[工程科技]塑料材料及生产工艺.doc

第一部分 基础知识 塑料材料及生产工艺 第一节、塑胶概述 聚合物(polymer)，又可称为高分子或巨分子(macromolecules)，也是一般所俗称的[塑料](plastics)或树脂(resin)，所谓[塑料]、其实它是[合成树脂]中的一种，形状跟天然树脂中的[松树脂]相似，但因又经过化学的力量来合成，而被称之为[塑料]。 根据美国材料试验协会所下的定义，[塑料]乃是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料，它在加工完成时呈现固态形状，在制造以及加工过程中，可以藉[流动](flow)来造型。因此经由此说明我们可以得到以下几项了解︰一、它是高分子有机化合物 二、它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等 三、它可以成形(moldable) 四、种类繁多因为不同的单体组成所以造成不同之塑料 五、用途广泛产品呈现多样化 六、具有不同的性质 七、可以用不同的加工方法(processing method ) 第二节、塑胶分类 聚合物是由许多较小而结构简单的小分子(monomer)，藉共价键来组合而成的。聚合物的种类繁多，一般若是以对热之变化来分类，它可以分为两大类︰ 一、热固性塑料(Thermoset? plastics )︰指的是加热后，会使分子构造结合成网状型态，一但结合成网状聚合体，即使再加热也不会软化，显示出所谓的[非可逆变化]，是分子构造发生变化(化学变化 )所致。 二、热塑性塑料(Thermo? plastics )︰指加热后会熔化，可流动至模具冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料，即可运用加热及冷却，使其产生[可逆变化](液态←→固态)，是所谓的物理变化。 热塑性塑料又可再区分为泛用塑料、泛用工程塑料、高性能工程塑料等三类。以下以不同的表列式来作说明： 第三节 常用材料的特性及应用 ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 丙烯腈--丁二烯--苯二烯(ABS)共聚物 结 构 式 性　　质 丙烯腈提供耐热及抗化性，丁二烯提供韧性及耐冲击性，苯乙烯提供挺性及加工性 优　　点 1、坚硬，易押出2、易染色3、难燃4、耐冲击5、表面性佳 缺　　点 1、耐溶剂性差2、低介电强度3、低拉伸率 化学物理性能 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度 注塑工艺条件 干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80～90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210～280℃；建议温度：245℃。 模具温度：25～70℃。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 注射压力：500～1000bar。 注射速度：中高速度。 用　　途 把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 PP 聚丙烯 聚丙烯(PP) 结 构 式 性　　质 极轻之塑料，密度仅为0.9g/cm3加工性质毋须预热干燥 优　　点 1、易染色2、耐湿性佳3、耐化性佳4、高铰链特性5、耐冲击性 缺　　点 1、复杂之异形押出不易2、易被紫外线分解3、不易接合4、易氧化 化学物理性能 PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。