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1、塑胶培训教材 基础知识 1 目录 材料认识 3 5塑料防火等级 6回料利用及着色 7塑胶基本特性 8塑胶物理性能 9 14塑胶三态的微观结构 15 17热塑性塑胶的性能与应用 18 20常用塑料的性能 21 28常用塑料的识别 29 30有关注塑介绍 31 34注塑成型工艺条件 35 38常见塑胶产品缺陷 39 47 2 材料认识 1 塑胶原料是采用石油提炼成石油精 经分解着色剂或填充剂等 制成各类塑胶原料 一般会成为粒状以便于使用 2 塑料分类 目前 塑料已发展到300多种 最常用的塑料有十几种 A 按塑料的应用领域分类一般分为通用塑料和工程塑料 通用塑料只可作为一般非结构性材料使用 其产量
2、大 价格相对低廉 性能一般 多用于制做日用品 如 PE PP PVC PS PMMA EVA等 工程塑料是指具有较高力学性能及耐高温 耐腐蚀 可以作为结构性材料 具有优异的综合性能 包括 机械性能 电性能 耐热性能 耐化学性能等 可在较宽阔的温度范围内和较长的时间内能良好地保持这种性能 并能在承受机械应力和较为苛刻的化学 物理环境中长期使用 被公认的七大工程塑料为 ABS PC POM PAPET PBT PPO等 工程塑料的产量相对较少 价格较贵 另外 还有功能塑料 如 LCP 人造器官等 纳米塑料 降解塑料等 3 材料认识 B 按塑料的结晶形态分类一般分为结晶性塑料和无定形塑料结晶性塑料是
3、指在适当的条件下 分子能产生某种几何结构的塑料 如 PE PP PA POM PET PBT等 大多数的属于部分结晶态 无定形塑料是指分子形状和分子相互排列不呈晶体结构而呈无序状态的塑料 如 ABS PC PVC PS PMMA EVA AS等 非结晶性塑料在各个方向上表现的的力学特性是相同的 各向同性 C 按其受热时所呈现的基本行为分类一般分为热塑性塑料和热固性塑料热塑性塑料是指在特定的温度范围内 能反复加热软化和冷却变硬的塑料 如 ABS PP POM PC PS PVC PA PMMA等 它可以再回收利用 热固性塑料是指受热后成为不熔的物质 再次受热不再具有可塑性且不能再回收利用的塑料
4、如 酚醛树脂 环氧树脂 氨基树脂 聚胺酯 发泡聚苯乙烯等 D 按塑料的透光性分类一般分为透明塑料 半透明塑料和不透明塑料 透明塑料 透光率在88 以上的塑料 如 PMMA PS PC Z 聚酯等 半透明塑料有 PP PVC PE AS PET MBS PSF等 不透明的塑料主要有POM PA ABS HIPS PPO等 4 材料认识 E 按塑料的硬度分类一般分为硬质塑料 半硬质塑料 和软质塑料常见硬质塑料有 ABS POM PS PMMA PC PET PBT PPO等 半硬质塑料有 PP PE PA PVC等 软质塑料有 软PVC K胶 BS TPE TPR EVA TPU等 5 可燃性UL
5、94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 根据燃烧速度 燃烧时间 抗滴能力以及滴珠是否燃烧可有多种评判方法 每种被测材料根据颜色或厚度都可以得到许多值 当选定某个产品的材料时 其UL等级应满足塑料零件壁部分的厚度要求 UL等级应与厚度值一起报告 只报告UL等级而没有厚度是不够的 塑料阻燃等级由HB V 2 V 1 V 0 5VB向5VA逐级递增 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 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
6、火焰在60秒内熄灭 滴落的微粒可点燃棉花 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 滴落的微粒不可点燃棉花 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 滴落的微粒不可点燃棉花 5VB 对样品进行五次5秒的燃烧测试后 余焰对于块状样品不允许被烧穿 塑胶的防火等级划分 6 回料利用及着色处理 1 热塑性塑料原料可循环使用 但由于翻用塑料 水口料 比一般原料要脆 所以只可混合新料 原料 一起使用 比例最大不可超过25 为合适 应以顾客要求标准为原则 各种类型的塑料料因所需的熔点不同 所受的注塑压力不同 生产中一定不可相混淆 一般热塑性的水口料均可回收利用 实验证
7、明水口料的添加比例在25 以内 对其塑料的性能 强度 影响不明显 水口料的控制及回收利用是塑料工业的研究课题 热流道模具的使用就是减少水口料的创举 水口料的回收利用次数及比例 对塑料制品的颜色强度等均有不同程度的影响 生产时要严格控制添加水口料量 2 由于塑料产品要与颜色配合 因此塑料原料可分为 抽粒料 色粉料 色种料 还有近期出现的加液体在塑料原料中着色 着色剂的应用品种有 干粉 色粉 色种 色母粒 液态色浆等 分为有机颜料和无机颜料两大类 着色剂需要具有以下良好的性能 着色力强 遮盖力强 分散性 相容性 好 耐热性好 耐光性好 耐迁移性好 耐溶剂性好 耐药品性好 收缩率低等 随着客户对塑件
8、颜色的要求越来越苛刻 色母粒或拉粒的应用越来越广 抽粒原料是已经把颜料混合进原料中 每一粒塑料料均已着色 所以形成产品颜色稳定均匀 色粉料及色种料是把色种或色粉混合原料使用 成本低 而且不用储存大量的有色原料 但是颜色不稳定 较难在生产中控制统一性 7 塑胶的基本特性 A 1 容易加工性 2 自由著色性 3 輕而堅固性 4 不吸水性 5 不導電性 6 不導熱性 7 耐腐蝕性 B 但是塑膠最大的缺點是易燃 因塑膠是由石油提煉而成 必然具有燃燒性 但可加入某些化合物而令其有難燃性 常用的有加入氯氣 而成爲防火級別塑膠 而防火級別也有高低之分如 V0 V2 等等 V0的意思 是塑膠被火點燃時 如離開
9、火種會立刻熄滅 V2的意思 是塑膠被火點燃時 如離開火種會在兩秒種自動熄滅 8 1 比重 密度 塑料的比重是在一定的温度下 秤量试样的重量与同体积水的重量之比值 单位为g cm3 常用液体浮力法作测定方法 2 吸水性塑料的吸水性是指规定尺寸的试样浸入一定温度 25 2 的蒸馏水中 经过24小时后所吸收的水份量 吸收水份后影响其尺寸及形状 吸水率用重量表达时 常以 表示 3 透气性透气性是指一定厚度的塑料薄膜在一个大气压力下 一平方米的面积中 在24小时内所透过气体的体积 cm3 值 但透气量与薄腊厚度 面积 时间 温度 气压差值等有关 4 透湿性透湿性是指水蒸气对塑料薄膜的透过情况 基本原理及
10、定义与透气性相同 5 透明度透过物体的光通量和射到物体上的光通量之比称为透光度 在入射光方向上的散射光对所有透射光之比 称雾度或混浊度 雾度通常是半透明的 并对射入光有漫透的性质 6 拉伸强度拉伸强度是指在规定的试验温度 湿度和拉伸速度下 沿试样的纵轴方向施加拉伸载荷 测定试样破坏时的最大载荷 塑料的物理性能 9 塑料的物理性能 7 压缩强度压缩强度是指在试样上施加压缩载荷至破裂 对脆性材料而言 或产生屈服的强度 对非脆性材料而言 8 弯曲强度弯曲强度是指试样在两个支点上 施加集中载荷 使试样变形或直至破裂时的强度 9 冲击强度冲击强度是指试样受冲击破断时 单位面积上所消耗的焦耳 对于某些冲击
11、强度高的塑料 常在试样中间开有规定尺寸之缺口 这样可以降低它在破断时所需要的焦耳 不同的试件可用不同的试验方法 落球式冲击试验 高速拉伸冲击试验 10 摩擦系数摩擦系数是指摩擦力与正压力之比值 在试样上加一个正压力 测定试样刚性运动时的动和静比值 11 磨耗磨耗是指塑料在摩擦过程中 微粒从摩擦表面不断分离 引起摩擦件尺寸不断地改变的机械性破坏过程 也有称为磨损或磨蚀 10 12 硬度塑料硬度是指塑料抵抗其他硬物体压入的性能 通用的有洛氏硬度和肖氏硬度两种 肖氏硬度是指在规定的压力 时间下计算压痕器的压针所压入的深度 肖氏压痕器可分为两类 即 A D型 施加负荷重量为1 0 5 0公斤 压下时间
12、为15秒 A型适用于软质塑料 D型适用于半硬质塑料 当用A型 测出超过95 量程时 应改用D型 当D型测出超过95 量程时 则需要改用洛氏压痕 13 疲劳强度疲劳强度是指在一个静态破坏力而有小量交变循环的环境下 使塑料破坏的强度 疲劳载荷来源有拉压 弯曲 扭转 冲击等 14 蠕变 蠕变是指在一定的温度 湿度条件下 塑料在固定的外力持续作用下 随时间变化所表现出的特征 这种变形的特征随增加载荷而增加 随减少载荷而减少 其变形亦逐渐恢复 蠕变的来源有拉伸蠕变 压缩蠕变 弯曲蠕变等 15 持久强度持久强度是指塑料长时间经受静载荷的能力由高而降低的时间函数 例如 未经载荷前的塑料强度是1000小时 而
13、载荷后可能只有其50 至70 之间 塑料的物理性能 11 16 线膨胀系数线膨胀系数是指温度升高1摄氏度时 每一厘米的塑料伸长的厘米数 塑料的线膨胀系数一般是钢材的十倍左右 17 比热比热是指1克塑料升高难1摄氏度时 所需要的热量单位 18 导热系数导热系数是指某一单位面积和厚度之塑料所能通过的热量单位 塑料的导热系数很小 仅为钢材的百分之一左右 所以是良好的绝热材料 19 耐热性塑料耐热性是反映塑件温度与变形量之间关系的特性 耐热性对温度有关的塑件更为重要 20 玻璃化温度 塑料由熔融可流动温度降低至固态时的温度称为玻璃化温度 此时分子链段基本上不能运动 链节内部旋转扣紧也很困难 只有原子之
14、间的少许移动拉伸及有普通的弹性变形 所以此时的塑料会有很大的脆性 21 脆化温度当对于一定低温下的塑料施加压力时 在很小变形下它就会破坏 此温度就是脆化温度 塑料的物理性能 12 22 分解温度 分解温度是指塑料在受热时大分子链断裂时的温度 同时是鉴定塑料耐热性的指标之一 当熔料温度超过分解温度时 大部分熔料会呈现发黄的颜色 且制品的强度会大大降低 23 熔融指数 熔融指数 MFI MI是指热塑性塑料在一定温度和压力下 熔体在10分钟时间内通过测试器的小孔所流出的熔料重量 单位是以克 10分钟表示 24 耐燃烧性塑料的耐燃烧性是用燃烧速率 燃烧时间内试样的燃烧长度 和燃烧失重率 燃烧前后重量之
15、差的百分率 之比来表示的 由起火时间燃烧至自燃时间及熄灭时间 亦可作为耐燃烧性能的参考数 25 耐电压迅速将电压升高到某一极限值 停留一段时间 塑料试样被击穿 称此时的电压值为试样能经受的耐电压 26 耐老化性塑料的耐老化性是指在使用 贮存和加工过程中 由于受到光 热 氧 水 生物 应力等外来因素的作用 引起化学结构破坏而使原有的优良性能有所下降的现象 研究塑料的老化性是为了提高它的稳定性 延长其使用寿命 五 塑料的物理性能 13 27 耐化学性塑料的耐化学性是指塑料在化学介质中是否受到腐蚀 评定的依据通常是塑料在介质中一定时间后的重量 体积 强度 色泽等的变化程度 28 成型收缩率 成型收缩
16、是指热塑性塑料在模具中成型时 冷却后脱模出的成型品 必有收缩现象 即成型品小于模腔尺寸 六 塑料的几种常见加工方法 A 注塑成型B 吹塑成型C 吸塑成型D 挤出成型E 压延成型F 层积成型G 吹薄成型H 拉丝成型 塑料的物理性能 14 1 玻璃态当受到外力作用时 分子链段将作瞬间微小伸缩和键角改变 整个塑料形体具有一定的刚性和强度 抗张强度 抗弯强度等 在这种形态下 塑胶件可以被使用或进行机械加工 如 切削 钻孔 铣刨等 一般非结晶形塑料 如 聚苯乙烯 有机玻璃 聚碳酸酯等 其玻璃化温度高于室温 我们可以将原料颗粒 定型了的制件视为玻璃态 至于聚乙烯 聚丙烯等 软 性塑料 事实上也存在着 硬 性的玻璃态 这类塑料中的非结晶部分 玻璃态温度比室温低很多 123 85 在玻璃态度温度以上处于高弹态 表现为柔性 而结晶部分熔点又比室温为高 137 因晶格能的束缚 链段不能自由活动 表现为刚性 所以也能作为具有固定形状的塑料使用 2 高弹态处于高弹态下的塑料分子 动能增加 链段展开成网状 但分子的运动仍维持在小链段的旋转 链与链之间不发生位置移动 受外力作用时可产生缓慢形变 当外力除去后 又是
