塑料材料性能Word格式文档下载.docx
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从常识到深入了解注射成型加工，才能成为一名优秀操作工。
因注塑机的安全操作及安全生产要求严格，市劳动局曾有文规定，注塑机操作工需培训持证上岗。
所以对初上岗的注塑机操作工需进行岗位培训。
通过培训对塑料原材料的介绍，能对公司常用原料性能了解，并能区分原料大类，不至用错料,经工艺调整生产出最佳的制品。
通过对注塑机的基本构造介绍，能对注塑机的开合模、注射、传动、控制和安全装置有大概了解，并能知道注塑机主要零部件名称，以便于操作、保养和维护。
通过注塑机操作实例，掌握操作方法和正确执行注塑机操作规程，以便于安全操作。
通过模具结构介绍，有利于认识模具对制品质量的关系，并利于正确使用和保养模具。
通过对注塑机工艺和注塑制品缺陷学习，知道注塑制品质量问题所在和解决方法，能更好执行本公司注塑制品质量标准。
本教材为培训注塑机操作工而编写，属常识性知识，适用于注塑制品的有关人员，因水平有限，编写中有不足之处，请予指正，谢谢！
塑料主要是从石油、煤为基础原料中提炼生产出来，是高分子材料。
通常对酸、碱、盐有机溶剂等有良好的抗腐蚀性能：
比重小、重量轻；
具有良好的机械性能，通过填料和助剂加入，机械性能超过普通金属材料，有些材料还具有耐磨性和自润滑性；
易成型复杂形状的制品，制品表面光洁，可切削和抛光等加工，加工费比金属材料低。
因塑料材料的优良性能在机械工业、电子工业、航天航海工业、汽车工业、化学工业、建筑业、家电工业、包装工业以及轻工等领域获得广泛的运用。
公司现在所常用的塑料原料有“ABS、PP、PC、PE”等。
就塑料结晶度、分子取向性、降解和熔融指数作点叙述。
并对公司最常用的塑料原料作一点介绍。
一.
塑料三态：
塑料有热固性和热塑性二大类，热固性塑料成型固化后，不能再加热熔融成型。
而热塑性塑料成型后的制品可再加热熔融成型其它制品。
热塑性塑料随着温度的改变，产生玻璃态、高弹态和粘流态三态变化，随温度重复变动，三态产生重复变化。
塑料玻璃态时可切削加工。
高弹态时可拉伸加工，如拉丝纺织、挤管、吹塑和热成型等。
粘流态时可涂复、滚塑和注塑等加工。
但当温度高于粘流态时，塑料就会产生热分解，当温度低于玻璃态时塑料就会产生脆化。
当塑料温度高于粘流态或低于玻璃态趋向时，均使热塑性塑料趋向严重的恶化和破坏，所以在加工或使用塑料制品时要避开这二种温度区域。
升高温度
脆化区
玻璃态
高弹态
粘流态
热分解
二.
晶形塑料：
塑料分有结形和非结晶形，结晶塑料的分子链是有规则排列，非结晶形塑料分子链是无定型排列。
结晶形塑料有较明显熔点，有最快结晶温度点，保持最快结晶温度点。
并随时间的延长结晶率能提高。
对制品的屈服强度、弹性模量、刚硬度随之提高，热变形温度和耐化学溶剂的稳定性也有改善。
收缩率随密度增大而减小。
如模具温度过高成型制品易形成大的球晶，制品脆，力学性能降低，制品扭曲变形会增大。
总之希望结晶型塑料成型制品有较高结晶率和均称的小晶体，不希望有大的球晶体和不均称结晶度。
1.
结晶与冷却温度和冷却速度关系：
塑料的结晶温度是在熔点以下，玻璃化温度以上。
不同的塑料种类有不同的最快结晶温度点。
如“PP”的最快结晶温度128度。
n
当冷却温度处于最快结晶温度时，冷却时间需延长，制品容易形成大球晶，使制品发脆，扭曲变形和力学性能下降。
当冷却温度处于玻璃态温度时，冷却时间短，结晶不完整。
成型制品受模具壁急速冷却，制品表面与模具直接接触，制品表面先冻结，即停止结晶，而制品中心还没有冷却继续结晶直至冻结，造成制品表层与中心的结晶度不一样，使制品内应力增大，制品尺寸和形状变化大，力学性能差。
当冷却温度处于玻璃态与最快结晶温度之间，冷却时间适宜，能达到较好而完善的结晶，制品性能就好。
2.
结晶与熔融温度关系：
结晶塑料加工的熔融温度选高，并在料筒里停留时间长，而射入模具后冷却时间要长，结晶较完整，球晶大，制品脆，力学性能下降。
再生塑料的加工温度也要提高。
结晶塑料加工的熔融温度选低一点，并在料筒里停留时间短一些，而射入模具后的冷却时间也短，结晶时间也短，晶体尺寸易达到小而均。
制品力学性能好，耐磨和热变形温度可提高。
再生塑料的加工温度也低。
3.
结晶与注射压力关系：
注射压力低易生成大而完整的球晶体，注射压力高能生成小而形状不规则的球晶体。
随着塑料分子量增大，结晶能力降低。
三.
分子取向性：
塑料分子取向性是受外力的作用，高分子链被拉直拉长，同时球晶体也被拉长。
分子取向是在外力作用下的一种形变，分子的形变能提高其拉伸强度和冲击强度。
但在取向垂直方向上其拉伸强度有所下降，冲击强度也有所降低，所以说分子取向有方向性。
塑料加工在高弹态时易控制分子取向性，在粘流态时不可控制分子取向性。
挤出成型是塑料在高弹态下加工，可控制拉伸倍数、牵引力和速度，如塑料丝、膜、管、片和板等制品。
注射成型是塑料在粘流态下加工，分子取向无序，受力的大小不同，冻结速度不一样，造成制品各处的内应力大小不同，发生变形翘曲。
所以注射成型加工不希望有较大的冻结分子取向性。
分子取向性与温度关系：
注塑成型分子取向是在温度和压力作用下的冻结取向。
当模具打开时，模具内的型腔压力全部消失，但制品一般不可能冷却到常温，等制品在模外冷却到常温这段时间，制品中的分子产生解取向，取向程度就下降。
所以分子取向性与温度变化有关，当塑料熔体温度提高，模具温度升高，制品壁厚增厚，冷却时间缩短，分子取向性下降，反之增大。
在注射成型过程中分子有在等温下流动取向和非等温下流动取向。
在等温下分子流动取向的力和量是一样的，但在非等温分子流动取向力和量均不一致，易引起内应力的不一致，造成制品变形等质量问题。
分子取向与压力速度关系：
塑料分子取向因受力的形式和作用性质不同，可分为剪切应力分子取向，即流动取向和受牵引作用的拉伸取向。
流动分子取向有单轴或双轴取向，并沿着流动方向有序排列。
分子取向是与作用力成正比。
注塑成型分子取向性是将熔融塑料在注射压力的作用下，射入模具型腔，并在注射和保压压力的继续作用下冻结，分子取向性大小与冻结时的压力成正比。
分子取向残余应力与骤冷应力：
分子取向残余应力是制品成型冷却时的冻结取向应力和构型体积应变应力。
制品的冻结分子链在失压下，并在使用温度和环境温度的变化中，成型制品中原拉直和拉长的链锻要恢复到此时的自由状态，分子链产生卷曲，制品就产生变形，这种情况会持续到该塑料原始自由状态，制品变形才停止。
构型体积应变是由于制品的几何形状变化，造成不同的分子取向应力。
制品内应力不同，收缩情况也不同。
制品的冻结应力和型体应力，会造成制品的裂缝和受热后尺寸不稳定等变化。
骤冷应力是制品在成型冷却过程中，模温极低，制品的冷却速度极快情况下，造成分子取向力不一致，在厚制品上易出现气泡或凹痕。
4.
结晶形塑料与非结晶形塑料的取向性。
非结晶形塑料取向松弛的时间从失压到玻璃态，结晶形塑料取向松弛的时间从失压到熔点。
因冷却到熔点温度比冷却到玻璃态温度，当然到熔点温度高，所以冷却时间短。
因此在同等成型条件下，非结晶形塑料解取向时间长，制品取向应力小，结晶型塑料解取向时间短，不易解取向，取向性就大。
5.
怎样减少分子取向性：
分子取向性随着分子链越长越多取向性越大，并受压力，冻结温度和时间的变化而变化。
可在选材和工艺上进行调整和控制，来减小注塑制品的分子取向性。
提高熔体和模具温度，使取向效应降低。
降低注射压力，保压压力和时间，分子取向性降低。
浇口减小制品的分子取向性小。
制品壁簿、模具温度极低，制品来不及取向就冷却，取向效应减少。
快速冲模时熔体在高剪切力的作用下，熔体温度升高，粘度降低，模具型腔被迅速冲满并快速冷却，取向力也小。
四.
分子量的分布：
塑料分子量分布的宽或窄，主要是看该塑料最大分子量和最小分子量之间的范围。
范围大的即分子量分布宽，反之为窄。
分子量分布宽的，加工温度范围大，这种塑料易加工成型，反之不易加工成型。
五.
塑料降解：
塑料在热、力、氧、水和光辐射等作用下聚合度降低，这过程叫降解。
塑料降解，分子量降低，大分子链断裂等变化，引起塑料机械性能的下降。
如弹性降低，强度降低，粘度降低而熔融指数提高，成型时塑料熔体发生湍流，使制品表面粗糙等不良现象产生。
注射成型是在高温、高压和高速下成型制品。
塑料在成型时易产生降解，控制好成型工艺可减少或避免塑料制品降解。
特别在高温时混入氧气和水更能使塑料降解。
剪切应力的降解，是塑料在预塑背压和速度，注射压力及速度作用下，使塑料的分子链被运动的螺杆切割断，并伴随料温上升，粘度下降而产生力热降解。
如热塑性塑料反复利用重复加工制品，塑料熔融指数随重复加工次数增加而不断提高。
如聚碳酸酯和聚丙烯塑料从第一次加工时的熔融指数到重复十次加工后的熔融指数比较相差较大。
“PC第一次加工熔融指数0.71；
到第十次加工时熔融指数39.4。
PP第一次加工熔融指数1.67；
到第十次加工时熔融指数11.8。
”它们粘度变稀了。
物理性能降低了，这也是一种塑料降解过程。
所以要有比例地利用热塑性塑料的回料。
六.
熔融指数：
塑料熔融指数就是指熔体的流动性能，熔融指数越大。
流动性越好，成型加工比较方便，塑料的成型流动比越大，可成型薄壁制品。
塑料的熔融指数测定是用流变仪来测定。
我们国家测试标准有“GB3682-83”标准试验条件，一般有二种以上标准试验条件，而所得的熔融指数相差较大。
我们看塑料熔融指数大小，还要看标准试验条件的序号。
如ABS塑料熔融指数测试有“GB3682-83标准试验条件”中序号“7或9”二种标准。
序号“7”的试验温度200℃。
序号“9”的试验温度为220℃；
序号“7”的负荷5Kg，序号“9”的负荷10Kg。
显然测试结果序号“9”的熔融指数比序号“7”的要大得多。
GB3682—83标准试验条件
序号
标准口模内径㎜
试验温度℃
口模系数g.m㎡
负荷㎏
1
1.180
190
46.6
2.160
2
2.095
70
0.325
3
464
4
1073
5.000
5
2146
10.000
6
4635
21.600
7
200
8
9
220
10
230
11
258
1.200
12
13
815
3.800
14
15
275
16
300
计算公式：
1．负荷P=K（D2/d4）
P：
负荷，
单位：
g
K：
口模系数，
g.mm2
D：
活塞头直径，
mm
d：
标准口模内径，
2．熔体流动速率：
MFR=（600×
W）/t
MFR：
熔体流动速率，
单位g/10min
W：
切取样条重量的算术平均值
t：
切取样时间间隔
S
3．关于塑料试验条件序号选用：
编号
塑料名称
标准试验序号
ABS
7
PP
12
14
PA
10
15
PC
POM
PE
1
2
3
4
5
七.
常用塑料性能：
ABS塑料是丙烯睛、丁二烯、苯已烯三元共聚物。
常言塑料树脂与橡胶合成。
1）
特性：
无毒、着色性好的非结晶塑料。
硬而坚韧，刚性好，耐低温冲击性好，耐蠕变性好，尺寸稳定，收缩率小0.3%，耐磨而表面光泽。
绝缘性能较好，耐油，耐酸，耐碱。
缺点耐候性差，不耐紫外线，可燃，燃烧时有橡胶气味。
2）
加工性能：
ABS流动性一般，加工成型性能好，适应挤出，吹塑、注塑、层合、热成型、发泡、焊接、印刷、电镀、金加工和抛光等类加工。
并能与PVC相容，共混成ABS合金塑料。
注射加工：
ABS吸湿性好，加工时需干燥处理，注射成型加工时含水量在0.2%。
熔体流动性中等，当间隙在0.04mm时溢边。
热分解温度在270℃左右，加工温度可选高一点，但不能超过分解温度。
模具温度设在50~60℃，要求制品表面光洁度高一点，模温可设在60~80℃。
在生产制品时可将型腔温度设高一些，将型芯温度设低一点。
制品进料处易发生熔接痕等不良外观，要注意选择正确进料口，脱模叙度一般取2度以上，顶出力和速度不宜过大，否则制品易顶白。
3）
主要用途：
家电、电器仪表、汽车、建材、日用品等领域里。
4）
透明ABS、透光性85%，加工性能与ABS基本相同。
PP聚丙烯是聚烯烃类塑料。
无味无毒高结晶形塑料，结晶率可达95%，密度低0.9~0.91g/cm3收缩率大1~3%。
刚性和耐磨性好，耐高温，如在45N/cm2的力的作用下，在102~115℃温度下不变形。
电绝缘性优异，耐电压和耐电弧性好。
化学稳定性好，耐酸耐碱，不吸水。
耐寒性差，-5℃下冲击强度急剧下降，制品发脆。
对热氧、紫外线辐射敏感，易引起降解。
易燃、燃烧时有腊味。
染色、印刷和粘合性较差。
PP加工性能好，适宜注射、挤出、吹塑、热成型、焊接、电镀和金切加工等类型加工。
注射成型：
PP是高结晶形塑料，熔体温度控制在熔点左右，易发生熔体破裂及制品毛糙，成型温度控制在比熔点稍高一点温度，对制品质量有利。
因流动性好，成型间隙在0.03mm时溢边。
冷却速度快，成型周期短，但要注意壁厚处的冷却。
成型收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形和方向性强度差异大。
注意控制料温，料温低方向性明显，低温高压时更明显。
模温50℃以下制品不光泽，易产生熔接痕；
90℃以上易产生翘曲、变形。
包装、网绳类、医用、家电、汽车、日用品等领域里。
PA聚酰胺又名尼龙：
有6、66、610、612、9、11、12和1010。
PA66无毒，不霉烂。
结晶度高，有明显熔点。
熔体流动性好，可成型薄壁制品。
收缩率1.5%左右。
机械性能优越，表面硬度大，有自润滑性，摩擦系数小，耐磨耗，有较高的韧性、耐冲击。
电绝缘性好。
耐油，耐碱和耐溶剂。
吸水性大，尺寸稳定性差，染色性差。
PA加工性一般，适宜注射、挤出、吹塑、喷涂、金切加工、焊接和粘接。
注塑成型：
结晶度高、熔点高，但熔融温度范围窄，热稳定性差，料温>
300℃,停留时间超过30分钟分解PA易吸湿，加工时含水量不超过0.1%，成型时含水量超出，熔体流动性差，制品是易产生气泡、银丝等。
制品通过调湿处理尺寸要胀大。
PA流动性好，成型间隙0.02mm溢边，直通喷嘴要流延。
必需用自锁喷嘴。
通过各种填充剂增强其流动性就差，可用直通喷嘴成型。
成型收缩率大，制品易产生缩孔和凹痕。
冷却速度易影响结晶度，一般模具温度为40～60℃。
对制品要求伸长率高、柔软性好的薄壁制品取低
温。
对制品要求硬度高，耐磨性好，变型小的厚制品宜取高温。
机械零件、纺织、化工容器、电工仪表等领域里。
PC聚碳酸酯，是力学性能特好，耐热性优的工程塑料。
PC是无毒、高透明度的非结晶形工程塑料。
收缩率“0.5～0.7%”；
力学性能好，耐冲击强度高的坚硬的塑料。
耐热能辐射，并对光稳定和耐候性好。
电性能好，绝缘、耐电晕。
耐油、耐低温和耐热变形温度高。
“制品可在+130℃和-80℃温度下使用。
熔体粘度大，不耐强碱，不耐紫外线，易水解开裂。
PC成型性能一般，适宜注射、挤出、模压，热成型、印刷、金切加工和粘接等种类型加工。
PC非结晶形塑料，热稳定性好，成型温度范围大，超过300℃时呈严重分解，分解时无毒无腐蚀性气体。
水敏性强，易高温水解，成型时含水量控制在0.02%以下,否则易出现银丝,气泡和水解。
PC流动性差，成型时间隙在0.06mm时溢边.流动性对温度敏感,冷却速度快。
收缩率小，易加工精度高的制品，但制品内应力大，最好后处理，清除内应力。
粘度高，对剪切作用不敏感，冷却快。
成型模具的浇道与浇口最好粗而短。
模具温度取70～120℃。
模具温度低，收缩、伸长、抗冲击强度大，但抗弯和抗压强度低。
电子工业“接插件、线圈骨架”仪表灯罩，医疗手术器械等领域里。
塑料性能
单位
PA66
PA6
密度
G／cm3
1.02~1.16
0.9~0.91
1.1
1.1~1.15
1.2
1.4l
收缩率
％
1.4~0.7
1~3
1.5
0.6~1.4
0.5~0.7
1.5~3
吸水率
24小时％
0.2~0.4
0.01~0.03
0.9~1.6
1.6~3
0.35
0.12~O．15
成型时含水率
<
0.15
0.2
0.1
0.02
玻璃态TG/熔点TM或粘流态TF
℃
／160
-10／175
50／260
50／225
150／225
-85／75
干燥温度／时间
℃／H
80／2
90／1
90／4~5
90／4
120／3~6
85／3~5
成型温度
170~220
190~230
230~260
220~250
250~285
170~190
模具温度
50---80
70~90
40~60
100~120
90~110
热变形温度
45N／cm2
90~108
102~415
149~176
132~141
158~174
线膨胀系数
10-5／℃
6~13
5.8~10
8~8.3
7.9
1.7~4
10.7
分解温度
270
328
310
340
240
脆化温度
-20
-3
升级会员 