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1、注塑工艺与模具结构知识,讲师: 开发部 刘江平 時間:2014.01.09,第一部份:何谓塑料,第三部份:塑料鉴别法,第二部份:材料特性,第四部分:改质,第一部份:何谓塑料,、塑料：是以高分子量的合成树脂为主要成分，在一定条件下（如温度、压力等）可塑制成一定形状且在常温下保持形状不变的材料。,2、塑料接受热后表现的性能，可分为: 热固性塑料 热塑性塑料,3、热固性塑料的特性: 是在一定温度下，经一定时间加热，加压或加入硬化剂后，发生化学反应而硬化，硬化后的塑料化学结构发生变化，加热也不再软化。,4、热固性塑料：电木粉成分:树脂、硬化剂、木粉、添加剂（石粉）。,5、热塑性塑料的特性:是为受热后发
2、生物态变化，由固体软化或熔化成粘流体状态，但冷却后又可变硬而成固体，且过程可多次反复，塑料本身的分子结果，则不发生变化。,6、塑胶材料分为 结晶型塑胶 非结晶型塑胶 结晶型塑胶为不透明或半透明塑料如：PP，PE等，制品的收缩力为：1.2-4%, 非结晶型塑胶:为透明塑料如 PC、压克力等，制品的收缩力为0.31.0%.,7、按塑料应用领域，通常又可分为a、普通塑料如PP、PE、PBT、AS、PS（非结构材料使用）b、工程塑料如ABS、PC、POM、PA（作为结构性材料) ）,第二 部份:塑料特性,8、聚丙烯（PP）：polypropylenePP原料分为HOMOPP BLOCKPP 均聚 共聚
3、 三元共聚+CN2-CU+M 均聚+Ethylene 均聚+Ethylene +丙烯,8-1、聚丙烯的性能 （1）物理性能PP为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90.91g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一，但因收缩率大（为1%-2.5%)，对一些尺寸精度较高的零件，还难以达到要求。PP的拉伸强度比PE的高，特别是在较高温度条件下显得优异。PP表面强度比PE高，表面磨损率低于PE，反复弯曲强度好，将PP制品本身弯折很像铰链，因在高温下弯曲数次后，会产生分子取向，使弯曲疲劳强度提高，因此即使反复弯曲百万次，也不会折断，这种性能是PP所特有的，被称为铰链效果。聚丙烯（PP
4、）的特点为外观与PE近似，质地刚硬，具有铰链效果，PP高频绝缘性优异，但低温冲击性差。,（2）力学性能PP的结晶性高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其屈服、拉伸、压缩强度、弹性等都比HDPE高，聚丙烯制品对缺口特别敏感，因此在设计模具时，必须避免尖角存在，否则会容易产生应力集中，影响产品的使用寿命。,(3)热性能聚丙烯具有良好的耐热性，它熔点为1641700C,热变形温度为901100C。PP耐低温性差，在实用上，0-50C已产生脆性，这是PP制品的最大弱点。-350C会产生脆化。PP注射成型，其流动性受压力的影响较大，注射压力一般为70Mpa，模温越高，成型收缩率越大，模温在600C时，
5、收缩率为1.8%。需要注意：模具温度较高时（在900C以上）流动性急增，易引起飞边、缩孔、当聚丙烯加热到1800C以上时，易缓慢分解老化，故应尽量在较低温度成型。此外，对于高温下成型的回料再使用也较困难。PP料成型模具温度低于500C以下塑件不光泽，易产生熔接不良，流痕900C以上时易发生翘曲、变形。,（4）化学稳定性聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸及浓硝酸侵蚀外，对其他各种化学试剂都比较稳定。PP是结晶性塑料，不溶于溶剂中，因此粘接性差，PP、PE是常用的网印材料，大多采用化学蚀刻法。是在塑料表面涂布具有反应性的化学物质，使其表面发生化学变化，除去表面的部份物料形成微细的粗糙表面，从而起
6、到改变表面润湿和粘附性的作用。,（5）电性能由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响，但与铜接触易老化。PP结构中叔碳原子的C-H链较弱，对热、氧、紫外辐射敏感，易引起降解，铜对聚丙烯热氧老化，与紫外光老化起催化作用。在用于电缆包覆层与铜接触的场合，应加抑铜剂。,8-2、聚丙烯均聚物由单一丙烯体聚合而成，结晶度较高，力学强度和耐热性良。 缺点：易裂，易脆。 聚丙烯共聚物是在聚合时掺入，少量乙烯单体共聚而成，有较高的抗冲击强度。聚丙烯三元共聚有较高的冲击强度和透明度。,8-3、PP射出成型品的变形原因有五大点：,1、成型温度过低 2、模具温度不均匀 3、成型品肉厚不均匀 4、残留应变 5、成型
7、后的外力,8-4、聚丙烯（PP）,纯PP +GF 密度 0.90-0.91 1.04-1.05 吸水性 0.01-0.03 0.05 收缩率 1.0-3.0 0.4-0.8 熔点 170-176 170-180 热变型温度 102-115 127 常用的PP增韧剂为TPE弹性体。,9、聚乙烯（PE）,乙烯单体聚合有高压法，低压法，中压法三种方法。 高压法生产低密度聚乙烯 低压与中压生产高密度聚乙烯 流化床相法，溶液法生产线型低密度聚乙烯（LLDPE）,9-1、聚乙烯（PE）可根据密度和分子量来分类：,低密度PE （LDPE） 密度0.910-0.925 中密度PE （MDPE） 密度0.926
8、-0.940 高密度PE（HDPE） 密度0.941-0.965,9-2、PE料特性,LDPE一般在-250C时就会发脆，而LLEPE即使在-400C或更低的温度下仍保持一定的韧性，LLDPE的使用温度范围为-40-1220C。遇火易燃，产生石蜡味并生成低级碳氢化合物。 吸湿率几乎等于零，耐水性极好，湿气、空气、碳酸气几乎不透过，较能透过氧气。在紫外光、太阳光线的影响下，渐渐老化，出现变色与产生裂纹。粘接性与印刷性很差，当需要印刷时，需进行表面处理，使印刷油墨对聚乙烯的亲和力性提高。由于吸湿性极小，几乎不必去干燥，当表面附着水分时，可进行热风干燥。,9-3、聚乙烯注射成型条件,PE注射工艺温度
9、与PP材质雷同 低密度聚乙烯俗称高压聚乙烯LDPE，可以通过注塑、挤出、吹塑、中空成型等方法制成不同规格薄膜、片材、管材如与其他树脂共混，还可以改善其他树脂的性能，例如：与尼龙共混，可以改善尼龙的吸水性等。 高密度聚乙烯俗称低压聚乙烯（HDPE），熔点约为1310C，具有良好的耐热性，耐寒性，软化点为120-1500C，脆化温度为 -700C，其弱点是在空气中加热或受日光照射易老化、易燃柔软性差。,10、聚氯乙烯（PVC）,PVC是应用最广泛的树脂之一，PVC可以不添加增塑剂制成硬质制品，也可以添加相当的增塑剂制成软质制品。,10-1、PVC物理机械特性,外观呈无色透明状，软、硬制品能任意着色
10、，硬质制品的密度为1.35-1.45G/cm3，加增塑剂，填料等的制品，大致在1.15-1.7G/cm3范围，硬质PVC制品的冲击强度差、发脆，往PVC树脂中添加ABS、MBS、CPE、ACR等树脂共混，可提高PVC冲击强度，一般来说，PVC制品强度较好，耐磨，但硬质PVC制品抗冲击性能较差，如果采用异向排气双螺杆挤出机混炼加工，所得制品的冲击强度有显著提高。,10-2、PVC温度特性,硬质PVC树脂软化温度约55-800C，聚氯乙烯树脂本身难于燃烧，若再加氯化石蜡，三氧化二锑等能使耐燃性更佳。 PVC树脂热稳定性差，容易受热分解，一般添加热稳定剂来提高其耐热性，尽管这样，但当将PVC树脂长时
11、间保持在1500C温度以上时会产生热分解。 PVC树脂受热或紫外光的作用，由于脱氯化氢变成不饱和的聚烯结构，这种结构是蓝色区域光的共振吸收器，当脱氯化氢的反应继续进行时，材料还逐步由无色透明变成淡黄色与粉红色的外观。,10-3、PVC化学特性,PVC不受酸、碱等无机药品的侵蚀，也耐有机药品，除环已酮，四氢呋喃等少数溶剂之外，均不产生作用。PVC树脂本身无毒，但因添加了热稳定剂，增塑剂等各种有毒的助剂，故使用时应注意。,10-4、PVC的改性,PVC作为硬制品应用时，其抗击性能与耐热性差，作为软制品时，有增塑剂迁移与折出，产生毒性，加速制品老化，因此，往往将PVC共聚，共混进行改性。,10-5、
12、PVC共聚,氯乙烯-乙烯共聚物的熔融粘度低，加工性能好，抗击性能较PVC有所提高，且透明性好，无毒，可用于食品包装。 氯乙烯-丙烯共聚物的热稳定性与加工性良好，且透明无毒，可用于医用包装食品。,10-6、PVC共混,提高硬质聚氯乙烯冲击强度的改性剂有下述几种： ASB树脂、MBS树脂、氯化聚乙烯（CPE）、乙烯-醋酸乙烯（EVA）、丙烯酸橡胶（ACR）。一般加10-15%左右，例如：加10%ABS与PVC共混，冲击性能显著改善，但因ABS易老化，日久会失去耐冲击的效果。例如：加15%MBS与PVC共混，冲击、强度比纯PVC提高约7-8倍，且透明性好，主要用于透明的PVC制品。 CPE与EVA宜
13、用于户外使用的,特别是用于建筑材料,如窗框、异型材。,10-7、PVC成型性,一般PVC成型物料可用于挤出、注射、压制、压延、吹塑与熟成型等加工方法，PVC树脂的热稳定性差，即使加了热稳定剂，长时间处于高温下会放出氯化氢，因此必须在不很高的温度下成型（一般为1900C以下）。因树脂易热分解，放出氯化氢，加工设备与熔融树脂的接触部份，应采用不锈钢或镀硬铬。 为避免树脂在料筒中停留而产生热分解，要求注射螺杆头为尖头，螺杆的型式为渐变型，并采用通用型喷嘴，由于PVC 凝固温度低，易产生逆流，并易产生波流痕，需加长保压时间，直至浇口部分充分固化为止，为PVC注射成型工艺条件，注射成型作业停车之前，需进
14、行空车运转，防止机内剩留树脂。,.,11、ABS学名丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物.ABS树脂为不透明,白色或淡黄色的粒状体,其制品表面可喷涂和电镀。ABS需电镀的部件常使用ABS727原料.,.,11-1、ABS材料占比A （丙烯腈）压克力：25%-30%B （丁二烯）橡胶 :25%-30%C (苯乙烯）PS：40%-50%,.,11-2、ABS树脂是由丙烯腈，丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物，本身耐热性和耐溶性均比HIPS佳，且具有光泽性，冲击强度、拉伸强度及塑料件的表面硬度均较HIPS佳。可以认为ABS树脂是经改性的聚苯乙烯。,11-3、ABS熔融温度为2172370C，热分解温度为2500
15、C以上，无毒、无味、吸水率低，具有优良的综合物理，机械性能，极好的低温抗冲性能、尺寸稳定性、电性能、耐磨性、抗化学药品性较好。,11-4、树脂中所含组分对性能的影响：,ABS树脂的性能受各组分含量的影响，当丙烯腈（A）含量增加时，其硬度、拉伸强度、抗冲击性、耐溶剂性、耐热性均提高，但高频绝缘性下降。 当B（丁二烯）的含量增加时，拉伸强度、硬度均下降，抗冲击性，耐磨性，伸长率均增大。 若是增加苯乙烯（S）的含量，可以提高熔融树脂的流动性，但其材性变为硬且脆。,12、聚酰胺（尼龙）,聚酰胺（尼龙）是具有酰胺基的合成树脂，尼龙是由二元胺与二元酸通过缩聚反应制得，尼龙的命名由二元胺与二元酸中的碳原子数
16、来决定。 各种聚酰胺分子之间的酰胺基可以相互作用形成氢键，所以分子间作用力较大，分子键易排列较整齐，因而具有比较高的结晶性，同时由于分子中次甲基的存在，具有较高的韧性，因此尼龙的机械性能极为强韧。,12-1、尼龙物理机械性能,尼龙的外观呈微褐色或乳白色，密度约为1.13-1.17G/CM3,是较轻的一种塑料,拉伸强度、弯曲强度、冲击强度均较高，机械强度极为强韧。尼龙的磨擦系数很小，尼龙具有吸振吸音的特性，用尼龙制齿轮、轴承、凸轮等机械零部件均有此优点。,12-2、尼龙温度特性,在1.86Mpa的负荷之下,尼龙6的热变形温度约为66-800C,尼龙66约为66-1000C,但在轻负荷0.46Mpa之下，尼龙6为140-1850C，尼龙66为182-2430C均具有较高的热变形温度。 熔点： 尼龙6：为2150C 尼龙66：为250-2650C 尼龙610：为210-2250C 尼龙1010：为200-2100C,
