射岀成型加工技术_(NXPowerLite).ppt

第一章.塑膠原料概論 1.塑膠的合成與分子結構 2.塑膠的分類與特性 3.轉態現象與P-V-T圖 4.塑流的噴泉與皮膚效應 5.分子配向與松弛 6.塑料的流動粘度 第一章:塑膠原料概論 塑膠是分子量介于104~106的有機高分子化合物. 由所謂單體(MONOMER)的有機化合物,經過聚合物(Polymerization)的化學反應程序可得到各種不同分子量的化合物;通常這些化合物的機械性質會因分子量的增加而提高,所以化學家按分子量的大小做了以下歸類: (1)低分子化合物:分子量1,000,如單體. (2)準高分子化合物:分子量在1,000~10,000之間,又稱為寡聚合物(Oligomer),如油漆,接著劑等. (3)高分子化合物:分子量在10,000~1,000,000之間,又稱為聚合物(Polymer),如塑膠,合成橡膠及人造纖維等. (4)超高分子化合物:分子量1,000,000. 聚合物如由單一種單體所聚合而成時被稱為單聚合物(Homo-polymer),如由兩種以上單體所合成則稱為共聚合物(Copolymer) 如: POM(俗稱塑膠鋼)的 ★ 單聚合物 --［-CH2-O-］n -- ★ 共聚合物 --［-CH2-O-］n -［CH2-CH2-O-］-m 聚合物的性質大體受下列因素之影響: (1)構成分子的官能基(Functional Group). (2)聚合物的聚合度(結合單體的多寡),也就是分子量的大小. (3)聚合物的分子結構,如線形或有側鏈,結晶或是不定形以及是否交聯(cross-linking)等;還有結晶度(結晶區域的比率)的大小,分子鏈的柔軟性和分子量的分佈等也都會影響聚合物之性質. 1.2塑膠的分子結構 (1)線形分子鏈(linear molecular chain)與側鏈(branched)結構. (2)分子鏈纏集----不定形結構(amorphous)與結晶(crystalline). (3)交聯(cross-linking)密集交聯. 1.2.2一次(共價鍵力)與二次結合力(凡得瓦力). 第一章:塑膠原料概論 結晶與不定形 交聯結構(Cross-Linking) 第一章:塑膠原料概論 貳.熱可塑性塑膠(Thermo-plastics) 3.轉態現象與P-V-T圖 塑膠的轉態現象 P-V-T關系示意圖 4.塑流的噴泉(fountain effect)與皮膚效應(skin effect) 熔融的塑膠在流動時,是有如噴泉方式的前進,此稱為噴泉效應;而當塑流接觸到較冷的模壁時,則靠近模壁的部份將會先行固化,此稱為皮膚效應. 先行凝固的皮膚層厚度和散熱的速度有關,通常在下列的情形下會形成較厚: (1)模壁溫度較低. (2)塑料溫度較低. (3)流路較窄較低. (4)流速較慢. 皮膚層因凝固而無法流動,在它與中心部流動層之間將會產生較大的切斷力(shear stress),這不僅會阻礙塑膠的流動,嚴重時也會破壞塑膠的結構;不過切斷力也會產生熱量,當新生的熱等於散掉的熱時,皮膚層在塑流繼續當中就不再增加其厚度. 皮膚層由于是在極短的時間被凝固,所以它跟較充分收縮的中心部比起來,是比較松散(密度低)的分子結構,這是成形品變形翹起曲的要因之一;而且皮膚層也是影響凹陷,真空泡,短射以及表面外觀等很重要的因素. 噴泉流動與皮膚層 5.分子配向(molecular orientation)與松弛(relaxation) 熔融塑膠流動時,因受噴泉效應與切斷力的作用,分子鏈會延流動方向排列,此稱為分子配向;而當流動結束,如塑膠仍有足夠的溫度則會朝原來的糾纏結構回復,此稱為松弛. 配向與松弛的程度取決于料溫,模溫,射出速度,肉厚,材料粘度以及射擊出時間等;它會影響成形品縱橫及厚度方向之收縮率,也是變形翹曲的另一要因;同時它也使成形品各有不同程度的方向性,改變不同方向的性質. 分子配向與松弛 6.塑料的流動粘度 有一個理論說塑膠的粘度決定于分子鏈的糾纏程度,糾纏的程度越小,粘度就越低,反之亦然;而塑膠本身的分子量大小,分子結構 以及外在的加工溫度,流動切斷力(使分子鏈配向)和受壓縮的程度等都會影響它的糾纏,所以塑膠的粘度就受到了這些因素的綜合影響. 塑膠材料的粘度特性 1.射出成形的充填過程 1.1一般工程順序簡介 1.2充填3階段 熔融的塑膠從開始被射出到不再進入模腔為止的充填,可以分成3個階段來描述: (1)射出相(injection phase): 定義:熔融的塑膠被快速射入模腔,剛好到了達最遠端為止的階段. 變化:在這一階段,塑流所受的阻力一般而言尚不太高,所以模