塑料成型工艺与模具设计第1章塑料

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1、第1章塑料本章主要介绍塑料组成、分类、塑料的各种使用性能和工艺性能，还介绍了常用塑料的基本特性、主要应用和成型特点。通过本章的学习，要求掌握常用塑料的特性、分类与工艺性能；熟悉塑料的组成与用途；了解高分子聚合物的结构、特点及结晶、降解、交联等概念。1.1塑料组成1.2塑料分类1.3塑料性能1.4常用塑料简介习题1.1塑料的组成塑料由合成树脂和添加剂组成。1.1.1合成树脂由许多小分子链经聚合反应所获的高分子聚合物称为合成树脂。树脂是一种高分子聚合物，它由许多相对分子质量高达104～106的高分子链聚集而成，它的几何结构有线型、支链型和网状型，如图1-1所示。天

2、然的高分子聚合物称为天然树脂.图1-1树脂的几何结构示意图1.1.2添加剂在合成树脂中加入某些添加剂，则可以得到各种性能的塑料品种，一般添加剂在塑料中所占比例较小。添加剂主要有：填充剂、增塑剂、稳定剂、着色剂、固化剂、润滑剂、发泡剂等。1.填充剂填充剂又称填料。加入填充剂的目的:一是增量;二是改性。如酚醛树脂中加入木粉后，克服了脆性，提高了弹性;聚乙烯中加入钙质填料，提高了耐热性和刚度等。用玻璃纤维作为填充剂，能使塑料的机械性能大幅度提高。填充剂的形状一般为粉状，也有纤维状和层状。常用的填充剂有:木粉、滑石粉、石墨、金属粉、玻璃纤维、石棉纤维、碳纤维等。增塑剂

3、可改进塑料的可塑性。如聚氯乙烯树脂中加入增塑剂邻苯二甲酸二丁酯后，变为如同橡胶一样柔软的塑料。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、磷酸三苯酯等。2.增塑剂为防止塑件较快变质变性，需在塑料中加入某些物质，这些物质称为稳定剂。稳定剂分为光稳定剂、热稳定剂、抗氧剂等。常用的稳定剂有硬脂酸盐、环氧化合物等。3.稳定剂着色剂又称色料，主要起美观和装饰作用。着色剂还兼有其他作用:炭黑着色剂有助于防止塑料受光变脆老化;二盐基性亚磷酸酯能防止紫外线射入;在塑料中加入珠光色料、萤光色料，可使之具有特殊的光学性能。4.着色剂热固性塑料在成

4、型时，使其原来的线型分子结构变为网状型分子结构，硬化过程加速，故又称为硬化剂。在环氧树脂中加入乙二胺，在酚醛树脂中加入六甲基四胺，就是这个道理。5.固化剂润滑剂对塑料的表面起润滑作用，防止塑料在成型过程中黏附在成型设备或模具上，同时还能改善塑料熔体的流动性以及提高塑件表面的光亮度。常用的润滑剂有硬脂酸、石蜡、金属皂类（硬脂酸钙、硬脂酸锌）等。6.润滑剂为了制成泡沫塑料，在树脂中加入某种物质，如石油醚等，使树脂膨胀，这些物质就称为发泡剂。7.发泡剂1.2塑料的分类按塑料受热成型后所表现出的不同分子几何结构和性能，可将塑料分为：1、热塑性塑料2、热固性塑料1.2.

5、1按成型结构和性能分类1.热塑性塑料热塑性塑料是指在一定温度范围内能反复加热和冷却硬化的塑料。这类塑料分子链呈线型或支链型，因而受热后会软化或熔融，成为可流动的黏稠液体，从而可在模具型腔内成型加工成一定形状的塑件，冷却后固化成型。在成型过程中只有物理变化而无化学变化，因此热塑性塑料可以反复回收使用。热塑性塑料可分为：结晶型、非结晶型结晶型塑料分子链排列整齐、稳定、紧密，其具有较高的强度、硬度、刚度，较耐热、耐化学腐蚀，不透明，但与链运动有关的弹性、伸长率和冲击强度不是很高.常用结晶型塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚酰胺（尼龙PA）等;非结晶型塑料分子链

6、排列则杂乱无章，相关性能与结晶型塑料正好相反。常用非结晶型塑料有聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）等。2.热固性塑料热固性塑料是指初次可加热到一定的温度后变软成型，一旦固化定型后不可再软化的塑料。加热前，分子链是线型或支链型结构，加热初期具有可熔性和可塑性，但加热到一定温度后，分子的链与链之间产生了化学反应，分子链逐渐变成网状型结构（称之为交联反应），成为既不熔化又不溶解的物质，再次加热不能塑化成型。因此，热固性塑料不能反复成型和回收再利用。1.2.2按使用性能和用途分类按照使用性能和用途，塑料可分为：1、通用塑料2、

7、工程塑料3、特种塑料1．通用塑料通用塑料广泛应用于日常生活用品、包装材料以及一些小型的机械零件，其产量约占世界塑料总产量的80％。通用塑料主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、酚醛塑料和氨基塑料六大类。2．工程塑料工程塑料是指可用作工程结构材料的塑料，力学性能优良，能在较广温度范围内承受机械应力和较为苛刻的化学及物理环境中使用。工程塑料与通用塑料相比，产量小，价格较高，但具有优异的力学性能、电性能、化学性能、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、自润滑性及尺寸稳定性，即具有某些金属的性能，因而可代替一些金属材料用于制造结构零部件和传动

8、件等，故在机械制造、轻工、电子、日用品