塑料的性能与应用(强力推荐)gkck.docx

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1、塑料的性性能与应应用一、塑塑料的定义义塑料概述述塑料料是一种种具有可可塑性的的人造高高分子有有机化合合物(树脂).塑料料是指以以有机合合成树脂脂为主要要成分,加入或或不加入入其他配配合材料料(助剂)而构成的的人造材材料.它通常常在加热热、加压压条件下下可塑制制成具有有一定形形状的器器件.所谓谓可塑性性,是指象象黏土那那样,加力就就变形,而撤除除外力之之后不恢恢复原状状的性质质. 所谓谓弹性(弹力),是指施施加一定定程度的的力就变变形,但撤去去所施加加的力则则恢复原原状, 这种性性质叫弹弹性(例如:橡胶),具有弹弹性的物物体叫做做弹性体体(如:松紧带带);塑料就就是利用用这种加加热时所所产生的的

2、可塑性性,加工成成各种形形状的.二、塑塑料的来源源塑料料是由低低分子有有机化合合物(如:乙烯、丙丙烯、苯苯乙烯、氯氯乙烯、乙乙烯醇等等)在一定条条件下聚聚合而成成的高分分子有机机化合物物(聚合物物).构成塑塑料的分分子,由于分分子量都都有在1100000以上的的高分子子,所以说说塑料是是高分子子化合物物(高聚物物).一般塑塑料分子子中都含含有碳(C)原子和和氢(H)原子,有的塑塑料分子子结构中中含有少少量氧(O)、硫(SS)原子子.塑料的的基本原原料是低低分子碳碳、氢化化合物,它是从从石油、天天然气或或煤裂解解物中提提炼和合合成出来来的人造造树脂.三、塑料料的发展过程程不同同塑料的开发生产时间

3、:19920-19333:聚苯乙烯(PS)、聚氯乙乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、乙烯烯-醋酸乙烯烯酯共聚物(EVA)、聚丙烯(PP)19935:丙烯腈腈-丁二烯-苯乙烯共聚聚物(ABS)19939:聚对苯二甲酸乙烯共聚物(ABS)19949:聚酰胺胺(Nylon)19950:聚甲基丙烯酸甲酯(Acrylic)19956:聚甲醛醛(POM)19958:聚碳酸酯(PC)19964:聚氧化二甲亚苯(PPO)19965:聚砜(PSF)19975:聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)19985:液晶塑料(LCP)19994:改性为注塑级的PET(PETG)19995:超弹性聚甲醛醛(TPOM)19996:透

4、明硬质聚氯乙烯自欺欺欺人1960后以后,塑料的应用用和加工技术得到了突飞猛进进的发展.四、塑料料的分类类目前前,塑料已已发展到到3000多种,最常用的的塑料有有十几种种.1、按塑料的应用领域分类一般般分为通通用塑料料和工程程塑料:通用用塑料只只可作为为一般非非结构性性材料使使用,其产量量大、价价格相对对低廉、性性能一般,多用用于制做做日用品品.(如:PE、PP、PVC、PS、PMMA、EVA等)工程程塑料是是指具有有较高力力学性能能及耐高高温、耐耐腐蚀,可以作作为结构构性材料料,具有优异异的综合合性能(包括:机械性性能、电电性能、耐耐热性能能、耐化化学性能能等),可在较较宽阔的的温度范范围内和

5、和较长的的时间内内能良好好地保持持这种性性能,并能在在承受机机械应力力和较为为苛刻的的化学、物物理环境境中长期期使用.被公认认的七大大工程塑塑料为:ABSS、PC、POM、PA、PET、PBT、PPO等,工程塑塑料的产产量相对对较少,价格较较贵. 另外,还有功功能塑料料(如:LCP、人造造器官等等)、纳米米塑料、降降解塑料料等.2、按塑料的结晶形态分类一般般分为结结晶性塑塑料和无无定形塑塑料结晶晶性塑料料是指在在适当的的条件下下,分子能能产生某某种几何何结构的的塑料(如:PE、PP、PA、POM、PET、PBT等),大多数数的属于于部分结结晶态.无定形形塑料是是指分子子形状和和分子相相互排列列

6、不呈晶晶体结构构而呈无无序状态态的塑料料(如:ABSS、PC、PVC、PS、PMMA、EVAA、AS等),非结晶晶性塑料料在各个个方向上上表现的的的力学学特性是是相同的的(各向同同性).3、按其其受热时时所呈现现的基本本行为分分类一般般分为热热塑性塑塑料和热热固性塑塑料热塑塑性塑料料是指在在特定的的温度范范围内,能反复复加热软软化和冷冷却变硬硬的塑料料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收收利用.热固性性塑料是是指受热热后成为为不熔的的物质,再次受受热不再再具有可可塑性且且不能再再回收利利用的塑塑料(如:酚醛树树脂、环环氧树脂脂、氨基基树脂、聚聚胺酯、

7、发发泡聚苯苯乙烯等等).4、按塑料的透光光性分类一般般分为透透明塑料料半透明明塑料和和不透明明塑料.透光光率在888以以上的塑塑料称为为透明塑塑料(如:PMMMA、PS、PC、Z-聚酯等等),常用的的半透明明塑料有有:PPP、PVC、PE、AS、PET、MBS、PSF等,不透明明的塑料料主要有有POM、PA、ABS、HIPSS、PPO等.5、按塑塑料的硬度分分类一般般分为硬硬质塑料料、半硬硬质塑料料、和软软质塑料料常见见硬质塑塑料有:ABSS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等;半硬硬质塑料料有:PPP、PE、PA、PVC等;软质质塑料有有:软PVC、K胶(BS)、TPE、

8、TPR、EVAA、TPU等.6、按按塑料的的化学结结构分类类A、聚聚烯烃类类(如:LDPE、MDPEE、HDPEE、LLDPE、UHMWWPE、PP等)B、聚聚苯乙烯烯类(如:PS、AS、BS、ABSS、MBS、HIPSS等)C、聚聚酰胺类类(如:PAA6、PA666、PA6110、PA10010等)D、聚聚醚类(如:PC、POM、PSF、PPOO等)E、聚聚酯类(如:PBT、PET等)F、丙丙烯酸酯酯类(如:PMMMA)五、塑料料的物理理性能1.比重(密度)塑料料的比重是在一定的温度下,秤量试样的重量与同体积水的重重量之比值,单位为g/cm3,常用液液体浮力法作作测定方法法.2.吸水性性塑料

9、料的吸水性是指规定尺寸的试样样浸入一定温度(252)的蒸馏馏水中,经过24小时后所吸收的水份量量;吸收水份后影响其尺寸及形形状,吸水率用用重量表达时时,常以表示.3.透气性性透气气性是指一定厚度的塑料薄膜在在一个大气压力下下,一平方米的的面积中, 在24小时内所透过气体的体积(cm3)值,但透气气量与薄薄腊厚度、面面积、时间间、温度、气压差值等有关.4.透湿性性透湿湿性是指水蒸气对塑料薄膜的透透过情况,基本原理及定义与透透气性相同.5.透明度度透过过物体的光通量和射到物体上的的光通量之比称为透光度;在入射光方向上上的散射光对所有透射光之比,称雾度或混浊度.雾度通常常是半透明的,并对射入光有漫透

10、的性质.6.拉伸强强度拉伸伸强度是指在规定的试验温度、湿湿度和拉伸速度下,沿试样的的纵轴方向施加加拉伸载荷,测定试样破坏时时的最大载荷.7.压缩强强度压缩缩强度是指在试样上施加压缩载载荷至破裂裂(对脆性材料而言言)或产生屈服的强强度(对非脆性材料而言).8.弯曲强强度弯曲曲强度是指试样在两个支点上,施加集中载荷,使试样变形形或直至破裂时的强强度.9.冲击强强度冲击击强度是指试样受冲击破断时,单位面积上所消耗的焦耳,对于某些冲击强强度高的塑料,常在试样中间开开有规定尺寸之缺口,这样可以以降低它在破破断时所需要的焦耳.不同同的试件可用不同的试验方法:落球式冲击试验、高速拉伸冲冲击试验.100.摩擦

11、系系数摩擦擦系数是指摩擦力与正压力之比比值.在试样上加一个正压力,测定试样刚性运运动时的动和静比值.111.磨耗磨耗耗是指塑料在摩擦过程中,微粒从从摩擦表面不断分离,引起摩擦擦件尺寸不断断地改变的机械性破坏过程,也有称为磨损或磨蚀.122.硬度塑料料硬度是指塑料抵抗其他硬物体体压入的性能,通用的有洛氏硬硬度和肖氏硬硬度两种.肖氏氏硬度是指在规定的压力、时间间下计算压痕器的压针所压入入的深度.肖氏氏压痕器可分为两类类,即:A、D型.施加负荷重量为1.0、5.0公斤,压下时间间为15秒,A型适用于软质质塑料,DD型适用于半硬质塑料;当用A型,测出超过过95%量程时时,应改用D型,当D型测出超过95

12、%量程时,则需要要改用洛氏压压痕.133.疲劳强强度疲劳劳强度是指在一个静态破坏力而而有小量交变循环的环境下,使塑料破坏的的强度;疲劳载荷来源有拉压、弯弯曲、扭转、冲击等。144.蠕变蠕变变是指在一定的温度、湿度条件件下,塑料在固定的外力持续作作用下, 随时时间变化所表现出的特征,这种变变形的特征随增加载荷而增加加,随减少载载荷而减少,其变形亦逐渐恢复.蠕变的来源有拉伸蠕变、压缩缩蠕变、弯弯曲蠕变等等.155.持久强强度持久久强度是指塑料长时间经受静载载荷的能力由高而降低的时间间函数.例如:未经载荷前的塑料强度是10000小时,而载荷后可能只有其500%至70%之之间.166.线膨胀胀系数线膨

13、膨胀系数是指温度升高1摄氏度度时,每一厘米的塑料伸长的厘厘米数.塑料的线线膨胀系数一般是钢材的十倍倍左右.177.比热比热热是指1克塑料升高难1摄氏度时时,所需要的热量单位.188.导热系系数导热热系数是指某一单位面积和厚度度之塑料所能通过的热量单位位.塑料的导热系数数很小,仅为钢材的百分之一一左右,所以是良好的绝热材料料.199.耐热性性塑料料耐热性是反映塑件温度与变形形量之间关系的特性,耐热性对对温度有关的塑件件更为重要.200.玻璃化化温度塑料料由熔融可流动温度降低至固态态时的温度称为玻璃化温度,此时分子链段段基本上不能运动,链节内部旋转转扣紧也很困难,只有原子之间间的少许移动动拉伸及有

14、普通的弹性变形,所以此时的塑料会有很大的脆脆性.211.脆化温温度当对对于一定低温下的塑料施加压力力时,在很小变形下它就会破坏坏,此温度就是脆脆化温度度.222.分解温温度分解解温度是指塑料在受热时大分子子链断裂时的温度度,同时是鉴定定塑料耐热性性的指标之一一;当熔料温度超过分分解温度时时,大部分熔料会呈现现发黄的颜色色,且制品的强度会大大降低.233.熔融指指数熔融融指数(MFI)MI是指热塑性塑料料在一定温度和压力下,熔体在在10分钟时间内通通过测试器的小孔所流出的的熔料重量量,单位是以克/10分钟表示.244.耐燃烧烧性塑料料的耐燃烧性是用燃烧速率(燃烧时时间内试样的燃烧长度)和燃烧失失

15、重率(燃烧前后重量之差的百分率率)之比来表示的,由起火时间间燃烧至自自燃时间间及熄灭时间,亦可作为耐燃烧烧性能的参考数.255.耐电压压迅速速将电压升高到某一极限值,停留一段时间间,塑料试样样被击穿穿,称此时的电压值值为试样能经受的耐电压.266.耐老化化性塑料料的耐老化性是指在使用、贮存存和加工过程中,由于受到光、热热、氧、水水、生物、应力等外来因素的的作用,引起化学结构破坏而使使原有的优良良性能有所下降的现象.研究塑料料的老化性是为了提高它的稳稳定性, 延长长其使用寿命命.277.耐化学学性塑料料的耐化学性是指塑料在化学介介质中是否受到腐蚀,评定的依依据通常是塑塑料在介质中一定时间后的重量

16、量、体积、强度、色泽等的变变化程度.288.成型收收缩率成型型收缩是指热塑性塑料在模具中中成型时,冷却后脱模出的成型型品,必有收缩现现象,即成型品小于模腔尺寸寸.六、塑塑料的几种常见加加工方法:A、注注塑成型型B、吹塑塑成型C、吸塑塑成型D、挤挤出成型型E、压延延成型F、层积积成型G、吹吹薄成型型H、拉丝丝成型七、塑塑料的特特性1.塑料的的优点:(11)易于于加工、易于制造(易于成型)即使使制品的的几何形形状相当当复杂,只要能能从模具具中脱模模,都比较容容易制作作.因而其其效率远远胜于金金属加工工,特别是是注塑成成型制品品,经过一一道工序序,即可制造造出很复复杂的成成品.(22)可根根据需要要

17、随意着色,或制成透明制品利用用塑料可可制作五五光十色色、透明明美丽的的制品,尚可任任意着色的特性性,可提高高其商品品价值,并给人人一种明明快的感感觉.(33)可制制做轻质质高强度的产产品与金金属、陶陶瓷制品品相比,质量轻轻、机械械性能好好,比强度度(强度与密密度的比比值)高,故可制制做轻质质高强度度制品.特别是是填充玻玻璃纤维维后,更可提提高其强强度.另外外,由于塑塑料质量量轻,可节约约能源,故其制制品亦日日趋轻量量化.(44)不生锈锈、不易易腐蚀塑料料一般耐各种化学药品的腐蚀,不会象金属那样易生锈或受到到腐蚀.使用时不不必担心酸、碱、盐、油类类、药品、潮湿及霉菌等的侵侵蚀.(55)不易传传热

18、、保保温性能能好由于于塑料比热大大,热导率小,不易传传热,故其保温及隔热效果良好好.(66)既能制制做导电电部件,又能制制作绝缘缘产品塑料料本身是很好的绝缘物质,目前可可以说没有哪一种电气制品不不使用塑料的的.但如果在塑料中填充金属粉末末或碎屑加以成型型,也可制成导导电良好的的产品.(77)减震、消消音性能能优良,透光性性好塑料料具有优良的减震、消音性能;透明塑料(如:PMMA、PS、PC等)可制作透透明的塑料制品(如:镜片、标标牌、罩板等).(88)产品制制造成本本低塑料料原料本身虽然不那么便宜,但如(1)项所述述,由于塑料料易于加加工,设备费用用比较低廉,所以能降低产品成本本.2.塑料料的

19、缺点点(11)耐热性性差、易易于燃烧烧这是是塑料最大的缺点,与金属和玻璃璃制品相比比,其耐热性远为低劣劣,温度稍高,就会变形,而且易于燃燃烧.燃烧时多数塑料能产生大量的热热、烟和有毒毒气体;即使是热固性树脂,超过200摄氏度也会冒烟,并产生剥剥落.(22)随着温温度的变变化,性质也也会大大大改变高温温自不待言,即使遇到低温,各种性性质也会大大改变变.(33)机械强强度较低低与同同样体积的金属相比比,机械强度低低得多,特别是薄型制品,这种差差别尤为明显.(44)易于受受特殊溶溶剂及药药品的腐腐蚀一般般来说,塑料比较不容易受化学药药品的腐蚀蚀,但有些塑料(如:PC、ABS、PS等)这方面的性质特别

20、差差;在一般情况下热固性树脂耐耐腐蚀性相当当强.(55)耐久性差,易老化无论论是强度、表面面光泽或或透明度,都不耐久,受负荷荷有蠕变变现象.另外,所有的塑塑料均怕紫外外线及太太阳光照射,在光、氧、热、水及及大气环境作作用下会会老化.(66)易受损伤、也也容易沾沾染灰尘及污物塑料料的表面硬度都都比较低,容易受损伤;另外,由于是绝缘体体,故带有静电,因此容易沾染灰尘.(77)尺寸稳定性差与金金属相比,塑料收缩率很很高,故难于保证尺寸寸精度. 在使使用期间受潮、吸湿湿或温度发生变变化时,尺寸易易随时间间发生变化.八、塑料料的着色色着色色剂的应应用品种种有:干粉(色粉)、色种种、色母粒、液液态色浆浆等

21、,分为有有机颜料料和无机机颜料两两大类.着色剂剂需要具具有以下下良好的的性能:着色力力强、遮遮盖力强强、分散散性(相容性性)好、耐热热性好、耐耐光性好好、耐迁迁移性好好、耐溶溶剂性好好、耐药药品性好好、收缩缩率低等等.随着客客户对塑塑件颜色色的要求求越来越越苛刻,色母粒粒或拉粒粒的应用用越来越越广.九、水水口料的回收利用用一般般热塑性性的水口口料均可可回收利利用,实验证证明水口口料的添添加比例例在255%以内,对其塑料料的性能能(强度)影响不明明显(10%以下).水口料料的控制制及回收收利用是是塑料工工业的研研究课题题,热流道道模具的的使用就就是减少少水口料料的创举举.水口料料的回收收利用次次

22、数及比比例,对塑料料制品的的颜色强强度等均均有不同同程度的的影响,生产时时要严格格控制添添加水口口料量.热塑性树树脂的诸诸性质一、塑塑料的热力学三态态在自自然界中中,我们把把物质在在常温中中的聚集集状态分分成三种种:即气态、液液态、和和固态.以非非晶态线线型高聚聚物为代代表的高高分子聚聚合物,由于分分子结构构的连续续性,以及其其巨大分分子量,所以它它们的聚聚集状态态不同于于一般低低分子化化合物,而是在在不同的的热力条条件下,以其独独特的三三种形态态存在:即玻璃璃态、高高弹态、和和粘流态态.高分分子聚合合物是不不存在气气态的,在受热热而可能能气化之之前,分子结构构已受到到彻底的的破坏,成为低低分

23、子的的气化物物质或碳碳化物.高分分子聚合合物的玻玻璃态实实际上是是固态的的一种表表现形式式,特点是在在一定的的温度范范围内,呈现出出固态物物质普遍遍具有的的性质,在某些些力学特特性上类类似于普普通的玻玻璃.高分分子聚合合物的粘粘流态是是一种独独特的“液态”,在某个个温度范范围内,具有既既可以流流动又有有别于普普通低分分子液体体的力学学性质.高分分子聚合合物的高高弹态是是介乎玻玻璃态和和粘流态态温度范范围的独独有的形形态.高分分子聚合合物和其其他物质质一样,在特定定的温度度压力条条件下都都有一个个相对稳稳定的形形态.比如,在普通通使用条条件下,可以将将有机玻玻璃视为为玻璃态态的代表表,而将液液体

24、树脂脂视为粘粘流态的的代表.当外外界温度度、压力力发生变变化并达达到某种种水平时时,高分子子聚合物物将改变变原有的的状态而而转变成成另外的的状态.注塑加加工厂的的任务就就是提供供这些变变化的条条件,在加工工过程中中,塑料原原料(以高分分子聚合合物为基基体)受温度度、压力力、剪切切作用时时,其粘度度、物理理结构、形形态等等等都会出出现变化化,其中以以温度影影响最大大,这是塑塑料热成成型的理理论依据据.非晶晶态线型高聚物在一定的压力、不不同温度条件下下,上述三种聚聚集态及其其转变条条件如图A所示,这是以相对形形变率来表达的三态区间的划划分.图中标标示的温温度为聚苯乙烯试样的温度.高分分子聚合物,包

25、括有结晶倾向的高高聚物,不管是热塑性的还是热热固性的,都有这样样类似的区间划分分,只是曲线的的形状各不相同.例如聚乙烯、聚聚丙烯等等有结晶晶倾向的高聚物,其形变曲线如如图B所示,这类高聚物在进入入熔点后即即出现粘粘流态,粘度迅速下降,不可逆逆形变在整体中发生.在图A、图B中形变变曲线上上有一个脆化温度度Tx,低于这这个温度,分子链段的自我振动动被“冻结”下来,不可拉伸、扭转,亦无法吸收收和分散外力力.在外力作用下,链段很快断裂裂, 塑料料制品将显得象普通玻璃那样易易于击碎.二、塑料料三态的的微观结结构和工工艺特性性1、玻璃态处于于玻璃态下的塑料分子,链段运动动基本上处于停止的状态,分子在自身的

26、位位置上振动,分子链缠绕成团状或或卷曲状,相互交错错,紊乱无序序.在玻璃态态时分子子的聚集状态如下图所示:当受受到外力作用时,分子链段将作瞬瞬间微小伸缩和键角改变.整个塑料料形体具有有一定的刚性和强度(抗张强强度、抗弯强度等).在这种形形态下,塑胶件可以以被使用或进行机械加工(如:切削、钻孔、铣刨等).一般般非结晶形塑料(如:聚苯乙烯、有有机玻璃、聚碳酸酯等),其玻璃璃化温度高于于室温,我们可以将原料颗粒、定定型了的制件视为玻璃态.至于聚乙烯烯、聚丙烯等等“软”性塑料,事实上上也存在着着“硬”性的玻璃态.这类塑料中的的非结晶部分分,玻璃态温度比室温温低很多(12385),在玻璃璃态度温温度以上

27、上处于高弹态,表现为柔性,而结晶部分熔点又比室温为高高(1377),因晶格能的束缚,链段不能能自由活动动,表现为刚性,所以也也能作为具有有固定形状的塑料使用.2、高高弹态处于于高弹态下的塑料分子,动能增加加,链段展开成网状状,但分子的运动仍维持持在小链段的旋转,链与链之间不不发生位置移动.受外力作用时时可产生缓慢慢形变,当外力除去后,又是慢慢慢恢复原状.在这种状态下,塑料具有一种种类似橡胶的弹性,所以又称橡胶胶态.通常称为弹性或橡胶体的的高聚物,便函是在室温下处于高弹态的高高聚物.高弹弹态有两个特点:(11)在较小小作用力下可产生较大变形形,外力解除后能恢复原状.(22)高弹形形变并非瞬间发生

28、,而是随随时间逐渐发展.与普通的弹性性形变不同,在同样外力作用下,形变要延延迟一段时间才能完成,而且形变变量大,松弛性也也较明显.塑料料的高弹态其实只有在热加工过过程中才出现.3、粘粘流性处于于粘流态下的塑料分子,网状结构构已经解体体,大分子链与链之间间,链段与链链段之间都有能够自由移动.可以说说,这是塑料的“液体”存在的的形式, 只是是粘性大,物理构成不同,力学性性质不同.当给予外力时,分子间间很容易相互互滑动,造成塑性体的变形,除去外外力便不再恢复原状.塑料料热成型过程可以这样描述:通过热和力的作用,让塑料从从室温的玻璃态态,经历程高弹态转变为粘流态,注射入具有一定形状的封闭模模腔,然后在

29、模模腔内逐渐冷却,从粘流态转回回玻璃态,最后形成与模腔形状状一致的制品品.塑料料只能在粘流态下才能注射充填填成型,即是说,塑料的加工工温度范围只能能是从粘流温度(或结晶型塑料料的熔点)到分解温度之间.如果这个范范围宽,加工将比较容易,如果这个个范围窄,可选择的加工温度限制制就大,加工就较较为困难.前者以聚乙烯为代表表,后者以聚氯乙烯为代表.经常应用用的聚苯苯乙烯、ABS等亦亦属于范围围宽的一类,所以在设定注塑机料料筒温度时,能够比较随意意;如果不需需考虑色色粉对高温的敏感性,温度调高高些或调低些些,对生产影响不大.塑料料在加热料筒中经历的热力学变变化如图C所示:从图图中可以看出出,在热的作用下

30、,塑料是从玻璃态经历高弹态转化化为粘流态.正正常的加工温度应保证这种转转化顺利进行,从进料段往前到到射嘴段,温度度逐渐递增增,如若破坏坏了这种种递增,将使操作不稳定.即使有有时在实际生产中中,调校的射嘴温度比其前段段料筒温度略低,但前段料筒位位置内的料事实实上已完全进入粘流态,稍低温度的射嘴起着保温及出料料均匀的作用.塑料料的粘流态温度范围有一定极限限,超过了这种极限限,即超过了了分解温度,塑料产生分解解,会破坏原原来的化化学结构,成为低分子化合物,甚至碳化. 有时喷喷嘴对空注射发生爆鸣声,就是由于气态低分子生成物从料料筒内的高压压突然转变为低压进入大气,瞬间膨胀造成成.这种现象象的出现现,说

31、明料筒内内部分塑料不堪高温或长时间受受热而发生了分解解.正常常生产过程中的塑料料,不般不会超超过分解温度,但如果料筒内壁壁或螺杆损伤伤后有死角角,造成长时间停滞或或受到剧烈的挤压剪切,就有可可能发生分解解,注塑出来的制件件,往往带有有焰火状黄斑.三、塑料料分子的取向向塑料料成型加工过程中,有一个取向现现象值得注意.我们先看一下塑塑料实际上上是如何何流入成型模具的的,这将有助于于了解塑胶表面和芯部方向性性的产生原因因.如下图所示:非晶晶态高聚聚物的玻玻璃态、高高弹态和和粘流态态以及结结晶型高高聚物的的非晶态态部分,在一定定条件下,会存在在分子取取向.当液体体状态下下的塑料料在注塑塑机中受受力的作

32、作用下,高速通通过喷嘴及模模具的流流道时,长线形形的高分分子会顺顺着流动动方向作作相互平平行的排排列,一旦这这些排列在在塑料冷冷却固化化之前来来不及消消除而留留在了固固态塑料料制件之之中,分子的的取向及及因此而形形成的取取向效应应便保持持下来.一般般来说,取向作作用会使使制件的的整体性性遭受削削弱,表现为为塑件内内部各处处的物理理机械性性能不均均衡.由于分分子排列列的结果果,与分子子链相垂垂直的方方向,强度将将差于平平行方向向.显然,当这种种取向强强烈时,制件很很可能出出现翘曲曲变形或或开裂.下表表列举了了几种常常用塑料料分子取取向后其其横、直直两个方方向上的的抗张强强度及伸伸长率的的比较:塑

33、料抗张强度度 (MMpa)伸长率(%)横向直向横向直向聚苯乙烯烯25.5544.110.91.6高冲击聚聚苯乙烯烯20.6622.553.017.00ABS33.8870.661.02.2低压聚乙乙烯28.4429.4430.0072.00聚碳酸酯酯63.7764.22塑料料的取向作用在有些制品上是比比较容易注意到的的.如图D中的透明聚苯苯乙烯圆圆形面盖制品,粗的直浇口设在在中央,由于注塑时起始射压不不高,后来的塑塑料在较大的压力梯度下缓慢进进入模腔,造成分子辐射状的取取向排列, 加上冷冷却过程太快,定向作用便被保保留下来.结果,经过一段不不长时间的使使用或静静置,机械强度的差异便以应力力破坏

34、的方式暴露出来,从中央央开始沿辐射射方向出现众多裂纹纹.图EE是黑色的改性聚苯乙烯及聚苯苯乙烯共混料制件件,在料流方向向上出现一一个弯曲曲位A,由于通道突然收缩变窄窄,塑料充盈时压力梯度大,分子取向作用大大,当注射接近结束发生轻微胀模模时,热熔料挤开基本冷固了的的排列有序的的分子链,于是出现了A位置应力力发白的缺陷.1-注塑机机料筒;2-树脂脂注入模具具(实际上由主流道、浇口组组成);3-模具(型腔内部);4-中心处处流速较较快的部分分;5-沿模腔腔壁面而流速极慢的的部分;6-取向而拉伸展开的树脂分分子;7-缠绕在在一起的树脂分子子克服服取向作用一个途径是采用较充充分的注射条件(如:加快注射射

35、速度,提高料温温和模温),必要时让制件在接接近塑料软化温度下进行“退火”,但效果并并不太理想.备注注:退火是在低于Tm而高于于Tg的温度度下(一般是在热变形温温度以下20330)进行的热处理方法.四、熔体体粘度熔体体粘度是反映塑料熔体流动的难难易程度的特性,是熔体流动阻阻力的度量,粘度越高,流动阻力越大,流动越越困难.聚乙烯的分子形状及其其分子量分布布的不同,其熔体粘度将有不同的的表现.当熔融温度或施加的压压力所引起起速度变化时时,将对加聚物或缩聚聚物的熔融粘度产生影响.图1-1和图1-2为为各种树脂的熔融粘度度和温度度、压力的关系.从图图1-1可以看出出,乙酸纤维维素、聚聚苯乙烯、聚甲基丙烯

36、甲酯、尼尼龙及聚碳酸酯酯等树脂脂,它们都是随着温度度的增加粘度急剧下降的,因此曲线的斜率较较大,而聚乙烯及聚甲醛树脂脂则对温度不敏感感.一些塑料料粘度受受温度的的影响序号塑料对温度的的敏感度度1CA最高2PS较高3PP稍低4PE一般5P O M差图11-2和图1-3表示测定时因因加压引引起速度(称之为剪切速度)变化时时,各树脂熔体体粘度的变化情况.从图1-2可知,聚苯乙烯及各种种聚乙烯烯树脂的熔体粘随随速度的增加表现出急剧下下降的倾向向,而尼龙、聚甲醛、聚聚甲基丙烯酸甲甲酯及聚碳酸酯的熔体粘度度则对速度不敏感感.图1-3中把热塑性聚酯和聚聚丙烯作了比较较,如在1000cm/s的低速速度区域域,

37、当剪切速度度改变时热塑性性聚酯的粘度几乎不变,而聚丙烯树脂的粘度则随剪切速速度的增加而急剧剧下降.压力对塑塑料熔体粘度的影响(示例)序号名称熔点温度度()压力变化化范围/MMpa粘度增大大倍数1P S13116501226.661342A B S130160141175.81003P E10513601226.66144HDPEE105137141175.84.15LDPEE105125141175.85.66MDPEE110120141175.86.87P P160176141175.87.3热塑塑性树脂存在这样一种倾向,如果其熔体粘度对温度敏感的话话对剪切速度就就表现得不敏感感;相反,对剪

38、切切速度敏感的话对温度就不敏敏感.唯一例外的的树脂是聚苯乙烯,它的熔体体粘度不仅对温度敏感而且对对剪切速度也敏敏感.塑料熔体体粘度对剪切速率的敏感度序号塑料敏感度1ABS(最敏感感)对剪切的的敏感度依次降低低2PC3PMMAA4PVC5PA6PP7PS8LDPEE(最不敏感)聚苯苯乙烯(PS)之所以是最容易成型型加工的树脂,就是因为能简单单地通过过提高熔融温度,或通过提高熔融融树脂注入到模具时的速度(注射速度度)的方法来降低其树脂粘度.象尼龙含有官能团的树脂其最最佳成型温度度(实际的注射温度)都在熔融融温度附近近,而且其温度可调范范围较小;由于活泼原子团组成的加聚物,其最佳成型温度高得多,温度

39、可可调范围围大,通过提高注射速度的方法等等都可降低其熔体粘度,加聚物物树脂的的特性通过多级注射速度的注塑塑机会得到更好的发挥.常用塑料料改进流流动性能能的方式式序号塑料代号号俗名改进方式式1PE聚乙烯提高螺杆杆速度2PP聚丙烯提高螺杆杆速度3PA尼龙(聚聚酰胺)提高温度度4POM聚甲醛提高螺杆杆速度5PC聚碳酸酯酯提高温度度6PS聚苯乙烯烯两者都行行7ABS提高温度度8PVC聚氯乙烯烯提高温度度9PMMAA聚甲基丙丙酸甲酯酯提高温度度五、结晶晶度热塑塑性树脂脂固体中中的分子子聚集状状态有疏疏有密,可以把把致密的的部分称称为结晶晶部分,而把过过疏的部部分称为为非晶部部分,大多数的的聚合物物都会有

40、有某种程程度的结结晶部分分;因此,我们把把结晶部部分的含含有率称称为结晶晶度.但一般般而论,像尼龙、热塑塑性聚酯酯那样具具有官能能基的聚聚合物,或像聚聚丙烯、聚聚乙烯等等分子排排列较规规整的聚聚合物,它们的的结晶度度较高,而共聚聚物或混混合的聚聚合物等等其结晶晶度较低低.一般聚聚合物的的实际结结晶度比比其固有有的结晶晶度要低低,因此,其结晶晶度可以以通过热热处理或或提高模模温的方方法得到到提高.结晶晶度高的的聚合物物其强度度增加、伸伸长率下下降、体体积减小小. 塑料料的结晶晶度越高高,其密度度就大,熔融温温度(熔点)也越高高,而且强度度大,透明性性低,伸长率小小.可见结结晶度和和物性有有着紧密

41、密的关系系,各种树树脂在拉拉伸特性性上的变变化和该该树脂在在成型加加工过程程中产生生的结晶晶化的差差异有关关.而且结结晶化的的差异越越大,聚合物物其拉伸伸特性的的变化幅幅度也越越大.结晶晶性较好的聚合物会因其结晶化化的进行而产生体积收缩,进而影响其制品的尺尺寸稳定性.因此,必须设法法在加工时尽可能使其结晶度度提高到固固有的结晶晶度,以防止后收缩引起制品品的尺寸稳定性.现实上,为了改善制品的尺寸寸稳定性性,常在树脂中添加一一些能起结晶化的促进剂(成核剂剂).六、玻璃璃化温度度在热热塑性树树脂中有有一个玻玻璃化温温度(玻璃化化转变点点)的现象象, 即:聚合物物在随温温度增高高的过程程中,在其熔熔融

42、前会会在某一一温度范范围内处处于既非非固体又又非粘性性液体的的橡胶态态,我们把把出现橡橡胶态度度的开始始温度称称为其玻玻璃化温温度(Tg).在这个个温度范范围里聚聚合物的的热膨胀胀会突然然变大,而且所所发生的的形变和和橡胶不不同,是不可可逆的形形变.玻璃璃化温度度特性对对使用聚聚合物制制品时是是非常重重要的;例如, 把制品品放置在在玻璃化化温度以以上的温温度条件件下时,会招致致意想不不到的变变形.反之,如果想对对制品进进行改变变形状加加工处理理等,则可以以在玻璃璃化温度度以上进进行实施施.此外,希望提提高制品品的结晶晶度时,也可以以在这个个温度范范围中进进行处理理.七、蠕变变及应力松弛弛如果果

43、把一个由热塑性树脂制成的细细长板的一端挂上重物,在放置置了一个较长长的时间后,就会发现板的长度在在随着时间一点一点地增大,而且即使把重重物取下来来,板的长度也不会再再恢复,我们把这种现象称为蠕蠕变.如果果在板的两端加上拉应力或者压压应力并使之保持在一定的长长度,同样在放放置了一个较长的时间后,就会发发现所加的应力在逐渐变小甚甚至变为零,我们把这种现象叫做应力松弛.当然然,这种现象在作用力施加较短的的瞬间是见不到的的,只有在长时时间受力的情情况下才能发生.这种现象在钢钢铁、陶瓷或热固性树脂中是是见不到的,热塑性树脂之所以发生这种现象象,与线状巨大分子随时间顺其其应力方向向滑移有关.因此此,为了防

44、止这种现象的发生,就应该增加大分子和大分子之间间的横向束缚缚力.这其中的一个方法就是提提高其结晶度,如尼龙、聚酯及及聚丙烯等等树脂,本来其结晶度就较高,但为了更好地防止以上现象的发发生,必须在进进行纤维加工时,用热处理或拉拉伸来最大限度地提高它们的的结晶性. 另一个个方法就是使用某些化学药品品,使之形成三维网状结构,如热固性树脂就就属于此类类,因其三维网状结构构的束缚可以有效地防止大分分子间的滑移移.塑料料的蠕变现象或应力松弛现象常常引起一些意外的事故.如把一一个是凹形,一个个是凸形的两个制品,强制压压在一个组合成“子母扣配合合”的形式时,由于是强强制压入入,在接合部两制品必必然要分别受到压应力和拉应