塑料材料的加工

塑料•塑料是一种以合成或天然的高分子化合物为主要成分，在一定的温度和压力条件下，可塑制成一定形状，当外力解除后，在常温下仍能保持其形状不变的材料。塑料的特性•①大多数塑料质轻，化学性稳定，耐腐蚀；•②耐冲击性好；•③具有较好的透明性和耐磨耗性；•④绝缘性好，导热性低；•⑤一般成型性、着色性好，加工成本低；•⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；•⑦尺寸稳定性差，容易变形；•⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；•⑨容易老化；•⑩某些塑料易溶于溶剂。塑料的成分1．合成树脂•合成树脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40%～100%。由于含量大，而且树脂的性质常常决定了塑料的性质，所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。2．填料•填料又叫填充剂，它可以提高塑料的强度和耐热性能，并降低成本。填料可分为有机填料和无机填料两类，前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等，后者如玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等3.增塑剂•增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，最常用的是邻苯二甲酸酯类。4.固化剂•使型(芯)砂中的黏结剂产生化学反应而将砂粒固结在一起的材料。固化剂可为固体、液体或气体5.着色剂•着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。4．稳定剂•为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中加入稳定剂。常用的有硬脂酸盐、环氧树脂等。6.其它助剂•为了改善或调节塑料的某些性能，以适应使用和加工的特殊要求，可以在塑料中掺加各种不同的助剂，如阻燃剂、发泡剂、润滑剂、抗老化剂等。塑料的分类&按受热成型划分•热固性塑料塑料的分类&按受热成型划分•热塑性塑料塑料的分类&按受热成型划分•热固性塑料*按合成塑料的树脂划分•酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、氨基树脂、醇酸树脂、烯丙基树脂、脲甲醛树脂(UF)、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯(UP)、硅树脂、聚氨酯(PUR)等塑料的分类&按受热成型划分•热塑性塑料具体分类•聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(俗称尼龙)(PA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(俗称有机玻璃)(PMMA)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(A/S)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETP)等塑料的分类&按树脂的合成方法分类•缩合物塑料•两个或两上以上的不同分子化合，放出水或其它简单的物质（如氨、氯化氢），生成一种与原来分子完全不同的化学反应物称为缩合物，如酚醛塑料、有机硅塑料、聚酯塑料等。•聚合物塑料•由许多相同的分子连续而成庞大的分子，且基本化学组成不发生变化的化学反应物称为聚合物。所有聚合物塑料如聚乙烯塑料、聚苯乙烯塑料、聚甲基丙烯酸甲脂塑料等。塑料的分类&按塑料使用性能分类•工程塑料具有某些金属性能，能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能、电性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能的塑料。塑料的分类&按塑料使用性能分类•通用塑料聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、氨基树脂塑料的分类&按塑料加工方法分类•可以分为模压、层压、注射、挤出、吹塑、浇铸塑料和反应注射塑料等多种类型。模压•模压塑料多为物性的加工性能与一般固性塑料相类似的塑料层压•层压塑料是指浸有树脂的纤维织物，经叠合、热压而结合成为整体的材料注射、挤出、吹塑•注射、挤出和吹塑多为物性和加工性能与一般热塑性塑料相类似的塑料浇铸•浇铸塑料是指能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料，如MC尼龙等反应注射•反应注射塑料是用液态原材料，加压注入膜腔内，使其反应固化成一定形状制品的塑料，如聚氨酯等塑料材料的加工•塑料的成型加工是指由合成树脂制造厂制造的聚合物制成最终塑料制品的过程。加工方法（通常称为塑料的一次加工）包括压塑（模压成型）、挤塑（挤出成型）、注塑（注射成型）、吹塑（中空成型）、压延等吸塑•用吸塑机将片材加热到一定温度后，通过真空泵产生负压将塑料片材吸附到模型表面上，经冷却定型而转变成不同形状的泡罩或泡壳。压塑•压塑也称模压成型或压制成型，压塑主要用于酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂等热固性塑料的成型挤塑•挤塑又称挤出成型，是使用挤塑机（挤出机）将加热的树脂连续通过模具，挤出所需形状的制品的方法。•挤塑有时也有于热固性塑料的成型，并可用于泡沫塑料的成型。•优点是可挤出各种形状的制品，生产效率高，可自动化、连续化生产；•缺点是热固性塑料不能广泛采用此法加工，制品尺寸容易产生偏差。挤塑注塑•注塑又称注射成型。注塑是使用注塑机（或称注射机）将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却、固化获得产品的方法。注塑也能用于热固性塑料及泡沫塑料的成型。•优点是生产速度快、效率高，操作可自动化，能成型形状复杂的零件，特别适合大量生产。•缺点是设备及模具成本高，注塑机清理较困难等。注塑吹塑•吹塑又称中空吹塑或中空成型。吹塑是借助压缩空气的压力使闭合在模具中的热的树脂型坯吹胀为空心制品的一种方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品两种方法。用吹塑法可生产薄膜制品、各种瓶、桶、壶类容器及儿童玩具等。压延•压延是将树脂和各种添加剂经预期处理（捏合、过滤等）后通过压延机的两个或多个转向相反的压延辊的间隙加工成薄膜或片材，随后从压延机辊筒上剥离下来，再经冷却定型的一种成型方法。压延是主要用于聚氯乙烯树脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板砖等制品。压延发泡成型•发泡材料（PVC，PE和PS等）中加入适当的发泡剂，使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料。按泡孔结构分为开孔泡沫塑料（觉大多数气孔互相连通）和闭孔泡沫塑料（绝大多数气孔是互相分隔的），这主要是由制造方法（分为化学发泡，物理发泡和机械发泡）决定的新型塑料&新型高热传导率生物塑料•日本电气公司新开发出以植物为原料的生物塑料，其热传导率与不锈钢不相上下。该公司在以玉米为原料的聚乳酸树脂中混入长数毫米、直径0.01mm的碳纤维和特殊的粘合剂，制得新型高热传导率的生物塑料。如果混入10%的碳纤维，生物塑料的热传导率与不锈钢不相上下；加入30%的碳纤维时，生物塑料的热传导率为不锈钢的2倍，密度只有不锈钢的1/5。•这种生物塑料除导热性能好外，还具有质量轻、易成型、对环境污染小等优点，可用于生产轻薄型的电脑、手机等电子产品的外框。新型塑料&可变色塑料薄膜•这种薄膜把天然光学效果和人造光学效果结合在一起，实际上是让物体精确改变颜色的一种新途径。这种可变色塑料薄膜为塑料蛋白石薄膜，是由在三维空间叠起来的塑料小球组成的，在塑料小球中间还包含微小的碳纳米粒子，从而光不只是在塑料小球和周围物质之间的边缘区反射，而且也在填在这些塑料小球之间的碳纳米粒子表面反射。这就大大加深了薄膜的颜色。只要控制塑料小球的体积，就能产生只散射某些光谱频率的光物质。新型塑料&塑料血液•英国谢菲尔德大学的研究人员开发出一种人造“塑料血”，外形就像浓稠的糨糊，只要将其溶于水后就可以给病人输血，可作为急救过程中的血液替代品。这种新型人造血由塑料分子构成，一块人造血中有数百万个塑料分子，这些分子的大小和形状都与血红蛋白分子类似，还可携带铁原子，像血红蛋白那样把氧输送到全身。由于制造原料是塑料，因此这种人造血轻便易带，不需要冷藏保存，使用有效期长、工作效率比真正的人造血还高，而且造价较低。新型塑料&新型防弹塑料•墨西哥的一个科研小组最近研制出一种新型防弹塑料，它可用来制作防弹玻璃和防弹服，质量只有传统材料的1/5至1/7。这是一种经过特殊加工的塑料物质，与正常结构的塑料相比，具有超强的防弹性。试验表明，这种新型塑料可以抵御直径22mm的子弹。通常的防弹材料在被子弹击中后会出现受损变形，无法继续使用。这种新型材料受到子弹冲击后，虽然暂时也会变形，但很快就会恢复原状并可继续使用。此外，这种新材料可以将子弹的冲击力平均分配，从而减少对人体的伤害。新型塑料&可降低汽车噪音的塑料•近日，美国聚合物集团公司(PGI)采用可再生的聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯制造成一种新型基础材料，应用于可模塑汽车零部件，可降低噪音。该种材料主要应用于车身和轮舱衬垫，产生一个屏障层，能吸收汽车车厢内的声音并且减少噪音，减少幅度为25%~30%，PGI公司开发了一种特殊的一步法生产工艺，将再生材料和没有经过处理的材料有机结合在一起，通过层叠法和针刺法使得两种材料成为一个整体。