第一章下合成材料.ppt
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1、2022-9-81现在学习的是第1页,共110页一、塑料现在学习的是第2页,共110页v塑料:以合成树脂为主要成分,在一定条件(温度,压力等)下,可塑成一定形状,并在常温下保持其形状的材料按塑料组分数分 单一组分塑料,如PE,PP,PS 多组分塑料,如酚醛塑料按塑料受热后形态性能分 热塑性,如PE,PP,PVC 热固性,如酚醛,氨基塑料,不饱和聚酯按使用范围和用途分 通用,如PE,PP,PS,PVC 工程,如聚酰胺,聚甲醛,PC 特种,如聚酰亚胺,聚砜,聚苯硫醚随着科学技术的发展,界限越来越模糊,如PP改性后可用于结构材料,超高分子量PE可用作工程塑料现在学习的是第3页,共110页v质轻,相对
2、密度0.9-2.3,泡沫塑料0.01-0.05v电绝缘好,介电常数2,体积电阻率1016-18,介电损耗10-4v力学强度范围宽v防腐v隔热v成型加工性能v减震,消音,透光v耐热差,力学强度小于金属,导热差,膨胀系数大,易变形,易燃,蠕变,冷流,疲劳等现在学习的是第4页,共110页I 合成树脂(40-100%)决定塑料基本性能 粘结作用II 助剂(添加剂,改性能,延寿命,降成本)A 稳定剂:抗氧剂,酚类,胺类,硫化物,亚磷酸酯 热稳定剂:金属盐类,皂类,有机锡,环氧化油,酯类,螯合剂 光稳定剂:UV吸收剂,光屏蔽剂,猝灭剂,自由基捕捉剂 B 增塑剂:邻苯二甲酸酯,磷酸酯类 C 润滑剂:硬脂酸(
3、酯),石蜡 D 填充剂/增强剂:碳酸钙,滑石粉,木粉,短纤维 E 改性剂:ACR,MBS F 固化剂:胺类 G 其他,如发泡,阻燃,抗静电,防腐,着色等 现在学习的是第5页,共110页I 塑料原料配制工艺混合:固体粉料混合捏合:固体粉料或纤维状料与液体物料的浸渍和混合塑炼:塑性物料与液体或固体物料的混合II 塑料制品的生产系统成型;将各种形态的塑料(粉料,粒料,溶液,分散体)制成所需形状的制品或半成品,方法有挤出,注塑,压延,吹塑,模压等机械加工:在成型后的制件上进行车,铣,钻孔等过程(成型中完成不好,或不能完成)修饰:美化制件装配:部件组装现在学习的是第6页,共110页v压缩成型v挤出v注塑
4、v传递模塑v吹塑v铸塑滚塑(旋转成型)层压材料成型压延涂敷泡沫塑料成型热成型其他现在学习的是第7页,共110页v车削和铣削v钻孔v切螺纹v锯切,剪切和冲切v其他现在学习的是第8页,共110页v磨削v锉削v转磨滚光v抛光v溶浸增光和透明涂层v彩饰v涂盖金属v其他现在学习的是第9页,共110页v粘合v焊接v机械连接v其他 现在学习的是第10页,共110页材料简介现在学习的是第11页,共110页通用型聚苯乙烯(PS)高抗冲型聚苯乙烯(HIPS)可发性聚苯乙烯(EPS)ABS树脂(ABS)ACSSANK树脂现在学习的是第12页,共110页v1930年BASF公司最早投产v密度1.04-1.09v尺寸稳
5、定性好v吸湿性低v易着色v热形变温度70-98、制品使用温度60-80v具有好的介电性能和绝缘性、易产生静电v耐各种碱、盐酸、磷酸、硼酸及各种有机酸,不耐氧化性酸v不溶于非极性烷烃中,溶于芳烃、氯仿中v耐候性较差v耐热性差v硬而脆现在学习的是第13页,共110页v1948年DOW化学公司v苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物现在学习的是第14页,共110页v1954年BASF公司v轻、导热系数低、吸水性小、介电性能优良、抗振、抗冲击v如:硬质泡沫塑料v加发泡剂,如戊烷现在学习的是第15页,共110页1948年美国橡胶公司丙烯腈(20-30%)-丁二烯(6-30%)-苯乙烯(45-70%)三元共聚物外观呈浅
6、象牙色、不透明、无毒无嗅、比重1.05具有较好的低温性能化学稳定性较好具电镀性能,是极好的非金属电镀材料加工性能良好现在学习的是第16页,共110页v大量用于各种管子和各种管配件v注射模塑制品广泛用于汽车配件、灯具、仪器和仪表壳体及零件、家电外壳、手提箱、家具、化妆品容器、玩具、照相器材、通讯设备现在学习的是第17页,共110页vAS树脂(也称SAN树脂苯乙烯-丙烯腈共聚物)vACS树脂是丙烯腈(20%)-氯化聚乙烯(30%)-苯乙烯(50%)三元共聚物vAAS(也称ASA)是丙烯腈-丙烯酸酯-苯乙烯vMBS是甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物vBS是苯乙烯-丁二烯共聚物vSMA是苯乙烯-马
7、来酸酐共聚物现在学习的是第18页,共110页v物料性能电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好,.强度一般,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.适于制作绝缘透明件.装饰件及化学仪器.光学仪器等零件.v成型性能1.无定形料,吸湿小,不须充分干燥,不易分解,但热膨胀系数大,易产生内应力.流动性较好,可用螺杆或柱塞式注射机成型.v2.宜用高料温,高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔.变形.v3.可用各种形式浇口,浇口与塑件圆弧连接,以免去处浇口时损坏塑件.脱模斜度大,顶出均匀.塑件壁厚均匀,最好不带镶件,如有镶件应
8、预热.现在学习的是第19页,共110页v物料性能1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.v2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.v3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。v4、流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。v适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.v成型性能1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.v2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-
9、80度.v3、如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。v4、如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。现在学习的是第20页,共110页v物料性能ASA聚合物是无定形材料,可以采用挤塑和注塑加工制成对气候影响有极好抵抗力的产品。三元共聚物ASA的机械性能通常类似于ABS树脂,不同的是ASA的性能受室外气候的影响要比ABS树脂小得多。适于制作一般建筑领域、户外家具、汽车外侧视镜壳体v成型性能1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干
10、燥80-90度,3小时.v2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为250度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.v3.市场出售的ASA基本树脂的牌号有:Luran S牌(BASF塑料材料公司);Gelog牌(通用塑料公司);Centrex牌(孟山都公司)。现在学习的是第21页,共110页v低密度聚乙烯LDPEv高密度聚乙烯HDPEv全同立构PPv中密度聚乙烯MDPEv线性低密度聚乙烯LLDPEv全同立构PBv乙烯-丙烯共聚物EPNv乙烯-丙烯-二烯烃共聚物EPDM现在学习的是第22页,共110页v树脂中结构最简单v原料丰富v价格低v电绝
11、缘性,化学稳定性优异v易加工成型v品种多现在学习的是第23页,共110页v结晶性高聚物v外观白色蜡状、半透明v柔而韧v易于燃烧、离火后继续燃烧、有石蜡气味、火焰上黄下蓝、燃烧时有熔滴落下v常温几乎不溶任何溶剂、长时间溶胀于各种烃中v耐一般酸碱现在学习的是第24页,共110页vLDPE 英国帝国化学公司(ICI)1933年发明,1939年工业化生产、密度0.91-0.935、又称高压聚乙烯vHDPE 1953年Ziegler合成,1956年德国赫斯特公司(HochstAG)生产、密度0.94-0.97、又称低压聚乙烯vLLPDE 1960年加拿大的杜邦公司(DUPONT OF CANADA)、密
12、度0.91-0.94、性能比LDPE好现在学习的是第25页,共110页线性 均聚:HMHDPE HDPE UHMWPE 共聚:LLDPE/ULDPE支链型 均聚:LDPE MDPE 共聚:烯烃类 乙烯/共聚单体:乙烯/丙烯酸:未被中和的 带离子键的 乙烯/丙烯酸酯 乙烯/醋酸乙烯 乙烯/乙烯醇聚乙烯类树脂的构成现在学习的是第26页,共110页v结晶度低(30-40%)v密度低v透明v封合性好v易于加工,可吹膜、挤膜、挤出涂敷、注塑、中空成型v应用:包装、建筑、农业、工业、日用等现在学习的是第27页,共110页v结构特点:极性侧基v应用:60%用于包装20%用于热熔胶6%用于电线电缆其他,如鞋业
13、、建筑、体育用品现在学习的是第28页,共110页v结构特点:一般EA含15-30%,是聚烯烃族中韧性和柔顺性最好v用途:热熔胶密封管层压片多层膜电缆料现在学习的是第29页,共110页v结构特点:MA含量一般18-24%,特点是具备高的热稳定性v应用:包装现在学习的是第30页,共110页v特点:含羧酸基,结晶度降低,更透明v应用:包装表面层粘结层现在学习的是第31页,共110页v特点:含金属离子,v力学性能,薄膜耐磨性与尼龙、PC等媲美v低温性能,某些品种脆化点低到-74OC,v光学透明性,透明性相当v耐溶剂性,不受有机溶剂影响v电性能,宽频下有好的介电性能v粘合性,与铝、纸、玻璃、金属等粘结优
14、异,易于热封v应用:包装、运动器材、汽车、交换膜、催化现在学习的是第32页,共110页v特点:阻隔性好v应用:电子产品包装现在学习的是第33页,共110页现在学习的是第34页,共110页现在学习的是第35页,共110页现在学习的是第36页,共110页HDPE应用:薄膜、包装、中空吹塑和注塑容器、渔网丝、管材、机械零件、代木产品等等瓶、容器、汽油桶占50%,薄膜、电线电缆、型材占25%,注塑制品占25%HDPE可反复加工10次以上HMWHDPE应用:吹塑薄膜、压力管、大型中空容器、片材用于各种工业现在学习的是第37页,共110页现在学习的是第38页,共110页vUHMWPE突出特点:耐磨性塑料中
15、第一冲击性能好自润滑性能良好,磨耗低低温性能好,脆化温度-80OC以下耐化学腐蚀好,有“塑料王”称号电绝缘好,消音减震性好,抗粘结性好现在学习的是第39页,共110页vUHMWPE应用:化学工业耐磨及常与腐蚀性介质相接触的部件,如密封热板、泵组件、轴承衬瓦等煤矿工业传送装置部件、加料斗衬里纺织工业盖板、滚轮造纸工业,体育器材,船舶,医疗器械部件现在学习的是第40页,共110页v物料性能耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,辐照改性,可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分
16、子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨.低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件.v成型性能1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.v2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.v3.加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤.v4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.v5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂.现在学习的是
17、第41页,共110页v1957/1958年意大利MONTECATINI公司v白色蜡状、比PE更透明、更轻,大品种塑料中最轻v易于燃烧、离火后继续燃烧、有石油气味、火焰上黄下蓝并有少量黑烟、燃烧时有熔滴落下v化学稳定,与PE相似,可耐100OC80%硫酸v良好的成纤性能v拉伸、压缩、硬度、刚性等力学性能优良,尤其良好的弯曲疲劳寿命v良好的耐热性,130-100OC使用v抗冲性能差,尤其低温时更差,对缺口敏感v抗光、热老化性能比PE差v电性能优异,耐高频电绝缘v不透明,通过加成核剂可改善透明现在学习的是第42页,共110页现在学习的是第43页,共110页v物料性能密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于
18、低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆,不耐模易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件v成型性能1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解.v2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.v3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低方向方向性明显.低温高压时尤其明显,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕,90度以上易发生翘曲变形 v4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.现在学习的是第44页,共110页v1931年IG-FARBEN公司v配方使用
19、:树脂、增塑剂、加工助剂、填料、颜料v硬-PVCv软-PVCv糊状-PVCv氯化聚氯乙烯CPVCv聚偏氯乙烯PVDCv高抗冲PVC现在学习的是第45页,共110页v高的机械强度v难燃、自熄性能、火焰黄色、白烟、烟遇湿PH试纸变红v电绝缘性能好v耐化学腐蚀好v易老化v热稳定性差v加工温度180左右现在学习的是第46页,共110页现在学习的是第47页,共110页v物料性能力学性能,电性能优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,但软化点低.适于制作薄板,电线电缆绝缘层,密封件等v成型性能1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死
20、角.模具须冷却,表面镀铬.v2.极易分解,在200度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小.v3.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热.现在学习的是第48页,共110页v聚甲基丙烯酸甲酯PMMAv优异的光学性能、所有塑料中透光性最好、光传导性良好v易燃、火焰明亮、发烂蔬菜味、耐无机酸、弱碱和油、不耐醇、酮、氯化烃等现在学习的是第49页,共110页v物料性能透明性极好,强度较高,有一定的耐热耐寒性,耐腐蚀,绝缘性良好,综合性能超过聚苯乙烯,但质脆,易熔于有机溶剂,如作透光材料,其表面硬度稍低,容易擦花.适于制作透明绝缘零件和强
21、度一般的零件.v成型性能1.无定形料,吸湿大,需干燥,不易分解,流动性中等,易发生填充不良,粘模,收缩,熔接痕等.v2.宜高压注射,在不出现缺陷的条件下取高料温,高模温,以增加流动性,降低内应力,改善透明性及强度.模具浇注系统表面应光洁,脱模斜度大,顶出均匀.同时设排气口,以防出现起泡 现在学习的是第50页,共110页v抗拉强度大于50MPav拉伸模量大于2500MPav冲击强度大于60kgcm/cm2v热变形温度大于100v聚酰胺PAv聚碳酸酯PCv聚甲醛POMv聚酯PET、PBTv聚苯醚PPO现在学习的是第51页,共110页v尼龙,二胺和二酸缩聚得v1935年美国杜邦公司v热稳定性差v吸水
22、性大v尺寸稳定性差v电绝缘性低v抗拉、弯、压强度差v抗冲击强度大v延伸率良好v耐油性好v耐磨、自润滑现在学习的是第52页,共110页v物料性能坚韧,耐磨,耐油,耐水,抗酶菌,但吸水大.v尼龙6弹性好,冲击强度高,吸水较大v尼龙66性能优于尼龙6,强度高,耐磨性好v尼龙610与尼龙66相似,但吸水小,刚度低v尼龙1010半透明,吸水小,耐寒性较好v适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,电器,仪表等零件v成型性能1.结晶料,熔点较高熔融温度范围窄,热稳定性差,料温超过300度、滞留时间超过30min即分解。较易吸湿,需干燥,含水量不得超过0.3%.v2.流动性好,易溢料。宜用自锁
23、时喷嘴,并应加热。v3.成型收缩范围及收缩率大,方向性明显,易发生缩孔、变形等。v4.模温按塑件壁厚在20-90度范围内选取,注射压力按注射机类型、料温、塑件形状尺寸、模具浇注系统选定,成型周期按塑件壁厚选定。树脂粘度小时,注射、冷却时间应取长,并用白油作脱模剂。v5.模具浇注系统的形式和尺寸,增大流道和浇口尺寸可减少缩水 现在学习的是第53页,共110页v1959年德国拜耳公司,碳酸二苯酯与双酚A酯交换或双酚A与光气界面聚合得到v良好的综合性能v刚硬而具韧性v抗冲性、尺寸稳定性良好v使用温度宽v电绝缘性和耐热性好v表面硬度大v易开裂v药品耐性差v高温易水解v无自润滑功能现在学习的是第54页,
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- 第一章 合成 材料
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