塑料模具设计基本概念.doc

绪 论 第1章 塑料材料及成型工艺性能 1.1 塑料材料 1.1.1 塑料的概念 塑料是以高分子聚合物为主要成分，加入一定量添加剂而组成的一种混合物。 1.1.2 塑料的组成 填充剂：改善塑料性能（粉状、片状、纤维）。 增塑剂：提高可塑性、流动性、柔韧性、降低脆性。 稳定剂：热稳定剂 、光稳定剂 、抗氧化剂。 润滑剂：对塑料的表面起润滑作用，防止塑料在成型加工时黏模。 着色剂 ：无机颜料 、无机颜料、染料。 其它：发泡剂、阻燃剂、固化剂、防静电剂、导电剂和导磁剂等 。 1.1.3 塑料的分类 1.按塑料中树脂分子结构和受热后呈现的基本行为分类： (1) 热塑性塑料 这类塑料的合成树脂都是线型或带有支链型结构的聚合物，因 (2) 热固性塑料　这类塑料的合成树脂是带有体型网状结构的聚合物，加热热初，分 2.按塑料的应用范围分类 (1) 通用塑料：指产量大、用途广且价廉的塑料。 (2) 工程塑料：在工程技术中常作为结构材料来使用。 (3) 特殊塑料：具有特殊性能的塑料（用于医药、光敏及液晶方面的氟塑料 ）。 耐热性差、受载荷易蠕变、老化现象。 1.1.5 塑料的可加工性 1.2 塑料的流变性 当温度和压力变更时，黏流态的塑料表观黏度会相应地发生变化，这称为塑料的流变性。 表观粘度ηα。 1.2.3影响粘度的因素 影响粘度的主要因素有温度，压力，施加的应力和应变速率等。后两者与粘度的关系前面已经讨论，这里只分析温度和压力对粘度的影响。 1.温度对剪切粘度的影响 温度与液体剪切粘度的关系用下式表示： 2.压力对剪切粘度的影响 由于液体的剪切粘度依赖于分子间的作用力，而作用力又与分子间的距离有关，因为当液体承受力而使分子间的距离减少时，液体的剪切粘度总是趋于增大。聚合物熔体在受到压力时，因受压缩率的影响，其粘度会有所增高。 事实上，一种聚全物在正常的加工温度范围内，增加压力对粘度的影响和降低温度的影响相似。这种在加工过程中通过改变压力或温度，都能获得同样的粘度变化的效应称为压力—温度等效性。 1.3 塑料成型工艺性能 1.3.1 流动性 定义：在成型过程中，塑料熔体在一定的温度与压力作用下充填型腔的能力。 影响： 塑料的流动性差时→缺料。 熔体流动性太好→溢料。 热塑性塑料的流动性分为三类： 流动性好的：PE、PP、PS、醋酸纤维等； 流动性中等的：改性聚苯乙烯、ABS、AS、有机玻璃、POM、氯化聚醚等； 流动性差的：PC、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、氟塑料。 1.3.2 收缩性 造成成型收缩的原因： 热胀冷缩 因弹性回复造成的收缩 结晶收缩 定向收缩 影响收缩率变化的因素： 塑料品种 塑件特征 模具结构 成型工艺参数  1）收缩率计算 S实=（a-b）/b S计=c-b/c （1-5） S实——实际收缩率（%)； S计——计算收缩率（%)； a——塑件在成型温度时的单向尺寸（mm) b——塑件在常温下的单向尺寸（mm) c——模具型腔在常温下的单向尺寸（mm) 1.3.3 结晶性 热塑性塑料按其冷却时是否出现结晶现象可将其分为结晶型与非结晶型（或称无定型）。 1.3.4 热敏性及吸湿性 热敏性：塑料对温度的敏感性，高温下发生变色、分解的倾向性。 热敏性塑料：硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、氯乙烯和醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚甲醛、聚三氟氯乙烯等。 吸湿性：是指塑料对水分的亲疏程度。吸湿性的大小取决于聚合物组成及分子结构。例如：PA、PC、ABS、PS等，在其分子链中由于含有极性基团，对水有吸附能力，故属于吸湿倾向大的塑料。 1.3.5 聚合物降解   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的氧作用，导致聚合物链断裂、分子变小、相对分子质量降低的现象称为聚合物降解（也称裂解）。 聚合物降解的影响：轻度降解会使聚合物变色；进一步降解会使聚合物分解出低分子物质，使制品出现气泡和流纹弊病，削弱制品各项物理、力学性能；严重的降解会使聚合物焦化变黑并产生大量的分解物质。 1.3.6 聚合物定向： 塑料在成型加工过程中分子发生不同程度的定向排列，即为定向（或称取向）。 影响聚合物定向的因素： ①随着模具温度、成型温度及塑件型腔深度的增加，分子定向程度也随之增加。 ②为了减少分子定向程度，通常可将浇口开设在型腔深度较大的部位。 ③增加浇口长度、充模压力及充模时间，分子定向程度也随之增加。 1.3.7 压缩比与比容 压缩比：塑料粉与塑件两者体积之比。 比容（比体积）：单位质量塑料所占的体积。 表示了