工程材料及其成型 教学课件 作者 李英 第6章 非金属材料及成型.ppt

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1、第6章非金属材料及成型6.1塑料制品及成型6.2橡胶制品及成型6.3陶瓷制品及成型6.4常用复合材料及成型近年来各种非金属材料高速发展，已经不是金属材料的代用品，而是一类独立使用的材料，有时甚至是一种不可取代的材料。非金属材料有各类高分子材料（塑料、橡胶、合成纤维、部分胶粘剂等）、陶瓷材料（各种陶器、瓷器、耐火材料、玻璃、水泥及近代无机非金属材料）和各种复合材料等。6.1塑料制品及成型塑料是一种以有机合成树脂为主要组成的高分子材料，通常可在加热、加压条件下塑制成型，故此称为塑料。6.1.1塑料的分类按照应用范围，塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种。一、常用通用塑料

2、通用塑料主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料等六大品种。其特点是产量大、用途广、价格低，它们占塑料总产量的3/4以上，大多数用于日常生活用品。其中，以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯这四大品种用途最广泛。1、聚乙烯（PE）生产聚乙烯的原料均来自于石油或天然气，它是塑料工业产量最大的品种。聚乙烯的相对密度小（0.91～0.97），耐低温，电绝缘性能好，耐蚀性好。高压聚乙烯质地柔软，适于制造薄膜；低压聚乙烯质地坚硬，可作一些结构零件。聚乙烯的缺点是蠕变大，热膨胀系数大，耐热性低，且容易老化。2、聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯是最早工业生产的塑料产品之

3、一，产量仅次于聚乙烯，广泛用于工业、农业和日用制品。聚氯乙烯耐化学腐蚀、不燃烧、成本低、加工容易；但它耐热性差冲击强度较低，还有一定的毒性。聚氯乙烯用于制作食品和药品的包装，以及玩具时，必须制成无毒聚氯乙烯产品。3、聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯是三十年代的老产品，目前是产量仅次于前两者的塑料品种。有很好的加工性能，其薄膜具有优良的电绝缘性，常用于电器零件；它的发泡材料相对密度小（0.33），有良好的隔音、隔热、防震性能，广泛应用于仪器的包装和隔音材料。聚苯乙烯易加入各种颜料制成色彩鲜艳的制品，用来制造玩具和各种日用器皿。4、聚丙烯（PP）聚丙烯原料易得，价格便宜，用途广泛，

4、所以产量剧增。其优点是相对密度小，而强度、刚度、表面硬度都比PE塑料大；且无毒，耐热性也好，是常用塑料中唯一能在水中煮沸、经受消毒温度（130℃）的品种，具有优良的综合性能.目前主要用于制造各种机械零件，如法兰、齿轮、接头、把手、各种化工管道、容器等，还用于制造各种家用电器外壳和药品、食品的包装等。但聚丙烯的粘合性、染色性、印刷性均差，低温易脆化，易变质、易燃，收缩大。。通用塑料的应用实例图6－1PP塑料插扣PVC带通用塑料的应用实例塑料容器塑料扣二、常用工程塑料工程塑料是指能作为结构材料在机械设备和工程结构中使用的塑料。与通用塑料相比，它们具有更高的强度、刚度、韧性、

5、耐磨性等机械性能，耐热性和耐腐蚀性也比较好，是当前大力发展的塑料品种。这类塑料主要有：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、ABS塑料、聚苯醚、聚砜、氟塑料、有机玻璃等。工程塑料的应用实例塑料轴瓦塑料轴承工程塑料的应用实例有机玻璃三、特种塑料特种塑料一般指具有某些特种功能（如耐热、自润滑等），应用于特殊要求的塑料，如氟塑料、有机硅等。这类塑料产量少，价格贵，只用于特殊需要的场合。比较具有代表性的特种塑料是ETFE氟塑料，它是一种乙烯-四氟乙烯的共聚物，不仅具有优良的抗冲击性、导电性、热稳定性和耐化学腐蚀性，而且机械强度高、加工性能好，用于化工、电子通讯、设备制造、航空航天等领域。6

6、.1.2塑料制品成型塑料成型加工通常包括两个过程：首先使原材料产生变形获流动，并获取所需的形状；然后固化，使其保持所需的形状。一、塑料成型方法挤出成型；压制成型；注射成型；吹塑成型；泡沫塑料的成型.1、注射成型注射成型过程是将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化至粘流态后，由柱塞或螺杆的推动而通过料筒端部的喷嘴并注入温度较低的闭合塑模中，充满塑模的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持塑模型腔所赋予的形状，最后松开模具顶出制品。二、塑料成型工艺过程2、压制成型压制成型是将粉状、粒状或纤维状的热固性塑料放入模具型腔中，然后闭模加压、升温，热固性塑料转为

7、熔融的粘流态，充满型腔而取得型腔所赋予的形状，随后发生交联反应，分子结构由原来线型分子结构转变为网状分子结构，塑料也由粘流态转化为玻璃态，即硬化定型成塑料制品，最后脱模取出制品.压制成型工艺及设备图6-5压制成型示意图图6-6压制成型机外观3、挤出成型挤出成型又称挤塑成型，主要用于生产棒材、板材、线材、薄膜等连续的塑料型材。挤出成型过程总体可分两个阶段：第一阶段是使固态塑料塑化并在加压情况下使其通过特殊形状的口模而成为截面与口模形状相似的连续体；第二阶段是用适当的处理方法使挤出具有粘流态的连续体转变为玻璃态的连续体，即得到所需型材或制品。