386【营销狂】热塑性材料特性

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1、 本文由yingxiaokuang贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。更多精彩请上营销狂软件总站()第一章 热塑性塑料成型热塑性塑料品种每繁多，即使同一品种也由于树脂分子及附加物配比不同而使其使 用及工 艺特性也有所不同。另外，为了改变原有品种的特性，常用共聚、交联等各种化学 方法在原有 的树脂结构中导入一定百分比量的其它单体或高分子等，以改变原 有树脂的结构成为具有新的 改进物性和加工性的改性产品。例如，ABS 即为在聚苯乙烯分子 中导入了丙烯腈、丁二烯等第 二和第三单体后成为改性共聚物，可看作称改性聚苯乙烯，具有比 聚苯乙烯优异综合性能，

2、工 艺特性。由于热塑性塑料品种多、性能复杂，即使同一类的塑料 也有仅供注塑用和挤出用之分， 故本章节主要介绍各种注塑用的热塑性塑料。1、收缩率 、热塑性塑料成型收缩的形式及计算如前所述，影响热塑性塑料成型收缩的因素如下： 1.1 塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化， 内应力强， 冻结在塑 件内的残余应力大，分子取向性强等因素，因此与热固性塑料相比则收缩率较大， 收缩率范围 宽、方向性明显，另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热 固性塑料大。 1.2 塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。 于塑料的 由 导热性差，使塑件内层缓

3、慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚、冷却 慢、高密度层 厚的则收缩大。另外，有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向，密 度分布及收缩阻力 大小等，所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。 1.3 进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作 用及成型时 间。直接进料口、进料口截面大（尤其截面较厚的）则收缩小但方向性大，进 料口宽及长度短 的则方向性小。距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。 1.4 成型条件模具温度高，熔融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料则因结晶 度高，体 积变化大，故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影 响到

4、各部分收 缩量大小及方向性。另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时 间长的则收缩小但 方向性大。注塑压力高，熔融料粘度差小，层间剪切应力小，脱模后弹性 回跳大，故收缩也可 适量的减小，料温高、收缩大，但方向性小。因此在成型时调整模温、 压力、注塑速度及冷却 时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。 模具设计时根据各种塑料的收缩范围，塑件壁厚、形状，进料口形式尺寸及分布 情况，按 经验确定塑件各部位的收缩率，再来计算型腔尺寸。对高精度塑件及难以掌握收 缩率时，一般 宜用如下方法设计模具： 对塑件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以留有试模后修正的余地。 试模确定浇注系统形式、尺寸及成型

5、条件。 要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况（测量时必须在脱模后 24 小时以后）。 按实际收缩情况修正模具。 再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。2、流动性 、2.1 热塑性塑料流动性大小，一般可从分子量大小、熔融指数、阿基米德螺旋线流动长 度、表 现粘度及流动比（流程长度/塑件壁厚）等一系列指数进行分析。分子量小，分子量 分布宽，分营销狂软件总站(),1 元获取千款营销软件,抓紧机会更多精彩请上营销狂软件总站()子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的则流 动性就好，对同 一品名的塑料必须检查其说明书判断其流动性是否适用于注塑成型。按模 具设

6、计要求大致可将 常用塑料的流动性分为三类： 流动性好 尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素、聚（4）甲基戍烯； 流动性中等 聚苯乙烯系列树脂（如 ABS、AS）、有机玻璃、聚甲醛、聚苯醚； 流动性差 聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟塑料。 2.2 各种塑料的流动性也因各成型因素而变，主要影响的因素有如下几点： 温度料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异，聚苯乙烯（尤其耐冲击 型及 MFR 值较高的）、聚丙烯、尼龙、有机玻璃、改性聚page 1苯乙烯（如 ABS、AS）、聚碳酸酯、醋 酸纤维 素等塑料的流动性随温度变化较大。对聚乙烯、聚甲醛、则温度增减对其流动性影响 较小。

7、所 以前者在成型时宜调节温度来控制流动性。 压力注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大，特别是聚乙烯、聚 甲醛较 为敏感，所以成型时宜调节注塑压力来控制流动性。 模具结构浇注系统的形式，尺寸，布置，冷却系统设计，熔融料流动阻力（如 型面光 洁度，料道截面厚度，型腔形状，排气系统）等因素都直接影响到熔融料在型腔内的 实际流动 性，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。 当地调节填充情况以满足成型需要。 模具设计时应根据所用塑 料的流动性，选用合理的结构。成型时则也可控制料温，模温及注塑压力、注塑速度等因素来适3、结晶性 、热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶型塑

8、料与非结晶型（又称无定形）塑 料两大类。 所谓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。 作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定，一般结晶性 料为不透 明或半透明（如聚甲醛等），无定形料为透明（如有机玻璃等）。但也有例外情 况，如聚(4)甲 基戍烯为结晶型塑料却有高透明性，ABS 为无定形料但却并不透明。 在模具设计及选择注塑机时应注意对结晶型塑料有下列要求及注意事项： 料温上升到成型温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备。 冷却回化时放出热量大，要

9、充分冷却。 熔融态与固态的比重差大，成型收缩大，易发生缩孔、气孔。 冷却快，结晶度低，收缩小，透明度高。结晶度与塑件壁厚有关，壁厚则冷却慢， 结 晶度高，收缩大，物性好。所以结晶性料应按要求必须控制模温。 各向异性显著，内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶化倾向，处于 能量不平 衡状态，易发生变形、翘曲。 结晶化温度范围窄，易发生未熔粉末注入模具或堵塞进料口。4、热敏性塑料及易水解塑料 、4.1 热敏性系指某些塑料对热较为敏感， 在高温下受热时间较长或进料口截面过小， 剪切作用 大时，料温增高易发生变色、降解，分解的倾向，具有这种特性的塑料称 为热敏性塑料。如硬 聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸

10、乙烯共聚物，聚甲醛，聚三氟氯乙烯等。 热敏性塑料在分解时产营销狂软件总站(),1 元获取千款营销软件,抓紧机会更多精彩请上营销狂软件总站()生单体、气体、固体等副产物，特别是有的分解气体对人体、设备、 模具都有刺激、腐蚀作用 或毒性。因此，模具设计、选择注塑机及成型时都应注意，应选 用螺杆式注塑机，浇注系统截 面宜大，模具和料筒应镀铬，不得有死角滞料，必须严格控 制成型温度、塑料中加入稳定剂， 减弱其热敏性能。 4.2 有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，但在高温、高压下也会发生分解， 这种性能 称为易水解性，对此必须预先加热干燥。5、应力开裂及熔体破裂 、5.1 有的塑料对应力敏感， 成

11、型时易产生内应力并质脆易裂， 塑件在外力作用下或 在溶剂作用 下即发生开裂现象。为此，除了在原料内加入添加剂提高开抗裂性外，对原料应 注意干燥，合 理的选择成型条件，以减少内应力和增加抗裂性。并应选择合理的塑件形状， 不宜设置嵌件等 措施来尽量减少应力集中。模具设计时应增大脱模斜度，选用合理的进料口及顶 出机构，成型 时应适当的调节料温、模温、注塑压力及冷却时间，尽量避免塑件过于冷脆 时脱模，成型后塑 件还宜进行后处理提高抗开裂性，消除内应力并禁止与溶剂接触。 5.2 当一定融熔体流动速率的聚合物熔体， 在恒温下通过喷嘴孔时其流速超过某值后， 体表 熔 面发生明显横向裂纹称为熔体破裂，有损塑件

12、外观及物性。故在选用熔体流动速率高的聚 合物 等，应增大喷嘴、浇道、进料口截面，减少注塑速度，提高料温。6、热性能及冷却速度 、6.1 各种塑料有不同比热、热传导率、热变形温度等热性能。比热高的塑化时需要 热量大，应 选用塑化能力大的注塑机。热变形温度高塑料的冷却时间可短，脱模早，但脱模后 要防止冷却 变形。热传导率低的塑料冷却速度慢（如离子聚合物等冷page 2却速度极慢），故必须充分冷 却，要 加强模具冷却效果。热浇道模具适用于比热低，热传导率高的塑料。比热大、热传 导率低，热 变形温度低、冷却速度慢的塑料则不利于高速成型，必须选用适当的注塑机及加 强模具冷却。 6.2 各种塑料按其种类特

13、性及塑件形状， 要求必须保持适当的冷却速度。 所以模具 必须按成型 要求设置加热和冷却系统，以保持一定模温。当料温使模温升高时应予冷却， 以防止塑件脱模后变形，缩短成型周期，降低结晶度。当塑料余热不足以使模具保持一定 温度时，则模具应设 有加热系统，使模具保持在一定温度，以控制冷却速度，保证流动性， 改善填充条件或用以控 制塑件使其缓慢冷却，防止厚壁塑件内外冷却不匀及提高结晶度等。 对流动性好，成型面积大、 料温不匀的则按塑件成型情况有时需加热或冷却交替使用或局 部加热与冷却并用。为此模具应 设有相应的冷却或加热系统。各种塑料成型时要求的模温 及热性能见表 1-4 及表 1-5。7、吸湿性 、

14、塑料中因有各种添加剂，使其对水分有不同的亲疏程度，所以塑料大致可分为 吸湿、粘附 水分及不吸水也不易粘附水分的两种，料中含水量必须控制在允许范围内，不 然在高温、高压 下水分变成气体或发生水解作用，使树脂起泡、流动性下降、外观及力学 性能不良。所以吸湿 性塑料必须按要求采用适当的加热方法及规范进行预热，在使用时还 需用红外线辐照以防止再 吸湿。营销狂软件总站(),1 元获取千款营销软件,抓紧机会更多精彩请上营销狂软件总站()第二章 增强塑料为了进一步改善热固性及热塑性塑料的力学性能。常在塑料中加入玻璃纤维(简称玻纤)， 滑石粉、云母、碳酸钙、高岭土、碳纤维等作为增强材料，以树脂为母体及粘结剂而

15、组成新型复 合材料，称为增强塑料（如环氧树脂为母体树脂 塑料的增强塑料又称为玻璃钢）。 由于塑料混用玻璃纤维的品种、长度、含量等不同，其工艺性及物性也各 不相同。下面主 要介绍模塑用的热固性增强塑料及注射用的热塑性增强塑料。1、热固性增强塑料 、热固性增强塑料是由树脂、增强材料、助剂等组成。其中树脂作为母体和粘结剂，它 要求 有良好的流动性、适宜的固化速度、副产物少，易调节粘度和良好的相溶性，并需满 足塑件及 成型要求。增强材料起骨架作用，其品种规格繁多，但常用玻璃纤维，一般用量为 60%、长度 为 1520 毫米。助剂包括调节粘度的稀释剂（用以改进玻纤与树脂的粘结）、 用以调节树脂纤维界面状

16、态的玻纤表面处理剂、用以改进流动性，降低收缩，提高光泽 度及耐磨性等用的填 料和着色剂等。由于选用的树脂，玻纤的品种规格（长度、直径， 无碱或含碱，支数，股数， 加捻或无捻），表面处理剂，玻纤与树脂混制工艺（预混法或 预浸法，塑料配比等不同则其性 能也各不相同。 1.1 加工特性 流动性 增强料的流动性比一般压塑料差， 流动性过大时易产生树脂流失与玻 纤分头聚 积。过小则成型压力及温度将显著提高。影响流动性的因素很多，要评定某种料 的流动性，必 须按组成作具体分析。影响流动性的因素 收缩率增强塑料的收缩率比一般压塑料小， 它主要由 热收缩及化学结构收缩 组成。影 响收缩的因素首先是塑料类种。一般酚醛比环氧、环氧酚醛、