1、工程塑料加工技术,苑会林 北京化工大学材料科学与工程学院,制品的安全保证,材料设计 制品设计 模具设计及其制造 试模与生产 后处理及装配与修饰,1.材料的改性,脆性的塑料： PVC PS PP PA6,66,610,1010,12 POM,塑料脆性的测定与评价,冲击性能测试方法 简支梁测试（Sharp） 无缺口（常温、低温） 有缺口（常温、低温） 悬臂梁测试（Izod） 无缺口（常温、低温） 有缺口（常温、低温）,简支梁测试（Sharp）,GB 104379,悬臂梁测试（Izod）,GB 184380,不同塑料的抗冲击强度,2.抗冲击改性的理论,抗冲改性剂的定义： 能把脆性塑料转变为韧性塑料的
2、高分子添加剂 抗冲改性的方法： 共混改性 共聚改性,抗冲击吸收的能量（kJ/m2）,弹性能断裂应力（聚合物的弹性模量） 形变能分子链滑移吸收的能量,冲击脆裂机理,制品受振动和冲击应力传入的机械能被连续的基体硬相所吸收，如果要防止脆裂，能量必须传到封闭的高弹性中。,Fracture of polymers,Ductile and brittle fractures,Thermosetting polymers,Crazing,Fibrillar bridges,Mircovoids,Crack,聚合物的拉伸应力应变曲线,1 刚性材料 2 弹性材料 3 增韧改性后的聚合物材料,PVC的抗冲改性,网
3、络型 PE-C和EVA在改性PVC时，在加工过程中形成了蜂窝状的网络。,弹性核壳结构 MBS和PAE(ACR)在改性PVC时，在加工过程中形成了单个球形高弹粒子。,网络型抗冲改性剂对剪切的依赖性,在加工过程中，剪切力必须正好满足以形成网络状结构，过多的剪切往往会破坏网络，由此会导致冲击强度的降低。 当温度超过185190度时也会产生同样效应,相同条件下EVA网状结构的破坏，EVA于是以球状粒子形式存在。（发生相反转）,氯化聚乙烯抗冲改性剂（CPE）,装饰线型材中CPE135A含量对冲击强度的影响 CaCO3含量50份,氯化聚乙烯抗冲改性剂的优缺点,优点： 价格低廉 加工容易,缺点： 刚性下降
4、弯曲强度下降 降低耐热性 降低表面硬度 光泽性下降,聚丙烯酸酯抗冲改性剂（ACR）,聚丙烯酸丁酯（Tg56度） 聚丙烯酸2乙基己酯（Tg70度）,悬浮聚合接枝PVC 接枝共聚丙烯酸衍生物，如丙烯酸丁酯（BA）与甲基丙烯酸甲酯（ACR）,“核-壳”结构ACR抗冲改性剂简介,“核壳”结构ACR抗冲改性剂结构图,橡胶核（PBA）,较高Tg壳（PMMA）,常见的ACR抗冲改性剂,1 国外开发的主要产品美国Rohm Haas公司 的KM系列韩国LG公司的IM系列日本吴羽公司的FM系列 2 国内开发的主要产品山西省化工研究院的ACR-JG-501北京化工研究院的BKM-323B,聚丙烯酸酯类改性剂的应用,
5、UPVC窗型材聚丙烯酸丁酯(ACR)含量对冲击强度的影响,聚丙烯酸酯类改性剂的优点,无故障加工 光亮且持久 能获得很高的缺口抗冲击强度 很好的外观 良好的耐老化性能,ABS,三元贡献图,ABS的增强特点,光洁度高 刚性和韧性同时提高 ABS改性时可提高材料的耐热性,MBS Methyl methacrylate,三元贡献图,Butadiene,Styrene,MBS改性PVC,冲击强度与温度的关系,聚丙烯的抗冲改性剂,顺丁胶 SBS(Styrene-Butadiene-Styrene) EPDM(Ethylene-Propylene-Diene Mischpolymere) EPR (Ethy
6、lene-Propylene Rubber) POE弹性体(Polyolefin Elastomer) SEI弹性体(Styrene Ethylene Interpolymer),PP共混物随着EPDM的变化,PP抗冲击改性,抗冲改性的PP与EPDM含量的关系的,改性PP在汽车上的应用,汽车保险杠 前后挡板 仪表板 车轮挡板 门板衬里,聚苯乙烯及其共聚物的抗冲改性,丁二烯接枝聚苯乙烯 用SBS改性PS 用EPDM改性PS可用于户外,聚酰胺的抗冲改性,需要接枝改性的弹性体 g-EPDM g-EPR g-POE 接枝马来酸酐、丙烯酸（酯）,改性与非改性的聚酰胺物理性能比较,接枝EPDM、EPR和P
7、OE弹性体改性PA66,PA66的性能,GF-PA66在三种湿度下的拉伸应力应变曲线（23）,PA66在两种温度和湿度下的 应力应变曲线,PA66在拉伸和压缩下的应力应变曲线，23,不同湿度下PA66的拉伸强度随温度的变化（拉伸速率5mm/min）,不同湿度下PA66的拉伸强度随玻纤含量的变化（23）,不同湿度下PA66的屈服强度随温度的变化,不同湿度下PA66的弯曲模量随温度的变化,不同湿度下PA66的弯曲模量随玻纤含量的变化,120干燥条件下，两种应力下，PA66应变随时间的变化,23，50%湿度，PA66等时应力应变曲线,60，50%湿度，PA66等时应力应变曲线,23，6.9MPa，循
8、环加载,23，13.8MPa，循环加载,短时间下，PA66绝缘强度随厚度的变化,PA66的绝缘强度与温度的关系,不同牌号PA66体积电阻系数与温度的关系（干燥环境）,两种牌号PA66体积电阻系数与湿度含量的关系,环境的影响-在不同温度下PA66的拉伸强度与暴晒时间的关系,二、PA的加工性能,应力应变的三种类型,PA66拉伸应力应变（23）,50%湿度，四种温度下PA66应力应变曲线,不同湿度下屈服强度与温度的关系,23,Minlon拉伸强度与相对湿度的关系,93，Minlon拉伸强度与相对湿度的关系,PA66三种温度下的应力应变曲线,不同湿度下，PA66拉伸强度与温度的关系,不同湿度下，拉伸强
9、度与玻纤含量的关系,三种牌号PA66剪切强度与温度的关系,三种牌号PA66剪切强度与相对湿度的关系,三、工程塑料的应用,四、结构设计,结构设计,弯角设计 错误 正确,壁厚均匀设计 错误 正确,错误 正确,厚度均匀设计 错误 正确,错误 正确,厚度均匀设计 错误 正确,厚度均匀设计,厚度均匀设计 错误 正确,厚度均匀设计 错误 正确,壁厚均匀设计 错误 正确,镶嵌设计 错误 正确,加强肋设计 错误 正确,螺纹座设计 错误 正确,加强肋设计,加强肋 错误 正确,加强肋设计 错误 正确,减少壁厚,避免壁厚不均 错误 正确,避免尖角设计,受力均匀 错误 正确,卡扣设计,金属嵌件 错误 正确,错误 正确,厚薄不均,错误 正确,密封盖设计,错误 正确,错误 正确,O型圈压缩,螺纹设计,螺纹设计,谢谢！,
