塑料材料及成型加工

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1、塑料材料及成型加工1Yanfeng Johnson Control Technical Center塑 料 材 料 热固性塑料:热固性塑料是支化聚合物，分支固定在主链上。这就产生了非常 牢固的网状结构，无法再改变形状.热固性塑料是在加热时永久硬化并在冷却至室温后仍保持硬化状 态的塑料-不可逆 热塑性塑料热塑性塑料是在加热时软化并流动，在冷却时硬化的塑料-可逆 工程塑料 通用塑料* 热固性塑料和热塑性塑料是相差极大的不同类型塑料2Yanfeng Johnson Control Technical Center聚合物的特性受三个因素的影响： 1。化学组成：l加成反应：单体单元组合在一起，上千遍地重

2、复 用于制造聚乙烯、聚苯乙烯和PVCl缩聚反应：通常情况下水是这种缩聚反应的副产品用于制造尼龙、聚碳酸酯和聚苯醚 2。聚合物链的形状。 3。聚合物链的排列方式。 3Yanfeng Johnson Control Technical Center重点讨论热塑性塑料：热塑性塑料被分为两大类：工程塑料和通用塑料共同特征：抗腐蚀（塑料不容易腐烂） 耐热和绝缘相当强的刚度和硬度区别：工程塑料具有耐高温性能和阻燃性能在温度超过华氏212度时仍能保持其硬度。而通用塑料在此温度之上就会失去支承能力。4Yanfeng Johnson Control Technical Center热固性塑料和热塑性塑料的加工区

3、别:第一次加热热固性塑料时，原材料塑料融化直至开始流动。然 后加压将材料压进模具内。然后继续加热，完成交联过程。这一过 程使材料固化，当模具打开时，热的零件脱离模具。如果有注口或 流道结块，这部分就成为废品。不能重复加工热固性塑料。加工热塑性塑料。加热使材料融化并开始流动。加压将材料压 进模具内。然后冷却塑料至室温使零件固化。所有废品、注和流道 结块都可以重新粉碎再利用。相比，热塑性塑料的浪费相对少得多 。 工程和通用塑料里，还分为无定形和结晶型两种 无定形塑料的软化温度范围很广，需要加热到高于软化点以上很 多才能确保有很好的流动性。 结晶材料有很明显的熔点。温度高于这一点材料才具有很好的流

4、动性能，因此加工范围就窄 聚丙烯和聚乙烯是例外，有很广的软化温度范围，和尼龙相比， 它们的结晶度要小得多。尼龙具有很高的结晶度，从固态向液态 转变时很明显。5Yanfeng Johnson Control Technical Center选择材料的关键因素 部件决定其性能l部件性能决定零件的原材料l原材料决定采用的加工工具l加工工具和原材料决定加工工艺（热塑性塑料）对于每种塑料，甚至是每种塑料中的每个牌号，我们都需要了 解最佳加工方式。 6Yanfeng Johnson Control Technical Center PP ABS PE PVC PA POM PC塑料原材料性能简介7Yanf

5、eng Johnson Control Technical Center1. PP塑料(聚丙烯)-Polypropylene比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收缩率:1.0-2.5%物料性能: 密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100 度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时 变脆,不耐模易老化. 适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 成型性能 :l1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解.l2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.l3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型 温 度.料

6、温低方向方向性明显.低温高压时尤其明显,模具温度低 于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕,90度以上易发生翘曲 变形l4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.8Yanfeng Johnson Control Technical Center2. ABS塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) -Acrylonitrile Butadiene Styrene 比重:1.05克/立方厘米 成型收缩率:0.4-0.7%物料性能 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等

7、级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 成型性能 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，模具需增加排气位置。9Yanfeng Johnson Control Technical Center3. PE塑料 (聚乙烯)-Acrylonitrile Butadiene Styrene比重:0.94-0.96克/立方厘米 成型收缩率:1.5-3.6%物

8、料性能l耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化, 可用玻璃纤维增强.l低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐 射性;l高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲 击强度高,耐疲劳,耐磨. - 低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;- 高压聚乙烯适于制作薄膜等;- 超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件.10Yanfeng Johnson Control Technical Center成型性能 ：1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时 宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用

9、直接浇口,以 防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设 冷料穴,并有冷却系统.3.加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤.4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂.11Yanfeng Johnson Control Technical Center4. PVC(聚氯乙烯) -Poly(Vinyl Chloride)比重:1.38克/立方厘米 成型收缩率:0.6-1.5% 物料性能l力学性能,电性能优良,l耐酸碱力极强,化学稳定性好,但软化点低. 适于制作

10、薄板,电线电缆绝缘层,密封件等. 成型性能 1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模 具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬.2.极易分解,在200度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体. 成型温度范围小.3.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预 热.12Yanfeng Johnson Control Technical Center5. PA塑料(尼龙)(聚酰胺) -Polyamide比重:PA6-1.14克/立方厘米 PA66-1.15克/立方厘米 PA1010-1.05

11、克/立方 厘米 成型收缩率:PA6-0.8-2.5% PA66-1.5-2.2% 物料性能：坚韧,耐磨,耐油,耐水,抗酶菌,但吸水大.尼龙6弹性好,冲击强度高,吸水较大尼龙66性能优于尼龙6,强度高,耐磨性好尼龙610与尼龙66相似,但吸水小,刚度低尼龙1010半透明,吸水小,耐寒性较好适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件13Yanfeng Johnson Control Technical Center 成型性能 :1.结晶料,熔点较高熔融温度范围窄,热稳定性差,料温超过300度、滞留时间 超过30min即分解。较易吸湿,需干燥,含水量不得超过0.3%.2.流动性好,易溢料。宜用自锁

12、时喷嘴,并应加热。3.成型收缩范围及收缩率大,方向性明显,易发生缩孔、变形等。4.模温按塑件壁厚在20-90度范围内选取,注射压力按注射机类型、料温、塑 件形状尺寸、模具浇注系统选定，成型周期按塑件壁厚选定。树脂粘度 小时，注射、冷却时间应取长，5.模具浇注系统的形式和尺寸，增大流道和浇口尺寸可减少缩水。14Yanfeng Johnson Control Technical Center6. POM塑料(聚甲醛)- Polyoxymethylene(Polyformaldehyde) 比重:0.94-0.96克/立方厘米 成型收缩率:1.5-3.6%物料性能：综合性能较好，强度、刚度高，减磨耐

13、磨性好，吸水 小，尺寸稳定性好，但热稳定性差，易燃烧，在大气中暴晒易老 化。适于制作减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,仪表等零件成型性能 1.结晶料,熔融范围窄，熔融和凝固快，料温稍低于熔融温度即发生结 晶。流动性中等。吸湿小，可不经干燥处理。 2.摩擦系数低，弹性好，塑件表面易产生皱纹花样的表面缺陷。 3.极易分解，分解温度为240度。分解时有刺激性和腐蚀性气体发生。 故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。15Yanfeng Johnson Control Technical Center7. PC塑料(聚碳酸脂)Polycarbonate 比重:1.18-1.20克/立方厘米 ；成型收缩率:

14、0.5-0.8%冲击强度高，尺寸稳定性好，无色透明，着色性好，电绝缘性、耐腐 蚀性、耐磨性好，但自润滑性差，有应力开裂倾向，高温易水解，与 其它树脂相溶性差。 成型性能l1.无定形料,热稳定性好，成型温度范围宽，流动性差。吸湿小，但对水敏 感，须经干燥处理。成型收缩率小，易发生熔融开裂和应力集中，故应严格控制成型条件，塑件须经退火处理。l2.熔融温度高，粘度高，大于200g的塑件，宜用加热式的延伸喷嘴。l3.冷却速度快，模具浇注系统以粗、短为原则，宜设冷料井，浇口宜取大 ，模具宜加热。l4.料温过低会造成缺料，塑件无光泽，料温过高易溢边，塑件起泡。模温 低时收缩率、伸长率、抗冲击强度高，抗弯、

15、抗压、抗张强度低。模温超 过120度时塑件冷却慢，易变形粘模16Yanfeng Johnson Control Technical Center塑料制品的设计前提: 满足使用要求&符合塑料本身的特性尽可能简化结构和模具、节省材料、便于成型17Yanfeng Johnson Control Technical Center制件设计中应分别考虑如下因素：一、制件的形状应尽量简单、便于成型。尽量避免或减少抽芯机构二、制件的壁厚确定应合理。 (壁厚取决于塑件的使用要求) 太薄会造成制品的强度和刚度不足，受力后容易产生翘曲变形 ，成 型时流动阻力大 ，大型复杂的制品就难以充满型腔。 壁厚过大，不但浪费材

16、料，而且加长成型周期，降低生产率，还容易 产生气泡、缩孔、翘曲等疵病注意以下几点：1.在满足使用要求的前提下，尽量减小壁厚；2.制件的各部位壁厚尽量均匀，以减小内应力和变形；3.承受紧固力部位必须保证压缩强度；4.避免过厚部位产生缩孔和凹陷；5.成型顶出时能承受冲击力的冲击。18Yanfeng Johnson Control Technical Center三、必须设置必要的脱模斜度保证顺利脱模的前提下，尽量减小脱模斜度材料脱模斜度PA、POM、ABS40-1030PC、PSV50-2PE、PP30-1热固性塑料20-119Yanfeng Johnson Control Technical Center具体确定脱模斜度时应考虑以下几点：1对于收缩率大的塑料制件应选用较大的脱模斜