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1、2019年7月26日星期五,第二章 塑 料,2019年7月26日星期五,提出问题：,1.什么是塑料？塑料分为那几类？,2.常用塑料的性能及应用场合？,3.如何提高塑料性能？,第二章 塑 料,2019年7月26日星期五,2019年7月26日星期五,基本内容：,1.理解塑料成份及组成；,2.塑料特性及用途；,1.重点：塑料的概念、成份,重点难点：,2.难点：对概念的理解,2019年7月26日星期五,一、塑料, 以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压力的作用下能流动成型的高分子有机材料。,A.树脂 指受热时通常有
2、转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。,二、塑料的主要成分,1树脂,塑料,2019年7月26日星期五,B 树脂的作用,塑料的主要成分 决定塑料的类型和基本性能,胶粘其它成分材料 赋予塑料可塑性和流动性,二、塑料的主要成分,C树脂的分类,是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。,天然树脂,2019年7月26日星期五,是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。,合成树脂,二、塑料的主要成分,2.添加剂,A 填充剂（填料）（2050%）,重要的但非必不可少的成分,
3、a 作用：,减少树脂用量，降低塑料成本； 改善塑料某些性能，扩大塑料的应用范围。,例如：酚醛压缩粉若无填充剂，则既不能进行成型加工又无实用价值；PE、PVC+CaCO3 =廉价的具有足够刚性和耐热性的钙塑料；玻璃纤维提高塑料的力学性能；石棉提高耐热性；导电、导热、导磁等。,2019年7月26日星期五,b分类：,按化学性能可分为,有机填料,无机填料,按形状可分为：,A 填充剂（填料）（2050%）,二、塑料的主要成分,粉状：木粉、纸浆、滑石粉、云母粉、石棉粉等 纤维状 ：棉花、亚麻、玻璃纤维、碳纤维等 层状（片状）：纸张、棉布、麻布、玻璃布等,2019年7月26日星期五,2.添加剂,B 增塑剂,
4、能够增加塑料的可加工性、延展性和膨胀性 的物质；它是能与树脂相溶的、不易挥发的高沸点有机化合物。,常用的增塑剂是液态或低熔点固体有机物。主要有甲酸脂类、磷酸酯类和氯化石蜡等。,二、塑料的主要成分,a 概念,2019年7月26日星期五,b 作用：,B 增塑剂,提高塑性、流动性和柔软性； 降低刚性和脆性； 改善塑料的工艺性能和使用性能。,2.添加剂,二、塑料的主要成分,例如：硝化纤维素若无增塑剂，则既不能进行成型加工又无实用价值；硝酸纤维、醋酸纤维、PVC等也必须加入增塑剂。,2019年7月26日星期五,2.添加剂,C 稳定剂（0.30.5%）,凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。,分类：,它的主要
5、作用就是抑制或防止树脂在加工或使用过程中受热而降解。,它的主要作用是阻止树脂在光的作用下降解（塑料变色、力学性能下降等等）。,延缓或抑制塑料氧化速度。,热稳定剂,光稳定剂,抗氧化剂,二、塑料的主要成分,2019年7月26日星期五,2.添加剂,D 润滑剂（1%）,为防止塑料在成型过程中粘模，减少塑料对模具的摩擦，改善塑料的流动性，提高塑件表面的光泽度而加入的添加剂。,二、塑料的主要成分,例如PE、PP、PVC、PS、PA、ABS,E 着色剂（0.010.02%）,a作用 起装饰美观的作用，某些着色剂还能提高塑料的光稳定性、热稳定性和耐候性。,2019年7月26日星期五,2.添加剂,b 分类,颜料
6、,染料,有机颜料,无机颜料,二、塑料的主要成分,无机颜料：着色能力、透明性、鲜艳性较差，但耐光型、耐热性、化学稳定性较好，不易褪色。,染料：色彩鲜艳、颜色齐全，着色能力、透明性好。性能与无机颜料相反。,c 特点：,2019年7月26日星期五,2.添加剂,E 着色剂,有机颜料的特性介于无机颜料和染料之间。,在塑料工业中着色剂多采用颜料,二、塑料的主要成分,还有阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、防腐剂、固化剂和加工助剂等等,并非每种塑料都要加入全部的添加剂，根据塑料品种和需求有选择性的加入某些添加剂,注:,2019年7月26日星期五,三、塑料的特性及用途,1.优点 1.质轻、比强度高。,2.优异的电绝缘性
7、能。,3.优良的化学稳定性能。,4.减摩、耐磨性能好。,5.透光及防护性能。,6.减震、消音性能优良。,2019年7月26日星期五,2.缺点,1、耐热性较差，一般塑料的工作温度仅100C 左右，否则会降解、老化。 2、导热性较差，所以在要求导热性好的场合， 不能用塑料件。 3、吸湿性大，容易发生水解老化。 4、易老化，所以对于使用寿命较长的场合，一 般还是用金属件。,三、塑料的特性及用途,这些不足使塑料在某些领域的应用受到限制。但是，随着新品种塑料的问世以及改性技术的发展，塑料的这些不足都将会得到改进。,2019年7月26日星期五, 在受热或其它条件下能固化成不熔不溶性物质的塑料 ，其分子结构
8、最终为体型结构。（变化过程不可逆）,一、按塑料的物理化学性能分：, 指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，其分子结构是线型或支链型结构。(变化过程可逆),热塑性塑料,热固性塑料,2019年7月26日星期五, 一般指塑料中加入玻璃纤维等填料作为增强材料,改善塑料力学、电气性能。, 一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。, 一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。,二、按塑料的用途分：,增强塑料,工程塑料,通用塑料,2019年7月26日星期五,思考与练习：,1、什么是塑料,塑料的主要成分有哪些? 2、塑
9、料各组成部分的作用是哪些? 3、塑料有那些特性?及有何优缺点? 4. 合成树脂与天然树脂的区别？,2.2 塑料的分类,思考与练习：,1、塑料按物理化学成分分成那几类，各有何特点？ 2、塑料按用途分成那几类，各类有向特点?,2019年7月26日星期五,1.什么是塑料的收缩性？影响收缩率的因素有哪些？,2.什么是塑料的流动性？影响流动性的因素有哪些？,3.什么是塑料的相容性？用在什么地方？,提出问题：,2019年7月26日星期五,目的和要求：,1.掌握热塑性塑料的工艺特性；,重点难点：,收缩性 流动性,2.了解热固性塑料的工艺特性。,2019年7月26日星期五,一、塑料的使用性能,A.物理性能,B
10、.化学性能,C.力学性能,D.热性能,F.电性能,2019年7月26日星期五,热固性塑料收缩的表现形式、影响因素和计算方法与热塑性塑料基本相同。,1.收缩性,热固性塑料流动性通常以拉西格流动性（以毫米计）来表示，数值大则流动性好。,2.流动性,二、热固性塑料的工艺性能,2019年7月26日星期五,二、热固性塑料的工艺性能,每一品种的热固性塑料通常分三个不同等级的流动性：,拉西格流动值为100-130mm：适用于压制无嵌件、形状简单、厚度一般的塑件；,拉西格流动值为131-150mm：用于压制中等复杂程度的塑件；,拉西格流动值为151-180mm：可用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件
11、或用于压注成型。,2.流动性,2019年7月26日星期五,二、热固性塑料的工艺性能,影响流动性的因素：,塑料品种,模具结构,成型工艺,一般树脂分子量小,填料颗粒细且呈球状, 水、增塑剂、润滑剂含量高的，流动性大。,模具成型表面光滑、型腔形状简单，有利于改善流动性。,采用预压锭及先预热，提高成型压力，提高成型温度（在低于塑料硬化温度的条件下）等都能提高塑料的流动性。,2.流动性,2019年7月26日星期五,3.比容和压缩率,比容 ,压缩率 ,每一克塑料所占有的体积（以厘米3/克计）。,塑粉与塑件两者体积或比容之比值（其值恒大于1）。,在热固性塑料的成型过程中，树脂发生交联反应，分子结构由线型变为
12、体型，塑料由既可熔又可溶变为既不熔又不溶的状态，在成型工艺中把这一过程称为固化（熟化）。,4.固化特性,二、热固性塑料的工艺性能,2019年7月26日星期五,5.水分及挥发物含量,塑料生产过程中遗留下来及成型之前在运输、保管期间吸收。,是成型过程中化学反应的副产物。,（流动、收缩、气泡、腐蚀、气味等）,（预热干燥，开排气槽，加排气工步）,处理方法：,产生的影响：,来源：,二、热固性塑料的工艺性能,2019年7月26日星期五,6.热固性塑料受热时的物理状态,热固性塑料：,化学作用使分子结构由线性变为网状，分子停止运动，塑料硬化成坚硬的固体。,加热时很快由固态变成粘流态，这种状态存在的时间很短；,
13、二、热固性塑料的工艺性能,2019年7月26日星期五,1.收缩性,塑件从塑模中取出冷却到室温后，塑件的各部分尺寸都比原来在塑模中的尺寸有所缩小，这种性能称为收缩性。,A.成型收缩的形式：,塑件的线尺寸收缩,收缩方向性,后收缩,后处理收缩,三、热塑性塑料的工艺性能,2019年7月26日星期五,B.影响收缩的基本因素：,三、热塑性塑料的工艺性能,1.收缩性,塑料品种 ：塑料品种不同，收缩率也不同。,塑件结构 ：塑件的形状复杂、尺寸较小、壁薄、有嵌件、嵌件数量多且对称分布，其收缩率小。,模具结构：浇口大，收缩小，各向异性大，沿料流方向收缩小，垂直料流方向收缩大。浇口小，浇口凝结收缩得不到补充，收缩大
14、。,成型条件：模温高，熔体冷却慢，则塑件密度低，收缩大。压力高，时间长则收缩小，方向性大。料温高，收缩大，方向性小。,2019年7月26日星期五,三、热塑性塑料的工艺性能,2.流动性,塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。塑料流动性可以用熔体指数来衡量.,流动性好：如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。,常用塑料根据它的流动性可分为三类：,流动性中等：如改性聚苯乙烯、ABS、AS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛、氯化聚醚等。,流动性差：如聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料等。,2019年7月26日星期五,三、热塑性塑料的工艺性能,2.流动性,凡促使熔体降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降
15、低。,影响流动性的主要因素：,模具结构,压力,温度,料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异。PS、PA、PMMA、ABS、PC,注射压力增大则熔体受剪切作用大，流动性也增大。 PE、PP、POM,2019年7月26日星期五,3.吸水性,吸水性,据此，塑料大致可分为以下两种：,不吸水也不易粘附水分,吸湿、粘附水分,聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚砜,聚乙烯、聚丙烯, 塑料对水分的亲疏程度,三、热塑性塑料的工艺性能,2019年7月26日星期五,4.结晶性,结晶型塑料在模具设计及选择注塑机时的要求及注意事项: （1）塑化时需要更多的热量，应选择塑化能力强的设备。 （2）冷凝结晶时放出的热量多，
16、模具应加强冷却。 （3）成型收缩大，易发生缩孔和气泡。 （4）制品各向异性显著，内应力大，易产生翘曲变形， 成型后应进行适当的热处理。,三、热塑性塑料的工艺性能,2019年7月26日星期五, 对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易出现变色、降解、分解的倾向。这种性能称为热敏性。如硬聚氯乙烯、聚甲醛、聚三氟氯乙烯、尼龙等。,5.热敏性,热敏性,三、热塑性塑料的工艺性能,2019年7月26日星期五, 是指当一定融熔指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷嘴孔时当流速超过某一数值时，熔体表面即发生横向裂纹，这种现象被称为熔体破裂。, 是指有些塑料对应力比较敏感，成型时容易产生内应力，质脆易裂，当塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂的现象，被称为应力开裂。,应力开裂,6.应力开裂,熔体破裂,7.及熔体破裂,三、热塑性塑料的工艺性能,2019年7月26日星期五,思考与练习：,1. 什么是热塑性塑料的收缩性？影响热塑性塑料的收缩
