PE工程培

PE工程培訓資料(一)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------本資料包括兩部分:★塑料及其应用★塑料成型加工方法★塑料的分类★常用工程塑料的性质及其成型性能第一部分塑料及其应用塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力条件下具有流动性，可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状不发生变化。(一).塑料在工业中应用的特殊优点：1．密度小、质量轻塑料的密度约为0.9~2.3g/cm3,但大多数都在1.0~1.4g/cm3左右。因此可用来代替金属制品减轻产品重量。2．比强度高按单位质量计算的强度称为比强度。3．绝缘性能好、介电损耗低塑料原子内部一般都没有自由电子和离子，所以大多数塑料都具有良好的绝缘性能以及很低的介电损耗。塑料是电器行业重要的原材料。4．化学稳定性高塑料对酸、碱和许多化学药物都具有良好的耐腐蚀能力。在化学工业中用来制作各种管道、密封件和换热器等。5．减摩、耐磨性能好如果用塑料制作机械零件，并在摩擦磨损的工作条件下应用，那么大多塑料都具有良好的减摩和耐磨性能，它们可以在水、油或带有腐蚀性的液体中工作，也可以在半干摩擦或者完全干摩擦的条件下工作。6．减震、隔音性能好塑料的减震和隔音性能来自于聚合物大分子的柔韧性和弹性。一般来讲，塑料的柔韧性要比金属大的多，所以当其遭到频繁的机械冲击和振动时，内部将产生粘性内耗，这种内耗可以把塑料从外部吸收进来的机械能量转换成内部热能，从而也就起到了吸振和减振的作用。除了上述几点之外，许多塑料还具有透光和绝热性能，或可以与金属一样进行电镀、着色和焊接，从而使得塑料能够具有丰富的色彩和各种各样的结构形式。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射以及耐瞬时烧蚀等特殊性能。(二).塑料的缺点：1．不耐热、容易在阳光、大气、压力和某些介质作用下老化。2．在成形加工生产中，塑料还具有加热时线膨胀系数大，冷却后成型收缩率大等工艺问题。要达到某一精度所遇到的加工难度要比金属制品成型时大。因此，在目前的塑料成型加工行业中，塑料制品的精度（即公差等级）由其自己单独的标准，一般不套用金属制品的精度。注射制品在工程技术中的应用使用要求及所用塑料品种序号用途使用要求塑料品种1一般结构零件对强度和耐热性无特殊要求，但有时对外观有一定要求，可用来代替钢材或其他结构材料HDPE、PVC、PS、ABS、PP等以上塑料只能承受较低载荷，当受力较小时，可在60~80℃范围内使用2有一定强度要求的结构零件对强度有一定要求，其他同序号1POM、PA1010等3透明结构零件必须具有良好的透明度，其他同序号1PMMA、PS、PC等4耐磨受力传动零件要求有较高的强度、刚度、韧性、耐磨性、耐疲劳性，并具有较高的热变形温度和尺寸稳定性PA、MC尼龙、POM、PC、聚酚氧、氯化聚醚、线形聚酯等以上塑料的抗拉强度都在60Mpa以上，使用温度可达80~120℃5减摩自润滑零件对力学强度要求往往不高，但是运动速度较高，故要求摩擦系数小，耐磨性和自润滑性优良PTFE、填充PTFE、由PTFE填充的POM、FEP等，在小载荷低速时可采用HDPE6耐高温结构零件除了具有序号4、5两类零件的要求外，还必须具有更高的热变形温度以及高温抗糯变性PSU、PPO、氟塑料（PTFE、FEP）、PI、PPS以及各种玻璃纤维增强塑料等以上塑料的使用温度都可以高于150℃7耐腐蚀设备与零件FEP、PTFE、PCTFE、PVC、HDPE、PP、PF等第二部分塑料成型加工方法將塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射、挤出、压缩、压注、压延和吹塑等，其中，注射成型方法在生产中应用最多。注射成型：使用注射机和注射模具把塑料原材料转变成塑料制品的过程的叫做注射成型。挤出成型：利用螺杆旋转加压（或柱塞加压）方式，连续地将塑化好的成型物料从挤出机的机筒中挤进模具，使之处在熔融状态下成型，然后再用牵引装置将它们连续地从模具中拉出，斌同时进行冷却定性处理。压缩成型：又称压制成型、压塑成型、模压成型等，它的基本工作原理是将松散状的固态成型物料直接加入到模具中，通过加热和加压方法使它们逐渐软化熔融，然后跟据模腔形状进行流动成型，最终经过固化转变成为塑料制品。多用于热固性塑料成型。压注成型：它的基本工作原理是模具中带有一个加料腔（或称加料室），该腔通过模内浇注系统与闭合的压注模腔相连，工作时需要先将固态成型物料（包括经过预压的坯料添加到加料腔内加热，使其转变为粘流态，然后利用专用柱塞在压力机滑块作用下对加料腔内塑料熔体进行加压，使熔体通过模内的浇注系统进入闭合模腔并进行流动充模，当熔体充满模腔以后，再经适当保压和固化，便可开启模具脱取制品。吹塑成型：借助压缩空气使处于塑性状态的空心塑料型坯发生吹胀变形，然后再经冷却定型获取塑料制品的加工方法称为吹塑成型。板片材成型：以塑料板材或片材为原材料，并在模具内将它们转变成为塑料制品的各种成型加工方法统称为板片材成型。层压成型：层压成型是用浸有或涂有树脂的基体片材按一定数量叠合在一起，经过加热、加压使之成为层和板、层和管或层和棒等塑料制品的加工方法。铸塑成型：类似于金属铸造，将配好的液态原料浇入模具，使其按模腔形状和尺寸固化为塑料制品的加工方法称为铸塑成型。压延成型：类似于金属轧制的生产加工方法，这种方法主要用来生产塑料薄膜或塑料板片材，并适用于大多数热塑性非晶态塑料。塑料品种对成型加工方法的适应性成型方法塑料高压低压热成型冷成型聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯聚苯乙烯ABSAS聚酰胺聚甲基丙烯酸甲脂聚碳酸脂聚甲醛聚苯醚聚偏二氯乙烯聚四氟乙烯醋酸纤维素塑料硝酸纤维素塑料酚醛环氧树脂三聚氰胺-甲醛塑料脲甲醛不饱和聚脂聚氨脂聚邻苯二甲酸二烯丙脂吹塑层压板材成型浇铸滚塑压延发泡注射挤出压缩压注注：----最适用的方法；----可采用的方法第三部分塑料的分类1．按照聚合物的受热行为將塑料分为两大类型：1）热塑性塑料：热塑性聚合物的分子结构是线性或支链型，大分子链比较容易活动，受热时分子之间可以互相移动，具有较好的可熔性和可模塑性，冷却固化成型后如再次加热，仍可发生软化和熔融，此过程可以反复多次进行。热塑性塑料的基础是热塑性聚合物，所以它也具有上述同样特性。常见的热塑性塑料有PE、PP、PS、PVC、ABS、PMMA、POM、PA、PC、SAN等。2）热固性塑料：热固性聚合物在加热之前为线型分子结构，加热初期具有一定的可熔性和可模塑性，继续加热则会发生交联反应，线型结构就会转变成体型结构，于是可熔性和可模塑性消失，冷却后无法再次加热软化或熔融，只能在高温下被烧焦碳化。热固性塑料的基础是热固性聚合物，所以它也具有上述同样的特性。常见的热固性塑料有酚醛塑料、环氧树脂、氨基塑料、不饱和聚脂等。2．按照固态聚合物的大分子构型也可将塑料分成两大类型：聚合物结晶发生在高温熔体向低温固态转变的过程，结晶和非结晶聚合物的主要区别在于分子链的构型（结构形态）在此过程中能否得到稳定规整的排列，如果可以则为结晶型，反之则为非结晶型。因此，塑料分为结晶型塑料和非结晶型塑料。结晶型塑料有：PE、PP,POM、PA、聚偏二氯乙烯和聚四氟乙烯等。非结晶塑料有：PS、PMMA、PC、PVC、聚醋酸乙烯酸等。结晶性塑料与非结晶性塑料不同点：1）结晶型塑料一般都具有耐热性、非透明性和较高的力学强度，而非结晶塑料刚好与此相反。2）结晶态制品比非结晶态制品更容易因收缩不均而发生翘曲。3）结晶态制品因球晶引起光波散射，透明度將会减小或丧失。因此塑料制品的透明性来自分子链的无定形排列。第四部分常用工程塑料的性质及其成型性能（一）、聚苯乙烯（PS）及改性聚苯乙烯（HIPS）等※聚苯乙烯(PS或GPPS)即俗称之“硬胶”属非结晶型塑料其主要性质如下：1.透明、良好光泽容易着色。2.具有刚性，无色无味，易于加工成型。3.溶于有机溶剂（丙酮、三氯乙烯等），便于喷油上色。4.成型收缩率小（0.4%左右），尺寸稳定性好。5.性脆易裂，不耐冲击，表面易擦花，胶件包装要求高。6.耐酸性差：遇酸、醇、油脂易应力开裂。7.耐热温度低。※改性聚苯乙烯即高抗冲击聚苯乙烯（HIPS）,俗称之“不碎胶”，其主要性质如下：1.在GPPS中加入适量（5~20%）丁二烯橡胶改性，从而改善了硬胶的抗冲击性能。2.颜色：不透明之乳白或略显黄色。3.对熔剂很敏感，在选择涂料和稀释剂时，要十分小心。4.HIPS与GPPS根据需要可混合啤塑，GPPS成分越多制品表面亮泽越好，流动性能越好。例如：组份比HIPS:GPPS=7:3或8:2，可保持足够强度及良好表观质量。5.其它主要性质同GPPS。※其它聚苯乙烯改性物主要有:1.MBS:聚甲基丙烯酸酯----丁二烯----苯乙烯共聚物,即透明ABS.主要性質:透明、韌性好、耐酸碱、流動性好、易于成型及著色,尺寸穩定.2.BS:苯乙烯與丁二烯聚合物,即K料(常見有KR01,KR03).主要性質:透明、較好彈性、方便成型.3.AS:丙烯腈與苯乙烯聚合物,即SAN料.(大力膠)主要性質:提高抗沖擊力、耐腐蝕性較好、苯乙烯係中流動性最差.与其它同係塑料相容性不好.※聚苯乙烯的成型性能:1.非结晶型塑料，吸湿性小，不易分解，但性脆易裂，热膨胀系数大，容易产生残余应力。2.流動性较好,溢料间隙约0.03mm。3.制品壁厚应均匀，不宜带有嵌件，缺口尖角各轮廓面过渡处应圆滑连接，如必须带有嵌件应对嵌件预热。4.成型溫度范圍大(成型溫度距降解溫度較遠),加熱流動及固化速度快,故成型周期短.在能夠流動充滿型腔前提下,料筒溫度宜稍低.料温过高时制品易出现银纹，料温过低或脱模剂用量过多时，透明制品的透明度会变差。溫度參數:前料筒溫度200℃;噴嘴后料筒溫度160℃.5.成型中不需要很高的啤塑壓力(70~130MPa),壓力太高反而使半制件殘留內應力增加-----尤其在噴油后膠件易開裂.(注:改性聚苯乙烯類的流動性均稍差于GPPS).6.注射速度宜高些,以減弱熔接痕(夾水紋),但因注射速度受注射壓力影響大,過高的速度可能會產生飛邊(披锋)或出模時碎裂等.7.适當背壓:當啤機背壓太低,螺杆轉動易卷入空氣,料筒內料粒密度小,塑化效果不好.8.模溫:30℃~50℃.9.聚苯乙烯因吸溫性小,一般成型前不需干燥,而改性聚苯乙烯需干燥處理:溫度:60℃~80℃;干燥時間:2HRS.10.可采用各种形式浇口，脱模斜度宜取2º以上，顶出力应分布均匀，以避免制品因顶出脱模情况不良而发生变形或开裂。※SAN料的成型性能:1.非结晶型塑料，吸湿性大，热稳定性好，不易分解。2.流动性比ABS好，但不容易发生溢料。3.制品容易发生开裂，故不易带有尖角和缺口，涉及模具时，脱模斜度宜取较大值，顶出力应分布均匀。(二)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯聚合物(ABS).※属非结晶塑料主要性質:1.三種組份的作用:丙烯腈(A)----使制品表面較高硬度,提高耐熱性.丁二烯(B)----加強柔順性,保持材料耐沖擊強度.苯乙烯(S)----保持良好成型性(流動性、着色性)及保持刚性等.(注:根據組份不同派生出多種規格牌號.)2.ABS具有良好的電鍍性能,也是所有塑料中電鍍性能最好的.3.具有良好的机械性能与电器性能。4.因組份中丁二烯的作用,ABS較GPPS抗沖擊強度亦顯著提高.5.ABS原料淺黃色不透明,制品表面光澤度好.6.ABS收縮率小（约0.5%左右）,尺寸穩定性好.7.不耐有機溶劑,如溶于酮、醛、酯及氯代烴而形成乳濁液(ABS膠漿).8.材料共混性能:(ABS+PVC)~提高韌性、耐燃性、抗老化能力.(ABS+PC)~提高抗沖擊強度、耐熱性.9.ABS的光熱穩定性能較差,