模具设计第一章 塑料及其性能

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1、内容简介：本模块主要讲述塑料及其应用；塑料的组成；塑料的分类；塑料成型的工艺特性（包括热塑性塑料和热固性塑料的工艺特性）；塑料的注塑成型中要注意的一些问题等。模块一塑料及其性能学习目的和要求：了解塑料的用途和其特殊优点。掌握塑料的组成和分类。具备分析塑料产品的工艺性，并在此基础上找出工艺难点，提出解决问题的方法的能力。重点：热塑性塑料和热固性塑料的工艺特性。模块一塑料及其性能模块一塑料及其性能1.1塑料及其应用1.2塑料的组成1.3塑料的分类1.4塑料成型的工艺特性1.5塑料的注塑成型1.1塑料及其应用塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力条件下具有

2、流动性，可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状不发生变化。树脂分为天然树脂和合成树脂两大类型，塑料大多采用合成树脂。各种合成树脂都是人工将低分子化合物单体通过合成方法生产出的高分子化合物，它们的相对分子质量一般都大于1万，有的甚至可以达到百万级，所以化学上也常将它们称为聚合物或高聚物。聚合物虽然是塑料中的主要成分，但是单纯的聚合物性能往往不能满足成型生产中的工艺要求和成型后的使用要求，欲要克服这一缺陷，必须在聚合物中添加一定数量的助剂，并通过这些助剂来改善聚合物的性能。例如，添加增塑剂可以改善聚合物的流动性能和成型性能等等。因此，可以认为塑

3、料是一种由聚合物和某些助剂结合而成的高分子化合物。作为日常用品，塑料的用途已经广为人知，但由于它们的一些特殊优点，塑料在工业中的应用也已经非常普遍，主要有以下几个方面：1密度小、质量轻塑料的密度约为0.9～2.3g／cm3，但大多数都在1.0～1.4g／cm3左右，其中聚4-甲基丁烯-1的密度最小，大约0.83g／cm3，只相当于钢材密度的0.11和铝材的0.5左右，如果采用发泡工艺生产泡沫塑料，则塑料的密度将会更小，其数值可以小到0.01～0.5g／cm3。2比强度高按单位质量计算的强度称为比强度，由于塑料的密度小，所以其比强度比较高，若按比强度大小来评价材料的使用

4、性能，则一些特殊的塑料品种将会名列前茅。例如，一般钢材的拉伸比强度约160MPa，而用玻璃纤维增强的塑料拉伸比强度可高达170～400MPa。3绝缘性能好、介电损耗低金属导电是其原子结构中自由电子和离子作用的结果，而塑料原子内部一般都没有自由电子和离子，所以大多数塑料都具有良好的绝缘性能以及很低的介电损耗。因此，塑料是现代电工行业和电器行业不可缺少的原材料，许多电器用的插头、插座、开关、手柄等等，都是用塑料制成的。4化学稳定性高生产实践和科学试验已经表明，绝大多数塑料的化学稳定性都很高，它们对酸、碱和许多化学药物都具有良好的耐腐蚀能力，其中聚四氟乙烯塑料的化学稳定性最

5、高，它的抗腐蚀能力比黄金还要好，可以承受“王水”（镪酸）的腐蚀，所以称为“塑料王”。由于塑料的化学稳定性高，所以它们在化学工业中应用很广泛，可以用来制作各种管道、密封件和换热器等。5减摩、耐磨性能好如果用塑料制作机械零件，并在摩擦磨损的工作条件下应用，那么大多数塑料都具有良好的减摩和耐磨性能，它们可以在水、油或带有腐蚀性的液体中工作，也可以在半干摩擦或者完全干摩擦的条件下工作，这是一般金属零件无法与其相比的。因此，现代工业中已有许多齿轮、轴承和密封圈等机械零件开始采用塑料制造，特别是对塑料配方进行特殊设计后，还可以使用塑料制造自润滑轴承。6减振、隔音性能好塑料的减振和

6、隔音性能来自于聚合物大分子的柔韧性和弹性。一般来讲，塑料的柔韧性要比金属大得多，所以当其遭到频繁的机械冲击和振动时，内部将产生粘性内耗，这种内耗可以把塑料从外部吸收进来的机械能量转换成内部热能，从而也就起到了吸振和减振的作用。塑料是现代工业中减振隔音性能极好的材料，不仅可以用于高速运转机械，而且还可以用作汽车中的一些结构零部件（如保险杠和内装饰板等），据报导，国外一些轿车已经开始采用碳纤维增强塑料制造板簧。除了上述几点之外，许多塑料还都具有透光和绝热性能，或可以与金属一样进行电镀、着色和焊接，从而使得塑料制品能够具有丰富的色彩和各种各样的结构形式。另外，许多塑料还具有

7、防水、防潮、防透气、防辐射以及耐瞬时烧蚀等特殊性能。塑料虽然具有以上诸多优点和广泛用途，但它们还有一些比较严重的缺陷至今未能克服（如不耐热、容易在阳光、大气、压力和某些介质作用下老化等等）。这些缺陷的存在，严重地影响了塑料应用范围进一步扩大，使得塑料制品在许多领域还不能从根本上取代金属制品。从精度方面讲，塑料制品的使用范围也受到一定限制。换句话说就是，如果采用成型加工的方法生产塑料制品，要达到某一精度所遇到的加工难度要比金属制品成形时来得大。因此，在目前的塑料成型加工行业中，塑料制品的精度（即公差等级）有其自己单独的标准，一般都不套用金属制品的精度。