 着色能力 透明性 鲜艳性较差 但耐光 型 耐热性 化学稳定性较好 不易褪色 v染料 色彩鲜艳 颜色齐全 着色能力 透明性好 性能与无机颜料相反 第二章 塑料及塑件工艺性 21
9、 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 2 添加剂 着色剂 有机颜料的特性介于无机颜料和染料之间 在塑料工业中着色剂多采用颜料 还有阻燃剂 抗静电剂 发泡剂 防腐剂和加工助剂 并非每种塑料都要加入全部的添加剂 根据塑料品种和 需求有选择性的加入某些添加剂 第二章 塑料及塑件工艺性 22 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 三 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 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 第二章 塑料及
10、塑件工艺性 23 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 2 按塑料的用途分 通用塑料 一般指产量大 用途广 成型性好 价廉的 塑料 工程塑料 一般指能承受一定的外力作用 并有良好的 机械性能和尺寸稳定性 在高 低温下仍能保持其优良 性能 可以作为工程结构件的塑料 特种塑料 一般指具有特种功能 如耐热 自润滑等 应用于特殊要求的塑料 第二章 塑料及塑件工艺性 24 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 四 塑料的特性 1 质轻 比强度 比刚度高 2 优异的电绝缘性能 3 优良的化学稳定性能 4 减摩 耐磨性能好 5 透光及防护性能 6 减震 消音性能优良 第二章 塑料及塑件工艺性 25 普通高等
11、教育 十一五 国家级规划教材 v五 塑料受热时的物理 状态 g 玻璃化温度 b 脆化温度 f 粘流温度 d 热分解温度 26 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 热塑性塑料在不同状态下的物理 工艺性能 状 态态玻 璃 态态高 弹弹 态态粘 流 态态 温度 g以下 g f f d 分子状 态态 分子纠缠为纠缠为 无规规 则线团则线团 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
12、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 27 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 v热固性塑料受热状态 28 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 五 常用塑料的性能与用途 参见附录B 自学 塑料的性能 使用性能 工艺性能 体现塑料的使用价值 体现塑料的成型性能 第二章 塑料及塑件工艺性 29 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 思考与练习 1 塑料与树脂的关系 2 塑料的成分有哪些 各自作用如何 3 塑料按物理化学性质可分为几种 4 热塑性塑料和热固性塑料的主要区别 5 塑料按性能及用途分可分为 第二章 塑料及塑件工艺性 30 塑料工艺
13、性能 31 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 问题 1 塑料的成分有哪些 各自作用如何 2 塑料按物理化学性质可分为几种 主要区别 3 塑料按性能及用途分可分为 第二章 塑料及塑件工艺性 32 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 目的和要求 1 掌握热固性塑料和热塑性塑料的成型特性 2 掌握常用塑料的牌号 性能 重点难点 流动性 收缩性 结晶性 固化特性 第二章 塑料及塑件工艺性 33 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 2 2塑料的工艺性能 一 热塑性塑料的工艺性能 1 收缩性 塑件从塑模中取出冷却到室温后 塑件的各部分尺寸都 比原来在塑模中的尺寸有所缩小 这种性能称为收缩性收缩性
14、成型收缩的形式 v 塑件的线尺寸收缩 v 收缩方向性 v 后收缩 v 后处理收缩 第二章 塑料及塑件工艺性 34 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 1 收缩性 影响收缩的基本因素 塑料品种 塑件特性 进料口的形式 尺寸 分布 成型条件 收缩率的计算 塑件的成型收缩值可用以下公式2 4来表示 第二章 塑料及塑件工艺性 35 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 1 收缩性 式中 vS实 实际收缩率 vS计 计算收缩率 va 塑件在成型温度时的单向尺寸 mm vb 塑件在室温下的单向尺寸 mm vc 塑模在室温下的单向尺寸 mm 2 4 第二章 塑料及塑件工艺性 36 普通高等教育 十一五 国
15、家级规划教材 2 流动性 塑料在一定温度与压力的作用下填充型腔的能力称为流 动性 常用塑料根据它的流动性可分为三类 v流动性好 流动性中等 流动性差 分子量小 分子量分布宽 分子结构规整性差 熔融指 数高 螺流动长度长 表观粘度小 流动比大的塑料流 动性就好 第二章 塑料及塑件工艺性 37 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 第二章 塑料及塑件工艺性 u热塑性塑料的流动性测量方法 v熔融指数测定法 视频演示 v螺旋线长度试验法 螺旋长度试验法 38 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 2 流动性 影响流动性的主要因素 温度温度 料温高则流动性增大 但不同塑料也各有差异 压力压力 注塑压力增
16、大则熔融料受剪切作用大 流动性也增大 模具结构模具结构 凡促使熔融料降低温度 增加流动性阻力的则流动性就降低 第二章 塑料及塑件工艺性 39 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 3 热敏性及水敏性 热敏性 对热较为敏感 在高温下受热时间较长或进料口截面过 小 剪切作用大时 料温增高易出现变色 降解 分解的倾向 这 种性能称为热敏性 水敏性 有的塑料 如聚碳酸酯 即使含有少量水分 在高温 高压下也会发生分解 这种性能称为水敏性 第二章 塑料及塑件工艺性 40 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 4 吸湿性 吸湿性 塑料对水分的亲疏程度 据此 塑料大致可分为以下两种 v吸湿 粘附水分 聚酰胺 聚碳酸酯 ABS 聚苯醚 聚砜 v不吸水也不易粘附水分 聚乙烯 聚丙烯 第二章 塑料及塑件工艺性 41 普通高等教育 十一五 国家级规划教材 5 结晶性 所谓结晶现象结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时 分子由独立 移动 完全处于无次序状态 变成分子停止自由运动 按略微固定的位置 并有一个使分子排列成为正规模型 的倾向的一种现象 结晶型塑料 非结晶型 又称无定形 塑料 第二章 塑料及塑件工艺性 42
