塑胶材料介绍

ByJimmyYangAboutMaterial(1)2AGENDA•材料的分类•塑料材料的定义•塑料材料的分类•塑料材料的基本性能•常用的塑料材料(典型应用范围,注塑模工艺条件,化学和物理特性)•塑料材料的可燃性等级•塑料材料的老化及防止3材料的分类从不同角度,对材料可按下列分类：分类材料名称化学金属、无机非金属、有机高分子状态单晶、多晶质、非晶态、复合物理性质高强度、高温、超硬、导电、绝缘、磁性、透光、半导体物理效应压电、热电、铁电、光电、电光、声光、磁光、激光用途建筑、结构、研磨、耐火、耐酸、电工、电子、光学、感光、包装4塑料是以树脂为主要成分，在一定温度和压力下塑造成一定形状，并在常温下能保持既定形状的高分子有机材料。树脂是指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，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。广义地讲，在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。塑料的定义5•可调性好，可通过各种物理、化学手段来改变它的性能。•质轻，在飞行器等方面有极大优点。•电性能优良，既可作良好的绝缘体，也可制成半导体、导体。•耐一般的酸碱腐蚀。•容易加工成型。•制成品的表面可喷涂、电镀金属。•塑料品种繁多、各有特点，而且不同品种可以通过掺合、共混、共聚、增强等办法来改善其性能，以满足使用上的不同要求。塑料的共同优点是：6塑料的分类(1)•塑料目前尚无确切的分类，一般分类如下：1．按塑料的物理化学性能分热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。热固性塑料：因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。2．按塑料用选分通用塑料：-般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。工程塑料：-般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。特种塑料：-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。如氟塑料、有机硅等。7塑料的分类(2)•3．按塑料成型方法分模压塑料：供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。层压塑料：指浸有树脂的纤维织物，可经叠合、热压结合而成为整体材料。注射、挤出和吹塑塑料：一般指能在料筒温度下熔融、流动，在模具中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性塑料。浇铸塑料：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。反应注射模塑料：一般指液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固化制得成品。如聚氨脂类。•4．按塑料半制品和制品分模塑粉：又称塑料粉，主要由热固性树脂（如酚醛）和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如酚醛塑料粉。增强塑料：加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。泡沫塑料：整体内合有无数微孔的塑料。薄膜：一般指厚度在O.25毫米以下的平整而柔软的塑料制品。8塑料的基本性能(1)•1．质轻、比强度高。塑料质轻，一般塑料的密度都在0.9~2.3克／厘米3之间，只有钢铁的1／8~1／4、铝的1／2左右，而各种泡沫塑料的密度更低，约在0.01~O.5克／厘米3之间。按单位质量计算的强度称为比强度，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用玻璃纤维增强的塑料可达到170~400兆帕•2．优异的电绝缘性能。几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小的介电损耗和优良的耐电弧特性，这些性能可与陶瓷媲美。•3．优良的化学稳定性能。一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力，特别是聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好，甚至能耐“王水”等强腐蚀性电解质的腐蚀，被称为“塑料王”。•4．减摩、耐磨性能好。大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。许多工程塑料制造的耐摩擦零件就是利用塑料的这些特性，在耐磨塑料中加入某些固体润滑剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。9塑料的基本性能(2)•5．透光及防护性能。多数塑料都可以作为透明或半透明制品，其中聚苯乙烯和丙烯酸酯类塑料象玻璃一样透明。有机玻璃化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能，大量用作农用薄膜。塑料具有多种防护性能，因此常用作防护保装用品，如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。•6．减震、消音性能优良。某些塑料柔韧而富于弹性，当它受到外界频繁的机械冲击和振动时，内部产生粘性内耗，将机械能转变成热能，因此，工程上用作减震消音材料。•然而，塑料也有不足之处。例如，耐热性比金属等材料差，一般塑料仅能在100℃以下温度使用，少数200℃左右使用；塑料的热膨胀系数要比金属大3~10倍，容易受温度变化而影响尺寸的稳定性；在载荷作用下，塑料会缓慢地产生粘性流动或变形，即蠕变现象；此外，塑料在大气、阳光、长期的压力或某些质作用下会发生老化，使性能变坏等。塑料的这些缺点或多或少地影响或限制了它的应用。但是，随着塑料工业的发展和塑料材料研究工作的深入，这些缺点正被逐渐克服，性能优异的新颖塑料和各种塑料复合材料正不断涌现。10常用塑料材料----ABS塑料(1)•中文名称:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物•英文全称:Acrylonitrile-Butadiene-Styrene•典型应用范围: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），电话机壳体等。•注塑模工艺条件:干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~90C下最少干燥2小时。熔化温度：210~280C；建议温度：245C。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。11常用塑料材料----ABS塑料(2)•縮水率:0.5～0.6％密度(g/cm):1～1.2•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.•2、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.•3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。•4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。12常用塑料材料----PP(１)•中文名称:聚丙烯英文全称:PolyProrylene•典型应用范围:汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。•注塑模工艺条件:干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：220~275C，注意不要超过275C。模具温度:40~80C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。13常用塑料材料----PP(２)•化学和物理特性:由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100C）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。•PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。•PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。•PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。•由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。•均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。14常用塑料材料----PA6(1)•中文名称:聚酰胺6或尼龙6英文全称:PolyAmide6•典型应用范围:由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。•注塑模工艺条件:干燥处理：由于PA6很容易吸收水分因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105C，8小时以上的真空烘干。熔化温度：230~280C，对于增强品种为250~280C。模具温度:80~90C。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80~90C。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20~40C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。注射压力：一般在750~1250bar之间（取决于材料和产品设计）。15常用塑料材料----PA6(2)•注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t（这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。•化学和物理特性:PA6的化学物理特性和PA66很相似，然而，它的熔点较低，而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好,但吸湿性也更强。因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响，因此使用PA6设计产品时要充分考虑到这一点。为了提高PA6的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂，有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶，如EPDM和SBR等。对于没有添加剂的产品，PA6的收缩率在1%到1.5%之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%（但和流程相垂直的方向还要稍高一些）。成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。16常用塑料材料----PC+ABS•中文名称:聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物•典型应用范围:计算机和商业机器壳体、电器设备、草坪园艺机器、汽车零件仪表板、内部装修以及车轮盖）。•注塑模工艺条件:干燥处理：加工前的干燥处理是必须的。湿度应小于0.04%，建议干燥条件为90~110C，2~4小时。熔化温度：230~300C。模具温度:50~100C注射压力：取决于塑件。注射速度：尽可能地高。•PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性和PC的优良机械特性和热稳定性。二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性。PC/ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性。17常用塑料材料----PC+PBT•中文名称:聚碳酸酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯的混合物•典型应用范围:齿轮箱、汽车保险杠以及要求具有抗化学反应和耐腐蚀性、热稳定性、抗冲击性以及几何稳定性的产品。•注塑模工艺条件:干燥处理：建议110~135C,约4小时的干燥处理。熔化温度：235~300C模具温度:37~93C。•PC/PBT具有PC和PBT二者的综合特性，例如