塑料的基本概念及其性能特点

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)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETP)
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
柴火灶
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、PA
7.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。PS、PC、ABS
三.国内外常用工程塑料商品名称和性能特点
(一)ABS塑料
ABS塑料的主体是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共混物或三元共聚物,是一种坚韧而有刚性的热塑性塑料。苯乙烯使ABS有良好的模塑性、光泽和刚性;丙烯腈使ABS有良好的耐热、耐化学腐蚀性和表面硬度;丁二烯使ABS有良好的抗冲击强度和低温回弹性。三种组分的比例不同,其性能也随之变化。
1、性能特点
ABS在一定温度范围内具有良好的抗冲击强度和表面硬度,有较好的尺寸稳定性、一定的耐化学药品
性和良好的电气绝缘性。它不透明,一般呈浅象牙,能通过着而制成具有高度光泽的其它任何泽制品
电镀级的外表可进行电镀、真空镀膜等装饰。通用级ABS不透水、燃烧缓慢,燃烧时软化,火焰呈黄、有黑烟,最后烧焦、有特殊气味,但无熔融滴落,可用注射、挤塑和真空等成型方法进行加工。
2、级别与用途
ABS按用途不同可分为通用级(包括各种抗冲级)、阻燃级、耐热级、电镀级、透明级、结构发泡级和改性ABS等。通用级用于制造齿轮、轴承、把手、机器外壳和部件、各种仪表、计算机、收录机、电视机、电话等外壳和玩具等;阻燃级用于制造电子部件,如计算机终端、机器外壳和各种家用电器产品;结构发泡级用于制造电子装置的罩壳等;耐热级用于制造动力装置中自动化仪表和电动机外壳等;电镀级用于制造汽车部件、各种旋钮、铭牌、装饰品和日用品;透明级用于制造度盘、冰箱内食品盘等。
(二)聚苯乙烯(PS)
聚苯乙烯是产量最大的热塑性塑料之一,它无、无味、无毒、透明,不孳生菌类,透湿性大于聚乙烯,但吸湿性仅0.02%,在潮湿环境中也能保持强度和尺寸。
1、性能特点
聚苯乙烯具有优良的电性能,特别是高频特性。它介电损耗小(1×10-5~3×10-5),体积电阻和表面电阻高,热变形温度为65~96℃,制品最高连续使用温度为60~80℃。有一定的化学稳定性,能耐多种矿物油、有机酸、碱、盐、低级醇等,但能溶于芳烃和卤烃等溶剂中。聚苯乙烯耐辐射性强,表面易着、印刷和金属化处理,容易加工,适合于注射、挤塑、吹塑、发泡等多种成型方法。缺点是不耐冲击、性脆易裂、耐热性和机械强度较差,改性后,这些性能有较大改善。
碎花刀刀2、级别用途
聚苯乙烯目前主要有透明、改性、阻燃、可发性和增强等级别。可用于包装、日用品、电子工业、建筑、运输和机器制造等许多领域。透明级用于制造日用品,如餐具、玩具、包装盒、瓶和盘,光学仪器、装饰面板、收音机外壳、旋钮、透明模型、电讯元件等;改性的抗冲阻燃聚苯乙烯广泛用于制造电视机、收录机壳、各种仪表外壳以及多种工业品:可发性用于制造包装和绝缘保温材料等。
(三)聚碳酸酯(PC)
聚碳酸酯是六十年代初发展起来的—种热塑性工程塑料,通过共聚、共混和增强等途径,又发展了许多改性品种,提高了加工和使用性能。
1、性能特点
聚碳酸酯有突出的抗冲击强度和抗蠕变性能,较高的耐热性和耐寒性,可在+130~-100℃范围内使用;抗拉、抗弯强度较高,并有较高的伸长率及高的弹性模量;在宽广的温度范围内,有良好的电性能,吸水率较低、尺寸稳定性好、耐磨性较好、透光率较高并有—定的抗化学腐蚀性能;成型
性好,可用注射、挤塑等成型工艺制成棒、管、薄膜等,适应各种需要。缺点是耐疲劳强度低,耐应力开裂差,对缺口敏感,易产生应力开裂。
挤压比
2、用途
聚碳酸酯主要用作工业制品,代替有金属及其它合金,在机械工业上作耐冲击和高强度的零部件、防护罩、照相机壳、齿轮齿条、螺丝、螺杆、线圈框架、插头、插座、开关、旋钮。玻纤增强聚碳酸酯具有类似金属的特性,可代替铜、锌、铝等压铸件;电子、电气工业用作电绝缘零件、电动工具。外壳、把手、计算机部件、精密仪表零件、接插元件、高频头、印刷线路插座等。聚碳酸酯与聚烯烃共混后适合于做安全帽、纬纱管、餐具、电气零件及着板材、管材等;与ABS共混后,适合作高刚性、高冲击韧性的制件,如安全帽、泵叶轮、汽车部件、电气仪表零件、框架、壳体等。
(四)聚甲醛(POM)
聚甲醛是六十年代出现的一种热塑性工程塑料,有均聚和共聚两大类,是—种没有侧链的、高密度、高结晶性的线型聚合物,用玻纤增强可提高其机械强度,用石墨、二硫化钼或四氟乙烯润滑剂填充可改进润滑性和耐磨性。
1、性能特点
聚甲醛通常为白粉末或颗粒,熔点153~160℃,结晶度为75%,聚合度为1000~1500,具有综合的优良性能,如高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。主要缺点是耐热老化和耐大气老化性较差,加入有关助剂和填料后,可得到改进。此外,聚甲醛易受强酸侵蚀,熔融加工困难,非常容易燃烧。
2、用途
聚甲醛在机电工业、精密仪表工业、化工、电子、纺织、农业等部门均获广泛应用,主要是代替部分有金属与合金制作一般结构零部件,耐磨、耐损耗以及承受高负荷的零件,如轴承、凸轮、滚轮、辊子、齿轮、阀门上的阀杆、螺母、垫圈、法兰、仪表板、汽化器、各种仪器外壳、箱体、容器、泵叶轮、叶片、配电盘、线圈座、运输带和管道、电视机微调滑轮、盒式磁带滑轮、洗衣机滑轮、驱动齿轮和线圈骨架等。
PMMA(聚甲基丙烯酸酯、亚克力、有机玻璃)
有极好的透光性,在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光,室外十年仍有89%,紫外线达78.5% 。机械强度较高,有一定的耐寒性,耐腐蚀,绝缘性能良好,尺寸稳定,易于成型,质较脆,易熔于有机溶剂,表面硬度不够,易擦毛。
应用:有一定强度要求的透明结构件。
仪表镜片,光学制品,电气,医疗器材,透明模型,装饰品,太阳镜片,广告牌。
其它:收缩率0.4-0.7%  合适的薄厚1.5-4mm。溢
边值0.03mm。
(六)NORYL
硬而韧,强度较PA,POM,PC为高,蠕变比三种小,机械强度随温度上升仅轻微下降,可在-95--+110度的环境下工作,吸水性小,在沸水中仍保持尺寸稳定,绝缘性好,耐化学腐蚀,但对紫外线敏感。
应用:高频电子零件,绝缘材料,医疗用具,高温餐具,齿轮,塑料螺钉,复印机壳及零件。
其它:收缩率  0.5-0.7%,合适壁厚:2-3.5mm。
塑料的成型工艺当铺网
一.塑料成型加工方法
塑料工业包括树脂生产和塑料制品生产两大系统。
塑料制品生产主要由成型、机械加工、修饰和装配四个过程组成。
通用热塑性塑料的产量几乎占塑料总产量的80%,这些塑料的加工都是物理加工技术,例如注射、挤出、压延等,通过加热熔融、冷却等过程而成制品。
二.注射成型原理与特点
注射成型(也称注射模塑,简称注塑)是指将注射用原料(粒状或粉状塑料)置于能加热的料筒内,受热、塑化后用螺杆或柱塞施加压力,使熔体经料筒末端的喷嘴注人到所需形状的模具中填满模腔,经冷却定型后脱模,即得到具有要求形状的制品。这一过程是通过注射机和模具来实现的。通常,我们把塑料、注射机和模具称为注射成型三要素、而把成型压力、成型温度和成型周期称为注射成型的三原则。在评价其重要性时,前者为30%,而后者占70%,也就是说控制工艺条件是最重要的。
注射成型三要素:塑料、注射机、模具。重要性占30%。
注射成型三原则:成型压力、成型温度、成型周期。重要性占70%。山地单轨运输车
1.注射成型基本原理  对注射用塑料的要求是在热、压作用下能熔融流动的,因而热塑性塑料和热固性塑料中的绝大多数可适用注射成型工艺。但由于热塑性塑料和热固性塑料的性能不同。因此其注射成型原理也有区别。现仅以热塑性塑料为例简述其注射成型原理。
陶瓷咖啡壶将树脂通过料斗进入热料筒中。料筒中设有由注射油缸带动的柱塞或螺杆,将物料送到料筒的加热区,物料在加热区软化并被加热到要求温度。在柱塞或螺杆推移下,热塑性塑料熔体被注入闭合的模具中。注模系统固定在注射机的装模板上。锁模系统保证注模的闭合,并提供注射机必要的锁模力。注射机装有时间调节系统.可以控制注射周期的操作程序。注射机原理见图l-l。
2.注射成型的特点  注射成型周期从几秒钟到几分钟不等。周期的长短取决于制品的壁厚、大小、形状、注射机的类型以及所采用的塑料品种和工艺条件等。
注射成型制品的质量从一克到几十千克不等,视需要而定。
注射成型具有生产周期短,生产效率高,能成型形状复杂、尺寸精
确或带嵌件的制品,具有良好的装配件和互换性,因而,可以使制品规格化、系列化、标准化;注射机操作简便易行,模具更换方便,制品翻新快,可多腔成型;对各种塑料的成型适应性强,在注射成
型过程中易于实现自动化,高速化生产,经济效益好等特点,因此,注射成型是一种比较先进的成型工艺。
三.注射成型在塑料加工中的位置
注射成型是目前塑料加工中最普遍采用的一种重要的成型方法。注射模塑制品约占塑料制品总量的20%~30%。
根据注射成型的原理与特点、注射成型是目前塑料加工中最普遍采用的一种重要的成型方法。它是根据压铸原理从19世纪末、20世纪初发展起来的。除极少数塑料外,几乎所有的热塑性塑料和部分热固性塑料都可采用此法成型,采用这种方法可以在高生产率下成型各种形状、满足各种要求的高精度、高质量制品。因此,注射成型在塑料制品成型中占有很大的比重,注射模塑制品约占塑料制品总量的20%一30%,尤其是塑料作为工程结构材料的出现,注射模塑制品的用途己从民用扩大到国民经济各个领域中,并将逐步代替传统的金属和非金属材料制品。用注射成型方法制造的制品主要是各种工业配件、仪器仪表的零件和壳体,如各种齿轮、螺钉、螺帽、轴承、手柄、密封环、阀件、活门、纱管、开关、接线柱、管道、管接头、容器等。在发展尖端科学技术中,是不可缺少的。总之,注射成型在塑料加工中也将占有重要位置。

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