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1、第五章 塑料与塑料模的分类,第一节 塑 料 第二节 塑料模的分类,第一节 塑 料,一、塑料的成分 二、塑料的特性 三、塑料的分类性能 四、塑料的成型收缩,一、塑料的成分,1.树脂 2.添加剂,1.树脂,树脂属于高分子化合物，是在受热时软化，在外力作用下有流动倾向的聚合物。按照其来源不同，可以分为天然树脂和人工合成树脂。天然树脂是从树木分泌出来的脂物，如松香；有热带昆虫的分泌物，如虫胶；有从石油中得到的，如沥青。但由于天然树脂产量有限，性能较差等原因，远远不能满足目前工业生产的需要，所以在生产中一般都是采用人工合成树脂。人工合成树脂是用人工合成的方法制成的树脂，如环氧树脂、聚乙烯、聚氯乙烯、酚醛
2、树脂、氨基树脂等。,2.添加剂,(1)填充剂 填充剂又称填料，它在塑料中的作用有两种情况：一种是为了减少树脂含量，降低塑料成本，在树脂中掺入一些廉价的填充剂，此时填充剂是起增量作用；另一种是既起增量作用又起改性作用，填充剂不仅使塑料成本大为降低，而且使塑料性能得到显著改善，扩大了塑料的应用范围。 (2)增塑剂 增塑剂的作用是为了增加塑料的塑性、流动性和柔韧性，改善成型性能，降低刚性和脆性，通常加入高沸点液态或低熔点固态的有机化合物。 (3)着色剂 着色剂主要是起装饰美观的作用，同时还能提高塑料的光稳定性、热稳定性和耐气候性。 (4)润滑剂 稳定剂的作用是抑制和防止树脂在加工过程中发生粘模，同时
3、还能改善塑料的流动性以及提高塑料表面光泽程度。 (5)稳定剂 稳定剂的作用是抑制和防止树脂在加工过程或使用过程中产生降解。,(1)填充剂 填充剂又称填料，它在塑料中的作用有两种情况：一种是为了减少树脂含量，降低塑料成本，在树脂中掺入一些廉价的填充剂，此时填充剂是起增量作用；另一种是既起增量作用又起改性作用，填充剂不仅使塑料成本大为降低，而且使塑料性能得到显著改善，扩大了塑料的应用范围。,(2)增塑剂 增塑剂的作用是为了增加塑料的塑性、流动性和柔韧性，改善成型性能，降低刚性和脆性，通常加入高沸点液态或低熔点固态的有机化合物。,(3)着色剂 着色剂主要是起装饰美观的作用，同时还能提高塑料的光稳定性
4、、热稳定性和耐气候性。,(4)润滑剂 稳定剂的作用是抑制和防止树脂在加工过程中发生粘模，同时还能改善塑料的流动性以及提高塑料表面光泽程度。,(5)稳定剂 稳定剂的作用是抑制和防止树脂在加工过程或使用过程中产生降解。,二、塑料的特性,(1)密度()小 塑料的密度较小，一般在0.832.2g/cm3之间，只有铝的1/2，铜的1/6，钢的1/81/4。 (2)比强度(/)和比钢度(E/)高 塑料的强度和刚度虽然不如金属好，但塑料的密度小，所以其比强度和比刚度高。 (3)化学稳定性好 塑料对酸、碱等化学药物具有良好的抗腐蚀能力。 (4)电绝缘性能好 塑料具有优越的电绝缘性能和耐电弧特性，所以广泛应用于
5、电机、电器和电子工业中做结构零件和绝缘材料，例如旋钮、开关、接线板、插座等。 (5)耐磨和自润滑性能好 由于塑料的摩擦因数小、耐磨性强、自润滑性能好，可以制造成轴承、齿轮、凸轮和滑轮等机器零件。 (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，如塑料的注射成型、压缩成型、吹塑成型、中空成型和挤出成型等。,二、塑料的特性,(7)绝热、隔声和吸振性能好 由于塑料的绝热、隔声和吸振性能好，所以广泛应用于保温材料、建筑材料和各种机械元件中。,(1)密度()小 塑料的密度较小，一般在0.832.2g/cm3之间，只有铝的1/2，铜的1/6，钢的1/81/4
6、。,(2)比强度(/)和比钢度(E/)高 塑料的强度和刚度虽然不如金属好，但塑料的密度小，所以其比强度和比刚度高。,(3)化学稳定性好 塑料对酸、碱等化学药物具有良好的抗腐蚀能力。,(4)电绝缘性能好 塑料具有优越的电绝缘性能和耐电弧特性，所以广泛应用于电机、电器和电子工业中做结构零件和绝缘材料，例如旋钮、开关、接线板、插座等。,(5)耐磨和自润滑性能好 由于塑料的摩擦因数小、耐磨性强、自润滑性能好，可以制造成轴承、齿轮、凸轮和滑轮等机器零件。,(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，如塑料的注射成型、压缩成型、吹塑成型、中空成型和挤出成
7、型等。,(7)绝热、隔声和吸振性能好 由于塑料的绝热、隔声和吸振性能好，所以广泛应用于保温材料、建筑材料和各种机械元件中。,三、塑料的分类性能,1.按塑料的使用性能进行分类 2.按塑料中合成树脂的分子结构和热性能分类,1.按塑料的使用性能进行分类,(1)通用塑料 它是指作为非结构材料使用，产量大，价格低廉，用途广，成型性好的塑料。 (2)工程塑料 它是指作为结构材料使用，具有某些金属材料的性能，能承受一定的外力作用，并有良好力学性能和尺寸稳定性以及在高、低温下仍具有优良性能的塑料，主要有聚酰胺、聚砜、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS塑料等。 (3)增强塑料 它是指在塑料中加入玻璃纤维等填料作为增强材料
8、，以进一步改善塑料的力学、电气性能，这种新型的复合材料通常称为增强塑料。,(1)通用塑料 它是指作为非结构材料使用，产量大，价格低廉，用途广，成型性好的塑料。,(2)工程塑料 它是指作为结构材料使用，具有某些金属材料的性能，能承受一定的外力作用，并有良好力学性能和尺寸稳定性以及在高、低温下仍具有优良性能的塑料，主要有聚酰胺、聚砜、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS塑料等。,(3)增强塑料 它是指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、电气性能，这种新型的复合材料通常称为增强塑料。,2.按塑料中合成树脂的分子结构和热性能分类,(1)热塑性塑料 热塑性塑料中树脂的分子是线型或支链型结
9、构。 (2)热固性塑料 热固性塑料中树脂的分子最终是呈体型结构。,(1)热塑性塑料 热塑性塑料中树脂的分子是线型或支链型结构。,表5-1 常用热塑性塑料的使用性能及用途,(1)热塑性塑料 热塑性塑料中树脂的分子是线型或支链型结构。,表5-1 常用热塑性塑料的使用性能及用途,(1)热塑性塑料 热塑性塑料中树脂的分子是线型或支链型结构。,表5-1 常用热塑性塑料的使用性能及用途,(1)热塑性塑料 热塑性塑料中树脂的分子是线型或支链型结构。,表5-2 常用热塑性塑料的成型性能,(1)热塑性塑料 热塑性塑料中树脂的分子是线型或支链型结构。,表5-2 常用热塑性塑料的成型性能,(1)热塑性塑料 热塑性塑
10、料中树脂的分子是线型或支链型结构。,表5-2 常用热塑性塑料的成型性能,(2)热固性塑料 热固性塑料中树脂的分子最终是呈体型结构。,表5-3 常用热固性塑料的使用性能及用途,(2)热固性塑料 热固性塑料中树脂的分子最终是呈体型结构。,表5-4 常用热固性塑料的成型性能,(2)热固性塑料 热固性塑料中树脂的分子最终是呈体型结构。,表5-4 常用热固性塑料的成型性能,(2)热固性塑料 热固性塑料中树脂的分子最终是呈体型结构。,表5-4 常用热固性塑料的成型性能,四、塑料的成型收缩,1.热固性塑料 2.热塑性塑料,1.热固性塑料,(1)塑料种类 每类塑料的收缩率各不相同，即使同类塑料，其树脂的分子量
11、和填料品种及含量等的不同，收缩率也不同。 (2)塑料制品结构 制品形状、尺寸、壁厚、有无镶嵌件，嵌件数量与分布对收缩率有较大的影响。 (3)模具结构 模具分型面及加工方向、浇注系统的形式及尺寸，对塑件的收缩率也有影响。 (4)化学结构的变化 热固性塑料在成型过程中，树脂分子是从线型结构过渡到体型结构的，而后者的密度比前者大，故要收缩。 (5)成型工艺 预热情况、成型温度、模具温度、成型压力、保压时间等对收缩率有影响。 (6)成型方法 压注和注射成型一般收缩较大，方向性明显。,(1)塑料种类 每类塑料的收缩率各不相同，即使同类塑料，其树脂的分子量和填料品种及含量等的不同，收缩率也不同。,(2)塑
12、料制品结构 制品形状、尺寸、壁厚、有无镶嵌件，嵌件数量与分布对收缩率有较大的影响。,(3)模具结构 模具分型面及加工方向、浇注系统的形式及尺寸，对塑件的收缩率也有影响。,(4)化学结构的变化 热固性塑料在成型过程中，树脂分子是从线型结构过渡到体型结构的，而后者的密度比前者大，故要收缩。,(5)成型工艺 预热情况、成型温度、模具温度、成型压力、保压时间等对收缩率有影响。,(6)成型方法 压注和注射成型一般收缩较大，方向性明显。,2.热塑性塑料,(1)塑料品种 热塑性塑料在成型过程中由于存在结晶化引起的体积变化，内应力强，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收缩率较大，方向
13、性明显。 (2)塑件特性 塑件成型时，熔料与模具型腔表面接触层的冷却比较快，形成较低密度的固态层。 (3)浇口形式和尺寸 (4)成型条件 模具温度、注射压力、保压时间等对塑件的收缩均有直接影响。,(1)塑料品种 热塑性塑料在成型过程中由于存在结晶化引起的体积变化，内应力强，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收缩率较大，方向性明显。,(2)塑件特性 塑件成型时，熔料与模具型腔表面接触层的冷却比较快，形成较低密度的固态层。,(3)浇口形式和尺寸,这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补塑及成型时间。,(4)成型条件 模具温度、注射压力、保压时间等对塑件的收缩均有直接影响
14、。,第二节 塑料模的分类,1.注射模 2.压缩模 3.压注模 4.挤出模 5.中空吹塑模 6.真空成型模 7.压缩空气成型模,1.注射模,塑料注射成型所用的模具称为注射模。注射成型是将塑料先加在注射机的加热料筒内，料筒内的塑料受热熔融，在注射机的螺杆或活塞推动下，经注射机的喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，塑料在模具型腔内硬化定型。注射成型是热塑性塑料制品生产的一种重要方法。除少数热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型方法生产塑料制品。注射模塑不仅用于热塑性塑料的成型，而且已经成功地应用于热固性塑料的成型。注射成型在塑料制件成型中占有很大比重，世界上塑料成型模具中约半数以上是注射模
15、。,2.压缩模,塑料压缩成型所用的模具称为压缩模。压缩成型是将塑料原料(粉状、粒状、碎屑状或纤维状)直接加入模具的加料腔内，再将模具闭合，塑料在热和压力的作用下成为流动状态并充满型腔，然后由于化学或物理变化使塑料硬化定型。这种成型方法多用于热固性塑料制品的成型，也可用于热塑性塑料的成型。,3.压注模,塑料压注成型所用的模具称为压注模，又称传递模。压注成型是先将塑料原料(最好是经预压成锭料和预热的塑料)加入模具的加料腔中，使其受热成为粘流状态，在柱塞压力的作用下，粘流态的塑料经过浇注系统，进入并充满闭合的型腔，塑料在型腔内继续受热受压，经过一定时间的固化后，打开模具取出塑料制品。压注模多用于热固
16、性塑料的成型。,4.挤出模,用于塑料挤出成型的模具叫挤出模。挤出成型是使处于粘流状态的塑料在高温、高压下通过具有特定断面形状的模口，然后在较低温度下定型，以生产具有所需截面形状的连续型材的成型方法。挤出成型主要用于生产连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜、电线电缆的涂覆合涂层制品等。这种成型方法在热塑性塑料成型中，是一种用途广泛、所占比例很大的加工方法。少数热固性塑料(例如酚醛、脲甲醛等)也可用于挤出成型。,5.中空吹塑模,塑料的中空吹塑成型所用的模具称为中空吹塑模。中空吹塑成型是将处于塑性状态的型坯置于模具型腔内，借助压缩空气将其吹胀，使之紧贴于型腔壁上，经冷却定型得到中空塑料制品的成型方法。这种成型方法可以获得各种形状与大小的中空薄壁塑料制品，在工业中尤其是在日用工业中应用十分广泛。,6.真空成型模,塑料真空成型所用的模具称为真空成型模。真空成型的过程是把热塑性塑料板(片)固定在模具上，用辐射加热器进行加热，当加热到软化温度时，用真空泵把板(片)材与模具之间的空气抽掉，借助大气压力，使板材贴模而成型，冷却后借助压
