塑料性能和常见问题（PPT32页)

1主要内容一、塑料的分类汇总二、常用塑料的性能及应用问题三、常用塑料的基本性能参数2一、塑料分类汇总非晶塑料结晶塑料31、非晶塑料42、结晶塑料玻璃态高弹态粘流态53、结晶与非结晶塑料的区别结晶性塑料有明显的熔点，固体时分子呈规则排列。规则排列区域称为晶区，无序排列区域称为非晶区.一、什么是结晶性塑料？63、结晶与非结晶塑料的区别结晶使塑料变脆（耐冲击强度下降），韧性较差，延展性较差。二、结晶对塑料性能的影响结晶使塑料不透明，因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。减小球晶尺寸到一定程式度，不仅提高了塑料的强度（减小了晶间缺陷）而且提高了透明度（当球晶尺寸小于光波长时不会产生散射）。结晶性塑料在温度升高时不出现高弹态，温度升高至熔融温度TM时，呈现粘流态。因此结晶性塑料的使用温度从Tg（玻璃化温度）提高到TM（熔融温度）。渗透性等得到提高，因为结晶分排列更加紧密。结晶性塑料在结晶过程中发生较大的体积收缩，引起较大的成型收缩率，尺寸不稳定。尺寸稳定性光学性能热性能耐溶剂性力学性能73、结晶与非结晶塑料的区别三、影响结晶的因素有哪些？压力温度高分子从无序的卷团移动到正在生长的晶体的表面，模温较高时提高了高分子的活动性从而加快了结晶。在冷却过程中如果有外力作用，也能促进聚合物的结晶，故生产中可调高射出压力和保压压力来控制结晶性塑料的结晶度81）冷却时释放出的热量大，要充分冷却，高模温成型时注意冷却时间的控制。2）熔态与固态时的比重差大，成型收缩大，易发生缩孔、气孔，要注意保压压力的设定3）模温低时，冷却快，结晶度低，收缩小，透明度高。结晶度与塑件壁厚有关，塑件壁厚大时冷却慢结晶度高，收缩大，物性好，所以结晶性塑料应按要求必须控制模温。4）各向异性显著，内应力大，脱模后未结晶折分子有继续结晶化的倾向，处于能量不平衡状态，易发生变形、翘曲，应适当提高料温和模具温度，中等的注射压力和注射速度。当然，在模具设计中要注意浇口的位置和大小，加强筋和位置与大小。四、结晶性塑料的成型工艺9二、常用材料的性能和应用问题PC--聚碳酸酯PC通称聚碳酸酯，由于其优良的机械性能。PC具有机械强度高、使用温度范围广、电绝缘性能好（但防电弧性能不变）、尺寸稳定性好、透明等特点。材料性能10二、常用材料的性能和应用问题1.高温下PC对微量水份即敏感,必须充分干燥原料,使含水量降低到0.02%以下；2.一般可用对空挤出法判断干燥是否足够；3.PC对温度很敏感,熔体粘度随温度升高而明显下降.料筒温度:250-320℃,(不超过350℃),适当提高后料筒温度对塑化有利;4.模温控制:85-120℃,模温宜高以减少模温及料温的差异从而降低胶件内应力,从注塑切换为保压之保，保压要尽量低，以免成型品发生残留应力；有利于后需喷漆。5.而残留应力可用退火方式来去除或减轻；条件是120至130℃约三十分钟至一小时。6.射速与浇口设计有很大关系，使用直接浇口或边缘浇口时，为防止日晖现象和波流痕现象，则应用较慢之射速。7.再生料的使用比例可达20%。在某些情况下，可100%的使用再生料，实际份量要视制品的品质要求而定。8.在高温下停留时间过长，物料会降质，放也CO2，变成黄色。9.勿用LDPE、POM、ABS或PA清理机筒，应用PS清理。注塑工艺要点PC--聚碳酸酯11二、常用材料的性能和应用问题PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT是最坚韧的工程热塑材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。玻璃添加剂过多将导致材料变脆。PBT的结晶很迅速，这将导致因冷却不均匀而造成弯曲变形。对于有玻璃添加剂类型的材料，流程方向的收缩率可以减小，但与流程垂直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。材料性能121.干燥处理：这种材料在高温下很容易水解，因此加工前的干燥处理是很重要的。2.模具温度：对于未增强型的材料为40~60C。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。3.注射速度：应使用尽可能快的注射速度（因为PBT的凝固很快）。注塑工艺要点PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯13PMMA-聚甲基丙烯酸甲酯PMMA化学名为聚甲基丙烯酸甲酯。由于PMMA表面硬度不高、易擦毛、抗冲击性能低、成型流动性能差等缺点，PMMA的改性相继出现。如甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丁二烯的共聚，PMMA与PC的共混等。372有机玻璃就是甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯进行共聚而得。材料性能14注塑工艺要点PMMA-聚甲基丙烯酸甲酯1.PMMA的加工要求较严格，它对水份和温度很敏感，加工前要充分干燥(建议干燥条件为90℃、2~4小时)。2.PMMA熔体粘度较大，需在较高（225-245℃）和压力下成型，模温在65-80℃较好。3.PMMA稳定性不太好，受高温或在较高温度下停留时间过长都会造成降解。螺杆转速不宜过大（60%左右即可），较厚的PMMA制件内易出现“空洞”，需采取大浇口，“低料温、高模温、慢速”注射的办法来加工。15PP-聚丙烯PP为结晶型高聚物，常用塑料中PP最轻，密度仅为0.91g/cm3（比水小）。PP有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。改性填充物通常有玻璃纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。高结晶度,耐磨性好,优于HIPS,高温冲击性好,硬度低于ABS、HIPS.材料性能16注塑工艺要点1.高结晶的PP高分子在熔点附近其容积会发生很大变化,冷却时收缩及结晶化导致胶件内部产生「气泡」甚至局部空心(这会影响制件机械强度)，均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）；2.模温:一般40-60℃,模温太低(＜40℃),胶件表面光泽差,甚至无光泽,模温太高(＞90℃),则易发生翘曲变形、缩水等;3.PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）；4.PP冷却速度快,宜快速注射,适当加深排气槽来改善排气不良PP-聚丙烯17ABS-丙烯腈丁二烯苯乙烯ABS通称丙烯腈丁二烯苯乙烯，是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三种单体共聚而成。由于三种单体的比例不同，可有不同性能和熔融温度，流动性能的ABS如与其它塑料或添加剂共混，则更可扩大至不同用途和性能的ABS，如抗冲级、耐热级、阻燃级、透明级、增强级、电镀级等。ABS的流动性介于PS与PC之间，其流动性与注射温度和压力都有关系，其中注射压力的影响稍大，因此成型时常采用较高的注射压力以降低熔体粘度，提高充模性能。材料性能18注塑工艺要点1.吸湿性较大,必须干燥,干燥条件85℃,3hrs以上(如要求胶件表面光泽,更需长时间干燥)；2.料温180-260℃(一般不宜超过250℃,因过高温度会引致橡胶成份分解反而使流动性降低),模温40-80℃正常,若要求外观光亮则模温取较高；3.再生料的使用比例不能超过30%，电镀级ABS不能使用再生料。4.一般ABS制品不需后处理，只有电镀级制品需经烘烤（70-80℃，2-4小时）以钝化表面痕迹，并且需电镀的制品不能使用脱模剂，制品取出后要立即包装。5.有几种等级的ABS（特别是阻燃级），在塑化后其熔体对螺杆表面的附着力很大，时间长后会分解。6.当出现上述情况时，需要把螺杆均化段和压缩拉出擦试，并定期用PS等清理螺杆。ABS-丙烯腈丁二烯苯乙烯19POM-聚甲醛POM是结晶型塑料，它的钢性很好，俗称“赛钢”。POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性，它具有耐疲劳性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性等优良的性能。POM不易吸湿，比重为1.42g/cm3，收缩率2.1%（POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可高达到2%~3.5%，较大，对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率），尺寸难控制，热变形温度为172℃。材料性能20POM-聚甲醛POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料并且不易吸收水分。材料性能21注塑工艺要点1.POM为结晶性塑料,原料一般不干燥或短时间干燥(100℃,1-2Hrs);流动性中等,注射速度宜用中～高速;2.温度控制:料温:170-220℃,注意料温不可太高,240℃以上会分解出甲醛单体(熔料颜色变暗),使胶件性能变差及腐蚀模腔；3.因流体流动性对剪切速率敏感,不宜单靠提高料温来提高流动性；4.POM收缩率很大(2-2.5%),须尽量延长保压时间来补缩改善缩水现象.。5.POM制品易产生内应力，后收缩也较大，应进行后处理。6.后处理的条件为：厚度6mm以下，温度100℃，时间0.25～1h。POM-聚甲醛22PA-聚酰胺PA也是结晶型塑料（尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂），作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万，品种很多，应用于注塑加工的常用尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。尼龙具有韧性、耐磨性和自润滑性，其优点主要有机机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面光滑、软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好。材料性能23PA-聚酰胺PA的缺点是吸水性大，染色性差，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低吸水率，使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好（100℃内可长期使用）、耐腐蚀、制件重量轻、易成型。PA缺点主要有：易吸水、注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差.材料性能24注塑工艺要点1.PA易吸湿，加工前一定要充分干燥，含水量应控制在0.3%以下。原料干燥得好，制品光泽高，否则比较粗糙，。2.PA的粘度远比其它热塑性塑料低，且其熔化温度范围较窄（仅5℃左右）。3.PA流动性好，容易充模成型，也易走披锋。喷嘴易出现“流涎”现象，抽胶需大一点。4.PA熔点高，凝固点也高，熔料在模具内随时会因温度降到熔点以下而凝固，妨碍充模成型的完成。所以，必须采用高速注射，（薄壁或长流程制件尤其这样）。5.尼龙模具要有较充分的排气措施。PA-聚酰胺25注塑工艺要点5.PA在熔融状态时，热稳定性较差，易降解。PA对模温要求较高，可利用模温的高低来控制其结晶性，来获得所需的性能。过高的料温易使胶件出现色变`质脆及银丝,而过低的料温使材料很硬可能损伤模具及螺杆.料筒温度220-280℃(纤维偏高),不宜超过300℃,(注:PA6熔点温度210-215℃,PA66熔点温度255-265℃);6.PA制品有时需根据品质要求进行“退火处理”或“调湿处理”。PA-聚酰胺26非结晶材料使用温度三、常用塑料的基本性能参数27结晶材料使用温度28非晶材料加工温度29结晶材料加工温度30三、常用塑料的基本性能参数常用材料的加工相关参数材料Tg℃Tm℃分解温度℃料筒温度℃模具温度℃加工含水率%收缩率％MVRcm3/10minPMMA105270220-26060-90＜0.050.3-0.63(230℃、3.8KG）非结晶材料PC152350260-34060-120＜0.020.5-0.811(300℃、1.2KG）PC-HT185380310-35595-150＜0.020.6-0.9524(330℃、2.16KG）PC/ABS141320230-30040-80＜0.040.5-0.719(260℃、5KG）ABS108280180-24040-80＜0.030.5-0.79(220℃、10KG）PC/ASA141320230-30040-80＜0.040.5-0.723(260℃、5KG）PEI217420350-400135-165＜0.020.5-0.725(360℃、5KG