产品设计常用塑胶材料（PPT39页)

产品设计常用塑胶材料内容一.塑料概论二.塑料材料应用性能参数三.塑料的性能与应用四.塑料材料的选用五.塑料的简易鉴别方法六.塑料用添加剂七.塑料UL规范及测试一.塑料概论熱固性彈性體合金塑料加纖工程塑料工程塑料通用級塑料熱塑性塑膠材料控制系統分類液壓分類機械分類注塑機械快速成型模具熱流道模具層疊模具標准模具注塑模具干燥系統吸料系統機械手冷模機熱模機輔助設備塑膠工業1.塑料工业的组成高分子发展史•天然高分子材料天然橡胶,木材等•合成高分子材料ABSPCPA66高分子分子结构高分子组成单元---单体CHHCHH乙烯(单体)CHHCHHn高分子树脂CHHCHH一.塑料概论HDPEPSLDPE接枝高分子一.塑料概论无定型结晶性一.塑料概论12.塑料材料的种类划分材料塑料(高分子)热固性热塑性工程通用无定型结晶性无定型结晶性PCMPPOPEIPPSPBTPETPOMPAPMMAPSPVCABSPEPP一.塑料概论2.塑料材料的种类划分(1)按结晶形态分类结晶性材料：在适当的条件下能产生某几种几何形态晶体结构的塑料(如PE,PP,PA,POM,PBT).无定型塑料：分子形状和分子排列不呈晶体结构而呈无序状的塑料，大多数具透明性如ABS,PC,PSU,PMMA,PS(2)按受热呈现基本行为分类热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化。热固性塑料：受热后成为不熔的物质，再次受热不再具有可塑性。如MF、UF、PF(3)按塑料的应用领域分类通用塑料：只可作为非结构材料使用，产量大，价格低。如EVA、PP、PVC、ABS等工程塑料：可作为结构材料，具有优异的综合性能(包括机械，电性能，耐热性能，耐化学性能，尺寸稳定，加工性能高)并可在较宽的温度范围和较长时间内良好的保持这些性能，并能在承受机械应力和较为苛刻的化学，物理环境中长期使用。工程塑料的产量少，价格高。如PC、POM、PPO、PBT、PET、LCP、NYLON等一.塑料概论3.塑料的成型工艺加工成型塑料材料可用多种不同的方法加工成型，成型后还可采用不同的二次加工方法加工。如车，钻，锣，刨，刮，锉，抛光，电镀，丝印，烫印，喷油等。尽管塑料的加工方法很多，但其中最主要的仍是注塑，挤出，吹塑，搪制为主。其中注塑成型约占60%。不同的加工成型工艺注塑成型挤出成型吹塑成型搪制成型热压制成型传递成型真空成型绕注成型压延成型层积成型吸塑成型浸积成型一.塑料概论塑料成型方法，特点及应用压制成型:将塑料粉及增强，耐磨，耐热等填料置于金属模中，用加压加热方法制得一定形状的塑料制品。一般用于热固性塑料的成型，也适于热塑性塑料的成型。注射成型:将颗粒状或粉末状塑料置于注射机料筒内加热，使其软化后用推杆或旋转螺杆施加压力，使料筒内的胶料丛喷咀注射到模具中。适于形状繁杂批量大的塑件，成本低，速度快。用于聚乙烯，ABS，聚跣胺，聚丙烯，聚苯乙烯等热塑性材料。挤出成型:将塑料料连续的加入浸入料筒，受热软化后用旋转螺杆丛模口挤出。加工管材，棒材，片材。浇注成型:将液态树脂到入模具中，置于一定温度的烘箱中固化。用于枫醛，环氧等热固性塑料，可制大型繁杂件。吹塑成型:先将已制成的片材，管材加热软化或直接把挤压，注射的熔融状态的管材置于模具内，吹入空气使塑料处于高于弹性变形温度而低于其流动温度，吹出的空心制品。用于聚乙烯，软聚碌乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯等热塑性塑料，可制瓶子等。真空成型:将塑料片加热到软化，借真空作用使其贴在模具上，冷却得制件。用于聚碳酸酯，聚枫，聚碌乙烯，ABS等热塑性塑料。可制薄壁的杯，盘罩，壳，盒等敞口制品。一.塑料概论二.塑料材料应用性能参数1塑料材料的物理性能比重塑料的比重是在一定温度条件下，试样密度与水密度的比值。吸水性规定尺寸的样品浸入一定温度的水中，经24小时所吸收的水分，吸水后尺寸及形状会受到影响。透气性一定厚度的塑料薄膜在一个大气压下，一平方米面积在24小时的透气量。透湿性水蒸气对塑料薄膜的透过情况。透明度透光度透过物体的光通量和射到物体上的光通量之比。雾度或浑浊度在入射光反向上的散光对所有透射光之比。雾度通常是瓣透明的但对射入光有漫射的性质。2塑料材料的力学性能拉伸强度在规定的试验温度，湿度，和拉伸速度下对样品施加拉伸力，测定其破坏是的最大载荷。压缩强度在样品上施加压缩力，至破裂(脆性)或屈服.弯曲强度样品放在两支点上，施加集中载荷，使样品变形或破裂时的强度。冲击强度样品受冲击破断时单位面积上所消耗的焦耳。摩擦系数摩擦力与正压力之比值。磨耗塑料在摩擦过程中尺寸改变的机械性破坏过程(磨损，磨蚀)硬度塑料抵抗其它硬物压入的性能。(洛氏，肖氏)。疲劳在一静态破坏而有小量交变循环下使塑料破坏。蠕变在固定的温度，湿度条件下，塑料在固定的外力持续作用下，随时间变化会表现出蠕变特征，其随加载荷而增加，随减载荷而减少，而变形亦逐渐恢复。(拉伸蠕变，压缩蠕变，弯曲蠕变等)持久强度塑料长时间经受静载荷的能力由高而低的时间函数二.塑料材料应用性能参数3塑料材料的使用性能线胀系数:温度升高1度，每1mm的塑料伸长的mm数。一般为钢材的十倍。比热:1克塑料升高温度1度所需的热量单位。导热系数:一单位面积和厚度之塑料所能通过的热量单位，为钢材的1%.耐热性:温度与变形之间的关系。玻璃化温度:塑料由熔融可流动温度降至固态时的温度，具很大的脆性。脆化温度:当对一定低温下的塑料施加压力时，在很小的变形下就会破坏。熔融指数:热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在10分钟通过测试孔所流出的塑料重量。耐燃烧性:由燃烧速率(燃烧时间内样品的燃烧长度)和燃烧失重率(燃烧前后重量之差)来表示。耐电压:迅速将电压升到规定值，一定时间内样品不被击穿。耐老化性:塑料在使用，储存，加工过程中由于受到光，热，氧气，生物，应力等外来因素的作用，引起化学结构破坏而使原有优良性能有所下降的现象。耐化学性:塑料在化学介质中是否受到腐蚀。(重量，体积，强度，色泽等)成型收缩率:塑料在模具中成型，冷却后脱模的成型品的收缩现象。二.塑料材料应用性能参数1.通用塑料AS(SAN)丙烯晴-苯乙烯透明大力胶•AS是丙烯晴(A)，苯乙烯(S)的共聚物，耐气候性中等，不受高湿度环境影响，能耐，•一般性油脂，去污剂和轻度酒精，耐疲劳性较差，不易因能应力而开裂，料质透明度•颇高,流动性好于ABS。•应用：托盘类，杯，餐具，牙刷，冰箱内格，旋钮，灯饰配件，饰物，仪•表镜，包装盒，文具•其它：收缩率0.2-0.7%,合适的壁厚1.5-3mm,三.塑料的性能与应用1ABS丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚体结构：----A-A-B-B-B-S-S-S----A----代表丙烯睛刚性.耐油性.着色性.耐化学腐蚀性.表面硬度B----代表丁二烯韧性.耐低温性,电镀性S----代表苯乙烯刚性.硬度.光泽性及良好的加工流动性，染色性好耐气候性差，易氧化力学性能:综合性能较优,优于HIPS,低于PC/ABSHDT:85-110摄氏度(1.81MPa)模收缩:0.5-0.8%耐候性:较差,对紫外线较敏感电镀性:电镀性好,且具有专用电镀级用途:作一般结构或耐磨受力传动零件和耐腐蚀设备。齿轮，泵叶轮，轴承，把手，管道，电机外壳，电子零件，钟表壳，水箱外壳，冷藏库和冰箱内壳，文具，玩具其它:本色(白色),收缩率0.4-0.7%,合适的壁厚1.8-3mm,溢边值0.04mm三.塑料的性能与应用1应用:计算机外壳:消费性电子:显示器塑件壳机箱外壳打印机外壳三.塑料的性能与应用PSGP改性聚苯乙烯204透明度达88-92%，折光率1.59-1.60，适合作透光制品，染色性强，无毒无味，不致菌类生长，较高的冲击强度,耐酸碱性能好，不耐依据溶剂，电气性能优良，易成型，吸湿少于0.02%可在高湿度保持强度和尺寸，但脆性大。应用：装饰品，照明指示牌，灯罩，文具，透明玩具，日用品，仪表镜片，冷藏库和冰箱内绝热层(发泡后)。其它：收缩率0.4-0.6%合适的薄厚1.5-3mm。PSHI高冲击聚苯乙烯成分中含橡胶后抗冲击强度大大提高，制品上可设计扣位和柱位而柱位亦可用自攻螺丝，在85度下长时间使用，老化加速寿命减少。应用：各类家电外壳，文具，玩具，电子零件，电子仪表壳，冷藏库和冰箱内壳，电话机。其它：收缩率0.4-0.7%合适的薄厚2-3mm。溢边值0.03mm三.塑料的性能与应用PP聚丙烯百折胶类似白色蜡状，比聚乙烯更透明更轻，注塑时流动性好，吸水性低于0.02%，耐化学有机溶剂，除浓硝酸浓硫酸外在很多介质中很稳定，抗冲击强度高，来回屈服力非常高，高频电性能不好，易成型收缩率大，耐温度性强，低温呈脆性，耐磨性不高。应用：一般结构件，耐腐蚀件，受热的电气绝缘零件。各类家庭用品，文具，玩具，化学容器，医疗用品。其它：收缩率1.0-3.5%加入30%玻纤可改善至0.7%左右合适的薄厚1.5-2.5mm。溢边值0.03mmPE聚乙烯最轻的塑料之一，半透明白色状，结晶性材料，屈服能力高但不易回复，优良的介电性能，透水率低耐水性好，化学稳定性高，使用温度可达80-100度摩擦性能和耐寒性好，但机械强度不高，质软，成型收缩大，表面不易粘贴，印刷。应用：一般电缆的包皮，耐腐蚀件，表面涂层。HDPE:胶袋，日用品水桶，电线，玩具，建材。LDPE:胶袋，胶花，玩具，高频电线。其它：收缩率1.5-4.0%合适的薄厚1.0-2.5mm。溢边值0.02mm三.塑料的性能与应用PVC软质聚碌乙烯质柔软耐摩擦，挠曲，弹性良好，吸水性低，易加工成型，有良好的耐寒性和电气性能，化学稳定性强，耐焰自息，消声减震能制各种鲜艳而透明的制品，硬质PVC机械强度较高。但使用温度低(-15--+55度)。应用：通常制成管，棒，薄板，绝缘包皮，表面软性包皮。家庭用品，文具，包装材料，运动器材，水管等。其它：收缩率硬质1-1.5%软质2-2.3%合适的薄厚2-3.5mm。本色：灰色三.塑料的性能与应用2工程塑料PC聚碳酸酯结构：具有突出的冲击韧性和抗蠕变性能，有很高的耐热性，耐寒性也很好，脆化温度达-100度，抗弯强度与尼龙相当，并有较高的延伸率和弹性模量，但疲劳强度小于PA66。吸水性较低，收缩率小，尺寸稳定性好，成型的零件可达很精密的公差，并在很宽的变化范围内保持尺寸的稳定性。耐磨性与尼龙相当，并有一定的抗腐蚀能力，但成型条件要求高。可在高温高载荷下条件下长期应用，但不可在湿温下使用。应用：齿轮类，轴承类，垫圈，灯罩，容器，外壳，盖板，高温电气制品，火牛壳，电机壳，工具箱，奶瓶，照相机零件，安全帽，食品盘，医疗器材，CD等其它：收缩率0.5-0.7%合适的薄厚2-3.5mm。溢边值0.06mmPC加入玻纤可改善其收缩率，机械强度，耐温性，在100度左右长期使用钢性会增加，制品可用退火改善内应力。三.塑料的性能与应用OOCOCCHCH33[]n计算机外壳:光盘片:透明PC冰色PC三.塑料的性能与应用PC/ABS工程塑胶聚碳酸酯(PC)与ABS的合金材料具备PC耐冲击性和优良的耐候性及ABS的高流动性GE与BAYER为世界上两大供应厂商非卤素型耐燃剂之环保材料应用范围:计算机外壳,计算机零件,汽车内外部件,通讯器材优良的成形加工性优于ABS：耐热性、耐冲击性、尺寸安定性优于PC：流动性、耐寒性、降低成本低温(-350C)至室温保有极佳之物性随PC含量不同，可弹性调整不同耐热性及耐冲击性耐UV、荧光、长时间色泽保持性优耐磨性环保性三.塑料的性能与应用PA尼龙PA的机械性能中如抗拉抗压强度随温度和吸湿量而改变，所以水相对是PA的增塑剂，加入玻纤后，其抗拉抗压强度可提高2倍左右，耐温能力也相应提高，PA本身的耐磨能力非常高，所以可在无润滑下不停操作，如想得到特别的润滑效果，可在PA中加入硫化物。应用：各种齿轮，涡轮，齿条，凸轮，轴承，螺旋桨，传动皮带其它：收缩率1-2%需注意成型后吸湿的尺寸变化。吸水率100%相对吸湿饱和时能吸8%合适壁厚：2-3.5mmPA66疲劳强度和钢性较高，耐热性较好，摩擦系数低，耐磨性好，但吸湿性大，尺寸稳定