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1、人人民民邮邮电电出出版版社社项目2 塑料成型工艺设计本章能力目标本章能力目标1具有合理选择塑料种类和分析原料成型工艺性的能力。具有合理选择塑料种类和分析原料成型工艺性的能力。2具有合理选择塑料成型方式的能力。具有合理选择塑料成型方式的能力。3会分析塑件结构工艺性,并能够按国标标注塑件尺寸公差。会分析塑件结构工艺性,并能够按国标标注塑件尺寸公差。4会初步判定所选择注射成型设备与模具的适应性。会初步判定所选择注射成型设备与模具的适应性。5能正确确定塑件成型工艺参数,编制塑件成型工艺卡。能正确确定塑件成型工艺参数,编制塑件成型工艺卡。本章知识目标本章知识目标1掌握塑料的概念,熟悉常用塑料代号、性能、
2、用途。掌握塑料的概念,熟悉常用塑料代号、性能、用途。2掌握模塑成型工作原理、成型工艺过程及特点。掌握模塑成型工作原理、成型工艺过程及特点。3熟悉国标熟悉国标GB/T144862008的使用方法,掌握塑件结构设计原则。的使用方法,掌握塑件结构设计原则。4了解温度、压力、时间对塑件质量的影响。了解温度、压力、时间对塑件质量的影响。5掌握注射模具与成型设备的关系。掌握注射模具与成型设备的关系。人人民民邮邮电电出出版版社社选择与分析塑料原料选择与分析塑料原料一一确定塑料成型方式及工艺过程确定塑料成型方式及工艺过程二二分析塑件结构工艺性分析塑件结构工艺性三三项目2 塑料成型工艺设计 初步选择注射成型设备
3、初步选择注射成型设备四四确定塑件成型工艺参数确定塑件成型工艺参数五五任任务务人人民民邮邮电电出出版版社社任务任务1 选择与分析塑料原料选择与分析塑料原料能力目标1会分析并选择塑料种类。2会分析给定塑料的使用性能和工艺性能。知识目标1掌握塑料的概念和常用塑料的基本性能。2熟悉常用塑料代号、性能、用途。人人民民邮邮电电出出版版社社一、任务引入【案例1】某企业大批量生产塑料灯座(如图2-1所示),要求灯座壳体透明,具有足够的强度和耐磨性能,外表面无瑕疵、美观、性能可靠,要求编制该塑件的工艺,并设计成型该塑件的模具。通过本任务,完成对塑件材料的选择及对材料使用性能和成型工艺性能的分析。图2-1灯座二维
4、图形三维图形人人民民邮邮电电出出版版社社二、相关知识(一一)塑料使用性能及应用塑料使用性能及应用塑料的使用性能包括物理性能、化学性能、力学性能、热性能、电性能等。可用一定的指标衡量并可用一定的实验方法测得。密度密度是指单位体积中塑料的质量;表观密度表观密度是指单位体积的试验材料(包括空隙在内)的质量。透湿性透湿性是指塑料透过蒸汽的性质。它可用透湿系数表示。透湿系数是在一定温度下,试样两侧在单位压力差情况下,单位时间内在单位面积上通过的蒸汽量蒸汽量与试样厚度试样厚度的乘积。吸水性吸水性是指塑料吸收水分的性质。它可用吸水率表示。吸水率是指在一定温度下,把塑料放在水中浸泡一定时间后质量增加的百分率。
5、透明性透明性是指塑料透过可见光的性质。它可用透光率来表示。透光率是指透过塑料的光通与其入射光通量的百分率。1塑料的物理性能人人民民邮邮电电出出版版社社二、相关知识(一一)塑料使用性能及应用塑料使用性能及应用2塑料的化学性能耐化学性耐化学性是指塑料耐酸、碱、盐、溶剂和其他化学物质的能力;耐老化性耐老化性是指塑料暴露于自然环境中或人工条件下,随着时间推移而不产生化学结构变化,从而保持其性能的能力;耐候性耐候性是指塑料暴露在日光、冷热、风雨等气候条件下,保持其性能的性质。光稳定性光稳定性是指塑料在日光或紫外线照射下,抵抗褪色、变黑或降解等的能力。抗霉性抗霉性是指塑料对霉菌的抵抗能力。人人民民邮邮电电
6、出出版版社社3塑料的力学性能塑料的力学性能主要有抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、断后伸长率、硬度、冲击韧度、疲劳强度、蠕变极限、摩擦因数及磨损等。4 塑料的热性能塑料的热性能主要是线膨胀系数、热导率、玻璃化温度、耐热性、热变形温度、热稳定性、热分解温度、耐燃性、比热容等。5 塑料的电性能塑料的电性能主要有介电常数、介电强度、耐电弧性等。表2-1常用热塑性塑料的性能及应用表2-2常用热固性塑料的性能及应用附表1常用热塑性塑料的主要技术指标二、相关知识 (一一)塑料使用性能及应用塑料使用性能及应用人人民民邮邮电电出出版版社社表2-1常用热塑性塑料的性能与应用塑料名称基本性能用途聚乙烯(PE)聚乙烯为
7、白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无毒,具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。密度为0.910.96g/cm3,为结晶型塑料。聚乙烯的吸水性极小,且介电性能与温度、湿度无关。因此,聚乙烯是最理想的高频电绝缘材料,在介电性能上只有聚苯乙烯、聚异丁烯及聚四氟乙烯可与之相比低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件,如齿轮、轴承等;中压聚乙烯可制造瓶类、包装用的薄膜以及各种注射成型制件、旋转成型制件与电线电缆;高压聚乙烯常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电缆外皮等聚氯乙烯(PVC)聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末,形同面粉,造粒后为透明块状,类似明矾。聚
8、氯乙烯有较好的电气绝缘性能,可以用作低频绝缘材料,其化学稳定性也较好。由于聚氯乙烯的热稳定性较差,长时间加热会导致分解,放出氯化氢气体,使聚氯乙烯变色,所以其应用范围较窄,使用温度一般在1555由于聚氯乙烯的化学稳定性高,所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。聚氯乙烯的硬板在化学工业上广泛用于制造各种储槽的衬里、建筑物的瓦楞板、门窗结构、墙壁装饰物等建筑用材。由于电绝缘性能良好,可在电气、电子工业中用于制造插座、插头、开关和电缆。在日常生活中,用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等聚丙烯(PP)聚丙烯无色、无味、无毒,密度仅为0.900.91g/cm3。它不吸水,光泽好,易着色。
9、聚丙烯屈服强度、抗拉强度、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。聚丙烯熔点为164170,耐热性好,能在100以上的温度下进行消毒灭菌。其低温使用温度达15,低于35时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好,绝缘性能不受湿度的影响,但在氧、热、光的作用下极易老化,所以必须加入抗老化剂聚丙烯可用作各种机械零件,如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件;可作为水、蒸气、各种酸碱等物质的输送管道,化工容器和其他设备的衬里、表面涂层;可制造盖和本体合一的箱壳、各种绝缘零件,并可用于医药工业中人人民民邮邮电电出出版版社社续续表表塑料名称基本性能用途聚苯乙烯(PS)聚苯乙烯无色、透明、有光泽、无毒、无味,密度为1.0
10、54g/cm3。聚苯乙烯是目前最理想的高频绝缘材料,可以与熔融的石英相媲美。它的化学稳定性良好,能耐碱、硫酸、磷酸、10%30%的盐酸、稀醋酸及其他有机酸,但不耐硝酸及氧化剂的作用,对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗腐蚀能力。它的耐热性低,只能在不高的温度下使用,质地硬而脆,制件由于内应力而易开裂。聚苯乙烯的透明性很好,透光率很高,光学性能仅次于有机玻璃。它的着色能力优良,能染成各种鲜艳的色彩聚苯乙烯在工业上可用作仪表外壳、灯罩、化学仪器零件、透明模型等;在电气方面用作良好的绝缘材料、接线盒、电池盒等;在日用品方面广泛用于包装材料、各种容器、玩具等丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS
11、)ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3种单体的共聚物,价格便宜,原料易得,是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一。ABS无毒、无味,呈微黄色或白色的不透明粒料,成型的制件有较好的光泽,密度为1.021.05g/cm3。ABS的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龙等都高,尺寸稳定性较好,具有一定的化学稳定性和良好的介电性能,经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高,连续工作温度为70左右,热变形温度为93左右。不透明、耐气候性差,在紫外线作用下易变硬发脆ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等;汽车工业上用ABS制造
12、汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等,还可用ABS夹层板制造小轿车车身;ABS还可用来制造水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等聚碳酸酯(PC)聚碳酸酯为无色透明粒料,密度为1.021.05g/cm3。PC是一种性能优良的热塑性工程塑料,韧而刚,抗冲击性在热塑性塑料中名列前茅;成型零件可达到很好的尺寸精度,并在很宽的温度范围内保持其尺寸的稳定性;成型收缩率恒定为0.5%0.8%;抗蠕变、耐磨、耐热、耐寒;脆化温度在100以下,长期工作温度达120;PC吸水率较低,能在较宽的温度范围内保持较好的电性能。PC是透明材料,可见光的透
13、光率接近90%。其缺点是耐疲劳强度较差,成型后制件的内应力较大,容易开裂在机械上主要用作各种齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条、凸轮、轴承,各种外壳、盖板、容器、冷冻和冷却装置的零件等;在电气方面,用作电机零件、风扇部件、拨号盘、仪表壳、接线板等;还可制造照明灯、高温透镜、视孔镜、防护玻璃等光学零件人人民民邮邮电电出出版版社社常用的热塑性塑料与应用ABSPVCPSPPPCPE人人民民邮邮电电出出版版社社表2-2常用热固性塑料的性能与应用塑料名称基本性能用途酚醛塑料(PF)酚醛塑料是一种产量较大的热固性塑料,它是以酚醛树脂为基础而制得的。酚醛树脂本身很脆,呈琥珀玻璃态,必须加入各种纤维或粉末状填料后才能获得
14、具有一定性能要求的酚醛塑料。酚醛塑料可分为4类:层压塑料、压塑料、纤维状压塑料、碎屑状压塑料。酚醛塑料与一般热塑性塑料相比,刚度好,变形小,耐热、耐磨,能在150200温度范围内长期使用;在水润滑条件下,有极低的摩擦因数;其电绝缘性能优良。酚醛塑料的缺点是质脆,抗冲击强度差酚醛层压塑料根据所用填料不同,有各种层压塑料。布质及玻璃布酚醛层压塑料有优良的力学性能、耐油性能和一定的介电性能,可用于制造齿轮、轴瓦、导向轮、无声齿轮、轴承及用于电工结构材料和电气绝缘材料;木质层压塑料适用于制作水润滑冷却下的轴承及齿轮等;石棉布层压塑料主要用于高温下工作的零件。酚醛纤维状压塑料可以加热模压成各种复杂的机械
15、零件和电器零件,具有优良的电气绝缘性能,耐热、耐水、耐磨,可制作各种线圈架、接线板、电动工具外壳、风扇叶、耐酸泵叶轮、齿轮和凸轮等氨基塑料1脲甲醛(脲醛)(UF)。俗称电玉粉,纯净的脲甲醛塑料无臭、无毒、无味,无色透明,着色性能特别优异。制件形同玉石,表面硬度较高,耐电弧性较好,能耐弱酸弱碱,但耐水性差。若用三聚氰胺代替一部分脲而得的脲甲醛塑料,则耐水性和耐热性均有所提高。2三聚氰胺(嘧胺)甲醛(MF)。又称嘧胺塑料,无毒、无味,制件外观可与瓷器媲美,硬度、耐热性、耐水性均比脲甲醛塑料好,耐电弧性较好,耐酸碱,但价格较贵脲甲醛塑料通常用来制造电子绝缘零件,如插座、开关、旋钮等,它还可作为木材的
16、黏结剂,制造胶合板。三聚氰胺甲醛塑料是制作塑料餐具和桌面装饰层压塑料板的主要材料,也广泛用于制造电子绝缘零件环氧树脂(EP)环氧树脂是含有环氧基的高分子化合物。分子链中固有的极性羟基和醚键的存在,使其对各种物质具有很高的粘附力。固化后的环氧树脂体系具有优良的力学性能、电性能和突出的尺寸稳定性和耐久性。环氧树脂未固化之前,它是线形的热塑性树脂,只有在加入固化剂(如胺类和酸酐等化合物)交联成不熔的体形结构的高聚物之后,才有作为塑料的实用价值环氧树脂可用作金属和非金属材料的黏合剂,用于封装各种电子元件,配以石英粉等能浇注各种模具,还可以作为各种产品的防腐涂料。环氧树脂种类繁多,应用广泛,有许多优良的
17、性能,其最突出的特点是黏结能力很强,是人们熟悉的“万能胶”的主要成分。此外,环氧树脂还耐化学药品、耐热,电气绝缘性能良好,收缩率小,比酚醛塑料有更好的力学性能。其缺点是耐气候性差,耐冲击性低,质地脆人人民民邮邮电电出出版版社社 常用的热固性塑料与应用 PF氨基塑料EP人人民民邮邮电电出出版版社社(二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能(1)收缩性)收缩性 在熔融状态下塑料经成型冷却后发生了体积收缩的现象,塑料在熔融状态下塑料经成型冷却后发生了体积收缩的现象,塑料的这种性质称为收缩性。的这种性质称为收缩性。实际收缩率实际收缩率 收缩率收缩率 计算收缩率计算收缩率 a-成型温度下
18、塑料尺寸成型温度下塑料尺寸 b-室温下塑件尺寸室温下塑件尺寸 c-室温下模具尺寸室温下模具尺寸注意注意:*收缩率是一个范围值收缩率是一个范围值(查查2-3可得可得Sman Smin),设计时收缩率一般取,设计时收缩率一般取平均值平均值,但,但精确确定收缩率需反复实验精确确定收缩率需反复实验求其平均值。求其平均值。人人民民邮邮电电出出版版社社表2-3常见塑料的收缩率塑料名称收缩率(%)塑料名称收缩率(%)塑料名称收缩率(%)聚乙烯(低密度)1.53.5尼龙60.82.5氟塑料F31.02.5聚乙烯(高密度)1.53.0尼龙6(30%玻璃纤维)0.350.45氟塑料F22聚丙烯1.02.5尼龙91
19、.52.5氟塑料F462.05.0聚乙烯(玻璃纤维增强)0.40.8尼龙111.21.5氟塑料F41.01.5聚苯乙烯(耐热)0.20.8尼龙661.52.2酚醛塑料(木粉填料)0.50.9聚苯乙烯(增韧)0.30.6尼龙66(30%玻璃纤维)0.40.55酚醛塑料(石棉填料)0.20.7ABS(抗冲)0.30.8尼龙6101.22.0酚醛塑料(云母填料)0.10.5ABS(耐热)0.30.8尼龙610(30%玻璃纤维)0.350.45酚醛塑料(棉纤维填料)0.30.7ABS(30%玻璃纤维增强)0.30.6尼龙10100.54.0酚醛塑料(玻璃纤维填料)0.050.2聚甲醛1.23.0聚氯乙
20、烯(硬质)0.61.5脲醛塑料(纸浆填料)0.61.3聚碳酸酯0.50.8聚氯乙烯(半硬质)0.62.5脲醛塑料(木粉填料)0.71.2聚砜0.50.7聚氯乙烯(软质)1.53.0三聚氰胺甲醛(纸浆填料)0.50.7聚砜(玻璃纤维增强)0.40.7聚苯乙烯(通用)0.60.8三聚氰胺甲醛(矿物填料)0.40.7聚苯醚0.71.0醋酸丁酸纤维素0.20.5聚邻苯二甲酸二丙烯酯(石棉填料)0.28改性聚苯醚0.50.7丙酸纤维素0.20.5聚邻苯二甲酸二丙烯酯(玻璃纤维填料)0.42氯化聚醚0.40.8聚丙烯酸酯类塑料(通用)0.20.9聚间苯二甲酸二丙烯酯(玻璃纤维填料)0.30.4聚乙烯醋酸乙
21、烯1.03.0聚丙烯酸酯类塑料(改性)0.50.7人人民民邮邮电电出出版版社社(二)塑料工艺性能2)影响收缩的基本因素是:(1)塑料种类 热固性塑料、热塑性塑料 (2)塑料制品结构 制品结构复杂、壁薄、嵌件多且均匀分布的,则收缩率小。(3)模具结构 模具分型面、浇口的型式、尺寸及位置(注射模塑与传递模塑)(4)成型工艺 有预热,成型温度不高,成型压力较大,保压时间较长收缩率较小。1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能人人民民邮邮电电出出版版社社1)定义:)定义:塑料在一定的温度与压力下充满模具型腔的能力称为流动性。塑料在一定的温度与压力下充满模具型腔的能力称为流动性。2)测定值:)测定值:衡
22、量热塑性塑料流动性的指标衡量热塑性塑料流动性的指标MI值(以用熔融指数、熔体流动速率)值(以用熔融指数、熔体流动速率)及螺旋线长度实验及螺旋线长度实验(2)流动性流动性(二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能人人民民邮邮电电出出版版社社(二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能人人民民邮邮电电出出版版社社(二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能人人民民邮邮电电出出版版社社A、好:、好:聚酰胺聚酰胺PA、聚乙烯、聚乙烯PE、聚苯乙烯、聚苯乙烯PS、聚丙烯、聚丙烯PP、醋酸纤维素、醋酸纤维素CA等;等;B、中等:改性聚苯乙烯、中等:改性聚苯乙烯、
23、ABS、AS、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚甲、聚甲醛醛POM、氯化聚醚等;、氯化聚醚等;C、差:聚碳酸酯、差:聚碳酸酯PC、硬聚氯乙烯、硬聚氯乙烯HPVC、聚苯醚、聚苯醚PPO、聚砜、聚砜PSU、氟、氟塑料等。塑料等。3)影响因素:品种、工艺、模具结构)影响因素:品种、工艺、模具结构(二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能2)测定方法)测定方法将常用塑料的流动性大致分为三类常用塑料的流动性大致分为三类:将常用塑料的流动性大致分为三类常用塑料的流动性大致分为三类:人人民民邮邮电电出出版版社社(二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能(3)相容性
24、(相容性(共混性共混性)熔融状态下,两种塑料能否相熔到一起,不能则会分层,脱皮。高压聚乙烯、低压聚乙烯、聚丙烯彼此之间的混熔聚碳酸酯和ABS塑料相容人人民民邮邮电电出出版版社社(4)结晶性结晶性 (二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能分类:分类:结晶型塑料和非结晶型塑料两种。结晶型塑料和非结晶型塑料两种。属于结晶型塑料的有属于结晶型塑料的有PE、PP、PTFE、POM、PA、CPT等;等;属于非结晶型的塑料有属于非结晶型的塑料有PS、PMMA、PC、ABS、PSU等。等。结晶对塑料制品性能的影响结晶对塑料制品性能的影响结晶型塑料注射成型注意事项结晶型塑料注射成型注意事项*p
25、33人人民民邮邮电电出出版版社社(5)吸)吸湿湿性性 即吸即吸水水性:对水分的亲疏程度性:对水分的亲疏程度A、根据塑料吸水性大致可分为两类:具有吸水或粘附水分倾向的塑料:如聚甲基丙稀酸甲酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜、ABS等;既不吸水也不易粘附水分的塑料:聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛等。B、危害:高温促使塑料发生水解、降解,流动性下降,塑料件内产生气泡、银丝、流纹、起泡。C、预防:在成型之前应进行干燥处理。(二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能人人民民邮邮电电出出版版社社(6)取向性)取向性(二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能 在应力作用下,聚合物分子链或纤维
26、填料顺着应力(流动)方向作平行排列的现象流动取向和拉伸取向流动取向在扇形塑件中的流动取向人人民民邮邮电电出出版版社社(6)取向性)取向性(二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能取向对塑料制品性能的影响取向对塑料制品性能的影响各向异性,取向方向力学性能明显升高()如PP铰链、纺丝纤维、薄膜产品。线收缩率:取向方向明显大于垂直方向各向异性塑件翘曲变形人人民民邮邮电电出出版版社社(7)降解)降解(二)塑料工艺性能1 热塑性塑料工艺性能热塑性塑料工艺性能1 定义定义:聚合物相对分子质量降低的现象。2 导致这些变化的条件有导致这些变化的条件有高聚物受热、受力、氧化,或水、光及核辐射等分
27、为:热降解热降解、水降解、氧化降解、应力降解等。3 影响影响带色;制品出现气泡、流纹;甚至变黑、分解、喷料(分析制品缺陷)4 预防预防控制原料纯度,干燥;控制加工工艺;加稳定剂人人民民邮邮电电出出版版社社2 热固性塑料工艺性能热固性塑料工艺性能(1)收缩性)收缩性 同热塑性塑料的收缩性同热塑性塑料的收缩性(2)流动性流动性(二)塑料工艺性能人人民民邮邮电电出出版版社社2 热固性塑料工艺性能热固性塑料工艺性能(1)收缩性)收缩性1)定义:)定义:2)测定值:)测定值:衡量热固性塑料流动性的指标通常用拉西格流动性表示。衡量热固性塑料流动性的指标通常用拉西格流动性表示。(2)流动性流动性 每一品种的
28、塑料分为三个不同等级的流动性每一品种的塑料分为三个不同等级的流动性 流动性较差流动性较差(2580mm),适用于压制无嵌件、形状简单、厚度一般的塑适用于压制无嵌件、形状简单、厚度一般的塑 件;件;流动性中等流动性中等(81131mm),用于压制中等复杂程度的塑件;,用于压制中等复杂程度的塑件;流动性好流动性好(131180mm),可用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑,可用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑 件,或用于压注成型。件,或用于压注成型。200mm以上,注射成型。以上,注射成型。(二)塑料工艺性能人人民民邮邮电电出出版版社社(3)比体积与压缩率)比体积与压缩率 1)定
29、义:比体积(比容)是单位质定义:比体积(比容)是单位质(重重)量塑料所占的体积;量塑料所占的体积;压缩率是塑料的体积与塑料制品体积之比,其值恒大于压缩率是塑料的体积与塑料制品体积之比,其值恒大于1。2)功用:比体积和压缩率都表示了各种塑料的松散程度,它们都可)功用:比体积和压缩率都表示了各种塑料的松散程度,它们都可 以作为确定加料腔大小的依据;比体积和压缩率大,内部以作为确定加料腔大小的依据;比体积和压缩率大,内部 充气多,成型时排气困难,成型周期长,生产率低。充气多,成型时排气困难,成型周期长,生产率低。2 热固性塑料工艺性能热固性塑料工艺性能 (二)塑料工艺性能人人民民邮邮电电出出版版社社
30、(4)水分和挥发物的含量)水分和挥发物的含量 1)来源:)来源:一是塑料生产过程遗留下来及成型之前在运输、保管期间吸收的;一是塑料生产过程遗留下来及成型之前在运输、保管期间吸收的;二是成型过程中化学反应产生的副产物。二是成型过程中化学反应产生的副产物。2)作用)作用 流动性大,易产生溢料,成型周期长,收缩率大,塑料件易产生气泡、流动性大,易产生溢料,成型周期长,收缩率大,塑料件易产生气泡、组织疏松、变形翘曲、波纹等弊病;有的气体对模具有腐蚀作用,对人组织疏松、变形翘曲、波纹等弊病;有的气体对模具有腐蚀作用,对人 体有刺激作用。体有刺激作用。3)相应措施:)相应措施:成型前预热干燥;模具中开排气
31、槽或压制操作时设排气工步;成型前预热干燥;模具中开排气槽或压制操作时设排气工步;模具表面镀铬是防止腐蚀。模具表面镀铬是防止腐蚀。2 热固性塑料工艺性能热固性塑料工艺性能 (二)塑料工艺性能人人民民邮邮电电出出版版社社2 热固性塑料工艺性能热固性塑料工艺性能(二)塑料工艺性能(5)交联与交联与硬化速度硬化速度(固化特征固化特征)1 定义定义:聚合物由线型结构转变为体型结构的化学反应过程称为交联(硬化)。分为:分为:正常交联反应和非正常交联反应正常交联反应和非正常交联反应2 影响影响强度、耐热性、耐溶性、化学稳定性、尺寸稳定性均提高。即体型聚合物与线型聚合物的区别即体型聚合物与线型聚合物的区别3)
32、常用术语含义)常用术语含义交联硬化固化熟化交联度硬化程度过熟欠熟硬化是指塑料成型时完成交联反应的过程。硬化速度通常以塑料试样硬化每1mm厚度所需的秒数来表示,此值越小,硬化速度越快交联反应很难进行完全,交联度一定小于100%硬化程度为100%表示达最佳的物理化学性能,硬化程度可大于100%人人民民邮邮电电出出版版社社表2-4常见塑料的成型工艺特性塑料名称成型工艺特性聚乙烯(PE)1流动性好,溢边值0.02mm;收缩大,容易发生歪、翘、斜等变形。2需要冷却时间长,成型效率不太高。3模具温度对收缩率影响很大,缺乏稳定性。4塑件上有浅侧凹,也能强行脱模聚丙烯(PP)1流动性好,溢边值0.03mm。2
33、容易发生翘曲变形,塑件应避免尖角、缺口。3模具温度对收缩率影响大,冷却时间长。4尺寸稳定性好聚苯乙烯(PS)1流动性好,溢边值0.03mm。2塑件易产生内应力,顶出力应均匀,塑件需要后处理。3宜用高料温、高模温、低压注射成型聚氯乙烯(PVC)1热稳定性差,应严格控制塑料成型温度。2流动性差,模具流道的阻力应小。3塑料对模具有腐蚀作用,模具型腔表面应进行处理(镀铬)PMMA1流动性中等偏差,宜用高压注射成型。2不要混入影响透明度的异物,防止树脂分解,要控制料温、模温。3模具流道的阻力应小,塑件尽可能有大的脱模斜度塑料名称成型工艺特性聚砜(PSF)1流动性差,对温度敏感,凝固速度快,成型收缩小。2
34、成型温度高,宜用高压注射成型。3模具流道的阻力应小,模具要加热,要控制模温酚醛塑料(PF)1适用于压塑成型,部分适用于传递成型,个别适用于注射成型。2原料应预热、排气。3模温对流动性影响大,160时流动性迅速下降。4硬化速度慢,硬化时放出热量大氨基塑料1适用于压塑成型、传递成型。2原料应预热、排气。3模温对流动性影响大,要严格控制温度。4硬化速度快,装料、合模和加压速度要求快环氧树脂(EP)1适用于浇注成型、传递成型、封装电子元件。2流动性好,收缩小。3硬化速度快,装料、合模和加压速度要快。4原料应预热,一般不需排气人人民民邮邮电电出出版版社社三、任务实施 塑料品种结构特点使用温度化学稳定性性
35、能特点成型特点聚碳酸酯(PC)属于热塑性塑料线形结构,非结晶型材料,透明工作温度小于130,耐寒性好,脆化温度为100有一定的化学稳定性,不耐碱、酮、酯等透光率较高,介电性能好,吸水性小,但水敏性强(含水量不得超过0.02%),且吸水后会降解,力学性能很好,抗冲击抗蠕变性能突出,但耐磨性较差熔融温度高(超过330才严重分解),但熔体黏度大;流动性差(溢边值为0.06mm);流动性对温度变化敏感,冷却速度快;成型收缩率小;易产生应力集中结论熔融温度高且熔体黏度大,严格控制模具温度,一般在70120为宜,模具应用耐磨钢,并淬火。水敏性强,加工前必须进行干燥处理,否则会出现银丝、气泡及强度显著下降等
36、现象。易产生应力集中,严格控制成型条件,塑件成型后退火处理,消除内应力;塑件壁不宜厚,避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中,脱模斜度宜取2灯座为电器类零件,需大批量生产,通过查表灯座为电器类零件,需大批量生产,通过查表2-1、表、表2-2及相关塑料模具设及相关塑料模具设计资料计资料(如百度百科(如百度百科http:/ 人人民民邮邮电电出出版版社社灯座制件为日常生活用品,要求具有一灯座制件为日常生活用品,要求具有一定的强度和耐磨性能,中等精度,外表面定的强度和耐磨性能,中等精度,外表面无瑕疵、美观、性能可靠。采用无瑕疵、美观、性能可靠。采用PC材料,材料,产品的使用性能基本能满足要求,但在成产
37、品的使用性能基本能满足要求,但在成型时,要注意选择合理的成型工艺,对原型时,要注意选择合理的成型工艺,对原料充分干燥,采用较高的温度和压力。料充分干燥,采用较高的温度和压力。(四)结论(四)结论人人民民邮邮电电出出版版社社四、项目拓展 塑料材料的简易分辨法 最常用的方法有三种:外观鉴别法、密度鉴别法和燃烧特性鉴别法。表2-6用燃烧和气味判定塑料材料类别的简易分辨法。用打火机示范判定作业P41:4网上查找网上查找ABS塑料的性能及塑料的性能及应用范围。应用范围。5试分析如图试分析如图2-2所示电流线所示电流线圈架制件所选用阻燃型纤维增圈架制件所选用阻燃型纤维增强聚丙烯材料(强聚丙烯材料(PP)的使用性)的使用性能和成型工艺性能。能和成型工艺性能。人人民民邮邮电电出出版版社社35请同学们课后预习和复习课程相关内容 多谢!