结晶性塑料和非结晶性塑料的区别
塑料知识-小科普

塑料知识塑料瓶、塑料袋、每天都受益的隐形眼镜、眼镜框架,还有餐具、CD和DVD等光盘,冰箱、电视机柜、移动电话和计算机等等,各种各样的塑料制品。
而且还有些印刷得看上去像金属和木材风格的塑料制品。
在我们的日常生活和产业中,塑料已经不可缺少。
日用杂货、包装材料、电气制品中的各种部件、建筑材料、汽车部件及外部装饰、室内装饰材料等等,从日常生活中经常使用到的物品,到眼睛看不见的地方,到处都有塑料制品活跃的身影,其用途是多种多样。
塑料可大致分为“热塑性树脂”和“热固性树脂”。
无论哪一种,第一次对其加热都会软化,这一点是相同的。
但是一旦冷却凝固之后,“热塑性树脂”和“热固性树脂”将表现出不同的特性。
热塑性树脂如果再次被加热,它还会变软,而热固性树脂却不一样,即使再被加热,它也不会再变形。
比如,由于不小心,将一个塑料杯子放在了火堆旁边,杯子逐渐变软并变形了,那说明这杯子是用热塑性树脂制成的。
?6?5炒菜锅的把手、以及锅盖顶上的手柄等部位的塑料是用热硬化性树脂制成的。
由于这种材料的电特性也很优秀,所以也被广泛用于电灯开关、插座、灯座等部位。
但是,由于其成型加工性不良,正在逐渐地被热塑性树脂所取代。
现在热塑性树脂的塑料占塑料总量的近90%。
?6?5热塑性树脂又分为『普通塑料』和具有更高性能的『工程塑料』。
热塑性树脂又分为『结晶性』和『非结晶性』两种。
塑料在空气中与水和氧气反应逐渐劣化。
其他因素,例如热、酸、碱、紫外线等也会促进塑料的劣化,为了防止塑料的劣化,在加工过程中需要使用各种添加剂。
具有代表性的添加剂有以下品种。
热稳定剂…防止加热分解。
氧化防止剂…防止在空气中被氧化分解。
紫外线吸收剂…防止由于紫外线引起的劣化。
防霉剂…防止被细菌、霉菌等微生物腐蚀。
此外,塑料的分解包括:光分解性塑料…遇太阳光线时则产生分解。
生物降解塑料…埋入地下被土壤中的微生物分解。
等等,对塑料的稳定化和自然分解这两个互相矛盾的主题,人们正在进行着大量的研究。
塑料的性能特点
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塑料的基本概念及其常用工程塑料的性能特点一、塑料的定义塑料是一种以合成或天然的高分子化合物为主要成分,在一定的温度和压力条件下,可塑制成一定形状,当外力解除后,在常温下仍能保持其形状不变的材料。
二、塑料的组成和分类塑料的主要成分是树脂,约占塑料总量的40%〜100%。
1、热塑性塑料:树脂为线型或支链型大分子链的结构。
聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(俗称尼龙)(PA)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(俗称有机玻璃)(PMMA)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(A/S)、聚酯(PETP 聚对苯二甲酸丁二醇酯,PBTP聚对苯二甲酸乙二醇酯)2、热固性塑料酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、氨基树脂、醇酸树脂、烯丙基树脂、脲甲醛树脂(UF)、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯(UP)、硅树脂、聚氨酯(PUR)3、通用塑料聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、酚醛树脂、氨基树脂4、工程塑料广义:凡可作为工程材料即结构材料的塑料。
狭义:具有某些金属性能,能承受一定的外力作用,并有良好的机械性能、电性能和尺寸稳定性,在高、低温下仍能保持其优良性能的塑料。
通用工程塑料:聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚苯醚(PPO)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBTP)及其改性产品。
特种工程塑料(高性能工程塑料):耐高温、结构材料。
聚砜(PSU)、聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚芳酯(PAR)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚苯酯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚酮类、离子交换树脂、耐热环氧树脂5、功能塑料(特种塑料)具有耐辐射、超导电、导磁和感光等特殊功能的塑料。
氟塑料、有机硅塑料6、结晶型塑料分子规整排列且保持其形状的塑料。
PE、PP、PA7、非结晶型塑料长链分子绕成一团(对热塑性塑料)或结成网状(对热固性塑料),且保持其形状的塑料。
塑料的来源
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塑料的来源、定义及性质一、塑料的来源塑料工业属于高分子工业,是石化工业的一环,具有高度关联性,是多层次加工特性之产业。
塑料是以石油或天然气为原料,经提炼、裂解成各种石化基本原料(单体)后,再经聚合反应(加成聚合或缩合聚合)而得的高分子树脂。
各类塑料经过逐步加工衍生出各种下游制品,包括橡胶、涂料、接着剂、人造纤维、合成树脂等。
二、塑料的定义塑料是以石油或天然气为原料,经过合成反应而得到的高分子树脂。
所谓高分子树脂是指单体化合物经过聚合反应,聚合合成高分子聚合体,其分子量可达到数千甚至数百万。
在高分子领域的分类上,分子量未达1000者称为低分子,介于1000~10000者称为准高分子或寡聚合体(Oligomer),大于一万以上者称为高分子(Polymer)。
一般常用来做成型加工的塑料,其分子量大约在10000~1000000之间,而分子量低于一万的寡聚合体则常用来做纺织用树脂、涂料、接着剂、合成树脂等。
所以,并非所有高分子聚合体均可作为塑料的用途,事实上要看其分子量、分子结构、官能基、玻璃转移温度(Glass transition temperature ,简称Tg)等种种因素,塑料随温度与分子间键结而呈现玻璃态、橡胶态、熔胶态等变化。
塑料名称分子量M/W.C聚乙烯PE4000聚异丁烯PIB17000聚乙烯醇PVA29200聚苯乙烯PS38000压克力PMMA10400三、塑料的种类一般而言,塑料可大分为两大类:热塑性塑料(Thermoplastic)及热固性塑料(Thermosetting)。
热塑性塑料在常温下通常为颗粒状,加热到一定温度后变成熔融状,将其冷却后则固化成型,若再次加热则又会变成熔融状,可进行再次的塑化成型。
因此,热塑性塑料可经加热熔融而反复固化成型,所以热塑性塑料的废料通常可回收再利用,即有所谓的「二次料」之称。
热塑性塑料分通用塑料(如PE、PP、PS、PVC、ABS等)、工程塑料(如PC、PA、POM、PBT、PPO、PPS、LCP等)和合金(如PC/ABS等)。
关于塑料结晶性、收缩率和流动性的解析
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本文摘自再生资源回收-变宝网()关于塑料结晶性、收缩率和流动性的解析一、结晶性1、热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶型塑料与非结晶型(又称无定形)塑料两大类。
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。
2、作为判别这两类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明性而定,一般结晶性料为不透明或半透明(如POM等),无定形料为透明(如PMMA等)。
但也有例外情况,如聚四甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性,ABS为无定形但却并不透明。
3、在模具设计及选择注塑机时应注意对结晶型塑料时,料温上升到成型温度所需的热量多,要用塑化能力大的设备。
二、收缩率影响热塑性塑料成型收缩的因素如下:1、塑料品种热塑性塑料成型过程中由于还存在结晶化形起的体积变化,内应力强,冻结在塑件内的残余应力大,分子取向性强等因素,因此与热固性塑料相比则收缩率较大,收缩率范围宽、方向性明显,另外成型后的收缩、退火或调湿处理后的收缩率一般也都比热固性塑料大。
2、塑件特性成型时熔融料与型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的固态外壳。
由于塑料的导热性差,使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的高密度固态层。
所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。
另外,有无嵌件及嵌件布局、数量都直接影响料流方向,密度分布及收缩阻力大小等,所以塑件的特性对收缩大小、方向性影响较大。
3、进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、保压补缩作用及成型时间。
直接进料口、进料口截面大(尤其截面较厚的)则收缩小但方向性大,进料口宽及长度短的则方向性小。
距进料口近的或与料流方向平行的则收缩大。
4、成型条件模具温度高,熔融料冷却慢、密度高、收缩大,尤其对结晶料则因结晶度高,体积变化大,故收缩更大。
模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关,直接影响到各部分收缩量大小及方向性。
塑料注塑性能工艺概括
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塑料注塑性能工艺概括一、注塑性能1. 结晶性,收缩率分子结构简单、对称性高的聚合物从高温向低温转变时都能结晶,如聚乙烯,聚丙烯,聚偏二氯乙烯,聚四氟乙烯等;一些分子链节较大,但分子之间作用力也很大的聚合物也可以结晶,如聚酰胺,聚甲醛等;分子链上有很大侧基的聚合物一般很难结晶,如聚苯乙烯,聚醋酸乙烯酸,聚甲基丙烯酸甲酯等;分子链刚性大的聚合物也不能结晶,如聚砜,聚碳酸酯,聚苯醚等。
结晶聚合物一般都具有耐热性、非透明性和较高的强度。
结晶程度越高,体积收缩越大(收缩率越大),易因收缩不均而引起翘曲。
结晶必须发生在塑料的玻璃化温度之上,熔点之下。
一般没有明确的熔点,对称性高的熔点高,对称性低的熔点低。
冷却速度提高以及模温降低,结晶度降低,密度减小。
切应力和剪切速率增大,取向程度将提高,结晶速度和结晶度增大;但作用时间太长,变形松弛使取向结构减小或消失,结晶速度又会减小。
压力增大,聚合物结晶温度将提高,结晶度将增大,密度增大。
聚合物沿料流方向收缩大,强度高;与料流垂直方向收缩小,强度低。
厚度越大,收缩也越大。
塑料品种各种塑料都有其各自的收缩范围,同种类塑料由于填料、分子量及配比等不同,则其收缩率及各向异性也不同。
塑件特性塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件,嵌件数量及布局对收缩率大小也有很大影响。
模具结构模具的分型面及加压方向,浇注系统的形式,布局及尺寸对收缩率及方向性影响也较大。
预热情况、成形温度、成形压力、保持时间、填装料形式及硬化均匀性对收缩率及方向性都有影响。
成形时由于塑件各部位密度及填料分布不匀,故使收缩也不匀。
产生的收缩差使塑件易发生翘曲、变形、裂纹结晶塑料(收缩率)非结晶塑料(收缩率)PE(1.5~3.5) PTEE() PS(0.5~0.8) PPO(0.5~1.0) EP(0.1~0.5) 未知(收缩率)MF(0.5~1.5) 塑料名称 PA1010 塑料制品壁厚/mm 1 0.5~1 PP HDPE POM 1~2 1.5~21~1.5 2~2.5 1.5~2 2~2.6 105~120% 2 3 1.1~1.3 4 2~2.5 5 1.8~2 2.5~3 - 2.5~3.5 120~140% 110~150% 2~2.5 6 7 8 >8 高度/水平的收缩率百分比 PP( 1.0~2.5) PVDF() PSF(0.4~0.8) UF(0.6~1.4) PA() PET(2.0~2.5) POM(1.2-3.0) PBT(1.3~2.4) PC(0.3~0.8) PF(0.4~0.9) PMMA(0.2~0.8) 硬PVC(0.6~1.5) ABS(0.4~0.7) 2.5~4 70% 1.4~1.62. 各个转化温度,热敏性(热降解)1热降解:由于聚合物在高温下受热时间过长(或浇口截面过小,剪切作用大时)而引起的变色降解反应。
塑料原材料基础—塑料的三个形态
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塑料原材料基础—塑料的三个形态大家好,今天继续讲一下塑料的基础,上次我们说到了塑料的结晶与非结晶,今天我们讲一下塑料的三个形态:玻璃态、高弹态、粘流态。
高聚物在不同温度下会呈现三种不同的物理状态:玻璃态、高弹态、黏流态。
不同的状态具有不同的力学性能,这对高分子材料的成型加工和使用范围都有很大影响。
(1)玻璃态Tg是高聚物的重要特征温度,叫玻璃化温度。
它不是一个固定的温度值,而是随测试方法和条件不同而变化的。
当温度低于Tg时,高聚物是刚硬的,处于玻璃态,是坚硬的固体。
此时,由于分子运动能量低,链段运动被冻结,只能使主链内的键长和键角有微小的改变。
在宏观上表现为聚合物在受力方向上有很小的弹性变形,由于弹性模量高,形变值小,所以处于玻璃态的聚合物只能进行一些车、铣、削、刨等机械加工。
这一聚集态也是聚合物的使用态。
材料使用的下限温度称为脆化温度,低于脆化温度时,材料受力容易发生断裂破坏。
(2)高弹态在玻璃化温度Tg和勃流温度Tf之间,聚合物处于高弹态,也叫橡胶态。
处于高弹态的高聚物有以下重要特性:①可回复的弹性变形量高达100%~1000%,但变形的恢复不是瞬时完成的。
而金属材料的普弹形变不超过1%。
②弹性模量比普通弹性材料小三个数量级,一般只有lOkgf/cm²的数量级,且随绝对温度升高而升高。
③在快速拉伸时(绝热过程),高聚物温度上升,而金属材料温度下降。
如果把橡胶薄片拉长,把它贴在嘴唇或面颊上,就会感到橡皮在伸长时发热,回缩时吸热。
④形变与时间有关,橡胶受到外力(应力恒定)压缩或拉伸时,形变总是随时间而发展,最后达到最大形变,这种现象叫蠕变。
原因:由于橡胶是长链分子,整个分子的运动都要克服分子间的作用力和内摩擦力,高弹形变就是靠分子链段运动来实现的。
整个分子链从一种平衡状态过渡到与外力相适应的平衡状态,可能需要几分钟、几小时甚至几年。
也就是说,在一般情况下形变总是落后于外力,所以橡胶形变需要时间。
常用塑料基础知识综合
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用途:通过注塑、挤出、吹塑等成型方法,生产薄膜、日用品、 管材、电线电缆等。 (3)MDPE:中密度聚乙烯、双峰树脂 (4)HDPE:高密度聚乙烯又称低压聚乙烯
三、结晶性和非结晶性塑料定义: 从结晶度严格来讲,一般结晶度为 80%以上的材料称之为结晶性材料,其余
为 非结晶性材料. 但目前很多结晶度在 60%以上的半结晶性材料我们也称之 为结晶性材料.
从广义上来讲,我们把有结晶倾向的材料统称为结晶性 (线性)材料.把无结 晶倾向的材料称为非结晶性(无定性)材料.
PP 共聚物 热变形温度(0.46 Mpa) 85 - 104 °C 热变形温度(1.8 Mpa) 50 - 60 °C
PP 10-21%玻璃纤维 PP 热变形温度(0.46 Mpa) 110 - 140 °C 热变形温度(1.8 Mpa) 90 - 127 °C
PP 10-41% TALC(滑石粉) 热变形温度(0.46 Mpa) 100 - 127 °C 热变形温度(1.8 Mpa) 56 - 75 °C 由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。
2
料大致可以分为吸湿,粘附水分及不吸水也不易粘附水分的两种。塑料中 含有的水份必须控制在注塑工艺允许的范围内方可生产。不然,在高温高 压下,分解出来的气体对塑料制品本身有很大的影响,一般为外观不良, 其机械强度也严重下降。所以塑料必须干燥处理。
二、 五大通用塑料知识大综合
一、PE(聚乙烯)——最简单的塑料
热固性:酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂、脲醛塑料、三聚氰胺甲醛和不 饱和聚酯、有机硅等。
作为固体材料,非结晶和结晶塑料的最高使用温度
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作为固体材料,非结晶和结晶塑料的最高使用温度
答案:
非结晶塑料的最高使用温度为玻璃化温度,而结晶塑料的最高使用温度为熔点。
非结晶塑料的最高使用温度与其玻璃化温度密切相关。
玻璃化温度是非结晶塑料由硬而脆的玻璃态转变为具有高弹性的高弹态的温度。
在这一温度以上,聚合物呈现高弹态,材料具有较好的韧性和强度,因此其最高使用温度被定义为玻璃化温度。
相反,非结晶塑料在脆化温度以下会变得非常脆,失去实际应用价值,因此其最低使用温度定义为脆化温度。
对于结晶塑料,其最高使用温度则与其熔点相关。
熔点是指结晶塑料中大分子链结构的三维远程有序态转变为无序粘流态的温度,也称为熔点。
在这一温度下,结晶塑料呈现粘流态,具有较好的流动性和可塑性,因此其最高使用温度被定义为熔点。
同时,结晶塑料的最低使用温度定义为玻璃化转变温度,因为在这一温度区间内,结晶塑料具有一定的韧性和强度。
综上所述,不同类型的塑料因其内部结构和物理性质的不同,其最高使用温度也有所不同。
非结晶塑料的最高使用温度由其玻璃化温度决定,而结晶塑料的最高使用温度则由其熔点决定。
结晶性塑料
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结晶性塑料的定义:
结晶是指分子排列的规则,冷却后成为结晶构造。
一般塑料的结晶构造是由许多线状、细长的高分子化合物组成的集合体,依分子成正规排列的程度,称为结晶化程度(结晶度),亦谓每条分子只有本分排列整齐,所以结晶性树脂其实只有部分是结晶。
结晶部分占有的比例,即为结晶度。
而结晶化程度可用X线的反射来测量。
有机化合物的构造复杂,塑料构造更复杂,且分子链的构造(线状、毛球状、折迭状、螺旋状等)多变化,致其构造亦因成形条件不同而有很大的变化。
结晶度大的塑胶为结晶性塑料,分子间的引力易相互作用,而成为强韧的塑料。
为了要结晶化及规则的正确排列,故体积变小,成形收缩率及热膨胀率变大。
因此,若结晶性越高,则透明性越差,但强度越大。
结晶性塑料有明显熔点(Tm),固体时分子呈规则排列,强度较强,拉力也较强。
熔解时比容积变化大,固化后较易收缩,内应力不易释放出来,成品不透明,成形中散热慢,冷模生产后收缩较大,热模生产后收缩较小。
相对于结晶性塑料,另有一种为非结晶性塑料,其无明显熔点,固体时分子呈现不规则排列,熔解时比容积变大不大,固化后不易收缩,成品透明性佳,料温越高色泽越黄,成形中散热快,以下针对两者物性进行比较。
结晶性塑料的特性:
1,、分子在结晶构造中紧密的靠在一起,所以结构就更坚实。
密度、强度、刚度、硬度就增加,但透明度降低。
2、结晶性树脂在熔点温度时产生了急剧的比容下降,非结晶性树脂比容在熔点温度没有急剧改变。
比容是指单位质量的体积,单位是cm²/g。
北京化工大学高分子基础理论习题答案
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PET熔体冷却时,能够结晶,但由于其分子链活动能力弱,结晶速率 受温度影响较大,缓冷时(冷却温度较高),结晶速率大,能形成结晶 度较高的聚集态结构;骤冷时,温度低,链段来不及排入晶格中,结晶 速率慢,形成无定形结构。
聚甲基丙 PMMA 烯酸甲酯
碳链高分子
尼龙66
PA66或 Nylon66
杂链高分子
聚对苯二 PET 甲酸乙二 醇酯
杂链高分子
聚碳酸酯 PC
杂链高分子
聚异戊二 PIP链高分子
第二章 1 简述自由基聚合的基元反应及自由基聚合的特征。 自由基聚合的基元反应:链引发、链增长和链终止。
2从结构观点分析,比较下列高聚物中结晶能力的强弱并进行排序,并 说明理由
HDPE, 等规PP,无规PP,等规PS 上述聚合物结晶能力从强到弱依次为:HDPE>等规PP>等规PS>无 规PP 原因:聚合物的结晶能力主要受大分子链的立构规整性、分子间作用 力及分子链柔顺性影响。上述几种聚合物均为碳链聚合物,分子间均不 存在氢键,主要考察立构规整性和分子链柔顺性对结晶能力的影响。无 规PP立构规整性最差,不具备结晶能力。其余三种聚合物从分子链柔顺 性判断,PE没有取代基,柔顺性最好,所以结晶能力最强,等规聚苯乙 烯的取代基为苯环,体积较大,所以聚苯乙烯的分子链柔顺性比聚丙烯 差,结晶能力比等规聚丙烯差。
第六章 1.高聚物熔体的剪切表观粘度主要受那些因素的影响?说明聚碳酸酯和
聚甲醛的剪切粘度对温度和剪切速率的敏感性。 影响高聚物熔体剪切表观粘度的主要因素有:分子结构(分子量及
分子量分布、长链支化)、温度、剪切速率。高聚物熔体的剪切表观粘 度随高聚物的分子量增大而增大,特别当分子量大于缠结分子量时,粘 度随与分子量增加急剧增大(成3-4次方关系),分子量分布增加,有 利于大分子链解缠结,剪切变稀现象明显;长支链存在容易造成大分子 链之间缠结,因此零切粘度会较高,但随剪切速率增大,更容易解缠 结,剪切变稀现象更明显。
杜邦DuPont资料-塑料基本知识讲座
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1、具高抗张强度 2、耐韧、耐冲击性特优 3、自润性、耐磨性佳、耐药品性优 4、低温特性佳 5、具自熄性
缺点
尼龙吸湿性高、长期尺寸精密度及物性受影响。
用途
电子电器:连接器、卷线轴、计时器、护盖断路器、开关壳座 汽车:散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座 工业零件:椅座、自行车输框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑输
1、具良加工安定性 2、机械性能优异 3、耐热性高 4、具自熄性 5、耐水性良好 6、电气特性佳 7、成形收缩率小
缺点
抗化学药品性差
用途
电子电器:连接器、开关、定时计外壳、线轴断电器、照相机、整流器外壳 汽车: 仪表板、视镜外壳、轮圈盖、后挡风板 工业零件:机具外壳、马达盖、水量计器等
3、特种工程塑料
聚酰胺-酰亚胺 ( PAI )
结构式
性质
Tg点高(280~290℃),直键热可塑性及热硬化型。主要用于工程塑料成型用。直键非热可塑性则以溶液成型用于涂料、薄膜、纤维等。
优点
1、耐老化性佳 2、耐蠕变性佳 3、耐燃佳 4、耐油、耐化学药品性佳 5、耐放射线性佳
缺点
不易成型,离行性亦差
用途
1、插座、连接器、开关类零件 2、IC电路盘 3、复印机、电热器零件 4、汽车排气及涡轮机零件
用途
电子电器:CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机 汽车: 保险杆、分电盘、安全玻璃 工业零件:照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片
聚甲醛 ( POM )
结构式
性质
为结晶性热可塑性塑料,具明显熔点165~175℃,性质最接近金属,一般称其为塑钢
优点
1、具高机械强度和刚性 2、最高的疲劳强度 3、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳 4、耐反覆冲击性强 5、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃) 6、良好的电气性质 7、复原性良好 8、具自已润滑性、耐磨性良好 9、尺寸安定性优
模具专用名词解释

一、有关本笔记中用到的一些专用名词进行解释:1.结晶性———热塑性塑料按其冷凝时有无出现结晶现象,可划分为结晶形与非结晶(又称无定形)两大类。
2.结晶现象——塑料由熔融状态到冷凝时,分子由独立移动,完全年无无序状态,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模型的倾向的一种现象。
3.结晶形聚合物——它的分子链呈有规则的排列,但外观上判定,一般结晶形聚合物为不透明或半透明(如POM),但有一个例外:聚(4)甲基戍烯为结晶性的,却有高透明性。
4.非结晶性聚合物——分子链呈不规则的无定形的排列,它一般为透明料,但也有一个例外:ABS(不透明非结晶性)。
5.螺杆直径——螺杆的外径尺寸(mm)“D”。
6.螺杆的有效长度——螺杆上有螺纹部分的长度,常以人表示。
7.螺杆长径比—— L/D8.螺杆压缩比——螺丝杆加料段第一个螺丝槽容积(V2)与计量段最未一螺槽容积(V1)之比。
9.注射行程——螺杆移动最大距离,螺杆计量时后退最大距离(cm)。
10.理论注射容积——螺杆头部截面积与最大注射行程的乘积(cm3)。
11.注射量——螺杆一次注射(ps)的最大重量(g)。
12.注射压力——注射时,螺杆(或柱塞)头P预熔料的最压力(N/m2)。
13.注射速度——注射时,螺杆移动的最大速度(mm/s)。
14.注射时间——注射时,螺杆起家完注射行程的最短时间。
15.注射速率——单位时间内注射理论容积:(螺杆截面积乘以螺杆的最高速度cm3/s)。
16.螺杆转速——物料塑化时,螺杆最低最高转速范围。
17.塑化能力——在单位时间内,可塑化物料的最大重最(kg/h)。
二、如何去取得优质的制品,又如何评价注塑制品质量?这是一个十分重要而又复杂的问题。
因为它几乎Ø 涉注塑成型技术所有的理论与实践。
Ø 制品质量分为(内在质量和外在质量)内部质量——与聚合物结构形态有关的结晶、取向、变形、翘曲及内应力分布。
结晶性聚合物与无定形聚合物的区别
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结晶性聚合物与无定形聚合物的区别
(发布时间:2008-8-7 10:56:58 点击:983)
结晶性聚合物内部大部分大分子分子排列很规则,如:PE PP POM Nylon等
模塑条件及后处理对聚合物的结晶度有很大影响。
无定形聚合物分子排列与结晶体相比不规则,分子链也随机排列,如:
ABS PS PVC PMMA PC 及K料等等。
结晶性聚合物的典型特点:
a.熔融需要的热量较高,源于其结构的规则化,因此,每磅料所需的热量比无定型聚合物高。
b.收缩率大,因为结晶体的规则结构使其占据较少的空间,明显的体积减小表现在发生变化的开端及结晶度,数量的变化上。
c.易发生翘曲,由于其易受模塑条件影响的特点
d.明显的结晶熔融点(Tm)
e.无明显的玻璃态转变点(Tg)
f.结晶体导热性几乎是非晶体的两倍,所以啤件内部热量的传导结晶体聚合物较无定型聚合物容易得多。
无定型聚合物的典型特点:
a.熔融需要的潜热较低
b.收缩率小
c.发生翘曲少
d.无明显的结晶熔融点(Tm)
e.明显的玻璃态转变点(Tg)
f.导热率低
晶体与非晶体之间最大的区别就是有固定的熔点,严格来说所有的塑料都是非晶体,但是结晶性塑料的结晶度要比无定形塑料高,所以在凝固的过程中出现了一些与晶体相似的特征,无定形塑料相对而言只不过结晶度略低罢了.。
第41节:结晶性塑料注塑工艺要点
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第四十一问:结晶性塑料注塑工艺要点一、结晶性塑料的定义:分子链部分形成有序排列、冷却后组成规整结晶结构的塑料称为结晶性塑料。
通常把结晶度在50%以上的聚合物称为结晶性塑料,一般而言,结晶性塑料的结晶度在50%~80%间。
塑料按结晶性来分有结晶性塑料和非结晶性塑料,结晶塑料的分子链是有规则排列,非结晶形塑料分子链是无定型排列。
常见结晶性塑料有:聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚甲醛POM、聚酰胺PA(包括PA6、PA66、PA46、PA9T、PA6T、PA1010、PA610、PARA、PA MXD6等)、聚亚胺PAI、聚四氟乙烯PTFE、氯化聚醚CPT、聚苯硫醚PPS、液晶树脂LCP、聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物PFA、乙烯-四氟乙烯共聚物ETFE、脂肪族聚酮POK、聚醚醚酮PEEK、聚4-甲基戊烯TPX、间规聚苯乙烯SPS等等。
结晶性塑料在注塑生产方面有比较明显的特性,以下简单介绍:二、结晶性塑料的特性:1.力学性能:结晶性塑料分子排列规则,通常呈许多线状、细长的高分子集合态,分子间的引力相互作用力强,故有韧性强的特性;结晶度越大,材料脆性高,产品的屈服强度、弹性模量、刚硬度随之提高,但同时延展性较差,抗冲击性能降低。
2.光学性能:由于结晶塑料的分子结晶面与非结晶面之间会产生光散射,所以其透明性能不高,常会不透明状态;一般说来,结晶性塑料是不透明的,但有以下几种情况特别:◎尼龙经非结晶共聚改性后,有透明尼龙,此时巳转化为非结晶性塑料;◎PP、PE、PET等材料的吹塑等级是透明或半透明的,因为产品较薄的原因。
◎结晶性塑料聚4-甲基戊烯TPX却为透明材料。
3.热学性能:结晶性塑料有明显的熔点,在温度上升过程不出现高弹态,当温度上升到熔融温度TM时,呈粘流态;塑料的结晶温度是在熔点以下、玻璃化温度以上,不同的塑料种类有不同的最快结晶温度点。
如PP料的最快结晶温度128℃。
塑料三态
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一.塑料三态:塑料有热固性和热塑性二大类,热固性塑料成型固化后,不能再加热熔融成型。
而热塑性塑料成型后的制品可再加热熔融成型其它制品。
热塑性塑料随着温度的改变,产生玻璃态、高弹态和粘流态三态变化,随温度重复变动,三态产生重复变化。
塑料玻璃态时可切削加工。
高弹态时可拉伸加工,如拉丝纺织、挤管、吹塑和热成型等。
粘流态时可涂复、滚塑和注塑等加工。
但当温度高于粘流态时,塑料就会产生热分解,当温度低于玻璃态时塑料就会产生脆化。
当塑料温度高于粘流态或低于玻璃态趋向时,均使热塑性塑料趋向严重的恶化和破坏,所以在加工或使用塑料制品时要避开这二种温度区域。
升高温度脆化区玻璃态高弹态粘流态热分解二.晶形塑料:塑料分有结晶形和非结晶形,结晶塑料的分子链是有规则排列,非结晶形塑料分子链是无定型排列。
结晶形塑料有较明显熔点,有最快结晶温度点,保持最快结晶温度点。
并随时间的延长结晶率能提高。
对制品的屈服强度、弹性模量、刚硬度随之提高,热变形温度和耐化学溶剂的稳定性也有改善。
收缩率随密度增大而减小。
如模具温度过高成型制品易形成大的球晶,制品脆,力学性能降低,制品扭曲变形会增大。
总之希望结晶型塑料成型制品有较高结晶率和均称的小晶体,不希望有大的球晶体和不均称结晶度。
1.结晶与冷却温度和冷却速度关系:塑料的结晶温度是在熔点以下,玻璃化温度以上。
不同的塑料种类有不同的最快结晶温度点。
如“PP”的最快结晶温度128度。
⏹当冷却温度处于最快结晶温度时,冷却时间需延长,制品容易形成大球晶,使制品发脆,扭曲变形和力学性能下降。
⏹当冷却温度处于玻璃态温度时,冷却时间短,结晶不完整。
成型制品受模具壁急速冷却,制表面与模具直接接触,制品表面先冻结,即停止结晶,而制品中心还没有冷却继续结晶直至冻结,造成制品表层与中心的结晶度不一样,使制品内应力增大,制品尺寸和形状变化大,力学性能差。
⏹当冷却温度处于玻璃态与最快结晶温度之间,冷却时间适宜,能达到较好而完善的结晶,制品性能就好。
北京化工大学高分子基础理论习题附标准答案
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第一章1写出下列聚合物的英文缩写及结构式,并按主链结构进行分类聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯聚甲基丙烯酸甲酯尼龙66 聚对苯二甲酸乙二醇酯聚碳酸酯聚异戊二烯聚丁二烯第二章1 简述自由基聚合的基元反应及自由基聚合的特征。
自由基聚合的基元反应:链引发、链增长和链终止。
自由基聚合的特征:慢引发、快增长、速终止。
在自由基聚合的三步基元反应中,链引发是控制整个聚合速率的关键,链增长和链终止是一对竞争反应,受反应速率常数和反应物浓度的影响。
2 简述聚合度增大的高分子化学反应主要有哪些?并分别举例说明其在工业上的应用。
聚合度增大的高分子化学反应主要有:交联反应、接枝反应、扩链反应。
交联反应是指:聚合物分子链间通过化学键连接成一个整体网络结构的过程,如:用硫或硫化物使橡胶交联硫化;用过氧化物使聚乙烯交联提高聚乙烯管材的耐压等级及耐热性。
接枝反应是指:在高分子主链上接上结构、组成不同支链的化学反应,如将马来酸酐接枝聚丙烯用作PA/PP共混物的相容剂。
扩链反应是指:通过链末端功能基反应形成聚合度增大了的线形高分子链的过程。
如将回收PET树脂经扩链反应制备高粘度PET。
第三章1根据链结构,将下列聚合物按柔顺性大小排序并说明原因:(1)PE,PP,PS,聚二甲基硅氧烷柔顺性从大到小顺序为:聚二甲基硅氧烷>聚乙烯>聚丙烯>聚苯乙烯原因:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯均为碳链聚合物,而聚二甲基硅氧烷为杂链高分子,Si-O键键长、键角比C-C大,且O原子上没有取代基,因此单键内旋转受到的阻碍少,分子链柔顺性最高,另外聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯三种碳链聚合物相比,取代基(或侧基)体积依次增大,对C-C单键内选择阻碍增加,大分子链柔顺性依次降低。
(2)PP,PVC,PAN柔顺性从大到小依次为:PP>PVC>PAN原因:以上三种聚合物均为碳链聚合物,取代基的极性-CH3,-Cl,-CN依次增强,取代基极性增大,大分子链之间相互作用力增强,对主链C-C单键内旋转阻碍增大,因此,大分子链柔顺性依次降低(3)PE,POM,PS柔顺性从大到小依次为:POM>PE>PS原因:POM(-O-CH2-)为杂链聚合物,O原子上没有其他取代基,且O-C单键的键长、键角均大于C-C键,所以POM大分子链柔顺性最好,PE和PS相比,PS含有苯环取代基,体积大,造成与之相连的PS大分子主链上的C-C内旋转受到阻碍较大,因此PS大分子链的柔顺性最差。
塑胶材料分类
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塑胶材料分类01、PVCPVC是一种聚氯乙烯塑料,具有色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用的特点。
PVC产品一般不存放食品和药品。
02、聚苯乙烯类塑料聚苯乙烯类塑料包括PS、HIPS、ABSAAS、ACS、MBS、AS等。
03、聚丙烯(PP)聚丙烯是一种透明、坚硬、耐热、耐腐蚀、不易老化的塑料材料,可以通过注塑、挤出、吹塑等方式加工成各种形状的制品。
聚丙烯广泛应用于家居用品、玩具、文具、电器等领域。
04、PC 聚碳酸酯PC聚碳酸酯是一种非晶体工程材料,具有高冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。
05、PEPE是聚乙烯塑料,具有稳定化学性能,常用于制作食品袋和容器。
聚乙烯可分为不同类型,如低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)06、工程塑料工程塑料是指具有优良的力学性能和耐高温、低温性能的塑料材料,可以用于制造工程结构。
工程塑料包括聚酰胺、聚砜等。
07、ABSABS是一种由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯聚合的塑料,具有色彩醒目、耐热、坚固、外表面可镀铬、镍等金属薄膜的特点。
08、超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯是一种塑料材料,具有高分子量、高强度的特点。
它常用于制作齿轮、轴承、星轮、汽车燃料槽等工业用容器,因为它具有良好的强度和耐磨性。
09、聚烯烃塑料聚烯烃塑料包括聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、苯乙烯/丁二烯/丙烯腈共聚物、丁二烯、聚甲基-1-戊烯、乙烯/乙烯醇共聚物及乙烯/乙酸乙烯共聚物等。
10、PPPP是聚丙烯的简称,常用于制作微波炉餐盒和果汁瓶等,具有高熔点和耐高温的特点。
11、非结晶型塑料非结晶型塑料是一种塑料材料,它没有明确的结晶形态,而是保持塑料的形状和特性。
长链分子在热塑性塑料中形成网状结构,而保持这种结构的方式则是非结晶型塑料。
12、聚酰胺类聚酰胺类是指大分子链中含有酰胺基团的一类树脂,包括PA6、PA66、PA610、PA46、PA1010、PA11、PA12及PI等。
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结晶性塑料和非结晶性塑料的区别
一、什么是结晶性塑料?(结晶=不透明)
结晶性塑料有明显的熔点,固体时分子呈规则排列。
规则排列区域称为晶区,无序排列区域称为非晶区,晶区所占的百分比称为结晶度,通常结晶度在80%以上的聚合物称为结晶性塑料。
常见的结晶性塑料有:PE、PP、PA、POM、PBT (聚对苯二甲酸丁二醇酯Polybutylene terephthalate)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯Polyethylene terephthalate)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PTFE、LCP、PPS、PEEK等。
二、结晶对塑料性能的影响
1)力学性能
结晶使塑料变脆(耐冲击强度下降),韧性较强,延展性较差。
2)光学性能
结晶使塑料不透明,因为晶区与非晶区的界面会发生光散射。
减小球晶尺寸到一定程式度,不仅提高了塑料的强度(减小了晶间缺陷)而且提高了透明度,(当球晶尺寸小于光波长时不会产生散射)。
3)热性能
结晶性塑料在温度升高时不出现高弹态,温度升高至熔融温度TM 时,呈现粘流态。
因此结晶性塑料的使用温度从Tg (玻璃化温度)提高到TM(熔融温度)。
4)耐溶剂性,渗透性等得到提高,因为结晶分排列更加紧密。
三、影响结晶的因素有哪些?
1)高分子链结构,对称性好、无支链或支链很少或侧基体积小的、大分子间作用力大的高分子容易相互靠紧,容易发生结晶。
2)温度,高分子从无序的卷团移动到正在生长的晶体的表面,模温较高时提高了高分子的活动性从而加快了结晶。
3)压力,在冷却过程中如果有外力作用,也能促进聚合物的结晶,故生产中可调高射出压力和保压压力来控制结晶性塑料的结晶度。
4)形核剂,由于低温有利于快速形核,但却减慢了晶粒的成长,因此为了消除这一矛盾,在成型材料中加入形核剂,这样使得塑料能在高模温下快速结晶。
四、结晶性塑料对注塑机和模具有什么要求
1)结晶性塑料熔解时需要较多的能量来摧毁晶格,所以由固体转化为熔融的熔体时需要输入较多的热量,所以注塑机的塑化能力要大,最大注射量也要相应提高。
2)结晶性塑料熔点范围窄,为防止射咀温度降低时胶料结晶堵塞射咀,射咀孔径应适当加大,并加装能单独控制射咀温度的发热圈。
3)由于模具温度对结晶度有重要影响,所以模具水路应尽可能多,保证成型时模具温度均匀。
4)结晶性在结晶过程中发生较大的体积收缩,引起较大的成型收缩率,因此在模具设计中要认真考虑其成型收缩率
5)由于各向异性显著,内应力大,在模具设计中要注意浇口的位置和大小,加强筋和位置与大小,否则容易发生翘曲变形,而后要靠成型工艺去改善是相当困难的。
6)结晶度与塑件壁厚有关,壁厚冷却慢结晶度高,收缩大,易发生缩孔、气孔,因此模具设计中要注意控制塑件壁厚的控制
五、结晶性塑料的成型工艺
1)冷却时释放出的热量大,要充分冷却,高模温成型时注意冷却时间的控制。
2)熔态与固态时的比重差大,成型收缩大,易发生缩孔、气孔,要注意保压压力的设定
3)模温低时,冷却快,结晶度低,收缩小,透明度高。
结晶度与塑件壁厚有关,塑件壁厚大时冷却慢结晶度高,收缩大,物性好,所以结晶性塑料应按要求必须控制模温。
4)各向异性显著,内应力大,脱模后未结晶折分子有继续结晶化的倾向,处于能量不平衡状态,易发生变形、翘曲,应适当提高料温和模具温度,中等的注射压力和注射速度。
在市场上, 塑料种类很多,但是做塑料的人一般只知道分为工程塑料和日用塑料两类。
实质上,塑料有结晶塑料和非结晶塑料之分。
结晶塑料:尼龙、丙烯、乙烯、聚甲醛等等;
非结晶塑料:聚碳PC、ABS、透苯PS、氯乙烯等等。
为什么说,分为上面这两类呢?因分子结构不同。
(1)结晶塑料表面是滑性,不能涂刷,不能镀铬,难以装饰表面,目前装涂的颜色不能持久,容易脱落。
如包装袋喷涂、印刷、着色,一般采取通过电子大电流锥毛,才能印刷颜色,但是也不能持久,且粘合剂比较难找。
(2)非结晶塑料表面能吸收其他分子,如:油墨、镀铬、喷涂之类所以一般产品外壳、表壳、电视机壳等都采用非结晶塑料,容易装饰,不易脱落等。
但以上两类塑料绝对不能混合一起,如混合一起那就会报废,表面产生起泡、起水银纹,严重的起皮,故而两种类型塑料,应注意混和,否则后果很大,所以
特别对废塑料来说:要鉴别哪一种是什么料都要分别挑开才能使用,但同类塑料混一点没有什么大的影响,如丙烯乙烯混一些影响不大。
如ABS和透苯混和后也没有什么影响.
非结晶性塑料包括:ABS、PS、PC、PMMA、PES、PSU、PPSU、PEI、PAI、PBI等。
结晶性塑料包括:等。
结晶性塑料和非结晶性塑料在外观性状、力学性能、热变形温度、注塑加工工艺方面都有明显区别。
在外观性状方面,非结晶性塑料透光性好,一般呈透明或半透明状,相反地,结晶性塑料透光性差,一般都不透明,这点很容易区分。
在力学性能方面,非结晶性塑料相对结晶性塑料更容易应力开裂,如出现裂纹,前者更容易开裂,后者裂纹不容易扩张。
热变形方面,一般来说,结晶性塑料较非结晶性塑料热变形温度更高,这只是从结构特点来讲,不能一概而论,如PI、PAI、PBI热变形温度就远高于一般结晶性塑料。
注塑加工工艺方面,结晶性塑料收缩率较非结晶性塑料更高,同时大面积扁平制件前者更容易产生翘曲现象,这是由于结晶取向造成的,可通过改进浇口来避免
翘曲的产生,这点需要特别注意。
料的组成是由许多线状、细长之高分子化合物组成的集合体,依分子成正规排列的程度,称为结晶化程度(结晶度),而结晶化程度可用x线的反射来量测。
有机化合物的构造复杂,塑料构造更复杂,且分子链的构造(线状、毛球状、折迭状、螺旋状等)多变化,致其构造亦因成形条件不同而有很大的变化。
结晶度大的塑料为结晶性塑料,分子间的引力易相互作用,而成为{TodayHot}强韧的塑料。
为了要结晶化及规则的正确排列,故体积变小,成形收缩率及热膨胀率变大。
因此,若结晶性越高,则透明性越差,但强度越大。
结晶性塑料有明显熔点(Tm),固体时分子呈规则排列,强度较强,拉力也较强。
熔解时比容积变化大,固化后较易收缩,内应力不易释放出来,成品不透明,成形中散热慢,冷模生产之日后收缩较大,热模生产之日后收缩较小。
相对于结晶性塑料,另有一种为非结晶性塑料,其无明显熔点,固体时分子呈不规则排列,熔解时比容积变化不大,固化后不易收缩,成品透明性佳,料温越高色泽越黄,成形中散热快
(1)结晶塑料表面是滑性,不能涂刷,不能镀铬,难以装饰表面,目前装涂的颜色不能持久,容易脱落。
如包装袋喷涂、印刷、着色,一般采取通过电子大电流锥毛,才能印刷颜色,但是也不能持久,且粘合剂比较难找。
(2)非结晶塑料表面能吸收其他分子,如:油墨、镀铬、喷涂之类所以一般产品外壳、表壳、电视机壳等都采用非结晶塑料,容易装饰,不易脱落等。
但以上两类塑料绝对不能混合一起,如混合一起那就会报废,表面产生起泡、起水银纹,严重的起皮,故而两种类型塑料,应注意混和,否则后果很大,所以特别对废塑料来说:要鉴别哪一种是什么料都要分别挑开才能使用,但同类塑料混一点没有什么大的影响,如丙烯乙烯混一些影响不大。
如ABS和透苯混和后也没有什么影响。