《第1章_塑料成型基础知识_1[1].4~1.6(第2讲)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章_塑料成型基础知识_1[1].4~1.6(第2讲)（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.4 聚合物成型过程的化学行为,1.5 塑料组成、分类与用途,1.6 塑料成型工艺性能,第 2 讲,1、聚合物降解,1.4 聚合物成型过程的化学行为,聚合物大分子,热,应力,微量水,酸、碱,氧,降解（裂解）,链断裂,分子变小,释出 低分子,产品缺陷,聚合物降解种类,1.4 聚合物成型过程的化学行为,聚合物大分子,热,应力,微量水,酸、碱,氧,热降解,氧化降解,水降解,应力降解,热,紫外线,易水解基团 （酰胺基、醚基）,化学降解,防止降解的方法,1.4 聚合物成型过程的化学行为,措 施,提高原料纯度,原料预热与干燥,合理设置工艺参数,避免局部过热、滞流,添加抗氧化、稳定剂,交联：聚合物由线型结
2、构转变为体型结构的化学反应过程，它是聚合物分子链上的反应基团（如羟甲基等）或反应活点（不饱和键）与交联剂作用的结果。交联反应通常发生于热固性聚合物，可提高塑件强度、耐热性和稳定性。通常交联反应难以完全，交联程度常用“熟化”、“过熟”、“欠熟”来区分。硬化速度随温度的升高而加快，硬化程度与硬化时间有关。欠熟导致塑件强度、耐热性、稳定性、绝缘性下降，后变形增大，表面光泽差，甚至开裂；过熟导致塑件强度下降、变色、变脆、鼓泡、碳化或降解。,2、聚合物的交联,1.5 塑料组成、分类与用途,1、塑料的组成 定义：塑料=合成树脂+添加剂合成树脂 ：塑料中最基本、最重要的组成部分，决定了塑料的本质性能，约占塑
3、料质量的40100%。塑料的名称基本都以树脂的名字来命名（参见附录A）。添加剂：包含填充剂、稳定剂、增塑剂、着色剂、润滑剂、固化剂等添加剂作用：为了达到或改善塑料材料某种性能、目的，使塑料制品满足人们的使用要求。,1、塑料的组成,填充剂 ：为了降低塑料成本或改进性能（如硬度、刚度、电绝缘性）而掺入的廉价填料，常用量在40%以下。粉状：木粉、石棉粉、滑石粉、陶土、云母粉、石墨粉等纤维状：石棉、玻璃纤维、碳纤维等片状：纸、棉布、玻璃布等稳定剂：防止塑料受热、紫外线、氧气作用而降解老化所添加的助剂，常用量约为0.3%0.5%。热稳定剂：常用有机锡类、三盐基性硫酸铅、金属皂类、无毒液体稳定剂等光稳定剂
4、：分紫外线吸收剂（羟基二苯酮类）和光屏蔽剂（炭黑、氧化锌、氧化钛和絮凝状金属）两类。抗氧化剂：聚烯烃类、PS、POM、ABS等中加酚类、胺类有机物。,1、塑料的组成,增塑剂 ：为改善某些塑料（如氯乙烯、醋酸纤维）的可塑性、流动性、柔软性和加工性，加入与树脂相溶的高沸点有机化合物；常用樟脑或邻苯二甲酸二丁酯，多数塑料不加增塑剂，而软质PVC含大量增塑剂。性能要求：与树脂互溶、化学稳定性好、不易挥发、无毒、无色、无味、不吸潮、价廉等。着色剂：为增加塑件的色彩、美观性或区分不同制品对象（如电线）而添加的助剂。分为无机和有机颜料两类。无机颜料：如钛白粉、铬黄、镉红、群青等，耐光、耐热、化学稳定性好，吸
5、油小、游离少、遮盖力强、价廉，但着色能力、鲜艳性较差。有机颜料：如联苯胺黄、酞青蓝、酞青绿等，其色艳、着色能力强。,1、塑料的组成,润滑剂 ：作用为增加塑件表面润滑性，防止粘模；改善流动性、降低表面粗糙度。常用量为0.5%1.0%。常加润滑剂的塑料：PE、PP、PVC、PS、PA、ABS。常用润滑剂：硬脂酸及其盐类、石蜡固化剂：使热固性塑料完成交联反应、促进固化的助剂。例如：环氧树脂加乙二胺或顺丁烯二酐酸；酚醛树脂加六亚甲基四胺等。其它添加剂：发泡剂、阻燃剂、固化剂、发光剂、防静电剂、导电剂、导磁剂等。,2、塑料的分类,塑料种类约有300多种，常用塑料有30多种，塑料牌号则有成千上万种之多。分
6、类方法：通常按受热、冷却的特性或用途进行分类,塑 料,热塑性塑料,热固性塑料,受热时只发生物理变化，熔融或冷凝，可反复加热熔融成型。,受热时发生化学变化（交联反应），不可反复加热成型。,结晶型：PE、PP、PA,非晶型：PVC、PS、ABS,种类有：酚醛、环氧、氨基、有机硅、硅酮塑料、不饱和聚酯等,2、塑料的分类,2、塑料的分类,塑 料,通用塑料,特种塑料,ABS、PA、PC、POM、PMMA、PET、PBT、PPO、,产量大、用途广、价廉,六大品种：PE、PP、PVC、PS、酚醛、氨基,具有特殊性能（如导电、导磁、导热、光敏、超高分子量、高耐热性等）和为专门用途而改性的塑料。种类有：氟塑料、
7、聚酰亚胺、有机硅、聚苯硫醚,工程塑料,3、塑料的性能与用途,塑 料性能与用途,密度小、质量轻（0.82.2g/cm3），绝大部分密度小于1，泡沫塑料密度小于0.1，广泛用于车辆、船舶、飞行器,电气性能优良，几乎所有塑料绝缘性能和介质损耗性优良，用于电线电缆、开关、旋钮、电器外壳,化学稳定性好，耐酸、碱、盐、水和气体侵蚀，用于化工管道、容器、建材,减摩、耐磨和自润滑性好，传动噪声小，可生产齿轮、凸轮、滑轮,比强度和比刚度高，尤其经过玻纤、碳纤、硼纤增强的塑料，可替代轻合金用于飞机、卫星、火箭及导弹零部件。,成型和着色性能好，,光学性能好，如PMMA、PS、PC、ABS均可制透明制品。,多种防护性
8、能，除防腐外，有防水、防潮、防震、防辐射,3、塑料的性能与用途,塑 料性能的不足,耐热性不如金属材料，使用温度一般在100以下，少数工程塑料可在200 左右；低温下变脆，无法使用。,在大气、阳光、长期压力或某些介质作用下会发生老化，使性能变坏,在载荷作用下，会发生蠕变现象；绝对强度和刚度比金属低。,热膨胀系数比金属大310倍，易受温度变化而影响尺寸稳定性。,1.6 塑料成型工艺性能,1、收缩性 定义：成型后制品从较高温降至室温时，尺寸会发生收缩，是由成型过程各因素的影响造成的，称成型收缩。成型收缩的表现形式 ：线性尺寸收缩：由热膨冷缩、脱模弹性回复、变形等原因造成。模具设计时应给予补偿。,塑料
9、成型工艺性能表现在多方面，有些会直接影响成型方法和工艺参数的选择。 成型工艺性包括：收缩性、流动性、结晶性、热敏性、水敏性、吸湿性、水分和挥发物含量、应力敏感性、相容性、压缩比、比体积和硬化特性,1、收缩性,成型收缩的表现形式 ：收缩的方向性：由于分子的取向作用，沿流动取向方向收缩大，垂直该方向收缩小；另各部分密度和填料分布不均也会导致收缩方向性。制品翘曲、扭曲变形和裂纹，模具设计应注意浇口位置和不同方向收缩率补偿。后收缩：因残余应力造成塑件再次收缩称之。主要发生在脱模后10h内，24h后基本稳定，最终稳定一般需12个月。热处理收缩：塑件进行退火等处理会导致尺寸变化。高精度要求时应给予补偿。,
10、1、收缩性,影响收缩率变化的因素 ：塑料品种：不同品种收缩率不同，相同品种不同牌号和批次收缩率也不同。PS收缩率相对较低，而PE、PP则较大。,1、收缩性,影响收缩率变化的因素 ：塑料品种：不同品种收缩率不同，相同品种不同牌号和批次收缩率也不同。PS收缩率相对较低，而PE、PP则较大。,1、收缩性,影响收缩率变化的因素 ：塑料特征：塑件的形状、壁厚、有无嵌件对收缩率均有影响。形状越复杂、尺寸小、壁厚小、多型孔时，收缩率小。模具结构：分型面、加压方向、浇注系统的形式、布局和尺寸，对收缩率均有影响。成型工艺参数：温度、压力、时间等参数对收缩率均有影响。挤出、注射收缩率较大，方向性明显；压缩成型收缩
11、率较小。,1、收缩性,收缩率选择原则：收缩率范围较小的塑料品种，可取平均收缩率值。收缩率范围大的塑料，应按塑件形状和壁厚分别确定，厚壁处取上限，薄壁处取下限。制品各部分收缩率不尽相同，应按实际分别选取。图1-16中内径取大值2%，外径取小值1%，以便为修模留有余地。对于收缩率很大的塑料，可利用供应商提供的计算收缩率图表来确定，或用实验法实测确定。,2、流动性,流动性：指塑料熔体在一定温度和压力下充填型腔的能力流动性取决于分子组成、相对分子质量大小及其结构。测试方法：常用熔融流动指数测定法和螺旋线长度试验法。,测定10min内通过小孔的塑料质量来表征,测定熔体充满螺旋线的长度来表征,2、流动性,
12、热塑性塑料流动性分三类：流动性好：PE、PP、PS、CA、流动性中等：改性PS、ABS、AS、PMMA、POM、流动性差：PC、硬PVC、PPO、PSF、氟塑料、,热固性塑料流动性常用拉西格流动值来表征。,3、塑料其它工艺性能,结晶性结晶型塑料的熔融特性与非晶型不同，它无明显的高弹态阶段，吸热和放热较多；结晶度受温度和冷却速度的影响等。热敏性：PVC、POM等在料温过高或受热时间较长，易变色、降解或分解。水敏性：指高温下塑料对水降解的敏感性。如PC即使含有少量水分也易发生水降解。吸湿性：指塑料对水分的亲疏程度。PA、PC、ABS、PPO、PSF等分子链中含有极性基团，对水有吸附能力，吸湿性大，
13、成型时需干燥处理。PE、PP等非极性材料对水不具有吸附能力，吸湿性极小。,3、塑料其它工艺性能,水分和挥发物含量来源：一是储运过程吸附的，二是成型是的低分子产物。过量：塑件易带有起泡、变形、银纹等缺陷；有的气体对人和模具有危害。应力敏感性：指塑料对应力敏感，质脆易裂，成型时应特别注意减小内应力。如PC、PS、PSF相容性：指两种或两种以上不同品种塑料，在熔融下不产生相互分离现象的能力。如HDPE、LDPE、PP易相容，而PE与PS难相容。硬化特性：专指热固性塑料交联反应时，硬化程度与硬化速率的关系，它与塑料品种、塑件结构、模温及成型工艺条件有关。,思考题,1、塑料添加剂对塑料制品的性能各有何影响？,2、若要增加塑料的流动性，有何措施？,
