《塑料材料性能.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《塑料材料性能.docx（38页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第一节塑料材料性能一、塑料三态二、结晶形塑料三、分子取向性四、分子量的分布五、塑料降解六、熔融指数七、常用塑料性能其次节注塑成型设备一、注塑机成型工作过程和根本组成二、三、四、五、第三节一、注塑机多级注射优点依据成型制品模具选择注塑机注塑机的操作注塑进展分类模具注塑模具分类二、注塑模具构造与组成三、模具设计要点第四节一、 二、 三、前言质量与成型工艺制品缺陷和质量标准成型中共性问题成型工艺对制品质量的影响塑料加工是种兴工业，塑料制品具有重量轻，电器性能优异，化学稳定性好、易成型，易切削加工等等特点。并能取代金属、陶瓷、玻璃、竹木等材料。所以得到快速进展。塑料加工种类有挤出、吹塑、注射、浇铸、涂
2、复、滚塑和热成型等。我们公司目前塑料制品加工方法有三种类型：注射、挤出和吹塑。就注射加工是一种特别工种，因注塑制品是属于一次性成型根本无法返修，所以要从塑料原材料、注塑机、模具和成型工艺入手解决制品质量问题。从常识到深入了解注射成型加工，才能成为一名优秀操作工。因注塑机的安全操作及安全生产要求严格，市劳动局曾有文规定，注塑机操作工需培训持证上岗。所以对初上岗的注塑机操作工需进展岗位培训。通过培训对塑料原材料的介绍，能对公司常用原料性能了解，并能区分原料大类，不至用错料,经工艺调整生产出最正确的制品。通过对注塑机的根本构造介绍，能对注塑机的开合模、注射、传动、把握和安全装置有或许了解，并能知道注
3、塑机主要零部件名称，以便于操作、保养和维护。通过注塑机操作实例， 把握操作方法和正确执行注塑机操作规程，以便于安全操作。通过模具构造介绍，有利于生疏模具对制品质量的关系，并利于正确使用和保养模具。通过对注塑机工艺和注塑制品缺陷学习，知道注塑制品质量问题所在和解决方法， 能更好执行本公司注塑制品质量标准。本教材为培训注塑机操作工而编写，属常识性学问，适用于注塑制品的有关人员，因水平有限，编写中有缺乏之处，请予指正，感谢！第一节塑料材料性能塑料主要是从石油、煤为根底原料中提炼生产出来，是高分子材料。通常对酸、碱、盐有机溶剂等有良好的抗腐蚀性能：比重小、重量轻；具有良好的机械性能，通过填料和助剂参加
4、，机械性能超过一般金属材料，有些材料还具有耐磨性和自润滑性；易成型简单外形的制品，制品外表光滑，可切削和抛光等加工，加工费比金属材料低。因塑料材料的优良性能在机械工业、电子工业、航天航海工业、汽车工业、化学工业、建筑业、家电工业、包装工业以及轻工等领域获得广泛的运用。公司现在所常用的塑料原料有“ABS、PP、PC、PE”等。就塑料结晶度、分子取向性、降解和熔融指数作点表达。并对公司最常用的塑料原料作一点介绍。一.塑料三态：塑料有热固性和热塑性二大类，热固性塑料成型固化后，不能再加热熔融成型。而热塑性塑料成型后的制品可再加热熔融成型其它制品。热塑性塑料随着温度的转变，产生玻璃态、高弹态和粘流态三
5、态变化，随温度重复变动， 三态产生重复变化。塑料玻璃态时可切削加工。高弹态时可拉伸加工，如拉丝纺织、挤管、吹塑和热成型等。粘流态时可涂复、滚塑和注塑等加工。但当温度高于粘流态时，塑料就会产生热分解，当温度低于玻璃态时塑料就会产生脆化。当塑料温度高于粘流态或低于玻璃态趋向时，均使热塑性塑料趋向严峻的恶化和破坏，所以在加工或使用塑料制品时要避开这二种温度区域。上升温度脆化区玻璃态高弹态粘流态热分解二.晶形塑料：塑料分有结形和非结晶形，结晶塑料的分子链是有规章排列，非结晶形塑料分子链是无定型排列。结晶形塑料有较明显熔点，有最快结晶温度点，保持最快结晶温度点。并随时间的延长结晶率能提高。对制品的屈服强
6、度、弹性模量、刚硬度随之提高，热变形温度和耐化学溶剂的稳定性也有改善。收缩率随密度增大而减小。如模具温度过高成型制品易形成大的球晶，制品脆，力学性能降低，制品扭曲变形会增大。总之期望结晶型塑料成型制品有较高结晶率和均称的小晶体，不期望有大的球晶体和不均称结晶度。1. 结晶与冷却温度和冷却速度关系：塑料的结晶温度是在熔点以下，玻璃化温度以上。不同的塑料种类有不同的最快结晶温度点。如“PP的”最快结晶温度 128 度。n当冷却温度处于最快结晶温度时，冷却时间需延长，制品简洁形成大球晶，使制品发脆，扭曲变形和力学性能下降。n当冷却温度处于玻璃态温度时，冷却时间短，结晶不完整。成型制品受模具壁急速冷却
7、，制品外表与模 具直接接触，制品外表先冻结，即停顿结晶，而制品中心还没有冷却连续结晶直至冻结，造成制品表层与中心的结晶度不一样，使制品内应力增大，制品尺寸和外形变化大，力学性能差。n当冷却温度处于玻璃态与最快结晶温度之间，冷却时间适宜，能到达较好而完善的结晶，制品性能就好。2. 结晶与熔融温度关系：n结晶塑料加工的熔融温度选高，并在料筒里停留时间长，而射入模具后冷却时间要长，结晶较完整，球晶大，制品脆，力学性能下降。再生塑料的加工温度也要提高。n结晶塑料加工的熔融温度选低一点，并在料筒里停留时间短一些，而射入模具后的冷却时间也短，结晶时间也短，晶体尺寸易到达小而均。制品力学性能好，耐磨和热变形
8、温度可提高。再生塑料的加工温度也低。3. 结晶与注射压力关系：注射压力低易生成大而完整的球晶体，注射压力高能生成小而外形不规章的球晶体。随着塑料分子量增大，结晶力量降低。三.分子取向性：塑料分子取向性是受外力的作用，高分子链被拉直拉长，同时球晶体也被拉长。分子取向是在外力作用下的一种形变，分子的形变能提高其拉伸强度和冲击强度。但在取向垂直方向上其拉伸强度有所下降，冲击强度也有所降低，所以说分子取向有方向性。塑料加工在高弹态时易把握分子取向性，在粘流态时不行把握分子取向性。挤出成型是塑料在高弹态下加工，可把握拉伸倍数、牵引力和速度，如塑料丝、膜、管、片和板等制品。注射成型是塑料在粘流态下加工，分
9、子取向无序，受力的大小不同，冻结速度不一样，造成制品各处的内应力大小不同，发生变形翘曲。所以注射成型加工不期望有较大的冻结分子取向性。1. 分子取向性与温度关系：注塑成型分子取向是在温度和压力作用下的冻结取向。当模具翻开时，模具内的型腔压力全部消逝，但制品一般不行能冷却到常温，等制品在模外冷却到常温这段时间，制品中的分子产生解取向，取向程度就下降。所以分子取向性与温度变化有关，当塑料熔体温度提高，模具温度上升，制品壁厚增厚，冷却时间缩短，分子取向性下降，反之增大。在注射成型过程中分子有在等温下流淌取向和非等温下流淌取向。在等温下分子流淌取向的力和量是一样的，但在非等温分子流淌取向力和量均不全都
10、，易引起内应力的不全都，造成制品变形等质量问题。2. 分子取向与压力速度关系：塑料分子取向因受力的形式和作用性质不同，可分为剪切应力分子取向，即流淌取向和受牵引作用的拉伸取向。流淌分子取向有单轴或双轴取向，并沿着流淌方向有序排列。分子取向是与作用力成正比。注塑成型分子取向性是将熔融塑料在注射压力的作用下，射入模具型腔，并在注射和保压压力的连续作用下冻结，分子取向性大小与冻结时的压力成正比。3. 分子取向剩余应力与骤冷应力：分子取向剩余应力是制品成型冷却时的冻结取向应力和构型体积应变应力。制品的冻结分子链在失压下，并在使用温度和环境温度的变化中，成型制品中原拉直和拉长的链锻要恢复到此时的自由状态
11、，分子链产生卷曲，制品就产生变形，这种状况会持续到该塑料原始自由状态，制品变形才停顿。构型体积应变是由于制品的几何外形变化， 造成不同的分子取向应力。制品内应力不同，收缩状况也不同。制品的冻结应力和型体应力，会造成制品的裂缝和受热后尺寸不稳定等变化。骤冷应力是制品在成型冷却过程中，模温极低，制品的冷却速度极快状况下，造成分子取向力不全都，在厚制品上易消灭气泡或凹痕。4. 结晶形塑料与非结晶形塑料的取向性。非结晶形塑料取向松弛的时间从失压到玻璃态，结晶形塑料取向松弛的时间从失压到熔点。因冷却到熔点温度比冷却到玻璃态温度，固然到熔点温度高，所以冷却时间短。因此在同等成型条件下，非结晶形塑料解取向时
12、间长， 制品取向应力小，结晶型塑料解取向时间短，不易解取向，取向性就大。5. 怎样削减分子取向性：分子取向性随着分子链越长越多取向性越大，并受压力，冻结温度和时间的变化而变化。可在选材和工艺上进展调整和把握，来减小注塑制品的分子取向性。n提高熔体和模具温度，使取向效应降低。n降低注射压力，保压压力和时间，分子取向性降低。n浇口减小制品的分子取向性小。n制品壁簿、模具温度极低，制品来不及取向就冷却，取向效应削减。n快速冲模时熔体在高剪切力的作用下，熔体温度上升，粘度降低，模具型腔被快速冲满并快速冷却，取向力也小。四.分子量的分布：塑料分子量分布的宽或窄，主要是看该塑料最大分子量和最小分子量之间的
13、范围。范围大的即分子量分布宽， 反之为窄。分子量分布宽的，加工温度范围大，这种塑料易加工成型，反之不易加工成型。五.塑料降解：塑料在热、力、氧、水和光辐射等作用下聚合度降低，这过程叫降解。塑料降解，分子量降低，大分子链断裂等变化，引起塑料机械性能的下降。如弹性降低，强度降低，粘度降低而熔融指数提高，成型时塑料熔体发生湍流， 使制品外表粗糙等不良现象产生。注射成型是在高温、高压和高速下成型制品。塑料在成型时易产生降解，把握好成型工艺可削减或避开塑料制品降解。特别在高温时混入氧气和水更能使塑料降解。剪切应力的降解，是塑料在预塑背压和速度，注射压力及速度作用下，使塑料的分子链被运动的螺杆切割断，并伴
14、随料温上升，粘度下降而产生力热降解。如热塑性塑料反复利用重复加工制品，塑料熔融指数随重复加工次数增加而不断提高。如聚碳酸酯和聚丙烯塑料从第一次加工时的熔融指数到重复十次加工后的熔融指数比较相差较大。“PC 第一次加工熔融指数 0.71； 到第十次加工时熔融指数 39.4。PP 第一次加工熔融指数 1.67；到第十次加工时熔融指数11.8。”它们粘度变稀了。物理性能降低了，这也是一种塑料降解过程。所以要有比例地利用热塑性塑料的回料。六.熔融指数：塑料熔融指数就是指熔体的流淌性能，熔融指数越大。流淌性越好，成型加工比较便利，塑料的成型流淌比越大，可成型薄壁制品。塑料的熔融指数测定是用流变仪来测定。
15、我们国家测试标准有“GB3682-83”标准试验条件， 一般有二种以上标准试验条件，而所得的熔融指数相差较大。我们看塑料熔融指数大小，还要看标准试验条件的序号。如 ABS 塑料熔融指数测试有“GB3682-83 标准试验条件”中序号“7 或 9”二种标准。序号“7”的试验温度 200。序号“9”的试验温度为 220；序号“7”的负荷 5Kg，序号“9”的负荷 10Kg。明显测试结果序号“9”的熔融指数比序号“7” 的要大得多。GB368283 标准试验条件序号标准口模内径试验温度口模系数g.m 负荷11.18019046.62.16022.095190700.32532.0951904642.
16、16042.09519010735.00052.095190214610.00062.095190463521.60072.09520010735.00082.095200214610.00092.095220214610.000102.095230700.325112.0952302581.200122.0952304642.160132.0952308153.800142.09523010735.000152.095275700.325162.0953002581.200计算公式：1. 负荷P=KD2/d4 P：负荷，单位：gK：口模系数，单位：g.mm2 D：活塞头直径，单位：mm d：
17、标准口模内径， 单位：mm2. 熔体流淌速率：MFR=600W/t MFR：熔体流淌速率，单位g/10minW：切取样条重量的算术平均值单位：g t： 切取样时间间隔单位：S3. 关于塑料试验条件序号选用：1ABS792PP12143PA10154PC165POM36PE12345编号塑料名称标准试验序号七.常用塑料性能：1. ABS 塑料是丙烯睛、丁二烯、苯已烯三元共聚物。常言塑料树脂与橡胶合成。1) 特性：n无毒、着色性好的非结晶塑料。n硬而坚韧，刚性好，耐低温冲击性好，耐蠕变性好，尺寸稳定，收缩率小0.3%，耐磨而外表光泽。n绝缘性能较好，耐油，耐酸，耐碱。n缺点耐候性差，不耐紫外线，可
18、燃，燃烧时有橡胶气味。2) 加工性能：ABS 流淌性一般，加工成型性能好，适应挤出，吹塑、注塑、层合、热成型、发泡、焊接、印刷、电镀、金加工和抛光等类加工。并能与PVC 相容，共混成ABS 合金塑料。注射加工：nABS 吸湿性好，加工时需枯燥处理，注射成型加工时含水量在 0.2%。n熔体流淌性中等，当间隙在 0.04mm 时溢边。n热分解温度在 270左右，加工温度可选高一点，但不能超过分解温度。模具温度设在5060，要求制品外表光滑度高一点，模温可设在 6080。在生产制品时可将型腔温度设高一些，将型芯温度设低一点。n制品进料处易发生熔接痕等不良外观，要留意选择正确进料口，脱模叙度一般取2
19、度以上，顶出力和速度不宜过大，否则制品易顶白。3) 主要用途：家电、电器仪表、汽车、建材、日用品等领域里。4) 透亮ABS、透光性 85%，加工性能与ABS 根本一样。2. PP 聚丙烯是聚烯烃类塑料。1) 特性：n无味无毒高结晶形塑料，结晶率可达 95%，密度低 0.90.91g/cm3 收缩率大 13%。n刚性和耐磨性好，耐高温，如在 45N/cm2 的力的作用下，在 102115温度下不变形。n电绝缘性优异，耐电压和耐电弧性好。化学稳定性好，耐酸耐碱，不吸水。n耐寒性差，-5下冲击强度急剧下降，制品发脆。对热氧、紫外线辐射敏感，易引起降解。易燃、燃烧时有腊味。染色、印刷和粘合性较差。2)
20、 加工性能：PP 加工性能好，适宜注射、挤出、吹塑、热成型、焊接、电镀和金切加工等类型加工。注射成型：nPP 是高结晶形塑料，熔体温度把握在熔点左右，易发生熔体裂开及制品毛糙，成型温度把握在比熔点稍高一点温度，对制品质量有利。n因流淌性好，成型间隙在 0.03mm 时溢边。n冷却速度快，成型周期短，但要留意壁厚处的冷却。n成型收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形和方向性强度差异大。n留意把握料温，料温低方向性明显，低温高压时更明显。模温 50以下制品不光泽，易产生熔接痕；90 以上易产生翘曲、变形。3) 主要用途：包装、网绳类、医用、家电、汽车、日用品等领域里。3.PA 聚酰胺又名尼龙：有 6、6
21、6、610、612、9、11、12 和 1010。1) 特性：nPA66 无毒，不霉烂。结晶度高，有明显熔点。熔体流淌性好，可成型薄壁制品。收缩率1.5%左右。n机械性能优越，外表硬度大，有自润滑性，摩擦系数小，耐磨耗，有较高的韧性、耐冲击。n电绝缘性好。耐油，耐碱和耐溶剂。n吸水性大，尺寸稳定性差，染色性差。2) 加工性能：PA 加工性一般，适宜注射、挤出、吹塑、喷涂、金切加工、焊接和粘接。注塑成型：n结晶度高、熔点高，但熔融温度范围窄，热稳定性差，料温300,停留时间超过 30 分钟分解PA 易吸湿，加工时含水量不超过 0.1%，成型时含水量超出，熔体流淌性差，制品是易产生气泡、银丝等。制
22、品通过调湿处理尺寸要胀大。nPA 流淌性好，成型间隙 0.02mm 溢边，直通喷嘴要流延。必需用自锁喷嘴。通过各种填充剂增加其流淌性就差，可用直通喷嘴成型。n成型收缩率大，制品易产生缩孔和凹痕。n冷却速度易影响结晶度，一般模具温度为4060。对制品要求伸长率高、松软性好的薄壁制品取低 温。对制品要求硬度高，耐磨性好，变型小的厚制品宜取高温。3) 主要用途：机械零件、纺织、化工容器、电工仪表等领域里。4. PC 聚碳酸酯，是力学性能特好，耐热性优的工程塑料。1) 特性：nPC 是无毒、高透亮度的非结晶形工程塑料。收缩率“0.50.7%”；n力学性能好，耐冲击强度高的坚硬的塑料。耐热能辐射，并对光
23、稳定和耐候性好。n电性能好，绝缘、耐电晕。耐油、耐低温存耐热变形温度高。“制品可在+130和-80温度下使用。n熔体粘度大，不耐强碱，不耐紫外线，易水解开裂。2) 加工性能：PC 成型性能一般，适宜注射、挤出、模压，热成型、印刷、金切加工和粘接等种类型加工。注塑成型：nPC 非结晶形塑料，热稳定性好，成型温度范围大，超过 300时呈严峻分解，分解时无毒无腐蚀性气体。n水敏性强，易高温水解，成型时含水量把握在 0.02%以下,否则易消灭银丝,气泡和水解。nPC 流淌性差，成型时间隙在 0.06mm 时溢边.流淌性对温度敏感,冷却速度快。n收缩率小，易加工精度高的制品，但制品内应力大，最好后处理，
24、去除内应力。n粘度高，对剪切作用不敏感，冷却快。成型模具的浇道与浇口最好粗而短。模具温度取70120。模具温度低，收缩、伸长、抗冲击强度大，但抗弯和抗压强度低。3) 主要用途：电子工业“接插件、线圈骨架”仪表灯罩，医疗手术器械等领域里。塑料名称塑料性单位能ABSPPPA6PA6PCPOM6密度G1.0210.901. 11.111.2cm3.16.91.15收缩率1.40.131.50.610.50.7.471.4l1.53吸水率24 小时40.20.0.010.031.60.91.630.350.12O15成型时含水率0.150.20.10.10.0215015201015172218.6压
25、MM5. POM聚甲醛工程塑料1) 特性:nPOM 为乳白色不透亮的结晶型塑料,收缩率为 1.053%n机械性能好,拉伸强度、弯曲强度和弹性模量高，有自润滑性，磨擦系小，耐磨耗低，尺寸稳定性好。n电性能好，绝缘和耐电弧性好。化学稳定性好，耐碱、耐油、耐有机溶剂。吸水性小。n耐酸性差、热稳定性差，240即热分解。易燃烧，燃烧时裂解快。有浓重酸臭味。2) 加工性能：POM 加工较困难，主要用于注射成型，可以挤出，吹塑、滚塑、印刷、电镀和金切加工。注射成型：nPOM 是结晶形塑料，熔融温度范围窄，熔融或凝固速度快，结晶速度快，料温稍低于熔融温度即发生结晶，流淌性就下降。n热敏性强极易分解，240分解，在 200中滞后 30 分钟以上也要分解，分解时有猛烈酸性气体散发出来，并有腐蚀性。n流淌性中等，成型间隙 0.04mm 溢边，流淌性对温度不敏感，对压力敏感。n结晶度高，收缩率大，吸水性低，一般不需枯燥，为防止塑料粘水，可在85温度下枯燥 3 小时，制品外表光滑度得到提高，并有利于成型薄壁制品。n因POM 磨擦系数低，弹性高，成型制品外表易带皱纹，毛斑、熔接痕，缩孔，凹痕等缺陷。当料温略高于熔点 15左右，模温在 75120，并高速注射可改善制品外表质量。制品脱模后在 90左右的热水中缓冷， 可改善收缩变形和内应力不匀现象。3) 主要用途：机械“代有色金属”，仪表，电器，交通等领域里。