一绪论1. 塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物。 树脂可分为天然树脂和合成树脂两大类， 塑料 大多采用合成树脂。塑料由合成树脂和添加剂两大部分组成。2. 塑料制件的主要加工方法：塑料成型加工。塑料成型是将各种形态的塑料原料（粉状、粒状、 溶体或分散体） 熔融塑化或加热达到要求的塑性状态， 在一定压力下经过要求形状模具 （如挤出 口模）或充填到要求形状模具模腔内，待冷却定型后，获得要求形状、 尺寸及性能塑料制件的生 产过程3. 常用塑料成型工艺有：注射成型，压缩成型，传递成型，挤出成型，中空吹塑成型，真空吸塑 与气压成型等。4. 模具：模具是材料成型加工中的工艺装备， 它是利用其特定形状去复制成型或复制加工具有一 定形状和尺寸制件的工具。 塑料模具： 是成型塑料制件的工艺装备或工具 分类： 根据成型工 艺方法分为注射模具 、压缩模具、传递模具、挤出模具、中空吹塑模具。5. 注射成型 注射模又称为注塑模。首先将粒状或粉状的塑料原料加入到注射机的料筒中， 经过加热熔融成粘流态， 然后在螺杆或柱塞的推动下， 熔融塑料以一定的流速通过料筒前端的喷 嘴射入闭合的模具型腔中，经过一定的保压，塑料在模内冷却、硬化定型，接着打开模具，从模 内脱出成型的塑件。6. 压缩成型 压缩模又称压塑模。 将预热过的塑料原料直接放在经过加热的模具型腔 （加料室） 内，凸模向下工作，在热和压力的作用下，塑料呈熔融状态并充满型腔，然后再固化成型。压缩 模多用于热固性塑料制件的成型，但该方法成型周期较长、生产效率低。7. 传递成型 传递模又称压注模。 传递模的加料室与型腔是通过浇注系统连接起来的， 通过压 柱或柱塞将加料室内受热塑化熔融的热固性塑料经浇注系统压入被加热的闭合型腔， 最后固化定 型。传递模主要用于热固性塑料制件的成型。8. 挤出成型 挤出模常称挤出机头。 挤出成型是利用挤出机料筒内的螺杆旋转加压的方式， 连 续地将塑化好的呈熔融状态的物料从料筒中挤出， 通过特定截面形状的机头口模成型， 并借助于 牵引装置将挤出的塑料制件均匀拉出，同时冷却定型而获得截面形状一致的连续型材。9. 气动成型 气动成型模是指利用气体作为动力成型塑料制件的模具。 包括中空吹塑成 型模、真空成型模与压缩空气成型模等。二塑料成型技术基础1. 塑料是一种混合物：合成树脂添加剂2. 合成树脂 合成树脂是由低分子有机化合物经聚合反应或缩聚反应，所获得的高分子化合物， 又称聚合物或高聚物3. 合成树脂的性能决定了塑料的基本性能4. 聚合物分子结构形式：线型 带支链线型 体型。 线型聚合物：分子链呈线状； 升高 温度软化及熔化，降低温度硬化，再升高温度可重新软化。因此，可反复多次熔化成型；性能上 弹性、塑性较好，可溶解。 体型聚合物：大分子链相互交联成空间立体网状；初次加热可熔 化，一经成型硬化后， 既不溶解也不熔化， 因此不能再次成型； 性能上硬度高脆性大。 带 支链线型聚合物：性能与线型聚合物相近。5. 聚合物分子排列聚集态： （ 1）结晶型聚合物：聚合物的分子有规则紧密的排列（ 2）非结晶型聚合物：聚合物的分子排列处于无序状态6. （ 1）添加剂的作用是调整塑料的物理化学性能，提高材料强度，扩大使用范围，以及减少合 成树脂的用量，降低塑料的成本，包括填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂和固化剂等。（2）增塑剂用来提高塑料的可塑性和柔软性。增塑剂的加入会降低塑料的稳定性、 介电性能 和机械强度。因此在塑料中应尽可能地减少增塑剂的含量。大多数塑料一般不添加增塑剂。 （3）稳定剂为了抑制和防止塑料在加工和使用过程中因受热、光及氧等作用而分解变质，以使 加工顺利并保证塑件具有一定的使用寿命，常在塑件中加入稳定剂。（4）固化剂又称硬化剂，它的作用是促使合成树脂进行交联反应而形成体型网状结构，或加快交联反应速度，一般多用在热固性塑料中。（5）填充剂又称填料； 是塑料中一种重要但并非必要的成分。 在塑料中加入填充剂可减少贵重 树脂含量，降低成本。（6）着色剂在塑料中加入有机颜料、 无机颜料或有机染料时， 可以使塑料制件获得美丽的色泽， 美观宜人，提高塑件的使用品质。7. 塑料的特性： 1）质量轻 2 ）电气绝缘性能好 3 ）比强度、比刚度高 4 ）化学稳定性能好 5 ） 减摩、耐磨性能优良，减振消音性好 6 ）导热率低，一些塑料具有良好的光学性能塑料的缺点： 1）成型时收缩率较高，有的高达3%以上，并且影响塑料成型收缩率的因素很多，这使得塑料制件要获得高的精度难度很大， 故塑件精度普遍不如金属零件。 2 ）塑料制件的使用 温度范围较窄，容易老化。 3）难以分解，环保性差。8. 塑料的分类：（一）按照合成树脂的分子结构和受热的行为分类1）. 热塑性塑料合成树脂分子结构：线型或带有支链线型。受热变软进而成为可流动的粘稠液体， 具有可塑性， 可塑制成一定形状塑件， 并可经冷却定 型；再加热可重新变软可塑，在受热过程中只发生物理变化。即：可反复加热塑化成型。常用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、 ABS2. ）热固性塑料 合成树脂分子结构：体型网状结构。初次加热之初，分子呈线型结构， 加热时可软化具有可塑性， 继续加热， 线型结构分子相互 交联成体型网状结构，使形状固定下来，如再加热不再软化，不再具有可塑性。受热过程中既有物理变化又有化学变化，其变化过程不可逆。 常用塑料：酚醛塑料（PF）、氨基塑料（二） 按塑料的应用范围分类 通用塑料：一种非结构用塑料。它的产量大，价格低，性能一般。 工程塑料：可作为结构材料。和通用塑料相比，它们产量较小，价格较高，但具有优异的力学性 能、电性能、化学性能以及耐热性、耐磨性和尺寸稳定性等。特殊塑料：具有某些特殊性能的塑料。这类塑料有高的耐热性或高的电绝缘性及耐腐蚀性等。9. 常用塑料：1）.聚乙烯（PE）基本特性：无毒、无味、呈乳白色。密度为0.910.96g/cm3。主要用途：低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承 等；高压聚乙烯常用于制作塑料薄模、 软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。 成 型特点：在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大，注射方向的收缩率大于垂直方向的收缩率2）聚丙烯（PP）基本特性聚丙烯无味、无色、无毒。比聚乙烯更透明。密度为0.900.91 g/cm3熔点为164170C，耐热性好。主要用途 各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件。输送管道，化工容 器和其它设备的衬里、表面涂层。盖和本体合一的箱壳，各种绝缘零件，并用于医药工业中。聚丙烯热容量大， 注射成型模具必须本身很脆， 呈琥珀玻璃态。 加入各种刚性好，变形小，耐热耐C的温度200150磨，能在成型特点 成型收缩范围大，易发生缩孔、凹痕及变形； 设计能充分进行冷却的冷却回路；3）酚醛树脂（PF）（热固性塑料）基本特性：通常由酚类化合物和醛类化合物缩聚而成。 纤维或粉末状填料后才能获得具有一定性能要求的酚醛塑料。范围内长期使用。在水润滑条件下，有极低的摩擦系数。其电绝 缘性能优良。 缺点是质脆，冲击强度差。10. 塑料的选用1）. 一般结构零件用塑料性能要求：具有较低的强度和耐热性能， 有时还要求外观漂亮 。工艺要求：有较高的生产率和低廉的成本。常用塑料：ABS聚丙烯、低压聚乙烯改性聚苯乙烯。2）耐磨损传动零件用塑料性能要求：有较高的强度、刚性、韧性、耐磨损和耐疲劳性，并有较高的热变形温度。常用塑料：优先选用的塑料有尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯3） 减摩自润滑零件用塑料性能要求：减摩自润滑零件一般受力较少，对机械强度要求往往不高，但运动速度较高，要求具有低的摩擦系数。常用塑料：聚四氟乙烯和各种填充的聚四氟乙烯。4） 耐腐蚀零、部件用塑料性能要求：既要求耐强酸或强氧化性酸，同时又要求耐碱。常用塑 料： 氟塑料如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯5） 耐高温零件用塑料性能要求：耐热 常用塑料：氟塑料6） 光学用塑料性能要求：良好光学性能，即透射率、折射率、散射及对光的稳定性常用塑料：聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯11. 聚合物的热力学性能1） 、线型无定型聚合物热力学曲线：受恒应力作用时变形量与温度的关系曲线 线型无定型聚合物常存在三种物理状态：玻璃态，高弹态，粘流态2）线型结晶型聚合物12. 聚合物的加工工艺： 1）玻璃态： 车铣刨等机械加工 2 ）高弹态： 吹塑弯曲等加工 3）粘流态： 注射，挤出，模压等13. 热塑性塑料成型工艺性1）流动性：塑料熔体在一定温度与压力作用下充填模腔的能力。对成型工艺过程影响：成型温 度、压力、浇注系统尺寸、塑料结构。流动性的影响因素：相对分子量、填料与增塑剂润滑剂的 含量。 热塑性塑料流动性表示：熔体流动速率指数，简称熔融指数2）收缩性：塑料在成型及冷却过程中发生了体积收缩。产生原因：热胀冷缩聚集态变化 收缩率：单位长度塑件收缩量的百分率。3） 热稳定性热稳定性是指塑料受热时性能上发生的变化程度。主要是塑料成型加工过程中受热在高温下发生降解、变色等性能变化，影响到加工的难易程度。4）吸湿性 是指塑料与水分的亲疏程度。吸水倾向大的塑料： ABS聚酰氨吸水倾向小的塑料：聚乙烯、聚丙烯吸附水分对成型加工工艺过程的影响：促使塑料高温水解。处理措施：成型加工前烘干处理。5）相容性 指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下产生相互分离的能力，又称共混 性。相容性好的不同种类塑料相容可得到不同种类塑料的综合性能，改进塑料性能。 相容性对成型加工过程影响： 该用不同品种塑料时首先清洗料筒的方法 （一般用清洗法或拆 洗法），相容性塑料，只需要将所要加工的原料直接加入成型设备中清洗即可。如果是不相容的 塑料，就应更换料筒或彻底清洗料筒。14. 热固性塑料成型工艺性1）收缩率 因成型加工引起的尺寸减小。产生原因： 1）热收缩（热胀冷缩）2）结构变化引起的收缩（分子链交联）3）弹性恢复 4）塑性变形2） 流动性：流动性对成型工艺过程及塑件质量影响：过大：溢料过多填充不密实；过小：填充 不足不易成型，所需成型压力大。 影响流动性因素： 1）塑料原料：树脂分子支链少，填料颗粒小，加入润滑剂及适当含量水分，流动性好。 2）模具及成型工艺条件：型腔形状，表面粗糙度，模具温度，原料预热，有利于提高流动性。3）水分及挥发物含量： 来源：吸附水分及化学反应副产品可起到增塑作用， 提高流动性， 有利 制件收缩率增大， 易发生区翘曲、 变形、对成型工艺过程及塑件质量影响：适当水分及挥发物含量， 于成型。 过多，则会促使流动性过大， 使成型周期增长， 出现裂纹及表面粗糙。4）硬化速度：指热固性塑料交联反应速度对成型工艺影响：硬化速度太小，会使塑件成型周期延长； 硬化速度太高，不易于用来成型形状 复杂的塑件。调整硬化速度措施：预热、预压、提高成型温度和压力。15. 聚合物熔体粘度的影响因素： 1）温度 2）压力 3）剪切速率 4）塑料结构的影响 5） 低相对分 子质量添加剂的影响16. 聚合物熔体流变时不仅有粘流性， 还具有固体般的弹性， 当受应力作用时要吸收部分变形能， 一旦外加应力释除就得以恢复，如塑料在挤出时的出模膨胀。17. 流动的缺陷： 1） 端末效应： 聚合物熔体流经截面变化的模腔时，因弹性产生的收敛或膨胀 现象。产生后果：导致塑件变形、挠曲、尺寸不稳定。 2） 失稳流动和熔体破裂 : 失稳流动：当 熔体的粘度降到某一临界值时， 流动呈非稳定的层流， 各点的流速将发生