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塑料模具中的塑料知識
要制造優(yōu)質的塑料模具對于塑料制品的源料構成的了解是必不可少的。塑料及其性能,塑料行業(yè)是20世紀發(fā)展*快的行業(yè),也是21世紀發(fā)展*有前途的行業(yè)之一。塑料的發(fā)展直接導致了塑料模具的發(fā)展。塑料模具是用來生產塑料制品的工具,在設計之前,必須對塑料的成型工藝性能有充分的了解和掌握,只有充分熟悉成型工藝條件之間的內在關系,才能精確控制模具尺寸與塑料制品尺寸,才能設計出優(yōu)良的模具。因此作為一名塑料模具設計工程師,熟悉所用塑料的成型工藝特性,不但是有益的,而且是必須的。
塑料的概念
塑料的成分,塑料是以合成樹脂為主要成分,加入或不加入其他添加劑而制成的一種人工材料,這種材料在一定條件下(如溫度、壓力等)可模塑制成一定形狀,在常溫下這種形狀保持不變。合成樹脂即聚合物,添加劑包括填充劑、增塑劑、著色料、穩(wěn)定劑和潤滑劑等。
1、合成樹脂:決定塑料的類型(熱塑性或熱固性)和主要性能,如機械性能、物理性能、 電性能、化學性能等。合成樹脂在塑料中的比例一般不低于40%。
2、填充劑:又稱填料,正確地選擇填充劑,不但可以降低成本,可以改善塑料的硬度、剛 度、沖擊韌性、電絕緣性、耐熱性、成型收縮率等性能和擴大它的使用范圍。
3、增塑劑:有些樹脂的可塑性很小,柔軟性也很差,為他降低樹脂的熔融黏度和熔融溫度 ,改善其成型加工性能,改進塑料的柔韌性,彈性以及其他各種必要的性能,通常加入 能與樹脂相容的粘稠液體或低熔點的固體有機化合物,這類物質稱增塑劑。增塑劑一般 要求無色、無臭、無毒,互溶性好,揮發(fā)性小,不燃和化學穩(wěn)定性大。
4、著色劑:又稱色料,色粉,主要是起美觀和裝飾作用。
5、穩(wěn)定劑:凡能減緩塑料因各種環(huán)境條件引起的劣化物質稱穩(wěn)定劑,包括光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn) 定劑,抗氧劑。
6、潤滑劑:改善塑料熔體的流動性,減少或避免對設備或模具的摩擦和粘附,以及改善塑 件的表面光潔度。
7、抗靜電劑:塑料是卓越的絕緣體,所以很容易帶靜電,而抗靜電劑可以賦予塑料以輕度 至中等的電導性,從而可防止制品上靜電荷的積聚。
不同品種牌號的塑料,由于選用樹脂及添加劑的性能、成分、配比及塑料生產工藝不同 ,其使用及工藝特性也各不相同。
塑料的來源
塑料的主要成分是合成的或天然的高分子化合物,即聚合物。聚合物是由低分子有機化合物(如:乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯、乙烯醇等)在一定條件下聚合而成。一般塑料分子中都含有 碳(C)原子和氫(H)原子,有的塑料分子結構中有少量氧(O)、硫(S)原子。塑料的基本原料是低分子碳、氫化合物,它是從石油、天然氣或煤裂解物中提煉和合成出來的人造樹脂。
塑料的分類
1、按其受熱時所呈現的基本行為分類,可分為熱塑性塑料與熱固性塑料。
熱塑性塑料的特點為受熱后發(fā)生物理變化,由固體軟化或熔化成黏流體狀態(tài),但冷卻后又可變硬而成固體,且過程可多次反復,塑料本身的分子結構不發(fā)生變化。熱塑性塑料成型容易,應用相當廣泛,常用熱塑性塑料有聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、尼龍(PA)、聚甲酫(POM)、聚碳酸酯(PC)、ABS塑料、聚苯醚(PPO)、聚砜(PSF)、氟塑料、聚酯和有機玻璃(PMMA)等。
熱固性塑料的特點是在一定溫度下,經一定時間加熱、加壓或加入硬化劑后,發(fā)生化學反應而硬化。硬化后的塑料化學結構發(fā)生變化、質地堅硬、不溶于溶劑、加熱也不再軟化,如果溫度過高則會分解。常用熱固性塑料有酚醛、氨基(三聚氰胺、脲醛)樹脂、聚脂、聚鄰苯二甲酸二丙烯酯和環(huán)氧樹脂等。熱固性塑料主要用于壓縮、擠出、壓注成型。聚硅氧烷、環(huán)氧樹脂等塑料,目前主要作為低壓擠塑封裝電子元件及澆注成型等用。
熱塑性塑料成型工藝特點。
2、按塑料的應用于領域分類,一般分為通用塑料和工程塑料。
通用塑料只可作為一般非結構性材料使用,其產量大、價格相對低廉、性能一般,多用于制作日用品,如:PE\PP\PVC\PS\PMMA\EVA\等。
工程塑料具有較高力學性能及耐高、耐腐蝕,可以作為結構性材料,具有優(yōu)異的綜合性能,包括:力學的性能、電性能、耐熱性能、耐化學性能等?稍谳^寬闊的溫度范圍內和較長的時間內良好地保持這種性能,并能在承受機械應力和較為苛刻的化學、物理環(huán)境中長期使用。被公認的七大工程塑料為:ABS\PC\POM\PA\PET\PBT\PPO等,工程塑料的產量相對較少,價格較貴。
3、按塑料的結晶形態(tài)分類,一般分為結晶性塑料和非結晶性塑料。
晶態(tài)聚合物通常由許多晶粒組成,晶粒中呈周期性排列的質點是大分子鏈中的結構單元鏈節(jié)。如:PE\PP\PA\POM\PET\PBT等,大多數的屬于部分結晶態(tài)。非結晶性塑料是指分子形狀和分子相互排列呈無序狀態(tài)的的塑料,如:ABS\PC\PVC\PS\PMMA\EVA\AS等,非結晶性塑料在各個方向上表現型的力學特性是相同的(各向同性)。
4、按塑料的透光性分類 ,一般分為透明塑料、半透明塑料和不透明塑料。
透光率在88%以上的塑料稱為透明塑料,如:PMMA\PS\PC\Z-聚酯等。
常用的半透明塑料有PP\PVC\PE\AS\PET\MBS\PSF等。
不透明的塑料主要有POM\PA\ABS\HIPS\PPO等。
5、按塑料的硬度分類,一般硬質塑料、半硬質塑料和軟質塑料。
常見硬質塑料有:ABS\POM\PS\PMMA\PC\PET\PBT\PPO等;
半硬質塑料有:PP\PE\PA\PVC等;
軟質塑料有:軟PVC\苯乙烯-丁二烯共聚物、TPE\EVA\TPU等。