常用塑料的组成、性能及应用场合.ppt

1 1 塑料材料种类 1 塑料：塑料：以树脂树脂（或在加工过程中用单体直接聚合） 为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂 等添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压 力的作用下能流动成型的高分子有机材料。 树脂：树脂：指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受 外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液 态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要 的成分。 一、基本概念 常用塑料的组成、性能及应用场合 2 2 塑料材料种类 2 热固性塑料：热固性塑料：在受热或其它条件下能固化成不熔不溶 性物质的塑料 ，其分子结构最终为体型结构。（变变 化过程不可逆化过程不可逆） 二、塑料的分类 1按塑料的物理化学性能分： 热塑性塑料热塑性塑料：指在特定温度范围内能反复加热软化和 冷却硬化的塑料，其分子结构是线型或支链型结构。( 变化过程可逆变化过程可逆) 常用塑料的组成、性能及应用场合 3 3 塑料材料种类 3 3.1 丙烯睛丁二烯苯乙烯共聚物类(ABS) 3.1.1其主要性质如下: 1、 ABS的组成及作用： 丙烯睛(A)使制品表面较高硬度，提高耐磨性，耐热性。 丁二烯(B)加强柔顺性，保持材料韧性弹性及耐冲击强度。 苯乙烯(S)保持良好成型性(流动性,着色性)及保持材料刚性。 (注 ：根据组份不同派生出多种规格牌号) 2、具有良好电镀性能。 3、较GPPS抗冲击强度变显著提高。 4、原料浅黄色不透明，制品表面光泽度好。比重：1.05克/立方厘米 英文名称：Acrylonitrile Butadiene Styrene 三、常用塑料 4 4 塑料材料种类 4 5、收缩率较小，尺寸稳定性良好。 6、不耐有机溶剂，如溶于酮、醛、酯及氯化烃而形成乳浊液。 7、材料共混性能 (ABS+PVC) 提高韧性,耐燃性,抗老化能力。 (APS+PC) 提高抗冲击强度,耐热性。 3.1.2 ABS的成型工艺 1、成型加工之前需充分干燥。 干燥条件：温度85以上，时间3小时。 2、流动性较好。 3、料管温度不宜超过250。成型温度在200-240 。 4、模具温度40-80。 5、注射速度取中，低速为主；注射压力根据制件形状、壁厚、胶料品级 选取，一般为80-130Mpa。 5 5 塑料材料种类 5 6、内应力检验以产品没入煤油中2分钟不出现裂纹为准。 7、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物 ，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气 位置。 6 6 塑料材料种类 6 ABS主要应用于汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电 冰箱， 大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电 话机壳体， 打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车 等场合。 3.1.3 应用场合 7 7 塑料材料种类 7 3.2.1主要性质： 1、外观透明，刚硬带韧性。燃烧慢，离火后慢熄。 2、PC料耐冲击性是塑料中最好的。 3、成型收缩率小(0.5-0.7%)，成品精度高，尺寸稳定性高。 4、化学稳定性较好，但不耐碱、酮、芳香烃等有机溶剂。 5、耐疲劳强度差，对缺口敏感，耐应力开裂性显著。 3.2 聚碳酸酯(PC) 英文名称:Polycarbonate 聚碳酸酯俗称“防弹玻璃胶”，属结晶性塑料。 8 8 塑料材料种类 8 3.2.2成型工艺： 1、干燥条件：温度110-120，时间8-12小时。 2、流动性差，须用高压注塑，但注塑压力过高会使产品残留内应力而易 开裂。 3、PC料粘度对温度很敏感，提高温度时，粘度有明显下降。 4、模具的设计要求较高。 5、注射速度太快，易出现熔体破裂现象，在浇口周围会有糊斑，产品表 面毛糙等缺陷或因排气不良(困气)而使产品烧焦。 6、模温以控制在80-100为宜。 7、成型后为减小内应力，可采用退火处理。 9 9 塑料材料种类 9 3.2.3典型应用范围: 电气和商业设备（计算机元件、连接器等），器具（食品加工机、电冰 箱抽屉等），交通运输行业（车辆的前后灯、仪表板等）。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 1010 塑料材料种类 10 3.3.1其主要性质如下： 1、呈半透明，质轻，可浮于水上。 2、良好流动性及成型性，表面光泽，着色，外伤留痕优于PE。 3、高的分子量使得抗拉强度高及屈服强度(耐疲劳度高)。 4、化学稳定性高，不溶于有机溶剂，喷油，烫印及粘结困难。 5、耐磨性优异，以及常温下耐冲击性好。 6、成型收缩率大(1.6%)，尺寸较不稳定，胶件易变形及缩水。 3.3 聚丙烯(PP) 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 聚丙烯俗称“百折胶”，属结晶性塑料。 英文名称:Polypropylene 1111 塑料材料种类 11 3.3.2成型工艺 1. 聚丙烯的流动性好,较低的注射压力就能充满型腔,压力太高,易发生飞 边,但太低,缩水会严重.注射压力一般为80-90MPa,保压压力取注射压力力 的80%左右,宜取较长保压时间补缩. 2. 适于快速注射,为改善排气不良,排气曹宜稍深取0.3mm. 3. 聚丙烯高结晶度,料管温度高: 料管温度参数: 前料管200-240,中料管170-220,后料管160-190. 因其成型温度范围大,易成型,实际上为减少披锋及缩水而采用较低温度. 4. 因材料收缩率大, 为准确控制胶件尺寸,应适当延长冷却时间. 5. 模温宜取低温(20-40),模温太高使结晶度大,分子间作用强,制品性好 ,光泽度好,但柔软性,透明性差,缩水也明显. 6. 背压以0.5MPa为宜,干粉着色工艺应适当提高背压,以提高混炼效果. 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 1212 塑料材料种类 12 3.3.3典型应用范围: 汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械 （洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日 用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 1313 塑料材料种类 13 3.4.1主要性能如下： 1、通过添加增塑剂使材料软硬度范围大. 2、难燃自熄,热稳定性差. 3、PVC溶于环己酮,本氩夫喃,二氯乙烷,喷油用软胶开油水(含环己酮) 4、PVC溶胶塑料玩具上主要用于搪胶. 英文名称:Poly(Vinyl Chloride) 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3.4 聚氯乙烯(PVC) 聚氯乙烯属非结晶性塑料，原料透明。 1414 塑料材料种类 14 3.4.2成型工艺 1、软PVC收缩率较大(1.0-2.5%)，PVC性分子易吸水份，成型前需经干燥。 2、成型时料管内长期多次受热，分解出氯乙烯单体及HCI(即降解)对模腔有 腐蚀作用。 3、软PVC中加入ABS，可提高韧性，硬度及机械强度。 4、因PVC成型加工温度接近分解温度，故应严格控制料管温度，尽可能用 偏低的成型温度，同时还应尽可能缩短成型周期。 5、针对易分解，流动性差，模具流道和浇口尽可能粗、短、厚、以减小压 力损失及尽快充满型腔。 6、注射速度不宜太快。 7、模具温度尽可能低(30-45左右)以缩短成型周期及防止胶件出模变形(必 要时胶件需经定型相定型)。 8、为阻止冷料堵塞浇口或流入模腔，应设计较大冷料穴积存冷料。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 1515 塑料材料种类 15 3.4.3典型应用范围: 供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装 ，医疗器械，食品包装等。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 1616 塑料材料种类 16 物料性能 1、长期使用温度-200-260度，有卓越的耐化学腐蚀性，对所有化学品都 耐腐蚀，摩擦系数在塑料中最低，还有很好的电性能，其电绝缘性不受温 度影响，有“塑料王”之称。 2、呈透明或半透明状态，结晶度越高，透明性越差。原料多为粉状树脂或 浓缩分散液，具有极高的分子量，为高结晶度的热塑性聚合物。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3.5 PTFE塑料(F4)：聚四氟乙烯 英文名称:Polytetrafluoro ethylene 1717 塑料材料种类 17 成型性能 1、结晶料,吸湿小。 2、流动性差，极易分解，分解时产生腐蚀气体。 3、粉状树脂常采用粉末冶金法成型，使用烧结方法。烧结温度360-380 度，不可超过475度。 乳液树脂通常用冷挤出再烧结的工艺加工，可在 物品表面形成防腐层。如需要求制品透明性，韧性好，应采取快速冷却 。也可采取挤压成型，可以挤出管、棒、型材。 4、PTFE熔体粘度很高，容体粘度随剪切应力的增大而减小，显示其非牛 顿流体的特性。 5、二次加工，可以热压复合、焊接、粘结、增强、机械加工等，以制得 最终产品。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 1818 塑料材料种类 18 适于制作耐腐蚀件，减磨耐磨件、密封件、绝缘件和 医疗器械零件 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 1919 塑料材料种类 19 3.6.1主要性质如下： 1、聚甲醛为乳白色塑料有光泽。 2、具有良好综合力学性能、硬度、刚性较高、耐冲击性好且具有优 良的耐磨性及自润滑性。 3、耐有机溶剂性能好，性能稳定。 4、成型后尺寸比较稳定，受湿度环境影响较小。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3.6 聚甲醛 (POM) 聚甲醛俗称“赛钢”，属结晶性塑料。 英文名称：Polyaectal(Homopolymer copolymer)均聚物 Polyoxymethyleme共聚物 2020 塑料材料种类 20 3.6.2成型工艺 1、吸湿性小，成型前一般不干燥或短时干燥。 2、成型温度范围窄，热稳定性差，250以上分解出甲醛单体(熔料颜色变 暗)故单凭提高温度改善流动性有害且无效果。正常啤塑宜采用较低的料管 温度及较短的滞留时间而提高注射压力能改善熔料的流动性及产品表面质量 (熔体流动性对剪切速率较敏感) 温度参数：前料管190210，中料管180205，后料管150175。 压力参数：注射压力100Mpa左右，背压0.5Mpa。 3、模具温度控制在80100为宜。 4、POM冷却收缩率很大(22.5%)。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 2121 塑料材料种类 21 3.6.3典型应用范围: POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性，特别适合于制作齿轮和轴承。 由于它还具有耐高温特性，因此还用于管道器件（管道阀门、泵壳体），草 坪设备等。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 2222 塑料材料种类 22 3.7.1主要性质如下： 1、耐腐蚀性，电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，可以氯化，辐照改性， 可用玻璃纤维增强。 2、低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电 性能和耐辐射性。 3、高压聚乙烯的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好。 4、超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3.7聚乙烯(PE) 英文名称： Polyethylene 2323 塑料材料种类 23 3.7.2成型工艺 1、结晶料，吸湿小，不须充分干燥，流动性极好流动性对压力敏感，成型 时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分。不宜用直接浇口，以 防收缩不均，内应力增大。注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形。 2、收缩范围和收缩值大，方向性明显，易变形翘曲。冷却速度宜慢，模具 设冷料穴，并有冷却系统。 3、加热时间不宜过长，否则会发生分解，灼伤。 4、软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模。 5、可能发生融体破裂，不宜与有机溶剂接触，以防开裂。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 2424 塑料材料种类 24 3.7.3典型应用范围: 低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等； 超高分子量聚乙烯适于制作减震，耐磨及传动零件。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 2525 塑料材料种类 25 3.8.1主要性质如下： 1、电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良，无色透明，透光率仅次于有机玻璃。 着色性耐水性，化学稳定性良好。 2、强度一般，但质脆，易产生应力脆裂，不耐苯、汽油等有机溶剂。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3.8聚苯乙烯 (PS) 英文名称： Polystyrene 2626 塑料材料种类 26 3.8.2成型工艺 1、无定形料，吸湿小，不须充分干燥，不易分解，但热膨胀系数大，易产 生内应力。流动性较好，可用螺杆或柱塞式注射机成型。 2、宜用高料温，高模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力， 防止缩孔、变形。 3、可用各种形式浇口，浇口与塑件圆弧连接，以免去处浇口时损坏塑件。 脱模斜度大，顶出均匀。塑件壁厚均匀，最好不带镶件，如有镶件应预热。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 2727 塑料材料种类 27 3.8.3典型应用范围: 产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝 缘薄膜等） 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 2828 塑料材料种类 28 3.9.1主要性质如下： 1、透明性极好，强度较高，有一定的耐热耐寒性、耐腐蚀，绝缘性良好。 2、综合性能超过聚苯乙烯，但质脆，易熔于有机溶剂，如作透光材料，其 表面硬度稍低，容易擦花。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3.9聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA、有机玻璃) 英文名称： Polymethyl Methacrylate 2929 塑料材料种类 29 3.9.2成型工艺 1、无定形料，吸湿大，需干燥，不易分解，流动性中等，易发生填充不良 ，粘模，收缩，熔接痕等。 2、宜高压注射，在不出现缺陷的条件下取高料温，高模温，以增加流动性 ，降低内应力，改善透明性及强度。模具浇注系统表面应光洁，脱模斜度大 ，顶出均匀，同时设排气口，以防出现起泡。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3030 塑料材料种类 30 3.9.3典型应用范围: 汽车工业（信号灯设备、仪表盘等），医药行业（储血容器等），工业应 用（影碟、灯光散射器)，日用消费品（饮料杯、文具等） 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3131 塑料材料种类 31 3.10.1主要性质如下： 1、坚韧，耐磨，耐油，耐水，抗酶菌，但吸水大。 2、尼龙6弹性好，冲击强度高，吸水较大尼龙66性能优于尼龙6，强度高， 耐磨性好尼龙610与尼龙66相似，但吸水小，刚度低尼龙1010半透明，吸水 小，耐寒性较好。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3.10聚酰胺(PA、尼龙) 英文名称： Polyamide 3232 塑料材料种类 32 3.10.2成型工艺 1、结晶料，熔点较高熔融温度范围窄，热稳定性差，料温超过300度、滞留 时间超过30min即分解。较易吸湿，需干燥，含水量不得超过0.3%。 2、流动性好，易溢料。宜用自锁时喷嘴，并应加热。 3、成型收缩范围及收缩率大，方向性明显，易发生缩孔、变形等。 4、模温按塑件壁厚在20-90度范围内选取，注射压力按注射机类型、料温、 塑件形状尺寸、模具浇注系统选定，成型周期按塑件壁厚选定。树脂粘度小 时，注射、冷却时间应取长，并用白油作脱模剂。 5、模具浇注系统的形式和尺寸，增大流道和浇口尺寸可减少缩水。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3333 塑料材料种类 33 3.10.3典型应用范围: 适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,电器,仪表等零件 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3434 塑料材料种类 34 3.11.1主要性质如下： 1、坚韧，耐磨，耐油，耐水，抗酶菌，但吸水大。 2、尼龙6弹性好，冲击强度高，吸水较大尼龙66性能优于尼龙6，强度高， 耐磨性好尼龙610与尼龙66相似，但吸水小，刚度低尼龙1010半透明，吸水 小，耐寒性较好。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3.11聚酰胺(PA、尼龙) 英文名称： Polyamide 3535 塑料材料种类 35 3.11.2成型工艺 1、结晶料，熔点较高熔融温度范围窄，热稳定性差，料温超过300度、滞留 时间超过30min即分解。较易吸湿，需干燥，含水量不得超过0.3%。 2、流动性好，易溢料。宜用自锁时喷嘴，并应加热。 3、成型收缩范围及收缩率大，方向性明显，易发生缩孔、变形等。 4、模温按塑件壁厚在20-90度范围内选取，注射压力按注射机类型、料温、 塑件形状尺寸、模具浇注系统选定，成型周期按塑件壁厚选定。树脂粘度小 时，注射、冷却时间应取长，并用白油作脱模剂。 5、模具浇注系统的形式和尺寸，增大流道和浇口尺寸可减少缩水。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3636 塑料材料种类 36 3.11.3典型应用范围: 适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,电器,仪表等零件 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3737 塑料材料种类 37 3.12.1主要性质如下： 1、 PBT是最坚韧的工程热塑材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳 定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。 2、这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。 3、 PBT吸湿特性很弱。玻璃添加剂过多将导致材料变脆。PBT的结晶很迅速 。 4、对于有玻璃添加剂类型的材料，流程方向的收缩率可以减小，但与流程垂 直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。 5、一般材料收缩率在1.5%2.8%之间。含30%玻璃添加剂的材料收缩 0.3%1.6%之间。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3.12聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 英文名称： 3838 塑料材料种类 38 3.12.2成型工艺 1、这种材料在高温下很容易水解，因此加工前的干燥处理是很重要的。 2、对于未增强型的材料为4060。要很好地设计模具的冷却腔道以减小塑件 的弯曲。热量的散失一定要快而均匀。 3、应使用尽可能快的注射速度（因为PBT的凝固很快）。 4、对于有玻璃添加剂类型的材料，流程方向的收缩率可以减小，但与流程垂 直方向的收缩率基本上和普通材料没有区别。 5、使用圆形流道以增加压力的传递（经验公式：流道直径=塑件厚度+1.5mm） 。可以使用各种型式的浇口。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 3939 塑料材料种类 39 3.12.3典型应用范围: 家用器具（食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖 啡器皿等），电器元件（开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等）， 汽车工业（散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等）。 第六讲常用塑料的组成、性能及应用场合 4040 塑料材料种类 40 3.13.1主要性质如下： 1、 PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性和PC的优良 机械特性和热稳定性。二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性。 2、PC/ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性 3.13聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物 (PC/ABS ) 英文名称： 4141 塑料材料种类 41 3.13.2成型工艺 1、加工前必须干燥处理。湿度应小于0.04%，建议干燥条件为90110，24 小时。 2、应使用尽可能快的注射速度。 3.13.3典型应用范围: 计算机和商业机器的壳体、电器设备、草坪和园艺机器、汽车零件（仪表板 、内部装修以及车轮盖）