塑料培训手册

塑料的定义1,何谓塑料。树脂：由为数众多的低分子有机化合物藉共键构成链聚合而成的分子量较大的化合物，称为合成树脂或合成橡胶和合成纤维。塑料：指有机合成树脂为主要成份，加入或不加入其它配合材料而构成的人造材料，称之为塑料。塑料的分子量一般都在1万----100万。所有塑料都是由C，H，O三种元素组成，所空气中的氧与结合，生产CO，CO2，H2O。高聚物(塑料）的分子量及分子量分布，是研究聚合物及高分子材料性能的最基本数据之一。它涉及到高分子材料及其制品的力学性能，高聚物的流变性质，聚合物加工性能和加工条件的选择。也是在高分子化学、高分子物理领域对具体聚合反应，具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。塑料的分子结构式1.除了氟塑料（含有氟原子的塑料）和有机硅以外，所有塑料几乎都是由碳原子所构成的分子键组成，氢原子连在碳原子的空位处，可连上氢原子数量最多是三个。直链结构分子：H—C—C—C—C—C—HHHHHHHHHHH苯环分子（环状结构分子）：CCCCCHHHHHHC上面的二个分子结构式为塑料的主要分子结构式，环状分子结构为基体的树脂其耐热性和耐化学性比直链分子的要好。通过分子式可以看出，如果材料长期至于空气中，因H与O而发生氧降解，而破坏分子结构式。苯环分子是为最早的酚醛树脂的主要分子结构式。塑料之分类塑料的分类热塑性塑料热固性塑料泛用塑胶工程塑料合胶结晶性非结晶性PE，PPPS，PVCABS，PMMA泛用工程塑胶高性能工程料结晶性非结晶性PA，POM，PBTPC，PP0结晶性PPS，LCP，PVDF（氟塑料）PSUABS/PC，PPO/PS，PA/PP非结晶性PU（聚氨基甲醇乙酯），UF（尿素塑料），PE（酚醛树脂），环氧树脂塑料的特性六大主特性：1.质量轻，一般在0.9—2.3g/cm3范围内。2.强度与刚度高3.化学稳定性好，塑料对酸碱等化学物品有良好的抗腐蚀性。4.电绝缘性能好。5.耐磨性和减磨性能好。6.消声和吸震性能好。塑料的降解方式主要有六种降解方式：1.热降解.主要是在高温下，注塑炮筒温度过高，停留时间过长，导致材料分解。2.力降解.主要是在高剪切力的作用下，如螺杆转速快，背压过大，导致材料分解。3.氧降解.塑料含水与注塑过程，如生产时最后无料时生产，因为气体进入炮筒以内。4.水降解.塑料浸水时间过长导致材料内部分解。5.光降解.日光暴晒时间过长，塑料内部分子结构发生变发，发生降解，产品力学性能下降。6.超声波.在超声波辐照下,塑料熔体发生力化学降解,另外,超声波降解也会导致塑料的屈服拉伸强度下降,表观黏度降低。1.玻璃态：玻璃态的塑科是坚硬的固体。玻璃态塑料受外力作用有一定的变形能力，变形是可逆的，当外力消失后，其变形也随之消失。玻璃化温度；由玻璃态转化为高弹态的温度称之为玻璃化温度（Tg）。玻璃化温度是高聚物的键开始旋转的最低温度。（一般为热处理与拉抻定向提供参考作用）。玻璃化温度也是塑料使用的最高使用温度。2.高弹态：高弹态的塑料．其变形能力增大，但变形仍是可逆的。在该状态下可进行真空成形、压延成形、中空成形等。（吹塑成形类似）3.粘流态：粘流态的塑料成形加工具有不可逆性，在成形和冷却后，形状永远保持下来。在该种状态下可进行注射、吹塑、挤塑等成形加工。粘流态温度：由高弹态转化为粘流态的温度称之为粘流态温度（Tf）热变形温度：塑料制件在热力作用下，最后弯曲至2.5MM时的温度.熔融指数:在测定的标准状态下,设定一定的温度,在10S以内流出的塑料的克重为熔融指数标准.(它是衡量一种材料的流动性好坏的主要标志)热塑性塑料的三种状态结晶性与非结晶性材料结晶性与非结晶性材料定义.从结晶度严格来讲,一般结晶度为80%以上的材料称之为结晶性材料,其余为非结晶性材料.但目前很多结晶度在60%以上的半结晶性材料我们也称之为结晶性材料.从广义上来讲,我们把有结晶倾向的材料统称为结晶性(线性)材料.把无结晶倾向的材料称为非结晶性(无定性)材料.结晶性材料与非结晶性材料的主要区别1.结晶性材料应力明显集中.2.结晶性材料有固定的熔点.(非结晶性材料找不出固定的熔点)3.结晶性晶体按次序排列,(非结晶性材料不按次序排列).4.结晶性材料其耐热性和较高强度的机械性能明显高于非结晶性材料.5.结晶性材料多为不透明或半透明,非结晶性材料多为透明或半透明.6.结晶性材料成型收缩大，易发生缩孔，气孔，要注意保压压力。7.结晶性材料表面滑性，不能涂刷或很能涂刷，非结晶生材料表面能吸收其它分子，故能镀铬。塑料的结晶度越高，其密度就大，熔点就越高，而且强度大，透明性低，伸长率小。可见结晶度跟物性有着紧密的关系。备注:塑料在成型的过程中,其结晶度高低也取决于模温,模温低，结晶度低，收缩小，透明度高，模温度，结晶度高，物性好，所以生产特别注意模温。塑料材料中玻纤的用途玻璃纤维:主要成份铝,钙,镁，硼，等碳酸盐混合所构成的无机纤维。玻璃纤维分为二种：即长纤维与短纤维之分，一般塑料材料中所指的玻纤都是指短纤维。长纤维是一种特殊的纤维，一般在5MM长的纤维就称之为长纤维了，目前有12MM长纤维较多，其价格非常贵，加入塑料中后，塑料的机械强度非常强。其对模具设计要求也较高。（主要表现在流道及进浇口的形式，一般用圆形流道，浇口尺寸一般为5MM以上较合适）玻璃纤维的主要作用：优点：1.提高刚性与硬度2.提高耐热性和热变形温度。3.提高尺寸的稳定性，降低收缩率4.减小翘曲变形与蠕变性能。5.影响阻燃效果6.长玻纤增提高冲击强度（玻纤的长度对冲击力至关重要。）缺点：1.降低表面光泽度2.增加吸湿性.热塑性塑料的成型工艺特性七大工艺特性：1.收缩性。2.流动性3.结晶型4.热敏性及易水解性。5.应力开裂及熔体破裂。6.热性能及冷确速度。7.吸湿性塑料材料成型工艺中的收缩性收缩率的计算公式：S：收缩率A：模具尺寸B：塑件尺寸SA-BB100%1.塑料制品在成型时熔融料与型腔表面接接外层立即冷却形成低密度的固体外壳。由于塑料的导热性差，使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。所以壁厚，冷却，慢，高密度层厚的则收缩大。另外有无嵌件及嵌件布局，数量都直接影响料流方向，密度分布及收缩阻力大小等，所以塑件的特性对收缩大小，方向性影响较大。2.进浇口形式，大小，成型条件的以及模温高低都对收缩有一定地影响。一般来讲，直接进浇口与进浇口截面积大（尤其是截面较厚的），收缩小但方向性大。3.成型条件模具温度高,熔融料冷却慢,密度高,收缩大,尤其结晶性材料收缩更大.故增加注塑压力,延长保压时间及冷却时间，也可适当的改变收缩的情况。模具设计一般如下：1.塑件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以便留有修模的余地。2.要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况。3.试模确定浇注系统形式，尺寸及成型条件后，根据产品的缺陷进行改模。塑料材料的流动性1.热塑性塑料的流动性，根据其塑料材料品种不同而不同，就是同一品种的塑料，因为，型号，制造成方法不同也不一样，一般塑料材料流动性的好坏，主要取决于分子量多少以及分子量分布，分子结构性来决定的。判定一种材料流动性的好坏，主要从二个方面来定，一为熔融指数，二为流动比（流动长度/塑壁厚度），流动性好的塑料粘度差。流动性好的材料：PA，PE，PS，PP，流动性中等的材料：ABS，AS，PMMA，POM，流动性差的材料：PC，RPVC，PSU，PSF，PVDF（”F“氟塑料）塑料的流动性同时也会跟成型条件有关：1.塑料温度高，流动性增大，但不同的塑料也各有差异，如PA，PC，ABS，PMMA，这些材料会温度升高而增大流动性，对PE，POM，材料而言，温度升高流动性没有什么大的变化。2.注塑压力增大，塑料受剪切力作用大，流动性也会增加，，特别是PE，POM较为敏感。所以成型时一般是提高注塑压力来控制流动性即尺寸。3.模具结构的浇注系统，进浇口尺寸，布局，冷却加热系统，型腔光洁度，型腔形状，排气系统都对塑料的流动性有影响。故模具设计一般都是根据塑料的特性，选用合理的结构。树脂的合成方法有三种：1.缩聚反应：单休分子脱掉水或其它简单分子键合成聚合反应，称为缩聚反应。缩聚反应又分二种1均聚反应。2共聚反应2.加聚反应：由不饱合或环状单体分子加成聚合生成聚合物的一种化学反应。反应中没有水或其它分子副产物产出。热敏性塑料与易水解塑料1.热敏性材料：指某些对热较为敏感的，在高温下受热时间长或进料口截面积过小，剪切力作用大时，料温增高易发生变色，降解，分解的倾向，具有这种特性的材料称之为热敏性材料。材料有：硬质PVC，POM，PVDF。热敏性材料分解时，会产生单体，气体，固体等副产物，特别是气体对人体，设备，模具都有刺激，腐蚀作用或毒性。可在塑料材料中添加稳定剂，可减弱其热敏性能。2.易水解性材料：即指有些塑料只能在干燥充分的条件下才能生产。否则只要含有少量水份，在高温高村下也会发生分解。材料有：PC，PPS，PSU，TPU，以及高性能改性工程塑料。这些材料必须充分干燥后方可生产，一般水份控制在0.02%以内。塑料的应力开裂与熔体破裂1.应力开裂：因有些塑料对应力敏感，成型时易产生内应力并质脆易裂，塑料在有外力的作用下或在溶化的作用下即发生开裂现像。对策：原料内加入添加化提高产品开裂性，对原料注意干燥，合理的选择成型条件，以减少内应力和增加搞裂性，并选择合理的塑件形状。尽量避免冷脆时脱模。产品可做后处理，来消除内应力并禁止与溶化接触。2.熔体破裂:当一定融体流动速率，在怛温下通过喷嘴孔时其流速超过某值时，熔体表面发生明显横向裂纹称为融体破裂。故在选用熔体流动率较高的聚合物时，应增大喷咀，浇道，进料口截面积，减少注塑速度，提高料温。热性能及冷却速度，材料的吸湿性1.各种塑料因为不同的比热，热传导率，热变形温度等热性能。比热高的塑化时需要热量大，应选用塑化能力大的注塑机。热变形温度高的塑料冷却时间可短，脱模可早，但需要注意冷却后的收缩变形。热传导率低的塑料，冷却速度慢,要加强模具冷却效果。热流道模个适用于比热低，热传率高的塑料，比热大，热传导率低，冷却速度慢的塑料则不利于高速成型。必须选用适当的注塑机及加强模具冷却效果。2。吸湿性塑料中因有各种添加剂，使其对水分有不同程度的吸水效果，所以塑料大致可以分为吸湿，粘附水分及不吸水也不易粘附水分的两种。塑料中含有的水份必须控制在注塑工艺允许的范围内方可生产。不然，在高温高压下，分解出来的气体对塑料制品本身有很大的影响，一般为外观不良，其机械强度也严重下降。所以塑料必须干燥处理。各种塑料材料的工艺特性ABS(丙烯腈、丁二烯,苯乙烯)密度：1.0—1.2g/cm3成型收缩率：0.4—0.7%加工温度：190℃---240℃干燥温度：80~90℃2-3小时物理特性：三种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。成型工艺特性：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。材料湿度应保证小于0.1%。模具温度：25…70C。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力：500~1000bar。注射速度：中高速度。出模角度：1--2℃热变形温度：82--118℃，排气：0.025—0.05MM深，4-6MM宽。用途：主要用于汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。各种塑料材料的工艺特性PP(聚丙烯)密度：0.90-0.92g/cm3成型收缩率：1.8~2.5%30%玻纤收缩