第1章 塑料成型基础知识 1.4~1.6(第2讲)

《塑料成型工艺与模具设计》
第1章 塑料成型基础知识
1、塑料的组成 、
作用为增加塑件表面润滑性 防止粘模； 增加塑件表面润滑性， 润滑剂 ：作用为增加塑件表面润滑性，防止粘模；改善 流动性、降低表面粗糙度。常用量为0.5%~1.0%。 流动性、降低表面粗糙度。常用量为 。 • 常加润滑剂的塑料：PE、PP、PVC、PS、PA、ABS……。 常加润滑剂的塑料： 、 、 、 、 、 。
性。 • 通常交联反应难以完全，交联程度常用“熟化”、“过熟”、“欠熟” 通常交联反应难以完全，交联程度常用“熟化” 过熟” 欠熟” 来区分。 来区分。 • 硬化速度随温度的升高而加快，硬化程度与硬化时间有关。 硬化速度随温度的升高而加快，硬化程度与硬化时间有关。 随温度的升高而加快 • 欠熟导致塑件强度、耐热性、稳定性、绝缘性下降，后变形增大，表 欠熟导致塑件强度 耐热性、稳定性、绝缘性下降，后变形增大， 导致塑件强度、 面光泽差，甚至开裂； 面光泽差，甚至开裂； • 过熟导致塑件强度下降、变色、变脆、鼓泡、碳化或降解。 过熟导致塑件强度下降、变色、变脆、鼓泡、碳化或降解。 导致塑件强度下降
《塑料成型工艺与模具设计》源自第1章 塑料成型基础知识1.5 塑料组成、分类与用途 塑料组成、
1、塑料的组成 、 定义：塑料=合成树脂 添加剂 定义：塑料 合成树脂+添加剂 合成树脂 塑料中最基本、最重要的组成部分， 合成树脂 ：塑料中最基本、最重要的组成部分，决定了 塑料的本质性能，约占塑料质量的40~100%。 塑料的本质性能，约占塑料质量的 。 • 塑料的名称基本都以树脂的名字来命名（参见附录 ）。 塑料的名称基本都以树脂的名字来命名（参见附录A）。 添加剂：包含填充剂、稳定剂、增塑剂、着色剂、 添加剂：包含填充剂、稳定剂、增塑剂、着色剂、润滑 剂、固化剂等 • 添加剂作用：为了达到或改善塑料材料某种性能、目的， 添加剂作用：为了达到或改善塑料材料某种性能、目的， 使塑料制品满足人们的使用要求。 使塑料制品满足人们的使用要求。
《塑料成型工艺与模具设计》 第1章 塑料成型基础知识
1.6 塑料成型工艺性能
塑料成型工艺性能表现在多方面，有些会直接影响成型方 塑料成型工艺性能表现在多方面，有些会直接影响成型方 法和工艺参数的选择。 法和工艺参数的选择。 成型工艺性包括：收缩性、流动性、结晶性、热敏性、 成型工艺性包括：收缩性、流动性、结晶性、热敏性、水 包括 敏性、吸湿性、水分和挥发物含量、应力敏感性、相容性、 敏性、吸湿性、水分和挥发物含量、应力敏感性、相容性、 压缩比、比体积和硬化特性…… 压缩比、比体积和硬化特性 1、收缩性 、 定义：成型后制品从较高温降至室温时，尺寸会发生收缩， 定义：成型后制品从较高温降至室温时，尺寸会发生收缩， 是由成型过程各因素的影响造成的，称成型收缩。 是由成型过程各因素的影响造成的，称成型收缩。 成型收缩的表现形式 ： • 线性尺寸收缩：由热膨冷缩、脱模弹性回复、变形等原因 线性尺寸收缩：由热膨冷缩、脱模弹性回复、 模具设计时应给予补偿。 造成。 模具设计时应给予补偿 造成。——模具设计时应给予补偿。
• 常用润滑剂：硬脂酸及其盐类、石蜡 常用润滑剂：硬脂酸及其盐类、石蜡……
固化剂：使热固性塑料完成交联反应、促进固化的助剂。 固化剂：使热固性塑料完成交联反应、促进固化的助剂。
• 例如：环氧树脂加乙二胺或顺丁烯二酐酸；酚醛树脂加六亚甲基四胺 例如：环氧树脂加乙二胺或顺丁烯二酐酸； 等。
其它添加剂：发泡剂、阻燃剂、固化剂、发光剂、 其它添加剂：发泡剂、阻燃剂、固化剂、发光剂、防静 电剂、导电剂、导磁剂等。 电剂、导电剂、导磁剂等。
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链断裂
产品缺陷
第1章 塑料成型基础知识
1.4 聚合物成型过程的化学行为
聚合物降解种类 热 应力 热降解 热 氧化降解 水降解 紫外线
微量水
聚合物大分子
易水解基团 酰胺基、醚基） （酰胺基、醚基）
酸、碱 氧
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应力降解 化学降解
第1章 塑料成型基础知识
塑 料 性 能 与 用 途
化学稳定性好，耐酸、 化学稳定性好，耐酸、碱、盐、水和气体侵蚀，用于化工管道、 水和气体侵蚀，用于化工管道、 容器、建材…… 容器、建材 电气性能优良，几乎所有塑料绝缘性能和介质损耗性优良，用 电气性能优良，几乎所有塑料绝缘性能和介质损耗性优良， 于电线电缆、开关、旋钮、电器外壳…… 于电线电缆、开关、旋钮、电器外壳 减摩、耐磨和自润滑性好，传动噪声小，可生产齿轮、凸轮、 减摩、耐磨和自润滑性好，传动噪声小，可生产齿轮、凸轮、 滑轮…… 滑轮 成型和着色性能好， 成型和着色性能好，…… 光学性能好， 均可制透明制品。 光学性能好，如PMMA、PS、PC、ABS均可制透明制品。 、 、 、 均可制透明制品 多种防护性能，除防腐外，有防水、防潮、防震、防辐射…… 多种防护性能，除防腐外，有防水、防潮、防震、防辐射
《塑料成型工艺与模具设计》 第1章 塑料成型基础知识
1、塑料的组成 、
为改善某些塑料（如氯乙烯、醋酸纤维） 增塑剂 ：为改善某些塑料（如氯乙烯、醋酸纤维）的可 塑性、流动性、柔软性和加工性， 塑性、流动性、柔软性和加工性，加入与树脂相溶的高沸 点有机化合物；常用樟脑或邻苯二甲酸二丁酯， 点有机化合物；常用樟脑或邻苯二甲酸二丁酯，多数塑料 不加增塑剂，而软质PVC含大量增塑剂。 含大量增塑剂。 不加增塑剂，而软质 含大量增塑剂 • 性能要求：与树脂互溶、化学稳定性好、不易挥发、无毒、无色、无 性能要求：与树脂互溶、化学稳定性好、不易挥发、无毒、无色、
《塑料成型工艺与模具设计》 第1章 塑料成型基础知识
3、塑料的性能与用途 、
耐热性不如金属材料，使用温度一般在 耐热性不如金属材料，使用温度一般在100℃以下， 不如金属材料 ℃以下， 少数工程塑料可在200 ℃ 左右；低温下变脆，无法 左右；低温下变脆， 少数工程塑料可在 使用。 使用。 塑 料 性 能 的 不 足 热膨胀系数比金属大 热膨胀系数比金属大3~10倍，易受温度变化而影响 比金属大 倍 尺寸稳定性。 尺寸稳定性。 在载荷作用下，会发生蠕变现象； 在载荷作用下，会发生蠕变现象；绝对强度和刚度 蠕变现象 比金属低。 比金属低。 在大气、阳光、长期压力或某些介质作用下会发生 在大气、阳光、 老化，使性能变坏…… 老化，使性能变坏
特种塑料
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第1章 塑料成型基础知识
3、塑料的性能与用途 、
密度小、质量轻（ ），绝大部分密度小于 绝大部分密度小于1， 密度小、质量轻（0.8~2.2g/cm3），绝大部分密度小于 ，泡沫 塑料密度小于0.1，广泛用于车辆、船舶、飞行器…… 塑料密度小于 ，广泛用于车辆、船舶、飞行器 比强度和比刚度高，尤其经过玻纤、碳纤、硼纤增强的塑料， 比强度和比刚度高，尤其经过玻纤、碳纤、硼纤增强的塑料， 可替代轻合金用于飞机、卫星、火箭及导弹零部件。 可替代轻合金用于飞机、卫星、火箭及导弹零部件。
定剂等 • 光稳定剂：分紫外线吸收剂（羟基二苯酮类）和光屏蔽剂（炭黑、氧 光稳定剂：分紫外线吸收剂（羟基二苯酮类）和光屏蔽剂（炭黑、 化锌、氧化钛和絮凝状金属）两类。 化锌、氧化钛和絮凝状金属）两类。 • 抗氧化剂：聚烯烃类、PS、POM、ABS等中加酚类、胺类有机物。 抗氧化剂：聚烯烃类、 、 等中加酚类、 、 等中加酚类 胺类有机物。
味、不吸潮、价廉等。 不吸潮、价廉等。
着色剂：为增加塑件的色彩、 着色剂：为增加塑件的色彩、美观性或区分不同制品对 如电线）而添加的助剂。分为无机和有机颜料两类。 象（如电线）而添加的助剂。分为无机和有机颜料两类。
• 无机颜料：如钛白粉、铬黄、镉红、群青等，耐光、耐热、化学稳定 无机颜料：如钛白粉、铬黄、镉红、群青等，耐光、耐热、 性好，吸油小、游离少、遮盖力强、价廉，但着色能力、鲜艳性较差。 性好，吸油小、游离少、遮盖力强、价廉，但着色能力、鲜艳性较差。 • 有机颜料：如联苯胺黄、酞青蓝、酞青绿等，其色艳、着色能力强。 有机颜料：如联苯胺黄、酞青蓝、酞青绿等，其色艳、着色能力强。
第 2 讲
1.4 聚合物成型过程的化学行为 1.5 塑料组成、分类与用途 塑料组成、 1.6 塑料成型工艺性能
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第1章 塑料成型基础知识
1.4 聚合物成型过程的化学行为
1、聚合物降解 、 热 应力 分子变小 微量水 聚合物大分子 降解（裂解） 降解（裂解） 释出 低分子 酸、碱 氧
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第1章 塑料成型基础知识
2、塑料的分类 、
塑料种类约有300多种，常用塑料有30多种，塑料牌号则 多种，常用塑料有 多种 多种， 塑料种类约有 多种 有成千上万种之多。 有成千上万种之多。 分类方法：通常按受热、 分类方法：通常按受热、冷却的特性或用途进行分类 受热时只发生物 结晶型： 、 、 受热时只发生物 结晶型：PE、PP、PA 理变化， 理变化，熔融或 热塑性塑料 冷凝，可反复加 冷凝， 非晶型： 非晶型：PVC、PS、ABS 、 、 热熔融成型。 热熔融成型。 受热时发生化学 受热时发生化学 种类有：酚醛、环氧、 种类有：酚醛、环氧、氨 变化（ 变化（交联反 有机硅、硅酮塑料、 基、有机硅、硅酮塑料、 热固性塑料 ），不可反复 应），不可反复 不饱和聚酯等 加热成型。 加热成型。
《塑料成型工艺与模具设计》 第1章 塑料成型基础知识
1、收缩性 、
成型收缩的表现形式 ： • 收缩的方向性：由于分子的取向作用，沿流动取向方向收 收缩的方向性：由于分子的取向作用， 缩大，垂直该方向收缩小； 缩大，垂直该方向收缩小；另各部分密度和填料分布不均也 会导致收缩方向性。 制品翘曲、 会导致收缩方向性。——制品翘曲、扭曲变形和裂纹，模具设计应 制品翘曲 扭曲变形和裂纹，
《塑料成型工艺与模具设计》 第1章 塑料成型基础知识
塑 料
2、塑料的分类 、
《塑料成型工艺与模具设计》