三种收缩率要求的高精度型塑材料的分析选择改性(精)

3、塑料的热膨胀性
热胀冷缩是物体的大致规律。衡量其热膨胀程度可用热膨胀
系数表示，具体可参见表 16-2和表 16-3所示。同金属相比， 塑料的热膨胀系数大得多。例如，钢的热膨胀系数为 1.2×105K-1，而 LDPE 的热膨胀系数竟高达 10×105K-1， 比金属高出近十倍。因此可以说，塑料的尺寸对温度十分敏 感。例 如某塑料制品在 20℃时，其尺寸变化为 0.1%；在 35℃时，尺寸变化增大到 0.15%；而在5℃时，尺寸则减少 0.25%。 塑料的热膨胀系数与熔体流动方向有关。与收缩不同的是其 纵向的热膨胀系数要比横向的热膨胀系数小，一般要小一半 左右。 塑料的热膨胀只有在温度变化的环境中才会影响其尺寸的精 度。而温度不变时，热膨胀对塑料的尺寸精度无影响。
2、塑料的吸水性
塑料的吸水性可参见表 16-2。塑料的吸水性大小与
其分子结构有关，分子中含有酯基或酰胺基结构的 聚合物吸水率偏大，具体如 PA 类、PC、POM、 PMMA、PES 及 PPO 等。 塑料的吸水性影响塑料的使用精度，即制品在潮湿 环境中使用，由于吸水而引起尺寸增大。 塑料吸水性对尺寸精度的影响量不如收缩影响大。 但 有些吸水率大的品种，如 PA 也比较显著。如 PA66的吸水率最大为 1.6%，而每 1%的吸水率就 会引起1/3～1/4 的尺寸公差。
(2)塑料制品的使用精度 塑料制品的使用精度
是指其制品在加工以后所产生的尺寸公差或 形变。塑 料制品的使用精度高低与原料本身 因素，如二次结晶、吸水、热膨胀及蠕变等 因素有关；此外，还与使用环境的关系很大， 在高温、潮湿及外力等环境因素作用下，会 便其使用精度下降。
二、影晌塑料精度的因素
影响塑料制品精度的因素包括收缩率、吸水
一、简介
塑料制品的精度是指塑料制品的实际尺寸或形状与
设计者设计的尺寸或形状之间的差异，两者差异越 小，说明其制品精度越高。 塑料制品的精度可分为加工精度和使用精度两种。 (1)塑料制品的加工精度 塑料制品的加工精度是指由 于加工过程的原因而产生的尺寸公差或形变，这是 决定塑料制品精度高低的最主要因素。 习惯上可将塑料制品的加工精度分为八个不同等级， 不同等级要求的公差大小不同，其相应的尺寸公差 如表 16-1所示的塑料制品件等级的选用，其中 1、 2 级精度为精密级，塑料材料很难达到，一般不能 采用。塑料只能用于 3 级以下的精度。
(2)平均收缩率
由于塑料的收缩大小受成型条件影响比较大，因而其收缩率
不是一个固定值，而是一个范围，具体可参见表 16-2和表 16-3。从表中可以看出，有时收缩率的变化范围很大，最大 可相差 24倍。所以说收缩率具有不准确性，因不同加工条 件变化很大，很难测出准确的固定值。对于一个模具设计者 而言，在具体设计时，一般可选取平均收缩率，即将表 162和 16-3所给的收缩率范围值进行平均。从而得到平均收缩 率。当然，如果对具体成型方法十分清楚，也可以从表 162和表 16-3中所给的收缩率范围内取一个比较接近值。例如， 以 HDPE 为例，其收缩率范围从表 16-2中查出为 2%~5% 之间，其平均收缩率为 3.5%；如果具体成型过程中，各种 成型条件可使成型收缩率增大，则可选取 4%为具体收缩率； 如果具体成型条件有利于成型收缩率的减小，则可选取 2.5%为具体收缩率。当然，后一种选取方法难度比较大。
能力（技能）目标
能根据不同要求的高精度高分子材料的不同
用途要求，合理的选择高分子材料；并能合 理的分析所选择材料的结构、性能；如果不 能直接选择到合适材料时，能 提出合理的改 进意见与方案。
知识目标
被选用的高分子材料的主要结构特征、主要
性能及应用范围。 其中第16个项目重点学习增加高分子热性能、 蠕变性能的知识。
料的分析、选择、改性的整个实施过程，使学生进 一步了解并掌握完成一个完整项目的每个细节，初 步形成实施每个细节过程的能力，最终达到根据产 品需要对高分子材料进行合理分析、合理选择、合 理改性的总能力；进而结合学生所选择出来的材料 从理论上归纳、总结与高分子物理的研究对象直接 相关的结构与性能的关系；同时在完成项目过程中 对课程整体方案所规定的拓展能力进行初步的锻炼。
三种收缩率要求的高精度型 塑材料的分析、选择、改性
项目16的六组任务
第一组：从收缩度的角度为高精度塑料制品的生产选择合适
的高分子材料； 第二组：从蠕变的角度为高精度塑料制品的生产选择合适的 高分子材料； 第三组：从热膨胀系数角度为高精度塑料制品的生产选择合 适的高分子材料。
教学目的
通过对项目16 所涉及到不同要求的高精度高分子材
塑料的收缩分为成型加工收缩和加工后收缩两类。 (1)加工后收缩 为制品脱模后一段时间内的收缩，
与成型收缩相比，后收缩一般比较小。 后收缩产生的第一个原因为制品内部应力的松弛作 用。对于分子链呈刚性的聚合物，制品的后收缩比 较大;这主要是因为刚性分子链运动速度慢，其分子 链从一种状态转变为另一种状态，需要一个较长时 间的重新排列过程，因而后收缩时间比较长，而且 后收缩率比较大。另一方面，刚性分子链易产生内 应力，成型后会进行慢慢地应力松弛。例如以 PS 为例，其注塑制品脱模三个月后，还会发生 0.005%的后收缩。引起后收缩的第二个原因为继续 结晶。对结晶聚合物而言，制品出模时，并未达到 完全结晶，在常温下仍可继续结晶，从而引起制品 的微量收缩。另外，出模后塑料制品如进行退火处 理，制品的应力松弛和后结晶会进一步加大，从而 引起后收缩增加。
率、热膨胀系数及蠕变四个因素。 1、塑料的收缩性 塑料的收缩性对塑料制品的尺寸精度影响最 大。不同塑料原料之间的收缩率大不相同， 其中热塑性树脂的收缩率可参见 16-2，而热 固性树脂的收缩率可参见表 16-3。从表 16-2 和表 16-3中可以看出，塑料的收缩率最大可 达到 5%左右，而最小仅为 0.006%。
素质目标
初步建立良好的学习方法；
资料收集的方法； 处理问题的方法；
团队合作的意识；
用户至上的意识；
安全环保意识；
表述与合理辩解能力。
参考资料
潘文群, 高分子材料分析与测试. 化学工业出版社
ห้องสมุดไป่ตู้
2005； 戚亚光, 高分子材料改性.化学工业出版社 ,2005； 聂垣凯,橡胶材料与配方, 化学工业出版社, 2004； 王文广 , 塑料材料的选用.化学工业出版社, 2002； 高俊刚, 高分子材料.化学工业出版社, 2002； 桑永, 塑料材料与配方.化学工业出版社, 2001