塑料成型工艺及模具设计 1.ppt

第一章 塑料概论 塑料成型工艺及模具设计塑料成型工艺及模具设计 第第1 1章章 塑料概论塑料概论 本章基本内容本章基本内容塑料的定义及高聚物的制备和结构塑料的组成及塑料特性的应用塑料的分类学习目的与要求学习目的与要求.掌握塑料的概念及分类.掌握塑料特性及应用.掌握热塑性塑料和热固性塑料的区别.了解高聚物的制备和结构.了解塑料的组成第章第章 塑料概论塑料概论第章第章 塑料概论塑料概论 本章难点本章难点塑料特性的理解及综合应用塑料的配方第第1 1章章 塑料概论塑料概论 1.1 1.1 塑料与高聚物塑料与高聚物 1.2 1.2 塑料的组成及塑料特性的应用塑料的组成及塑料特性的应用 1.3 1.3 塑料的分类塑料的分类 1.4 1.4 思考题思考题 1.11.1塑料与高聚物塑料与高聚物1.1.1 1.1.1 塑料的定义塑料的定义 1.1.2 1.1.2 高聚物的制备和结构高聚物的制备和结构 塑料的定义塑料的定义：塑料中的必要和主要成分是树脂。树脂是由高分子物质所组成，它是通过聚合反应而制成的，所以又叫聚合物或称高聚物。1.11.1.1.1塑料的定义塑料的定义1.1.21.1.2高聚物的制备和结构高聚物的制备和结构 1.高分子与低分子的区别(见表见表1-11-1)2.2.高聚物的制备高聚物的制备 3.高分子的相对分子量 高分子的相对分子量由下式表示：M=M=mnmn式中 M大分子的相对分子量；m基本结构单元的相对分量；n 重复结构单元数，称为聚合度。4.4.大分子链的空间构型大分子链的空间构型 (见图见图1-21-2)2.2.高聚物的制备高聚物的制备 把一些低分子化合物（基本结构单元）结合起来形成高分子化合物（高聚物）的化学反应过程叫做聚合反应。按照合成反应的机理分，高聚物的制备方法主要有两类：加聚反应加聚反应缩聚反应缩聚反应 1.1.2 1.1.2 高聚物的制备和结构高聚物的制备和结构 4.4.大分子链的空间构型大分子链的空间构型 高聚物中大分子链的空间构型有三种形式，线型线型、支链状线型支链状线型及体型体型。现分别介绍如下。线型分子即大分子呈线状，如图1 12a2a所示。支链状线型分子的主链也是线状，但主链上还生出或多或少长短不等的支链，如图1 12b2b所示。体型分子的主链同样是长链形状，但这些长链之间有短链横跨连接，并在三维空间相互交联如图1 12c2c、d d所示1.1.2 1.1.2 高聚物的制和结构高聚物的制和结构1.1.2 1.1.2 高聚物的制和结构高聚物的制和结构 (1)(1)加聚反应加聚反应 加聚反应为在聚合反应过程中没有副产物产生，生成的高分子化合物具有参于反应的单元相同的成分。由基本结构单元组成的大分子叫链链，每一个基本结构单元叫链节链节，而一个大分链上重复串联结构单元的个数叫链节数链节数。由两种单体A和B交替串联形成，叫交替共聚物交替共聚物。尼龙66的分子链结构就属这一类。（见图11所示）由三种单体组成的大分子叫三元共聚物三元共聚物 。1.1.2 1.1.2 高聚物的制和结构高聚物的制和结构 (2)缩聚反应缩聚反应 由一种或多种单体缩合成为高聚物的大分子链，同时析出其它低分子物质的反应。1.2 1.2 塑料的组成及塑料特性的应用塑料的组成及塑料特性的应用1.2.11.2.1塑料的组成塑料的组成1.2.21.2.2塑料的特性及其应用塑料的特性及其应用 1.2.1 1.2.1 塑料的组成塑料的组成塑料的组成塑料的组成1.1.树脂树脂6.6.固化剂固化剂2.2.填充剂填充剂 7.7.着色剂着色剂3.3.增塑剂增塑剂 8.8.抗静电剂抗静电剂4.4.稳定剂稳定剂 9.9.发泡剂发泡剂5.5.润滑剂润滑剂 10.10.阻燃剂阻燃剂 塑料的特性塑料的特性:1.1.质量轻质量轻 2.2.化学稳定优越化学稳定优越 3.3.电绝缘性能好电绝缘性能好 4.4.比强度高比强度高 5.5.减摩，耐磨性能优良，自润滑性好减摩，耐磨性能优良，自润滑性好 6.6.成型加工方便成型加工方便 7.7.粘结性能好粘结性能好光学性能好光学性能好 9.9.着色性能较强着色性能较强 10.10.导热率低导热率低 1.2.2 1.2.2 塑料的特性及其应用塑料的特性及其应用1.2.2 1.2.2 塑料的特性及其应用塑料的特性及其应用 塑料的应用塑料的应用:目前，塑料也存在着一些缺点，使其应用受到一定限制。一般塑料的机械强度均不如金属。塑料成型时收缩率较高。塑料对温度的敏感性远比金属或其它非金属材料的大，塑料的使用温度范围远较其它材料的窄。塑料若长期受载荷作用，即使温度不高，其形状会产生“蠕变”，塑料这种渐渐产生的塑件流动是不可塑的，导致塑件尺寸精度丧失。所以，在选择塑料时要注意扬长避短。1.3.1 1.3.1 热塑性塑料热塑性塑料 1.3.2 1.3.2 热固性塑料热固性塑料 1.3.3 1.3.3 塑料原料塑料原料 1.3 1.3 塑料的分类塑料的分类 热塑性塑料：热塑性塑料：将该类塑料升温熔融为粘稠液体后施加将该类塑料升温熔融为粘稠液体后施加高压，便可以充满一定形状的型腔而后使其高压，便可以充满一定形状的型腔而后使其冷却固化定型成为制品如果在将其加热又冷却固化定型成为制品如果在将其加热又可进行另一次塑料成型，如此可反复地进行可进行另一次塑料成型，如此可反复地进行多次在成型过程中，该塑料主要是发生物多次在成型过程中，该塑料主要是发生物理变化，仅有少量化学变化，其变化过程基理变化，仅有少量化学变化，其变化过程基本上是可逆的本上是可逆的1.3.1 1.3.1 热塑性塑料热塑性塑料1.3.2 1.3.2 热固性塑料热固性塑料表1-21-2对热塑性塑料与热固性塑料有关成型方面的主要区别进行了归纳。1.3.2 1.3.2 塑料原料塑料原料塑料原料如下图所示塑料原料如下图所示思考题思考题 1.塑料的定义？（塑料的定义？（答案答案）2.2.塑料的主要成分是什么？（塑料的主要成分是什么？（答案答案）3.3.填充剂的作用有哪些？（填充剂的作用有哪些？（答案答案）4.4.增塑剂的作用是什么？（增塑剂的作用是什么？（答案答案）5.5.润滑剂的作用是什么？（润滑剂的作用是什么？（答案答案）6.6.试述稳定剂的作用与种类？（试述稳定剂的作用与种类？（答案答案）1 1、塑料是以合成高聚物为主要成分。它塑料是以合成高聚物为主要成分。它在一定的温度和压力下具有可塑性，能够流动在一定的温度和压力下具有可塑性，能够流动变形，其被塑造成制品之后，在一定的使用环变形，其被塑造成制品之后，在一定的使用环境条件之下，能保持形状、尺寸不变，并满足境条件之下，能保持形状、尺寸不变，并满足一定的使用性能要求一定的使用性能要求。思考题思考题 2 2、塑料的主要成分是合成树脂，塑料的主要成分是合成树脂，一般它都加有其它添加剂，为多组成分一般它都加有其它添加剂，为多组成分组成。组成。3 3、填充剂起降低产品成本、改善塑填充剂起降低产品成本、改善塑料性能和增强的作用。料性能和增强的作用。思考题思考题 4 4、加入增塑剂能提高塑料的弹性、加入增塑剂能提高塑料的弹性、可塑性、流动性，改善其低温脆化的弱可塑性、流动性，改善其低温脆化的弱点，使塑料变得柔软和抗振。点，使塑料变得柔软和抗振。5 5、润滑剂的作用是易于成型流动与润滑剂的作用是易于成型流动与脱模脱模。思考题思考题 6 6、稳定剂的作用：稳定剂的作用：能抑制和防止塑料在加工成型或使用过程中，因受热、光、氧等作用而产生降解、养花断链、交链等现象而致使塑料性能遭到破坏，使塑料的性能稳定。稳定剂的种类有：稳定剂的种类有：光稳定剂、热稳定剂和抗氧剂等。思考题思考题 表11 高分子与低分子的区别 有显著区别方面 低分子 高分子 一个分子所包含的 原子个数 几个几百个 几千个到几百万个 相对分子量 几几百 几万上千万 分子长度 微米 几微米 1交替 2无规 3嵌段 4接枝 5无规三无共聚物 图 11 大分子链结构a线状 b支链状 c网状 d体型状 图12 高聚物分子链的空间构型形式a b c d 表1-2热塑性塑料与热固性塑料有关成型方面的区别 成型前，塑料中树脂分子结构 使制品固化定型的模具温度条件 成型后，塑料中树脂分子结构 成型过程中树脂所发生的变化 制品的熔化，溶解性能 塑料的使 用性 常采用的 成型方法 热塑性塑料 线型或支链状线型聚合物分子 冷却 基本与成型前的相同 物理变化（可能有少量分解或交链现象发生）可熔化 可溶解 反复多次使用（可回收废料）注射、挤 出、吹塑等 热固性塑料 线型聚合物分子 加热（提供交联反应温度 转变为体型分子 既有物理变化，又有化学变化。有低分子析出 既不可熔化，也不可溶解 一次性使用，因成型过程不可逆 压缩或压 注。有的品种可以采用注射