加工工艺简介 通用塑料.ppt
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1、 李燕美李燕美 530700295530700295塑料的概念塑料的概念n塑料是塑料是“以高聚物为主要成分并在加工为成品的某阶段可流动成型的以高聚物为主要成分并在加工为成品的某阶段可流动成型的材料材料”,也可以认为是,也可以认为是“以树脂为主要成分,含有添加剂、在加工过以树脂为主要成分,含有添加剂、在加工过程中能流动成型的材料程中能流动成型的材料”。一般不包含纤维、涂料和黏结剂。塑料材。一般不包含纤维、涂料和黏结剂。塑料材料通常由两种基本材料组成:一种是基本材料树脂料通常由两种基本材料组成:一种是基本材料树脂;另一种是辅助材另一种是辅助材料助剂。料助剂。塑料的分类塑料的分类n按塑料热行为分类按
2、塑料热行为分类n可分为热塑性塑料和热固性塑料,热塑性材料可在特定的温度范围内反复软可分为热塑性塑料和热固性塑料,热塑性材料可在特定的温度范围内反复软化或熔融进行各种成型加工,并且可以在回收利用,主要品种有聚乙烯、聚化或熔融进行各种成型加工,并且可以在回收利用,主要品种有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等。热固性塑料是在特定温度下将单体或预聚体加丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等。热固性塑料是在特定温度下将单体或预聚体加热使之流动,交联生成不熔不溶的塑料制品。但它加热后只能分解,难以在热使之流动,交联生成不熔不溶的塑料制品。但它加热后只能分解,难以在生利用。如酚醛塑料、不饱和聚酯塑料、氨基塑料等。生利用。
3、如酚醛塑料、不饱和聚酯塑料、氨基塑料等。n按塑料的基本树脂分类按塑料的基本树脂分类n按塑料的用途分类按塑料的用途分类n分为通用塑料、工程材料、功能材料。分为通用塑料、工程材料、功能材料。聚丙烯聚丙烯 聚丙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚乙烯聚乙烯塑料助剂塑料助剂n热稳定剂与增塑剂热稳定剂与增塑剂n使塑料耐热,黏度降低,柔韧性增加使塑料耐热,黏度降低,柔韧性增加n抗氧剂与光稳定剂抗氧剂与光稳定剂n抗老化,延长塑料的户外使用寿命抗老化,延长塑料的户外使用寿命n填料填料n提高塑料的刚性、硬度和耐热性,降低蠕变和成型收缩率提高塑料的刚性、硬度和耐热性,降低蠕变和成型收缩率n着色剂着色剂n其他塑料助剂其他塑料助剂n
4、润滑剂可以减少摩擦,助燃剂克服塑料易燃性,抗静电剂保证塑料在生产和使用上的润滑剂可以减少摩擦,助燃剂克服塑料易燃性,抗静电剂保证塑料在生产和使用上的安全,还有发泡剂。安全,还有发泡剂。塑料的特性塑料的特性n质轻质轻n电气绝缘性好电气绝缘性好n力学强度范围宽力学强度范围宽n优异的耐化学腐蚀性优异的耐化学腐蚀性n隔热性能好隔热性能好n成型加工性能优良成型加工性能优良塑料应用与发展塑料应用与发展n电气工业电气工业n农业农业n建筑工程建筑工程n包装行业包装行业n汽车工业汽车工业n国防、航空、航天高科技领域国防、航空、航天高科技领域n医学工程领域医学工程领域n化工、机械及日常生活等方面化工、机械及日常生
5、活等方面聚氯乙烯聚氯乙烯n聚氯乙烯(聚氯乙烯(PVC)是以氯乙烯为单位聚合得到的聚合物,)是以氯乙烯为单位聚合得到的聚合物,具有化学稳定性好,力学性能高,电气绝缘性优良,难燃具有化学稳定性好,力学性能高,电气绝缘性优良,难燃自熄,价格优廉等优点,也存在热稳定性差,使用温度不自熄,价格优廉等优点,也存在热稳定性差,使用温度不高,硬质制品的脆性较大、不耐寒,在光和热的作用下易高,硬质制品的脆性较大、不耐寒,在光和热的作用下易老化的缺点。老化的缺点。聚氯乙烯的性能聚氯乙烯的性能n力学性能力学性能n根据在根据在PVC树脂中加入增塑剂量得多少,把树脂中加入增塑剂量得多少,把PVC塑料分为硬质塑料分为硬质
6、PVC(UPVC和和PVCU)和软质)和软质PVC(SPVC和和PVC-P)。nUPVC的拉伸强度、刚度、硬度等力学强度高,的拉伸强度、刚度、硬度等力学强度高,SPVC具有较高的断具有较高的断裂伸长率,柔韧好。裂伸长率,柔韧好。n热性能热性能n实际应用中,实际应用中,PVC的长期使用温度不宜超过的长期使用温度不宜超过65摄氏度。摄氏度。PVC的耐寒的耐寒性较差,脆化温度低于性较差,脆化温度低于-50摄氏度,低温下即使摄氏度,低温下即使SPVC品也会变硬化、品也会变硬化、变脆。变脆。n化学性能化学性能n具有良好的化学稳定性具有良好的化学稳定性n电性能良好电性能良好n卫生性卫生性nPVC树脂本身是
7、无毒的,它的卫生性问题主要有两个方树脂本身是无毒的,它的卫生性问题主要有两个方面:一是树脂中残留的氯乙烯单位被证明对人体有害;面:一是树脂中残留的氯乙烯单位被证明对人体有害;二是所使用的许多塑料助剂,尤其是热稳定剂有些具有二是所使用的许多塑料助剂,尤其是热稳定剂有些具有不同程度的毒性。不同程度的毒性。聚氯乙烯的选用聚氯乙烯的选用n根据黏度可分为悬浮法疏松型根据黏度可分为悬浮法疏松型PVC和乳液法和乳液法PVC树脂型号树脂型号n悬浮法悬浮法PVC树脂常用于挤出、注塑、压延、压制、吹塑成树脂常用于挤出、注塑、压延、压制、吹塑成型型n乳液法乳液法PVC树脂常用于涂塑、蘸塑、搪塑等成型制成人造树脂常用
8、于涂塑、蘸塑、搪塑等成型制成人造革、涂塑窗纱、玩具及电器用具等革、涂塑窗纱、玩具及电器用具等聚氯乙烯的加工特性聚氯乙烯的加工特性n成型加工中必须加入热稳定剂来提高分解温度,对于软制成型加工中必须加入热稳定剂来提高分解温度,对于软制品还可以加入增塑剂来降低黏流温度。品还可以加入增塑剂来降低黏流温度。n黏度的变化不但与温度有关,而且与剪切速率有关,通过黏度的变化不但与温度有关,而且与剪切速率有关,通过提高注塑压力来提高对熔体的剪切速率,降低黏度,增加提高注塑压力来提高对熔体的剪切速率,降低黏度,增加流动性,利于充模。如提高温度导致温度过高会有物料分流动性,利于充模。如提高温度导致温度过高会有物料分
9、解的现象。解的现象。n在成型加工中在成型加工中PVC的熔化速度慢,熔体强度低,需加入加的熔化速度慢,熔体强度低,需加入加工改性剂工改性剂n成型加工设备应具有避免物料长期受热、便于熔体流动的成型加工设备应具有避免物料长期受热、便于熔体流动的特性特性聚氯乙烯的成型加工与制品聚氯乙烯的成型加工与制品n挤出成型挤出成型n一类是软质制品,主要有薄膜、软管、电线电缆等;另一类是硬质制一类是软质制品,主要有薄膜、软管、电线电缆等;另一类是硬质制品,有硬管、硬板、硬片、异型材等品,有硬管、硬板、硬片、异型材等n注射成型注射成型n制品有管件、工业零部件、鞋类等日用品制品有管件、工业零部件、鞋类等日用品n压延成型
10、压延成型n可生产薄膜或片材,制品有农用薄膜、雨具、印花台布、窗帘、充气可生产薄膜或片材,制品有农用薄膜、雨具、印花台布、窗帘、充气玩具;采用热成型方法可制成包装和装饰材料,还能制成地面材料和玩具;采用热成型方法可制成包装和装饰材料,还能制成地面材料和墙面装饰材料墙面装饰材料n中空成型中空成型n制品有饮料、食品、化妆品、洗涤剂等包装行业制品有饮料、食品、化妆品、洗涤剂等包装行业n糊塑料成型糊塑料成型n采用涂覆法可将糊塑料制成人造革、地板革、壁纸、汽车内装饰采用涂覆法可将糊塑料制成人造革、地板革、壁纸、汽车内装饰物等;采用蘸浸、搪塑成型方法可制成手套、鞋类、容器、球类、物等;采用蘸浸、搪塑成型方法
11、可制成手套、鞋类、容器、球类、玩具等玩具等聚乙烯聚乙烯n聚乙烯(聚乙烯(PE)是树脂中分子结构最简单的一种,原料来)是树脂中分子结构最简单的一种,原料来源丰富,价格低廉,具有优异的电绝缘性和化学稳定性,源丰富,价格低廉,具有优异的电绝缘性和化学稳定性,易于成型加工,品种较多,可满足不同的性能要求。易于成型加工,品种较多,可满足不同的性能要求。n纯净的纯净的PE是乳白色蜡状物,无味、无臭、无毒。工业上是乳白色蜡状物,无味、无臭、无毒。工业上为使用和储存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进为使用和储存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒,制成半透明的颗粒状物料。行造粒,制成半透明的颗粒状
12、物料。PE易燃,燃烧时有易燃,燃烧时有蜡味,并伴有熔融滴落现象。蜡味,并伴有熔融滴落现象。聚乙烯的性能聚乙烯的性能n力学性能力学性能n低密度聚氯乙烯(低密度聚氯乙烯(LDPE)柔韧、耐冲击;而高密度聚氯乙烯(柔韧、耐冲击;而高密度聚氯乙烯(HDPE)的拉伸强度,刚度和硬度较高。与其他热塑性塑料相比,的拉伸强度,刚度和硬度较高。与其他热塑性塑料相比,PE的拉伸的拉伸强度比较低,硬度不足耐蠕变性较差强度比较低,硬度不足耐蠕变性较差n热性能热性能nPE的热容量比大多数热塑性塑料都大,线性膨胀系数也较大,在成的热容量比大多数热塑性塑料都大,线性膨胀系数也较大,在成型加工中应予注意型加工中应予注意n化学
13、性能化学性能n透气性强、化学稳定性能优良、易发生老化、具有优异的电性能透气性强、化学稳定性能优良、易发生老化、具有优异的电性能n卫生性卫生性n本身毒性极低,但添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂,本身毒性极低,但添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂,可能影响到它的卫生性可能影响到它的卫生性n成型加工性能成型加工性能nPE的热容量较大,但成型加工温度较低,的热容量较大,但成型加工温度较低,n尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间nPE的熔体黏度对剪切速率敏感,当剪切速率超过临界值后,已出现的熔体黏度对剪切速率敏感,当剪切速率超过临界值后,已出现熔体破裂等流动
14、缺陷熔体破裂等流动缺陷n尽量使制品各部分冷却速率均匀一致尽量使制品各部分冷却速率均匀一致nPE熔体冷却后收缩率较大熔体冷却后收缩率较大nPE属于化学惰性材料,印刷性能较差,可对制品表面进行电晕处理属于化学惰性材料,印刷性能较差,可对制品表面进行电晕处理或火焰处理或火焰处理聚乙烯的分类聚乙烯的分类n低密度聚乙烯(低密度聚乙烯(LDPE)可进行吹塑薄膜、挤出涂覆、电线可进行吹塑薄膜、挤出涂覆、电线电缆的包覆、注塑和中空成型等电缆的包覆、注塑和中空成型等n高密度聚乙烯(高密度聚乙烯(HDPE)具有良好的综合性能,用于生产瓶、具有良好的综合性能,用于生产瓶、容器、汽油桶、薄膜、电线电缆、型材以及各类注
15、塑制品容器、汽油桶、薄膜、电线电缆、型材以及各类注塑制品等等n线型低密度聚乙烯(线型低密度聚乙烯(LLDPE)与与LDPE相比韧性好、撕裂相比韧性好、撕裂强度高、耐穿刺性好、硬度和刚性大、耐热性和耐寒性能强度高、耐穿刺性好、硬度和刚性大、耐热性和耐寒性能优越优越n超高相对分子质量聚乙烯(超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)具有一些具有一些普通普通PE及其他工程塑料所没有的独特性能,如及其他工程塑料所没有的独特性能,如极高的耐磨性、自润滑性、优异的耐冲击和耐极高的耐磨性、自润滑性、优异的耐冲击和耐疲劳性等,但它的熔体黏度很高,对热剪切较疲劳性等,但它的熔体黏度很高,对热剪切较为敏感,成型加工困
16、难为敏感,成型加工困难n茂金属聚乙烯具有较高的冲击强度和抗穿刺强茂金属聚乙烯具有较高的冲击强度和抗穿刺强度,低温韧性优异,有更高的透明性度,低温韧性优异,有更高的透明性n交联聚乙烯(交联聚乙烯(PE-CL)为热固性材料,受热以后为热固性材料,受热以后不在溶化,与普通不在溶化,与普通PE比力学强度、耐热性、耐比力学强度、耐热性、耐环境应力开裂性等大幅提高,扩大了环境应力开裂性等大幅提高,扩大了PE的用途的用途n氯化聚乙烯(氯化聚乙烯(PE-C)主要作为主要作为PVC、PE、橡胶等材料的改、橡胶等材料的改性剂、具有优良的耐化学药品性、耐磨耗性、耐候性和耐性剂、具有优良的耐化学药品性、耐磨耗性、耐候
17、性和耐应力开裂性,低温特性优良,具有阻燃性、良好的加工性应力开裂性,低温特性优良,具有阻燃性、良好的加工性n乙烯乙烯/乙酸乙烯酯共聚物乙酸乙烯酯共聚物(EVA)具有良好的柔软性、耐冲击具有良好的柔软性、耐冲击强度、耐合性、黏结、耐低温性、耐环境应力开裂性和良强度、耐合性、黏结、耐低温性、耐环境应力开裂性和良好的光学性能,同时还具有橡胶般的弹性、优良的抗臭氧好的光学性能,同时还具有橡胶般的弹性、优良的抗臭氧性、易加工性和染色性性、易加工性和染色性聚丙烯聚丙烯n聚丙烯(聚丙烯(PP)也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通)也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体,无臭无毒。由于结构规整
18、而高度结常为半透明无色固体,无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化晶化,故熔点高达故熔点高达167,耐热耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度优点。密度0.90g/cm3,是最轻的通用塑料。耐腐蚀是最轻的通用塑料。耐腐蚀,抗张抗张强度强度30MPa,强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是,强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性和添加抗耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。氧剂予以克服。聚丙烯的性能聚丙烯的性能n力学性能力学性能nPP具有良好的综合力学性能,它的拉伸强度高于具有良好的综合力学性能,它的拉伸强
19、度高于PE、聚苯乙烯和、聚苯乙烯和ABS树脂;在室温以上有较好的抗冲击性能;它的刚性和硬度比树脂;在室温以上有较好的抗冲击性能;它的刚性和硬度比PF高;优良的耐弯曲疲劳性是高;优良的耐弯曲疲劳性是PP的一个特殊力学性能,它适合于制造的一个特殊力学性能,它适合于制造文件夹、盖体连一的容器等文件夹、盖体连一的容器等n热性能热性能n耐热性好,它的长期使用温度可达耐热性好,它的长期使用温度可达100120摄氏度,是通用塑料中唯摄氏度,是通用塑料中唯一能在水中煮沸,并能经受一能在水中煮沸,并能经受135摄氏度高温消毒的品种,但再低温下摄氏度高温消毒的品种,但再低温下它的脆性很大它的脆性很大n化学性能化学
20、性能n它比它比PE更易发生热氧老化;它是光稳定性较差的聚合物品种,需更易发生热氧老化;它是光稳定性较差的聚合物品种,需添加抗氧剂和光稳定性;并且具有耐化学药品性添加抗氧剂和光稳定性;并且具有耐化学药品性n成型加工性能成型加工性能nPP的熔体黏度低于高密度聚乙烯(的熔体黏度低于高密度聚乙烯(HDPE),具有较好的流动性,),具有较好的流动性,因而成型加工性能良好;因而成型加工性能良好;PP在高温下对氧的作用十分敏感,在成在高温下对氧的作用十分敏感,在成型加工中有高温氧化倾向,应尽量避免其熔体与空气接触或减少与型加工中有高温氧化倾向,应尽量避免其熔体与空气接触或减少与空气接触的时间;空气接触的时间
21、;PP制品的印刷性能差,需进行印刷等表面装饰制品的印刷性能差,需进行印刷等表面装饰时可采取电晕处理等方法时可采取电晕处理等方法聚丙烯的成型加工与应用聚丙烯的成型加工与应用nPP挤出成型挤出成型nPP棒材主要用来生产零部件;棒材主要用来生产零部件;PP片材可采用热成型、焊接等二次加片材可采用热成型、焊接等二次加工技术制造卡车内衬、浴盆、箱子衬里、马达和泵的罩壳、液体贮槽工技术制造卡车内衬、浴盆、箱子衬里、马达和泵的罩壳、液体贮槽等;等;PP具有良好的拉伸特性,牵伸后其强度大大提高,大量用于编具有良好的拉伸特性,牵伸后其强度大大提高,大量用于编织袋、捆扎绳、绳索和渔网用的单丝等;织袋、捆扎绳、绳索
22、和渔网用的单丝等;PP薄膜中除少量采用吹塑薄膜中除少量采用吹塑法外,主要是采用双向拉伸技术制得高度取向的双向拉伸薄膜法外,主要是采用双向拉伸技术制得高度取向的双向拉伸薄膜n注塑成型注塑成型nPP的注塑制品表面光滑,具有较高的表面硬度、刚性、耐应力开裂的注塑制品表面光滑,具有较高的表面硬度、刚性、耐应力开裂性和耐热性,汽车工业、机械工业、化学工业、电器、医疗器械及餐性和耐热性,汽车工业、机械工业、化学工业、电器、医疗器械及餐具等日常生活用品具等日常生活用品n中空成型中空成型n主要要求耐冲击和耐环境应力开裂,随着拉伸吹塑成型工艺的应主要要求耐冲击和耐环境应力开裂,随着拉伸吹塑成型工艺的应用,用,P
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