常用塑料及其成型特性文档格式.docx
《常用塑料及其成型特性文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常用塑料及其成型特性文档格式.docx（59页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
因此，在目前的塑料成型加工行业中，塑料制品的精度（即公差等级）由其自己单独的标准，一般不套用金属制品的精度。
注射制品在工程技术中的应用使用要求及所用塑料品种
序号
用途
使用要求
塑料品种
1
一般结构零件
对强度和耐热性无特殊要求，但有时对外观有一定要求，可用来代替钢材或其他结构材料
HDPE、PVC、PS、ABS、PP等
以上塑料只能承受较低载荷，当受力较小时，可在60~80℃范围内使用
2
有一定强度要求的结构零件
对强度有一定要求，其他同序号1
POM、PA1010等
3
透明结构零件
必须具有良好的透明度，其他同序号1
PMMA、PS、PC等
4
耐磨受力传动零件
要求有较高的强度、刚度、韧性、耐磨性、耐疲劳性，并具有较高的热变形温度和尺寸稳定性
PA、MC尼龙、POM、PC、聚酚氧、氯化聚醚、线形聚酯等
以上塑料的抗拉强度都在60Mpa以上，使用温度可达80~120℃
5
减摩自润滑零件
对力学强度要求往往不高，但是运动速度较高，故要求摩擦系数小，耐磨性和自润滑性优良
PTFE、填充PTFE、由PTFE填充的POM、FEP等，在小载荷低速时可采用HDPE
6
耐高温结构零件
除了具有序号4、5两类零件的要求外，还必须具有更高的热变形温度以及高温抗糯变性
PSU、PPO、氟塑料（PTFE、FEP）、PI、PPS以及各种玻璃纤维增强塑料等
以上塑料的使用温度都可以高于150℃
7
耐腐蚀设备与零件
FEP、PTFE、PCTFE、PVC、HDPE、PP、PF等
第二部分塑料成型加工方法
將塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射、挤出、压缩、压注、压延和吹塑等，其中，注射成型方法在生产中应用最多。
注射成型：
使用注射机和注射模具把塑料原材料转变成塑料制品的过程的叫做注射成型。
挤出成型：
利用螺杆旋转加压（或柱塞加压）方式，连续地将塑化好的成型物料从挤出机的机筒中挤进模具，使之处在熔融状态下成型，然后再用牵引装置将它们连续地从模具中拉出，斌同时进行冷却定性处理。
压缩成型：
又称压制成型、压塑成型、模压成型等，它的基本工作原理是将松散状的固态成型物料直接加入到模具中，通过加热和加压方法使它们逐渐软化熔融，然后跟据模腔形状进行流动成型，最终经过固化转变成为塑料制品。
多用于热固性塑料成型。
压注成型：
它的基本工作原理是模具中带有一个加料腔（或称加料室），该腔通过模内浇注系统与闭合的压注模腔相连，工作时需要先将固态成型物料（包括经过预压的坯料添加到加料腔内加热，使其转变为粘流态，然后利用专用柱塞在压力机滑块作用下对加料腔内塑料熔体进行加压，使熔体通过模内的浇注系统进入闭合模腔并进行流动充模，当熔体充满模腔以后，再经适当保压和固化，便可开启模具脱取制品。
吹塑成型：
借助压缩空气使处于塑性状态的空心塑料型坯发生吹胀变形，然后再经冷却定型获取塑料制品的加工方法称为吹塑成型。
板片材成型：
以塑料板材或片材为原材料，并在模具内将它们转变成为塑料制品的各种成型加工方法统称为板片材成型。
层压成型：
层压成型是用浸有或涂有树脂的基体片材按一定数量叠合在一起，经过加热、加压使之成为层和板、层和管或层和棒等塑料制品的加工方法。
铸塑成型：
类似于金属铸造，将配好的液态原料浇入模具，使其按模腔形状和尺寸固化为塑料制品的加工方法称为铸塑成型。
压延成型：
类似于金属轧制的生产加工方法，这种方法主要用来生产塑料薄膜或塑料板片材，并适用于大多数热塑性非晶态塑料。
塑料品种对成型加工方法的适应性
注：
----最适用的方法；
----可采用的方法
第三部分塑料的分类
1．按照聚合物的受热行为將塑料分为两大类型：
1）热塑性塑料：
热塑性聚合物的分子结构是线性或支链型，大分子链比较容易活动，受热时分子之间可以互相移动，具有较好的可熔性和可模塑性，冷却固化成型后如再次加热，仍可发生软化和熔融，此过程可以反复多次进行。
热塑性塑料的基础是热塑性聚合物，所以它也具有上述同样特性。
常见的热塑性塑料有PE、PP、PS、PVC、ABS、PMMA、POM、PA、PC、SAN等。
2）热固性塑料：
热固性聚合物在加热之前为线型分子结构，加热初期具有一定的可熔性和可模塑性，继续加热则会发生交联反应，线型结构就会转变成体型结构，于是可熔性和可模塑性消失，冷却后无法再次加热软化或熔融，只能在高温下被烧焦碳化。
热固性塑料的基础是热固性聚合物，所以它也具有上述同样的特性。
常见的热固性塑料有酚醛塑料、环氧树脂、氨基塑料、不饱和聚脂等。
2．按照固态聚合物的大分子构型也可将塑料分成两大类型：
聚合物结晶发生在高温熔体向低温固态转变的过程，结晶和非结晶聚合物的主要区别在于分子链的构型（结构形态）在此过程中能否得到稳定规整的排列，如果可以则为结晶型，反之则为非结晶型。
因此，塑料分为结晶型塑料和非结晶型塑料。
结晶型塑料有：
PE、PP,POM、PA、聚偏二氯乙烯和聚四氟乙烯等。
非结晶塑料有：
PS、PMMA、PC、PVC、聚醋酸乙烯酸等。
结晶性塑料与非结晶性塑料不同点：
1）结晶型塑料一般都具有耐热性、非透明性和较高的力学强度，而非结晶塑料刚好与此相反。
2）结晶态制品比非结晶态制品更容易因收缩不均而发生翘曲。
3）结晶态制品因球晶引起光波散射，透明度將会减小或丧失。
因此塑料制品的透明性来自分子链的无定形排列。
第四部分常用工程塑料的性质及其成型性能
（一）、聚苯乙烯（PS）及改性聚苯乙烯（HIPS）等
※聚苯乙烯（PS或GPPS）即俗称之“硬胶”属非结晶型塑料其主要性质如下：
1.透明、良好光泽容易着色。
2.具有刚性，无色无味，易于加工成型。
3.溶于有机溶剂（丙酮、三氯乙烯等），便于喷油上色。
4.成型收缩率小（0.4%左右），尺寸稳定性好。
5.性脆易裂，不耐冲击，表面易擦花，胶件包装要求高。
6.耐酸性差：
遇酸、醇、油脂易应力开裂。
7.耐热温度低。
※改性聚苯乙烯即高抗冲击聚苯乙烯（HIPS）,俗称之“不碎胶”，其主要性质如下：
1.在GPPS中加入适量（5~20%）丁二烯橡胶改性，从而改善了硬胶的抗冲击性能。
2.颜色：
不透明之乳白或略显黄色。
3.对熔剂很敏感，在选择涂料和稀释剂时，要十分小心。
4.HIPS与GPPS根据需要可混合啤塑，GPPS成分越多制品表面亮泽越好，流动性能越好。
例如：
组份比HIPS:
GPPS=7:
3或8:
2，可保持足够强度及良好表观质量。
5.其它主要性质同GPPS。
※其它聚苯乙烯改性物主要有:
1.MBS:
聚甲基丙烯酸酯----丁二烯----苯乙烯共聚物,即透明ABS.
主要性質:
透明、韌性好、耐酸碱、流動性好、易于成型及著色,尺寸穩定.
2.BS:
苯乙烯與丁二烯聚合物,即K料（常見有KR01,KR03）.
透明、較好彈性、方便成型.
3.AS:
丙烯腈與苯乙烯聚合物,即SAN料.（大力膠）
提高抗沖擊力、耐腐蝕性較好、苯乙烯係中流動性最差.与其它同係塑料相容性不好.
※聚苯乙烯的成型性能:
1.非结晶型塑料，吸湿性小，不易分解，但性脆易裂，热膨胀系数大，容易产生残余应力。
2.流動性较好,溢料间隙约0.03mm。
3.制品壁厚应均匀，不宜带有嵌件，缺口尖角各轮廓面过渡处应圆滑连接，如必须带有嵌件应对嵌件预热。
4.成型溫度范圍大（成型溫度距降解溫度較遠）,加熱流動及固化速度快,故成型周期短.在能夠流動充滿型腔前提下,料筒溫度宜稍低.料温过高时制品易出现银纹，料温过低或脱模剂用量过多时，透明制品的透明度会变差。
溫度參數:
前料筒溫度200℃;
噴嘴后料筒溫度160℃.
5.成型中不需要很高的啤塑壓力（70~130MPa）,壓力太高反而使半制件殘留內應力增加-----尤其在噴油后膠件易開裂.
（注:
改性聚苯乙烯類的流動性均稍差于GPPS）.
6.注射速度宜高些,以減弱熔接痕（夾水紋）,但因注射速度受注射壓力影響大,過高的速度可能會產生飛邊（披锋）或出模時碎裂等.
7.适當背壓:
當啤機背壓太低,螺杆轉動易卷入空氣,料筒內料粒密度小,塑化效果不好.
8.模溫:
30℃~50℃.
9.聚苯乙烯因吸溫性小,一般成型前不需干燥,而改性聚苯乙烯需干燥處理:
溫度:
60℃~80℃;
干燥時間:
2HRS.
10.可采用各种形式浇口，脱模斜度宜取2º
以上，顶出力应分布均匀，以避免制品因顶出 脱模情况不良而发生变形或开裂。
※SAN料的成型性能:
1.非结晶型塑料，吸湿性大，热稳定性好，不易分解。
2.流动性比ABS好，但不容易发生溢料。
3.制品容易发生开裂，故不易带有尖角和缺口，涉及模具时，脱模斜度宜取较大值，顶出力应分布均匀。
（二）、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯聚合物（ABS）.
※属非结晶塑料主要性質:
1.三種組份的作用:
丙烯腈（A）----使制品表面較高硬度,提高耐熱性.
丁二烯（B）----加強柔順性,保持材料耐沖擊強度.
苯乙烯（S）----保持良好成型性（流動性、着色性）及保持刚性等.
（注:
根據組份不同派生出多種規格牌號.）
2.ABS具有良好的電鍍性能,也是所有塑料中電鍍性能最好的.
3.具有良好的机械性能与电器性能。
4.因組份中丁二烯的作用,ABS較GPPS抗沖擊強度亦顯著提高.
5.ABS原料淺黃色不透明,制品表面光澤度好.
6.ABS收縮率小（约0.5%左右）,尺寸穩定性好.
7.不耐有機溶劑,如溶于酮、醛、酯及氯代烴而形成乳濁液（ABS膠漿）.
8.材料共混性能:
（ABS+PVC）~提高韌性、耐燃性、抗老化能力.
（ABS+PC）~提高抗沖擊強度、耐熱性.
9.ABS的光熱穩定性能較差,在耐光性方面,除了使用碳黑,還沒有有效的控制方法.
※ABS的成型性能:
1.吸湿性强，成型加工之前需充分干燥,使含水率<
0.1%，对于表面光泽要求较高的制品需要长时间预热干燥。
干燥條件:
溫度85℃;
時間3HRS以上.
2.ABS流動性較好,溢料间隙约0.04mm（流动性比聚苯乙烯和AS差，但比PC、PVC好）易產生啤塑披鋒,注射壓力在70~100MPa左右,不可太大.
3.成型难度较聚苯乙烯大，宜取较高料温（对耐热高抗冲击型和中抗冲击型品种，应在允许范围内，将其料温取最大值），料筒溫度不宜超過250℃.
前料筒溫度180~210℃;
中料筒溫度170~190℃,后料筒溫度160~180℃.
温度对制品物性影响较大，過高溫度會引致橡膠成份分解（分解温度约250℃）反而使流動性降低.
4.若制品精度要求较高，模具溫度取50~60℃,若制品表面要求具有光泽或对于耐热型品种，模溫宜取50~60℃.
5.注射速度取中、低速為主;
注射壓力根據制件形狀、壁厚、膠料品極選取,一般為80~130MPa.
6.ABS內應力檢驗以制品浸入煤油中2分鐘不出現裂紋為准.
7.设计模具时需注意：
浇注系统的流动阻力应尽可能小，浇口形式及其位置应合理并能防止产生熔接痕或减少熔接痕数量，另外，脱模斜度宜取2º
以上，顶出力不宜过大。
（三）、聚甲醛（POM）.
※聚甲醛俗稱“賽鋼”,屬結晶型塑料,主要性質如下:
1.聚甲醛為乳白色塑料,有光澤.
2.具有良好綜合力學性能,硬度、剛性較高,耐沖擊性好,且具有優良的耐磨性及自潤滑性.
3.耐有機溶劑性能好,性能穩定.不宜喷油、移印和粘合。
4.长期在室外暴晒易老化。
5.绝缘性能好。
6.成型后尺寸比較穩定,受溫度環境影響較小.
※聚甲醛的成型性能:
1.聚甲醛吸濕性小（吸水率<
0.5%）,成型前一般不予干燥或短時干燥.
2.成型溫度范圍窄,熱敏性强,极易分解，分解温度为220℃，分解时会产生又刺激性和有腐蚀性的气体,故單憑提高溫度改善流動性有害且無效果.正常啤塑宜采用較低的料筒溫度及較短的滯留時間而提高注射壓力能改善熔料的流動性及制品表面質量.
前料筒190~210℃,中料筒180~205℃,后料筒150~175℃.
壓力參數:
注射壓力100MPa左右,背壓0.5MPa.
3.流动性一般，对温度变化不敏感，但对注射压力变化敏感，溢料间隙约0.04mm。
4.模具应有加热装置（一般运热油），模温对制品成型质量影响较大，提高模温有助于改善流动性，可促使制品内外均匀冷却，对于防止出现缺料缩孔和折皱等缺陷均有帮助，另外，模温对结晶度和收缩值也有很大影响，为了确保成型质量，需要正确控制模温，其值一般取75~120℃，当制品壁厚大于4mm时，可取90~120℃。
壁厚小于4mm时，可取75~90℃。
5.摩擦系数低，弹性大，对于带有浅侧凹的制品，可采用强制脱模。
6.结晶度高，结晶时体积变化大，冷卻縮收縮率很大（2~2.5%）,易出現啤塑“縮水“,故必須用延長保壓時間來補縮.
7.浇注系统的流动阻力应尽量小，浇口截面高度宜取较大值，整个浇注系统均应避免出现死角滞料。
8.成型零部件应选用耐磨，耐腐蚀材料，需要淬硬镀铬，并注意对模腔排气。
（四）、聚乙烯（PE）.
※聚乙烯（PE）,屬結晶性塑料,其主要性質如下:
1.聚乙烯分高密度聚乙烯（HDPE）俗称“马力士”，中密度聚乙烯（MDPE），线型低密度聚乙烯（LLDPE），低密度聚乙烯（LDPE）俗称“花料”,隨著密度的增高,透明度減弱.
2.聚乙烯為半透明粒子,膠件外觀呈乳白色.
3.聚乙烯其柔軟性、抗沖擊性、延伸性、和耐磨性、低溫韌性好.
4.常溫下不溶于任何溶劑,化學性能穩定;
另方面PE難以粘結.
5.機械強度不高,熱變形溫度低,表面易划傷.
6.聚乙烯亦常用于吹塑制品.
※聚乙烯的成型性能:
1.流動性好,溢料间隙约0.02mm,流动性对压力敏感，成型溫度范圍寬,易于成型.
2.注射壓力及保壓壓力不宜太高,避免啤件內殘余大的應力而致變形及開裂.注射壓力60~70MPa。
3.可能发生熔体破裂，与有机溶剂接触可发生开裂。
4.加热时间长容易发生分解、烧伤。
5.吸湿性低,加工前可不必干燥處理.
6.提高料筒溫度,外觀質量好,但成型收縮率大（收縮率2.0~2.5%）,料筒溫度太低制品易變形翘曲（用點澆口成型更嚴重,采用多點澆口可改善扭曲）.
前料筒溫度200~220℃,中料筒溫度180~190℃,後料筒溫度160~170℃.
7.不宜采用直接浇口，否则浇口附近会残余较大的应力，容易引起制品翘曲变形。
8.应注意选择浇口位置，以防止产生缩水变形，宜设冷料穴。
9.冷却速度慢，必须充分冷却。
前後模溫度應保持一致（模溫一般為20~40℃為宜）,冷卻水通道不宜距型腔表面太近,以免局部溫差太大,使制品殘留內應.提高模溫,制品光澤好,但成型號周期長.降低模溫,制品柔軟性好,透明度高,沖擊強度高.模溫太低,急冷引起制品變形或分子定向造成分層.總之,通過調整模溫可調節制品的硬度及柔韌性.
10.質軟易脱模,制品带有浅侧凹时可不用行位而采用強制脫模方式.
（五）、聚丙烯（PP）
※聚丙烯（PP）俗稱“百折膠”,屬結晶性塑料.其主要性質如下:
1.呈半透明色,質輕（密度0.91）,可浮于水中.
2.良好流動性及成型性,表面光澤、著色、外傷留痕優于PE.
3.高的分子量使得抗拉強度高及屈服強度（耐疲勞度）高.
4.化學穩定性高,不溶于有機溶劑,噴油、燙印、及粘結困難.
耐磨性優良,以及常溫下耐沖擊性好.
5.成型收縮率大（1.8%）,尺寸較不穩定,膠件易變形及縮水.
6.具有裂口效应。
7.耐热性好可在100℃左右使用，具有冷脆性（低温时变脆）。
8.電鍍工藝不穩定.
9.銅對PP的危害大,對其老化有催化作用.
※聚丙烯（PP）的成型性能:
1.结晶型塑料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触容易发生分解。
2.聚丙烯的流動性好,溢料间隙约为0.03mm,較低的注射壓力就能充滿型腔,壓力太高,易發生飛邊,但壓力太低縮水會嚴重.注射壓力一般為80~90MPa,保壓壓力取注射壓力的80%左右,宜取較長保時間補縮.
3.冷却速度快，应合理控制浇注系统和整个模具的冷却散热速度。
4.适于快速注射,為改善排氣不良,排氣槽宜稍深取0.3mm.
5.聚丙烯高結晶度,料筒溫度較高:
料筒溫度參數:
前料筒200~240℃,中料筒170~220℃,后料筒160~190℃.
因其成型溫度范圍大,易成型,實際上為減少披鋒及縮水而采用較低溫度.
注意控制成型温度,料温低时各向异性显著,尤其低温高压时更为强烈。
6.因材料收縮率大,為准確控制膠件尺寸,應適當延長冷卻時間.
7.模溫低于40℃时,制品表面无光泽，且容易产生熔接不良。
模溫太高使結晶度大,分子間作用強,制品剛性好,光澤度好,但柔軟性、透明性差,縮水也明顯，模温高于90℃时，容易发生翘曲、变形。
8.背壓以0.5MPa為宜,干粉著色工藝應適當提高背壓,以提高混煉效果.
9.制品壁厚应均匀，避免出现缺口尖角，以防止应力集中。
10.生产浅而平的制品时，不易采用直接浇口，否则浇口附近会残余较大应力，容易引起制品翘曲变形。
（六）、聚氯乙烯（PVC）.
※聚氯乙烯（PVC）屬非結晶性塑料,原料透明,其主要性能如下:
1.通過添加增塑劑使材料軟硬度范圍大.
2.難燃自熄,熱穩定性很差.
3.PVC溶于環已酮、二氯乙烷,噴油用軟膠開油水（含環已酮）.
4.PVC溶膠塑料玩具上主要用于搪膠.
5.耐腐蚀性,绝缘性好,往往用作电线绝缘层,但不耐高温。
6.硬质PVC的韧性不够理想,在光热作用下,加速老化,易变色变脆。
※聚氯乙烯（PVC）的成型性能:
1.軟PVC收縮率大（1.0~2.5%）,PVC極性分子易吸收水份,成型前需經干燥.
干燥溫度:
85~95℃;
時間:
2.成型時料筒內長期多次受熱,分解出氯乙烯單體及HCI（即降解）對模腔有腐蝕作用.所以,應經常清洗模腔及機頭內部死角.另外,模腔表面常鍍硬鉻或氮化處理以抗腐蝕.
3.軟PVC中加入ABS,可提高韌性、硬度及機械強度.
4.因PVC成型加工溫度接近分解溫度,故應嚴格控制料筒溫度,盡可能用偏低的成型溫度,同時還應盡可能縮短成型周期,以減小熔料在料筒內的停留時間.
前料筒160~170℃;
中料筒160~165℃;
後料筒140~150℃.
5.硬质PVC流动性差，热敏性强，极易分解，特别在高温下与钢铜等金属接触更易分解，分解温度为200℃，分解时产生腐蚀及刺激性气体。
6.針對易分解、流動性差,模具流道和澆口盡可能粗、短、厚,以減小壓力損失及盡快充滿型腔,整个浇注系统不得有死角，以防滞料。
注射型力:
90MPa,宜采用高壓低溫注射,背壓0.5~1.5MPa.PVC制品壁厚不宜太薄,應在1.5mm以上,否則料流充腔困難.
7.注射速度不宜太快,以免熔料經過澆口時劇烈摩擦使溫度上升,容易產生縮水痕.
8.模具溫度盡可能低（30~45℃左右）,以縮短成型周期及防止膠件出模變形（必要時膠件需經 定型模定型）.
9.為防止冷料堵塞澆口或流入模腔,應設計較大冷料穴積存冷料.
（七）、聚碳酸酯（PC）.
※聚碳酸酯（PC）俗稱“防彈玻璃膠”,屬非結晶塑料,其主要性質如下:
1.外觀透明、剛硬帶韌性、燃燒慢、離火后慢熄.
2.PC料具有优异的耐沖擊性，是塑料中最好的。
3.成型收縮率小（0.5~0.7%）,成品精度高,尺寸穩定性高.
4.化學穩定性較好,但不耐碱、酮、芳香烴等有機溶劑.
5.耐疲勞強度差,對缺口敏感,耐應力開裂性差,不宜采用机械加工。
耐磨性和流动性也不好，目前多将它和PE、ABS、PMMA共混后使用，以克服上述缺点。
6.聚碳酸脂是一种综合性能优良的光学塑料，与其它光学塑料相比，它的突出优点是具有优异的耐热耐寒性能，工作温度范围宽，在-135℃~+120℃内可保持较高力学性能。
7.聚碳酸脂耐溶剂性较差，成型时常有残余的内应力，因而涂饰后时常发生裂纹，故应进行退火处理（约130℃）以消除内应力，同时在选择涂料时应避免选择以脂类、酮类、芳烃类熔剂稀释的涂料。
※聚碳酸酯（PC）的成型性能:
1.非结晶型塑料，热稳定性好，成型温度范围宽，温度超过330℃才会呈现严重分解，分解时产生的气体无毒、无腐蚀性。
2.PC（属水敏性塑料）在高温下即使對微量水份亦很敏感,故成型前應予以充分干燥,使含水率降到0.015~0.02%以下，以防止它们在高温成型过程中发生水降解。
否则，会出现银纹、气泡以及制品强度显著下降等问题
溫度110~120℃;
8~12HRS.
3.流動性差,溢料间隙约0.06mm。
4.注射压力不易取低,但注塑壓力過高會使制品殘留大應力而易開裂.虽然塑料本身冷却速度快，但如果模具带有加热装置，亦应保证制品具有适当的冷却时间。
5.PC料粘度對溫度很敏感,提高溫度時,粘度有明顯下降.
啤塑溫度參數:
前料筒240~260℃;
中料筒260~280℃;
后料筒220~230℃.
料筒溫度
升级会员 