1、注塑专家训练系统 塑料材料 塑料基本特性 塑料的物理特性1 一般性的塑料與鋼相比a 抗拉強度 tensilestrength 為鋼的1 10b 拉伸模量 tensilemodulus 或硬度 stiffness 為鋼的1 100c 熱傳導率 thermalconductivity 為鋼的1 302 塑料為電的絕緣體 故為理想的電絕緣件材料 塑料的制作 塑料由以下物質制得1 石油a 世界上的石油大約有3 用於制造各種各樣的塑料2 某些型號的塑料由碳 氧 氮 硫等合成B 塑料的具體制程1 原料是叫單體 monomer 的小分子2 聚合物 polymer 分子是由單體組成的長分子鏈3 聚合物分子與部
2、分添加劑聚合便得到塑料4 聚合 polymerization 將單體 短分子鏈 合成聚合物 長分子鏈 5 聚合物分子鏈大小a 一般的聚合物分子鏈長度為0 2微米b 聚合物分子鏈的長是寬的1000倍多 塑料的制作 細長的分子鏈結構是聚合物最重要的特性之一 它影響塑料成型和最終的制品特性 塑料結構的基本類型 A熱塑性塑料 thermoplastic 受熱變軟1 熱塑性塑料能多次變軟 重新成型新的制品2 一般的注射成型都是用熱塑性塑料 塑料結構的基本類型 B 熱固性塑料 thermoset 受熱固化1 熱固性塑料隻能一次被加熱成型 以後塑料不會再變軟 2 交聯反應 crosslinking 熱固性塑
3、料第一次被加熱而軟化 從而成型制品 但在此過程中伴隨著化學反應的發生 致使分子鏈彼此交結在一起 交聯反應將導致a 分子結構變硬b 塑料不能再次熔化3 可用於高溫狀況下仍保持一定剛度 強度 的制品 塑料成型時所面臨的材料問題 A 污染 contamination 1 污染是制品不合格常見的原因B 污染的原因1 不小心將不同類型的塑料混合在一起2 換料時未清理料鬥或碎片研磨機3 袋子或紙箱上的細碎紙片與塑料混合在一起4 有灰塵 液壓油或油脂粘在塑料 回收料或流道上 塑料成型時所面臨的材料問題 濕氣1 吸濕性塑料指能從空氣中吸收水份的塑料2 吸濕性塑料在成型之前必須進行幹燥 並保持幹燥3 吸濕過多濕
4、氣的塑料將導致產品產生外觀和強度上的缺陷a 銀絲就是水分在成型的過程中變成水蒸氣而導致的成品的外觀缺陷 塑料成型時所面臨的材料問題 聚合分子的熱降解 由於熱引起的聚合物分子鏈結構變化1 由於過熱或加熱過久而導致2 降解改變聚合物分子鏈 通常是縮短 a 減小制品強度b 影響塑料的流動行為 添加劑 additives A 添加劑是為改善某一特性而加入塑料的化合物1 常見的添加劑是用來減少降解a 熱穩定劑 有助於防止分子鏈在成型過程中由於過熱而降解b 抗氧化劑 減少氧氣與聚合物分子鏈結合c 防紫外線劑 保護制品不受紫外線傷害 添加劑 additives 其他添加劑a 著色劑 改變制品顏色b 泡沫劑
5、減少塑料密度c 潤滑劑 使塑料流動容易 頂出容易d 增塑劑 軟化某些塑料e 止燃劑 減少可燃性f 抗靜電劑 防止 消除靜電 增強型聚合物 A 增強型聚合物成型是指將纖維加入塑料1 塑料加入纖維後將更難流動B 增強型聚合物成型的制品的特性1 高強度2 增大拉伸強度3 收縮更小 回收料 A 回收料指已經成型過一次或多次的塑料1 回收料通過粉碎如下的項目而獲得a 流道冷料b 澆口冷料c 廢棄制品 塑料的流動行為 A 粘度是用來衡量流動阻力1 高粘度高流動阻力流得慢2 低粘度低流動阻力流得快 塑料的流動行為 B 改變塑料的粘度1 熱對粘度的影響a 增加塑料溫度將降低粘度b 降低塑料溫度將增大粘度2 流
6、動對粘度的影響a 流動使粘度變小 分子定向或沿流動方向排列 這減少分子鏈間的摩擦 從而容易流動b 流動快慢將影響充填 保壓的能力3 流動對制品的影響a 分子鏈可在制品中排列b 分子定向將影響 強度 收縮C 分子鏈的排列會使垂直流向的強度變弱 但會使流向的強度增強 各向異性 分子排布 結晶 Crystalline 分子依次折疊 fold 形成晶體 這種折疊叫鏈折疊 chainfolding 鏈折疊是由於內分子力而形成的 非結晶 Amorphous 分子自由排布 由內分子力形成的無序排布 配向 Oriented 分子相互平行排布 這是由於外力形成的 分子排布 分子排布會影響 1 抗拉強度 Tens
7、ilestrength 2 沖擊強度 Impactstrength 3 尺寸 dimensions 4 翹曲 Warp 5 表面粘附力 Surfaceadhesion 6 光學性能 Opticalproperties 注意 一個注射產品至少包含兩種 通常三種都有 分子排布 分子排布 結晶 非結晶 配向分子結構的量取決於 1 塑料類型2 添加劑3 產品設計4 模具設計5 成型條件 分子排布 結晶材料1 在一個特定的溫度或一個很窄的溫度范圍內 會從液體變為固體或從固體變為液體的材料2 會結晶的塑料舉例 Polyethylene Polypropylene Nylon Acetal Polyphen
8、ylenesulfide PPS Polyethyleneterphthalate PET 分子排布 3 當結晶塑料在成型機裡被加熱到超過它的結晶熔化溫度 它將失去結晶結構而變成液體 塑料被注射到模具裡後 塑料冷卻並重新形成晶體 4 聚合物晶體的形成a 當聚合物分子被冷卻到它們的凝固溫度 分子就一個接一個地折疊 結果形成一種密集的的分子排布 這就是聚合物晶體的基本結構5 聚合物結晶的條件a 聚合物分子必須緊靠在一起b 聚合物的冷卻速度必須有足夠的時間來讓晶體形成 分子排布 6 成核劑a 被加到塑料裡來增加晶體形成膜的尺寸b 使晶體較早開始生長 並長成較大的分子結構c 用成核劑 即使是較薄的產品
9、快速冷卻也能有較高的結晶含量7 晶體外形a 結晶結構稱為球晶 spherulite 是由成百萬的分子形成的b 小的球晶是在冷卻較快的外壁形成c 大的球晶是在冷卻較慢的內部形成 分子排布 非結晶結構1 分子沒有特定的順序2 沒有特定的熔化或凝固溫度3 分子排列沒有晶體緊密4 非結晶塑料舉例 Acrylic Polystyrene Polycarbonate Polysulfone ABS 分子排布 半結晶塑料 Semi crystallineplastics 1 有部分非結晶結構的結晶塑料2 結晶的量取決於 分子結構 增添劑 成型條件 分子排布 結晶 非結晶含量對塑件的影響a 增加結晶的影響 塑料剛度增加 塑料抗拉強度增加 化學抵抗力增加 氣體滲透性降低 分子排布 結晶 非結晶 配向的影響 成型 產品設計 模具設計
