PLASTIC_MATERIAL技术(二)解析.ppt

常用塑料材料的結构、 性能和加工工藝特性  PE 聚乙烯 (Polyethylene) 分子結构式: [ CH2 CH2 ] n 結构特點: 為含碳、氫兩种元素的高分子聚合物，分子呈规整的对称性排列，無极性，為惰性穩定分子；聚乙烯是典型線型结晶型聚合物。根据聚乙烯合成方式的不同，分子鏈中包含短支鏈的多少亦会有差别，从而影响材料的結晶度和密度，据此，工业上往往又将聚乙烯分为高壓(低密度)聚乙烯、中密度聚乙烯、低压(高密度)聚乙烯。 主要性能 聚乙烯外觀為角質狀的固体，類似高級石蜡，無臭、無味、無毒，為柔而韧的半透明材料，火焰上端呈黄色下端呈藍色，發出石蜡燃燒气味。 低密度聚乙烯密度为：0.91~0.925g/cm 中密度聚乙烯密度为：0.926~0.94g/cm 高密度聚乙烯密度为：0.94~0.965g/cm 机械性能 聚乙烯机械強度不高，質地較軟，不能承受高的負荷，為了提高其強度，需制造超高分子量的聚乙烯。 電性能 絕緣性优异，在頻率108赫以下及900C以下的介電損耗很低且耐高壓，在絕熱空气加熱至2000C時，其電性能卻很少變化，再升溫則發生解聚，生成油狀物和气体，當然電性能變差，所以對有電性能要求的制品，在注塑成型時要盡量減少或避免發生氧化和降解作用。 化學性能 PE為惰性聚合物，耐常溫下的稀硫酸、稀稍酸、任何濃度的鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨、胺、過氧化氫、氢氧化钠(或氫氧化鉀)、各种鹽溶液，但不耐強氧化劑，在90-1000C時,硫酸和硝酸能很快地毀坏聚乙烯。 常溫下，聚乙烯不溶于任何已知的溶劑中。PE化學上的惰性及表面的非极性，使它很難以粘結和印刷，非要經過溶劑、強氧化劑、火焰或放電處理后才有良好的粘結性能和印刷性。 熱性能 隨著溫度的升高，聚乙烯的密度會由于分子結晶度減小而減小。相反，當其熔融冷卻時，則密度顯著增大，易產生內應力。特別在化學試劑作用下，產生環境應力開裂現象。聚乙烯的最高使用溫度為850C-1000C，耐熱性不高。 聚乙烯的加工工藝特性 無論是高密度還是低密度聚乙烯，在熔融狀態下的流變性，都接近于非牛頓型，也就是說熔体粘度与溫度關系不大，而与剪切速率有關；要降低熔体的粘度，增加流動性，只能增大壓力才能達到。 聚乙烯的吸濕性較低(0.01%)，可以不進行干燥處理，但由于粒料在在儲存，運輸過程中特別是在干燥的大气中，易產生靜電，吸附 空气中的水份，因而使其水份含量過大，若超過0.05%，則必須干燥，否則會在成型后的制品中產生气泡。一般用热风干燥炉在70-800C下，干燥1-2小時。 純聚乙烯的熱氧化性能較差，當其熔体在空气中時，有被空气中氧气氧化的傾向，其制品即使是溫度在超過500C時就會出現被氧化的傾向，氧化后聚乙烯不僅色澤變黃，而且其物理机械性能和電气性能均下降。因此，聚乙烯塑料原料出厂前一般都已經添加了抗氧化劑。另外，粒料配制時，最好加入紫外線吸收劑。 聚乙烯是結晶性聚合物(結晶度达60-90%)，因此，熔体冷卻后收縮率大。 在注塑時，熔融狀態下的塑料要承受很高的剪切應力，此時分子量分布對熔体的流動性有著較大的影響，由于分子量分布較寬的流動性較好，因而在聚乙烯中，有時也加入适量的低分子量聚乙烯加寬分子量分布，達到改善流動之目的，但這樣做會影響其机械物理性能，造成拉伸強度，耐應力開裂，柔軟性以及耐熱性有所下降。 HDPE和LDPE在熔融狀態下的密度基本上是相同的，但冷卻后，不僅密度發生變化，而且進行結晶。因而應注意模溫，使其冷卻均勻，結晶均勻，密度趨向一致，否則會因冷卻不均勻，各處結晶不均勻，而引起翹曲等，尤其是高密度聚乙烯更甚。 注射壓力的變化對聚乙烯熔体流動性的影響要比料筒溫度明顯，這在成型中十分重要，但是，在高剪切和剪切速率高到一极限值時就會出現制品表面出現毛糙、班紋等熔体破裂現象。 在成型過程中，聚乙烯分子有取向現象，經冷卻定型后的制品中仍保留取向部分，這樣 使得制品沿取向方向的收縮率大于垂直方向的收缩率，易造成翹曲及各向异性，薄壁制品表現尤為突出，同時，还会促使澆口周圍部位顯得脆弱，一般常用提高注射溫度以減少之。 為了防止顏料出現遷移性，需注意對著色劑的選擇，如油溶紅等一般不宜采用。 聚乙烯常用顏料一覽表 制品与模具設計 制品 制品的壁厚与熔体的流動性有密切關系，与收縮率也有很大關系。 所以從有利于熔体流動，減少制品收縮考慮，聚乙烯制品的壁厚應不小于0.8mm，一般可以在1-3.5mm之間選取，其脫模斜度：模芯部分沿脫模方面為25-45’，模腔部分為20-45’。 模具 為防止因收縮不均、方向性明顯所引起的翹曲