第三塑料及其加工技術(shù)講稿概論特性第1頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月Wearepolymers!!!['p?l?m?s]第2頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第3頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

輕巧、艷麗、優(yōu)雅

第4頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

第三章

塑料及其加工技術(shù)第一節(jié)塑料概述第二節(jié)塑料的基本性能第三節(jié)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常用塑料第四節(jié)塑料的成型加工工藝第五節(jié)塑料的表面處理與裝飾第六節(jié)塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題第5頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月一、塑料概述1.塑料工業(yè)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀2.塑料的定義3.塑料的分類4.塑料的組成5.塑料的制造與合成方法第6頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月中國古代的偉大發(fā)明：漆——世界上第一種塑料早在19世紀(jì)以前，人們就已經(jīng)利用漆、瀝青、松香、琥珀、蟲膠等天然樹脂。

1868年將天然纖維素硝化，用樟腦作增塑劑制成了世界上第一個(gè)塑料品種，稱為賽璐珞（celluloid），從此開始了人類使用塑料的歷史。賽璐珞舊稱假象牙。漆是一種能牢固覆蓋在物體表面，起保護(hù)、裝飾、標(biāo)志和其他特殊用途的涂料。不論是傳統(tǒng)的以天然物質(zhì)為原料的涂料產(chǎn)品，還是現(xiàn)代發(fā)展中的以合成化工產(chǎn)品為原料的涂料產(chǎn)品，都屬于有機(jī)化工高分子材料。

1.塑料工業(yè)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀第7頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月假象牙第8頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1909年出現(xiàn)了第一種人工合成的塑料——酚醛塑料（電木）；1920年又一種人工合成塑料——氨基塑料(苯胺甲醛塑料)誕生了。這兩種塑料當(dāng)時(shí)為推動(dòng)電氣工業(yè)和儀器制造工業(yè)的發(fā)展起了積極作用。第9頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月20世紀(jì)二三十年代：聚氯乙烯、丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚酰胺等等。20世紀(jì)四十年代至今：聚乙烯、聚丙烯、不飽和聚酯、氟塑料、環(huán)氧樹脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亞胺等。第10頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月塑料成了工業(yè)設(shè)計(jì)最熱門的材料，因此20世紀(jì)60年代曾被稱為“塑料的時(shí)代”。各種塑料，如聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、聚丙烯PP等開始被廣泛地用于各種產(chǎn)品上。第11頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月塑料迅速而廣泛地得到使用的理由如下：1、塑料在成型性、加工性、經(jīng)濟(jì)性、裝飾性、絕緣性、耐腐蝕性、耐化學(xué)藥品性、絕熱性等方面具有優(yōu)良的特性；2、品種繁多，有70種以上；3、加工技術(shù)發(fā)展迅速，各種成型設(shè)備可將塑料加工成所需要的各種形狀；4、合成高分子技術(shù)的不斷進(jìn)步。第12頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2.塑料的概念

塑料是以天然或者合成樹脂為主要成分，適當(dāng)加入填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、色料等添加劑，在一定溫度、壓力下塑制成型的高分子有機(jī)材料。第13頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月高分子材料塑料屬高分子材料，高分子材料又稱高分子化合物或高分子聚合物（高聚物），是以高分子化合物為主要成份的有機(jī)材料。高分子材料分兩類：天然高分子材料蠶絲、羊毛、纖維素、油脂、天然橡膠、淀粉、蛋白質(zhì)等人工合成高分子材料塑料、合成橡膠、合成纖維、膠粘劑、涂料等工程上使用的主要是人工合成的高分子材料。高分子化合物，是指那些由眾多原子或原子團(tuán)主要以共價(jià)鍵結(jié)合而成的相對(duì)分子量在一萬以上的化合物。第14頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月3.塑料的分類塑料的分類體系比較復(fù)雜，各種分類方法也有所交叉，按常規(guī)分類主要有以下三種：一是按使用特性分類；二是按理化特性分類；三是按加工方法分類。

第15頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月通用塑料工程塑料特種塑料

（1）按使用特性分類第16頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月1）通用塑料

一般是指原料來源豐富、產(chǎn)量大、應(yīng)用面廣、成型性好、價(jià)格便宜的塑料

如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等第17頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月2)工程塑料

一般指能承受一定外力作用，具有良好的機(jī)械性能和耐高、低溫性能，尺寸穩(wěn)定性較好，可以用作工程結(jié)構(gòu)的塑料，如聚酰胺、聚砜等。分為以下兩大類。通用工程塑料：聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、熱塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等特種工程塑料：交聯(lián)型：聚氨基雙馬來酰胺、聚三嗪、交聯(lián)聚酰亞胺、耐熱環(huán)氧樹指等。非交聯(lián)型：聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亞胺、聚醚醚酮（PEEK）等

第18頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

3)特種塑料

一般是指具有特種功能，可用于航空、航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域的塑料。如氟塑料和有機(jī)硅具有突出的耐高溫、自潤滑等特殊功用增強(qiáng)塑料和泡沫塑料具有高強(qiáng)度、高緩沖性等特殊性能第19頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

增強(qiáng)塑料

在外形上可分為

粒狀（如鈣塑增強(qiáng)塑料）

纖維狀（如玻璃纖維或玻璃布增強(qiáng)塑料）

片狀（如云母增強(qiáng)塑料）按材質(zhì)可分為

布基增強(qiáng)塑料（如碎布增強(qiáng)或石棉增強(qiáng)塑料）

無機(jī)礦物填充塑料（如石英或云母填充塑料）

纖維增強(qiáng)塑料（如碳纖維增強(qiáng)塑料）

第20頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月泡沫塑料可分為硬質(zhì)、半硬質(zhì)和軟質(zhì)泡沫塑料三種。

硬質(zhì)泡沫塑料沒有柔韌性，壓縮硬度很大，只有達(dá)到一定應(yīng)力值才產(chǎn)生變形，應(yīng)力解除后不能恢復(fù)原狀；

軟質(zhì)泡沫塑料富有柔韌性，壓縮硬度很小，很容易變形，應(yīng)力解除后能恢復(fù)原狀，殘余變形較??；

半硬質(zhì)泡沫塑料的柔韌性和其他性能介于硬質(zhì)他軟質(zhì)泡沫塑料之間

第21頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

熱固性塑料

熱塑料性塑料（2）按按理化特性分類第22頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

熱塑性塑料指具有加熱軟化、冷卻硬化特性的塑料。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫拇蟛糠炙芰蠈儆谶@個(gè)范疇。加熱時(shí)軟化流動(dòng)．冷卻變硬的過程是物理變化。這種過程是可逆的，可以反復(fù)進(jìn)行。第23頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

熱固性塑料--第一次加熱時(shí)可以軟化流動(dòng)，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)一交鏈固化而變硬，這種變化是不可逆的，此后，再次加熱時(shí)，已不能再變軟流動(dòng)了。

主要用于隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等在惡劣環(huán)境中使用的塑料，大部分是熱固性塑料，最常用的應(yīng)該是炒鍋鍋把手和高低壓電器。

第24頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)不同成型方法，分膜壓、層壓、注射、擠出、吹塑、澆鑄塑料和反應(yīng)注射塑料等膜壓塑料

多為物性和加工性能與一般熱固性塑料相類似的塑料；層壓塑料

指浸有樹脂的纖維織物，經(jīng)疊合、熱壓而結(jié)合成為整體的材料；注射、擠出和吹塑

多為物性和加工性能與一般熱塑性塑料相類似的塑料；澆鑄塑料

指能在無壓或稍加壓力情況下，傾注于模具中能硬化成一定形狀制品的液態(tài)樹脂混合料，如MC尼龍等；反應(yīng)注射塑料是用液態(tài)原材料，加壓注入膜腔內(nèi)，使其反應(yīng)固化成一定形狀制品的塑料，如聚氨酯等（3）按加工方法分類第25頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月按密度分低密度、中密度、高密度按聚合壓力分高壓聚乙烯、中壓聚乙烯、低壓聚乙烯按分子量大小分低分子量聚乙烯、超高分子量聚乙烯（4）其他分類方法第26頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月4.塑料的組成

塑料主要由合成樹脂和添加劑組成。添加劑包括填充劑、潤滑劑、著色劑、固化劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑等。第27頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）合成樹脂

合成樹脂是人工合成的高分子化合物，如酚醛樹脂、聚乙烯等，是塑料的基本原料，起著膠粘作用，能將其他成分膠結(jié)成一個(gè)整體，并決定塑料的基本性能。合成樹脂在塑料中的含量約占40%~100%。第28頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）添加劑

添加劑的加入，可改善塑料的某些性能，以獲得滿足使用要求的塑料產(chǎn)品。第29頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月填料——提高塑料的機(jī)械性能、耐熱性能和導(dǎo)電性能，同時(shí)降低成本，通常填料的加入量為40%-70%。主要是一些在塑料配方中相對(duì)呈惰性的粉狀材料或纖維材料。最常用的填料由粘土、硅酸鹽、滑石、碳酸鹽等。增塑劑——改進(jìn)塑料的可塑性、柔軟性、降低其剛性和脆性，并使塑料易于加工成型。穩(wěn)定劑——防止塑料在加工和使用過程中，因受熱、氧氣和光線作用而變質(zhì)分解，以延長塑料的使用壽命?？寡鮿┕夥€(wěn)定劑第30頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月潤滑劑——提高塑料在加工成型中的流動(dòng)性和脫模性，潤滑劑還可以使塑料產(chǎn)品的表面光亮美麗。著色劑——使塑料具有一定色彩。固化劑——與樹脂起化學(xué)反應(yīng)，形成不溶的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為得到熱固性塑料，則需要加入固化劑。其他添加劑——有的塑料產(chǎn)品使用中因摩擦產(chǎn)生靜電，這種靜電積蓄不但會(huì)影響產(chǎn)品的使用安全性，同時(shí)也易吸塵，影響外觀，對(duì)此類塑料需加入抗靜電劑。其他如發(fā)泡劑、阻燃劑、熒光劑等，則根據(jù)塑料產(chǎn)品的需要而添加。第31頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月5.塑料的制造與合成方法(1)塑料的制造塑料的基礎(chǔ)原料，最初是以天然樹脂(如松香、蟲膠等)為主，從20世紀(jì)20年代起轉(zhuǎn)向以煤和煤焦油產(chǎn)品為主，從20世紀(jì)50年代起逐漸轉(zhuǎn)向以石油和天然氣為主。塑料工業(yè)包括三個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)：塑料原料(樹脂或半成品及助劑)的生產(chǎn)，塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)，塑料成型機(jī)械(包括模具)的制造。第33頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)樹脂的合成方法樹脂的合成方法有以下兩類。①縮聚反應(yīng)：單體分子間脫掉水或其他簡單分子鍵合成聚合物的化學(xué)反應(yīng)。②加聚反應(yīng)：由不飽和或環(huán)狀單體分子加成聚合生成聚合物的一種化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)中沒有水或其他低分子副產(chǎn)物的釋出，而且所生成的聚合物元素成分與原有單體的成分相同。按參加反應(yīng)的單體種類和聚合物本身的構(gòu)型，分為均聚合反應(yīng)、共聚合反應(yīng)和定向聚合反應(yīng)。第34頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月塑料制品的簡單生產(chǎn)流程塑料制品生產(chǎn)系統(tǒng)組成成型、機(jī)械加工、修飾三個(gè)過程組成。原料樹脂塑料生產(chǎn)塑料制品塑料塑料制品生產(chǎn)第35頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月二、塑料基本性能

1.塑料的優(yōu)點(diǎn)2.塑料的缺點(diǎn)第36頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月

工業(yè)設(shè)計(jì)中所選用的材料，應(yīng)能自由地成型與加工，符合成型產(chǎn)品所要求的特性。可以說，人工合成的塑料有其非凡的優(yōu)勢，因此，在此領(lǐng)域是非常有效的材料。1.塑料的優(yōu)點(diǎn)第37頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月①質(zhì)輕、比強(qiáng)度高。

塑料質(zhì)輕，一般塑料的密度都在０．9～2．3g／cm３之間，只有鋼鐵的l／8—1／4、鋁的1／2左右，而各種泡沫塑料的密度更低，約在0．01～0．5g／Cm3之間。質(zhì)輕對(duì)于減輕機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量是非常有利的。若按比強(qiáng)度來衡量材料性能好壞的話，塑料可算是現(xiàn)代工業(yè)中強(qiáng)度最高的工業(yè)造型材料之一。第38頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月②優(yōu)異的電絕緣性能。

幾乎所有的塑料都具有優(yōu)異的電絕緣性能，這種性能可與陶瓷媲美。第39頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月③優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性能。

一般塑料對(duì)酸堿等化學(xué)藥品均有良好的耐腐蝕能力，特別是聚四氟乙烯的耐化學(xué)腐蝕性能比黃金還要好，甚至能耐“王水”等強(qiáng)腐蝕性電解質(zhì)的腐蝕，被稱之為“塑料王”?？芍圃旄鞣N防腐蝕零部件。第40頁，課件共43頁，創(chuàng)作于2023年2月④減摩、耐磨性能好。

大多數(shù)塑料具有優(yōu)良的減摩、耐磨和自潤滑特性。許多工程塑料制造的耐磨零件就是利用塑料的這些特性，在耐磨塑料中加入