塑料的性能与工艺特性.doc

塑料的性能与工艺特性 第一节 塑料的性能和用途 一、塑料具有如下性能及用途。 （1）质量轻 （2）比强度高 （3）耐化学腐蚀能力强 （4）绝缘性能好 （5）光学性能好 （6）多种防护性能 应该指出的是，塑料也存在着一些缺点，在应用中受到一定的限制。 一般塑料的刚性差，如尼龙的弹性模量约为钢铁的1/100。 塑料的耐热性差。 塑料的导热系数只有金属的1/200~1/600。这对散热而言是一个缺点。 塑料易燃烧，在光和热的作用下性能容易变坏，发生老化现象。 所以，在选择塑料时要注意扬长避短。 第二节 塑料的组成和分类 塑料是一类以合成树脂为基本成分，加入一定量不同添加剂的混合物，在一定温度、压力和时间下以能制成规定形状和尺寸且具有一定功能的塑料制品。 合成树脂是高分子聚合物，其分子由无数个单体单元构成，这些单体单元称之为链节。 热塑性塑料的链状分子在加热前和加热后只是互相缠绕并不以化学链相连接，通常称为线型聚合物。 热固性塑料在加热开始时也具有链状结构，但在受热后这些链状分子通过交联后应逐渐结合成三维的网状结构，成为既不熔化又不溶解的物质，通常称为体型聚合物。 聚合物大分子中所含链节数称为聚合度。 根据需要，在合成树脂中加入其他成分的助剂，可以改善或调节塑料的性能。 塑料的品种繁多，通常可按如下方法分类： （1）按受热时的行为分为热塑性和热固性 （2）按反应类型分为加聚型和缩聚型 （3）按大分子排列状态分为无定形和结晶型 （4）按性能和应用范围分为通用、工程和特种塑料 由于塑料的名称大都冗长繁琐、说与写均不方便，所以常用国际通用的英文缩写字母来表示。表16-1示出常用的塑料名称及英文代号。 表16-1 常用塑料名称及英文代号 塑料种类 塑料名称 代号 热塑性塑料 聚乙烯 高密度聚乙烯 低密度聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯 丙烯腈一丁二烯-苯乙烯共聚物 聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃） 聚苯醚 聚酰胺（尼龙） 聚砜 聚氯乙烯 聚甲醛 聚碳酸酯 PE HDPE LDPE PP PS ABS PMMA PPO PA（N） PSF PVC POM PC 热固性塑料 酚醛 脲醛 三聚氰胺甲醛 环氧 不饱和聚酯 PF UF MF EP UP 第三节 塑料的工艺特性 本节着重讲述塑料的收缩性、流动性、结晶性及其他工艺性能。 一、塑料的收缩性 塑料制品从模具中取出发生尺寸收缩的特性称为塑料的收缩性。因为塑料制品的收缩不仅与塑料本身的热胀冷缩性质有关，而且还与模具结构及成形工艺条件等因素有关，所以通常所指的塑料的收缩性实际上是指塑料制品的成形收缩性能。 塑料的收缩性可用塑料制品的收缩率表示。 塑料的收缩率数据是以标准试样实测得到的。部分常用热塑性塑料的计算收缩率如表16-2所示。 表16-2 部分常用热塑性塑料的计算收缩率 成型物料 线膨胀系数 成型收缩率 塑料名称 填充材料 105℃-1 % 结 晶 型 聚乙烯（低密度） — 10.0~20.0 1.5~5.0 聚乙烯（中密度） — 14.0~16.0 1.5~5.0 聚乙烯（高密度） — 11.0~13.0 2.0~5.0 聚丙烯 — 5.8~10.0 1.0~2.5 聚丙烯 玻璃纤维 2.9~5.2 0.4~0.8 聚酰胺（b） — 8.3 0.6~1.4 聚缩醛 20%玻璃纤维 3.6~8.1 1.3~2.8 无 定 形 聚苯乙烯（通用） — 6.0~8.0 0.2~0.6 聚苯乙烯（抗冲击型） — 3.4~21.0 0.2~0.6 聚苯乙烯 20%~30%玻璃纤维 1.8~4.5 0.1~0.2 ABS（抗冲击型） — 9.5~13.0 0.3~0.8 ABS 20%~40%玻璃纤维 2.9~3.6 0.1~0.2 聚碳酸脂 — 6.6 0.5~0.7 聚碳酸脂 10%~40%玻璃纤维 1.7~4.0 0.1~0.3 聚氯乙烯（硬质） — 5.0~18.5 0.1~0.57 影响塑料的因素可以从以下三个方面来分析： （1）成形工艺参数的影响 成形工艺参数中影响最大的因素当属成形压力。提高压力可以导致塑料制品密度增加，使收缩率减小。 （2）塑料制品结构的影响 制品壁厚增大，收缩率增大。流动方向与垂直于流动方向的收缩也有明显差别。一般地，流动方向收缩率大于垂直于流动方向的收缩率。 （3）模具结构的影响 模具温度调节系统的设置有助于保持模具温度的恒定，能减少收缩率的波动。在可能的情况下采用较低的模温可以减小收缩率。 二、塑料的流动性 （1）所有塑料都是在熔融状态下加工成形的，流动性是塑料成形过程中应具备的基本特性和标志。 （2）热塑性塑料的流动性常用熔体流动速率指数来表征，简称熔融指数（MF