工程塑料知识

1工程塑料知识培训2008-10-272目录一、塑料的定义、特性、二、塑料的分类三、各种塑料的成型特性四、塑料常用的鉴别方法塑料的定义、特性•定义：塑料是指以树脂（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，在一定的温度和压力下，可塑制成一定的形状，并在常温下能保持既定形状的材料。•塑料的主要特性：①大多数塑料质轻，化学稳定性好，不会锈蚀；②耐冲击性好；③具有较好的透明性和耐磨耗性；④绝缘性好，导热性低；⑤一般成型性、着色性好，加工成本低；⑥大部分塑料耐热性差，热膨胀率大，易燃烧；⑦尺寸稳定性差，容易变形；⑧多数塑料耐低温性差，低温下变脆；⑨容易老化；⑩某些塑料易溶于溶剂。3塑料的分类一、热塑性塑料•热塑性塑料指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。这种过程是可逆的，可以反复进行。二、热固性塑料•热固性塑料第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了，这种材料称为热固性塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。5五大通用塑料61.PP（聚丙烯）•1.半结晶性材料，结晶速度高，结晶度快，结晶度可达50%-70%，在拉伸塑化成型中拉伸取向和热定型处理后结晶度可高达75%-85%，PP收缩率较大，约为1%-3%；•2.PP结晶度高，熔点也较高，在加热熔融时需要的热量多，在冷却定型时释放的热量也多，因此成型设备需配置有效的加热系统，公模需加工良好的冷却系统；•3.PP熔融温度越高,分子链段越高度无序,从而破坏结晶过程,冷却后结晶度低,收缩率较小;降低模温及模塑时间亦影响结晶程度而使收缩率较小;PP填加矿物填充后收缩率亦会减小；•4.PP表观粘度会随剪切作用增加而迅速下降，但对温度变化不敏感；•5.PP在高温下极易发生氧化降解,水口料重复利用效能差;生产受力件不宜加水口料；•6.PP料对水份不敏感,成型前通常不需干燥；•7.PP常温下为白色蜡状，具优异抗弯曲疲劳性能，良好的拉伸屈服强度及拉伸强度，优异的化学稳定性,电绝缘性及介电性能，但对热，氧，光的稳定性差,需加入抗氧剂,光稳定剂等；PP在低温下易脆裂，脆化温度约为-5℃~-20℃；•8.PP对人体无害,大量用于食品,医药卫生领域。72.PE（聚乙烯）1.PE为结晶性原料，吸湿性极小，不超过0.01％，因此在加工前无需进行干燥处理。2.分子链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型出薄壁长流程制品。3.PE的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显，LDPE收缩率为1.22％左右，HDPE收缩率在1.5％左右。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、稳定。4.PE的结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状况有很较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑件结晶度高，强度也就高。5.PE制件质地较软，且易脱模，因此当塑件有浅侧凹槽时可以强力脱模。6.PE熔体的冷却速度较慢，因此必须充分冷却。模具应该有较好的冷却系统。7.若PE熔体在注射时采用直接进料口进料，易增大应力和产生收缩不均匀及方向性明显的增大变形，因此应注意选择进料口参数。8.PE的成型温度较宽，热稳定性较好，在流动状态下，一般在300度以下无明显的分解现象，对质量没什么影响。8PE的主要成型条件对于LDPE来说，料筒温度控制在140～200℃，HDPE的料筒温度控制在220℃，料筒后部取最小，前端取最大值。模具温度：模温对塑件的结晶状况有较大影响，模温高，熔体结晶度高，强度高，但收缩率也会增大。通常LDPE的模具温度控制在30℃～45℃，而HDPE的温度相应再高10～20℃。注塑压力：提高注塑压力有利于熔料的充模，由于PE的流动性很好，因此除薄壁细长制品外，应该精良选择较低的注射压力，一般注射压力为50～100MPa。形状简单。壁厚较大的塑件，注射压力可以低些，反之则高。103.ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）•1.无定形料。由丙烯腈,丁二烯橡胶及苯乙烯共聚组成;•2.丙烯腈构成的链段可使材料具较高的强度，耐热，耐化学腐蚀性及高光泽，丁二烯构成的链段则使材料具优良韧性，抗冲击；苯乙烯链段使材料具刚性及优良电性能,并改善材料熔融时的流动性，总体上ABS的冲击强度、拉伸强度、表面硬度均较HIPS强；•3.可据三组份不同特性调节组份不同比例而获得不同性能ABS；•4.原料颗粒外观浅象牙色无毒无味，兼有韧、硬、刚等优良的综合物理机械性能，极好的低温抗冲击性能、尺寸稳定性、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成型加工和机械加工较好；•5.组份中丁二烯橡胶成份易在阳光紫外线下氧化降解，因此ABS耐候性差；实验表明，ABS室外暴露半年，冲击强度下降45%，ABS加黑色后可明显改善其耐候性；•6.ABS为中粘度材料，其流动性对剪切速率变化较加工温度变化更敏感，调校时增加射压射速，流动性改善明显些；•7.ABS热稳定性较好，一般160℃以上即可成型，250℃变色，270℃分解；•8.ABS一般吸水率0.3%-0.8%，成型收缩率0.4%-0.5%，溢边值约0.05mm；•9.防火级ABS成型温度应较标准极低，浇口宜大，以免防火剂过热分解析出而在浇口位置产生白花斑；•10.防火级易产生腐蚀性气体，模面易有模迹，公模宜用耐腐蚀钢材，生产中须常洗模，完单须洗模保养并清空炮筒；•11.ABS制品表面非常适宜电镀处理，电镀层结合力较其它塑料高10-100倍。4.PS（聚苯乙烯）•1.HIPS由PS与橡胶共混或接技聚合形成的一种高抗冲材料。即具有橡胶的高抗冲性，又具有PS的刚性、易加工性、易染色性等，但拉伸强度、弯曲、硬度、耐光和热稳定性有所下降；•2.加工性能及收缩率与ABS相近，成型温度较ABS低约20℃，但流动性较ABS高。115.PVC（聚氯乙烯）1.无定形料，质软透明，具阻燃，耐老化，耐油，耐化学药品，耐电压，著色性好等优点；2.PVC对热、光、氧的稳定性差，受热时易产生热降解，光照下易产生光降解，与氧作用会发生热氧降解及光氧降解，引起树脂变色；3.PVC热稳定性差，130℃时即出现分解，180℃时分解加剧，原料中需加入热稳定剂；4.PVC对剪切速率敏感，成型过程中宜提高注塑压力来提高对熔体的剪切速度，进而降低熔体粘度，改善流动性，而不宜升高温度来改善流动性；5.PVC加工性能差，熔化速度慢，粘度高，且为热敏性及剪敏性料，宜低背压慢速回料，中低压，中低速注射；6.原料中含有水份会使制品表面缺乏光泽，产生细微气泡，并降低制品力学及电性能，宜预先干燥再生产；7.设定温度时喷咀较料管最高温度低10-20℃，射压90Mpa以上，保压60-80Mpa。12通用工程塑料131.PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）1.注塑级PMMA分子量较低，为无定形聚合物，其特点为透明度高，耐候性较好，综合性能优良，PMMA具优良的化学稳定性，耐老化性,俗称有机玻璃，其透光率大于92%，较普通玻璃高10%以上；2.PMMA是一种质轻而坚韧的材料，在常温下具有优良的拉伸强度,弯曲强度及压缩强度，但冲击强度不高，且缺口敏感性较大，未经改性的PMMA表面易划伤，耐磨性较低，耐热性及抗银纹性能也差；3.PMMA具良好电绝缘性，常用于仪表工业作高频绝缘材料；4.PMMA易燃，不能自熄，燃烧时有熔融滴落，火焰上白下蓝，有烂花朵臭味；5.PMMA260℃以上则分解,其加工温度范围较窄；吸水率一般为0.3%-0.4%，分子中的酯基在高温下易水解，成型前必须干燥透彻，使含水率0.02%；6.PMMA表观粘度对剪切速率较敏感，对温度的敏感性较一般的热塑性塑料大；熔体粘度大，成型过程中易产生内应力，宜用高模温生产(高于40℃)；7.PMMA成型收缩率低，要得到尺寸精确度高的制品，必须严格控制成型温度,并需经退火处理；8.注塑成型中宜用较低的射咀温度,以减少变色。14152.PA（聚酰胺）•1.半结晶性材料，其基本结构单元为聚酰胺,因单元含碳原子数不同分为聚酰胺6，聚酰胺66等(即PA6、PA66，常称为尼龙单6、双6)；原料颗粒外观为半透明或透明的乳白色或淡黄色，密度为1.04~1.36克/CM3；•2.PA6较PA66分子量低，柔韧性高，成型温度低20-30℃；•3.尼龙随温度及吸水的增加，拉伸强度急剧下降，而冲击强度明显提高，因此可调湿处理增加韧性；•4.尼龙抗蠕变性能较差，因此不适于制造精密制品；•5.尼龙为结晶性材料，其酰胺基团有极性，能形成氢健,所以机械性能优异，具抗冲击性，是坚韧的工程塑料，尼龙结晶度高，熔点明显，表面硬度大，耐磨耗，摩擦系数小，有自润滑性和消音，低温性能良好，有一定耐热性(可在100℃以下使用)；无毒，无臭，不霉烂，有自熄性，耐候性好，但染色性差；化学稳定性好，但易受温度的影响，吸水性大，水份影响尺寸稳定性和电性能；玻璃纤维增强后耐海水，耐溶剂耐油，但不耐酸，电绝缘性好，可减少吸水率，且可长期在高温，高湿度下工作；•6.材料燃烧时放出特殊蛋白质燃烧味，火焰蓝色，上端黄色，属自熄性材料，具一定阻燃尼龙性能；PA•7.尼龙的最主要特性是韧性大，且随分子量的增大而增加，耐疲劳性极佳，磨擦系数低，耐磨耗性好，耐化学腐蚀；•8.尼龙易吸湿，成型前必须干燥，加工允含水率0.2%，另尼龙对氧敏感，高温下易氧化降解,宜用真空抽湿设备干燥，烘料温度高于90℃易氧化变色；•9.尼龙熔融粘度低，流动性极好，零件易有披锋及因气烧焦，炮咀易流延，回料易返胶，玻纤级则不易发生；•10.熔点高，PA6为228℃；PA66为265℃；成型温度窄，熔融态热稳定性差，300℃下滞留时间30min；•11.尼龙收缩率大(约1.5%-1.7%)，尺寸变化大，易产生缩水，光印，需较大保压进行补胶；•12.尼龙分子链易在塑化流动中产生定向，从而导致零件收缩不匀而产生内应力，发生变形；•13.玻纤增强尼龙较纯尼龙热变形温度提升约60℃，疲劳强度提升约50%；16PA•14.尼龙吸湿率大，零件成型后一般需进行调湿处理，以稳定零件尺寸，增加韧性；吸湿后含水率一般达2-2.5%，尺寸一般会胀大一些；•15.因玻纤在流动中会顺流动方向展开而使冷却时发生流动定向，流动方向收缩率较横向小，一般而言，玻纤增强级收缩率横向约为流动方向的1.5至2.5倍；•16.玻纤增强尼龙生产工模及螺杆炮筒均需硬化，以增加耐磨性；工模硬度一般HRC55以上；•17.玻纤增强尼龙固化速度较非增强尼龙快约10%-30%,玻纤产品表面不良(白花，非玻纤分布不均)因固化快而产生，因固化快，胶料未能及时完全包褒履盖玻纤而使表面粗糙，产生白花，通常亦成为浮纤现象，因此宜快速注射；•18.玻纤增强级尼龙回料速度及背压不宜高，以免玻纤剪断而破坏并降低物性；•19.玻纤尼龙开机程序；•A.设定料缸温度在正常操作温度30℃以下，设定射咀温度在正常操作温度，20分钟后再升高料缸温度至正常；•B.温度稳定后，先手动点动抽松螺杆，再慢速转动螺杆，打开料闸放一点料后再关闭，确定运转正常后方进行调校；•20.停机需及时清炮，可用洗炮料，PP、PS或纯尼龙过炮；•21.一般纯尼龙不会因水口添加而发生明显物性降低,但玻纤强化尼龙因玻纤切断,强度会下降，水口添加必须严格控制。183.PC（聚碳酸酯）1.无定形料(可在特定条件下部分结晶)无毒无味，无色透明；2.力学性能优良,尤其冲击强度为塑料之最,俗称“防弹胶”；3.优良的机械性能，耐蠕变性能，优良尺寸精度及稳定性，较好的耐候性;光字性能优异,透光率可达90%；4.可在-100~130℃范围内使用,在较宽的温度范围及潮湿条件下仍保持较优异电性能,热变形温度132-143℃,玻璃化温度149℃,无明显熔点,在220-230℃开始熔融,一般超过330℃才呈现严重分解,产生无毒无腐蚀性气体；5.耐疲劳强度较低,易产生应力开裂,缺口敏感性高,耐磨性差；6.PC极性小,玻璃化温度高,吸水率低,收缩率小,尺寸精度高,对光稳定，耐候性好,成型加工时不易氧化，熔体粘度大，耐电晕性,电性能优秀,体积电阻