常用塑料特性與應用

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1、 內 容 簡 介 ： 本 模 塊 主 要 講 述 塑 料 及 其 應 用 ； 塑料 的 組 成 ； 塑 料 的 分 類 ； 塑 料 成 型 的 工藝 特 性 （ 包 括 熱 塑 性 塑 料 和 熱 固 性 塑 料的 工 藝 特 性 ） ； 塑 料 的 注 塑 成 型 中 要 注意 的 一 些 問 題 等 。一 塑 料 及 其 性 能 學 習 目 的 和 要 求 ： 了 解 塑 料 的 用 途 和 其 特 殊 優(yōu) 點 。 掌 握 塑 料 的 組 成 和 分 類 。 具 備 分 析 塑 料 產 品 的 工 藝 性 ， 并 在 此 基礎 上 找 出 工 藝 難 點 ， 提 出 解 決 問 題 的 方

2、法 的 能 力 。 重 點 ： 熱 塑 性 塑 料 和 熱 固 性 塑 料 的 工 藝 特 性 。 1.1 塑 料 及 其 應 用 1.2 塑 料 的 組 成 1.3 塑 料 的 分 類 1.4 塑 料 成 型 的 工 藝 特 性 1.5 塑 料 的 注 塑 成 型 塑 料 是 以 樹 脂 為 主 要 成 分 的 高 分子 材 料 ， 它 在 一 定 的 溫 度 和 壓 力 條 件下 具 有 流 動 性 ， 可 以 被 模 塑 成 型 為 一定 的 幾 何 形 狀 和 尺 寸 ， 并 在 成 型 固 化后 保 持 其 既 得 形 狀 不 發(fā) 生 變 化 。 樹 脂 分 為 天 然 樹 脂 和

3、合 成 樹 脂 兩 大 類 型 ，塑 料 大 多 采 用 合 成 樹 脂 。 各 種 合 成 樹 脂 都 是 人工 將 低 分 子 化 合 物 單 體 通 過 合 成 方 法 生 產 出 的高 分 子 化 合 物 ， 它 們 的 相 對 分 子 質 量 一 般 都 大于 1萬 ， 有 的 甚 至 可 以 達 到 百 萬 級 ， 所 以 化 學上 也 常 將 它 們 稱 為 聚 合 物 或 高 聚 物 。 聚 合 物 雖然 是 塑 料 中 的 主 要 成 分 ， 但 是 單 純 的 聚 合 物 性能 往 往 不 能 滿 足 成 型 生 產 中 的 工 藝 要 求 和 成 型后 的 使 用 要 求

4、 ， 欲 要 克 服 這 一 缺 陷 ， 必 須 在 聚合 物 中 添 加 一 定 數 量 的 助 劑 ， 并 通 過 這 些 助 劑來 改 善 聚 合 物 的 性 能 。 例 如 ， 添 加 增 塑 劑 可 以改 善 聚 合 物 的 流 動 性 能 和 成 型 性 能 等 等 。 因 此 ，可 以 認 為 塑 料 是 一 種 由 聚 合 物 和 某 些 助 劑 結 合而 成 的 高 分 子 化 合 物 。 作 為 日 常 用 品 ， 塑 料 的 用 途 已 經 廣為 人 知 ， 但 由 于 它 們 的 一 些 特 殊 優(yōu) 點 ，塑 料 在 工 業(yè) 中 的 應 用 也 已 經 非 常 普 遍

5、，主 要 有 以 下 幾 個 方 面 ： 1、 密 度 小 、 質 量 輕 塑 料 的 密 度 約 為 0.9 2.3g cm3，但 大 多 數 都 在 1.0 1.4g cm3左 右 ， 其中 聚 4-甲 基 丁 烯 -1的 密 度 最 小 ， 大 約0.83g cm3， 只 相 當 于 鋼 材 密 度 的 0.11和 鋁 材 的 0.5左 右 ， 如 果 采 用 發(fā) 泡 工 藝生 產 泡 沫 塑 料 ， 則 塑 料 的 密 度 將 會 更 小 ，其 數 值 可 以 小 到 0.01 0.5g cm3。 按 單 位 質 量 計 算 的 強 度 稱 為 比 強 度 ，由 于 塑 料 的 密 度

6、 小 ， 所 以 其 比 強 度 比 較高 ， 若 按 比 強 度 大 小 來 評 價 材 料 的 使 用性 能 ， 則 一 些 特 殊 的 塑 料 品 種 將 會 名 列前 茅 。 例 如 ， 一 般 鋼 材 的 拉 伸 比 強 度 約160MPa， 而 用 玻 璃 纖 維 增 強 的 塑 料 拉 伸比 強 度 可 高 達 170 400MPa。 金 屬 導 電 是 其 原 子 結 構 中 自 由 電 子 和離 子 作 用 的 結 果 ， 而 塑 料 原 子 內 部 一 般 都沒 有 自 由 電 子 和 離 子 ， 所 以 大 多 數 塑 料 都具 有 良 好 的 絕 緣 性 能 以 及 很

7、 低 的 介 電 損 耗 。因 此 ， 塑 料 是 現 代 電 工 行 業(yè) 和 電 器 行 業(yè) 不可 缺 少 的 原 材 料 ， 許 多 電 器 用 的 插 頭 、 插座 、 開 關 、 手 柄 等 等 ， 都 是 用 塑 料 制 成 的 。 生 產 實 踐 和 科 學 試 驗 已 經 表 明 ， 絕大 多 數 塑 料 的 化 學 穩(wěn) 定 性 都 很 高 ， 它 們對 酸 、 堿 和 許 多 化 學 藥 物 都 具 有 良 好 的耐 腐 蝕 能 力 ， 其 中 聚 四 氟 乙 烯 塑 料 的 化學 穩(wěn) 定 性 最 高 ， 它 的 抗 腐 蝕 能 力 比 黃 金還 要 好 ， 可 以 承 受 “

8、 王 水 ” （ 鏹 酸 ） 的腐 蝕 ， 所 以 稱 為 “ 塑 料 王 ” 。 由 于 塑 料 的 化 學 穩(wěn) 定 性 高 ， 所 以它 們 在 化 學 工 業(yè) 中 應 用 很 廣 泛 ， 可 以 用來 制 作 各 種 管 道 、 密 封 件 和 換 熱 器 等 。 如 果 用 塑 料 制 作 機 械 零 件 ， 并 在 摩擦 磨 損 的 工 作 條 件 下 應 用 ， 那 么 大 多 數塑 料 都 具 有 良 好 的 減 摩 和 耐 磨 性 能 ， 它們 可 以 在 水 、 油 或 帶 有 腐 蝕 性 的 液 體 中工 作 ， 也 可 以 在 半 干 摩 擦 或 者 完 全 干 摩擦 的

9、 條 件 下 工 作 ， 這 是 一 般 金 屬 零 件 無法 與 其 相 比 的 。 因 此 ， 現 代 工 業(yè) 中 已 有許 多 齒 輪 、 軸 承 和 密 封 圈 等 機 械 零 件 開始 采 用 塑 料 制 造 ， 特 別 是 對 塑 料 配 方 進行 特 殊 設 計 后 ， 還 可 以 使 用 塑 料 制 造 自潤 滑 軸 承 。 塑 料 的 減 振 和 隔 音 性 能 來 自 于 聚 合物 大 分 子 的 柔 韌 性 和 彈 性 。 一 般 來 講 ，塑 料 的 柔 韌 性 要 比 金 屬 大 得 多 ， 所 以 當其 遭 到 頻 繁 的 機 械 沖 擊 和 振 動 時 ， 內 部

10、將 產 生 粘 性 內 耗 ， 把 塑 料 從 外 部 吸 收 進來 的 機 械 能 量 轉 換 成 內 部 熱 能 ， 起 到 了吸 振 和 減 振 的 作 用 。 塑 料 是 減 振 隔 音 性能 極 好 的 材 料 ， 不 僅 可 以 用 于 高 速 運 轉機 械 ， 而 且 還 可 以 用 作 汽 車 中 的 一 些 結構 零 部 件 （ 如 保 險 杠 和 內 裝 飾 板 等 ） ，據 報 導 ， 國 外 一 些 轎 車 已 經 開 始 采 用 碳纖 維 增 強 塑 料 制 造 板 簧 。 除 了 上 述 幾 點 之 外 ， 許 多 塑 料 還 都 具有 透 光 和 絕 熱 性 能

11、， 或 可 以 與 金 屬 一 樣進 行 電 鍍 、 著 色 和 焊 接 ， 從 而 使 得 塑 料制 品 能 夠 具 有 豐 富 的 色 彩 和 各 種 各 樣 的結 構 形 式 。 另 外 ， 許 多 塑 料 還 具 有 防 水 、防 潮 、 防 透 氣 、 防 輻 射 以 及 耐 瞬 時 燒 蝕等 特 殊 性 能 。 塑 料 雖 然 具 有 以 上 諸 多 優(yōu) 點 和 廣 泛用 途 ， 但 它 們 還 有 一 些 比 較 嚴 重 的 缺 陷至 今 未 能 克 服 （ 如 不 耐 熱 、 容 易 在 陽 光 、大 氣 、 壓 力 和 某 些 介 質 作 用 下 老 化 等等 ） 。 這 些

12、 缺 陷 的 存 在 ， 嚴 重 地 影 響 了塑 料 應 用 范 圍 進 一 步 擴 大 ， 使 得 塑 料 制品 在 許 多 領 域 還 不 能 從 根 本 上 取 代 金 屬制 品 。 從 精 度 方 面 講 ， 塑 料 制 品 的 使 用 范圍 也 受 到 一 定 限 制 。 換 句 話 說 就 是 ， 如果 采 用 成 型 加 工 的 方 法 生 產 塑 料 制 品 ，要 達 到 某 一 精 度 所 遇 到 的 加 工 難 度 要 比金 屬 制 品 成 形 時 來 得 大 。 因 此 ， 在 目 前的 塑 料 成 型 加 工 行 業(yè) 中 ， 塑 料 制 品 的 精度 （ 即 公 差

13、等 級 ） 有 其 自 己 單 獨 的 標 準 ，一 般 都 不 套 用 金 屬 制 品 的 精 度 。 塑 料 是 以 聚 合 物 為 主 體 ， 添 加 各種 助 劑 的 多 組 分 材 料 。 根 據 不 同 的 功 能 ，塑 料 所 用 的 助 劑 可 分 為 ： 增 塑 劑 、 穩(wěn) 定劑 、 潤 滑 劑 、 填 充 劑 、 增 強 劑 、 交 聯 劑 、著 色 劑 、 發(fā) 泡 劑 等 等 。 聚 合 物 是 塑 料 配 方 中 的 主 要 成 分 ，它 在 塑 料 制 品 中 為 均 勻 的 連 續(xù) 相 ， 其 作用 在 于 將 各 種 助 劑 粘 合 成 一 個 整 體 ， 使制

14、品 能 獲 得 預 定 的 使 用 性 能 。 在 成 型 物料 中 ， 聚 合 物 應 能 與 所 添 加 的 各 種 助 劑共 同 作 用 ， 使 物 料 具 有 較 好 的 成 型 性 能 。 聚 合 物 的 品 種 類 別 很 多 ， 而 且 就 某一 種 聚 合 物 而 言 ， 它 們 的 各 種 特 性 也 會因 為 合 成 方 法 不 同 而 有 差 異 。 為 了 改 善 聚 合 物 熔 體 在 注 塑 成 型 過程 中 的 流 動 性 ， 常 常 需 要 在 聚 合 物 中 添加 一 些 能 與 聚 合 物 相 溶 并 且 不 易 揮 發(fā) 的有 機 化 合 物 ， 這 些 化

15、 合 物 統(tǒng) 稱 為 增 塑 劑 。它 可 以 削 弱 聚 合 物 大 分 子 之 間 的 作 用 力 ， 從 而 導 致 聚 合 物 的 粘 流 溫 度 和 玻 璃 化 溫度 下 降 ， 粘 度 也 隨 之 減 小 ， 故 流 動 性 可以 提 高 。 增 塑 劑 加 入 聚 合 物 后 ， 還 能 提高 塑 料 的 伸 長 率 、 抗 沖 擊 性 能 以 及 耐 寒性 能 ， 但 其 硬 度 、 強 度 和 彈 性 模 量 卻 有所 下 降 。 向 聚 合 物 中 添 加 增 塑 劑 經 常 需 要 在 保證 相 溶 性 好 和 不 易 揮 發(fā) 的 兩 項 基 本 要 求 前提 下 ， 再

16、 去 考 慮 如 何 滿 足 其 它 要 求 。 在 滿足 制 品 性 能 的 前 提 下 ， 為 了 降 低 生 產 成 本 ，解 決 某 些 增 塑 劑 供 不 應 求 的 現 象 ， 以 及 為了 彌 補 某 些 增 塑 劑 的 缺 陷 等 問 題 ， 常 常 可以 將 某 種 聚 合 物 所 用 的 多 種 增 塑 劑 分 為 主增 塑 劑 、 次 增 塑 劑 和 增 量 劑 。 主 增 塑 劑 應 與 聚 合 物 之 間 具 有 足 夠 的相 溶 性 ， 甚 至 在 一 定 范 圍 內 可 完 全 相 溶 ，且 能 單 獨 加 入 聚 合 物 ， 配 比 可 達 1:1。 次增 塑

17、劑 與 聚 合 物 的 親 合 力 可 以 差 一 些 ， 一般 不 能 單 獨 使 用 ， 只 能 與 主 增 塑 劑 共 用 ，配 比 最 多 為 1:3。 使 用 次 增 塑 劑 的 主 要 目的 是 為 了 代 替 部 分 主 增 塑 劑 。 增 量 劑 一 般不 溶 于 聚 合 物 ， 更 不 能 單 獨 使 用 ， 只 能 混入 主 增 塑 劑 中 使 用 ， 目 的 是 為 了 減 少 主 、次 增 塑 劑 用 量 ， 降 低 生 產 成 本 。 為 了 防 止 或 抑 制 不 正 常 的 降 解 和 交聯 ， 需 要 在 聚 合 物 中 添 加 一 些 能 夠 穩(wěn) 定其 化 學

18、 性 質 的 物 質 ， 這 些 物 質 稱 為 穩(wěn) 定劑 。 根 據 發(fā) 揮 作 用 的 不 同 可 分 為 熱 穩(wěn) 定劑 、 抗 氧 化 劑 和 光 穩(wěn) 定 劑 。 生 產 中 ， 穩(wěn)定 劑 的 添 加 量 一 般 大 于 2%， 也 有 少 數情 況 下 高 達 5%。 （ 1） 熱 穩(wěn) 定 劑 （ 2） 抗 氧 化 劑 （ 3） 光 穩(wěn) 定 劑 為 了 改 善 塑 料 在 注 塑 成 型 過 程 中 的流 動 性 能 ， 并 減 少 或 避 免 塑 料 熔 體 對 設備 及 模 具 的 粘 附 和 摩 檫 ， 常 常 需 要 在 聚合 物 中 添 加 一 些 必 要 的 物 質 ， 這

19、 些 物 質統(tǒng) 稱 為 潤 滑 劑 。 它 還 能 使 塑 料 表 面 保 持光 潔 。 5、 填 充 劑 填 充 劑 又 稱 填 料 ， 通 常 對 聚 合 物 呈惰 性 。 在 聚 合 物 中 添 加 填 充 劑 的 主 要 目的 是 為 了 改 善 塑 料 的 成 型 性 能 、 減 小 塑料 中 的 聚 合 物 用 量 以 及 提 高 塑 料 的 某 些性 能 。 6、 增 強 劑 增 強 劑 是 填 充 劑 中 的 一 個 類 型 ， 多用 于 熱 固 性 塑 料 ， 可 以 提 高 塑 料 制 品 的物 理 性 能 和 力 學 強 度 。 7、 交 聯 劑 亦 稱 硬 化 劑 ，

20、添 加 在 聚 合 物 中 能 促使 聚 合 物 進 行 交 聯 反 應 或 加 快 交 聯 反 應速 度 ， 一 般 多 用 在 熱 固 性 塑 料 中 。 可 以促 使 制 品 加 速 硬 化 。 8、 著 色 劑 添 加 在 聚 合 物 中 可 使 塑 料 著 色 的 物質 統(tǒng) 稱 為 著 色 劑 。 它 們 可 以 分 為 無 機 顏料 、 有 機 顏 料 和 染 料 三 種 類 型 。 著 色 劑用 量 一 般 為 0.01% 0.02%,一 味 提 高 用 量并 不 能 加 重 色 澤 和 鮮 艷 程 度 。 添 加 在 聚 合 物 中 ， 可 使 塑 料 形 成 蜂 窩狀 泡 孔

21、 結 構 的 物 質 叫 做 發(fā) 泡 劑 。 它 主 要 用來 增 大 塑 料 制 品 的 體 積 和 減 輕 重 量 ， 同 時也 可 提 高 防 振 性 能 。 發(fā) 泡 機 理 可 分 為 物 理發(fā) 泡 和 化 學 發(fā) 泡 兩 種 類 型 。 物 理 發(fā) 泡 通 過液 體 發(fā) 泡 劑 蒸 發(fā) 膨 脹 實 現 ， 化 學 發(fā) 泡 通 過發(fā) 泡 劑 受 熱 分 解 產 生 氣 體 實 現 。 （ 1） 阻 燃 劑 ： 添 加 在 聚 合 物 中 可 以 阻 止 或 延 緩 塑 料 燃 燒 的 物 質 。（ 2） 驅 避 劑 ： 添 加 在 聚 合 物 中 防 止 老 鼠 、 昆 蟲 、 細 菌

22、 和 霉 菌 危 害 的 物 質 。（ 3） 防 靜 電 劑 ： 添 加 在 聚 合 物 中 能 防 止 塑 料 遭 靜 電 危 害 的 物 質 。（ 4） 偶 聯 劑 ： 添 加 在 聚 合 物 中 能 提 高 聚 合 物 和 增 強 劑 、 填 充 劑 界 面 間 結 合 力 的 物 質 。（ 5） 開 口 劑 ： 添 加 在 聚 合 物 中 防 止 塑 料 薄 膜 層 之 間 粘 連 的 物 質 。 塑 料 有 兩 個 特 點 ： 第 一 個 特 點 是 在 一 定溫 度 下 具 有 可 塑 性 ； 第 二 個 特 點 是 它 的 全 部或 主 要 成 分 都 是 高 分 子 的 合 成

23、 樹 脂 ， 合 成 樹 脂約 占 塑 料 總 重 量 的 40 100 。 塑 料 的 基 本性 能 主 要 取 決 于 樹 脂 的 本 性 ， 因 此 ， 塑 料 的 組成 可 分 為 簡 單 組 分 和 復 雜 組 分 兩 類 。 簡 單 組 分 的 塑 料 ， 基 本 上 是 由 合 成 樹 脂 組成 ， 其 中 僅 加 入 少 量 輔 助 材 料 ， 這 一 類 塑 料主 要 有 聚 苯 乙 烯 (PS)、 聚 乙 烯 (PE)、 聚 甲 基丙 烯 酸 甲 酯 (PMMA)等 ； 也 有 的 塑 料 除 樹 脂 外不 加 任 何 添 加 劑 ， 如 聚 四 氟 乙 烯 (PTTE)。

24、 復雜 組 分 的 塑 料 ， 則 由 多 種 組 分 所 組 成 ， 除 樹脂 外 ， 還 加 入 填 充 劑 、 增 塑 劑 、 著 色 劑 、 穩(wěn)定 劑 、 潤 滑 劑 、 促 進 劑 等 ， 這 一 類 塑 料 主 要有 聚 氯 乙 烯 (PVC)、 酚 醛 塑 料 (PF)等 。 塑 料 是 一 個 龐 大 的 家 族 ， 分 支 多 ，分 類 方 法 也 很 多 。 最 常 用 的 分 類 方 法 是根 據 合 成 樹 脂 在 受 熱 后 所 表 現 的 性 能 不同 來 劃 分 ， 一 般 分 為 熱 塑 性 塑 料 和 熱 固性 塑 料 兩 大 類 。 線 型 或 支 鏈 型

25、大 分 子 鏈比 較 容 易 活 動 ， 受 熱 時 分 子 間 可 以 互 相移 動 ， 具 有 較 好 的 塑 性 ， 固 化 成 型 后 如再 加 熱 又 可 變 軟 ， 如 此 可 反 復 進 行 多 次 ，這 種 特 性 的 樹 脂 或 塑 料 叫 熱 塑 性 樹 脂 或熱 塑 性 塑 料 。 常 見 的 熱 塑 性 塑 料 有 聚 乙 烯 、 聚 丙烯 (PP)、 聚 苯 乙 烯 、 聚 氯 乙 烯 、 ABS、有 機 玻 璃 (聚 甲 基 丙 烯 酸 酯 )、 聚 甲 醛(POM)、 聚 酰 胺 (PA)(尼 龍 )、 聚 碳 酸 酯(PC)、 苯 乙 烯 丙 烯 腈 (SAN)

26、等 。 這 類塑 料 的 優(yōu) 點 是 成 型 工 藝 簡 單 ， 具 有 相 當高 的 物 理 和 機 械 性 能 ， 并 能 反 復 回 爐 ，但 缺 點 是 耐 熱 性 和 剛 性 較 差 。 而 網 狀 結 構 的 合 成 樹 脂 ， 加 熱 初 期 具 有一 定 的 可 塑 性 ， 軟 化 后 可 制 成 各 種 形 狀的 制 品 ， 但 是 過 一 段 時 間 ， 隨 著 網 狀 交聯 的 逐 漸 形 成 ， 便 會 固 化 而 失 去 塑 性 ，冷 卻 后 再 加 熱 也 不 會 再 軟 化 ， 再 受 高 熱即 被 分 解 破 壞 ， 這 種 特 性 的 樹 脂 或 塑 料叫 做

27、 熱 固 性 樹 脂 或 稱 熱 固 性 塑 料 。 常 見 的 熱 固 性 塑 料 有 酚 醛 樹 脂 、 環(huán)氧 樹 脂 (EP)、 氨 基 樹 脂 、 醋 酸 樹 脂 、 三聚 氰 胺 樹 脂 、 不 飽 和 聚 酯 、 聚 氨 基 甲 酸酯 (PUR)等 。 這 類 塑 料 的 成 型 工 藝 比 較麻 煩 ， 不 利 于 連 續(xù) 生 產 和 提 高 生 產 率 ，而 且 不 能 反 復 利 用 。 但 一 般 具 有 較 高 的耐 熱 性 和 受 壓 不 易 變 形 的 特 點 。 另 外 ， 若 按 塑 料 的 用 途 分 類 ， 又 可 分 為 通 用塑 料 和 工 程 塑 料 兩

28、 大 類 。 通 用 塑 料 ， 般 指 產 量 大 、 用 途 廣 、 價 格 低廉 的 一 類 塑 料 ， 它 包 括 聚 乙 烯 、 聚 丙 烯 、 聚 氯 乙烯 、 聚 苯 乙 烯 、 酚 醛 、 氨 基 等 六 大 品 種 。 工 程 塑料 ， 一 般 指 機 械 強 度 高 ， 可 代 替 金 屬 而 用 作 工 程材 料 的 塑 料 ， 如 制 作 機 械 零 件 、 電 子 儀 器 儀 表 、設 備 結 構 件 等 。 這 類 塑 料 包 括 聚 苯 醚 (PP0)、ABS、 尼 龍 、 聚 甲 醛 、 聚 砜 (PSF)、 聚 對 二 甲 苯 、聚 酰 亞 胺 (PI)等 。

29、 通 用 塑 料 和 工 程 塑 料 的 劃 分 范 圍 并 不很 嚴 格 ， 如 ABS是 一 種 主 要 的 工 程 塑 料 ，但 由 于 其 產 量 大 ， 所 以 也 可 劃 入 通 用 塑 料 ；聚 丙 烯 是 典 型 的 通 用 塑 料 ， 而 增 強 的 聚 丙烯 因 其 有 工 程 塑 料 的 某 些 特 性 ， 故 可 劃 入工 程 塑 料 的 范 圍 。 工 程 塑 料 又 可 分 為 “ 通 用 工 程 塑 料 ” 和 “ 特種 工 程 塑 料 ” 。 一 般 把 產 量 大 的 工 程 塑 料 稱 為“ 通 用 工 程 塑 料 ” ， 如 尼 龍 、 聚 碳 酸 酯 、

30、 聚 甲 醛 、改 性 聚 苯 醚 、 聚 苯 并 噻 唑 (PBT)及 其 改 性 產 品 等 ，通 常 所 說 的 工 程 塑 料 一 般 指 這 一 部 分 。 把 生 產 數量 少 、 價 格 昂 貴 、 性 能 優(yōu) 異 ， 可 做 結 構 材 料 或 特殊 用 途 的 塑 料 稱 為 “ 特 種 工 程 塑 料 ” ， 如 聚 砜 、聚 酰 亞 胺 、 聚 苯 硫 醚 、 聚 醚 砜 、 聚 芳 酯 、 熱 塑 性氟 塑 料 、 芳 香 族 聚 酰 胺 、 聚 苯 酯 、 聚 四 氟 乙 烯 以及 交 聯 型 聚 氨 基 雙 馬 來 酰 亞 胺 、 交 聯 型 聚 酰 亞 胺酰 亞

31、胺 、 耐 熱 環(huán) 氧 等 。 塑 料 的 成 型 工 藝 特 性 是 塑 料 在 成 型加 工 過 程 中 表 現 出 來 的 特 有 性 質 ， 模 具設 計 者 必 須 對 塑 料 的 成 型 工 藝 特 性 有 充分 的 了 解 。 下 面 就 熱 塑 性 塑 料 與 熱 固 性塑 料 的 工 藝 特 性 分 別 進 行 討 論 。 %100 %100 b bcS b baS js (1) 塑 料 品 種 (2) 塑 件 結 構 (3) 模 具 結 構 (4) 成 型 工 藝 條 件 由 于 影 響 塑 料 收 縮 率 變 化 的 因 素 很多 ， 而 且 相 當 復 雜 ， 所 以

32、收 縮 率 是 在 一定 范 圍 內 變 化 的 。 在 模 具 設 計 時 應 根 據以 上 因 素 綜 合 考 慮 選 取 塑 料 的 收 縮 率 。常 用 各 種 熱 塑 性 塑 料 的 收 縮 率 可 參 見 有關 文 獻 。 塑 料 在 一 定 的 溫 度 、 壓 力 作 用 下 充填 模 具 型 腔 的 能 力 ， 稱 為 塑 料 的 流 動 性 。塑 料 的 流 動 性 差 ， 就 不 容 易 充 滿 型 腔 ，易 產 生 缺 料 或 熔 接 痕 等 缺 陷 ， 因 此 需 要較 大 的 成 型 壓 力 才 能 成 型 。 相 反 ， 塑 料的 流 動 性 好 ， 可 以 用 較

33、 小 的 成 型 壓 力 充滿 型 腔 。 但 流 動 性 太 好 ， 會 在 成 型 時 產生 嚴 重 的 溢 邊 。 (l) 溫 度 (2) 壓 力 (3) 模 具 結 構 在 常 用 的 熱 塑 性 塑 料 中 ， 流 動 性 好的 有 聚 乙 烯 、 聚 丙 烯 、 聚 苯 乙 烯 、 尼 龍和 醋 酸 纖 維 素 等 ， 流 動 性 中 等 的 有 改 性聚 苯 乙 烯 、 ABS、 AS、 有 機 玻 璃 、 聚 甲 醇和 氯 化 聚 醚 等 ， 流 動 性 差 的 有 聚 碳 酸 酯 、硬 聚 氯 乙 烯 、 聚 苯 醚 、 聚 砜 和 氟 塑 料 等 。 相 容 性 是 指 兩

34、 種 或 兩 種 以 上 不 同 品 種的 塑 料 ， 在 熔 融 狀 態(tài) 不 產 生 相 分 離 現 象 的能 力 。 如 果 兩 種 塑 料 不 相 容 ， 則 混 熔 后 塑件 會 出 現 分 層 、 脫 皮 等 表 面 缺 陷 。 不 同 塑料 的 相 容 性 與 其 分 子 結 構 有 一 定 關 系 ， 分子 結 構 相 似 者 較 易 相 容 ， 如 高 壓 聚 乙 烯 、低 壓 聚 乙 烯 、 聚 丙 烯 彼 此 之 間 的 混 熔 等 ，分 于 結 構 不 同 時 較 難 相 容 ， 如 聚 乙 烯 和 聚苯 乙 烯 之 間 的 混 熔 。 塑 料 的 相 容 性 又 稱 為

35、 共 混 性 。 通過 塑 料 的 這 一 性 質 ， 可 得 到 類 似 共 聚物 的 綜 合 性 能 ， 這 是 改 進 塑 料 性 能 的重 要 途 徑 之 一 ， 如 聚 碳 酸 酯 和 ABS塑 料相 溶 ， 就 能 改 善 聚 碳 酸 酯 的 工 藝 性 。 吸 濕 性 是 指 塑 料 對 水 分 的 親 疏 程 度 。 按 吸濕 或 粘 附 水 分 能 力 的 大 小 ， 可 將 塑 料 分 為 吸 濕性 塑 料 和 不 吸 濕 性 塑 料 兩 大 類 。 前 一 類 具 有 吸濕 或 粘 附 水 分 傾 向 ， 如 聚 酰 胺 、 ABS、 聚 碳 酸 酯 、聚 苯 醚 和 聚

36、 楓 等 ； 而 后 一 類 的 吸 濕 或 粘 附 水 分極 小 ， 如 聚 乙 烯 、 聚 丙 烯 、 聚 苯 乙 烯 和 氟 塑 料等 。 很 顯 然 ， 吸 濕 性 塑 料 在 注 塑 成 型 過 程 中 比較 容 易 發(fā) 生 水 降 解 ， 成 型 后 塑 件 上 出 現 氣 泡 、銀 絲 與 斑 紋 等 缺 陷 。 因 此 ， 在 成 型 前 必 須 進 行干 燥 處 理 ， 必 要 時 還 應 在 注 塑 機 料 斗 內 設 置 紅外 線 加 熱 裝 置 ， 以 免 干 燥 后 的 塑 料 進 入 機 筒 前在 料 斗 中 再 次 吸 濕 或 粘 水 。 熱 敏 性 是 指 塑

37、料 的 化 學 性 質 對 熱 量作 用 的 敏 感 程 度 ， 熱 敏 性 很 強 的 塑 料 稱為 熱 敏 性 塑 料 。 熱 敏 性 塑 料 在 成 型 過 程中 很 容 易 在 不 太 高 的 溫 度 下 發(fā) 生 熱 分 解 、熱 降 解 ， 從 而 影 響 塑 件 的 性 能 、 色 澤 和表 面 質 量 等 。 另 外 ， 塑 料 熔 體 發(fā) 生 熱 分解 或 熱 降 解 時 ， 會 釋 放 出 一 些 揮 發(fā) 性 氣體 ， 這 些 氣 體 對 人 體 、 模 具 和 注 塑 機 都有 刺 激 、 腐 蝕 作 用 或 毒 性 。 為 防 止 熱 敏性 塑 料 在 成 型 過 程 中

38、 出 現 熱 分 解 、 熱 降解 現 象 ， 應 采 取 相 應 的 措 施 。 1、 收 縮 率 同 熱 塑 性 塑 料 一 樣 ， 熱 固 性 塑 料 經成 型 冷 卻 后 也 會 發(fā) 生 收 縮 ， 其 收 縮 率 的計 算 方 法 與 熱 塑 性 塑 料 相 同 。 產 生 收 縮的 原 因 主 要 有 ： (1)熱 收 縮 (2） 結 構 變 化 引 起 的 收 縮 (3） 彈 性 恢 復 (4） 塑 性 變 形 影 響 熱 固 性 塑 料 收 縮 率 的 因 素 與 熱 塑 性 塑料 相 同 ， 即 有 原 材 料 、 模 具 結 構 或 成 型 方 法 以及 成 型 工 藝 條

39、 件 等 方 面 的 影 響 。 塑 料 中 樹 脂 和填 料 的 種 類 及 含 量 ， 也 將 直 接 影 響 收 縮 率 的 大小 。 當 所 用 樹 脂 在 固 化 反 應 中 放 出 的 低 分 子 揮發(fā) 物 較 多 時 ， 收 縮 率 較 大 ； 放 出 的 低 分 子 揮 發(fā)物 較 少 時 ， 收 縮 率 較 小 。 在 同 類 塑 料 中 ， 填 料含 量 較 多 或 填 料 中 無 機 填 料 增 多 時 ， 收 縮 率 較小 。 凡 有 利 于 提 高 成 型 壓 力 、 增 大 塑 料 充 模 流動 性 和 使 塑 件 密 實 的 模 具 結 構 ， 均 能 減 少 塑

40、件的 收 縮 率 ， 如 用 壓 縮 或 壓 注 成 型 的 塑 件 就 比 注塑 成 型 的 塑 件 收 縮 率 小 。 凡 能 使 塑 件 密 實 、 在成 型 前 使 低 分 子 揮 發(fā) 物 溢 出 的 工 藝 因 素 ， 都 能使 塑 件 收 縮 率 減 少 ， 如 成 型 前 對 酚 醛 塑 料 的 預熱 、 加 壓 等 。 熱 固 性 塑 料 的 流 動 性 通 常 以 拉 西 格流 動 值 來 表 示 。 每 一 品 種 的 塑 料 的 流 動 性 可 分 為 三個 不 同 的 等 級 。 第 一 級 的 拉 西 格 流 動 值為 100 130mm， 適 用 于 壓 制 無 嵌

41、 件 的 、形 狀 簡 單 的 一 般 厚 度 塑 件 。 第 二 級 的 拉西 格 流 動 值 為 131 150mm， 用 于 壓 制中 等 復 雜 程 度 的 塑 件 。 第 三 級 的 拉 西 格流 動 值 為 151 180mm， 可 用 于 壓 制 結 構復 雜 、 型 腔 很 深 、 嵌 件 較 多 的 薄 壁 塑 件或 用 于 壓 注 成 型 。 注 塑 成 型 時 ， 一 般 要求 熱 固 性 塑 料 的 拉 西 格 流 動 值 大 于200mm。 影 響 流 動 性 的 因 素 主 要 有 塑 料 品 種 、模 具 結 構 和 成 型 條 件 等 。 當 然 ， 不 同 品

42、種 的 塑 料 或 同 一 品 種 不 同 組 分 及 含 量 的塑 料 ， 其 流 動 性 不 同 。 模 具 成 型 表 面 光滑 ， 型 腔 形 狀 簡 單 ， 采 用 不 溢 式 壓 縮 模等 有 利 于 改 善 流 動 性 ； 采 用 壓 錠 及 預 熱和 提 高 成 型 壓 力 ， 在 低 于 塑 料 硬 化 溫 度的 條 件 下 提 高 成 型 溫 度 等 都 能 提 高 塑 料的 流 動 性 。 比 容 是 指 單 位 質 量 的 松 散 塑 料 所 占的 體 積 ， 單 位 為 cm3 g； 壓 縮 率 是 指 塑料 的 體 積 與 塑 件 的 體 積 之 比 ， 其 值 恒

43、 大 于1。 比 容 和 壓 縮 率 都 表 示 粉 狀 或 短 纖 維 狀塑 料 的 松 散 性 ， 它 們 都 可 用 來 確 定 模 具 加料 室 的 大 小 。 此 外 ， 比 容 和 壓 縮 率 較 大 時 ，塑 料 內 充 氣 增 多 ， 排 氣 困 難 ， 成 型 周 期 變長 ， 生 產 率 降 低 ； 比 容 和 壓 縮 率 較 小 時 ，壓 錠 和 壓 縮 、 壓 注 容 易 ， 而 且 壓 錠 重 量 也較 準 確 。 但 是 ， 比 容 太 小 ， 則 影 響 塑 料 的松 散 性 ， 以 容 積 法 裝 料 時 造 成 塑 件 重 量 不準 確 。 硬 化 是 指 塑

44、 料 成 型 時 完 成 交 聯 反 應 的過 程 。 硬 化 速 度 通 常 以 塑 料 試 樣 硬 化 每1mm厚 度 所 需 的 秒 數 來 表 示 ， 此 值 越 小 ，硬 化 速 度 越 快 。 它 與 塑 料 品 種 、 塑 件 形 狀 、壁 厚 、 成 型 溫 度 及 是 否 預 熱 、 預 壓 等 有 密切 關 系 。 硬 化 速 度 還 應 適 合 成 型 方 法 的 要求 。 例 如 壓 注 或 注 塑 成 型 時 ， 應 要 求 在 塑化 、 填 充 時 化 學 反 應 慢 ， 硬 化 慢 ， 以 保 持長 時 間 的 流 動 狀 態(tài) ， 當 充 滿 型 腔 后 ， 在

45、高溫 、 高 壓 下 應 快 速 硬 化 。 硬 化 速 度 慢 的 塑料 ， 成 型 周 期 長 ， 生 產 率 低 ； 硬 化 速 度 快的 塑 料 ， 則 不 能 成 型 復 雜 的 塑 件 。 塑 料 中 的 水 分 及 揮 發(fā) 物 ， 一 方 面 來自 塑 料 自 身 ， 另 一 方 面 則 來 自 壓 縮 或 壓注 過 程 中 化 學 反 應 的 副 產 物 。 塑 料 中 水 分 及 揮 發(fā) 物 的 含 量 ， 對 塑 件 的 物理 、 力 學 和 介 電 性 能 都 有 很 大 的 影 響 。 塑 料 中水 分 及 揮 發(fā) 物 含 量 大 時 ， 塑 件 易 產 生 氣 泡 、

46、 內應 力 和 塑 性 變 形 ， 使 機 械 強 度 降 低 。 當 逸 出 時 ，揮 發(fā) 物 氣 體 又 象 一 把 利 劍 一 樣 割 裂 塑 件 ， 使 塑件 產 生 龜 裂 ， 降 低 機 械 強 度 和 介 電 性 能 。 此 外 ，水 分 及 揮 發(fā) 物 含 量 過 多 時 ， 會 促 使 流 動 性 過 大 ，容 易 逸 料 ， 成 型 周 期 增 長 ， 收 縮 率 增 大 ， 使 塑件 容 易 發(fā) 生 翹 曲 、 波 紋 及 光 澤 不 好 等 現 象 。 但是 ， 塑 料 中 水 分 及 揮 發(fā) 物 的 含 量 不 足 ， 也 會 導致 流 動 性 不 良 ， 成 型 困

47、 難 ， 同 時 也 不 利 于 壓 錠 。水 分 及 揮 發(fā) 物 在 成 型 時 變 成 的 氣 體 ， 必 須 排 出模 外 ， 因 為 有 些 氣 體 對 模 具 有 腐 蝕 作 用 ， 對 人體 也 有 刺 激 作 用 。 為 此 ， 在 模 具 設 計 時 應 對 這種 特 征 有 所 了 解 ， 并 采 取 相 應 的 措 施 。 水 分 及 揮 發(fā) 物 的 測 定 ， 是 采 用15 0.2g的 試 驗 用 料 ， 在 烘 箱 中 于103 105 干 燥 30min后 ， 測 其 實 驗前 后 質 量 差 。 設 水 分 及 揮 發(fā) 物 的 含 量為 ， 則 ： %10015

48、MX 塑 料 的 成 型 方 法 有 注 塑 、 擠 壓 、 吹塑 、 發(fā) 泡 膨 脹 、 壓 縮 、 壓 延 、 熱 成 型 等 ，其 中 應 用 最 廣 泛 的 是 壓 延 、 擠 壓 和 注 塑成 型 三 種 。 注 塑 成 型 在 塑 料 制 件 成 型 中 占 有 很 大比 重 ， 注 塑 模 塑 制 品 約 占 塑 料 制 品 總 量的 20 30 ， 世 界 上 注 塑 模 具 產 量 約占 塑 料 成 型 模 具 總 產 量 的 50 。 注 塑 成 型 的 簡 單 過 程 為 ： 將 粒 狀 或 粉狀 塑 料 經 注 塑 機 的 料 斗 加 到 加 熱 的 料 筒 內 ，塑

49、料 受 熱 熔 融 ， 在 注 塑 機 的 螺 桿 或 活 塞 的壓 力 推 動 下 ， 經 噴 嘴 進 入 模 具 型 腔 ， 塑 料充 滿 型 腔 ， 經 冷 卻 硬 化 定 型 ， 脫 模 后 而 得到 具 有 一 定 形 狀 的 塑 件 。 注 塑 成 型 法 的 優(yōu) 點 主 要 是 可 以 制 造 各種 結 構 復 雜 、 尺 寸 精 密 或 者 帶 有 金 屬 嵌 件的 成 型 制 件 ； 對 各 種 塑 料 的 成 型 適 應 性 強 ；成 型 周 期 短 ， 可 多 腔 成 型 ， 生 產 效 率 高 ，易 于 實 現 自 動 化 或 半 自 動 化 連 續(xù) 生 產 等 。注

50、塑 成 型 是 用 于 熱 塑 性 塑 料 成 型 的 一 種 重要 方 法 。 近 年 來 也 成 功 地 用 于 某 些 熱 固 性塑 料 的 成 型 。 用 于 注 塑 成 型 的 通 用 塑 料 ， 主 要 是 聚苯 乙 烯 類 包 括 接 枝 聚 合 型 聚 苯 乙 烯 、 耐沖 擊 聚 苯 乙 烯 和 苯 乙 烯 丁 二 烯 )、 聚 乙烯 、 聚 丙 烯 、 ABS四 種 。 這 四 種 塑 料 目 前約 占 全 部 注 塑 成 型 塑 料 的 80 以 上 ， 其 中前 三 種 約 占 70 。 前 三 種 通 用 塑 料 由 于 不 需 要 預 先 干 燥 ，成 型 時 的

51、流 動 性 都 較 好 ， 所 以 采 用 任 何 一種 成 型 機 床 都 可 成 型 。 ABS塑 料 屬 于 高 強度 塑 料 ， 在 注 塑 成 型 前 需 要 預 先 干 燥 ， 而且 成 型 時 的 流 動 性 也 稍 差 。 工 程 塑 料 在 成 型 工 藝 及 成 型 過 程 中 ，有 些 塑 料 有 定 的 特 殊 要 求 ， 現 分 別 說 明如 下 ： 1.5.1 成 型 前 對 原 料 的 預 處 理 有 些 塑 料 因 大 分 子 含 有 親 水 基 團 ， 容易 吸 濕 ， 如 果 不 經 干 燥 就 注 塑 成 型 ， 往 往會 在 制 品 表 面 出 現 銀

52、絲 、 斑 紋 和 氣 泡 等 缺陷 。 另 外 ， 有 些 塑 料 本 身 并 不 吸 濕 ， 而 添加 劑 是 吸 濕 性 物 質 ， 這 樣 的 塑 料 ， 也 需 要進 行 預 干 燥 。 各 種 塑 料 的 干 燥 方 法 ， 應 根 據 塑 料 性能 和 具 體 條 件 進 行 選 擇 (注 塑 成 型 塑 料 的吸 水 率 如 表 1-6所 示 )。 有 些 塑 料 因 大 分 子 含 有 親 水 基 團 ， 容 易吸 濕 ， 如 果 不 經 干 燥 就 注 塑 成 型 ， 往 往 會 在制 品 表 面 出 現 銀 絲 、 斑 紋 和 氣 泡 等 缺 陷 。 另外 ， 有 些 塑

53、 料 本 身 并 不 吸 濕 ， 而 添 加 劑 是 吸濕 性 物 質 ， 這 樣 的 塑 料 ， 也 需 要 進 行 預 干 燥 。 各 種 塑 料 的 干 燥 方 法 ， 應 根 據 塑 料 性 能和 具 體 條 件 進 行 選 擇 (注 塑 成 型 塑 料 的 吸 水 率如 表 1-6所 示 )。 對 于 單 純 是 吸 濕 的 塑 料 ， 如 SAN、PMMA、 ABS、 PVC等 可 用 熱 風 干 燥 器 或 者 料斗 干 燥 器 在 75 85 時 進 行 干 燥 ； 對 于 吸水 率 高 的 聚 酰 胺 (尼 龍 )要 采 用 真 空 烘 箱 干燥 ； 聚 碳 酸 酯 吸 水

54、率 雖 然 較 小 ， 但 只 要 有少 許 水 分 就 會 造 成 水 解 ， 水 解 后 分 子 量 下降 ， 使 成 型 制 件 變 得 很 脆 ， 因 此 應 在 溫 度120 時 干 燥 10小 時 以 上 。 為 了 防 止 聚 碳酸 酯 在 料 斗 內 吸 濕 ， 需 要 采 用 料 斗 干 燥 器或 紅 外 線 加 熱 器 進 一 步 防 止 吸 潮 。 當 注 塑 成 型 因 故 中 止 ， 或 者 需 要 改 變產 品 、 更 換 原 料 時 ， 都 需 要 對 料 筒 進 行 消清 洗 。 有 些 熱 敏 性 物 料 ， 當 注 塑 中 止 時 ， 由于 長 時 間 停

55、留 在 成 型 溫 度 或 者 過 熱 ， 則 很容 易 造 成 分 解 。 如 聚 氯 乙 烯 、 聚 甲 醛 、 乙烯 醋 酸 乙 烯 共 聚 物 都 是 熱 敏 性 物 料 。 特別 是 硬 質 聚 氯 乙 烯 的 成 型 溫 度 與 分 解 溫 度很 接 近 ， 超 過 了 熱 持 續(xù) 時 間 會 造 成 脫 氯 分解 ， 生 成 的 氯 化 氫 又 作 為 觸 媒 ， 促 使 聚 氯乙 烯 進 一 步 加 速 分 解 。 因 此 ， 即 使 采 用 不易 發(fā) 生 過 熱 的 變 量 螺 桿 注 塑 機 ， 當 成 型 中斷 時 ， 也 必 須 清 洗 料 筒 。 聚 甲 醛 的 熱

56、分 解 雖 然 不 像 聚 氯 乙 烯 那 樣 劇 烈 ，但 是 ， 當 在 成 型 溫 度 下 停 留 時 間 過 長 時 ， 也 會 分解 出 具 有 強 烈 刺 激 性 氣 味 的 甲 醛 ， 還 會 使 產 品 出現 黑 色 斑 痕 。 曾 經 發(fā) 生 過 由 于 聚 甲 醛 分 解 而 從 噴嘴 飛 濺 出 來 的 現 象 ， 所 以 不 能 采 用 逆 止 環(huán) 與 瓣 膜式 噴 嘴 并 用 的 方 式 成 型 。 乙 烯 醋 酸 乙 烯 共 聚 物 的 熱 分 解 雖 然 沒 有 上述 二 者 那 樣 強 烈 ， 但 是 熱 分 解 生 成 的 醋 酸 會 使 注塑 機 和 模 具

57、 發(fā) 生 銹 蝕 。 因 此 在 成 型 中 斷 時 ， 最 好用 聚 乙 烯 清 洗 料 筒 。 成 型 中 斷 間 歇 時 需 要 清 洗 料筒 的 塑 料 還 有 聚 碳 酸 酯 和 尼 龍 ， 除 了 防 止 過 熱 之外 ， 還 需 注 意 清 洗 和 凈 化 螺 桿 與 料 筒 。 清 洗 注 塑聚 碳 酸 酯 的 螺 桿 應 在 末 涼 之 前 進 行 ， 否 則 硬 料 粘在 螺 桿 上 就 難 以 清 除 了 。 尼 龍 在 高 溫 時 粘 度 低 ，但 是 冷 卻 后 呈 薄 膜 狀 粘 在 螺 桿 和 料 筒 上 ， 清 洗 就比 較 困 難 。 模 具 溫 度 對 制

58、件 的 性 能 和 表 面 質 量 有 很 大的 影 響 ， 不 同 的 塑 料 有 不 同 的 模 溫 要 求 。 非 結 晶 性 塑 料 熔 體 充 填 模 后 ， 由 于 不 發(fā) 生相 變 ， 模 溫 主 要 決 定 于 熔 料 的 粘 度 ， 對 于 熔 料粘 度 較 低 的 ， 采 用 低 模 溫 注 塑 ， 可 以 縮 短 冷 卻時 間 ， 提 高 生 產 效 率 。 但 是 對 于 熔 料 粘 度 較 高的 應 該 采 用 高 模 溫 注 塑 成 型 ， 例 如 聚 碳 酸 酯 、聚 苯 醚 、 聚 對 苯 二 甲 酸 乙 二 醇 酯 (PETP)等 ， 由于 流 動 性 差 ，

59、 所 以 需 要 模 具 升 溫 到 80 130 。一 般 說 來 ， 為 使 制 件 光 澤 好 ， 熔 接 痕 跡 淺 ， 沒有 波 紋 ， 采 用 高 模 溫 成 型 較 好 。 因 此 ， 提 高 模溫 可 以 使 制 件 的 冷 卻 速 率 均 勻 一 致 ， 防 止 制 件因 溫 差 過 大 而 產 生 內 應 力 ， 造 成 凹 痕 和 裂 紋 等缺 陷 。 結 晶 性 塑 料 結 晶 的 速 率 決 定 于 冷 卻 的速 率 ， 而 冷 卻 速 率 又 決 定 于 模 溫 的 控 制 。模 具 溫 度 高 冷 卻 速 率 小 ， 結 晶 速 率 變 大 ，有 利 于 分 子

60、的 松 弛 過 程 ， 分 子 取 向 效 應小 。 如 果 模 溫 太 高 ， 會 延 長 成 型 周 期 和使 產 品 發(fā) 脆 ， 也 是 不 利 的 。 模 具 溫 度 低時 ， 冷 卻 速 率 大 ， 熔 料 的 流 動 與 結 晶 同步 進 行 ， 由 于 熔 料 在 結 晶 溫 度 區(qū) 間 停 留時 間 縮 短 ， 不 利 于 晶 體 的 生 長 ， 造 成 產品 的 分 子 結 晶 程 度 較 低 ， 因 此 ， 對 于 不同 塑 料 所 需 要 的 模 具 溫 度 ， 通 常 需 要 實驗 確 定 。 結 晶 度 高 的 塑 料 如 聚 乙 烯 、 聚 丙 烯 、 聚 甲醛 、

61、 聚 酰 胺 、 聚 對 苯 二 甲 酸 乙 二 醇 等 。 結 晶 性塑 料 與 非 結 晶 性 塑 料 的 注 塑 成 型 工 藝 條 件 是 有區(qū) 別 的 。 非 結 晶 性 塑 料 只 要 升 溫 即 達 到 軟 化 狀態(tài) ， 就 可 使 之 成 型 ； 而 結 晶 性 塑 料 ， 首 先 升 溫達 到 結 晶 熔 點 ， 使 晶 體 變 成 非 晶 體 ， 再 進 一 步升 溫 才 能 達 到 軟 化 狀 態(tài) ， 方 可 成 型 。 結 晶 性 塑料 的 成 型 有 如 下 特 點 ： (1)由 于 使 結 晶 熔 解 需 要 一 定 的 熱 量 ， 所以 使 塑 料 達 到 成 型

62、 溫 度 就 需 要 更 多 的 熱 量 。 因此 ， 一 般 需 要 塑 化 能 力 大 的 注 塑 機 。 (2)注 塑 后 冷 凝 硬 化 時 ， 同 樣 需 要 散 發(fā) 出 較多 的 熱 量 (參 照 表 l-7)， 因 此 ， 為 使 模 具 完 全冷 卻 ， 一 般 需 要 較 長 的 冷 卻 時 間 。 (3)由 于 硬 化 狀 態(tài) 時 的 密 度 與 熔 融 狀 態(tài) 時 的密 度 有 很 大 差 異 ， 所 以 成 型 收 縮 率 大 ， 往 往 會造 成 縮 孔 和 孔 洞 。 (4)高 分 子 聚 合 物 注 塑 成 型 時 ， 熔 料 在 模 腔中 的 流 動 速 率 以

63、 模 腔 中 心 為 最 大 ， 腔 壁 處 為 零 。如 為 圓 管 ， 則 截 面 上 各 點 的 速 度 分 布 呈 扁 平 的拋 物 線 體 。 這 種 流 動 狀 態(tài) 下 的 聚 合 物 分 子 順 著流 動 方 向 作 平 行 的 排 列 ， 把 這 種 排 列 稱 為 定 向作 用 。 分 子 定 向 是 流 動 速 度 梯 度 誘 導 而 成 的 。當 流 動 停 止 時 ， 分 子 定 向 又 會 被 分 子 熱 運 動 所摧 毀 ， 即 受 注 塑 過 程 中 溫 度 變 化 的 影 響 。 總 之 ， 在 塑 件 中 各 點 上 分 子 定 向的 差 異 是 流 體 的

64、運 動 過 程 和 模 腔 中 的 溫度 變 化 這 兩 方 面 對 立 效 應 的 總 結 果 。 由于 分 子 的 定 向 作 用 ， 顯 然 在 分 子 順 著 流動 方 向 上 的 機 械 強 度 總 是 大 于 其 垂 直 方向 上 的 機 械 強 度 ， 即 直 向 大 于 橫 向 上 的 ，加 之 收 縮 率 也 是 直 向 大 于 橫 向 上 的 ， 這兩 種 因 素 迭 加 起 來 ， 就 容 易 造 成 制 件 的翹 曲 或 開 裂 。 結 晶 度 低 ， 則 密 度 減 小 ， 成 型 收 縮 率 減 少 ，而 透 明 度 提 高 ； 反 之 ， 結 晶 度 高 ， 則

65、密 度 增 大 ，成 型 收 縮 率 增 大 ， 而 透 明 度 降 低 ， 甚 至 變 得 不 透明 。 總 之 ， 緩 冷 可 提 高 結 晶 度 ， 急 冷 則 降 低 結 晶度 ， 因 此 ， 控 制 模 具 溫 度 是 十 分 重 要 的 。 另 一 方面 ， 結 晶 度 也 隨 壁 厚 發(fā) 生 變 化 ， 因 為 冷 卻 速 率 必然 也 受 到 壁 厚 的 影 響 ， 因 此 這 也 是 造 成 制 件 局 部收 縮 率 不 同 和 透 明 度 不 一 致 的 原 因 之 一 。 由 于 結 晶 性 塑 料 的 特 點 是 分 子 的 定 向 排 列 ，而 影 響 分 子 定 向

66、 排 列 的 因 索 是 多 方 面 的 ， 是 復 雜的 ， 甚 至 有 些 是 互 相 牽 制 的 。 因 此 ， 欲 得 到 合 格的 制 件 ， 必 須 嚴 格 選 擇 合 適 的 工 藝 條 件 ， 比 如 注塑 模 具 溫 度 、 型 腔 深 度 、 注 塑 壓 力 、 澆 口 位 置 、形 狀 、 尺 寸 等 。 聚 苯 乙 烯 PS（ 俗 稱 硬 膠 ） 1） S=0.5%; 2） 成 型 溫 度 ： 模 具 溫 度 60-80 ， 料 筒 溫 度200 左 右 ； 3） 透 光 性 好 （ 透 光 率 8892%） ； 4） 吸 水 率 低 ， 可 不 用 烘 料 ； 5） 流 動 性 好 ， 易 成 型 加 工 ； 6） 著 色 易 ； 7） 最 大 缺 點 ： 脆 。 8） 耐 熱 溫 度 低 ， 易 老 化 。 9） 應 用 ： 文 具 、 玩 具 、 電 氣 用 品 外 殼 、 餐 具 2. 改 性 聚 苯 乙 烯 HIPS（ 俗 稱 不 碎 膠 ） 在 PS中 加 入 510%的 橡 膠 ， 不 透 明 ， 它除 具 有 PS的 易 加 工 易 著 色 外