1、塑料基础知识学习.txt 老子忽悠孩子叫教育，孩子忽悠老子叫欺骗，互相忽悠叫代沟。男人 这花花世界，我要用什么颜色来吸引你。 本文由 moses10001 贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。第 1 讲 塑料概述内容提要： 1.1 塑料的组成及分类 1.1.1 塑料的主要成分 1.1.2 塑料的几种物料形式 1.1.3 塑料的分类 1.2 塑料的性能 1.2.1 塑料的使用性能 1.2.2 塑料的工艺性能 1.3 常用塑料11.1 塑料的组成与分类塑料一般由树脂和添加剂组成，树脂在塑料 中起决定性作用。添加剂对塑料也有非常重要的 影响
2、。有些塑料（如聚四氟乙烯）在树脂中不加 任何添加剂，树脂就是塑料。但大多数塑料若不 加添加剂，就没有实用价值。 可以根据塑料的不同用途和不同的性能要 求，适当地在树脂中加入一定量的添加剂，来获 取某种性能的塑料。11.1.1 塑料的主要成分1.树脂 树脂属于高分子化合物，称为高聚物，是塑 料中主要的、必不可少的成分。它决定塑料的类 型，影响塑料的基本性能。 树脂可分为天然树脂和合成树脂两种。天然 树脂有的是从树木和昆虫中分泌出来的。合成树 脂是用人工合成的方法按天然树脂的分子结构制 成的树脂，在生产中，一般采用合成树脂。31.1.1 塑料的主要成分2.添加剂 常见的添加剂主要有：填充剂，增塑剂
3、，着 色剂，润滑剂，稳定剂等。此外还有阻燃剂，抗 静电剂等。41.1.1 塑料的主要成分填充剂：又称填料，可分为有机填充剂和无机填充 剂。填充剂在塑料中的作用有： （1）减少树脂的含量，降低塑料成本，起增量的 作用； （2）改善塑料性能，扩大塑料的应用范围。 填充剂的形状有粉状、纤维状和层（片）状。51.1.1 塑料的主要成分增塑剂：对于一些可塑性小、柔软性差的树脂， 加入增塑剂可以使塑料的塑性、流动性和柔韧性 得到改善，并可降低刚性和脆性。 增塑剂一般为高沸点液态和低溶点固态的有 机化合物，要求与树脂相溶性好、不易挥发、化 学稳定性好、耐热、无色、无臭、无毒、价廉。 常用的增塑剂有樟脑、邻苯
4、二甲酸二丁酯、 邻苯二甲酸二辛酯、癸二酸二丁酯等。61.1.1 塑料的主要成分着色剂：主要是使塑料具有不同的颜色，起装饰美 观作用，有的着色剂还能提高塑料的光稳定性、热 稳定性和耐候性。 着色剂包括颜料和染料。颜料又分为无机颜料 和有机颜料。 无机颜料是不溶性的固态有色物质，它在塑料 中分散成微粒而着色，其着色彩能力、透明性和鲜 艳性较差，但耐光性、耐热性和化学稳定性较好。 染料可溶于树脂中，有强烈的着色能力，且色 泽鲜艳，但耐光性、耐热性和化学稳定性较差。 有机颜料的特性介于染料与无机颜料之间。71.1.1 塑料的主要成分润滑剂：润滑剂的作用是防止塑料在成型过程中 发生粘模，同时还能改善塑料
5、的流动性并提高塑 件表面光泽度。 常用的热塑性塑料中一般都要加入润滑剂。 常用润滑剂有硬脂酸、石腊和金属皂类（硬脂酸 钙、硬脂酸锌）等。81.1.1 塑料的主要成分稳定剂：高分子化合物在热、力、氧、水、光、射线 等作用下，大分子链或化学结构发生分解变化的反 应，称为降解。为了防止或抑制降解，需在树脂中加 入稳定剂。 稳定剂可分为热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂。 热稳定剂：抑制和防止树脂在加工或使用过程中 受热而降解。 光稳定剂：阻止树脂因受到光作用而引起降解。 抗氧化剂：防止树脂在加工、贮存和使用过程中 发生氧化，导致树脂降解而失去使用价值。91.1.2 塑料的几种物料形式根据塑料成型需要，工业
6、上常用于成型的塑料 有粉料、粒料、溶液和分散体四种。 粉料的配制是将一定配比的树脂和添加剂粉 碎，并在混合设备中按一定的工艺混合即可。 粒料是将已混合好的粉料置于塑炼设备中，借 助于加热和剪切应力作用使之熔融，驱出挥发物与 杂质，进一步分散粉料中的不均匀成分，再通过粒 化设备使之成为粒料。在成型工艺一般采用粒料。 溶液是将树脂溶于脂类、醚类和醇类溶剂中， 再加入一些增塑剂、稳定型、色料和稀释剂等。 分散体是树脂与非水液体形成的悬浮体，通称 为溶胶塑料或“糊”塑料。101.1.3 塑料的分类1.按树脂的分子结构及热性能分类 热塑性塑料：此类塑料的分子呈线型或支链 型结构。加热时软化并熔融，成为可
7、流动的黏稠 液体（熔体） ，成型为一定形状冷却后成为固 体，并保持已成型的形状。如果再次加热，又可 以软化并熔融，可再次成型，并可反复多次使用。 在熔化、成型过程中只有物理变化而无化学变化。 所以热塑性塑料的边角料（水口料）及废品可以 回收并掺入原料中再次使用。 例如：PE、PP、PS、PVC、PMMA、PA、 POM、ABS、PC、PPO、PSU、PTFE 等。111.1.3 塑料的分类热固性塑料：此类塑料的分子最终呈体型结构。 它在受热之初，分子呈线型结构，故具有可塑性和 可熔性，可成型为一定形状，当继续加热时，线型 分子间形成化学键结合（交联） ，分子间呈网状结 构，当温度达到一定值后，
8、交联反应进一步发展， 形成体型结构，此时树脂既不熔融，也不溶解，形 状固定后不再变化，又称固化。如果再加热，不再 软化，也不再具有可塑性，在上述过程中既有物理 变化，又有化学变化。此类塑料制品的边角料和废 料不能再回收利用。 例如：酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、脲醛 塑料、三聚氰胺甲醛和不饱和聚酯等。121.1.3 塑料的分类2.按塑料的性能和用途分类 通用塑料：此类塑料具有产量大、用途广、价 格低的特点，主要有酚醛塑料、氨基塑料、聚氯乙 烯、聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯六大品种。 工程塑料：指在工程上作为结构件的塑料。这 类塑料的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性、尺寸稳定 性均较高，具有一定的金属特性
9、，常代替金属制造 一些零部件。常用的有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、 ABS 等。 增强塑料：在塑料中加入玻璃纤维等填料作为 增强材料进一步改善塑料的力学、电气性能，形成 复合材料，通常称为增强塑料。增强塑料具有优良 的力学性能，比强度和比刚度高。热固性的增强塑 13 料俗称玻璃钢。1.2 塑料的性能塑料的性能包含使用性能和工艺性能。 使用性能体现塑料的使用价值；工艺性能体 现塑料的成型特性。 塑料的使用性能包括物理性能、化学性能、 力学性能、热性能、电性能等，这些性能都可以 进行衡量和测定。 塑料的工艺性能主要有:热固性塑料的工艺 性能和热塑性塑料的工艺性能。141.2.1 塑料的使用性能1.物
10、理性能 密度：单位体积中塑料的质量。塑料的密度一般比 金属的密度小，在0.832.20g/cm3 之间。 透湿性：塑料透过蒸气的性质，用透湿系数表示。 在一定的湿度下，试样两侧在单位压力差情况下，单位 时间内在单位面积上通过的蒸气量与试样厚度的乘积。 透气性：塑料阻止空气穿过的性质，是衡量塑料制 品密封能力的一个指标。 吸水性：塑料吸收水分的性质。它可用吸水率表示。 吸水率是指在一定温度下，将塑料放在水中浸泡一定时 间后质量（重量）增加的百分率。 透明性：塑料透过可见光的性质，用透光率表示。 透光率指透过塑料的光通量与其入射光通量的百分比。151.2.1 塑料的使用性能2.化学性能 耐化学性：
11、指塑料耐酸、碱、盐、溶剂和其 他化学物质的能力。 耐候性：指塑料暴露在日光、冷热、风雨等 气候条件下、保持其性能的能力。 耐老化性：指塑料暴露于自然环境或人工条 件下，随着时间的推移，不产生化学结构变化， 并保持其性能的能力。 光稳定性：指塑料在日光或紫外线照射下， 抵抗褪色、变黑或降解的能力。 抗霉性：指塑料对霉菌的抵抗能力。161.2.1 塑料的使用性能3.力学性能 塑料的力学性能主要包括抗拉强度、抗压强 度、抗弯强度、断裂伸长率、冲击韧度、抗疲劳 强度、耐蠕变性、硬度、摩擦系数及磨耗等。 磨耗是塑料试样与特定的砂纸摩擦一定时间 后损失的体积，其他指标与金属的力学性能指标 有相似的意义。1
12、71.2.1 塑料的使用性能4.热性能塑料的热性能包括线膨胀系数、导热系数、玻璃化温度、耐 热性、热变形温度、溶体指数、热稳定性、热分解温度等。 玻璃化温度：塑料从黏流态或高弹态（橡胶态）向玻璃态 （固态）转变（或反向转变）的温度。 耐热性：塑料在外力作用下受热而不变形的性质，用热变形 温度或马丁耐热温度衡量。 熔体指数：热塑性塑料在一定的温度和压力下，其熔体在 10min 内通过标准毛细管的质量，以 g/10min 表示，是反映塑料在 熔融状态下流动性的一个量值。 热稳定性：塑料在加工或使用中受热而不分解变质的性质。 热分解温度：塑料在受热时发生分解的温度，是衡量塑料热 稳定性的一个指标。塑
13、料加热时应控制在此温度以下。181.2.1 塑料的使用性能5.电性能 塑料的电性能包括表面电阻率、体积电阻率、 介电常数、介电强度、耐电弧性、介电损耗等， 是衡量塑料在各种频率的电流作用下表现出来的 性能。191.2.2 塑料的工艺性能1.热固性塑料的工艺性能 收缩性: 热固性塑料在高温下成型后冷却至室温， 其尺寸会发生收缩，使尺寸减小，一般在 0.5%左右。 收缩性的大小用收缩率表示，分为实际收缩率和计算 收缩率两种，模具设计中一般使用计算收缩率，其公式 如下 S=(Lm-Ls)/Ls100% 式中 S 计算收缩率； Lm 室温时模具的尺寸； Ls 室温时塑件的尺寸。 计算室温时模具的尺寸
14、Lm=Ls(1+S)201.2.2 塑料的工艺性能影响收缩率的因素： 1. 塑料品种 品种不同，收缩率不同；同种塑料，牌号不同， 收缩率不同；同种牌号，批次不同，收缩率也可能 不同。 2. 塑件结构 壁厚大，收缩率大；有嵌件，收缩率小；形状复 杂，收缩率小。 3. 模具结构 模具的分型面及加压方向，浇注系统的形 式、布局及尺寸 4. 成形工艺 挤塑、注射成形工艺一般收缩率较大，方 向性明显。预热情况、成形温度、成形压力、时间 等。211.2.2 塑料的工艺性能流动性: 塑料在一定温度与压力下，充满模具 型腔的能力称为塑料的流动性。 塑料的流动性差，就不易充满型腔，因此需要较大 的成形压力才能成
15、形。 塑料的流动性好，可以用较小的成形压力充满型腔。 但流动性太好，会使塑料在成形时产生严重的溢 边，填充不密实，塑件组织疏松，易粘模。 衡量热固性塑料流动性的指标通常用拉西格流动性 表示。221.2.2 塑料的工艺性能影响流动性的因素： 1. 塑料品种 加入填料，流动性降低；加入增塑剂，流动性增加。2. 模具结构 模具成型表面光滑，型腔形状简单，采用不溢式压 缩模等有利于改善流动性。3. 成型工艺 采用压锭及预热和提高成型压力，在低于塑料硬化 温度的条件下提高成型温度等都能提高塑料的流动性。231.2.2 塑料的工艺性能比容和压缩率：比容是单位质量塑料所占的体 ： 3/g。压缩率是成型前塑料
16、原材料的 积，单位是 cm 体积与成型后制品的体积之比，其值恒大于 1。 水分和挥发物的含量：一定的水分和挥发物在 ： 热固性塑料的成型中起增塑作用。但含量过多，会 造成塑料流动性增大，易产生溢料、成型周期长、 收缩率大，产品易产生气泡、疏松、变形、翘曲、 波纹等缺陷。 固化特性：热固性塑料在成型过程中树脂发生 ： 交联反应，分子结构由线型变为体型，塑料由既可 熔化又可溶解变成既不可熔化又不可溶解的状态。 这个过程又称之为固化（熟化） 。241.2.2 塑料的工艺性能2.热塑性塑料的工艺性能 收缩性:热塑性塑料收缩性基本上与热固性塑料的收 缩性相同。影响塑件收缩的因素： 1. 塑料品种 各种塑
17、料都有其各自的收缩率范围，同一种 塑料由于相对分子质量、填料及配比等不同，则其收缩 率及各向异性也不同。 2. 塑件结构 塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件、嵌件 数量及布局等，对收缩率值有很大影响。塑件的形状复 杂、尺寸小、壁薄、带嵌件，收缩率就小。 3. 模具结构 模具的分型面、加压方向、浇口形式、尺寸 及分布等对收缩率及方向性影响也很大，如采用直接浇 口，浇口截面大，收缩小，但方向性明显。 4. 成型工艺条件 模具温度高、塑件冷却慢，则密度高、 收缩大；注射压力高、脱模后弹性恢复大收缩小；保压 时间长收缩小。 251.2.2 塑料的工艺性能流动性:指塑料在一定的温度和压力下充满 型腔的能力
18、，常用熔融指数、螺旋线长度来表示。 常用热塑性塑料的流动性： 流动性高 尼龙 PA、聚乙烯 PE、聚苯乙烯 PS、聚丙 烯PP、醋酸纤维素 CA。 流动性中 ABS、有机玻璃 PMMA、聚甲醛 POM、 氯化聚醚 CPT。 流动性低 聚碳酸酯 PC、硬聚氯乙烯、聚苯醚 PPO、 聚砜 PSU、氟塑料。261.2.2 塑料的工艺性能影响塑料流动性的因素: 1. 塑料的分子结构与成分 具有线型分子结构塑料流 动性好。加入填料，降低流动性，加入增塑剂和润 滑剂，增加塑料的流动性。 2. 温度 塑料温度高，流动性好。在成形时可通过调 节温度控制流动性。PS、PP、PA、PMMA、ABS、 AS、PC、
19、CA对温度敏感。 3. 压力 注射压力，受剪切作用，流动性，PE、 POM 对压力敏感。 4. 模具结构 包括模具浇注系统的形式、尺寸和布 置；冷却系统设计的合理性；熔料流动阻力等因素。 凡促使熔料温度降低、流动阻力增加的因素，都会 使流动性降低。271.2.2 塑料的工艺性能吸水性:表示塑料吸收水分的能力。对具有吸水 或黏附水分倾向的塑料必须在成型前进行干燥处理 去除水分。 结晶性:塑料在冷凝时是否具有结晶的特性。可 将塑料分为结晶型和非结晶型两种。 热敏性:指某些热稳定差的塑料，在温度高和受 热时间长的情况下产生降解、分解、变色的特性。 应力开裂:有些塑料质地较脆，成型时又容易产 生内应力
20、，在外力作用下容易产生开裂。 熔体破裂:塑料溶料通过喷嘴孔或浇口时，流速 超过一定值后，挤出的熔体表面会发生明显的横向 裂纹，这种现象称为熔体破裂。 。281.3 常用塑料聚乙烯（PE）（1）基本特性 是塑料工业中产量最大的品种。聚乙烯无毒、无 味、呈乳白色的蜡状半透明状，柔而韧，有一定的机械强度， 聚乙烯的绝缘性能优异，介电性能稳定；化学稳定性好，能耐 稀硫酸、稀硝酸及其他任何浓度的酸、碱、盐的侵蚀；除苯及 汽油外，一般不溶于有机溶剂；其透水气性能较差。 高密度聚乙烯（HDPE）又称低压聚乙烯，具有较高的刚 性、强度和硬度。但柔韧性、透明性较差。耐低温性能较好， 在-60下仍具有较好的力学性
21、能。 低密度聚乙烯（LDPE）又称高压聚乙烯，具有较好的柔软 性、耐冲击性，但耐热、耐光、耐氧化能力差、易老化。 但其使用温度不高，一般 LDPE 的使用温度在 80左右， HDPE 的使用温度在 100左右。291.3 常用塑料聚乙烯（PE） （2）主要用途 高密度聚乙烯可用于制造塑料管、 塑料板以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等； 低密度聚乙烯常用于制作塑料薄膜、软管、塑料 瓶以及电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。 （3）成型特点 聚乙烯成型时，收缩率大，在流 动方向与垂直方向上的收缩差异大，且注射方向 的收缩率大于垂直方向的收缩率，易产生变形和 产生缩孔；冷却速度慢，必须充分冷却；聚乙烯
22、质软易脱模，制品有浅的侧凹时可强行脱模。301.3 常用塑料聚氯乙烯（PVC） （1）基本特性 聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉 末，世界产量排名第二。硬聚氯乙烯不含或少含 增塑剂，强度较高、质硬、 ；软聚氯乙烯含有较 多的增塑剂，柔软性、断裂伸长率较好、透气性 好，但硬度、抗拉强度较低。聚氯乙烯有较好的 电气绝缘性能，可以用作低频绝缘材料。其化学 稳定性也较好，阻燃性好，但聚氯乙烯的热稳定 性较差，属于热敏性材料。应用温度范围较窄， 一般在-1555之间。311.3 常用塑料聚氯乙烯（PVC） （2）主要用途 由于聚氯乙烯的化学稳定性高，所 以可用于防腐管道、管件、输油管、离心泵、鼓 风机等；由
23、于电气绝缘性能优良而在电气、电子 工业中用于制造插座、插头、开关、电缆；在日 常生活中用于制造凉鞋、雨衣、玩具、人造革等。 （3）成型特点 严格控制温度及熔料的滞留时间； 应采用带预塑化装置的螺杆式注射机，模具浇注 系统应粗短，应有冷却系统。321.3 常用塑料聚苯乙烯（PS） （1）基本特性 无色、无味、无毒的透明塑料，世界 产量排名第三。 具有较好的化学稳定性。能耐碱、 硫酸、磷酸、1030%的盐酸、稀醋酸及其它有机 酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用。对水、乙醇、汽 油、植物油及各种盐溶液有足够的抗蚀作用。优良 的光学性能，透光率为 88%92%，易于着色，能 染成各种鲜艳的颜色。聚苯乙烯具有
24、良好的电学性 能，尤其是高频绝缘性。耐热性差，一般在 70 98之间，质地硬而脆，塑件易产生内应力，并具 有较高的热膨胀系数，不易降解。331.3 常用塑料聚苯乙烯（PS） （2）主要用途 聚苯乙烯在工业上可制造仪器仪表零件、 灯罩、透明模型、绝缘材料、接线盒、电池盒等。在日 用品方面可用于制造包装材料、装饰材料、各种容器、 玩具等。 （3）成型特点 流动性和成型性优良，成品率高，但易出 现裂纹，成型制品的脱模斜度不宜过小，顶出要均匀； 由于热膨胀系数高，制品中不宜有嵌件，否则会因两者 的热膨胀系数相差太大而导致开裂。宜用高料温、低注 射压力成型并延长注射时间，以防止缩孔及变形，但料 温过高，容易出现银丝。因流动性好，模具设计中大多 采用点浇口形式。 341.3 常用塑料聚丙烯（PP） 聚酰胺（PA） 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS） 酚醛塑料（PF） 氨基塑料 环氧树脂（EP） 塑料总计有 300 余种，常用 40 余种 。351
