塑料基本知识模板课件.pptx

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1、第1章 塑料基本知识,主讲：xx,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,熟悉塑料的概念及其组成。熟悉塑料的优缺点。掌握成型工艺性能。了解塑料的分类。,本章学习要求,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,想想我们的周围都有哪些物品？它们都是用什么工程材料制成的？,引入,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,塑料是指以有机合成树脂为主要成分，加入或不加入其他配合材料(添加剂)而构成的高分子人造材料。它通常在加热、加压条件下可模塑成具有一定形状的产品，在常温下这种形状保持不变。,1-1概述1-1-1 什么是塑料？,2019年6月25,

2、感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,塑料的进一步定义：1、塑料是高分子(macromolecules)有机化合物2、塑料种类繁多，因为不同的单体组成所以造成不同之塑料；3、不同塑料具有不同的性质；4、塑料可以以多种型态存在，例如玻璃态、高弹态、粘流态等；5、塑料可以模塑成型；6、塑料的成型方法多样，而且可以进行大批量生产，成本低；7、塑料用途广泛，制品呈现多样化。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.2 塑料的组成,塑料是一种混合物：合成树脂添加剂 1.合成树脂 合成树脂决定了塑料制品的基本性能，其作用是将各种助剂粘结成一个整体，添加剂是为改善塑料的成型工艺

3、性能，改善制品的使用性能或降低成本而加入的一些物质。包括填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂和固化剂等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.2 塑料的组成 2.添加剂：,（1）填充剂 又称填料；是塑料中一种重要但并非必要的成分。在塑料中加入填充剂可减少贵重树脂含量，降低成本。填充剂有无机填充剂和有机填充剂。常用的填充剂的形态有粉状、纤维状和片状三种。粉状填充剂有木料、纸浆、大理石、滑石粉、云母粉、石棉粉、石墨等；纤维状填充剂有棉花、亚麻、玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维、硼纤维和金属须等；片状填充剂有纸张、棉布、麻布和玻璃布等。填充剂的用量通常占塑料全部成分的40

4、以下。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（2）增塑剂 增塑剂是能与树脂相溶的、低挥发性的高沸点的有机化合物，它能够增加塑料的可塑性和柔软性，改善其成型性能，降低刚性和脆性。其作用是降低聚合物分子间的作用力。使树脂高分子容易产生相对滑移，从而使塑料在较低的温度下具有良好的可塑性和柔软性。但增塑剂的加入会降低塑料的稳定性、介电性能和机械强度。因此在塑料中应尽可能地减少增塑剂的含量。大多数塑料一般不添加增塑剂。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁配、邻苯二甲吱二辛酪、樟脑等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（3）着色剂 大多合成材脂的本色是白色半透明

5、或无色透明的。为使塑件获得各种所需色彩，在工业生产中常常加入着色剂来改变合成树脂的本色，从而得到颜色鲜艳漂亮的制品。有些着色剂还能提高塑料的光稳定性、热稳定性。如本色聚甲醛塑料用碳黑着色后能在一定程度上有助于防止光老化。对着色剂的一般要求是：着色力强，与树脂有很好的相溶性，不与塑料中其他成分起化学反应，性质稳定，成型过程中不因温度、压力变化而降解变色，而且在塑件的长期使用过程中能够保持稳定。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（4）稳定剂 树脂在加工过程和使用过程中会产生老化，即降解。所谓降解是指聚合物在热、力、氧、水、光、射线等作用下，大分子断链或化学结构发生有害变

6、化的反应。为防止塑料在热、光、氧和霉菌等外界因素的作用时的产生降解和交联，在聚合物中添加的能够稳定其化学性质的添加剂称为稳定剂。根据稳定剂所发挥的作用的不同，可分为热稳定剂、光稳定剂和抗氧化剂等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（5）固化剂 固化剂又称硬化剂、交联剂。用于成型热固性塑料，线型高分子结构的合成树脂需发生交联反应转变成体型高分子结构。固化剂添加的目的是促进交联反应。例如在环氧树脂中加入乙二胺、三乙醇胺等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.3 塑料的分类 1.根据塑料中树脂的分子结构和受热后表现的性能，可分成两大类：热

7、塑性塑料和热固性塑料。（1）热塑性塑料 热塑性塑料中树脂的分子结构呈线型或支链型结构，常称为线性聚合物。它在加热时可塑制成一定形状的塑件，冷却后保持已定型的形状。如再次加热，又可软化熔融，可再次制成一定形状的塑件，可反复多次进行，具有可逆性。常用的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯和聚酰胺(尼龙)、聚苯乙烯、聚氯乙烯和ABS等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.3 塑料的分类（2）热固性塑料 热固性塑料在受热之初也具有链状或树枝状结构，同样具有可塑性和可熔性，可塑制成一定形状的塑件。当继续加热时，这些链状或树枝状分子主链间形成化学键结合，逐渐变成网状结构，称之为交联

8、反应。当温度升高到达一定值后，交联反应进一步进行，分子最终变为体型结构，成为既不熔化又不熔解的物质，称为固化。当再次加热时，由于分子的链与链之间产生了化学反应，塑件形状固定下来不再变化。常用的热固性塑料有酚醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.3 塑料的分类 2.根据塑料性能及用途分类可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料等。（1）通用塑料 通用塑料指的是产量大、用途广、价格低、性能普通的一类塑料，通常用作非结构材料。世界上公认的六大类通用塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料，其产量约占世界塑料总产量的75以上

9、。构成了塑料工业的主体。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.3 塑料的分类（2）工程塑料 工程塑料泛指一些具有能制造机械零件或工程结构材料等工业品质的塑料。除具有较高的机械强度外，这类塑料的耐磨性、耐腐蚀性能、耐热性、自润滑性及尺寸稳定性等均比通用塑料优良，它们具有某些金属特性，因而在机械制造、轻工、电子、日用、字航、导弹、原子能等工程技术部门得到广泛应用。越来越多地代替金属作某些机械零件。目前工程上使用较多的塑料包括聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、ABS、聚砜、聚苯醚、聚四氟乙烯等,其中前四种发展最快，为国际上公认的四大工程塑料。,2019年6月25,感谢你的观看

10、,广东科技学院 张维合编制,1.1.3 塑料的分类（3）特种塑料（功能塑料）指那些具有特殊功能、适合某种特殊场合用途的塑料，主要有医用塑料、光敏塑料、导磁塑料、超导电塑料、耐辐射塑料、耐高温塑料等。其主要成分是树脂，有的是专门合成的树脂，也有一些是采用上述通用塑料和工程塑料用树脂经特殊处理或改性后获得特殊性能。这类塑料产量小，性能优异，价格昂贵。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.3 塑料的分类 3.按塑料的结晶形态不同一般分为结晶性塑料和非结晶性塑料（无定性塑料）。结晶性塑料是指在适当的条件下，分子能产生某种几何结构的塑料(如：PE、PP、PA、POM、PE

11、T、PBT等)，大多数的属于部分结晶态。非结晶性塑料是指分子形状和分子相互排列不呈晶体结构而呈无序状态的塑料，如：ABS、PC、PVC、PS、PMMA、EVA、AS等。非结晶性塑料又称无定形塑料，非结晶性塑料在各个方向上表现的力学特性是相同的，即各向同性。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.3 塑料的分类4、按塑料的透光性不同一般分为透明塑料半透明塑料和不透明塑料。透光率在88以上的塑料称为透明塑料，如：PMMA、PS、PC、Z-聚酯等。常用的半透明塑料有：PP、PVC、PE、AS、PET、MBS、PSF等。不透明的塑料主要有POM、PA、ABS、HIPS、P

12、PO等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.3 塑料的分类 5、按塑料的硬度不同一般分为硬质塑料、半硬质塑料、和软质塑料。常见硬质塑料有：ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等；半硬质塑料有：PP、PE、PA、PVC等；软质塑料有：软PVC、BS(K料)、TPE、TPR、EVA、TPU等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.3 塑料的分类6、按塑料的化学结构不同可分为：（1）聚烯烃类：如LDPE、MDPE、HDPE、LLDPE、UHMWPE、PP等；（2）聚苯乙烯类：如PS、AS、BS、ABS、MBS、

13、HIPS等；（3）聚酰胺类：如PA6、PA66、PA610、PA1010等；（4）聚醚类：如PC、POM、PSF、PPO等；（5）聚酯类：如PBT、PET等；（6）丙烯酸酯类：如PMMA。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.1.4 塑料的优点和缺点,1、塑料的优点：(1)易于加工，易于成型，适于全自动大批量生产，成本低。即使塑件的几何形状相当复杂，也可以模塑成型，其生产效率远胜于金属加工，特别是注射成型塑件，只要一道工序，即可制造出很复杂的塑料制品。由于塑料易于加工，可以进行大批量生产，设备费用比较低廉，所以制品成本较低。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科

14、技学院 张维合编制,1、塑料的优点：(2)可根据需要随意着色，或制成透明塑件。利用塑料可制作五光十色、透明美丽的塑件，通过塑料之间的共混，还可以做出具有珠光珠光宝气效果的塑件，大大提高其商品附加值，并给人一种清新明快的感觉。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1、塑料的优点：(3)质量轻、比强度高 大多数塑料的比重与水相当，在1.0g/cm3左右，与金属、陶瓷塑件相比，质量轻。塑料的机械强度虽不及金属及陶瓷，但比强度(强度与密度的比值)比它们要高，故可制做轻质高强度的塑件。如果在塑料中填充玻璃纤维后，其强度和耐磨性能还可大大提高。,2019年6月25,感谢你的观看,广

15、东科技学院 张维合编制,1、塑料的优点：(4)不生锈、不易腐蚀.塑料不会象金属那样易生锈或受到化学药品腐蚀，使用时不必担心酸、碱、盐、油类、药品、潮湿及霉菌等的侵蚀。(5)不易传热、保温性能好。由于塑料比热大，热导率小，不易传热，故其保温及隔热效果良好。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1、塑料的优点：(6)既能制做导电部件，又能制作绝缘产品 塑料本身是很好的绝缘物质，目前可以说没有哪一种电气元件不使用塑料的。但如果在塑料中填充金属粉末或碎屑加以成型，也可制成导电良好的产品。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1、塑料的优点：(7)减震、消

16、音性能优良，透光性好。塑料具有优良的减震、消音性能；透明塑料(如：PMMA、PS、PC等)可制作透明的塑件，如镜片、标牌、罩板等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,2、塑料的缺点：(1)尺寸稳定性差，制品精度较低：成型时收缩率较高，有的高达3%以上，并且影响塑料成型收缩率的因素很多，这使得塑料制件要获得高的精度难度很大；(2)塑料制件的使用温度范围较窄，容易老化；(3)难以分解，环保性差；(4)耐热性差、易于燃烧；(5)刚性差，不耐压；(6)机械强度较低。(7)易受损伤、也容易沾染灰尘及污物。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.2塑料的

17、性能1.2.1塑料的使用性能塑料的使用性能即塑料制品在实际使用中需要的性能。主要有物理性能、化学性能、机械性能、热性能、电性能等。1.塑料的物理性能：塑料的物理性能主要有密度、表观密度、透湿性、吸水性、透明性、透光性等。2.塑料的化学性能：塑料的化学性能有耐化学性、耐老化性、耐候性、光稳定性、抗霉性等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.2.1塑料的使用性能3.塑料的机械性能：塑料的机械性能主要有抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、断后伸长率、冲击韧度、疲劳强度、蛹变权限、摩擦因数及磨耗、硬度等。4.塑料的热性能 塑料的热性能主要是线膨胀系数、热导率、玻璃化温度、耐热性

18、、热变形温度、热稳定性、热降解温度、耐燃性、比热容等。5.塑料的电性能 塑料的电性能主要有介电常数、介电强度、耐电弧性等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.2.2 塑料的成型性能1.2.2.1热塑性塑料成型工艺性能 热塑性塑料的工艺性能除了热力学性能、结晶性、取向性外，还有收缩性、流动性、热敏性、水敏性、吸湿性、相容性等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,(1)收缩性（重点）：塑料在成型及冷却过程中发生了体积收缩。产生原因：热胀冷缩聚集态变化收缩率：单位长度塑件收缩量的百分率,式中 S实际收缩率；S计算收缩率；LC塑件或模具在成型温度

19、时的尺寸；LS塑件在常温时的尺寸；Lm模具在常温时的尺寸。根据塑件尺寸计算模具型腔时需加以补偿。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,2.收缩性（重点）：影响收缩率变化的主要因素有四个方面：塑料的品种。塑件结构。模具结构。成型工艺条件。常用塑料收缩率见表1-1,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（2）流动性（重点）：塑料熔体在一定温度与压力作用下充填模腔的能力。对成型工艺过程影响：成型温度、压力、浇注系统尺寸。流动性的影响因素：相对分子量、填料与增塑剂和润滑剂的含量。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,热塑性塑料流动性

20、表示：熔体流动速率指数，简称熔融指数。,设计模具时常用反映塑料的流动性参数：溢料间隙数值大小,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,溢料间隙(重点）：指塑料熔体在成型压力下不得溢出的最大间隙值,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,按照模具设计要求，热塑性塑料的流动性可分为三类：（1）流动性好的塑料：如聚酰胺（PA）、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、醋酸纤维素(CA)和聚甲基戊烯等。（2）流动性中等的塑料：如改性聚苯乙烯(HIPS)、ABS、AS、聚 甲基丙烯酸酯（PMMA）、聚甲醛(POM)和氯化聚醚等。（3）流动性差的塑料：如聚

21、碳酸酯(PC)、硬聚氯乙烯(PVC)、聚苯醚(PPO)、聚矾(PS)、聚芳砜(PASF)和氟塑料等。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（3）热敏性（重点）热敏性塑料在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易发生变色、降解，分解的倾向，具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。如硬聚氯乙烯PVC、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，聚甲醛POM，聚三氟氯乙烯等。热敏性塑料在分解时产生单体、气体、固体等副产物，特别是有的分解气体对人体、设备、模具都有刺激、腐蚀作用或毒性。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（4）水敏性：塑料的水敏性是指它在

22、高温、高压下对水降解的敏感性。如聚碳酸脂即是典型的水敏性塑料。即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生降解：因此，水敏性塑料成型前必须严格控制水分含量，进行干燥处理。（5）吸湿性 是指塑料与水分的亲疏程度。吸水倾向大的塑料：ABS、聚酰氨PA 吸水倾向小的塑料：聚乙烯PE、聚丙烯PP 吸附水分对成型加工工艺过程的影响：促使塑料高温水解。处理措施：成型加工前烘干处理。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（6）相容性 指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下产生相互分离的能力，又称共混性。相容性好的不同种类塑料相容可得到不同种类塑料的综合性能，改进塑料性能。相容性对成

23、型加工过程影响：改用不同品种塑料时需首先确定清洗料筒的方法（一般用清洗法或拆洗法），相容性塑料，只需要将所要加工的原料直接加入成型设备中清洗即可。如果是不相容的塑料，就应更换料筒或彻底清洗料筒。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（7）结晶性 热塑性塑料按其冷凝时有无出现结晶现象，可划分为结晶形塑料与非结晶形塑料两大类。结晶性塑料：PE、PP、POM、PA、PET、PPS、LCP、PBT、PP/PMMA、PP/PS、PP/TPO、TPE、TPO、聚四氟乙烯、氯化聚醚等；非结晶性塑料：PS、PVC、PMMA、PC、ABS、PSF、PPE、PPE+PS、HI-PS、PVC

24、、PC+ABS等。一般结晶性塑料为不透明或半透明，非结晶性塑料为透明。但也有例外情况，如聚（4）甲基戍烯为结晶性料却有高透明性，ABS为非结晶性料但却并不透明。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（8）聚合物的降解,降解：是聚合物大分子断链、交联、改变结构或侧基的化学过程。（1）热降解 成型中因高温受热时间过长而引起的降解反应称为热降解。防止措施：温度上限不能超过分解温度Td且存在时间不能过长。（2）应力降解 成型中因粉碎、高速搅拌、挤压、注射等而受到剪切和拉伸应力，使分子链发生断裂，并因此引起相对分子量降低的现象。防止措施：升高成型温度，添加增塑剂。,2019年6月

25、25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,（3）氧化降解 常温下绝大多数聚合物都能和氧气发生缓慢的作用而导致解聚反应。防止措施：严格控制温度和保温时间。（4）水降解 当聚合物分子结构中含有容易被水解的化学基团，或者含有经氧化后而可以水解的基团时，都将为水所降解。防止措施：加工前干燥原料。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,1.2.2.2热固性塑料成型工艺性能(自学）,热固性塑料和热塑性塑料相比，塑件具有尺寸稳定性好，耐热好和刚性大等特点。更广泛的应用在工程塑料。热固性塑料的工艺性能明显不同于热塑性塑料，其主要性能指标有收缩率、流动性、水分及挥发物含量与固化速度等。

26、（1）收缩率 同热塑性塑料一样，热固性塑料经成型冷却也会发生尺寸收缩，其收缩率的计算方法与热塑性塑料相同。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,(2)流动性 热固性塑料流动性的意义与热塑性塑料流动性类同，但热固性塑料通常以拉西格流动性来表示。塑料的流动性除了与塑料性质有关外，还与模具结构、表面粗糙度、预热及成型工艺条件有关。(3)比容（比体积）与压缩率 比容是单位质量的松散塑料所占的体积，单位cm3/g。压缩率为塑料与塑件两者体积之比值，其值恒大于1。比容与压缩率均表示粉状或短纤维塑料的松散程度，均可用来确定压缩模加料腔容积的大小。,2019年6月25,感谢你的观看,广

27、东科技学院 张维合编制,(4)水分和挥发物的含量 塑料中的水分和挥发物来自两方面，一是生产过程中遗留下来及成型之前在运输、保管期间吸收的；二是成型过程中化学反应产生的副产物。如果塑料中的水分和挥发物含量大，会促使流动性增大，易产生溢料，成型周期增长，收缩率增大，塑件易产生气泡、组织硫松、变形翘曲、波纹等缺陷。塑料中的水分和挥发物含量过小，也会造成流动性降低，成型困难，同时也不利于压锭。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,(5)固化特性 固化特性是热固性塑料特有的性能，是指热固性塑料成型时完成交联反应的过程。交联：聚合物从线型结构变为体型结构的化学反应过程。经过交联的聚

28、合物，在物理性能、化学性能等诸方面都得到提高。由于交联反应不利于热塑性聚合物的流动和成型，因此主要应用在热固性聚合物的成型硬化过程。交联度：表征交联作用的程度，即已经发生作用的基团或活点与原有反应基团或活点的比值(100%)。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,复习与思考：1、什么是塑料？简述其优、缺点。2、简述塑料的成型工艺性能。3、塑料制品收缩率的计算方法有哪两种？模具设计时以哪一种为设计参数来计算型腔及型芯尺寸？4、热塑性塑料和热固性塑料的成型方法各有哪些？5、热塑性塑料和热固性塑料成型工艺性能各有哪些？6、影响收缩率变化的因素有哪些？7、简述热塑性塑料与热固性

29、塑料的区别。,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,8、比较ABS、PE、PC、PP、PS、PA，PPO、醋酸纤维、硬PVC、PSF等常用塑料的流动性。简述塑料流动性对模具设计的影响。7、计算题：塑件尺寸如图1-3，材料为ABS，收缩率0.5%。计算该塑件的模具型腔在常温下的对应尺寸应为多少毫米?,2019年6月25,感谢你的观看,广东科技学院 张维合编制,如果當初,你說，人生是一條有無限多岔口的長路，永遠在不停地 做選擇。如果只是選擇吃炒麵或炒飯，影響似乎不大，但選擇讀什麼科系、做什麼工作、結婚或不結婚、要不要有孩子，每一個選擇都影響深遠，而不同的選擇也必定造就完全不一樣的人生。你又說，生命中不可承受之事，就在於人生沒有重來的機會啊。如果當初如何如何，現在就不會怎樣怎樣.，這種充滿悵然的喃喃自語，還是別再多說了吧。每一個岔口的選擇其 實沒有真正的好與壞，只要把人生看成是自己獨一無二的創作，就不會頻頻回首如果當初做了不一樣的選擇。,2019年6月25,广东科技学院 张维合编制,感谢你的观看,