工业及成型工艺-第二章(塑料与加工工艺)讲义.ppt

工业材料及成型工艺;塑料概述 塑料的组成 塑料的分类 塑料的一般特性 塑料的成型工艺 塑料产品的面饰工艺 塑料制品设计原则 常见塑料代号;塑料加工方法灵活，造型美观，色彩多样，为人类社会生活提供了丰富多彩的产品，因而广泛应用于机械制造、建筑、轻纺、化工、电器、汽车、造船和国防工业中。;最早的改性塑料是用硝酸处理过的纤维素，成为硝酸纤维素，俗称“赛璐珞”。 1869年，美国的海厄特把硝化纤维、樟脑和乙醇的在高压下共热，然后在常压下硬化成型，制成了“赛璐珞”。“赛璐珞”中含有硝酸银，极易着火。 “赛璐珞”是由天然的纤维素加工而成的，并不是完全人工合成的塑料。第一种合成塑料是将酚醛树脂加热模压制得，是在20世纪初，由美籍比利时化学家（Leo Baekeland）制成。 1905年美国化学家贝克兰用苯酚和甲醛放在烧 ;瓶里，以酸做催化剂，然后进行加热反应，发现里面生成了一种粘稠的东西，这东西就是现在的酚醛树脂，她不渗水，受热不变形，有一定的机械强度，易于加工，而且有很好的绝缘性，这对于刚兴起的电器工业来说，是非常及时的材料。 人们在酚醛树脂里加进木屑、石棉或陶土等混合后，在高温下用木子压出成品。广泛用来生产电灯开关、灯头、灯座、电话机等电器用品，因此称为“电木”。现在电木仍是普遍使用一种塑料。使其衍生的建材粘合剂含甲醛，造成污染。;1920年以后塑料工业获得了迅速发展。其主要原因首先是德国化学家齐格勒（Karl Ziegler）提出高分子链是由结构相同的重复单元以共价键连接而成的理论和不溶性热固性树脂的交联网状结构理论。 1929年美国化学家华莱士·卡罗泽斯（Wallace H. Carothers）提出了缩聚理论，均为高分子化学和塑料工业的发展奠定了基础。 第一个无色的树脂是脲醛树脂。1928年，由英国氰胺公司投入工业生产。1911年，英国韦斯利·马修斯(Wesley Matthews)制成了聚苯乙烯，但存在工艺复杂、树脂老化等问题。;1930年，德国法本公司解决了上述问题，逐渐形成以苯乙烯为基础，与其他单体共聚的苯乙烯系树脂，扩展了他的应用范围。 1931年，美国罗姆-哈斯公司以本体法生产聚甲基苯烯酸甲酯，制造出有机玻璃。 1926年，美国W.L.西蒙把尚未找到用途的聚氯乙烯粉料在加热下溶于高沸点溶剂中，在冷却后，意外地得到柔软、易于加工、且富于弹性的增塑聚氯乙烯。这一偶然发现打开了聚氯乙烯工业化的大门，成为五大通用树脂中最早工业化的产品;塑料工业发展历程 1868 硝酸纤维素（赛璐珞） 1909 酚醛树脂（电木） 1931 聚丙烯酸甲酯 1933 聚乙烯（PE） 1936 聚氯乙烯（PVC） 1936 聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃） 1936 聚乙烯醇缩醛 1938 聚苯乙烯 1938 聚酰胺 1940 聚酯、有机硅树脂、氟树脂、环氧树脂、聚氨酯 1955 聚丙烯 1956 聚苯乙烯 1970 聚甲醛、聚碳酸酯、ABS树脂 ;塑料的优点： ① 塑料比较轻：这是相对于金属和无机玻璃而言的，轻 的原因不是因为它是高分子化合物，而是因为他们是有机化合物，即由碳、氢、氧、氮等较轻的元素组成的； ② 塑料易于加工：塑料具有可塑性，即在加热或加压后变形，在降温或压力小时候维持原形不变；可以通过挤出、注射等方式加工成各自形状的产品； ③塑料不会腐烂也不会生锈：但是，这类材料也给人类带来一个严重的问题：由于塑料不易腐烂，大量的塑料废弃物无法被自然界吸收、分解，从而造成一定程度的环境污染。 ; 塑料的定义 塑料是以高分子合成树脂为主要成分，在一定温度和压力下可塑制成一定形状，且在一定条件（常温、常压）下保持不变的材料 塑料的组成 高分子聚合物（合成树脂）+辅助材料（填料、增塑剂、稳定剂、着色剂、润滑剂） ;合成树脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40% ~ 100%。人工合成的高分子化合物，是塑料的基本原料，起着胶粘作用，能将其他组分胶结成一个整体；并决定塑料的基本性能。 生产合成树脂的原料来源丰富，早期以煤焦油产品和电石碳化钙为主，现多以石油和天然气的产品为主，如乙烯、丙烯、苯、甲醛及尿素等。 ;① 填料 填料又叫填充剂，它可以提高塑料的机械性能、耐热性能和电性能，同事降低成本，通常填料的加入量为40% ~ 70%。主要是一些在塑料配方中相对成惰性的粉状材料和纤维材料。 ② 增塑剂 增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，最常用的是邻苯二甲酸脂类。 ;③ 稳定剂 防止塑料在加工和使用过程中，因受热、氧气和光线作用而变质、分解和破坏，延