塑胶材料简介与其特性之掌握概论(第一课)ppt课件.ppt
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1、1塑膠材料簡介與其特性之掌握概論塑膠材料簡介與其特性之掌握概論2非結晶性結晶性熱塑性塑膠微量交聯性(彈性體)巨量交聯性熱固性熱固性/彈性體塑膠塑膠PC,PS,PVC,PMMA,.HDPE,LDPE,PP,PA,POM,PTFE.PUR,Polybutadiene,Natural Rubber.Epoxy,Melamine,Phenolics,Polyester,.34567按用途分类按用途分类按用途分类普通塑料普通塑料工程塑料工程塑料定义日常使用范围最广的塑料(占热日常使用范围最广的塑料(占热塑性塑料的塑性塑料的90%以上)以上)泛指一些具有能制造机械零件或工程结构材泛指一些具有能制造机械零件
2、或工程结构材料等工业品质的塑料料等工业品质的塑料特点性能要求不高,成本低,易于取性能要求不高,成本低,易于取得得其机械性能、电气性能、对化学环境的耐受其机械性能、电气性能、对化学环境的耐受性、对高温低温的耐受性等方面都具有较优性、对高温低温的耐受性等方面都具有较优异的特点,能在工程技术上替代某些金属如异的特点,能在工程技术上替代某些金属如铜、铝、锌、部分合金钢或其它材料使用。铜、铝、锌、部分合金钢或其它材料使用。价格比金属高价格比金属高常用塑料聚乙烯聚乙烯(PE)、聚丙烯、聚丙烯(PP)、聚苯、聚苯乙烯乙烯(PS)、改性聚苯乙烯、聚氯、改性聚苯乙烯、聚氯乙烯乙烯(PVC)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
3、共聚物(ABS)、聚酰胺(尼龙PA(N)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚缩醛、聚酯树脂、聚砜聚缩醛、聚酯树脂、聚砜(PSF)、聚甲基丙、聚甲基丙烯酸甲酯烯酸甲酯(有机玻璃有机玻璃PMMA)、改性聚苯醚及、改性聚苯醚及氟素树脂氟素树脂8按成型性能分类按成型性能分类按成型性能分类热塑性塑料热塑性塑料热固性塑料热固性塑料微观结构呈线型或支链性,分子间无呈线型或支链性,分子间无化学粘结化学粘结经化学反应后,分子间以化学经化学反应后,分子间以化学粘结的网状结构。粘结的网状结构。热反应受热后具有可塑性,软化或受热后具有可塑性,软化或熔融,冷却后固化,再加热熔融,冷却后固化,再加热仍可软化仍可软化在
4、开始受热时可以软化或熔融,在开始受热时可以软化或熔融,一旦固化成型就不会再软化,一旦固化成型就不会再软化,即使加热到接近分解温度也无即使加热到接近分解温度也无法软化法软化一般特性抗冲强度高抗冲强度高易于成型易于成型 适合于复杂的设计适合于复杂的设计机械强度高机械强度高尺寸稳定性良好尺寸稳定性良好耐热性和耐湿性好耐热性和耐湿性好不溶于溶剂不溶于溶剂常用塑料PE、PP、PS、ABS、 PMMA、PPO、PA(N)、PC、PSF、PVC、POMPF、EP、UP、UF、MFThermoset热固性塑料Thermoplastic热塑性塑料9v成型收缩率大小:成型收缩率大小:收缩率小的塑料收缩率小的塑料(
5、PS、ABS、PC)的尺寸精度较易达成,而收缩率的尺寸精度较易达成,而收缩率大的塑料大的塑料(PP、PE、POM)较难做到尺寸精度(模具的公差约为产品公差的较难做到尺寸精度(模具的公差约为产品公差的1/6)。)。v流动粘度大小:流动粘度大小:流动粘度较大的塑料流动粘度较大的塑料(ABS),熔胶较不易流入缝隙中,流动粘度小,熔胶较不易流入缝隙中,流动粘度小的塑料的塑料(PA、POM)即使间隙很小熔胶亦易于流入。即使间隙很小熔胶亦易于流入。10v成型温度高低:成型温度高低:成型温度较低的塑料成型温度较低的塑料(PS)较易成型且成型周期亦短,而成型温度较高的塑料较易成型且成型周期亦短,而成型温度较高
6、的塑料(PC)较难成型且成型周期亦长。较难成型且成型周期亦长。v是否易变质或分解:是否易变质或分解:成型时不易变质或分解的塑料成型时不易变质或分解的塑料(PS、PE、PP),量产时不易引起品质不稳的不良,量产时不易引起品质不稳的不良品,而成型时易变质或分解的塑料,若不严格要求成型条件(模具可以精密控制成品,而成型时易变质或分解的塑料,若不严格要求成型条件(模具可以精密控制成型条件)则无法量产,这在使用热浇道的情形下问题尤其严重。型条件)则无法量产,这在使用热浇道的情形下问题尤其严重。11塑料改性与增强的影响塑料改性与增强的影响冲击改性物冲击改性物刚性增强物刚性增强物(Fiber)增加抗冲击力增
7、加韧性降低硬度降低强度增加硬度和强度降低韧性增加翘曲各向异性减少热膨胀121314黏度黏度 (viscosity) 黏度黏度(viscosity) 流體流動阻力的度量。黏度越高,流動阻力越大,流動越困難。流體流動阻力的度量。黏度越高,流動阻力越大,流動越困難。對一般熱塑性塑料,黏度是塑料成分、溫度、壓力及剪切率的對一般熱塑性塑料,黏度是塑料成分、溫度、壓力及剪切率的函數。就溫度效應而言,熱塑性塑料的黏度一般隨溫度升高而函數。就溫度效應而言,熱塑性塑料的黏度一般隨溫度升高而有降低的情形。就剪切率有降低的情形。就剪切率(shear rate)的效應而言,剪切率越高,的效應而言,剪切率越高,代表加工
8、變形速率越大,由於高分子鏈被排向的結果,使大部代表加工變形速率越大,由於高分子鏈被排向的結果,使大部份的塑料具有黏度隨剪切率升高而下降的切變致稀性份的塑料具有黏度隨剪切率升高而下降的切變致稀性(shear-thinning)。15高分子流體的一些特殊流變行為 161718剪切流动剪切流动剪切流动是熔融流体在外力下的相对滑动。固定移动固定固定(1) 剪切流动(Shear Flow)剪切速率是熔融流体剪切流动的速率。(2) 剪切速率(Shear Rate)固定慢速移动低剪切速率固定快速移动高剪切速率剪切应力是熔融流体剪切流动的抵抗力,高粘度造成高剪切应力。(3) 剪切应力(Shear Stress
9、)固定慢速移动低剪切应力固定快速移动高剪切应力19A A從斜线從斜线斜率斜率可以判斷該材料的黏度對剪切率可以判斷該材料的黏度對剪切率的敏感程度,相同区间内斜率越大,的敏感程度,相同区间内斜率越大,黏度對黏度對剪切率敏感度越高。剪切率敏感度越高。通過三條曲線之間的通過三條曲線之間的距離距離還可以知道黏度還可以知道黏度對温度的敏感程度,從上兩圖可知道對温度的敏感程度,從上兩圖可知道A A材材料黏度比料黏度比B B材料黏度對溫度更敏感。材料黏度對溫度更敏感。A AB B20B B從斜线從斜线斜率斜率可以知道該材料的體積收縮對溫度的敏感程可以知道該材料的體積收縮對溫度的敏感程度,相同区间内斜率越大,度
10、,相同区间内斜率越大,材料的固有體積收縮率越大。材料的固有體積收縮率越大。Effect of Rheological Properties塑料粘度与温度关系塑料粘度与温度关系Effect of Rheological Properties塑膠粘度與流動性塑膠粘度與流動性24材料特性材料特性PVT25Amorphous和和Crystalline的比较的比较CrystallineAmorphous一般特性o 透明o 较低的耐化学品性 o 低成型收缩率 o 通常低强度 o 通常高熔融粘度 o 较低的热含量o 半透明或不透明 o 极好的耐化学品性 o 高成型收缩率 o 通常高强度 o 通常低熔融粘度
11、o 较高的热含量(有结晶热)26高分子流體高分子流體高分子材料的應變與溫度曲線圖高分子材料的應變與溫度曲線圖玻璃态:0Tg分子在冻结状态,硬而脆,遇压力则易破裂;高弹态: Tg Tf 受外力可变形,未达熔化状态,不易成型;粘流态: Tf Td 可随意加工成型;分解:Td 塑料开始裂解,出现气体分解物,甚至达烧焦状态。变形变形玻璃态玻璃态高弹态高弹态粘流态粘流态分解分解0TgTfTd温度温度金属金属结晶型聚合物结晶型聚合物Tx非结晶型聚合物非结晶型聚合物Effect of PVT Properties V Linear Shrinkage:1%3%Volumetric Shrinkage: 0.
12、53%VLinear Shrinkage:0.5%0.8%Volumetric Shrinkage: 0.40.6%Effect on Part Shrinkage28HighShearRateFasterInjection RateSlowerInjectionRateVS.Cold MoldHot Plastic MeltHeat Lossinto the ToolFrozen LayerHeatInputHighShearRatePlasticFlow流動過程中的熱交換29附表附表塑料塑料金属金属30Plastics material (塑膠材料)(塑膠材料)Content判斷冷卻時間判
13、斷冷卻時間判斷保壓時間判斷保壓時間建議模具溫度設定建議模具溫度設定建議成型溫度設定建議成型溫度設定流動性測試流動性測試: 260度的熔融度的熔融塑膠在塑膠在2.16kg的壓力下的壓力下,10分鐘的時間內流經毛細管分鐘的時間內流經毛細管的重量為的重量為21.5g密度密度31模型資料及機台資料模型輸出結果共16組材料32333435简介: 聚碳酸酯聚碳酸酯(简称简称PC),是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物,耐冲击性能好,是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物,耐冲击性能好,折折射率高,加工性能好,有很好的光学性及较好的耐水解性,但不能用于重复经射率高,加工性能好,有很好的光学性及较好的耐水解性,但不能用
14、于重复经受高压蒸汽的制品且耐水解稳定性不够高,对缺口敏感,耐有机化学品性,耐刮受高压蒸汽的制品且耐水解稳定性不够高,对缺口敏感,耐有机化学品性,耐刮痕性较差,长期暴露于紫外线中会发黄。痕性较差,长期暴露于紫外线中会发黄。PC现已成为五大工程塑料中增长速度最现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料,在建材行业、汽车制造工业、医疗器械、航空、航天领域、快的通用工程塑料,在建材行业、汽车制造工业、医疗器械、航空、航天领域、包装领域、电子电器领域、光学透镜领域及光盘的基础材料等范畴均有应用。包装领域、电子电器领域、光学透镜领域及光盘的基础材料等范畴均有应用。 成型工艺w干燥处理:干燥处理:PC
15、材料具有吸湿性,加工前的干燥很重要。建议干燥条件为材料具有吸湿性,加工前的干燥很重要。建议干燥条件为100 到到200,34小时。加工前的湿度必须小于小时。加工前的湿度必须小于0.02%。w熔化温度:熔化温度:260340。w模具温度:模具温度:70120。w注射压力:尽可能地使用高注射压力。注射压力:尽可能地使用高注射压力。w注射速度:对于较小的浇口使用低速注射,对其它类型的浇口使用高速注射。注射速度:对于较小的浇口使用低速注射,对其它类型的浇口使用高速注射。w收缩率范围:收缩率范围: 0.4%0.7% 使用环境及范围: PC由于具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广高度透明性及自由
16、染色性、耐疲劳性佳、电气特性优、成形由于具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广高度透明性及自由染色性、耐疲劳性佳、电气特性优、成形收缩率低、尺寸安定性良好。广泛运用于:收缩率低、尺寸安定性良好。广泛运用于:w1.光学照明:用于制造灯罩、防护玻璃、光学仪器的左右目镜筒等。光学照明:用于制造灯罩、防护玻璃、光学仪器的左右目镜筒等。w2.电子电器:电子电器:PC是优良绝缘材料,用于制造绝缘接插件、线圈框架、管座、绝缘套管、电话机壳体及零件、矿灯的电池是优良绝缘材料,用于制造绝缘接插件、线圈框架、管座、绝缘套管、电话机壳体及零件、矿灯的电池壳等。也可用于制作尺寸精度很高的零件,如光盘、电话、电
17、子计算机、视频录象机、电话交换器、信号继电器等通讯器壳等。也可用于制作尺寸精度很高的零件,如光盘、电话、电子计算机、视频录象机、电话交换器、信号继电器等通讯器材也广泛用作电容器、绝缘皮包、录音带、彩色录象磁带等。材也广泛用作电容器、绝缘皮包、录音带、彩色录象磁带等。w3.机械设备:用于制造各种齿轮、齿条,也可作一些机械设备壳体、框架等零件。机械设备:用于制造各种齿轮、齿条,也可作一些机械设备壳体、框架等零件。w4.医疗器材:可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器和手术器械,还可用作人工肾、人工肺等人工脏器。医疗器材:可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器和手术器械,还可用作人工
18、肾、人工肺等人工脏器。36简介:丙烯腈丙烯腈-丁二烯丁二烯-苯乙烯塑料(简称苯乙烯塑料(简称ABS),是五大合成树脂之一,是五大合成树脂之一,其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良,还具其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良,还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点,容易涂装、着色,还有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点,容易涂装、着色,还可以进行表面喷镀可以进行表面喷镀金属金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工,广泛应、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工,广泛应用于机械、用于机械、汽车汽车、电子电器、电子电器、仪器仪器仪表、仪表、纺织纺织和建筑等
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