塑料成型与模具设计.docx

聚合反应：将低分子化合物单体转变成高分子物质的过程叫做聚合反应高分子聚合物的链状结构：线型高分子，支链型高分子，体型高分子聚合物三种聚集态结构：晶态，部分晶态，非晶态聚合物物理状态与温度的关系聚合物的流变性质流动和变形是塑料成型加工中最基本的工艺特征。线性晶态聚合物和线性非晶态聚合物的温度形变曲线有两处不同：一是tf对应的温度叫熔点tm，是线性晶态聚合物熔融和凝固之间的临界温度；二是完全结晶的聚合物在tg与tm之间基本不呈现高弹态。对于线型结构聚合物而言，玻璃态是材料的使用状态，tg是衡量材料使用范围的重要标志之一，tf -td可以用来衡量聚合物的成型性能，范围越宽说明其熔体的热稳定性好，聚合物成型加工就越容易。应力：塑料在成型过程中的变形和流动，都是成型设备对其施加外力的结果，塑料受力后会产生与外力相平衡的内力，单位面积上的内力叫做应力应力分为切应力，拉应力和压应力。与三种应力相对应的应变分别为：反映形状变化的切应变，反映尺寸变化的拉应变和压应变牛顿型流体的公示塑料熔体分为 牛顿型流体：非牛顿指数等于1 宾哈流体：非牛顿指数等于1，一般具有凝胶结构的聚合物 假塑性流体：非牛顿指数小于1，表观粘度随着剪切速率的增加非线性下降。 膨胀性流体：非牛顿指数大于1，流体的切应力随着剪切速率的增高呈非线性 增大的趋势。复合流体：剪切速率在一定的范围内，表现为假塑性流体的剪切变稀的特性，剪切速率超过一定的值又表现出膨胀性流体的剪切增稠现象。聚合物的结晶：根据聚合物从高温熔体向低温玻璃态冷却转变的过程中是否出现聚合物分子链构型规则排列，将其分为结晶型与非结晶型。通常的结晶型聚合物具有耐热性、非透明性和较高的力学性能。（ABS塑料在非结晶态下也是透明的）二次结晶和后结晶：是指发生在初结晶结构不完善的部位或初结晶残留下的非晶区的结晶现象。会使得塑件性能和尺寸在后期的储运和使用的过程中发生变化，以及残余应力和导致拉裂的现象，可以对塑件采取退火处理，从而加快二次结晶的速度，有效的保证塑件的尺寸和使用性能的稳定性。聚合物的取向：聚合物高分子及其链段或结晶聚合物的微晶粒子在应力作用下形成的有序排列，称为取向。一种是切应力沿着熔体流动方向形成的流动取向。一种是拉应力引起的与应力方向一致的拉伸取向。沿着取向方向的机械强度总是大于与其垂直方向的机械强度。影响取向的因素：温度，注射压力和保压力，充型速度，浇口。（由于取向是大分子及其链段的有序排列，取向后的聚合物会呈现明显的各向异性，沿着取向方向的力学性能显著的提高，与取向垂直方向的力学性能会显著的下降）聚合物降解：聚合物分子在受到热，应力，微量水，酸，碱等杂质以及空气中氧的作用，会导致聚合物链段断裂，分子变小，相对分子质量降低的现象称为聚合物降解，轻度的降解会使得聚合物变色，分解出小分子物质，制件出现气泡和流纹等弊病。严重的使聚合物焦化变黑产生大量的分解物质。降解的种类：热降解，氧化降解，水降解，应力降解防降解的措施：1、严格控制成型原料的技术指标，避免因原材料不纯对降解发生催化作用2、成型前对物料进行充分的预热和干燥，严格控制其含水量。制定合理的成型工艺参数。成型的设备和模具状态应该具有良好的结构，与聚合物接触的地方不应该有死角和缝隙，流道的长度要适中，保证良好的温度控制和冷却速率。对于热、氧稳定性差的聚合物，可以考虑在配方中加入抗氧化剂和稳定剂。聚合物的交联：聚合物由线性结构转变为体型结构的化学反应过程称为交联。对其强度、耐热性、化学稳定性和尺寸稳定性均会有所提高。主要是热固性的塑料交联，而热塑性的基本不发生交联。交联后的塑料是不能回收的。塑料：合成树脂+添加剂按照受热和冷却时树脂呈现的特性分类：热固性、热塑性按照用途塑料又可以分为:通用塑料（产量大，用途广且价廉的塑料六大品种：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、氨基塑料）工程塑料（工程中作为结构材料，力学性能，耐摩擦性，耐蚀性及尺寸稳定性高，常见的有ABS、聚酰胺PA尼龙、聚碳酸脂PC、有机玻璃PMMA、）特殊功能塑料（氟塑料、环氧树脂、导电塑料、导磁塑料）收缩性：塑件从模具中取出来20小时左右，塑件的各部分尺寸都比原来在模具中的尺寸有所缩小，这种性能叫做收缩性。收缩的形式：塑件的线性尺寸收缩。收缩的方向性。后收缩：由于成型压力，切应力、各向异性、密度和填料分配不均匀，使得塑件内存在残余应力，脱模后残余应力将导致塑件的再次收缩。4、热处理收缩。熔融指数：通过一定的装置测定小孔在10min内通过小孔的质量来表征其流动性。单位：g/10min 用MI代表塑件壁厚一般在1~6mm，最大为8mm，（1.2~5mm为最佳），最常用为1.8~3mm塑件壁厚设计改造实例P34改善塑件壁厚时的原则：满足塑件表面装配，运输以及使用的强度要求考虑