第6章塑料成型基礎(chǔ)

6.1塑料及塑料成型的基本概念6.2塑件的結(jié)構(gòu)工藝性

塑料是以樹脂為主要成分加入其它添加劑.在一定的溫度和壓力下能塑制成形的有機高分子固體材料,且在常溫下能保持形狀不變,因而得名為“塑料”.一.塑料的組成1)樹脂

塑料的主要組分，在塑料中起粘結(jié)各組分的作用，也稱為粘料。樹脂約占塑料的40%～100%，決定了塑料的類型（熱塑性或熱固性）和基本性能，因此塑料的名稱也多用其原料樹脂的名稱來命名。如聚氯乙烯塑料、酚醛塑料等。

2)添加劑①填充料為了改善性能或降低成本等，在塑料中加入惰性物質(zhì)。如：木粉、紙漿、石棉、炭黑、玻璃纖維等。②增塑劑為了更好地改進塑料的可塑性、流動性和柔軟性，改善制件的脆性與硬度而加入的液態(tài)或低熔點有機化合物，作用加大分子間距離。③穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑是一種阻緩材料變質(zhì)的物質(zhì)。常用的有抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑等。④著色劑⑤潤滑劑為防止塑料在成型過程中粘在模具或其它設(shè)備上，須加入少量潤滑劑。潤滑劑還可使塑料制品表面光亮美觀。⑥固化劑又稱為交聯(lián)劑、硬化劑。其作用在于通過交聯(lián)使樹脂由線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)。二.塑料的分類塑料的種類繁多,常用的分類方法有兩種:1.按塑料分子結(jié)構(gòu)和熱性能進行分類1)熱塑性塑料：特點：分子結(jié)構(gòu)為線型或支鏈型，受熱時軟化或熔融，冷卻時又會變硬，再加熱時又會變軟，可以反復(fù)加工，不起化學(xué)變化。優(yōu)點：加工成形簡便，具有較高的力學(xué)性能，廢品回收后可以再利用。

缺點：耐熱性和剛性較差。常見的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS、聚酰胺(尼龍)。

2)熱固性塑料：

特點：開始受熱時軟化或熔融，可塑制成型；經(jīng)過一定時間的加熱或加入固化劑后，分子結(jié)構(gòu)由線型變?yōu)轶w型，即固化成形。固化后的塑料不溶不熔。

優(yōu)點：耐熱性好，抗壓性好。

缺點：性能較脆，韌性差，常常需加入填料增強。

熱固性塑料主要有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、不飽和聚酯等。

2.按塑料的功能分類

1)通用塑料

特點：產(chǎn)量大、用途廣、價格低。

主要品種：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料(電木)和氨基塑料(電玉)等六大品種。

產(chǎn)量占塑料總產(chǎn)量的75％以上，構(gòu)成塑料工業(yè)的主體，是一般工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活不可缺少的廉價材料。

2)工程塑料特點：能在較寬溫度范圍內(nèi)和較長使用時間，保持優(yōu)良性能，并能承受機械應(yīng)力作為結(jié)構(gòu)材料使用的一類塑料。

通用工程塑料：長期使用溫度在100℃～150℃之間，如五大工程塑料聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、熱塑性聚酯等；

特種工程塑料：長期使用溫度在150℃以上，主要有聚苯硫醚、聚酰亞胺類、聚醚類、聚醚酮類、聚芳酯、氟塑料等。

優(yōu)點：耐熱性高、低溫性能好、耐腐蝕，自潤滑性和尺寸穩(wěn)定性良好，有較高的強度和剛度3)特種塑料（功能塑料）指具有特殊性能和特殊用途的塑料。產(chǎn)量少、價格較高。導(dǎo)電塑料、導(dǎo)磁塑料、導(dǎo)熱塑料、感光性塑料、醫(yī)用高分子、離子交換樹脂等。

①聚乙烯（PE）

特點：原料來源豐富、價格低、發(fā)展速度非?？?，是世界上產(chǎn)量最大的塑料樹脂品種。目前的產(chǎn)量約占塑料樹脂總產(chǎn)量的1／3。具有質(zhì)輕、價廉和電絕緣性能好等特點。

主要品種：高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE))等。

②聚丙烯（PP）

性能：除具有聚乙烯質(zhì)輕、價廉和電絕緣性外，其力學(xué)性能和耐熱性能比聚乙烯要好得多。

成型及制品：可以用擠出、注塑、吹塑、模壓和真空成型等各種方法加工成型，但以注塑法成型為主?？捎糜谥圃旄鞣N包裝與阻隔性薄膜，各種改性PP可用于汽車保險杠、編織帶、吸塑薄片、棉紡粗紗管和低壓配電箱等。三.塑料的種類1.熱塑性通用塑料③聚氯乙烯（PVC）

性能：具有良好的力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕性和耐候性，缺點熱穩(wěn)定性差。

成型及制品：PVC薄膜通常采用吹塑、壓延法制造，板材、管材、棒材、線材及異型材以擠出法生產(chǎn)為主；大型板材、層合材料采用模壓法成型，工業(yè)零件則多用注塑法成型。④聚苯乙烯（PS）性能：熔點較低(約90℃)，熔限較寬，其熔融充模流動性和加工成型性好，易染色，透光率僅次于有機玻璃。

成型與制品：以注塑法為主，主要用于光學(xué)玻璃和儀器、燈罩、包裝材料、零件；包裝、保溫及裝潢泡沫材料等。2.熱塑性工程塑料①ABS性能：突出的力學(xué)性能和良好的綜合性能。尺寸穩(wěn)定、容易電鍍和易于成型以及優(yōu)良的電絕緣性等優(yōu)點。成型及制品：ABS可采用擠出、注射及冷加工的方法進行成型加工。ABS應(yīng)用范圍甚廣，可用于制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機外殼、儀表殼、冰箱襯里、汽車零部件、電氣零件、紡織器材、容器、家具等。也可用作PVC等聚合物的增韌改性劑。②有機玻璃（PMMA）具有良好的綜合性能，尤其是光學(xué)性能非常好；缺點是硬度小、耐磨性及耐熱性差，易脆裂。③聚酰鍬胺（抬PA責）性能黨：尼龍銹的最腸大特安點是灰韌性繩、耐期磨性太，自裙?jié)櫥孕粤夹群?，成型勝及制搖品：尼龍匹可用嚼多種闊方法補成形疼，如藥注射桿、擠妙出、嚇模壓蘭、吹義塑、折澆鑄懲、硫偉化床厚浸漬哈涂覆蔥、燒握結(jié)及忌冷加曉工等腿。尼尼龍廣厚泛地豎用于聰制造叉各種水機械玩、電丙氣部陷件，咬尤其優(yōu)是耐掉磨、辜耐腐沈蝕的襪零件違。④聚碳鵲酸酯稈（P厭C）性能魄：PC押的沖弟擊韌奏性和軋延展沉性突嘆出，英在熱盾塑性敢塑料垮中是番最好立的；妄PC儉的透襪光率妹為7澤5％賄～9菠0％喇，接財近有絞機玻燙璃。成型禍及制愛品：注射充、擠過出、驗吹塑憂、壓甚延，傍亦可廣粘合餐、焊扣接和掀冷加培工等文。P棄C在盾電氣偵、機葉械、拋光學(xué)向、醫(yī)享藥等廳工業(yè)勾部門察都有鳳廣泛撫應(yīng)用慶，。初由于墳透明孝性好鉤，目錦前P弦C已封取代嶺聚酯觀成為嘴用量盜最大牧的光齊盤基毀體材指料。⑤聚甲裕醛（湖PO舟M）性能胳：聚甲鬧醛具雷有優(yōu)率異的伯力學(xué)斥性能邁，是殿塑料悲中力邀學(xué)性筒能最器接近竊金屬禮材料艷的品更種之逼一。飼PO沫M具恒有優(yōu)孟良的侮耐疲戒勞性柿和耐丟磨性搬，耐然疲勞達性是竊熱塑呀性工陵程塑尼料中殃最高鬧的。成型械及制嚼品：注塑申、擠領(lǐng)出、爐吹塑怎、噴蘋涂等呈。注籌塑是留主要水的加需工方港式。共聚甲每醛可福代替病金屬蓬和合樹金在棟汽車您、機欄床、列化工效、電全氣、岸儀表贈中應(yīng)環(huán)用，孫用來訴制造帽軸承豈、凸宰輪、償輥子搶、齒山輪、卻墊圈磨、法讓蘭、消各種項儀表微外殼勾、容辣器等榨。特訴別適碗用于短某些項不允斥許用界潤滑裳油情掌況下吃使用耗的軸掘承、法齒輪撓等。聚四徑氟乙兼烯⑥性近能：聚四刷氟乙聽烯最廢突出功的特脖點是急耐化廈學(xué)腐冷蝕性粱極強蘿，能延耐王俊水及初沸騰量的氫閥氟酸宮，故蝕有“挽塑料胃王”拖之稱洞。應(yīng)用娘：聚四釋氟乙流烯廣顆泛用賺于化臥工機演械和傭容器飾的防牢腐，掉特別示是作詞防腐城襯里赤和涂讀層。申還廣沖泛用遍于耐拐磨密雹封、奇電絕紡緣等古方面廁。3.荷熱固鼻性塑卻料①爆酚醛售樹脂字（P警F）木粉躬填充伏的P冶F塑冰料，首俗稱鉆電木熊或膠掃木，妻大量榨用于裁制造四普通撒電器防開關(guān)羨、儀資表外知殼和訂旋鈕已等電晌器制愚品，敏電絕真緣性陡和成暫形性映好，憂成本披低。②鳳環(huán)氧素樹脂環(huán)氧埋樹脂褲除作暗塑料背外，螺另外亦的重經(jīng)要應(yīng)跳用是拳作膠襯粘劑衡，環(huán)傭氧樹繩脂型盛膠粘進劑有反“萬壺能膠爆”之飲稱。灘環(huán)氧喉塑料攪的強核度較返高，非韌性辣較好兵；尺遙寸穩(wěn)鈔定性終高；姨耐久紫性好辟；具知有優(yōu)賭良的困電絕蹈緣性典以及冷良好盈的成圣形工吵藝性泄。環(huán)氧埋膠粘搬劑是農(nóng)當前汽使用敬最廣嫩泛的響粘結(jié)跳劑之披一，皆由于儀體系賢中含爺有大局量的胡環(huán)氧參基團御和羥紛基，扒因此顫具有型優(yōu)良漆的粘艱結(jié)能瓜力，往對大應(yīng)部分洋材料什如金微屬、薪木材捧、玻糖璃、看陶瓷田、橡孝膠、聾纖維劉、塑肉料、音皮革司等都挽有很錢好的床粘結(jié)便作用切。三.裳塑料腸的特煙性1.墨質(zhì)地魚較輕忍密通度約費為鋁各的1忌/2賄，鋼弄的1儉/3咱。2.董力學(xué)片性能晉優(yōu)良予比紐奉強度蠻高，翠比剛侄度高洋。3.蘿良好縣的耐滑蝕性累能偽對酸萍、堿毀等化虛學(xué)藥存品均屢有抗唱腐蝕譜能力查。4.西優(yōu)良聾的電墻氣絕鬼緣性懼能。5.寸優(yōu)良蒸的消丈音吸小振性且。6.梯突出哨的減虎摩、鋤耐磨已和自日潤滑秘性能窗。7.猶其它申特殊框性能地。四.蜂塑料士的工位藝性麗能終易態(tài)成型由加工隨溫棗度的激變化影，熱草塑性蛙材料搏可分槍為三軌種物假理聚佳集狀隔態(tài)：澆即玻濃璃態(tài)怨、高賞彈態(tài)愧和粘庸流態(tài)皇。熱描固性私材料養(yǎng)由于初分子才運動口阻力準大，卸不存卡在粘狀流態(tài)呀甚至叉高彈織態(tài)，接即遇君熱不共熔，需高溫告分解畏。圖6姜.1叮.6非晶音態(tài)聚矛合物映的溫挑度－覺應(yīng)變的曲線Tb-脆謠化溫濃度Tg-玻慶璃化盛溫度Tf-粘稱流溫皺度Td-分鋒解溫恨度。玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)過渡區(qū)TbTgTfTd形變／％溫度／℃①熱塑性材料的三種力學(xué)狀態(tài)粘流該態(tài)是苗塑料采成型格加工派的溫孫度范省圍：此注射胡成型串、壓消縮成祥型、鼻壓注越成型濤、擠王出成兄型。1.踩熱塑紫性塑狠料工目藝性得：（1濕）流團動性激：塑逮料融逗體在特一定呈溫度豪和壓院力作旦用下榮充填欠模腔熱的能梅力。流動午性良蜻好覽聚乙哈烯、尤聚丙果烯、辟聚苯頁乙烯伙、尼敵龍等饑；流動鋼性中鏟等的繪聚悉苯乙滲烯、拆AB行S、奧有機渣玻璃豬、聚撤甲醛微等；流動蠢性差積的懂硬蛾聚氯鳥乙烯嫂、聚含碳酸盼酯、宅氟塑稅料等葛。（2答）收昌縮率熄：塑桶料的鐵尺寸泄小于剩模具砌型腔病約束尺尺寸猛。表搭6.惜1一般斃塑料跳在脫簡模后研10炕小時阿內(nèi)變吐化最碰大，件48狀小時遙基本沖穩(wěn)定罪，但呢最后跨穩(wěn)定倉要經(jīng)瓦30依～６貼0天節(jié)。收縮梳率和令塑料桿的品議種、匆塑件怒結(jié)構(gòu)傾、模鍵具結(jié)澆構(gòu)、宮成型予工藝愁有關(guān)肢。（3溉）相糧容性功:不看同品勉種塑璃料在逮熔融唐狀態(tài)議下不歷產(chǎn)生顆相分烏離的蠶現(xiàn)象臂。（4閃）吸驅(qū)濕性磁：成咽型后束塑件系出現(xiàn)伶氣泡謀、銀桂絲與忌斑紋趨，加鍋工前傘應(yīng)干賤燥（5奶）熱哥敏性珍：加排熱后通分解2.骨熱固碌性塑忘料工殼藝性張：（1稻）流因動性（2術(shù)）收淡縮率（3憑）比藏體積物和壓建縮比微：比特體積捎（比尤容）斗：單籮位質(zhì)勻量的障松散港所占課體積籃。壓縮棒比：塔塑料竭的體衛(wèi)積與傍塑件閣的體須積之耀比（4弱）硬怎化速零度破(卸5)癥水分巷及揮姻發(fā)物需質(zhì)含構(gòu)量。(a)因加料止(漿b)泄壓制壇成型疤(c顫)頂院出脫歪模1-瓣自動鏈加料猾裝置粒2駁-料子斗視3-蕉上模鉛板到4-爆陽模5-艱壓縮竊空氣朱上、霸下吹淘管衰6-繼陰模偏7摩-下察模板天8醋-頂鴨出桿圖6融.1脫.1閑7熱固粥性塑戚料模影壓成幣形工救藝過四程示述意圖(a)(b殼)(c柜)3.跳塑料瀉常用酒的成完型方貓法：敲注射煌成型海、吹雁塑成贊型、樸熱成堤型、臨擠塑鄉(xiāng)豐成型欠、壓述縮成呼型和田壓注迎成型煙等1）遣壓縮僅模塑2)荒擠出駕成型擠出繁成型直是使視加熱嚇或未遍經(jīng)加夾熱的到塑料麥,在垃擠出抽機的廉螺桿艱或柱犧塞的妨擠壓和作用殼下通排過一蠢定形富狀的亦口模雪而連逆續(xù)成居型，典所得興制品艦為具他有恒返定斷賢面形姜狀的仁連續(xù)齡型材縮慧，如訊管材鈔、板販材、駐薄膜伍和中蝕空制預(yù)品。單螺廳桿擠南出機例結(jié)構(gòu)媽示意社圖①成原型設(shè)呢備巷擠枕出成沫型設(shè)兵備主趣要是足擠出鹿機和令擠出應(yīng)模具敞。圖6搬.1蔥.1慨8雙螺東桿擠揭出機車結(jié)構(gòu)既示意御圖圖6梢.1癥.1貼9同向賣平行憑雙螺可桿擠田出機稠組圖6你.1蔑.2絹0演管材枝的擠撇出工槍藝示戴意圖1-震螺桿粥2度-料洞簡劣3-昨多孔喜板神4-分接口擾套柔5-朗機頭經(jīng)體盜6-創(chuàng)芯棒既7歡-調(diào)松節(jié)螺巖釘碗8-調(diào)口模9-孩定徑嫌套惜10字-冷線卻水逝11趟-鏈澤子楚12賤-塞新子隱13商-牽滋引裝靜置唉14些-夾易緊裝寫置豬15悼-塑曾料管刮材3)悠吹塑舉成型吹塑已是用肌壓縮補空氣查使進沾入型筍腔的蒜塑料唱型坯訪膨脹幕形成咳中空摧制品顆的方貸法。1-蓮準備庸2涂-注投射成鑼形前3-理注射惱模開制啟4朱-吹召塑成視形煩5-糾制品旅脫模行6跨-制放品圖6掀.1碼.2伴1突注射殖吹塑地成形族工藝弄過程4)巷注射每成型將粒嗚狀或衫粉狀恢塑料注加入涌到注諒射機桌的料損筒，忙經(jīng)加裙熱熔耽化呈渣流動桶狀態(tài)墓，然艘后在鏟注射割機的句柱塞剛或螺昌桿快進速而棗又連碎續(xù)的嗎壓力育下，蔬從料勿筒前辨端的瓦噴嘴蒜中以影很高頂?shù)膲何⒘望}很快權(quán)的速蘿度注際入到倦閉合疑的模閣具中紛。圖6撇.1敵.2卻2溜注射菊機①成普型設(shè)甩備注射棉成型邁設(shè)備票主要絮是注急射機存和注射性模具襖。圖旋塑料笑注蘋射機社的獻組成圖6愧.1譯.2偵4注追塑男機②成檢型特育點注射無成型庫是三盟維復(fù)商雜塑柿料制律品批蘆量生億產(chǎn)的轉(zhuǎn)主要干方法攜。③適偉用塑椅料和就典型淹制品幾乎明所有麗的熱浴塑性場塑料般(除伸氟塑責料外作)都拾可以種來用融注射題成型愛，另盛外還哥有針此對熱敗固性披塑科錦(如赴酚醛甘塑料閉)的美注射丑成型退。5)使壓延礎(chǔ)成型壓延仰成形斯是生廈產(chǎn)塑醒料薄誘膜和圍片材欣的主遷要方哈法，建它是肯將接須近粘平流溫鉗度的下物料姓通過洋一系躬列相滋向旋挨轉(zhuǎn)著介的平敞行輥亭筒的織間隙絲式，使換其受晴到擠沙壓和權(quán)延展正作用妻，成晨為具稍有一撈定厚堅度和跌寬度冒的薄治片狀脆制品皆。圖6齡.1覺.2母5盈四輥涌倒L飛型壓權(quán)延機廟結(jié)構(gòu)眨示意外圖②成閣形特乞點壓延奶是一油種專眼用于淺熱塑強性塑棒料的誼一次變成型雄技術(shù)注，其拿主要拖特點轟是；況生產(chǎn)賤能力膜大．悟效率撤高、仙成型只過程獅容易竄實現(xiàn)弓連續(xù)姜化和月自動咽化、撐塑料螞在成蛛型過緞程中屯發(fā)生扇熱降砍解的態(tài)危險肚性小芒、可秋制得茅帶有能各種芽花紋啞與圖照案的粥制品禾和多毛種類跡型的護薄膜允層合碗制品尾。③適假用塑飯料及殘典型營制品各種肯熱塑代性塑拋料原波則上雷均可什采用溫壓延蘭技術(shù)疼成型見，但板目前拒工業(yè)捎上用希量最欲大的鄰壓延傾塑料豈品種觀是聚拾氯乙襲烯，尋其次噸是聚跪乙烯倦、聚飛丙烯麥、改今性聚錦苯乙商烯、新AB串S和御醋酸環(huán)纖維侄素等江塑料困。用灶壓延踏技術(shù)節(jié)制造召的主品要產(chǎn)榮品是艙薄膜倆、片園材和龍人造淡革。一.泡塑料房誠件的聲尺寸靠及尺澤寸公辟差和僑表面不粗糙營度1.圓塑料云件的守尺寸巴及尺勒寸公搖差塑料冰件的突尺寸護受塑莖料流酷動性館的制菌約和革成型芳設(shè)備失的影螺響。塑料殺件的肝尺寸傻精度線是指嘩成型摩的塑悉料件揭尺寸場與圖育樣的就符合埋程度瓦。1.倘）影催響塑臥料制閥品尺恨寸精鼠度的戴因素倦：塑料暮的收剛縮率率，成參型工該藝條搜件，浩模具仇的制軌造、熱安裝洗精度寇及2.很）塑躬件的族尺寸噸公差表6祥.2矮GB點/T塵14啊48旦6-成19沖93難《工蒜程塑乏料模揉塑料蓬件尺弦寸公咽差標栗準》第二術(shù)節(jié)哀塑尊料制濤品的跟結(jié)構(gòu)吊要素酒與設(shè)逃計原妻則標準垂將塑味料件化分為瞧7個獵精度母等級過，給樹出了伴不受遼模具聞活動燦部分蔽影響活和受山模具收活動坑部分般影響狀的尺惠寸公身差；眼具體桿偏差香可根美據(jù)工券程需鼠要分音配。參考燦表6勾.3梁合理姿選擇茶精度孝等級窯。2.槽塑料尚件的織表面細質(zhì)量塑料攻制品傲的表派面質(zhì)主量,譯除了傻從工包藝上旁考慮她要盡過可能驚避免技云紋燈、冷拔疤等玩疵點牛外,曲主要噴從模合具的王表面惑粗糙懼度方損面來感考慮島。一般桐而言添,模擋具的化表面嗎粗糙徑度要后比塑炭料制偵品的竊表面賊粗糙垃度低枕1～劣２級匙。而探塑件霸表面撐粗糙刺度一犬般推洪薦R菠a0濕.2蚊～槍3.瞧2μ用m。表6酸.4求G光B/療T1固42左34避-1晶99釘3《窮塑料鋼件表賢面粗猶糙度分標準功》二.拴塑午料件兆的幾讓何形芽狀1.暖塑件陷的壁像厚應(yīng)旨當合漁理且壞均勻晶圖歌6.磨1塑件逐的壁想厚一慕般在既1～濫５m印m,悉熱塑殖性塑檢料制姨品的榆壁厚屆可適新當減參小。保壁厚縱過大恩,易姜產(chǎn)生紡氣泡窩和凹獲陷,之壁厚匪過小煙,充忠模困憤難,睛易變封形.壁厚宵不均片勻容襯易產(chǎn)報生縮拴孔或男凹痕豬，應(yīng)訓(xùn)力造愚成變得形。２.攻表面道轉(zhuǎn)角疊處應(yīng)獄圓角獲過渡3.腎必要擔時設(shè)看置加保強筋且；圖銜6.希24.傅合理樣布置享孔的狼位置屯、形維狀和刊大小箏；5.霉脫模場斜度嫁：圖董6.挪3疊內(nèi)孔列取4翻0′串～1劇°３墻０′推；外形尚?。舱?′疼～4遷5′氣。三.判塑料滿螺紋由于謙強度券低，旋塑料傷螺紋