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-1-一、橡塑加工应用基础知识（一）聚乙烯类塑料1、聚乙烯类塑料简介聚乙烯是指由乙烯单体经自由基聚合而成的聚合物，英文名称为polyethylene，简称PE，俗称软胶。聚乙烯的主要品种有：低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高分子量聚乙烯（UHMWPE）及茂金属聚乙烯。此外，还有改性品种乙烯-乙酸乙烯脂（EVA）和氯化聚乙烯（CPE）等。聚乙烯的应用情况：薄膜占65.5%（其中包装膜占33.4%、棚地膜占32.1%），中空容器占8.2%，管材占7.9%，单丝及编织袋占7.1%，电缆料占3.9%，周转箱占3.9%，瓦楞箱占2.1%，其他占1.4%。2、聚乙烯类塑料的成型加工2.1加工特性LDPE、HDPE的流动性好，加工温度低，黏度大小适中，是一种加工性能很好的塑料，很容易注射成型。但LLDPE的黏度稍高，需相应增大电机功率20%～30%，易发生熔体破裂，需增加模间隙和加入加工助剂，加工温度稍高，可达200～215℃。虽然PE在惰性气体中的热稳定性很好，分解温度可达300℃以上，但在受热状态下，温度超过50℃时热氧就会引发其降解反应，因此需加入抗氧剂，如主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168。PE为非极性分子，吸水率低于0.01%，微量的水对制品性能和外观无影响，加工前一般不需要干燥处理。PE熔体属非牛顿流体，黏度随温度的变化波动较小，而随剪切速率的增加下降快，并呈线性关系，其中以LLDPE的下降速度最慢，但剪切速率不应超过临界值，否则熔体会产生破裂现象。PE制品在冷却过程中容易结晶，在加工过程中应注意模具温度，以控制制品的结晶度，使之具有不同的性能。PE的成型收缩率大，一般成型收缩率为1.5%～2.5%，但方向性明显，在流动性方向的收缩率为2.8%～3.2%，在垂直方向的收缩率为1.8%～2.2%，易引起翘曲，因此在设计模具时一定要考虑。PE熔体流动指数和性能的关系为：随着PE熔体流动指数的升高，表面-2-光泽、透明度、收缩率和断裂伸长率都增加，而熔融黏度、拉伸强度、冲击强度和耐应力开裂性下降。表-1PE的熔体流动速率与制品种类的关系用途熔体流动速率/（g/10min）LDPELLDPEHDPE吹塑薄膜0.3～8.00.3～3.30.5～8.0重包装薄膜0.1～1.00.1～1.63.0～6.0挤出平膜1.4～2.52.5～4.0－单丝、扁丝－1.0～2.00.25～1.2管材、型材0.1～5.00.2～2.00.1～5.0中空吹塑容器0.3～0.50.3～1.00.2～1.5电缆绝缘层0.2～0.40.4～1.00.5～8.0注塑制品1.5～502.3～502.0～20涂覆20～2003.3～115.0～10.0旋转成型0.75～201.0～253.0～20PE一般不需要热处理，如需要可在80℃的各种介质中处理1～2h，然后冷却至室温。2.2加工方法PE可用注塑、挤出、吹塑、压制、压延、滚塑、涂覆等方法成型。（1）注塑PE因质软而易脱模，侧壁带有浅凹槽也可强制脱模。PE的流动性好，壁厚应在0.8mm以上，LDPE流动比为280：1，HPDE流动比为230：1，排气槽深度应控制在0.03mm以下。脱模斜度沿脱模方向为25′～45′，模腔部分为20′～45′。LDPE的注射成型工艺条件为：注射温度为180～240℃，模具温度为50～70℃，注射压力为80～100MPa。LLDPE的注射成型工艺条件为：注射温度为200～240℃，模具温度为50～70℃，注射压力为80～100MPa。HDPE的注射成型工艺条件为：注射温度为180～250℃，模具温度为50～70℃，注射压力为80～100MPa。（2）挤出LDPE的挤出温度随制品不同而变化，管材为150℃、吹塑薄膜为163℃、片材为177℃、电缆为218℃、挤出平膜为246℃。HDPE的挤出条件为：温度为160～260℃，挤出压力为35～140MPa。-3-3、聚乙烯类塑料的应用范围（1）薄膜类制品薄膜类制品是PE的主要用途，LDPE树脂用于膜类制品占50%以上，可用于食品、日用品、蔬菜、收缩、自黏、垃圾袋等轻质包装膜及农业用地膜、棚膜、保鲜膜等。HDPE树脂用于膜类制品占10%以上，因其薄膜强度高，主要用于重包装膜、撕裂膜及背心袋等。LLDPE树脂用于薄膜类制品的比重比LDPE大，占70%以上，LLDPE膜具有延伸性好、较高的拉伸、耐穿刺，可制成超薄、耐环境应力开裂及低温冲击性好等优点，主要用于包装膜、垃圾袋、保鲜膜、自黏膜、缠绕膜、收缩膜及超薄膜地膜等，并常与LDPE共混制膜，以改善其加工性能。（2）注塑制品PE因加工性好而广泛用于注塑制品，其中HDPE占30%以上、LDPE和LLDPE各占10%以上。主要产品为：日用品（如盆、筒、篓、盒等）、周转箱、瓦楞箱、暖瓶壳、杯、台灯、玩具等。（3）中空制品以HDPE树脂为主，可占树脂用量的20%.其制品具有耐应力开裂性好、耐油性好、耐低温冲击性好等优点，可用于食品油、酒类、汽油及化学试剂等液体的包装，此外还有中空玩具等。（4）管材类制品以HDPE树脂为主，主要用于生活给水、煤气输送、农业灌溉、穿线波纹管、液体吸管及圆珠笔芯等；LDPE管还可用于化妆品、药品、鞋油及牙膏等化学品的包装。（5）丝类制品圆丝常以HDPE为原料，主要用于编织渔网、缆绳、工业滤网及民用纱窗网等。扁丝常以HDPE和LLDPE为原料，主要用于编织袋、编织布及撕裂膜等。（6）电缆制品PE广泛用于中高压电缆的绝缘和护套材料，其中以LDPE为主，最高耐压可达200KV。（7）其他制品HDPE、LLDPE可用于打包带，LLDPE还可用于型材。-4-（二）聚丙烯类塑料1、聚丙烯塑料简介聚丙烯是由丙烯单体经自由基聚合而成的聚合物，英文名称为polypropylene，简称PP，因疲劳强度极好而俗称百折胶。按结构不同，PP可分为等规、间规及无规三类。目前应用的主要为等规PP，其用量可占PP的90%以上。PP的优点为电绝缘性和耐化学腐蚀性优良，力学性能和耐热性在通用热塑性塑料中最高、耐疲劳性好，经过玻璃纤维增强的PP，具有很高的力学性能，接近工程塑料。PP的缺点为低温脆性大和耐老化性不好。2、聚丙烯塑料的成型加工2.1PP的加工特性PP的吸水率低，因此加工前不必干燥处理。虽然PP在惰性气体中的热稳定性很好，分解温度在300℃以上，但在受热状态下，热氧会引发其降解反应，因此需要加入抗氧剂，如主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168。PP的熔体接近非牛顿体，黏度对温度敏感性小，其取决于剪切速率的大小。PP的收缩率和方向选择性都大，这对制品的精度影响较大，在具体设计模具和确定工艺条件时要注意。PP在加工中易产生取向，并造成不同方向上的性能差异，在成型中要引起注意。PP制品对缺口较敏感，制品应避免出现尖角和缺口，以免引起应力集中。PP熔体与铜接触会导致降解，应避免与铜接触或加入抗铜剂。PP在冷却凝固速度快时，易产生内应力。如对制品进行退火处理后，能消除残留的内应力，并改善冲击强度。PP如需加入金属嵌件，必须对金属嵌件进行热处理，且嵌件周围塑料的厚度不应小于嵌件直径。2.2PP的加工方法PP可用注塑、挤出及吹塑等方法成型加工。（1）注塑选用通用注塑机，浇口随着制品质量增大而加大，原料选用熔体流动速率中等（MI为0.4～15）的树脂。制品的厚度不得低于0.4mm，当壁厚在2.3～3mm范围时,极限流动长度与厚度比为250：1。模具的脱模斜度为30′～1°。具体成型工艺条件为:料筒温度后160～180℃、中180～200℃、前200～220℃，喷嘴温度200～280℃，模具温度60～80℃，注射压力40～70MPa，注射时间20～60s，冷却时间20～60s。（2）、可生产膜、片、管及丝等制品。-5-挤出机的螺杆的加料段长度要比PE长，以克服热导率低的缺点。具体成型条件为：加料段180℃、其他250℃、最高达300℃，冷却条件对制品的透明性和冲击性能影响都很大。PP挤出制品可进行拉伸处理，既可单向拉伸也可双向拉伸，拉伸倍率可达3倍以上；拉伸后PP制品的强度、冲击性、透明性、耐热性、表面光泽和阻隔性都有明显的提高。3、聚丙烯塑料的应用范围(1)注塑制品PP树脂用在注塑制品中可占一半左右，日用品以普通PP为原料，汽车配件以增强或增韧PP为原料，其他用途以高冲击强度和低温脆化温度的PPC原料为主。PP的具体注塑制品如下：汽车配件PP越来越成为汽车配件的主导材料，成为第一大汽车用塑料品种。如保险杠和轮壳罩等用增韧PP，而增强PP用于仪表盘、方向盘、手柄及蓄电池壳等。日用品普通PP用于衣架、椅子、桶类、盆类、凳子、书架、浴盆、玩具、文具、办公用品、家具、周转箱及货箱等。电器改性PP用于洗衣机桶、电视机壳、电扇叶、电冰箱内衬及电话壳等。（2）薄膜制品PP膜可占PP用量的10%左右，其特点为透明性和表面光泽接近玻璃纸，但柔软性不好，手揉有强声；强度高，可用于重包装材料；透氧率仅为HDPE膜的30%，适用于防潮包装材料如高级衣物、药品及香烟等包装。PP膜的耐热性能好，可进行煮沸消毒，用于冷冻和保险食品的包装。PP膜的电绝缘性能好，经过热定型处理的定向薄膜可用于电容器、电机和变压器的绝缘材料，比PET膜还好。PP双向拉伸膜的强度、透明性及光泽等都好，可用于打字机带、黏胶带基膜及香烟包装膜等。（3）纤维制品PP纤维制品主要包括单丝、扁丝和纤维三类。PP单丝的密度小、韧性好、耐磨性好，适用于生产绳索和渔网。PP扁丝拉伸强度，适用于生产编织袋。PP编织袋具有防潮、强度高等特点，可用于包装化肥、水泥、粮食、食糖、矿物粉及化工原料等。PP扁丝还可生产编织布，用于宣传品、帐篷及防雨布等。-6-PP纤维广泛用于地毯、毛毯、衣料、蚊帐、人造草坪、人造毛、尿布、滤布、无纺布及窗帘等。（4）挤出制品管及管件为新型应用领域，主要以PPC为原料，管材可用于上水、排水、供暖及化工腐蚀性介质等，管材与管件用热熔法连接。PP片材以PP/PE共混物为原料，主要用于文具及吸塑制品，具体有水杯、冰淇淋盒、药托、影集、名牌夹、文件夹、工艺品等。此外，PP还可用做棒、板等制品，板材可用于生产汽车挡泥板、气车座椅、马达和泵的壳体、液体储槽等。（5）中空制品PP中空制品的透明性和力学性能好，但单层瓶主要用做洗涤剂、化妆品和药品的包装，与阻隔材料复合的复合瓶用于食品（如酱油）、液体燃料和化学试剂的包装。-7-（三）通用聚苯乙烯类塑料1、通用聚苯乙烯塑料简介通用聚苯乙烯（简称聚苯乙烯）是指由苯乙烯单体经自由基聚合反应合成的聚合物，英文名称为polystyrene,简称PS。PS的优点为高透明性，其透光率可达90%以上，电绝缘性好，易着色、加工流动性好、刚性好及耐化学腐蚀性好等。PS的不足之处在于性脆、冲击强度低、易出现应力开裂、耐热性差及不耐沸水等。PS的主要用途为包装产品占50%、透明产品占40%、注塑制品占10%。2、聚苯乙烯塑料的成型加工2.1加工特性PS属无定形树脂，无明显熔点，熔融温度范围比较宽，可在120～180℃之间熔融为熔体。PS的热稳定性较好，分解温度在300℃以上。虽然PS在惰性气体中的热稳定性很好，但在受热状态下，热氧会引发其降解反应，因此需要加入抗氧剂，具体如主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168。PS的热导率较高，加热和冷却速度都比较快。PS熔体属非牛顿流体，熔体黏度适中，黏度强烈地依赖剪切速率的变化，但温度的影响也比较明显。PS的流动性十分好，是一种易于加工的塑料。PS的吸水率比较低，在加工前一般不需干燥，如有特殊需要时（如要求透明性高）才干燥，具体干燥温度为70～80℃，时间1.5h。PS在加工中易产生内应力，除选择正确的工艺条件、改进制品设计和合理的模具结构外，还应对制品进行热处理。热处理的条件为在65～85℃热风循环干燥箱或热水中处理1～3h。PS的分子链刚性较大，最好不加入金属嵌件，防止出现应力开裂现象。PS成型收缩率比较低，一般仅为0.4%～0.7%。2.2加工方法（1）