2020年塑料橡胶材料热塑性塑料

（塑料橡胶材料）（塑料橡胶材料） 热塑性塑热塑性塑 料料 热塑性塑料热塑性塑料 热塑性塑料品种极多，即使同壹品种也由于树脂分子及附加物配比不 同而使其使用及工艺特性也有所不同。另外，为了改变原有品种的特 性，常用共聚、交链等各种化学聚合方法在原有的树脂结构中导入壹 定百分比量的异种单体或高分子相等树脂，以改变原有树脂的结构成 为具有新的使用及工艺特性的改性品种。例如， ABS 即为在聚苯乙烯 分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为改性共聚物，也可称 为改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯优越的使用，工艺特性。由于热塑 性塑料品种多、性能复杂，即使同壹类的塑料也有仅供注射用或挤出 用之分，故本章节主要介绍各种注射用的热塑性塑料。 壹、工艺特性、工艺特性 （壹）收缩率（壹）收缩率 热塑性塑料成形收缩的形式及计算如前所述，影响热塑性塑料成形收 缩的因素如下 1 1、、塑料品种热塑性塑料成形过程中由于仍存在结晶化形起的体积变 化,内应力强,冻结在塑件内的残余应力大，分子取向性强等因素，因 此和热固性塑料相比则收缩率较大，收缩率范围宽、方向性明显,另外 成形后的收缩、退火或调湿处理后的收缩壹般也都比热固性塑料大。 2 2、、塑件特性成形时融料和型腔表面接触外层立即冷却形成低密度的 固态外壳。 由于塑料的导热性差,使塑件内层缓慢冷却而形成收缩大的 高密度固态层。所以壁厚、冷却慢、高密度层厚的则收缩大。另外, 有无嵌件及嵌件布局,数量都直接影响料流方向,密度分布及收缩阻力 大小等,所以塑件的特性对收缩大小,方向性影响较大 3 3、、进料口形式、尺寸、分布这些因素直接影响料流方向、密度分布、 保压补缩作用及成形时间。直接进料口、进料口截面大（尤其截面较 厚的）则收缩小但方向性大,进料口宽及长度短的则方向性小。距进料 口近的或和料流方向平行的则收缩大。 4 4、、成形条件模具温度高,融料冷却慢、密度高、收缩大,尤其对结晶料 则因结晶度高,体积变化大,故收缩更大。模温分布和塑件内外冷却及 密度均匀性也有关,直接影响到各部分收缩量大小及方向性。另外,保 持压力及时间对收缩也影响较大,压力大、 时间长的则收缩小但方向性 大。注射压力高,融料粘度差小,层间剪切应力小,脱模后弹性回跳大,故 收缩也可适量的减小,料温高、收缩大,但方向性小。因此在成形时调 整模温、压力、注射速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩 情况。模具设计时根据各种塑料的收缩范围,塑件壁厚、形状,进料口 形式尺寸及分布情况,按经验确定塑件各部位的收缩率,再来计算型腔 尺寸。对高精度塑件及难以掌握收缩率时,壹般宜用如下方法设计模 具： （1）对塑件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以留有试模后 修正的余地。 （2）试模确定浇注系统形式、尺寸及成形条件。 （3）要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况（测量时必须在脱 模后 24 小时以后） 。 （4）按实际收缩情况修正模具。 （5）再试模且可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要 求。 （二）流动性（二）流动性 1 1、、热塑性塑料流动性大小,壹般可从分子量大小、熔融指数、阿基米 德螺旋线长度、表现粘度及流动比（流程 长度/塑件壁厚）等壹系列指数进行分析。分子量小,分子量分布宽,分 子结构规整性差,熔融指数高、螺旋线长 度长、表现粘度小,流动比大的则流动性就好,对同壹品名的塑料必须 检查其说明书判断其流动性是否适用于注 射成形。按模具设计要求我们大致可将常用塑料的流动性分为三类： （1）流动性好尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、醋酸纤维素、聚 （4）甲基戍烯； （2）流动性中等改性聚苯乙烯（例 ABS·AS） 、有机玻璃、聚甲醛、 聚氯醚； （3）流动性差聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜、聚芳砜、氟 塑料。 2 2、、各种塑料的流动性也因各成形因素而变,主要影响的因素有如下几 点： （1）温度料温高则流动性增大,但不同塑料也各有差异,聚苯乙烯（尤 其耐冲击型及 MI 值较高的） 、聚丙烯尼龙、有机玻璃、改性聚苯乙烯 （例 ABS·AS） 、 聚碳酸酯、 醋酸纤维等塑料的流动性随温度变化较大。 对聚乙烯、聚甲醛、则温度增减对其流动性影响较小。所以前者在成 形时宜调节温度来控制流动性。 （2）压力注射压力增大则融料受剪切作用大,流动性也增大,特别是聚 乙烯、聚甲醛较为敏感,所以成形时宜调节注射压力来控制流动性。 （3）模具结构浇注系统的形式,尺寸,布置,冷却系统设计,融料流动阻 力（如型面光洁度,料道截面厚度,型腔形状,排气系统）等因素都直接 影响到融料在型腔内的实际流动性,凡促使融料降低温度,增加流动性 阻力的则流动性就降低。 模具设计时应根据所用塑料的流动性,选用合 理的结构。成形时则也可控制料温,模温及注射压力、注射速度等因素 来适当地调节填充情况以满足成形需要。 （三）结晶性（三）结晶性 热塑性塑料按其冷凝时无出现结晶现象可划分为结晶形塑料和非结 晶形（又称无定形）塑料俩大类。所谓结晶现象即为塑料由熔融状态 到冷凝时,分子由独立移动,完全处于无次序状态,变成分子停止自由运 动,按略微固定的位置,且有壹个使分子排列成为正规模型的倾向的壹 种现象。作为判别这俩类塑料的外观标准可视塑料的厚壁塑件的透明 性而定,壹般结晶性料为不透明或半透明（如聚甲醛等）,无定形料为 透明（如有机玻璃等） 。但也有例外情况,如聚（4）甲基戍烯为结晶性 料却有高透明性,ABS 为无定形料但却且不透明。 在模具设计及选择注 射机时应注意对结晶料有下列要求： （1）料温上升到成形温度所需的热量多,要用塑化能力大的设备。 （2）冷凝时放出热量大,要充分冷却。 （3）熔态和固态的比重差大,成形收缩大,易发生缩孔、气孔。 （4）冷却快结晶度低,收缩小,透明度高。结晶度和塑件壁厚有关,壁厚 冷却慢结晶度高,收缩大,物性好。所以结晶性料应按要求必须控制模 温。 （5）各向异性显著,内应力大。脱模后未结晶化的分子有继续结晶化 倾向,处于能量不平衡状态,易发生变形,翘曲。 （6）结晶熔点范围窄,易发生未熔粉末注入模具或堵塞进料口。 （四）热敏性及水敏性（四）热敏性及水敏性 1 1、、热敏性塑料系指某些塑料对热较为敏感,在高温下受热时间较长或 进料口截面过小,剪切作用大时,料温增高易发生变色、降聚,分解的倾 向,具有这种特性的塑料称为热敏性塑料。 如硬聚氯乙烯、 聚偏氯乙烯、 醋酸乙烯共聚物,聚甲醛,聚三氟氯乙烯等。热敏性塑料在分解时产生 单体、气体、固体等副产物，特别是有的分解气体对人体、设备、模 具都有刺激、腐蚀作用或毒性。因此 ,模具设计、选择注射机及成形时 都应注意,应选用螺杆式注射机,浇注系统截面宜大,模具和料筒应镀铬, 不得有死角滞料,必须严格控制成形温度、塑料中加入稳定剂,减弱热 敏性能。 2 2、、有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分,但在高温、高压下也 会发生分解,这种性能称为水敏性,对此必须预先加热干燥。 （五）应力开裂及熔融破裂（五）应力开裂及熔融破裂 1 1、、有的塑料对应力敏感,成形时易产生内应力且质脆易裂,塑件在外力 作用下或在溶剂作用下即发生开裂现象。 为此,除了在原料内加入附加 剂提高抗裂性外,对原料应