塑料模具设计及制造

书名：塑料模具设计与制造ISBN：978-7-111-29792-5作者：李学锋出版社：机械工业出版社本书配有电子课件塑料模具设计与制造高职高专ppt课件第二章塑料及塑件工艺性学无常师,道在则是——晋·潘岳归田赋塑料模具设计与制造高职高专ppt课件普通高等教育“十一五”国家级规划教材第二章塑料及塑件工艺性问题：–1.什么是模具？什么是塑料模具？–2.塑件成型加工的三要素是什么？–3.塑料常用的成型方法有哪些？塑料模具设计与制造高职高专ppt课件普通高等教育“十一五”国家级规划教材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。重点难点：–1.重点：塑料的概念、成份、分类–2.难点：对概念的理解第二章塑料及塑件工艺性塑料模具设计与制造高职高专ppt课件普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.1塑料概论一、树脂和塑料1.塑料的概念–塑料——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。第二章塑料及塑件工艺性塑料模具设计与制造高职高专ppt课件普通高等教育“十一五”国家级规划教材一、树脂和塑料2.树脂的概念树脂——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，它是塑料最基本也是最重要的成分。第二章塑料及塑件工艺性塑料模具设计与制造高职高专ppt课件普通高等教育“十一五”国家级规划教材一、树脂和塑料3.树脂的分类天然树脂——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。合成树脂——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。第二章塑料及塑件工艺性塑料模具设计与制造高职高专ppt课件普通高等教育“十一五”国家级规划教材一、树脂和塑料4.树脂的结构及其特点nCH2＝CH2乙烯聚乙烯链节：高分子化合物中重复出现的结构单元，如聚乙烯的结构单元是－CH2—CH2—。—CH2—CH2—n第二章塑料及塑件工艺性塑料模具设计与制造高职高专ppt课件普通高等教育“十一五”国家级规划教材–聚合度：聚乙烯分子结构中的n值表示高分子化合物中链节的重复次数，n值越大，相对分子质量越大。–单体：能合成高分子化合物的小分子物质，如聚乙烯的单体是CH2=CH2。—CH2—CH2—n第二章塑料及塑件工艺性塑料模具设计与制造高职高专ppt课件普通高等教育“十一五”国家级规划教材–高聚物分子结构的特点：长链分子分子长链具有柔性高分子链间一旦有交联结构存在将不溶不熔高聚物存在晶态和非晶态两种具有取向性第二章塑料及塑件工艺性塑料模具设计与制造高职高专ppt课件普通高等教育“十一五”国家级规划教材二、塑料的成分塑料——树脂＋添加剂1.树脂塑料的主要成分决定塑料的类型和基本性能作用：胶粘其它成分材料赋予塑料可塑性和流动性第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材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。–分类：按化学性能可分为：有机填料和无机填料粉状、纤维状、层状（片状）第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材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；能与树脂相溶、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：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。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.添加剂⑶稳定剂凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。分类：热稳定剂：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。光稳定剂：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）。抗氧化剂：延缓或抑制塑料氧化速度第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材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。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材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：有机颜料、无机颜料染料第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材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。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材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。–在塑料工业中着色剂多采用颜料–还有阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、防腐剂和加工助剂–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第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材三、塑料的分类1.按塑料的物理化学性能分热塑性塑料——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)热固性塑料——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）第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.按塑料的用途分通用塑料——一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。工程塑料——一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。特种塑料——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。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材四、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。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材五、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第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材–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.塑料按性能及用途分可分为？第二章塑料及塑件工艺性塑料工艺性能心灵纯洁的人，生活充满甜蜜和喜悦——列夫·托尔斯泰普通高等教育“十一五”国家级规划教材–问题–1.塑料的成分有哪些，各自作用如何？–2.塑料按物理化学性质可分为几种，主要区别？–3.塑料按性能及用途分可分为？第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材–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–流动性收缩性结晶性固化特性第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.2塑料的工艺性能一、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后处理收缩第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材1.收缩性–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–收缩率的计算：塑件的成型收缩值可用以下公式2－4来表示。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材1.收缩性–式中：S实──实际收缩率（%）S计──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）bba实Scbc计S(2-4)第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.流动性–塑料在一定温度与压力的作用下填充型腔的能力称为流动性。–常用塑料根据它的流动性可分为三类：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。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.流动性影响流动性的主要因素：–温度料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异。–压力注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大。–模具结构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。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材3.结晶性所谓结晶现象即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。结晶型塑料非结晶型（又称无定形）塑料第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材3.结晶性–一般结晶性塑料为不透明或半透明–无定形料为透明（如有机玻璃等）–例外：聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性ABS为无定形塑料但却并不透明第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材3.结晶性结晶型塑料在模具设计及选择注塑机时的要求及注意事项:料温上升到成形温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备。冷凝时放出热量大，要充分冷却。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材4.热敏性及水敏性–热敏性——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。–水敏性——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。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材5.吸湿性–吸湿性——塑料对水分的亲疏程度–据此，塑料大致可分为以下两种：吸湿、粘附水分–聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚砜不吸水也不易粘附水分–聚乙烯、聚丙烯第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材6.应力开裂及熔体破裂–应力开裂——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。–熔体破裂——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。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材7.相容性(共混性）–相容性——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。8.塑料状态与加工性熔融纺丝成型注射成型薄膜吹塑成型挤出成型压延成型中空成型真空和压力成型第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材二、热固性塑料的工艺性能1.收缩性热固性塑料收缩的表现形式、影响因素和计算方法与热塑性塑料基本相同。2.流动性热固性塑料流动性通常以拉西格流动性（以毫米计）来表示，数值大则流动性好。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.流动性热固性塑料流动性通常分三个不同等级的：拉西格流动值为100-130mm：适用于压制无嵌件、形状简单、厚度一般的塑件；拉西格流动值为131-150mm：用于压制中等复杂程度的塑件；拉西格流动值为151-180mm：可用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件或用于压注成型。第二章塑料及塑件工艺性普通高等教育“十一五”国家级规划教材2.流动性影响流动性的因素：–⑴塑料品种一般树脂分子量小,填料颗粒细且呈球状,水、增塑剂、润滑剂含量高的，流动性大。–⑵模具结构模具成型表面光滑、型腔形状简单，有利于改善流动性。–⑶成型工艺