《塑料模具设计 教学课件 ppt 作者 吴光明 2-5 第二章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑料模具设计 教学课件 ppt 作者 吴光明 2-5 第二章（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章,主编,第一节 塑料的组成及其特性,一、塑料的组成 塑料是一种可塑成型的材料，它是以高分子聚合物为主要成分的混合物，在加热、加压等条件下具有可塑性，在常温下为柔韧的固体。所谓高分子聚合物，是指由许许多多结构相同的普通分子组成的大分子。它既存在于大自然中（称之为天然树脂），又能够用化学方法人工制取（称之为合成树脂）。,第一节 塑料的组成及其特性,1.树脂 树脂是塑料中主要的必不可少的成分。它决定了塑料的类型，影响着塑料的基本性能。在自然界中存在着一些来自植物或动物分泌的有机物质，如松香、虫胶和琥珀等，称之为天然树脂。它们在受热后没有明显的熔点，能够逐渐变软，并具有可塑性。这些高分子有机物质
2、产量低，性能也不理想。为了寻找天然树脂的代用品，人们模仿它们的成分，用化学方法人工地制取各种树脂。这种以人工方法制取的树脂称为合成树脂。最初制造合成树脂的原料为农副产品，以后改用煤，20世纪60年代以后则主要来自于石油。,第一节 塑料的组成及其特性,2.填充剂 为了降低塑料成本，同时改进塑料的性能，有时在合成树脂中掺入一些廉价的填料（填充剂）。塑料的硬度、刚度、冲击强度、电绝缘性、耐热性、成型收缩率等皆可通过添加相应的填充剂而得到改善。 3.增塑剂 增塑剂用来提高塑料的可塑性和柔软性，改善成型性能，降低刚性和脆性。常用的增塑剂是一些高沸点的液态有机化合物或低熔点的固态有机化合物。,第一节 塑料
3、的组成及其特性,4.着色剂 合成树脂的本色大都是白色半透明或无色透明的。在工业生产中常利用着色剂来增加塑料制品的色彩。着色剂主要是起装饰美观作用，同时还能提高塑料的光稳定性、热稳定性和耐候性。一般要求着色剂的着色力强、色泽鲜艳、耐热、耐光。 5.润滑剂 润滑剂对塑料的表面起润滑作用，防止熔融的塑料在成型过程中粘附在成型设备或模具上。添加润滑剂还可改进塑料熔体的流动性能，同时也可以提高制品表面的光亮度。常用的润滑剂有硬脂酸、石蜡和金属皂类（硬脂酸钙、硬脂酸锌）等。常用的热塑性塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和ABS等往往都要加入润滑剂。,第一节 塑料的组成及其特性,6.稳定剂 塑料在受热及紫外线、氧
4、气的作用下会逐渐老化。因此，在大多数塑料中都要添加稳定剂，用以减缓或阻止塑料在加工和使用过程中的分解变质。根据稳定剂作用的不同，又分为热稳定剂、抗氧化剂及紫外线吸收剂等。有机锡化合物常用作聚氯乙烯的热稳定剂，酚类及胺类有机物常用作抗氧化剂，羟基类衍生物、苯甲酸酯类及炭黑等常用作紫外线吸收剂。,第一节 塑料的组成及其特性,二、塑料特性及用途 塑料有许多优良特性，应用十分广泛。 (1)重量轻 一般塑料的密度与水相近，是钢的1/81/4，铝的1/2。 (2)比强度高 按单位重量来计算材料的抗拉强度(比强度)，塑料并不逊于金属。 (3)化学稳定性好 塑料对酸、碱、盐等化学物质均有耐蚀能力。 (4)电绝
5、缘、绝热、隔声性能好 塑料对电、热、声都有良好的绝缘性能，被广泛地用来制造电绝缘材料、绝热保温材料以及隔声吸声材料。 (5)粘结性能好 塑料一般都具有一定的粘结性能，可以与其他非金属或金属材料牢固粘结而制成复合材料和结构零件。,第一节 塑料的组成及其特性,(6)成型性能好 由于塑料在一定条件下具有良好的塑性，因而可以用各种高生产率的成型方法制造制品。 (7)多种防护性能 上述塑料的耐蚀性、绝缘性等，皆体现出塑料对其他物质的防护性，塑料还具有防水、防潮、防辐射、防振等多种防护性能，被广泛地用来制造食品、化工、航天、原子能工业的包装材料和防护材料。 (8)着色和光学性能 塑料着色范围广，可以染成各
6、种颜色。,第一节 塑料的组成及其特性,塑料也存在着一些缺点。一般塑料的刚性差，如尼龙的弹性模量约为钢铁的1/100；塑料的耐热性差，在长时间工作的条件下塑料的一般使用温度在100以下，在低温中易开裂。塑料的热导率只有金属的1/2001/600，这对散热而言是一个缺点；吸水性大，易老化，膨胀和收缩性较大等。这些缺点使塑料的应用受到一定的限制。但由于塑料有上述优越性，且针对其不足之处进行了改进，新型、耐热、高强度塑料的不断发展，因而塑料的应用越来越广泛，出现了金属零件塑料化的趋向。,第二节 塑料的分类,一、按成型性能分类 根据成型工艺性能，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料。 1.热塑性塑料 热塑性
7、塑料主要由聚合树脂制成，加热时软化并熔融，成为可流动的粘稠液体，可成型为一定形状，冷却后保持已成型的形状。如果再次加热，又可以软化并熔融，可再次成型为一定形状的制品，如此可反复多次。 2.热固性塑料 热固塑性塑料在受热之初，具有可塑性和可溶性，可成型为一定形状。继续加热，当温度达到一定值后，塑件的形状固定下来不再变化，称为固化。如果再加热，不再软化，不再具有可塑性。在上述成型过程中，既有物理变化又有化学变化。,第二节 塑料的分类,二、按塑料的性能及用途分类 按照用途塑料又可分为通用塑料、工程塑料以及特殊用途的塑料等。 1.通用塑料 通用塑料是指用途最广泛、产量最大、价格最低廉的塑料。现在世界上
8、公认的通用塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、酚醛（PP）和氨基塑料六大类，它们的产量约占世界塑料总产量的80%。,第二节 塑料的分类,2.工程塑料 工程塑料是指在工程技术中作为结构材料的塑料，这类塑料的力学性能、耐磨性、耐蚀性、尺寸稳定性等均较高。由于它既有一定的金属特性，又有塑料的优良性能，所以在机器制造、轻工、电子、日用、宇航、导弹、原子能等工程技术部门得到广泛应用。 3.增强塑料 在塑料中加入玻璃纤维等填料作为增强材料，以进一步改善塑料的力学性能、电气性能，这种新型的复合材料通常称为增强塑料。增强塑料具有优良的力学性能，比强度和比刚度高。增强塑料
9、分为热固性增强塑料和热塑性增强塑料。热固性增强塑料又称为玻璃钢。,第三节 热固性塑料,一、常用的热固性塑料 1.酚醛塑料 酚醛塑料是以酚醛树脂为基加入各种添加剂所得的各种塑料。 (1)酚醛树脂(PF) 酚醛树脂是酚类(通常用苯酚)与醛类(通常用甲醛)经过缩聚反应而得到的高聚物。 酚醛树脂具有很高的粘结能力，有利于制成多种酚醛塑料，在商业上也是一种重要的粘结剂。 (2)酚醛塑料的种类及用途 1)酚醛塑料粉(又称电木粉或胶木粉)。 2)纤维状酚醛塑料。 3)层状酚醛塑料。,第三节 热固性塑料,2.氨基塑料 氨基塑料是一种通用塑料，它是以具有氨基(NH2)的有机化合物与甲醛缩聚反应而得到的树脂为基础
10、，加入各种添加剂的塑料。 (1)脲甲醛塑料 以脲甲醛树脂为基础可以制成脲甲醛压塑粉、层压塑料、泡沫塑料和粘结剂。 脲甲醛压塑粉俗名电玉粉。这种塑料价格便宜，具有优良的电绝缘性和耐电弧性，表面硬度高，耐油、耐磨、耐弱碱和有机溶剂，但不耐酸；着色性好，塑料制品外观好，颜色鲜艳，半透明如玉，故称电玉。但耐火性差，吸水性大。脲甲醛压塑粉可制造一般的电绝缘件和机械零件，如插头、插座、开关、旋钮、仪表壳等；可制造日用品，如碗、钮扣、钟壳等；还可作为木材胶合剂，制造胶合板和层压塑料。,第三节 热固性塑料,(2)三聚氰胺-甲醛塑料 以三聚氰胺-甲醛树脂为基础制成的塑料。 三聚氰胺甲醛压塑粉主要用于压制耐热的电
11、子元件、照明零件及电话机零件等；以石棉纤维为填料的三聚氰胺甲醛塑料，常用于制造开关、防爆电器设备配件和电动工具绝缘件。三聚氰胺甲醛树脂多作为装饰板的粘结剂。 3.环氧树脂(EP) 环氧树脂是含有环氧基的高分子化合物。环氧树脂的品种很多，其中产量最大、应用最广的是双酚A型环氧树脂。,第三节 热固性塑料,二、常用热固性塑料的成型特性(见表2-1)。,表2-1 常用热固性塑料的成型特性,第四节 热塑性塑料,一、常用的热塑性塑料 1.聚乙烯(PE) 聚乙烯树脂为白色半透明粒料，手触似蜡，其产量在塑料工业中占首位。按密度不同，可分为低密度、高密度、线型低密度聚乙烯等类别。 2.聚丙烯(PP) 聚丙烯树脂
12、为无色透明、有一定光泽的刚性粒料，比水轻(密度为090091gcm3)，电绝缘性能和耐化学腐蚀性能与聚乙烯相同，但机械强度、硬度较高(接近PS和硬PVC)；使用温度较高，在120下可长时间使用；具有优异的抗疲劳弯曲性能，常温下可经受300万次的弯折。,第四节 热塑性塑料,3.聚氯乙烯(PVC) 聚氯乙烯树脂为白色粉末状，形同面粉，燃烧时发出刺激性气味，离火自动熄灭。由于其成型温度范围比较窄(170190)，因此一般需要加入增塑剂、稳定剂等材料。根据增塑剂加入量的不同分为硬聚氯乙烯塑料和软聚氯乙烯塑料。 4.聚苯乙烯(PS) 通用型的聚苯乙烯树脂是无色透明的玻璃状粒料。其制品掉在地上或敲打时发出
13、清脆的响声。易燃，离开火源后继续燃烧，有浓烟。,第四节 热塑性塑料,5.ABS树脂 ABS树脂为微黄色或白色不透明颗粒料，无毒无味，是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油、耐热、耐化学腐蚀；丁二烯使聚合物具有卓越的柔性、韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此，ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能，ABS塑料的表面可以电镀。但它的使用温度不高，不超过80。 6.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 聚甲基丙烯酸甲酯树脂为无色透明颗粒，也可制成粉末状。它具有高度的透明洁净性和优异的透光性能，可代替无机玻璃，故俗称有机玻璃。该材料抗冲击、耐振性好，并具有良好的电绝缘性、着色性、耐
14、候性和二次加工性。但它能溶于有机溶剂，受无机酸的腐蚀。,第四节 热塑性塑料,7.聚酰胺(PA) 聚酰胺的国外商品名为尼龙，是淡黄色透明或半透明颗粒。尼龙是这一类塑料的总称，较常用的有尼龙6、尼龙66、尼龙1010等。尼龙具有优异的耐磨性和自润滑性能，它的耐磨性高于铜。它还具有很高的机械强度和韧性，耐弱碱和一般的有机溶剂，使用温度一般在-40100。不足之处是它的吸水性较大，影响尺寸的稳定性。尼龙树脂中还经常加入玻璃纤维填料提高抗冲击强度。,第四节 热塑性塑料,8.聚甲醛(POM) 聚甲醛树脂为白色粉末，经造粒后为白色或淡黄色半透明有光泽的硬粒。它具有优异的力学性能，特别是弹性模量高，回弹性很好
15、，冲击强度和耐疲劳强度十分突出。其耐磨性和自润滑性能优异，仅次于尼龙。电气绝缘性能、尺寸稳定性好，耐有机溶剂，但不耐强酸、碱和氧化剂。热稳定性差，加热时易分解，易燃，紫外线作用易老化。 9.聚碳酸酯(PC) 聚碳酸酯树脂为无色透明颗粒料，无毒无味。该树脂具有卓越的冲击强度、耐蠕变性，有较高的耐热性、耐寒性(-100140);透明度较好，可见光的透过率达90以上。其拉伸强度、弯曲强度、刚性及电气绝缘性能也很突出。,第四节 热塑性塑料,10.聚砜(PSF) 聚砜树脂是白色细粉丝状晶体，造粒后为琥珀色的透明颗粒料，也有的是象牙色的不透明颗粒。它耐热性好，使用温度高，可在150下长期使用，并有较好的抗
16、低温性，在下仍能保留75的机械强度，它的耐蠕变性、电绝缘性、耐化学腐蚀性、尺寸稳定性、耐燃性均优。与ABS一样，聚砜塑件的表面也可电镀。不足之处是耐疲劳强度差，塑件内应力大，容易开裂，不能用于受振动负荷的结构零件。,第四节 热塑性塑料,11.聚苯醚(PPO) 聚苯醚树脂一般为白色或微黄色固体颗粒，具有较高的耐热性能（长期使用温度为127）和耐化学腐蚀性能，其高温蠕变性能在热塑性塑料中是最好的，在长时间负荷作用下，尺寸没有明显的变化。它的电绝缘性能也很好不足之处是疲劳强度低，塑件内应力大，容易开裂。 12.氟塑料 氟塑料是含有氟元素的塑料的总称，主要包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF)等。其中聚四氟乙烯是氟塑料中综合性能最好、产量最大、应用最广的一种。,第四节 热塑性塑料,表2-2 常用热塑性塑料的成型特性,二、常用热塑性塑料的成型特性(见表2-2),第四节 热塑性塑
