5-塑胶材料知识详解

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常用原材料的发展历史
PS
PMMA PVC LDPE
1930
1934 1933 1939
Germany
UK Germany/US UK
PA
Teflon Silicone ABS
1939
1943 1943 1952
US
US US US
PET
HDPE PP PC
1953
1955 1957 1959
Hale Waihona Puke Baidu
US
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常见塑料性能－PMMA
PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯
化学和物理特性 俗称“有机玻璃”，具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿 透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟等。PMMA 具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长，可导致应力开裂现象。 PMMA具有较好的抗冲击特性。 注塑模工艺条件 干燥处理：PMMA材料具有吸湿性。建议干燥条件为90C~200℃，2~4小时。 熔化温度：240~270℃；模具温度：35~70℃。注射速度：中等。 典型用途 汽车工业（信号灯设备、仪表盘等），医药行业（储血容器等），工业
提高温度
低流动阻力
Shear Rate (1/s)
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塑料基本性能：粘度对注射压力及锁模力的影响
不同的材料需要不同的射出压力
Inj. Pressure and Clamp Force PMMA
Hi Viscosity
不同的材料在粘度上的差异极大
PP
Low Viscosity
PP
Low MFR
1.塑料的主要成份是树脂。
2.塑料:是由高分子合成树脂(聚合物)为主要成份渗入各种辅助料 或添加剂，在特定温度、压力下具有可塑性和流动性,可被模塑成 一定形狀、且在一定条件下保持形状不变的材料。 3.塑料对电、热、声具有良好的绝缘性。电绝缘性、耐电弧性、保 温、隔声、吸音、吸振、消声性能卓越。
塑胶材料知识
CAD-IT Consultants (Shanghai) Co., Ltd Jason Qiu Bring you tomorrow's technology today...
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目录
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塑料的概念及分类
塑料基本性能
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常见塑料成型工艺及加工方法
常见塑料性能
塑料材料的选用
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塑料的概念
(1) 收缩性 塑件自模具中取出冷却到室温后，发生尺寸收 缩的特性称收缩性。成形后塑件的收缩称为成形收缩，其大 小可用收缩率来表示。 (2) 流动性 塑料在一定的温度和压力下填充模具型腔的能 力称为流动性。 (3) 热敏性 热敏性是指某些热稳定性差的塑料，在料温高 和受热时间长的情况下就会产生降解、分解、变色的特性， 具有这种特性的塑料叫做热敏性塑料。
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常见塑料性能－ABS
ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
化学和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。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。 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80~90℃下最少干燥2小时。熔化温度：210~280℃；建议温度： 245℃。 模具温度：25~70℃。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低 则导致光洁较低）。 注射压力：500~1000bar。注射速度：中高速度。 典型用途 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。
(4)特殊塑料 随着高分子材料的发展，许多塑料通过各种措施加以改性和 增强，得到具有某些特殊性能的特种塑料，这类塑料有高的耐热性、高的电 绝缘性及高耐腐蚀性，如氟塑料、聚酰亚胺塑料、有机硅树脂、环氧树脂等， 还包括为某些专门用途而改性制得的导磁塑料、导热塑料、导电塑料、医用 塑料等。
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塑料分类
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塑料基本性能
P – 压力; V – 比容; T – 温度 描述塑胶如何随着压力及温 度的变化而发生体积上的变 化 在充填及保压的阶段，塑胶 随着压力的增加而膨胀 在冷却的阶段，塑胶随着温 度的降低而收缩
Pressure Increases Specific Volume
Temperature
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压力：750~1250bar。注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。
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。PA66的粘性较低，因此流动性很好（但不如PA6）。
典型用途 PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强 度要求的产品。
应用（影碟、灯光散射器），日用消费品（饮料杯、文具等）。
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常见塑料性能－POM
POM 聚甲醛
化学和物理特性 POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几 何稳定性和抗冲击特性。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可 高达到2%~3.5%。 注塑模工艺条件 干燥处理：如果材料储存在干燥环境中，通常不需要干燥处理。熔化温 度：190~230℃；模具温度：80~105℃。注射压力：700~1200bar。注射 速度：中等或偏高的注射速度。 典型用途 POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴 承。由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳 体），草坪设备等。
E1 E2
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塑料基本性能：添加纤维
纤维可增加冲击强度 但是添加纤维可能会造成产品翘曲变形
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常见塑料成型工艺及加工方法
1、塑料成形方法 (1) 注射成形（Inject Molding） 又称注塑成形，其原理是将颗粒 状态或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑 化成为粘流态熔体，在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流 速通过喷嘴注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后可保持模具 型腔所赋予的形状，然后开模分型获得成形塑件。这样就完成了一次 注射工作循环。注射成形是在专门的注射机上进行。 (2) 压塑成形（Compress Molding ） 又称压缩成形、模压成形、压 制成形等，基本原理是将粉状、粒状或片状塑料放在金属模具中加热 软化熔融，在压力下充满模具成型，塑料中的高分子产生交联反应而 固化转变成为具有一定形状和尺寸的塑料制件。
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常见塑料性能－PA66
PA66 聚酰胺66或尼龙66
化学和物理特性 PA66有较高的熔点。是一种半晶体-晶体材料。PA66在较高温度也能保持 较强的强度和刚度，在成型后仍然具有吸湿性。为了提高PA66的机械特性，
PA66的收缩率在1%~2%之间，加入玻璃纤维添加剂可以将收缩率降低到 0.2%~1%.收缩率在流程方向和与流程方向相垂直方向上相差较大。 注塑模工艺条件 干燥处理：建议在85℃的热空气中干燥处理。如果湿度大于0.2%，还需要 进行105℃，12小时的真空干燥。熔化温度：260~290℃。对玻璃添加剂 的产品为275~280℃。熔化温度应避免高于300℃。模具温度：80℃。注射
塑料基本性能：PVT
当塑料分子链发生整齐排列， 形成类似“结晶”状时，称 为结晶化 材料结晶性越高，表示越容 易收缩
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塑料基本性能：弹性模数
弹性模数 E1 和 E2 分別代表流动方向 与垂直流动方向的弹性模数值
E值越高，或是E1与E2值相差越小，产 品越不容易收缩，也越不容易翘曲变 形 非结晶性材料的 E1 及 E2 值有时相差达 数倍 添加的材料在 E1 及 E2 值的差异越大， 产品也越容易翘曲变形
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常见塑料成型工艺及加工方法
(3) 挤出成形（Extruded Molding） 又称挤塑成形，它是使加 热或未经加热的塑料借助螺杆的旋转推进力通过模孔连续地挤出， 经冷却凝固而成为具有恒定截面的连续成形制品的方法。
(4)压延成形(Mangle Molding) 使加热塑化的物料通过一系列 相向旋转的辊筒之间，受挤压和延展作用成为平面状连续材料的 成形方法。
Germany Italy Germany/US
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塑料分类
1. 2. 1. 2. 按树脂来源方式： 天然塑料 人工合成塑料 按树脂化学结构： 热固性塑料 热塑性塑料 按塑料适用范围： 1.通用塑料 2.工程塑料
1. 2.
按树脂合成方式： 缩聚型合成塑料 加聚型合成塑料
按塑料是否结晶： 1. 非结晶型塑料 2. 半结晶型塑料 3. 结晶型塑料
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塑料分类
根据塑料性能及用途，分类：
(1)通用塑料 通用塑料是一种非结构材料，是指那些产量大、用途广、价 格低、性能一般的常用塑料。
(2)工程塑料 指在工程技术中用作结构材料的塑料，这类塑料一般具有较 高的机械强度，还具有很好的耐磨性、耐腐蚀性、自润滑性及尺寸稳定性等。 (3) 增强塑料 在塑料中加入玻璃纤维等填料作为增强材料，以进一步改善 塑料的力学性能和电性能，这种新型的复合材料通常称为增强塑料。
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常见塑料成型工艺及加工方法
2．塑料加工 塑料加工是塑料成形后的再加工，亦称二次加工，是将成形后的 塑件通过适当的工艺方法制成制品。 (1) 机械加工 加工操作。 即采用钻、磨、铣、车削等机械加工方法的二次
(2) 连接加工 即采用热熔粘接 ( 焊接) 、粘接、机械连接等方法， 使塑料型材或零件固定在一起的二次加工操作可以将小而简单的 构件组合成大而复杂的构件。 (3) 表面处理 即对塑料制品表层进行修整和装饰，以改变塑料 零件的表面性质，提高其抗老化、耐腐蚀能力的二次加工方法， 也可起着色装饰作用。
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常见塑料性能－PC
PC 聚碳酸酯
化学和物理特性 PC是一种非晶体工程材料，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽 度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。收缩率很低，一般为 0.1%~0.2%。PC有很好的机械特性，但流动特性较差。 注塑模工艺条件 干燥处理：PC材料具有吸湿性。建议干燥条件为100C~200C，3~4小时。 加工前的湿度必须小于0.02%。熔化温度：260~340℃；模具温度：70～ 120℃。 注射压力：尽可能地使用高注射压力。注射速度：对于较小的 浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使用高速注射。 典型用途 电气和商业设备（计算机元件、连接器等），器具（食品加工机、电冰 箱抽屉等），交通运输行业（车辆的前后灯、仪表板等）。
Fill Time (sec)
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塑料基本性能：热性能
Cp – 比热 吸热的能力 k – 热传导率 传热的能力 冷却时间与热传导系数、密度 及比热有关 这些性质总和就是材料的热扩 散系数
改变 热传导率 (k)
冷却时间
比热(Cp)
k Cp
密度 (p)
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塑料基本性能：PVT
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常见塑料性能－PA6
PA6 聚酰胺6或尼龙6
化学和物理特性 PA6的化学物理特性和PA66很相似，但它的熔点较低，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。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。对于没有添加剂的产品，PA6的收 缩率在1%~1.5%之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%。 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 果湿度大于0.2%，建议在80℃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105℃，8小时以上的真空烘干。熔 化温度：230~280℃，对于增强品种为250~280℃。模具温度：80~90℃。 注射压力：750~1250bar。注射速度：高速（对增强型材料要稍微降 低）。 典型用途 由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨 损特性，还用于制造轴承。
(4)吸水性 塑料吸收水分的性质称为吸水性。
(5) 硬化特性 硬化特性是热固性塑料特有的性能，专指热 固性塑料的交联反应。
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塑料基本性能：粘度
定义: 流动时的抵抗力 粘度会随着剪切率或是温度的提高而降低
高流动阻力 Material Water Viscosity Viscosity (Pa-s) 10-1 10 Polymer 10,000 Glass 1020