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1、常见合成材料简介第一章(下)3/27/20221一、塑料3/27/202221塑性类型与特性v塑料:以合成树脂为主要成分,在一定条件(温度,压力等)下,可塑成一定形状,并在常温下保持其形状的材料按塑料组分数分单一组分塑料,如PE,PP,PS多组分塑料,如酚醛塑料按塑料受热后形态性能分热塑性,如PE,PP,PVC热固性,如酚醛,氨基塑料,不饱和聚酯按使用范围和用途分通用,如PE,PP,PS,PVC工程,如聚酰胺,聚甲醛,PC特种,如聚酰亚胺,聚砜,聚苯硫醚随着科学技术的发展,界限越来越模糊,如PP改性后可用于结构材料,超高分子量PE可用作工程塑料3/27/202233塑料组成与作用I合成树脂(4
2、0-100%)决定塑料基本性能粘结作用II助剂(添加剂,改性能,延寿命,降成本)A稳定剂:抗氧剂,酚类,胺类,硫化物,亚磷酸酯热稳定剂:金属盐类,皂类,有机锡,环氧化油,酯类,螯合剂光稳定剂:UV吸收剂,光屏蔽剂,猝灭剂,自由基捕捉剂B增塑剂:邻苯二甲酸酯,磷酸酯类C润滑剂:硬脂酸(酯),石蜡D填充剂/增强剂:碳酸钙,滑石粉,木粉,短纤维E改性剂:ACR,MBSF固化剂:胺类G其他,如发泡,阻燃,抗静电,防腐,着色等3/27/202254塑料成型方法I塑料原料配制工艺混合:固体粉料混合捏合:固体粉料或纤维状料与液体物料的浸渍和混合塑炼:塑性物料与液体或固体物料的混合II塑料制品的生产系统成型;
3、将各种形态的塑料(粉料,粒料,溶液,分散体)制成所需形状的制品或半成品,方法有挤出,注塑,压延,吹塑,模压等机械加工:在成型后的制件上进行车,铣,钻孔等过程(成型中完成不好,或不能完成)修饰:美化制件装配:部件组装3/27/20226塑料制品成型系统-成型v压缩成型v挤出v注塑v传递模塑v吹塑v铸塑滚塑(旋转成型)层压材料成型压延涂敷泡沫塑料成型热成型其他3/27/20227塑料制品成型系统-机械加工v车削和铣削v钻孔v切螺纹v锯切,剪切和冲切v其他3/27/20228塑料制品成型系统-修饰v磨削v锉削v转磨滚光v抛光v溶浸增光和透明涂层v彩饰v涂盖金属v其他3/27/20229塑料制品成型系
4、统-装配v粘合v焊接v机械连接v其他3/27/202210材料简介3/27/2022111、苯乙烯类聚合物通用型聚苯乙烯(PS)高抗冲型聚苯乙烯（HIPS）可发性聚苯乙烯（EPS）ABS树脂（ABS）ACSSANK树脂3/27/202212PSv1930年BASF公司最早投产v密度1.04-1.09v尺寸稳定性好v吸湿性低v易着色v热形变温度70-98、制品使用温度60-80v具有好的介电性能和绝缘性、易产生静电v耐各种碱、盐酸、磷酸、硼酸及各种有机酸，不耐氧化性酸v不溶于非极性烷烃中，溶于芳烃、氯仿中v耐候性较差v耐热性差v硬而脆3/27/202213HIPSv1948年DOW化学公司v苯乙
5、烯-丁二烯嵌段共聚物3/27/202214EPSv1954年BASF公司v轻、导热系数低、吸水性小、介电性能优良、抗振、抗冲击v如：硬质泡沫塑料v加发泡剂，如戊烷3/27/202215ABS1948年美国橡胶公司丙烯腈（20-30%）-丁二烯（6-30%）-苯乙烯（45-70%）三元共聚物外观呈浅象牙色、不透明、无毒无嗅、比重1.05具有较好的低温性能化学稳定性较好具电镀性能，是极好的非金属电镀材料加工性能良好3/27/202216ABSv大量用于各种管子和各种管配件v注射模塑制品广泛用于汽车配件、灯具、仪器和仪表壳体及零件、家电外壳、手提箱、家具、化妆品容器、玩具、照相器材、通讯设备3/27
6、/202217其他vAS树脂（也称SAN树脂苯乙烯-丙烯腈共聚物）vACS树脂是丙烯腈（20%）-氯化聚乙烯（30%）-苯乙烯（50%）三元共聚物vAAS（也称ASA）是丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯vMBS是甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物vBS是苯乙烯-丁二烯共聚物vSMA是苯乙烯-马来酸酐共聚物3/27/202218PSPS比重比重:1.05:1.05克克/ /立方厘米立方厘米成型收缩率成型收缩率:0.6-0.8%:0.6-0.8%成型温度：成型温度：170-250170-250 v物料性能电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好,.强度
7、一般,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.适于制作绝缘透明件.装饰件及化学仪器.光学仪器等零件.v成型性能1.无定形料,吸湿小,不须充分干燥,不易分解,但热膨胀系数大,易产生内应力.流动性较好,可用螺杆或柱塞式注射机成型.v2.宜用高料温,高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔.变形.v3.可用各种形式浇口,浇口与塑件圆弧连接,以免去处浇口时损坏塑件.脱模斜度大,顶出均匀.塑件壁厚均匀,最好不带镶件,如有镶件应预热.3/27/202219ABSABS比重比重:1.05:1.05克克/ /立方厘米立方厘米成型收缩率成型收缩率:0.4-0.7%:0.4-0.7%成型
8、温度：成型温度：200-240200-240干燥条件：干燥条件：80-9080-9022小时小时v物料性能1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.v2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.v3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。v4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。v适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.v成型性能1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.v2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件
9、,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.v3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。v4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。3/27/202220ASAASA比重比重:1.05:1.05克克/ /立方厘米立方厘米成型收缩率成型收缩率:0.4-0.7%:0.4-0.7%成型温度：成型温度：170-230170-230干燥条件：干燥条件：80-9080-9022小时小时v物料性能ASA聚合物是无定形材料，可以采用挤塑和注塑加工制成对气
10、候影响有极好抵抗力的产品。三元共聚物ASA的机械性能通常类似于ABS树脂，不同的是ASA的性能受室外气候的影响要比ABS树脂小得多。适于制作一般建筑领域、户外家具、汽车外侧视镜壳体v成型性能1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.v2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为250度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.v3.市场出售的ASA基本树脂的牌号有：LuranS牌（BASF塑料材料公司）；Gelog牌（通用塑料公司）；Centrex牌（孟山都公司）。3/27/2022
11、212、聚烯烃v低密度聚乙烯LDPEv高密度聚乙烯HDPEv全同立构PPv中密度聚乙烯MDPEv线性低密度聚乙烯LLDPEv全同立构PBv乙烯-丙烯共聚物EPNv乙烯-丙烯-二烯烃共聚物EPDM3/27/202222聚乙烯/PEv树脂中结构最简单v原料丰富v价格低v电绝缘性,化学稳定性优异v易加工成型v品种多3/27/202223v结晶性高聚物v外观白色蜡状、半透明v柔而韧v易于燃烧、离火后继续燃烧、有石蜡气味、火焰上黄下蓝、燃烧时有熔滴落下v常温几乎不溶任何溶剂、长时间溶胀于各种烃中v耐一般酸碱3/27/202224 vLDPE 英国帝国化学公司(ICI)1933年发明,1939年工业化生产
12、、密度0.91-0.935、又称高压聚乙烯vHDPE1953年Ziegler合成,1956年德国赫斯特公司(HochstAG)生产、密度0.94-0.97、又称低压聚乙烯vLLPDE1960年加拿大的杜邦公司（DUPONTOFCANADA）、密度0.91-0.94、性能比LDPE好3/27/202225线性均聚:HMHDPEHDPEUHMWPE共聚:LLDPE/ULDPE支链型均聚:LDPEMDPE共聚:烯烃类乙烯/共聚单体:乙烯/丙烯酸:未被中和的带离子键的乙烯/丙烯酸酯乙烯/醋酸乙烯乙烯/乙烯醇聚乙烯类树脂的构成3/27/202226支链型PEv结晶度低(30-40%)v密度低v透明v封合
13、性好v易于加工,可吹膜、挤膜、挤出涂敷、注塑、中空成型v应用:包装、建筑、农业、工业、日用等3/27/202227I乙烯/醋酸乙烯/EVAv结构特点：极性侧基v应用：60%用于包装20%用于热熔胶6%用于电线电缆其他，如鞋业、建筑、体育用品3/27/202228II乙烯/丙烯酸乙酯/EEAv结构特点：一般EA含15-30%，是聚烯烃族中韧性和柔顺性最好v用途：热熔胶密封管层压片多层膜电缆料3/27/202229III乙烯/丙烯酸甲酯/EMAv结构特点：MA含量一般18-24%，特点是具备高的热稳定性v应用：包装3/27/202230IV乙烯/丙烯酸类v特点：含羧酸基，结晶度降低，更透明v应用：
14、包装表面层粘结层3/27/202231V乙烯/丙烯酸类离聚体v特点：含金属离子，v力学性能，薄膜耐磨性与尼龙、PC等媲美v低温性能，某些品种脆化点低到-74OC，v光学透明性，透明性相当v耐溶剂性，不受有机溶剂影响v电性能，宽频下有好的介电性能v粘合性，与铝、纸、玻璃、金属等粘结优异，易于热封v应用：包装、运动器材、汽车、交换膜、催化3/27/202232VI乙烯/乙烯醇，EVOHv特点：阻隔性好v应用：电子产品包装3/27/202233线性PE3/27/2022343/27/2022353/27/202236HDPE应用：薄膜、包装、中空吹塑和注塑容器、渔网丝、管材、机械零件、代木产品等等瓶
15、、容器、汽油桶占50%，薄膜、电线电缆、型材占25%，注塑制品占25%HDPE可反复加工10次以上HMWHDPE应用：吹塑薄膜、压力管、大型中空容器、片材用于各种工业3/27/2022373/27/202238vUHMWPE突出特点：耐磨性塑料中第一冲击性能好自润滑性能良好，磨耗低低温性能好，脆化温度-80OC以下耐化学腐蚀好，有“塑料王”称号电绝缘好，消音减震性好，抗粘结性好3/27/202239vUHMWPE应用：化学工业耐磨及常与腐蚀性介质相接触的部件，如密封热板、泵组件、轴承衬瓦等煤矿工业传送装置部件、加料斗衬里纺织工业盖板、滚轮造纸工业，体育器材，船舶，医疗器械部件3/27/2022
16、40PEPE比重比重:0.94-0.96:0.94-0.96克克/ /立方厘米立方厘米成型收缩率成型收缩率:1.5-3.6%:1.5-3.6%成型温成型温度：度：140-220140-220v物料性能耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,辐照改性,可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨.低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件.v成型性能1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.v2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.v3.加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤.v4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.v5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂.
