塑料材料及其成型工艺性能

提高电气性质 提高热传导性
Silanes、titanates 改善聚合物与纤维接口之键结力
氯、溴、硫、金属盐 降低燃烧发生率及扩散速度
碳酸钙、硅、粘土 降低材料成本
单体液体、低分子量 改善熔胶的流动性
材料
加强挠曲性
金属氧化物、铬酸盐、 提供耐久的颜色
碳黑
防止热裂解或紫外线造成裂解
气体、氮复合物、联 氨衍生物
Redv/
D :管道直径； V :流体的平均速度； ρ :流体的密度； η :流体剪切粘度。 Re<2100~4000时为层流，Re>4000时为湍流。 塑料在成型加工过程中的流动基本上属于层流。
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1.2 塑料的流变性
牛顿流动定律： 在一定温度下，当剪切力τ作用于两个相距为dr的
非结晶性热塑性塑料
结晶性热塑性塑料
ABS、压克力（PMMA、PAN）、 聚缩醛树脂(POM)、尼龙
常用的材料 聚碳酸脂(PC)、聚苯乙烯
(PA,)、聚乙烯(PE)、聚丙烯
(PS)、聚氯乙烯(PVC)
(PP)、热塑性聚脂(PBT、PET)
分子在液相和固相都呈现杂 微观结构 乱的配向性
分子在液相呈现杂乱的配向 性，在固相则形成紧密堆砌 的晶体。
增塑剂：提高可塑性、流动性、柔韧性、降低脆性。
稳定剂：热稳定剂 、光稳定剂 、抗氧化剂。
润滑剂：对塑料的表面起润滑作用，防止塑料在成型加 工时黏模。
着色剂 ：无机颜料 、无机颜料、染料。
其它：发泡剂、阻燃剂、固化剂、防静电剂、导电剂和 导磁剂等 。
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1.1 塑料材料
1.1.2 塑料的填充剂
非牛顿流体 “黏度” 称为非牛顿黏度或称表观黏度 η a
τ ηa
（1-2
非牛顿型流体原则上包括黏性流体、黏弹性流体及 时间依赖性流体。可以将非牛顿型流体当作黏性流体看 待，黏性流体又分为：
宾哈流体
膨胀性流体
假塑性流体。
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1.2 塑料的流变性
图1-4 不同类型流体的流动曲线
及液晶方面的氟塑料 ）。
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1.1 塑料材料
五大泛用塑料及用途： 低密度聚乙烯(LDPE)容器、塑料袋、胶膜、管子…等。 高密度聚乙烯(HDPE)胶管、胶布、胶膜…等。 聚苯乙烯(PS)外壳、玩具、壁砖…等。 聚氯乙烯(PVC)瓶子、塑料管、薄膜、保鲜膜…等。 聚丙烯(PP)汽车保险杆、仪表板、纤维…等。
流体在平直圆管内受切应力而发生的流动形式有层 流和湍流两种。
层流：被看着一层层彼此相邻且平行的薄层流体沿外力 作用方向进行的相对滑移，而且各层之间无相互影响。
湍流：流体各点的速度大小与方向都随时间而变化，且 流体内相互干扰严重。
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1.2 塑料的流变性
层流与湍流的区分以雷诺数（Re）为准，
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1.1 塑料材料
工程塑料： 起源：
自1956 年杜邦推出Derlin 商名新塑料,宣称可取 代金属,工程塑料之名由此开始。
特性： 机械强度高而且有
适当平衡.耐热,耐久或 具特殊机能.加工性良好， 价格合理且工程性良好。
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1.1 塑料材料
1.1.4 塑料的性能 密度小 (重量轻，塑料比重0.9~2，铝2.7，铁
添加剂、填充料及补强料
常用村料
对聚合物性质的影响
强化纤维
导电性填充料 耦合剂 抗燃剂
混合填充料 塑化剂
着色剂（色料或染料） 发泡剂
碳素、碳、矿物质纤 维、玻璃、kevlar
增加拉伸强度 增加弯曲模数(flexural modulus) 提高热变形温度 提升抗收缩与抗翘曲能力
铝粉、碳纤维、石墨
Ⅰ—非结晶 Ⅱ—结晶型 Tg-玻璃化温度 Tm-结晶型熔点 Tf-非晶型流动温度 Td-分解温度
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1.1 塑料材料
1.1.5.2 热固性塑料的状态与温度的关系
图1-3 热固性塑料的状态与温度的关系
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1.2 塑料的流变性
当温度和压力变更时，黏流态的塑料表观黏度会相 应地发生变化，这称为塑料的流变性。 1.2.1 牛顿型流体
第1章塑料材料及成型工艺性能
1.1塑料材料 1.2塑料的流变性 1.3
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1.1 塑料材料
1.1.1 塑料的概念 塑料是以高分子聚合物为主要成分，加
入一定量添加剂而组成的一种混合物。
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1.1 塑料材料
1.1.2 塑料的填充剂 填充剂：改善塑料性能（粉状、片状、纤维）。
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图1-5 不同类型流体表观黏度 与剪切速率的关系
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1.2 塑料的流变性
受热反应
具有软化温度范围，但没有 明显的熔点
具有明确的熔点
性质
透明 抗化学性差 成形时体积收缩率低 通常强度不高 一般具有高熔胶粘度 热含量低
半透明或不透明 抗化学性佳 成形时体积收缩率高 强度高 熔胶粘度低 热含量高
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1.1 塑料材料
2.按塑料的性能及用途分： 通用塑料：指产量大、用途广且价廉的塑料。 工程塑料：在工程技术中常作为结构材料来使用。 特殊功能塑料：具有特殊性能的塑料（用于医药、光敏
造成孔穴组织以降低材料密度
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1.1 塑料材料
1.1.3 塑料的分类
1.按塑料中树脂分子结构和受热后呈现的基本行 为分类：
非结晶型
热塑性塑料
塑料
结晶型
热固性塑料
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1.1 塑料材料
热塑性塑料与热固性塑料的结构与性质的对比
受热行为图示
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1.1 塑料材料
液体平行层面并以相对速度dv移动时，则剪切力τ与剪 切速率dv/dr(也称速度梯度）之间呈下列直线关系：
τη(dv/ηγdr)
其中：η 为牛顿黏度，单位:Pa·s(N·s/m2)。 符合上式的流体都称为牛顿型流体。 液体流动时不服从上式规律的均称为非牛顿体。
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1.2 塑料的流变性
7.8)。 比强度(b/ρ)和比刚度(E/ρ)高。 化学稳定性好。 电气性能优良。 减摩、耐磨和自润滑性好。 成型和着色性能好。
20.0多1.20种20 防护性能：除防腐外，塑料还具有防水、 11
1.1 塑料材料
1.1.5 塑料的可加工性 1.1.5.1 热塑性塑料的温度力学状态及成型加工 的关系