《塑料成型工艺及模具设计》第一章 绪论.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse塑料成型工艺及模具设计绪论§1、塑料材料一、塑料的组成1、树脂2、填充剂3、增塑剂4、着色剂5、润滑剂6、稳定剂7、硬化剂8、发泡剂9其它(阻燃剂、防静电剂、防霉剂等)二、塑料的分类按树脂的分子结构和热性能分:(1)热塑性塑料:聚乙烯、聚丙烯、聚***乙烯、聚苯乙烯、ABS、有机玻璃、尼龙、聚风等(300多种,常用30多种)。特性:可回收(2)热固性塑料:当温度达到一定值后,分子变为体形结构,树脂变得既不熔融,也不溶解,形状固定下来不再变化,称为固化。酚醛、脲醛。特性:不能回收再用。按塑料性能及用途分类(1)通用塑料:指产量大、用途广、价格低的塑料。(2)工程塑料:在工程中作结构材料的塑料主要有ABS、聚酰***(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC),聚苯醚(PPO)、聚砜(PSF)(3)增强塑料:玻璃钢,在塑料中加入纤维料作为增强材料。(4)特殊用途塑料:环氧塑料等。三、塑料的性能和用途质量轻,密度为钢的1/6;(2)比强度高;(3)耐腐蚀能力强;(4)绝缘性好;(5)光学性能好;(6)多种防护性能(防水、防幅射、防光)§2、塑料的可加工性一、塑料的加工适应性图1—1二、塑料的可挤压性三、塑料的可模塑性图1—2图1—2塑料可模塑性§3、塑料的主要成型力法一、注射成型(注塑成型)主要用热塑性塑料,也用于热固性塑料。二、挤出成型(挤塑成型) 主要用热塑性塑料三、压缩成型(压制成型) 用于热固性塑料四、中空成型(吹塑成型) 热塑性塑料塑料成型理论概论§1、塑料的流变性一、牛顿型流体牛顿在研究低分好液体时发现切应力与剪切速率之间存在着如下关系。μ—为比例常数称为牛顿粘度(S-1)表示单位时间内的切应变,称为剪切速率。此式说明,液层单位表面上所施加的切应力τ与液层间的速度梯度dv/dr成正比,为著名的牛顿粘性定律。真正属于牛顿型流体是气体,低分子化合物的液体。二、非牛顿型流体定温下在某段剪切速率的范围内,粘性流体所受的切应力与剪切速率具有指数函数的关系。(n<1)式中:k与n对某一种粘性流体而言均为常数,k称为稠度,k值愈高,流体粘度愈大,n为牛顿指数,对于假塑性流体,n<1。n值离整数1愈远,液体的非牛顿性越强。三、影响粘度的因素1、温度的影响温度↗,粘度↙,图2—7压力的影响压力↗,粘度↙,图2—8剪切速率的影响剪切速率或切应力↗,粘度↙,图2—9聚合物结构因素的影响图2—10§2、塑料加工过程的物理和化学变化一、聚合物的结晶分为结晶形和无定形两类聚合物的结晶是在一定的外界条件下发生的,具有结晶能力的聚合物即可结晶,也可以不结晶。能够结晶的常用塑料有:聚乙烯(PE),聚丙烯(PP),尼龙(PA)等。不易或不易结晶的常用塑料有:聚苯乙烯(PS)、(ABS)、有机玻璃(PMMA)、聚砜(PSF)结晶度——聚合物结晶的不完全性。它是指聚合物内结晶组织的体积与聚合物总体积之比。聚合物能否结晶重要条件是:分子空间排列的规整性。二、结晶度对塑料制品的影响1、密度结晶度↗,分子链已排列成紧密而有序,分子间作用力↗,密度↗2、力学性能结晶度↗,抗拉强度↗,钢度↗,冲击韧度下降↙翘曲结晶度↗,体积↙,收缩↗,翘曲↗光亮度结晶度↗,光亮度↗三、影响结晶度的因素1、温度聚合物的结晶条件,结晶度都取决于熔体温度和聚合物在熔融状态的停留时间。当熔体温度较高时,注射成型时应采用较低度的模温和较短的注射时间。2、压力和切应力压力↗,结晶温度↗,即在较高于正常的熔化温度结晶。熔体受很大切应力作用时导致微晶生成。3、分子结构聚合物分子结构越简单,越规则,则结晶越快,结晶程度越高。4、添加剂有的添加剂能促进结晶,有的阻碍结晶,在塑料件生产中,往往加入添加剂,起“成核剂”的作用,改善塑料件的性能。四、聚合物取向1、取向的概念结晶聚合物的微晶粒子在应力作用下形成的有序排列叫做取向结构。拉伸取向——由拉应力引起的,取向方位与应力作用方向一致。流动取向——由切应力作用下沿着熔体流动方向形成的。2、取向对塑件性能的影响(1)对力学性能的影响在取向轴平行方向的抗拉强度↗,与取向轴垂直方向抗拉强度↙。取向使塑料具有各向异性除对力学性能影响外,在光学、热学,电学等性能方面均呈现出明显的各向异性。*在塑料成型生产中,可以利用聚合物的取向来提高塑件的性能。五、聚合物的降解降解——指聚合物成型时在高温、氧应力及水分等作用下发生的化学分解反应。降解的实质是聚合物分子结构发生变化。降解种类:(1)热降解聚合物因受高温的时间过长而引起的降解称为热降解。(2)氧化降解聚合物经常与空气中的氧气接触,在化学链较弱的部位产生一种氧结构,从而导致降解。水降解当聚合物分子结构中含有容易被水解的碳——杂链基团或氧化基