2022年《塑料模具设计与制造》教学教案.docx
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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载教学教案时间: 2022-09-10 11:48:42 来源:课程组作者: ustzy 塑料模具设计与制造教学教案 第一章 塑料成形基础11 塑料概论 111、聚合物的分子结构 112 塑料的组成及分类 1、塑料的组成 塑料以合成树脂为主要成分,它由合成树脂和依据不同的需要而增加的不同添加剂所组成;1合成树脂合成树脂是塑料的基本成分,它打算塑料的类型和基本性能;(2)填充剂(又称填料) :添加填充剂的目的是降低塑料中树脂的使用量,从而降低制品成本;其次是改善塑料 的加工性能和使用性能,填充
2、剂在塑料中的含量一般掌握在 40% 以下;3增塑剂:增塑剂的作用是提高塑料的可塑性和松软性;4增强剂增强剂用于改善塑料制件的机械力学性能;但增强剂的使用会带来流淌性的下降,恶化成型加工性,降低模具的寿命以及流淌充型时会带来纤维状填料的定向问题;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 40 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载5稳固剂添加稳固剂的作用是提高塑料抗击光、热、氧及霉菌等外界因素作用的才能,阻缓塑料在成型或使用过程
3、中的变质;稳固剂的用量一般为塑料的 0.30.5%;(6)润滑剂润滑剂对塑料的表面起润滑作用,7着色剂合成树脂的本色大都是白色半透亮或无色透亮的;在工业生产中常利用着色剂来增加塑料制品的颜色;对着色剂的要求是:耐热、耐光,性能稳固,不分解、不变色、不与其它成分发生不良化学反应,易扩散,着色力强,与树脂有良好的相溶性,不发生析显现象;着色料添加量应 2%;(8)固化剂在热固性塑料成型时,有时要加入一种可以使合成树脂完成交联反应而固化的物质;9)其它帮助剂依据塑料的成型特性与制品的使用要求,在塑料中添加的添加剂成分仍有:阻燃剂、发泡剂、静电剂、导电剂、导磁剂、相容剂等;2、塑料的分类(1)按合成树
4、脂的分子结构及其成型特性分类细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 40 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1 热塑性塑料学习好资料欢迎下载在肯定的温这类塑料的合成树脂都是线型或带有支链型结构的聚合物,度下受热变软, 成为可流淌的熔体;在此状态下具有可塑性可塑制成型制品,冷却后保持既得的外形;如再加热,又可变软塑制成另一外形,如此可以反复进行;2 热固性塑料 这类塑料的合成树脂是带有体型网状结构的聚合物,在加热之初,因分子呈线型结构, 具有
5、可熔性和可塑性,可塑制成肯定外形的制品,但当连续加热温度达到肯定程度后, 分子出现网状结构,树脂变成了不熔的体型结构,此时即使再加热到接近分解的温度,也不再软化;(2)按塑料的性能及用途分类1 通用塑料 指产量大、成形性好、价格低、用途广,常作为非结构材料使用的塑料;2工程塑料 指具有优良的力学性能和较宽温度范畴内的尺寸稳固性,同时仍具有耐磨、耐腐蚀、自润滑等综合性能,能在肯定程度上代替金属作为工程结构材料使用的塑料;3)增强塑料4 特殊塑料 指具有某些特殊性能的塑料,这类塑料通常有高的耐热性或高的电绝缘性及耐腐蚀性能;113 塑料的热力学性能12 塑料工艺性能121 热塑性塑料的工艺性能1收
6、缩性1 塑料品种2 制品结构3 模具结构4 成型工艺细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 40 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载2、流淌性在塑料的模塑成型过程中,塑料熔体在肯定的温度和压力下充填模具型腔的才能,称为塑料的流淌性;影响塑料流淌性的因素主要有以下几方面:(1)温度过( 2)压力(3)模具结构3、相容性相容性是指两种或两种以上不同品种的聚合物,;塑料的相容性也称为共混性;4、吸湿性和热敏性吸湿性是指塑料对水
7、分的亲疏程度在熔融状态下不产生相分别现象的才能热敏性是指某些热稳固性差的塑料,在较高温下受热时间稍长或料温过高时发生变色、降解、分解的倾向;121 热固性塑料的工艺性能1 收缩率同热塑性塑料一样,热固性塑料经成型冷却后也会发生收缩,其收缩率的运算方法与热塑性塑料相同;产生收缩的缘由主要有:1热收缩2)结构变化引起的收缩3)弹性复原细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 40 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载4)塑性变形
8、2 、流淌性将每一品种的塑料的流淌性可分为三个不同的等级;第一级的拉西格流淌值为 100131mm,适用于压制无嵌件的、外形简洁的一般厚度塑件;其次级的拉西格流淌值为 131150mm,用于压制中等复杂程度的塑件;第三级的拉西格流淌值为150180mm,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;注塑成型时,一般要求热固性塑料的拉西格流淌值大于 200mm;3 、比容和压缩率比容是指单位质量的松散塑料所占的体积,单位为cm3g;压缩率是指塑料的体积与塑件的体积之比,其值恒大于 1;比容和压缩率都表示粉状或短纤维状塑料的松散性,它们都可用来确定模具加料室的大小;4、 水分及挥
9、发物含量塑料中的水分及挥发物,一方面来自塑料自身,另一方面就来自压缩或压注过程中化学反应的副产物;5、固化特性聚合物的交联是指热固性塑料在成型过程中,其聚合物分子由线型结构转变为体形结构的化学反应过程,通常也称为“ 固化”;13 常用塑料1、 聚乙烯( PE)(1)基本特性聚乙烯塑料由乙烯单体经聚合而成, 是塑料工业中产量最大的品种;按聚合时采纳的生产压力的高低可分为高压、中压和低压聚乙烯三种;高密度聚乙烯(HDPE )又称低压聚乙烯,具有较高的刚性、强度和硬度;但柔韧性、透细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 40 页 - -
10、 - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载明性较差;低密度聚乙烯(LDPE )又称高压聚乙烯具有较好的松软性、耐寒性、耐冲击性,但耐热、耐光、耐氧化才能差、易老化;聚乙烯无毒、无味、呈乳白色的蜡状半透亮状,柔而韧,比水轻,有肯定的机械强度,但与其他塑料相比机械强度偏低、表面硬度差;聚乙烯的绝缘性能优异,介电性能稳固;化学稳固性好,能耐稀硫酸、稀硝酸及其他任何浓度的酸、碱、盐的腐蚀;除苯及汽油外,一般不溶于有机溶剂;其透水气性能较差,而透氧气、 二氧化碳及很多有机物质蒸气的性能好聚乙烯的耐低温性能较好,
11、在-60下仍具有较好的力学性能,但其使用温度不高,一般LDPE 的使用温度在80左右, HDPE 的使用温度在100左右;( 2)主要用途高密度聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板以及承载不高的零件,如齿轮、轴承等; 低密度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包 覆电缆等;(3)成型特点 聚乙烯成型时,收缩率大,在流淌方向与垂直方向上的收缩差异大,且 注射方向的收缩率大于垂直方向的收缩率,易产生变形和产生缩孔;冷却速度慢, 必需充分 冷却;聚乙烯质软易脱模,制品有浅的侧凹时可强行脱模;2、 聚氯乙烯(PVC)(1)基本特性 聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一:硬聚氯乙烯
12、不含或少含增 塑剂,有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能;软聚氯乙烯含有较多的增塑剂,松软性、断裂伸长率较好,但硬度、抗拉强度较低;聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能,可以用作低频 绝缘材料;其化学稳固性也较好,但聚氯乙烯的热稳固性较差;(2)主要用途由于聚氯乙烯的化学稳固性高,所以可用于防腐管道等;由于电气绝缘 性能优良而在电气、电子工业中用于制造插座、插头、开关、电缆;在日常生活中用于制造 凉鞋、雨衣、玩具、人造革等;( 3)成型特点聚氯乙烯在成型温度下简洁分解,所以必需加入产稳固剂和润滑剂,并 严格掌握温度及熔料的滞留时间;3、 聚丙烯(PP)( 1)基本特性聚丙烯是由丙烯单体经聚合而成;无味
13、、无毒,外观似聚乙烯,呈白色 的蜡状半透亮状,是通用塑料中最轻的聚合物,聚丙烯具有优良的耐热性、耐化学腐蚀性、电性能和力学性能;强度比聚乙烯好, 特殊是经定向后的聚丙烯具有极高的抗弯曲疲惫强度 第 6 页,共 40 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载可制作铰链;聚丙烯可在 107 121下长期使用,在无外力作用下,使用温度可达150;聚丙烯是通用塑料中唯独能在水中煮沸且在 聚丙烯的低温特性不如聚乙
14、烯,135蒸汽中消毒而不被破坏的塑料;(2)主要用途聚丙烯可用作各种机械零件以及自带铰链的盖体合一的箱壳类制件;(3)成型特点留意成型温度4、 聚苯乙烯( PS)(1)基本特性聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而成;为无色、无味、无毒的透亮塑料,易燃 烧,燃烧时带有很浓的黑烟,并有特殊气味;聚苯乙烯具有优良的光学性能,易于着色,聚苯乙烯具有良好的电学性能,特殊是高频绝缘性;质地硬而脆,并具有较高的热膨胀系数;(2)主要用途聚苯乙烯在工业上可制造仪器外表零件、灯罩、透亮模型、绝缘材料、接线盒、电池盒等;在日用品方面可用于制造包装材料、装饰材料、各种容器、玩具等;(3)成型特点流淌性和成型性优良,成品率高,但
15、易显现裂纹,成型制品的脱模斜度 不宜过小, 顶出要匀称; 由于热膨胀系数高,制品中不宜有嵌件,否就会因两者的热膨胀系数相差太大而导致开裂;宜用高料温、 低注射压力成型并延长注射时间,以防止缩孔及变形,但料温过高,简洁显现银丝;因流淌性好,模具设计中大多采纳点浇口形式;5、 丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物(ABS )(1)基本特性 ABS 是由丙烯腈( A )、丁二烯( B)、苯乙烯( S)共聚生成的三元共聚 物,具有良好的综合力学性能;丙烯腈使 ABS 有较高的耐热性、耐化学腐蚀性及表面硬度;丁二烯使 ABS 具有良好的弹韧性、冲击强度、耐寒性以及较高的抗拉强度;苯乙烯使 ABS 具有良好的
16、成型加工性、着色性和介电特性,使ABS 制品的表面光滑;ABS 无毒、无味、不透亮,色泽微黄,可燃烧,有良好的机械强度和极好的抗冲击强 度,有肯定的耐油性和稳固的化学性和电气性能;细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 40 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载(2)主要用途 ABS 广泛应用于家用电子电器、工业设备及日常生活用品等领域;(3)成型特点ABS 在升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜稍大;易吸
17、水,成型加工前应进行干燥处理;易产生熔接痕;6、聚酰胺(PA)(1)基本特性聚酰胺又称尼龙(Nylon ),尼龙树脂为无毒、无味,呈白色或淡黄色的结晶颗粒;尼龙具有优良的力学性能,抗拉、抗压、耐磨;其抗冲击强度比一般塑料有显著提高,其中以尼龙 材6 更优;作为机械零件料,具有良好的消音成效和自润滑性能;尼龙仍具有良好的耐化学性、气体透过性、耐油性和电性能;但吸水性强、收缩率大,经常因吸水而引起尺寸的变化;(2)主要用途尼龙由于具有较好的力学性能,在工业上广泛地用来制作轴承、齿轮、等机械零件和降落伞、刷子、梳子、拉链、球拍等;(3)成型特点熔融粘度低、流淌性好,简洁产生飞边;成型加工前必需进行干
18、燥处理;易吸潮,制品尺寸变化大;成型时排除的热量多,模具上应设计冷却匀称的冷却回路;熔融状态的尼龙热稳固性较差,易发生降解使制品性能下降,因此不答应尼龙在高温料筒内停留时间过长;132 热固性塑料1、酚醛塑料(PF)( 1)基本特性酚醛脂本身很脆,呈琥珀玻璃态,刚性好,变形小,而热耐磨,能在150 200的温度范畴内长期使用,在水润滑条件下,有极低的摩擦系数;其电绝缘性能优良;缺点是质脆,冲击强度差;(2)主要用途用于制造齿轮、轴瓦、导向轮、轴承及电工结构材料和电气绝缘材料;石棉布层压塑料主要用于高温下工作的零件;木质层压塑料适用于作水润滑冷却下的轴承及齿 第 8 页,共 40 页 细心整理归
19、纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -学习好资料 欢迎下载轮等;(3)成型特点成型性能好,特殊适用于压缩成型;模温对流淌性影响较大,一般当温度超过 160时流淌性快速下降;硬化时放出大量热,厚壁大型制品易发生硬化不匀及过热现象;2、环氧树脂,环氧树脂具有很强的粘结才能,是人们熟识的(万能胶)的主要成分;此外仍耐化学药品、耐热,电气绝缘性能良好,收缩率小;比酚醛树脂有较好的力学性能;其缺点是耐气候性差、耐冲击性低,质地脆;(2)主要用途
20、环氧树脂可用作金属和非金属材料的粘合剂,用于封闭各种电子元件;用环氧树脂配以石英粉等来浇铸各种模具;仍可以作为各种产品的防腐涂料;(3)成型特点流淌性好,硬化速度快;用于浇注时,浇注前应加脱模剂,因环氧树脂热刚性差,硬化收缩小,难于脱模;硬化时不析出任何副产物,成型时不需排气;3、 氨基塑料氨基塑料也是热固性塑料,由氨基化合物与醛类(主要是甲醛)经缩聚反应而得到,主要包括脲甲醛(UF )、三聚氰胺甲醛等(MF );(1)基本特性及主要用途脲甲醛塑料经染色后具有各种明艳的颜色,外观光亮, 部分透亮,表面硬度较高,耐电弧性能好,而矿物油,但耐水性较差, 在水中长期浸泡后电气绝缘性能下降;脲甲醛大量
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