各種塑料原料分類與簡介

2021-03-04 09:36:01 字數 6090 閱讀 7912

塑料的組成與分類

塑料是以高分子量合成樹脂為主要成分,在一定條件下(如溫度、壓力等)可塑製成一定形狀且在常溫下保持形狀不變的材料。塑料都以合成樹脂為基本原料,並加入填料、增塑劑、染料、穩定劑等各種輔助料而組成。因此,不同品種牌號的塑料,由於選用樹脂及輔助料的效能、成分、配比及塑料生產工藝不同,則其使用及工藝特性也各不相同。

為此模具設計時必須了解所用塑料的工藝特性。

一、按受熱時的行為分:

1、熱塑性塑料

加熱時變軟以至流動,冷卻變硬,這種過程是可塑的,可以反覆進行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛,聚碳酸酯,聚醯胺、丙烯酸類塑料、其它聚烯烴及其共聚物、聚碸、聚苯醚,氯化聚醚等都是熱塑性塑料。熱塑性塑料中樹脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結構,分子鏈之間無化學鍵產生,加熱時軟化流動,冷卻變硬的過程是物理變化。

2、熱固性塑料

第一次加熱時可以軟化流動,加熱到一定溫度,產生化學反應一交鏈固化而變硬,這種變化是不可逆的,此後,再次加熱時,已不能再變軟流動了。正是借助這種特性進行成型加工,利用第一次加熱時的塑化流動,在壓力下充滿型腔,進而固化成為確定形狀和尺寸的製品。這種材料稱為固性塑料。

熱固性塑較的樹脂固化前是線型或帶支鏈的,固化後分子鏈之間形成化學鍵,成為三度的網狀結構,不僅不能再熔融,在溶劑中也不能溶解。酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、環氧、不飽和聚酯、有機矽等塑料,都是熱固性塑料。

二、按樹脂合成時的反應型別分 :

按塑料中樹脂合成時的反應型別,可將樹脂分為聚合型樹脂和縮聚型樹脂,相應的塑料分別稱為聚合型塑料和縮聚型塑料。

1、聚合型塑料

樹脂是由聚合反應制得。這種樹脂一般是由含有不飽和鍵,主要是雙鍵的單體,借雙鍵開啟生成的: 反應過程中無低分子產物發布。

聚烯烴、聚鹵代烯烴、聚苯乙烯、聚甲醛、丙烯酸類塑料都屬於聚合型塑料。聚合型塑料都是熱塑性塑料。

2、縮聚型塑料

樹脂是由縮聚反應制得。這種樹脂一般是由含有某種官能團(一般最少含有兩個官能團)的單體,借官能團之間的反應使單體連線起來而形成的。

三、按塑料中樹脂大分子的有序狀態分:

1、無定形塑料

樹脂大分子的排列是無序的。這種塑料,由於樹脂分子鏈的結構特點,或因熱力學原因,或成型過程工藝條件範圍的限制,分子鏈不會產生有序的整齊堆砌形成結晶結構,而呈現無規則的隨機排列。在純樹脂狀態,這種塑料是透明的。

2、結晶型塑料

樹脂大分子排列呈現出三向遠端有序。從熔融狀態冷卻變為製品過程中,樹脂的分子鏈能夠有序地緊密堆砌產生結晶結構的。一般所謂的結晶型塑料,實際上都是半結晶的,不像低分子晶體(例如nacl)那樣能產生100%的結晶度。

樹脂大分子鏈排列呈現出無定形相與結晶相共存的狀態。成型條件對結晶度和晶態結構有明顯影響,從而對製品效能有明顯影響。結晶結構只存在於熱塑性塑料中。

四、按效能和應用範圍分:

1、通用塑料

通用塑料是指生產最大、貨源廣,**低,適於大量應用的塑料。通用塑料一般皆具有良好的成型工藝性,可採用多種工藝成型出多種用途製品。一般說,通用塑料不具有突出的綜合力學效能和耐熱性,不宜用於承載要求較高的結構件和在較高溫度下工作的耐熱件。

但通用塑料的各品種,都有各自的某些優異效能,使它具有廣泛用途。聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料合稱五大通用塑料。其它聚烯烴、乙烯基塑料及其共聚物與改性材料、丙烯酸塑料、氨基塑料等也都屬於通用塑料。

2、工程塑料

工程塑料是指那些具有突出力學效能、耐熱性,或優異耐化學試劑、耐溶劑性,或在變化的環境條件下可保持良好絕緣介電效能的塑料。工程塑料一般可以作為承載結構件,公升溫環境下的耐熱件和承載件,公升溫條件、潮濕條件、大範圍的變頻條件下的介電製品和絕緣用品。工程塑料的生產批量小,**也較昂貴,用途範圍相對狹窄,一般都是按某些特殊用途生產一定批量的材料。

現有的工程塑料主要品種有聚醯胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、abs、pet、pbt、聚碸、聚苯硫醚、氯化聚醚、聚醯亞胺、聚醚醚酮、氟塑料、超高分子量聚乙烯、環氧塑料和不飽和聚酯等。

3、特種塑料

具有某種特殊功能,適於某種特殊用途的塑料,例如用於導電、壓電、熱電、導磁、感光、防輻射、光導纖維、液晶、高分子分離膜、專用於摩擦磨損用途等塑料。 特種塑料又稱功能塑料。特種塑料的主要成分是樹脂,有些是專門合成的特種樹脂,但也有一些是採用上述通用塑料或工程塑料用樹脂經特殊處理或改性後獲得特殊效能的。

塑料的基本效能

(一).質輕、比強度高。

塑料質輕,一般塑料的密度都在 0.9 ~ 2.3 克/厘公尺 3 之間,

只有鋼鐵的 1 / 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 ~ o.5 克/厘公尺 3 之間。按單位質量計算的強度稱為比強度,

有些增強塑料的比強度接近甚至超過鋼材。例如合金鋼材,其單位質量的拉伸強度為 160 兆帕,

而用玻璃纖維增強的塑料可達到 170 ~ 400 兆帕。

(二).優異的電絕緣效能。

幾乎所有的塑料都具有優異的電絕緣效能,

如極小的介電損耗和優良的耐電弧特性,這些效能可與陶瓷媲美。

(三)優良的化學穩定性能。

一般塑料對酸鹼等化學藥品均有良好的耐腐蝕能力,

特別是聚四氟乙烯的耐化學腐蝕性能比**還要好,甚至能耐 " 王水 " 等強腐蝕性電解質的腐蝕,

被稱為 " 塑料王 " 。

(四).減摩、耐磨效能好。

大多數塑料具有優良的減摩、耐磨和自潤滑特性。

許多任務程塑料製造的耐摩擦零件就是利用塑料的這些特性,在耐磨塑料中加入某些固體潤滑劑和填料時,

可降低其摩擦係數或進一步提高其耐磨效能。

(五).透光及防護效能。

多數塑料都可以作為透明或半透明製品,

其中聚苯乙烯和丙烯酸酯類塑料象玻璃一樣透明。有機玻璃化學名稱為聚甲基丙烯酸甲酯,

可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能,

大量用作農用薄膜。塑料具有多種防護效能,因此常用作防護保裝用品,

如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。

(六).減震、消音效能優良。

某些塑料柔韌而富於彈性,當它受到外界頻繁的機械衝擊和振動時,

內部產生粘性內耗,將機械能轉變成熱能,因此,工程上用作減震消音材料。

例如,用工程塑料製作的軸承和齒可減小噪音,各種泡沫塑料更是廣泛使用的優良減震消音材料。

上述塑料的優良效能,使它在工農業生產和人們的日常生活中具有廣泛用途;

它已從過去作為金屬、玻璃、陶瓷、木材和纖維等材料的代用品,

而一躍成為現代生活和尖端工業不可缺少的材料。然而,塑料也有不足之處。

例如,耐熱性比金屬等材料差,一般塑料僅能在 100℃ 以下溫度使用,少數 200℃ 左右使用;

塑料的熱膨脹係數要比金屬大 3 ~ 10 倍,容易受溫度變化而影響尺寸的穩定性;

在載荷作用下,塑料會緩慢地產生粘性流動或變形,即蠕變現象;此外,塑料在大氣、陽光、

長期的壓力或某些質作用下會發生老化,使效能變壞等。

塑料的這些缺點或多或少地影響或限制了它的應用。

但是,隨著塑料工業的發展和塑料材料研究工作的深入,

這些缺點正被逐漸克服,效能優異的新穎塑料和各種塑料複合材料正不斷湧現

塑料的成型效能

(一)收縮率

塑件自模具中取出冷卻到室溫後,發生尺寸收縮這種效能稱為收縮性。由於收縮不僅是樹脂本身的熱脹冷縮,而且還與各成型因素有關,所以成形後塑件的收縮應稱為成型收縮。

(二)流動性

塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能力稱為流動性。這是模具設計時必須考慮的乙個重要工藝引數。流動性大易造成溢料過多,填充型腔不密實,塑件組織疏鬆,樹脂、填料分頭聚積,易粘模、脫模及清理困難,硬化過早等弊病。

但流動性小則填充不足,不易成形,成形壓力大。所以選用塑料的流動性必須與塑件要求、成型工藝及成形條件相適應。

(三)比容及壓縮率

比容為每一克塑料所占有的體積(以厘公尺3/克計)。壓縮率為塑粉與塑件兩者體積或比容之比值(其值恆大於1)。它們都可被用來確定壓模裝料室的大小。

其數值大即要求裝料室體積要大,同時又說明塑粉內充氣多,排氣困難,成形周期長,生產率低。比容小則反之,而且有利於壓錠,壓制。

(四)硬化特性

熱固性塑料在成型過程中在加熱受壓下轉變成可塑性粘流狀態,隨之流動性增大填充型腔,與此同時發生縮合反應,交聯密度不斷增加,流動性迅速下降,融料逐漸固化。模具設計時對硬化速度快,保持流動狀態短的料則應注意便於裝料,裝卸嵌件及選擇合理的成型條件和操作等以免過早硬經或硬化不足,導致塑件成形不良。

(五)水分及揮發物含量

各種塑料中含有不同程度的水分、揮發物含量,過多時流動性增大、易溢料、保持時間長、收縮增大,易發生波紋、翹曲等弊病,影響塑件機電效能。但當塑料過於乾燥時也會導致流動性不良成型困難,所以不同塑料應按要求進行預熱乾燥,對吸濕性強的料,尤其在潮濕季節即使對預熱後的料也應防止再吸濕

(六)熱敏性及水敏性

熱敏性塑料係指某些塑料對熱較為敏感,在高溫下受熱時間較長或進料口截面過小,剪下作用大時,料溫增高易發生變色、降聚,分解的傾向,具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料。

有的塑料(如聚碳酸酯)即使含有少量水分,但在高溫、高壓下也會發生分解,這種效能稱為水敏性,對此必須預先加熱乾燥。

(七)吸濕性

塑料中因有各種新增劑,使其對水分各有不同的親疏程度,所以塑料大致可分為吸濕、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的兩種,料中含水量必須控制在允許範圍內,不然在高溫、高壓下水分變成氣體或發生水解作用,使樹脂起泡、流動性下降、外觀及機電效能不良。所以吸濕性塑料必須按要求採用適當的加熱方法及規範進行預熱,在使用時還需用紅外線照射以防止再吸濕。

一般而言,多數塑料的比強度與金屬在同一數量級,比剛度低於金屬數倍至乙個數量級,但某些結構泡沫塑料,比剛度可與金屬媲美。用高模量增強劑增強後,某些塑料的比剛度可以超過金屬。

gpps 名稱:聚苯乙稀---是聚乙稀聚合反應形成。

無臭無味無毒有良好的透明度和表面光澤,易於加工成形,比重輕;具有優異的絕緣性能和低吸濕性。

缺點:機械強度不高,質地脆,耐熱性差,易燃;可以通過改變效能增加強度等。

識別:無色透明,仿玻璃狀材料,敲打時有清脆的響聲;易燃,離火後繼續燃燒,火焰呈黃色並有濃煙,起泡,有味;物理效能:比重1.

04~1.09。尺寸穩定性好,成形收縮率0.

45%吸水性低,約0.02%,可不用乾燥直接成形;透明度達88%~92%,能自由著色。熱效能:

熱變形溫度70~90℃,連續使用溫度60~80℃;化學效能:不溶於有機酸,鹼鹽等水溶液。

abs (丙烯腈--丁二烯—苯乙烯三元共聚物)

acrylonitrile butadiene styrene

abs是在聚苯乙烯(ps)樹脂改性的基礎上,在40年代發展起來的三元共聚物。

故它能表現三者組成的共同效能。

a.丙烯腈使聚合物耐化學腐蝕性,具有一定的表面硬度。

b.丁二烯使聚合物呈橡膠狀韌性。

s.笨乙烯使聚合物具有剛性和流動性。

總之,abs具有耐熱,表面硬度高,尺寸穩定,耐化學性及電效能良好,

易於成形和機械加工等特點。此外,表面可以鍍鉻,改變樹脂中三組分的比例,

可以使它具有稍微不同的特性。

abs不透明,能配色成有光澤的其它有色製品,密度1.05左右。

大部分abs數脂無毒,不透水,表面可以拋光得到高度的光澤製品。

abs有極好抗衝擊強度,且在低溫時也不會快速下降,

大多數abs在-40度仍有相當的衝擊強度,所以一般abs塑膠製品使用範圍從-40~100度。

abs黑色顏料耐候性較好,如果不是黑色在室外使用後會褪色。

abs應用廣泛,在機械工業中用來製作齒輪,幫浦,葉輪,軸承,

把手,管道,電視機,洗衣機,收錄機,冰箱外殼等。近年來,

由於****發展迅速,有很多零件採用abs原料,

如:擋板,扶手,熱空氣調節導管,加熱器等。

abs塑料加工工藝:

abs是無定性聚合物,具有聚苯乙烯那樣優良的成型加工性,

可以注射,擠出,壓延,真空,吹塑等等的成型方法。

abs塑料因吸濕小,在一般情況下未經乾燥既能加工。

成型溫度210~240度,耐熱型為240~275度,注塑壓力60~100mpa,

模具溫度為40~90度,根據不同的abs型號,成型收縮率為0.4~0.7%。

abs可以用火焰及焊條焊接和粘結。受熱可二次加工成各種各樣的形狀。

與其它原料區分:它不透明,手感比較硬,燃燒比較慢,離火後仍繼續,

火焰呈黃色黑煙,燒後軟化,但無熔融滴落。

在注塑模具設計中要注意,abs一般是外觀件多,產品易頂白,

故要考慮頂針的位置要得當,倒鉤處理盡量不要採用硬拉方式。

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