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1、2013/3/14 1 塑膠材料性能與應用 kanwan 2013/3/14 2 目錄 塑料概論 塑膠材料應用性能參數 塑料的性能與應用 塑料材料的選用 塑料的簡易鑒別方法 塑料用添加劑 2013/3/14 3 &塑料概論 1-1塑料工業的組成 熱固性 彈性體合金塑料加纖工程塑料工程塑料通用級塑料熱塑性塑膠材料控制系統分類液壓分類機械分類注塑機械快速成型模具熱流道模具層疊模具標准模具注塑模具干燥系統吸料系統機械手冷模機熱模機輔助設備塑膠工業2013/3/14 4 1-2塑料材料的種類划分 1-2-1按化學結構分類 聚烯烴類 聚乙烯 (PE) 聚丙烯 (PP) 超高分子量 聚乙烯 (UHMPE)
2、 聚苯乙烯類 聚苯乙烯 (PS) 丙烯晴 -苯乙烯 (AS) 丙烯晴 -丁二烯 -苯乙烯共聚體 (ABS) 聚銑胺類 不同的各種尼龍 聚醚類 聚碳酸酯 (PC) 聚甲醛 (POM) 聚楓 (PSU) 聚酯類 聚對苯二甲酸丁二酯 丙烯酸酯類 聚甲基丙烯酸甲酯 2013/3/14 5 1-2-2按結晶形態分類 結晶性材料 在適當的條件下能產生某几種几何形態晶體結構的塑料 (如 PE,PP,PA,POM,PBT). 無 定型塑料 分子形狀和分子排列不呈晶體結構而呈無序狀的塑料(如 ABS,PC,PSU,PMMA,PS) 2013/3/14 6 1-2-3按受熱呈現基本行為分類 熱塑性塑料 在特定溫度
3、范圍內能反復加熱軟化和冷卻硬化。 熱固性塑料 受熱后成為不熔的物質，再次受熱不再具有可塑性 。如蜜胺 -甲醛樹脂 (MF) 尿 -甲醛樹脂(UF)及 (PF) 2013/3/14 7 1-2-4按塑料的應用領域分類 通用塑料 只可作為一般非結構材料使用，產量大，價格相對低廉。但也有將一般通用塑料改性，如加入穩定劑，玻纖等加強應用性能雖有改善，但遠不及工程塑料的優良。 (PE EVA PP PVC PS-HI PS-GP ABS ACRYLIC SAN 等 ) 工程塑料 可以作為結構材料，具有優異的綜合性能 (包括機械，電性能，耐熱性能，耐化學性能，尺寸穩定性能，加工性能高 )并可在較寬闊的溫度
4、范圍和較長時間良好的保持這些性能，并能在承受機械應力和較為苛刻的化學，物理環境中長期使用。工程塑料的產量較少，價格較高。 (NORYL PC POM PPO PBT PET LCP NYLON等 ) 2013/3/14 8 1-3塑料的成型工藝 加工成型 塑膠材料可用多種不同的方法加工成型，一般可在 400度以下操作，而成型后還可采用不同的二次加工方法加工成型塑件。如車，鑽，鑼，刨，刮，銼，拋光，電鍍，絲印，燙印，噴油等。盡管塑料的加工方法有很多，但其中最主要的仍是注塑，擠出，吹塑，搪制為主。其中注塑成型約占 60%。 不同的加工成型工藝 注塑成型 擠出成型 吹塑成型 搪制成型 熱壓制成型 傳
5、遞成型 真空成型 繞注成型 壓延成型 層積成型 吸塑成型 浸積成型 2013/3/14 9 塑料成型方法，特點及應用 壓制成型 將塑料粉及增強，耐磨，耐熱等填料置于金屬模中，用加壓加熱方法制得一定形狀的塑料制品。一般用于熱固性塑料的成型，也適于熱塑性塑料的成型。 注射成型 將顆粒狀或粉末狀塑料置于注射機料筒內加熱，使其軟化后用推杆或旋轉螺杆施加壓力，使料筒內的膠料叢噴咀注射到模具中。適于形狀繁雜批量大的塑件，成本低，速度快。用于聚乙烯， ABS， 聚跣胺，聚丙烯，聚苯乙烯等熱塑性材料。 擠出成型 將塑膠料連續的加入浸入料筒，受熱軟化后用旋轉螺杆叢模口擠出。加工管材，棒材，片材。 澆注成型 將液
6、態樹脂到入模具中，置于一定溫度的烘箱中固化。用于楓醛，環氧等熱固性塑料，可制大型繁雜件。 吹塑成型 先將已制成的片材，管材加熱軟化或直接把擠壓，注射的熔融狀態的管材置于模具內，吹入空氣使塑料處于高于彈性變形溫度而低于其流動溫度，吹出的空心制品。用于聚乙烯，軟聚碌乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯等熱塑性塑料，可制瓶子等。 真空成型 將塑料片加熱到軟化，借真空作用使其貼在模具上，冷卻得制件。用于聚碳酸酯，聚楓，聚碌乙烯， ABS等 熱塑性塑料。可制薄壁的杯，盤罩，殼，盒等敞口制品。 2013/3/14 10 &塑膠材料應用性能參數 2-1塑膠材料的物理性能 比重 塑料的比重是在一定溫度條件下，試樣密度與水密
7、度的比值。 吸水性 規定尺寸的樣品浸入一定溫度的水中，經24小時所吸收的水分，吸水后尺寸及形狀會受到影響。 透氣性 一定厚度的塑料薄膜在一個大氣壓下，一平方米面積在 24小時的透氣量。 透濕性 水蒸氣對塑料薄膜的透過情況。 透明度 透光度 透過物體的光通量和射到物體上的光通量之比。霧度或渾濁度 在入射光反向上的散光對所有透射光之比。 霧度通常是瓣透明的但對射入光有漫射的性質。 2013/3/14 11 2-2塑膠材料的力學性能 拉伸強度 在規定的試驗溫度，濕度，和拉伸速度下對樣品施加拉伸力，測定其破壞是的最大載荷。 壓縮強度 在樣品上施加壓縮力，至破裂 (脆性 )或屈服 . 彎曲強度 樣品放在
8、兩支點上，施加集中載荷，使樣品變形或破裂時的強度。 沖擊強度 樣品受沖擊破斷時單位面積上所消耗的焦耳。 摩擦系數 摩擦力與正壓力之比值 。 磨耗 塑料在摩擦過程中尺寸改變的機械性破壞過程 (磨損，磨蝕 ) 2013/3/14 12 塑膠材料的力學性能 硬度 塑料抵抗其它硬物壓入的性能。 (洛氏，肖氏 )。 疲勞 在一靜態破壞而有小量交變循環下使塑料破壞。 蠕變 在固定的溫度，濕度條件下，塑料在固定的外力持續作用下，隨時間變化會表現出蠕變特征，其隨加載荷而增加，隨減載荷而減少，而變形亦逐漸恢復。 (拉伸蠕變，壓縮蠕變，彎曲蠕變等 ) 持久強度 塑料長時間經受靜載荷的能力由高而低的時間函數 201
9、3/3/14 13 2-3塑膠材料的使用性能 線脹系數 溫度升高 1度，每 1mm的塑料伸長的 mm數。一般為鋼材的十倍。 比熱 1克塑料升高溫度 1度所需的熱量單位。 導熱系數 一單位面積和厚度之塑料所能通過的熱量單位，為鋼材的 1%. 耐熱性 溫度與變形之間的關系。 玻璃化溫度 塑料由熔融可流動溫度降至固態時的溫度，具很大的脆性。 脆化溫度 當對一定低溫下的塑料施加壓力時，在很小的變形下就會破壞。 2013/3/14 14 塑膠材料的使用性能 熔融指數 熱塑性塑料在一定溫度和壓力下，熔體在 10分鐘通過測試孔所流出的塑料重量。 耐燃燒性 由燃燒速率 (燃燒時間內樣品的燃燒長度 )和燃燒失重
10、率 (燃燒前后重量之差 )來表示。 耐電壓 迅速將電壓升到規定值，一定時間內樣品不被擊穿。 耐老化性 塑料在使用，儲存，加工過程中由于受到光，熱，氧氣，生物，應力等外來因素的作用，引起化學結構破壞而使原有優良性能有所下降的現象。 耐化學性 塑料在化學介質中是否受到腐蝕。 (重量，體積，強度，色澤等 ) 成型收縮率 塑料在模具中成型，冷卻后脫模的成型品的收縮現象。 2013/3/14 15 &塑料的性能與應用 通用塑料 作為一般性材料使用，產量大，價格低，性能一般，生產商多。可加入穩定劑，玻纖等材料將通用塑料改性，加強應用性能，但還遠不及工程塑料的性能優良。 工程塑料 具優異的綜合性能：機械，電
11、性能，耐熱性能，耐化學性能，尺寸穩定性能，加工性能高，并可在較寬的溫度范圍和較長時間良好的保持這些性能，并在承受機械應力和較為苛刻的化學，物理環境中長期使用。產量少，價格較貴，生產廠家少。 PC , POM , PBT , PET , NYLON (PA) , NORYL 2013/3/14 16 AS(SAN)丙烯晴 -苯乙烯 透明大力膠 AS是丙烯晴 (A)， 苯乙烯 (S)的共聚物，耐氣候性中等，不受高濕度環境影響，能耐，一般性油脂，去污劑和輕度酒精，耐疲勞性較差，不易因能應力而開裂，料質透明度頗高 ,流動性好于 ABS。 合適的塑料產品：托盤類，杯，餐具，牙刷，冰箱內格，旋鈕，燈飾配件
12、，飾物，儀表鏡，包裝盒，文具 其它： ,收縮率 0.2-0.7% ,合適的壁厚 1.5-3mm, 3-1通用塑料 2013/3/14 17 3-1通用塑料 ABS 丙烯晴 -丁二烯 -苯乙烯共聚體 ABS 丙 烯晴 (耐化學腐蝕性，表面硬度 )丁二烯 (堅韌 )苯乙烯 (良好加工性，染色性好耐氣候性差，易氧化 )具良好的綜合性能，高沖擊韌性和良好的機械性能，優良的耐熱耐油性能和化學穩定性，尺寸穩定，易機械加工，表面可電鍍，電性能良好。 合適的塑料產品：作一般結構或耐磨受力傳動零件和耐腐蝕設備。齒輪，泵葉輪，軸承，把手，管道，電機外殼，電子零件，鐘表殼，水箱外殼，冷藏庫和冰箱內殼，文具，玩具 其它：本色 (白色 ) ,收縮率 0.4-0.7% ,合適的壁厚 1.8-3mm,溢邊值 0.04mm 2013/3/14 18 3-1通用塑料 PSGP 改性聚苯乙烯 204 透明度達 88-92%，折光率 1.59-1.60，適合作透光制品，染色性強，無毒無味，不致菌類生長，較高的沖擊強度 ,耐酸鹼性能好，不耐依據溶劑，電氣性能優良，易成型，吸濕少于
