《塑料成型工艺》PPT课件

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2、压缩成型是将塑料原料直接加在敞开的模具型 腔内，再将模具闭合，塑料粒料在受热和受压的作 用下充满闭合的模具型腔，固化成型后得到塑件。
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压缩成型与注射成型相比的特点：
1)压缩成型所使用的设备和模具以及生产过程的控制
都比较简单。
2)压缩成型的塑料制品耐热性好，塑件的收缩率小、
变形小，各项性能比较均匀。
• 8、航空工业：飞机用各种增强塑料作结构和覆面材料 ，常规武器中各种零部件。
• 9、国防和尖端工业：各种烧蚀材料、耐腐材料、增强 材料等。
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工业
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• 10、家具：家用、机关、工厂、学校和公共场所用家具。 • 11、体育用具：各种健身用品。 • 12、日用品：在人们的日常生活中，塑料的应用更广泛，
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。 38
1、结构性能
聚乙烯是无臭、无味及无毒的可燃性白色粉末。耐 腐蚀性、电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化、 辐照改性，可用玻璃纤维增强。
高密度聚乙烯（HDPE）熔点、刚性、硬度和强 度较高，吸水性小，有突出的电性能和良好的耐 辐射性。适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件。
5 着色剂的作用是什么？对它的要求是什么？
6 塑料是如何进行分类的？热塑性塑料和热固性塑料有什么区 别？
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第二章 塑料的性能与加工
目的和要求： 1. 了解塑料的基本性能、用途及加工方法； 2. 掌握热塑性与热固性塑料的性能及加工方法。 重点难点：
重点：塑料的性能、用途及加工方法
难点：如何选用塑料及确定加工方法
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• 4、电气工业：电线、电缆、绝缘体、家用电器、计 算机及各种通讯设备等。
• 5、化学工业：塑料耐腐蚀性使塑料化工设备方面得 以广泛应用，如制作塔器、贮槽、贮罐、反应器、 电镀电解槽、热交换器、烟囱、管道、阀门、泵、 衬里等。
• 6、仪器仪表：制造各种部件。
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• 7、建筑工业：给水管系统，排水管系统，雨水管、槽 系统，电气护套管系统，热收缩管系统，塑料门窗系统 ，板材，壁纸，地板卷材，地板毡，披叠板系统，平托 盘，发泡与实芯硬PVC多种异型材，防水材料，堵水材 料，装饰装修材料，建筑涂料，外加剂，粘接剂，卫生 洁具，家具等等。
薄，容易修除；在塑件的合模方向上有较高的尺寸精
度;表面粗糙度值较小。
4）压注成型安放嵌件方便。
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缺点：模具结构复杂、制造成本高，塑料浪费较大， 塑件修整工作量大，工艺条件较压缩成型严格，操 作难度大。
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4、挤出成型将熔融的塑料自模具内以挤压的方 式往外推出，而得到与模口相同几何形状的流体， 冷却固化后，得到所要的零件。
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3、压注成型在改进压缩成型缺点，吸收注射模具 经验基础上发展起来的一种热固性塑料的成型方法，
又称传递成型、挤胶成型。
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压注成型特点：
1)压注成型能生产带有精细嵌件，较深的孔和外形复
杂、薄壁或壁厚变化很大的塑件。
2)压注成型周期短，生产效率高。
3)压注成型塑件的物理力学性能较高；塑件的飞边很
机物质。 特点：无明显的熔点，受热后逐渐软化，可溶解于有
机溶剂，而不溶解于水。
2、合成树脂
定义：人们模仿天然树脂的成分用化学方法人工制取
的树脂。
特点：合成树脂不能直接使用，需通过一定的加工工
艺将它转化为塑料或塑件后才能使用。
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二、塑料添加剂
1、增塑剂
定义：凡添加到聚合物中能使聚合物的塑性增加的 物质。 作用：削弱聚合物分子间的作用力；为高分子链的 运动起了润滑作用；能改进树脂的柔顺性、延伸性 和可塑性等；降低其熔融粘度和熔融温度；改善其 加工性能。
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• 2、包装：塑料作为一种新型包装材料，在包装领域 中已获得广泛应用．例如各种中空容器、注塑容器( 周转箱、集装箱、桶等)．包装膜、编织袋、泡沫塑 料、捆扎绳和打包带等。
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• 3、交通运输：汽车、火车、轮船等交通工具及 相应的附属设施所用的塑料，按每辆或每艘计， 逐年增加。品种有：燃油箱、保险杠、遮阳板、 车座、门把手、方向盘、仪表板等。
3)压缩成型适宜成型流动性差的塑料，比较容易成型
大、中型塑件。
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同时压缩成型又有如下的特点：
1)压缩成型生产周期长，效率低，不易实现自动化，
劳动条件较差。
2)不能模压对尺寸精度要求较高的塑件。
3)带有深孔、开头有精细嵌件的塑件难以成型。
4)对模具材料要求较高。一般压塑模具使用寿命仅
20～30万次。
(2)热稳定剂 抑制其热降解、热分解。
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4、润滑剂
定义：以改进高聚物的流动性、减少摩擦、降低界 面黏附力为目的而在树脂中使用的一种添加剂。 分类：润滑剂分为外润滑剂和内润滑剂两种。 作用：同一种润滑剂在不同的聚合物或不同的加工 条件下会表现出不同的润滑作用，多数润滑剂兼有 内、外润滑剂的双重功能。
第一章 塑 料
目的和要求：
1. 理解塑料的概念、成份、分类；
2.了解塑料的特性及用途。
重点难点：
重点：塑料的概念、成份、分类 难点：对概念的理解
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§1.1 塑料的基本组成
胶粘其它成分材料 赋予塑料可塑性和流动
塑料是以合成树脂为基体，在其中添加了某
些特定用途的添加剂，并在加工中为制品的某阶 段可流动成型的材料。
2、工程塑料
特点：产量小，价格较高，具有优异的力学性能、
电性能、化学性能、耐磨耐热性能、耐腐蚀性能、
自润滑性能及尺寸稳定性，可代替一些金属材料
用于制造结构零部件。.
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3、功能塑料 特点：产量小，价格较高，性能优异。
二、按塑料受热后呈现的基本特性分类
1、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
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一、塑料的基本性能
1、可塑性
2、弹性
3、强度
4、耐腐蚀性
5、绝缘性
6、透光及防护性能
7、减振、消音性能
8、质轻
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不足之处：耐热性比金属等材料差； 容易受温度变化而影响尺寸的稳定性； 易发生蠕变现象； 易发生老化。
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二、塑料的用途
1、农业、渔业： 塑料在农业方面常用的材料有 薄膜、管道、片板、绳索和编织袋等。塑料温室， 农作物、肥料和药物等的包装,农田水利工程多选 用塑料管，农舍建筑、畜牧保护、农业机械及器 具、鱼网、
3、稳定剂
常用的填充剂有玻璃纤维、碳酸钙(CaCO3)、滑 石粉、木粉等。
定义:减缓或阻止塑料在加工和使用过程中分解变
质的添加剂.
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稳定剂的选择：要求和树脂相容性好，对树脂的 稳定效果好；其次要求在成型过程中最好不分解， 挥发性小，无色、耐油、耐化学药品及耐水等。 分类：(1)光稳定剂 能改善塑料的耐日光性。
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常用的增塑剂有以下几种：
(1)苯二甲酸脂类 可以使材料保持良好的绝缘性和 耐寒性。 (2)磷酸脂类 可以使材料保持较好的耐热性，但耐 寒性较差，有毒性。 (3)二辛脂类 可以使材料具有较好的耐寒性，但耐 油性较差。
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2、填料
定义：填料一般是对聚合物呈惰性的粉末物质。 优点：可以改善塑料的某些物理性能；可以减少树 脂的用量，降低塑料的成本。
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4、挤出成型特点： 1)挤出成型所用设备结构简单、操作方便、占地
面积少、 环境清洁。 2)可以连续化生产，效率高、投资少、成本低。 3)模具结构也较简单，制造维修方便。 4)塑件的内部组织均衡致密，尺寸比较稳定。 5)挤出成型适应性强。
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5、中空成型（吹塑成型）是将熔融坯料放入吹塑 模具内，向坯料吹入压缩空气，使处于高弹态的融 入塑料型坯发生膨胀变形，然后再经冷却定型，获 得中空容器 它是制造中空件和管筒型薄膜的方法。
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§2.2 常用热塑性塑料的性能与加工
一、聚乙烯
聚乙烯(Polyethylene，PE)是由乙烯单体自由基聚合而 成的聚合物。
nCH2＝CH2 乙烯
—CH2—CH2—n 聚乙烯
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。
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—。
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三、塑料的主要成型方法
1、注射成型是采用注射成型机将粒状塑料连续输入 到料筒中受热熔融成黏性流动状态，由螺杆或柱塞推 至料筒端部，通过喷嘴和浇注系统将熔体注入闭合的 模具中，经保压、冷却后固化成型，然后开模取出塑 件。
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注射成型特点： 1)成型周期短 2)对成型各种塑料的适应性强。 3)生产效率高，易于实现自动化生产。 4)注射成型所需设备昂贵，模具结构比较复杂， 制造成本高。
或支链型结构。(变化过程可逆)
2、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）
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1 塑料一般由哪些成分组成？
2 在塑料中加入填料的作用是什么？对填料有何要求？
3 增塑剂的作用是什么？对增塑剂有何要求？
4 稳定剂有几类？它们的作用是什么？
2、流动性极好，溢边值0.02mm左右，流动性对压力变化敏感
3、可能发生熔融破裂，与有机溶剂接触可发生开裂
4、加热时间长则发生分解、烧焦
5、冷却速度慢，因此必须充分冷却，宜设冷料穴，模具应有冷
却系统
6、收缩率范围大，收缩值大、定向性明显，易变形、翘曲，结
晶度及模具冷却条件对收缩率影响大，应控制模温，保持冷却均
匀、稳定
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7、宜高压低温注射，料温均匀，填充速度应快，保压充 分 8、不宜用直接进料口，否则易增大内应力，或产生收缩 不均，取向性明显，变形增大，应注意选择进料口位置与 数量，防止产生缩孔、翘曲变形 9、质软易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模
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3、加工方法
聚乙烯可用挤出、注塑、吹塑等方法进行成型，但 挤出方法用得较多。
低密度聚乙烯（LDPE）柔软性、伸长率、冲击 韧度和透明性好。适于制作薄膜等。
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超高分子量聚乙烯冲击韧度高，耐疲劳，耐磨， 用冷压烧结成型。适于制作减摩。耐磨及传动 零件。
密度：0.94～0.96g/cm3 成型收缩率：1.5%～3.6% 成型温度：140～220℃。
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2、成型性能
1、结晶型塑料、吸湿性小
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指标 色相 着色力 遮盖力 分散力 耐光性 耐热性 耐迁移性 耐溶剂性 耐药品性
无机颜料 不鲜明
大 大 好 差 好 好 好 好
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有机颜料 鲜明 大 小 好 差 差 差 差
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§1.2 塑料的分类
一、按塑料的使用特性分类
1、通用塑料 特点：产量大、用途广、成形性好、价格低、 性能普通、主要用于制造日用品的塑料。
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二、聚丙烯
聚丙烯(Polypropylene，PP)是由丙烯单体经自由基 聚合而成的聚合物。
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1、结构性能
质轻，密度小，刚硬有韧性，弯曲程度高，耐疲劳、 耐应力开裂，屈服强度、抗拉强度、抗压强度、硬 度等力学性能均优于低压聚乙烯。耐热性较好，具 有良好的电性能和高频绝缘性，基本上不吸水，有 较好的化学稳定性。0℃以下易变脆，热变形温度较 低，耐候性差，不耐磨，易老化。适于制作一般机 械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。
如市场上销售的塑料凉鞋、拖鞋、雨衣、手提包、儿童玩具 、牙刷、肥皂盒、热水瓶壳等等。目前在各种家用电器，如 电视机、收录机、电风扇、洗衣机、电冰箱等方面也获得了 广泛的应用。塑料作为一种新型包装材料，在包装领域中已 获得广泛应用，例如各种中空容器、注塑容器(周转箱、集 装箱、桶等)，包装薄膜，编织袋、瓦楞箱、泡沫塑料、捆 扎绳和打包带等。 • 13、医疗：医用高分子分人工脏器、修复人体缺陷和制作 医疗器械三大类。如人工血管、心脏瓣膜、食道、气管等； 人工耳朵、人工皮肤、人工关节等；输液器、输血袋、注射 器、插管、检验用品、病人用具、手术室用品等。
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常用的塑料润滑剂种类有：
(1)脂肪酸及其脂类 (2)脂肪酸酰胺类 (3)金属皂类 (4)烃类 (5)硅有机化合物 润滑剂的用量一般为0.5%～1%(质量分数)。
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5、着色剂
定义：能使塑件具有各种颜色的物质。
分类：
无机颜料 有机颜料
有机着色剂 染料
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一般来说，理想的着色剂应色彩鲜艳，着色力大；有 良好的分散性；具有良好的热稳定性，不变色、不分 解，能长期耐热；良好的光稳定性、耐溶剂性、化学 稳定性；不影响塑料的加工性能和使用性能；价格便 宜。
合成树脂是塑料最基本、最重要的组成部分， 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
一、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，它是塑料最基本的，也是最
重要的成分。
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1、天然树脂 定义：是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有