注塑成型基础1.ppt
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1、注塑成型应用技术-作成易智勇2006年9月1日第一章注塑技术发展简史1十八世纪六十年十八世纪六十年代,在欧洲上层代,在欧洲上层社会,台球作为社会,台球作为一种新型的绅士一种新型的绅士运动,深受上层运动,深受上层人士的喜爱,台人士的喜爱,台球事业的发展速球事业的发展速度非常的迅猛,度非常的迅猛,许多专业生产台许多专业生产台球的公司应运而球的公司应运而生。生。第一章注塑技术发展简史2作为当时台球的制作作为当时台球的制作原料原料象牙由于人类象牙由于人类的大规模的扑杀,导的大规模的扑杀,导致大象以致大象以7000头头/年年的速度锐减,象牙的的速度锐减,象牙的价格也以几何级的增价格也以几何级的增长速度攀
2、升,限制了长速度攀升,限制了台球工业的发展。人台球工业的发展。人们急需一种能够代替们急需一种能够代替象牙的制作原料。象牙的制作原料。第一章注塑技术发展简史3印刷工人Hyatt辞去工作,专职从事象牙代替原料的工作。1869年,Hyatt用硝酸纤维素提炼出了最原始的塑料-硝化纤维素,俗称“赛璐璐”。并用它成功的做成台球。Hyatt与Albany公司合作,开创塑料工业。1865年,年,COLLENDAR公公司面向社会公开悬赏司面向社会公开悬赏1万美万美金,寻找能够代替象牙的金,寻找能够代替象牙的原料。原料。第一章注塑技术发展简史41872年,Hyatt发明了左图的柱塞式注射成型机,并申请了专利,这种
3、机型最初生产了3台,用于注射纤维素材料。这种设计一直延用了将近50年。第一台柱塞式注射成型机第一台柱塞式注射成型机第一章注塑技术发展简史51.1904年年,英国人英国人Gaylord发明的发明的琥珀专用成型机琥珀专用成型机.2.1933年,德国年,德国人人Eichengruen-Buchholz将注塑将注塑机的控制改为自机的控制改为自动控制式的液压动控制式的液压式柱塞成型机,式柱塞成型机,成为以后注塑机成为以后注塑机的通用样板。的通用样板。琥珀成型机原理图琥珀成型机原理图液压式注塑机液压式注塑机第一章注塑技术发展简史61952年,美国人年,美国人Willert将柱塞式注塑机的柱塞改将柱塞式注塑
4、机的柱塞改为螺杆形状,制造出第一台为螺杆形状,制造出第一台往复式螺杆注塑成型往复式螺杆注塑成型机机,并于美国申请专利。,并于美国申请专利。往复式螺杆注射成型机往复式螺杆注射成型机第一章注塑技术发展简史7塑料行业塑料行业塑胶材料塑胶材料模具模具周边设备周边设备塑料机械塑料机械第二章塑料基础知识1塑胶材料塑胶材料热固性树脂热固性树脂热塑性树脂热塑性树脂热弹性体热弹性体通用塑料通用塑料降解塑料降解塑料改性塑料改性塑料工程塑料工程塑料辅助制剂辅助制剂第二章塑料基础知识2塑料用英文写成Plastics或Plastic,但其语源来自于希腊语的plastics,具有“生长”、“成型”、“发展”等意思。“可成
5、型”=“具有可塑性”的意义,作为形容词经常被使用,就产生了“塑料”一词。塑料这一名词,来源于塑料所具有的特征,即“能自由成型”的意思。在在JIS标准中确定的标准中确定的“以高分子物质为主原料、人工成型以高分子物质为主原料、人工成型”这这一定义的意义,简单地说就是指用化学方法合成的、分子一定义的意义,简单地说就是指用化学方法合成的、分子量非常大的物质。按照分子量的大小,物质可以分为低分子、量非常大的物质。按照分子量的大小,物质可以分为低分子、中等分子和高分子,例如空气中的氧的分子量为中等分子和高分子,例如空气中的氧的分子量为32,而甜,而甜砂砂糖的分子量为糖的分子量为342。橡胶和蛋白质等的分子
6、量超过了橡胶和蛋白质等的分子量超过了10000,天然的,天然的“高分子高分子”化合物中,有化合物中,有天然橡胶天然橡胶、松脂松脂等天然树脂、纤维素、丝绸、等天然树脂、纤维素、丝绸、蛋白质等许多种类。此外,模仿这些物质的化学结构,利用蛋白质等许多种类。此外,模仿这些物质的化学结构,利用化学方法合成制造出来的物质有合成橡胶、合成树脂、合成化学方法合成制造出来的物质有合成橡胶、合成树脂、合成纤维等。所以,纤维等。所以,塑料是人工制造的塑料是人工制造的“高分子化合物高分子化合物”,与天与天然树脂相对应,叫做然树脂相对应,叫做“合成树脂合成树脂”,或简单地就叫做,或简单地就叫做“树脂树脂”。第二章塑料基
7、础知识3第二章塑料基础知识4将生产石油的原油加热将生产石油的原油加热使其分解,可得到使其分解,可得到汽油、汽油、灯油、粗汽油、柴油灯油、粗汽油、柴油、重油重油等产物。大部分塑等产物。大部分塑料的生产都是以这里面料的生产都是以这里面的的粗汽油为原料粗汽油为原料制造的。制造的。将将粗汽油再进一步加热粗汽油再进一步加热分解,利用沸点(由液分解,利用沸点(由液体变为气体的温度)的体变为气体的温度)的差别进行分离,则可得差别进行分离,则可得到生产塑料的原料,乙到生产塑料的原料,乙烯和丙烯,这些多数是烯和丙烯,这些多数是气体或液体,不能直接气体或液体,不能直接使用。使用。第二章塑料基础知识5制造高分子材料
8、时,通常首先制造高分子材料时,通常首先要制造低分子化合物,并将这要制造低分子化合物,并将这些些低分子化合物结合、也就是低分子化合物结合、也就是说连结起来形成高分子,这种说连结起来形成高分子,这种反应叫做反应叫做“聚合反应聚合反应”。使用。使用的低分子化合物叫做的低分子化合物叫做单体单体,生成的高分子量的化合物叫做生成的高分子量的化合物叫做高分子化合物高分子化合物,或者叫做或者叫做聚合物聚合物。单单(mono)意味着单个,)意味着单个,聚聚(poly)意味着许多,)意味着许多,为了使单体结合变成聚合体,为了使单体结合变成聚合体,要使用热、光、催化剂等添加要使用热、光、催化剂等添加剂(也叫聚合开始
9、剂)。剂(也叫聚合开始剂)。就是这样,使原来是单体的乙就是这样,使原来是单体的乙烯和丙烯聚合,生成的物质就烯和丙烯聚合,生成的物质就是聚乙烯和聚丙烯。是聚乙烯和聚丙烯。(A)CH2CH2叫聚乙烯的叫聚乙烯的结结构单元构单元(或(或链节链节););(B)n表示每个高分子化合物中表示每个高分子化合物中链节链节的重复次数,叫的重复次数,叫聚合度聚合度;n越大,相越大,相对分子质量越大;对分子质量越大;(C)合成小分子的物质叫合成小分子的物质叫单体单体。如。如乙烯是聚乙烯的单体。乙烯是聚乙烯的单体。第二章塑料基础知识6第二章塑料基础知识7聚合物是将单体聚合生成的物质,把不同种类的单体混合在一起使之聚合
10、,则可获得兼有各种单体的性质的聚合物。由单一种类的单体聚合而成的聚合物叫做均聚物,由两种或两种以上单体聚合而成的聚合物叫做共聚物(共聚高分子)。第二章塑料基础知识8塑料可大致分为“热塑性树脂”和“热固性树脂”。无论哪一种,第一次对其加热都会软化,这一点是相同的。但是一旦冷却凝固之后,“热塑性树脂”和“热固性树脂”将表现出不同的特性。热塑性树脂如果再次被加热,它还会变软,而热固性树脂却不一样,即使再被加热,它也不会再变形。比如,由于不小心,将一个塑料杯子放在了火堆旁边,杯子逐渐变软并变形了,那说明这杯子是用热塑性树脂制成的。炒菜锅的把手、以及锅盖顶上的手柄等部位的塑料是用热硬化性树脂制成的。由于
11、这种材料的电特性也很优秀,所以也被广泛用于电灯开关、插座、灯座等部位。但是,由于其成型加工性不良,正在逐渐地被热塑性树脂所取代。现在热塑性树脂的塑料占塑料总量的近90%。热塑性树脂又分为普通塑料和具有更高性能的工程塑料。第二章塑料基础知识9热塑性树脂又分为结晶性和非结晶性两种。结晶性聚合物被冷却时,分子将成束状排列而发生结晶化,因此与非结晶聚合物内部杂乱无章的情形相比,结晶性聚合物的比容较小。此外,结晶性聚合物由于其内部结晶化,结构紧密,因此耐热性增强,药液类的浸透性和气体的透过性都小。并且由于结晶部分与非结晶部分对光的折射率不同,所以,一般情况下,结晶性塑料是不透明的。聚乙烯单结晶的折叠式结
12、构模型图非结晶结构的模型结晶的结构模型图折叠式非结晶结构的模型三.结晶性树脂特性1.密度大2.不透明3.收缩率大4.流动性好5.强度高6.有明显的融点结晶部结晶部非结晶部非结晶部三.非结晶性树脂特性1.大部分透明2.密度小3.收缩率小4.强度低5.无明显的融点6.分子排列杂乱非结晶性树脂分子图非结晶性树脂分子图四、塑料的重要物理性能11.比重比重(密度密度)塑料的比重是在一定的温度下塑料的比重是在一定的温度下,秤量试样秤量试样的重量与同体积水的重量之比值的重量与同体积水的重量之比值,单位为单位为g/cm3,常用液体浮力法作测定方法常用液体浮力法作测定方法.2.吸湿性吸湿性塑料的塑料的吸湿性吸湿
13、性是指规定尺寸的试样浸入是指规定尺寸的试样浸入一定温度一定温度(252)的蒸馏水中的蒸馏水中,经过经过24小时后小时后所吸收的水份量所吸收的水份量;吸收水份后影响吸收水份后影响其尺寸及形状其尺寸及形状,吸水率用重量表达时吸水率用重量表达时,常常以以表示表示.四、塑料的重要物理性能23.玻璃化温度玻璃化温度塑料由熔融可流动温度降低至固态时的温度称为玻璃塑料由熔融可流动温度降低至固态时的温度称为玻璃化温度化温度.此时分子链段基本上不能运动此时分子链段基本上不能运动,链节内部旋转链节内部旋转扣紧也很困难扣紧也很困难,只有原子之间的少许移动拉伸及有普通只有原子之间的少许移动拉伸及有普通的弹性变形的弹性
14、变形,所以此时的塑料会有很大的脆性所以此时的塑料会有很大的脆性.4.分解温度分解温度分解温度是指塑料在受热时大分子链断裂时的温度分解温度是指塑料在受热时大分子链断裂时的温度,同同时是鉴定塑料耐热性的指标之一时是鉴定塑料耐热性的指标之一;当熔料温度超过分解当熔料温度超过分解温度时温度时,大部分熔料会呈现发黄的颜色大部分熔料会呈现发黄的颜色,且制品的强度且制品的强度会大大降低会大大降低.5.熔融指数熔融指数熔融指数熔融指数(MFI)MI是指热塑性塑料在一定温度和压力下是指热塑性塑料在一定温度和压力下,熔体在熔体在10分钟时间内通过测试器的小孔所流出的熔料分钟时间内通过测试器的小孔所流出的熔料重量重
15、量,单位是以克单位是以克/10分钟表示分钟表示.6.成型收缩率成型收缩率成型收缩是指热塑性塑料在模具中成型时成型收缩是指热塑性塑料在模具中成型时,冷却后脱模出冷却后脱模出的成型品的成型品,必有收缩现象必有收缩现象,即成型品小于模腔尺寸即成型品小于模腔尺寸.7.弯曲强度弯曲强度弯曲强度是指试样在两个支点上弯曲强度是指试样在两个支点上,施加集中载荷施加集中载荷,使试样变使试样变形或直至破裂时的强度形或直至破裂时的强度.8.冲击强度冲击强度冲击强度是指试样受冲击破断时冲击强度是指试样受冲击破断时,单位面积上所消耗的焦单位面积上所消耗的焦耳耳,对于某些冲击强度高的塑料对于某些冲击强度高的塑料,常在试样
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