塑料概论

学无常师,道在则是——晋·潘岳归田赋问题：1.什么是模具？2.什么是塑料模具？基本内容：1.理解塑料的概念、分类、成份；2.理解热固性、热塑性塑料两个概念，二者的区别；3.了解塑料的特性及用途。1.重点：塑料的概念、成份、分类重点难点：2.难点：对概念的理解——常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。一、树脂和塑料1．树脂的概念树脂一、树脂和塑料2．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。——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。天然树脂合成树脂一、树脂和塑料3．树脂的合成方法（加聚反应和缩聚反应）特点：反应前后分子数相同由单体变成聚合物是化学键作用反应中分子没有附属产物产生加聚反应可得的是线形高聚物一、树脂和塑料4．树脂的合成方法（加聚反应和缩聚反应）特点：反应前后分子个数不同由单体变为聚合物是由于官能团的作用反应中分子有附属产物产生缩聚反应既可能得线型高聚物也可能得网型或体型高聚物C2H5－O－C2H5一、树脂和塑料塑料的概念——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。塑料二、塑料的成分塑料——树脂＋添加剂1.树脂作用：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、塑料的成分2.添加剂⑴填充剂（填料）重要的但非必不可少的成分作用：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。二、塑料的成分2.添加剂⑴填充剂（填料）分类：按化学性能可分为有机填料无机填料按形状可分为：粉状（HB）纤维状层状（片状）二、塑料的成分2.添加剂⑵增塑剂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。作用：二、塑料的成分要求：⑵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。相溶性好；稳定不析出；无毒无色无味。二、塑料的成分2.添加剂⑶稳定剂凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。可分为以下三种：它的主要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、塑料的成分2.添加剂⑶稳定剂要求：相溶性好；稳定效果好；成型时不挥发，无毒无色无味。二、塑料的成分2.添加剂⑷润滑剂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、塑料的成分2.添加剂⑸着色剂起装饰美观的作用，某些着色剂还能提高塑料的光稳定性、热稳定性和耐候性。分类颜料染料有机颜料无机颜料二、塑料的成分2.添加剂⑸着色剂特点：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。二、塑料的成分2.添加剂⑸着色剂有机颜料的特性介于无机颜料和染料之间。还有阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、防腐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在塑料工业中着色剂多采用颜料——在受热或其它条件下能固化成不熔不溶性物质的塑料，其分子结构最终为体型结构。（变化过程不可逆）三、塑料的分类1．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——一般指具有特种功能（如耐热、自润滑等）应用于特殊要求的塑料。——其高分子聚合物分子量較高，流動性差，成形條件困難，但其機械性能高尺寸稳定，可以作为工程结构件的塑料,適合製成工程用的零件，可取代金屬（或玻璃）的用途。例如：PA/POM/PC/PET/PPO/PBT---等。——一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。其高分子聚合物少，流動性佳成形條件容易，適合製成不同形狀的製品：ABS/SAN/PP/PS/PE/PVC-等。三、塑料的分类2．按塑料的用途分：特种塑料工程塑料通用塑料•A:1、容易加工性。2、自由著色性。•3、輕而堅固性。4、不吸水性。•5、不導電性。6、不導熱性。•7、耐腐蝕性。B．但是塑膠最大的缺點是易燃，因塑膠是由石油提煉•而成，必然具有燃燒性。但可加入某些化合物而令其有難燃性，常用的有加•入氯氣，而成爲防火級別塑膠，而防火級別也有高低之•分如：V0、V2，等等。•V0的意思：是塑膠被火點燃時，如離開火種會立刻熄滅。•V2的意思：是塑膠被火點燃時，如離開火種會在兩秒種自動熄滅。四、塑料的特性1.质轻、比强度高。2.优异的电绝缘性能。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。五、常用塑料的性能与用途参见附录B（自学）塑料的性能使用性能工艺性能体现塑料的使用价值体现塑料的成型性能思考与练习：1.塑料与树脂的关系？2.塑料的成分有哪些，各自作用如何？3.塑料按物理化学性质可分为几种？4.热塑性塑料和热固性塑料的主要区别？5.合成树脂与天然树脂的区别？6.塑料按性能及用途分可分为？目的和要求：1.掌握热固性塑料和热塑性塑料的成型特性；2.掌握常用塑料的牌号，性能。重点难点：固化特性结晶性问题：1.塑料按物理化学性质可分为几种,主要区别？2.合成树脂与天然树脂的区别？3.塑料按性能及用途分可分为？一、热塑性塑料的工艺性能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。成型收缩的形式：⑴塑件的线尺寸收缩⑵收缩方向性⑶后收缩⑷后处理收缩影响收缩的基本因素：⑴塑料品种⑵塑件特性⑶进料口的形式、尺寸、分布⑷成型条件一、热塑性塑料的工艺性能1.收缩性收缩率的计算：塑件的成型收缩值可用以下公式来表示。一、热塑性塑料的工艺性能1.收缩性cbc计S式中：──实际收缩率（%）──计算收缩率（%）a──塑件在成型温度时的单向尺寸（mm）b——塑件在室温下的单向尺寸（mm）c——塑模在室温下的单向尺寸（mm）实S计Sbba实S一、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。流动性好、流动性中等、流动性差分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的塑料流动性就好。常用塑料根据它的流动性可分为三类：凡促使熔融料降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。一、热塑性塑料的工艺性能2.流动性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。注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大。——有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生分解，这种性能称为水敏性。——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。３.热敏性及水敏性热敏性一、热塑性塑料的工艺性能水敏性一、热塑性塑料的工艺性能——指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下不产生相分离现象的能力。4.相容性(共混性)相容性5.吸湿性一、热塑性塑料的工艺性能吸湿性据此，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6.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）。——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。应力开裂一、热塑性塑料的工艺性能５.应力开裂及熔体破裂熔体破裂聚合物状态与塑料成型塑料材料A.成形区域mouldingarea;a.表面不良线badlineofsurface;b.溢料线materialoverflowline;c.分解线decompositionline;d.缺料线materialshortageline模塑压力---温度曲线塑料分类1.热塑性塑料ThermoplasticPlastics聚氯乙烯Polyvinylchloride(PVC)聚笨乙烯Polystyrene(PS)ABS树脂ABS(ABS)聚碳酸Polycarbonate(PC)丙烯酸Acrylic(PMMA)聚丙烯Polypropylene(PP)聚甲醛Acetal(POM)2.热固性塑料ThermosetPlastics环氧树脂Epoxyresins(EP)塑料的注塑温度塑料种类热变形温度(未经改性)料筒温度℃前段中段后段PS85200～280200～260150～160ABS86220～270190～260150～160POM98190～210175～210160～180PP102220～325220～290140～180硬PVC软PVC15070～100170～200170～200170～200140～200140～150130～140PC134300～350280～340230～270PMMA100190～240190～220140～170PVCPVC可分透明、不透明及软硬质等。软质PVC的加工温度是70～100℃，硬质PVC加工时间短，不过须升温到150℃。硬质PVC熔融时，流动性不好，其力学强度也相当大，电气绝缘性件耐热、耐碱、耐酸性等也非常好，且透明可以自由着色。软质PVC因具有可塑性以上述性质较低，不过却可自由制得柔软的薄膜或薄板。软化温度约80℃,硬质耐水，分解温度约273℃。PVC可用于制作桌巾、包装膜、汽车窗帘、公事包、手提包、化学鞋，胶膜能通过紫外线，保温性能很好。硬质PVC可用于水道配管、化学工厂配管、建材、电话机、电气零件、耐药品器具等。PS无色透明，硬而稍脆，耐水性、电气绝缘性非常优越，不受强酸或强碱侵蚀，但对有机溶剂和油缺乏耐力，耐热性也不是很好。聚苯乙烯树脂的另一大特征是熔融树脂的热稳定性和流动性很高，成型性非常好，PS可自由着色，但稍脆。耐冲击性苯乙烯（HIPS）树脂是在苯乙烯树脂中添加丁二烯和苯乙烯共聚合橡胶而得，但两者又各分好几级，此外也有添加紫外线吸收剂或抗氧化剂以改善耐光性，也有把玻璃纤维加入基材中，以加大强度的情况。PS迎合现代视觉的美观透明性和色调，使它可广泛用于面包盒、牛油罐等餐桌用品、商品容器、玩具、水果盘、牙刷或毛刷的柄、肥皂盒、调味料容器等。ABS苯乙烯单体若与丙烯睛单体和丁二烯橡胶聚合，则可得由丙烯睛（A）、丁二烯橡胶（B）、苯乙烯（S）三成分各种比例组合而成的共聚合体（ABS）。ABS等性质，树脂具备冲击强度、机械强度、耐药品性、耐热性、尺寸稳定、加工容易也是较廉价的工业材料。主要用途是制造收音机、电视机外壳、果汁机、吹风机、电动剃须刀的外壳、电扇的本体、汽车的仪表外壳、车厢冷气机外壳。冷暖气前护格机框。PCPC为无色或淡黄色的材料，抗拉强度、弯曲强度、弹性、耐冲击性都大，这些物理性质可与金属材料匹敌。且这些性质不会因温度而有太大变化，在140℃仍可保持强度。脆化温度低到-100～-140℃，耐冲击性很大，高居塑料的首位，可制成胶盔、安全帽。对紫外线的抵抗性很强，曝露屋外十年间的耐候性试验，力学性能仍毫无变化，电气性质也优良，耐药品性是耐酸而不耐碱。PC到220～230℃才开始软化。熔融粘度也大，故成型加工时，需用大于聚苯乙烯或丙烯树脂的高温、高压。PMMA与聚苯乙烯（PS）同是塑料中透明