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塑料模具设计与制造 - 电子教案 - 图文

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四、塑料的热敏性

热敏性是指某些热稳定性差的塑料,在较高温下受热时间稍长或料温过高时发生变色、降解、分解的倾向。具有这种倾向的塑料称为热敏性塑料,如硬聚氯乙烯、聚甲醛、聚三氟氯乙烯、尼龙等。

五、塑料的吸水性

吸水性是指塑料对水分的亲疏程度。

六、结晶性

聚合物的结晶是指某些线型聚合物熔体在冷凝过程中,树脂分子的排列由非晶态转变为晶态的过程。

结晶型塑料在模塑成型时应注意以下几点:

(1)塑化时需要更多的热量,应选择塑化能力强的设备。 (2)冷凝结晶时放出的热量多,模具应加强冷却。 (3)成型收缩大,易发生缩孔和气泡。

(4)制品各向异性显著,内应力大,易产生翘曲与变形,成型后应进行适当的热处理。

七、聚合物的取向

聚合物的取向是指塑料成型时大分子链在外力(如剪应力或拉应力)的作用下,沿着受力方向作平行排列的现象。聚合物的取向分流动取向和拉伸取向。

八、聚合物的交联

聚合物的交联是指热固性塑料在成型过程中,其聚合物分子由线型结构转变为体形结构的化学反应过程,通常也称为“硬化”。

九、聚合物的降解

聚合物在热、力、辐射及水、氧、酸、碱等因素的作用下所发生的相对分子质量降低、分子结构发生变化的现象,称为降解。

第四节 常用塑料

教学目的:1.熟悉各种常用塑料的性能及用途。 教学重点:1. 各种常用塑料的性能及用途。 教学方法: 讨论与总结 授课时间:2课时 教学过程:

一、 聚乙烯(PE)

(1)基本特性 聚乙烯塑料由乙烯单体经聚合而成, 是塑料工业中产量最大的品种。按聚合时采用的生产压力的高低可分为高压、中压和低压聚乙烯三种。

高密度聚乙烯(HDPE)又称低压聚乙烯,具有较高的刚性、强度和硬度。但柔韧性、透明性较差。

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低密度聚乙烯(LDPE)又称高压聚乙烯具有较好的柔软性、耐寒性、耐冲击性,但耐热、耐光、耐氧化能力差、易老化。

聚乙烯无毒、无味、呈乳白色的蜡状半透明状,柔而韧,比水轻,有一定的机械强度,但与其他塑料相比机械强度偏低、表面硬度差。聚乙烯的绝缘性能优异,介电性能稳定;化学稳定性好,能耐稀硫酸、稀硝酸及其他任何浓度的酸、碱、盐的侵蚀;除苯及汽油外,一般不溶于有机溶剂;其透水气性能较差,而透氧气、二氧化碳及许多有机物质蒸气的性能好;聚乙烯的耐低温性能较好,在-60℃下仍具有较好的力学性能,但其使用温度不高,一般LDPE的使用温度在80℃左右,HDPE的使用温度在100℃左右。

(2)主要用途 高密度聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板以及承载不高的零件,如齿轮、轴承等;低密度聚乙烯常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。

(3)成型特点 聚乙烯成型时,收缩率大,在流动方向与垂直方向上的收缩差异大,且注射方向的收缩率大于垂直方向的收缩率,易产生变形和产生缩孔;冷却速度慢,必须充分冷却;聚乙烯质软易脱模,制品有浅的侧凹时可强行脱模。

二、 聚氯乙烯(PVC)

(1)基本特性 聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一:硬聚氯乙烯不含或少含增塑剂,有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能;软聚氯乙烯含有较多的增塑剂,柔软性、断裂伸长率较好,但硬度、抗拉强度较低。聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能,可以用作低频绝缘材料。其化学稳定性也较好,但聚氯乙烯的热稳定性较差。

(2)主要用途 由于聚氯乙烯的化学稳定性高,所以可用于防腐管道等;由于电气绝缘性能优良而在电气、电子工业中用于制造插座、插头、开关、电缆;在日常生活中用于制造凉鞋、雨衣、玩具、人造革等。

(3)成型特点 聚氯乙烯在成型温度下容易分解,所以必须加入产稳定剂和润滑剂,并严格控制温度及熔料的滞留时间。

三、 聚丙烯(PP)

(1)基本特性 聚丙烯是由丙烯单体经聚合而成。无味、无毒,外观似聚乙烯,呈白色的蜡状半透明状,是通用塑料中最轻的聚合物,聚丙烯具有优良的耐热性、耐化学腐蚀性、电性能和力学性能。强度比聚乙烯好,特别是经定向后的聚丙烯具有极高的抗弯曲疲劳强度,可制作铰链。聚丙烯可在107℃~121℃下长期使用,在无外力作用下,使用温度可达150℃。聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸且在135℃蒸汽中消毒而不被破坏的塑料。 聚丙烯的低温特性不如聚乙烯,

(2)主要用途 聚丙烯可用作各种机械零件以及自带铰链的盖体合一的箱壳类制件。

(3)成型特点注意成型温度 四、 聚苯乙烯(PS)

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(1)基本特性 聚苯乙烯是由苯乙烯聚合而成。为无色、无味、无毒的透明塑料,易燃烧,燃烧时带有很浓的黑烟,并有特殊气味。聚苯乙烯具有优良的光学性能,易于着色,聚苯乙烯具有良好的电学性能,尤其是高频绝缘性。质地硬而脆,并具有较高的热膨胀系数。 (2)主要用途 聚苯乙烯在工业上可制造仪器仪表零件、灯罩、透明模型、绝缘材料、接线盒、电池盒等。在日用品方面可用于制造包装材料、装饰材料、各种容器、玩具等。

(3)成型特点 流动性和成型性优良,成品率高,但易出现裂纹,成型制品的脱模斜度不宜过小,顶出要均匀;由于热膨胀系数高,制品中不宜有嵌件,否则会因两者的热膨胀系数相差太大而导致开裂。宜用高料温、低注射压力成型并延长注射时间,以防止缩孔及变形,但料温过高,容易出现银丝。因流动性好,模具设计中大多采用点浇口形式。

五、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)

(1)基本特性 ABS是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)共聚生成的三元共聚物,具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有较高的耐热性、耐化学腐蚀性及表面硬度;丁二烯使ABS具有良好的弹韧性、冲击强度、耐寒性以及较高的抗拉强度;苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性、着色性和介电特性,使ABS制品的表面光洁。

ABS无毒、无味、不透明,色泽微黄,可燃烧,有良好的机械强度和极好的抗冲击强度,有一定的耐油性和稳定的化学性和电气性能。

(2)主要用途 ABS广泛应用于家用电子电器、工业设备及日常生活用品等领域。

(3)成型特点 ABS在升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度宜稍大;易吸水,成型加工前应进行干燥处理;易产生熔接痕。

六、聚酰胺(PA)

(1)基本特性 聚酰胺又称尼龙(Nylon),

尼龙树脂为无毒、无味,呈白色或淡黄色的结晶颗粒。尼龙具有优良的力学性能,抗拉、抗压、耐磨。其抗冲击强度比一般塑料有显著提高,其中以尼龙6更优。作为机械零件材料,具有良好的消音效果和自润滑性能。尼龙还具有良好的耐化学性、气体透过性、耐油性和电性能。但吸水性强、收缩率大,常常因吸水而引起尺寸的变化。

(2)主要用途 尼龙由于具有较好的力学性能,在工业上广泛地用来制作轴承、齿轮、等机械零件和降落伞、刷子、梳子、拉链、球拍等。

(3)成型特点 熔融粘度低、流动性好,容易产生飞边。成型加工前必须进行干燥处理;易吸潮,制品尺寸变化大;成型时排除的热量多,模具上应设计冷却均匀的冷却回路;熔融状态的尼龙热稳定性较差,易发生降解使制品性能下降,因此不允许尼龙在高温料筒内停留时间过长。

七、酚醛塑料(PF)

(1)基本特性 酚醛脂本身很脆,呈琥珀玻璃态,刚性好,变形小,而热耐磨,能在150℃~200℃的温度范围内长期使用,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。

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(2)主要用途用于制造齿轮、轴瓦、导向轮、轴承及电工结构材料和电气绝缘材料。石棉布层压塑料主要用于高温下工作的零件。木质层压塑料适用于作水润滑冷却下的轴承及齿轮等。

(3)成型特点 成型性能好,特别适用于压缩成型;模温对流动性影响较大,一般当温度超过160℃时流动性迅速下降;硬化时放出大量热,厚壁大型制品易发生硬化不匀及过热现象。

八、环氧树脂,环氧树脂具有很强的粘结能力,是人们熟悉的(万能胶)的主要成分。此外还耐化学药品、耐热,电气绝缘性能良好,收缩率小。比酚醛树脂有较好的力学性能。其缺点是耐气候性差、耐冲击性低,质地脆。

(2)主要用途 环氧树脂可用作金属和非金属材料的粘合剂,用于封闭各种电子元件。用环氧树脂配以石英粉等来浇铸各种模具。还可以作为各种产品的防腐涂料。

(3)成型特点 流动性好,硬化速度快;用于浇注时,浇注前应加脱模剂,因环氧树脂热刚性差,硬化收缩小,难于脱模;硬化时不析出任何副产物,成型时不需排气。

九、 氨基塑料

氨基塑料也是热固性塑料,由氨基化合物与醛类(主要是甲醛)经缩聚反应而得到,主要包括脲-甲醛(UF)、三聚氰胺-甲醛等(MF)。

(1)基本特性及主要用途

脲-甲醛塑料经染色后具有各种鲜艳的色彩,外观光亮,部分透明,表面硬度较高,耐电弧性能好,而矿物油,但耐水性较差,在水中长期浸泡后电气绝缘性能下降。脲-甲醛大量用于压制日用品及电气照明用设备的零件、电话机、收音机、钟表外壳、开关插座及电气绝缘零件。

三聚氰胺-甲醛可制成各种色彩,耐光、耐电弧、无毒,在-20℃~100℃的温度范围内性能变化小,重量轻不易碎,能耐茶、咖啡等污染性强的物质。三聚氰胺-甲醛主要用作餐具、航空茶杯及电器开关、灭弧罩及防爆电器的配件。

(2)成型特点 压注成型收缩率大;含水分及挥发物多,使用前需预热干燥,且成型时有弱酸性分解及水分析出;流动性好,硬化速度快。因此,预热及成型温度要适当,装料、合模及加工速度要快;带嵌件的塑料易产生应力集中,尺寸稳定性差。

第二章 塑料成形工艺与制件的结构工艺性

第 一节 注射成型工艺

教学目的:1.了解塑料注射模塑的工艺过程; 3.掌握塑料注射模塑工艺条件的选择和

工艺条件对塑件质量的影响;4.具备编制模塑工艺规程的能力。

教学重点:1. 塑料注射模塑工艺条件:时间、温度和压力;3. 分析编制模塑工艺规程

的步骤及填写工艺卡。

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