塑料及塑料成型工艺课件.ppt

1、一、树脂和塑料一、树脂和塑料1 1塑料的概念塑料的概念 以以（或在加工过程中用单体直接聚合）（或在加工过程中用单体直接聚合）为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等为主要成分，以增塑剂、填充剂、润滑剂、着色剂等添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压力的添加剂为辅助成分，在加工过程中一定温度和压力的作用下能流动成型的高分子有机材料。作用下能流动成型的高分子有机材料。2 2树脂的概念树脂的概念指指受热时受热时通常有转化或熔融范围，通常有转化或熔融范围，转化时转化时受外受外力作用具有流动性，力作用具有流动性，常温下常温下呈固态或半固态或液态的有呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基

2、本的，也是最重要的成分。机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。 4 4树脂的结构及其特点树脂的结构及其特点：高分子化合物中重复出现的结构单：高分子化合物中重复出现的结构单元，如聚乙烯的结构单元是元，如聚乙烯的结构单元是CHCH2 2CHCH2 2。nCH2CH2CHCH2 2CHCH2 2n n 乙烯乙烯聚乙烯聚乙烯3 3树脂的分类树脂的分类 是指由自然界中动植物分泌物所得的是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。无定形有机物质，如松香、琥珀、虫胶等。 是指由简单有机物经化学合成或某些是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的树脂产物。天然

3、产物经化学反应而得到的树脂产物。4 4树脂的结构及其特点树脂的结构及其特点长链分子长链分子分子长链具有柔性分子长链具有柔性高分子链间一旦有交联结构存在将不溶不熔高分子链间一旦有交联结构存在将不溶不熔高聚物存在晶态和非晶态两种高聚物存在晶态和非晶态两种具有取向性具有取向性 二、塑料的成分二、塑料的成分塑料塑料 1.1.树脂树脂塑料的主要成分；塑料的主要成分；决定塑料的类型和基本性能。决定塑料的类型和基本性能。胶粘其它成分材料；胶粘其它成分材料； 赋予塑料可塑性和流动性。赋予塑料可塑性和流动性。按化学性能可分为按化学性能可分为有机填料有机填料无机填料无机填料按形状可分为：按形状可分为：粉状粉状纤维

4、状纤维状 层状（片状）层状（片状）减少树脂用量，降低塑料成本；减少树脂用量，降低塑料成本；改善塑料某些性能，扩大塑料的应用范围。改善塑料某些性能，扩大塑料的应用范围。重要的但非必不可少的成分。重要的但非必不可少的成分。2.2.添加剂添加剂 能够增加塑料的可加工性、延展性和膨胀性能够增加塑料的可加工性、延展性和膨胀性 的的物质；它是能物质；它是能与树脂相溶的、不易挥发的高沸点与树脂相溶的、不易挥发的高沸点有机有机化合物。化合物。 常用的增塑剂是液态或低熔点固体有机物。主常用的增塑剂是液态或低熔点固体有机物。主要有要有甲酸脂类、磷酸酯类和氯化石蜡甲酸脂类、磷酸酯类和氯化石蜡等。等。提高塑性、流动性

5、和柔软性；提高塑性、流动性和柔软性；降低刚性和脆性；降低刚性和脆性；改善塑料的工艺性能和使用性能。改善塑料的工艺性能和使用性能。 凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。 可分为以下三种：可分为以下三种： 它的主要作用就是抑制或防止树脂在加工或它的主要作用就是抑制或防止树脂在加工或使用过程中受热而降解。使用过程中受热而降解。 它的主要作用是阻止树脂在光的作用下降它的主要作用是阻止树脂在光的作用下降解（塑料变色、力学性能下降等等）。解（塑料变色、力学性能下降等等）。 延缓或抑制塑料氧化速度。延缓或抑制塑料氧化速度。： ： ： 为防止塑料在成型过程中粘模，减少塑料对模具

6、为防止塑料在成型过程中粘模，减少塑料对模具的摩擦，改善塑料的流动性，提高塑件表面的光泽度的摩擦，改善塑料的流动性，提高塑件表面的光泽度而加入的添加剂。而加入的添加剂。 起装饰美观的作用，某些着色剂还能提高塑料的光稳定性、起装饰美观的作用，某些着色剂还能提高塑料的光稳定性、热稳定性和耐候性。热稳定性和耐候性。分类分类颜料颜料染料染料有机颜料有机颜料无机颜料无机颜料特点：特点：无机颜料无机颜料：着色能力、透明性、鲜艳性较差，但耐光型、耐热性、：着色能力、透明性、鲜艳性较差，但耐光型、耐热性、化学稳定性较好，不易褪色。化学稳定性较好，不易褪色。染料染料：色彩鲜艳、颜色齐全，着色能力、透明性好。性能与

7、无机：色彩鲜艳、颜色齐全，着色能力、透明性好。性能与无机颜料相反。颜料相反。有机颜料有机颜料的特性介于无机颜料和染料之间。的特性介于无机颜料和染料之间。在塑料工业中着色剂多采用在塑料工业中着色剂多采用颜料颜料还有阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、防腐剂和加工助剂等等。还有阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、防腐剂和加工助剂等等。在受热或其它条件下能固化成不熔不溶性物质的塑料 ，其分子结构最终为体型体型结构。（）三、塑料的分类 指在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料，其分子结构是线线型型或支链型支链型结构。() 一般指具有特种功能（如耐热、自润滑等）应用于特殊要求的塑料。 一般指能承受一定的外力作用，并

8、有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。 一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。三、塑料的分类四、塑料的特性1.质轻、比强度高。 2.优异的电绝缘性能。3.优良的化学稳定性能。 4.减摩、耐磨性能好。 5.透光及防护性能。 6.减震、消音性能优良。 思考与练习：思考与练习：1.塑料与树脂的关系？2.塑料的成分有哪些，各自作用如何？3.塑料按物理化学性质可分为几种？4.热塑性塑料和热固性塑料的主要区别？5.合成树脂与天然树脂的区别？6.塑料按性能及用途分可分为？第二章 塑料及模塑成型工艺问题：问题：1.塑料按物理化学性质可分为几种,主要区别？

9、2.合成树脂与天然树脂的区别？3.塑料按性能及用途分可分为？第二章 塑料及模塑成型工艺目的和要求：目的和要求：1.1.掌握热固性塑料和热塑性塑料的成型特性；掌握热固性塑料和热塑性塑料的成型特性；2.2.掌握常用塑料的牌号，性能。掌握常用塑料的牌号，性能。重点难点：重点难点：固化特性固化特性 结晶性结晶性第二节第二节 塑料的工艺性能塑料的工艺性能一、热塑性塑料的工艺性能一、热塑性塑料的工艺性能1.1.收缩性收缩性 塑件从塑模中取出冷却到室温后，塑件的各部分塑件从塑模中取出冷却到室温后，塑件的各部分尺寸都比原来在塑模中的尺寸有所缩小，这种性能称尺寸都比原来在塑模中的尺寸有所缩小，这种性能称为为。（

10、1 1）成型收缩的形式）成型收缩的形式：塑件的线尺寸收缩塑件的线尺寸收缩 收缩方向性收缩方向性 后收缩后收缩 后处理收缩后处理收缩 第二章 塑料及模塑成型工艺（3 3）收缩率的计算）收缩率的计算bba实Scbc计S式中：式中： 实际收缩率（实际收缩率（% %） 计算收缩率（计算收缩率（% %）a a 塑件在成型温度时的单向尺寸（塑件在成型温度时的单向尺寸（mmmm）b b 塑件在室温下的单向尺寸（塑件在室温下的单向尺寸（mmmm）c c 塑模在室温下的单向尺寸（塑模在室温下的单向尺寸（mmmm）实S计S第二章 塑料及模塑成型工艺：塑料品种塑料品种 进料口的形式、尺寸、分布进料口的形式、尺寸、分

11、布 塑件特性塑件特性 成型条件成型条件 2.2.流动性流动性 塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为。（1）常用塑料根据它的流动性可分为三类：）常用塑料根据它的流动性可分为三类：流动性好：尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯；流动性好：尼龙、聚乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯；流动性中等：流动性中等：ABSABS、PMMAPMMA和聚甲醛；和聚甲醛；流动性差：聚碳酸酯、硬质聚氯乙烯和氟塑料。流动性差：聚碳酸酯、硬质聚氯乙烯和氟塑料。分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融分子量小，分子量分布宽，分子结构规整性差，熔融指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的塑

12、指数高、螺流动长度长、表现粘度小，流动比大的塑料流动性就好。料流动性就好。第二章 塑料及模塑成型工艺流动比流动比塑料熔体在模具中进行最长距离流动时，塑料熔体在模具中进行最长距离流动时，各段通道、模腔长度与截面高度的比值总和。各段通道、模腔长度与截面高度的比值总和。 凡促使熔融料降低温度，增加流动凡促使熔融料降低温度，增加流动性阻力的则流动性就降低。性阻力的则流动性就降低。 （2 2）影响流动性的主要因素：）影响流动性的主要因素： 料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异。料温高则流动性增大，但不同塑料也各有差异。 注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，注塑压力增大则熔融料受剪切作用大，流动性也增大

13、。流动性也增大。 第二章 塑料及模塑成型工艺一、热塑性塑料的工艺性能3.结晶性 所谓即为塑料由熔融状态到冷凝时，分子由独立移动，完全处于无次序状态，变成分子停止自由运动，按略微固定的位置，并有一个使分子排列成为正规模型的倾向的一种现象。 第二章 塑料及模塑成型工艺一、热塑性塑料的工艺性能3.结晶性无定形料为透明（如有机玻璃等）无定形料为透明（如有机玻璃等） 一般结晶性塑料为不透明或半透明一般结晶性塑料为不透明或半透明 聚(4)甲基戍烯为结晶型塑料却有高透明性ABS为无定形塑料但却并不透明 第二章 塑料及模塑成型工艺聚合物结晶度对制品性能的影响聚合物结晶度对制品性能的影响 1密度：结晶度越高，密

14、度越大。密度：结晶度越高，密度越大。2拉伸强度：结晶度越高，拉伸强度越高。拉伸强度：结晶度越高，拉伸强度越高。3冲击强度：随结晶提高而减少。冲击强度：随结晶提高而减少。4刚度：结晶度越高，刚度越差。刚度：结晶度越高，刚度越差。 刚度为啤性脱模条件之一，较高的结晶度会减刚度为啤性脱模条件之一，较高的结晶度会减少制品在模内的冷却周期。少制品在模内的冷却周期。 结晶度会给低温带来脆性。结晶度会给低温带来脆性。5翘曲：结晶度越高，体积减少，收缩加大。翘曲：结晶度越高，体积减少，收缩加大。6光泽度：结晶度提高会冲加制品的致密性，使制光泽度：结晶度提高会冲加制品的致密性，使制品表面光洁度提高，但由于球晶的

15、存在会引起光波品表面光洁度提高，但由于球晶的存在会引起光波的散射，而使透明度降低。的散射，而使透明度降低。第二章 塑料及模塑成型工艺如何提高或降低结晶度？如何提高或降低结晶度？ 1温度及冷却速度温度及冷却速度 结晶有一个热历程，就必然与温度有关。结晶有一个热历程，就必然与温度有关。 温度是聚合物结晶过程中最敏感性因素，相温度是聚合物结晶过程中最敏感性因素，相差差1则结晶速度可相差很多倍。则结晶速度可相差很多倍。 冷却速度决定于模温与熔体温度的温差，冷冷却速度决定于模温与熔体温度的温差，冷却速度快，结晶时间缩短，结晶度低。却速度快，结晶时间缩短，结晶度低。 2熔体应力作用熔体应力作用 熔体压力的

16、提高，剪切作用的加强都会加速熔体压力的提高，剪切作用的加强都会加速结晶过程。结晶过程。第二章 塑料及模塑成型工艺一、热塑性塑料的工艺性能3.结晶性在模具设计及选择注塑机时的要求及注意事项: 冷凝时放出热量大，要充分冷却。 料温上升到成形温度所需的热量多，要用塑化能力大的设备。 第二章 塑料及模塑成型工艺 有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，在高温、高压下也会发生分解，这种性能称为水敏性水敏性。 对热较为敏感，在高温下受热时间较长或进料口截面过小，剪切作用大时，料温增高易出现变色、降解、分解的倾向。这种性能称为热敏性热敏性。4.热敏性及水敏性 一、热塑性塑料的工艺性能第二章 塑料及模塑成型工

17、艺5.吸湿性 一、热塑性塑料的工艺性能据此，塑料大致可分为以下两种： 不吸水也不易粘附水分不吸水也不易粘附水分吸湿、粘附水分吸湿、粘附水分聚酰胺、聚碳酸酯、ABS、聚苯醚、聚砜聚乙烯、聚丙烯 塑料对水分的亲疏程度第二章 塑料及模塑成型工艺 指当一定融熔指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷嘴孔时当流速超过某一数值时，熔体表面即发生横向裂纹，这种现象被称为熔体破裂。 指有些塑料对应力比较敏感，成型时容易产生内应力，质脆易裂，当塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂的现象，被称为应力开裂。应力开裂应力开裂一、热塑性塑料的工艺性能6.应力开裂及熔体破裂应力开裂及熔体破裂熔体破裂熔体破裂第二章 塑料及模塑

18、成型工艺一、热塑性塑料的工艺性能 指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下不产生相分离现象的能力。 7.相容性相容性( (共混性共混性) )第二章 塑料及模塑成型工艺8.8.塑料状态与加工性塑料状态与加工性 注射成型薄膜吹塑成型挤出成型压延成型中空成型真空和压力成型熔融纺丝成型2.2塑料的工艺性能第二章 塑料及模塑成型工艺TgTg以下，塑料为坚硬固体，不宜进行大变形加工，以下，塑料为坚硬固体，不宜进行大变形加工，但可进行车、铣、刨、钻等机械加工。但可进行车、铣、刨、钻等机械加工。在在TgTg以上高弹态，粘性很大，塑料可进行真空成型、以上高弹态，粘性很大，塑料可进行真空成型、压力成型、压延成

19、型等。压力成型、压延成型等。结晶型塑料，可在结晶型塑料，可在TgTg Tm Tm进行薄膜或纤维的拉伸。进行薄膜或纤维的拉伸。TgTg是大多数塑料加工的最低温度。是大多数塑料加工的最低温度。高弹态上限为高弹态上限为TfTf，呈粘流态，在，呈粘流态，在TfTf以上不高温度，以上不高温度，可进行压延、挤出、吹塑成型，在比可进行压延、挤出、吹塑成型，在比TfTf高的温度下，高的温度下，不可逆的粘性变形，熔融纺丝、注射、挤出、和吹塑不可逆的粘性变形，熔融纺丝、注射、挤出、和吹塑成型。成型。第二章 塑料及模塑成型工艺第二章 塑料及模塑成型工艺熔融纺丝成型熔融纺丝成型第二章 塑料及模塑成型工艺薄膜吹塑成型薄

20、膜吹塑成型用于吹塑PP（聚丙烯）、HDPE（高密度聚乙烯）、LDPE（低密度聚乙烯）、LLDPE（线性低密度聚乙烯）等塑料薄膜，透明，有光泽、不透气且无毒，广泛应用于服装、食品、纺织品、日用品、及其它商业或工业用的包装。第二章 塑料及模塑成型工艺挤出成型挤出成型挤出成型是借助螺杆或柱塞的挤压作用，使受热熔化的聚合物材料在压力推动下，强行通过口模而成为具有恒定截面的连续型材的一种成型方法。 第二章 塑料及模塑成型工艺压延成型压延成型将已经塑化的接近粘流温度的聚合物材料通过一系列相向旋转着的水平辊筒间隙，使物料承受挤压和延展作用，成为具有一定厚度、宽度与表面光洁的薄片状制品，主要用于生产片材、薄膜

21、、人造革等。 第二章 塑料及模塑成型工艺中空成型中空成型第二章 塑料及模塑成型工艺真空和压力成型真空和压力成型将裁成一定尺寸和形状的片材，夹在模具的框架上，让其在高弹态的适宜温度加热软化，片材一边受热、一边延伸，而后凭借施加的压力，使其紧贴模具的型面，取得与型面相仿的形样，经冷却定型和修整后即得制品。 热固性塑料收缩的表现形式、影响因素和计算方法与热塑性塑料基本相同。二、热固性塑料的工艺性能1.收缩性收缩性第二章 塑料及模塑成型工艺 热固性塑料流动性通常以（以毫米计）来表示，数值大则流动性好。2.流动性流动性第二章 塑料及模塑成型工艺第二章 塑料及模塑成型工艺 每一品种的热固性塑料通常分三个不

22、同等每一品种的热固性塑料通常分三个不同等级的流动性：级的流动性： 二、热固性塑料的工艺性能2.2.流动性流动性拉西格流动值为拉西格流动值为100-130mm100-130mm：适用于压制无嵌：适用于压制无嵌件、形状简单、厚度一般的塑件；件、形状简单、厚度一般的塑件；拉西格流动值为拉西格流动值为131-150mm131-150mm：用于压制中等复：用于压制中等复杂程度的塑件；杂程度的塑件；拉西格流动值为拉西格流动值为151-180mm151-180mm：可用于压制结构：可用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件或用复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件或用于压注成型。于压注成型。 第二章 塑料

23、及模塑成型工艺二、热固性塑料的工艺性能影响流动性的因素：影响流动性的因素： 一般一般树脂分子量小树脂分子量小, ,填料颗粒细且呈球状填料颗粒细且呈球状, , 水、增塑水、增塑剂、润滑剂含量高的，流动性大剂、润滑剂含量高的，流动性大。 模具成型模具成型表面光滑、型腔形状简单表面光滑、型腔形状简单，有利于改善流，有利于改善流动性。动性。 采用采用预压锭及先预热预压锭及先预热，提高成型压力提高成型压力，提高成型提高成型温度温度（在低于塑料硬化温度的条件下）等都能提高塑料的（在低于塑料硬化温度的条件下）等都能提高塑料的流动性。流动性。第二章 塑料及模塑成型工艺二、热固性塑料的工艺性能流动性对成型的影响

24、：流动性对成型的影响： 则填充不足，不易成型，成型压力增大。 溢料过多，填充不密实，塑件组织疏松，树脂与填料混合不均，易粘模，脱模和清理困难及早硬化等缺陷；第二章 塑料及模塑成型工艺二、热固性塑料的工艺性能3.比容和压缩率 每一克塑料所占有的体积（以计）。 塑粉与塑件两者体积或比容之比值（）。 在热固性塑料的成型过程中，树脂发生交联反应，分子结构由线型变为体型体型，塑料由既可熔又可溶变为既既不熔又不溶不熔又不溶的状态，在成型工艺中把这一过程称为。4.固化特性 第二章 塑料及模塑成型工艺二、热固性塑料的工艺性能5.水分及挥发物含量塑料生产过程中遗留下来及成型之前在运输、保管期间吸收。是成型过程中

25、化学反应的副产物。（流动、收缩、气泡、腐蚀、 气味等） （预热干燥，开排气槽，加排气工步）第二章 塑料及模塑成型工艺第二章 塑料及模塑成型工艺二、热固性塑料的工艺性能6.热固性塑料受热时的物理状态：化学作用使分子结构由线性变为网状，分子停止运动，塑料硬化成坚硬的固体。加热时很快由固态变成粘流态，这种状态存在的时间很短；1.热固性塑料的工艺性能有哪些？热塑性塑料的工艺性能有哪些？2.热塑性塑料在玻璃态、高弹态和粘流态各适宜于哪些加工？第二章 塑料及模塑成型工艺思考题：思考题：2.3 常用塑料常用塑料一、聚乙烯一、聚乙烯 1 1、分类及应用、分类及应用 按聚合时所采用压力的不同，可分为高压、中压按

26、聚合时所采用压力的不同，可分为高压、中压和低压聚乙烯。和低压聚乙烯。高压聚乙烯（低密度聚乙烯）：常用于制作塑料薄高压聚乙烯（低密度聚乙烯）：常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶、绝缘零件和包覆电缆等。膜、软管、塑料瓶、绝缘零件和包覆电缆等。第二章 塑料及模塑成型工艺中压聚乙烯：高速吹塑成型，制造瓶类、薄膜、注中压聚乙烯：高速吹塑成型，制造瓶类、薄膜、注射成型制品、旋转成型制品，电线电缆。射成型制品、旋转成型制品，电线电缆。低压聚乙烯：制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承低压聚乙烯：制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等。载不高的零件，如齿轮、轴承等。二、聚苯乙烯二、聚苯乙烯1 1

27、、性能、性能（1 1）目前最理想的高频绝缘材料。目前最理想的高频绝缘材料。（2 2）化学稳定性良好。）化学稳定性良好。（3 3）耐热性低，质地硬而脆。）耐热性低，质地硬而脆。（4 4）透明性很好透明性很好。第二章 塑料及模塑成型工艺工业上：仪表外壳、灯罩、化学仪器零件、透明模型；工业上：仪表外壳、灯罩、化学仪器零件、透明模型；电气方面：良好的绝缘材料、接线盒、电池盒等；电气方面：良好的绝缘材料、接线盒、电池盒等；日用品方面：包装材料、各种容器、玩具等。日用品方面：包装材料、各种容器、玩具等。2 2、应用、应用三、三、ABS 1、性能、性能（1）良好的表面硬度、耐热性及耐化学腐蚀性；）良好的表面

28、硬度、耐热性及耐化学腐蚀性；（2）坚韧；）坚韧；（3）优良的成型加工性和着色性能；）优良的成型加工性和着色性能；（4）热变形温度高，尺寸稳定性较好，化学稳定性、）热变形温度高，尺寸稳定性较好，化学稳定性、介电性能良好。介电性能良好。第二章 塑料及模塑成型工艺耐热性、耐气候性差。耐热性、耐气候性差。2、缺点、缺点三、三、ABS 3、应用、应用1）机械工业：制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管机械工业：制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等；槽、冷藏库和冰箱衬里等；第二章 塑料及模塑成型工艺2）

29、汽车工业：汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、汽车工业：汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器、小轿车车身；加热器、小轿车车身；3）水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。雾器及家具等。四、酚醛塑料四、酚醛塑料1、性能、性能 刚性好，变形小，耐热耐磨，能在刚性好，变形小，耐热耐磨，能在150150200200内长内长期使用；水润滑条件下，有极低的摩擦系数，电绝缘期使用；水润滑条件下，有极低的摩擦系数，电绝缘性能优良。性能优良。第二章 塑料及模塑成

30、型工艺制造齿轮、轴瓦、导向轮、无声齿轮、轴承、绝缘材制造齿轮、轴瓦、导向轮、无声齿轮、轴承、绝缘材料、线圈架、接线板、电动工具外壳、风扇叶子、耐料、线圈架、接线板、电动工具外壳、风扇叶子、耐酸泵叶轮、齿轮和凸轮等。酸泵叶轮、齿轮和凸轮等。2、缺点、缺点质脆，抗冲击强度差。质脆，抗冲击强度差。3、应用、应用1.1.了解压缩成型工艺过程及工艺条件的选择；了解压缩成型工艺过程及工艺条件的选择；2.2.掌握工艺条件对塑件质量的影响。掌握工艺条件对塑件质量的影响。 ：难点难点：工艺条件与各因素的关系重点重点：成型压力 成型温度 压缩时间第四节第四节 塑料压缩模塑工艺塑料压缩模塑工艺一、压缩模塑原理一、压

31、缩模塑原理2.4 2.4 塑料压缩模塑工艺塑料压缩模塑工艺压缩模塑压缩模塑1.1.成型方法成型方法又称为模压成型或压制。主要用于又称为模压成型或压制。主要用于热固性塑料的成型，也可以用于热塑性热固性塑料的成型，也可以用于热塑性塑料的成型。塑料的成型。粉粒状、纤粉粒状、纤维状的料维状的料置于成型温置于成型温度的型腔中度的型腔中合模合模加压加压成型成型固化固化2.2.压缩模塑特点压缩模塑特点塑料塑料直接加入型腔直接加入型腔，加料腔是型腔的延伸。，加料腔是型腔的延伸。模具是在塑件模具是在塑件最终成型时才完全闭合。最终成型时才完全闭合。压力通过凸模直接传给塑料压力通过凸模直接传给塑料不易获得尺寸精度尤

32、其是不易获得尺寸精度尤其是高精度的塑件高精度的塑件不能压制带有精细、易断嵌件及较多嵌件不能压制带有精细、易断嵌件及较多嵌件的塑件。的塑件。有利于成型流动性较差的以纤维为填料的有利于成型流动性较差的以纤维为填料的聚合物聚合物生产周期长、效率低。生产周期长、效率低。操作简单，模具结构简单。操作简单，模具结构简单。一模多腔塑件收缩小、变形小、各塑件收缩小、变形小、各向性能均匀、强度高。向性能均匀、强度高。可压制较大平面塑件或一可压制较大平面塑件或一次压制多个塑件次压制多个塑件没有浇注系统没有浇注系统，料耗少，料耗少二、模压设备1.模压设备作用2.模压设备的种类按传动方式分机械式压机：机械式压机：螺旋

33、式压力机液压机：液压机：水压机和油压机提供所需的压力开模顶件合模某些情况下也传递压缩过程中所需的热量液压机按机身结构分框架式框架式 用于中小型压机立柱式立柱式 用于大中型压机2.模压设备的种类2.模压设备的种类液压机按加压形式分上压式上压式：工作液缸位于上端，下部是固定工作台。下压式：下压式：工作液缸位于下端，操作不便，很少使用。三、压缩模塑工艺 为方便操作和提高塑件的质量，先用预压模预压模将粉状、纤维状的塑料粉塑料粉在预压机上压成重量一定重量一定、形状一致形状一致的锭料锭料。三、压缩模塑工艺1.模压前的准备预压：加料快而准确降低压缩率，减小压料腔尺寸，空气含量少，不仅传热快且气泡少。避免加料

34、过程粉尘飞扬，改善劳动条件。可提高预热温度，缩短预热和固化时间。锭料与塑件形状类似，便于成型复杂或带细小嵌件的塑件。颗粒最好大小相间压缩率（塑料锭料塑料锭料）宜为3.0左右含有润滑剂压力：压力：压力范围40200MPa温度：温度：室温或5090预压原则：原则：锭料的密度达到塑件最大密度的80%。适量：易脱模、外观质量好；过多：力学性能下降。预热和干燥塑料成型前加热的目的：塑料成型前加热的目的：塑料成型前加热的方法：塑料成型前加热的方法：高频加热红外线预热烘箱预热热板预热为压缩模提供热塑料去除水分和挥发物 作为塑件中导电部分或使塑件与其它零件相连接的零件。嵌件的安放嵌件的安放要求位置正确位置正确

35、、平稳。平稳。常用嵌件有轴套轴套、螺钉螺钉、螺帽螺帽、接线柱接线柱等等大嵌件在模具装上压机后要先预热；先预热；三、压缩模塑工艺2.模压过程加料加料的关键是定量的方法：合理堆放塑料，粉料或粒料的堆放要做到中间高四周低，便于气体排放。方便但不很准准确、麻烦预压锭料，计数放入合模合模凸模触及塑料之后：凸模触及塑料之后：减慢合模速度（利于排气）凸模触及塑料之前：凸模触及塑料之前：尽量加快合模速度（缩短周期，避免塑料过早固化）加料后即可合模，合模时间一般从几秒到加料后即可合模，合模时间一般从几秒到几十秒不等。几十秒不等。合模过程分为两个部分：合模过程分为两个部分： 合模后加压至一定压力，立即卸压，凸模稍

36、微抬起，连续次。排气排气 排除水分和挥发物变成的气体及化学反应的副产物，以免影响塑件性能与表面质量。流动性好的塑料采用，即从从凸模与塑料接触到到压模完全闭合的过程中停顿1530秒，防止溢料。塑件带有小型金属嵌件则不采用排气操作，以免移位或损坏。 在成型压力与温度下保持一定的时间，使交联反应进行到要求的程度。 从压模闭合加压至卸压取出塑件所用的时间。保压与固化欠熟欠熟过熟过熟不足过度保压时间长短受塑料类型塑料类型、预热情况预热情况、塑件塑件形状形状及压缩程度压缩程度的影响。保压时间：保压时间：固化阶段的要求：固化阶段的要求：固化程度固化程度2.模压过程脱模复杂塑件在压力下冷却至一定温度后再脱模。

37、复杂塑件在压力下冷却至一定温度后再脱模。塑件脱模方法：塑件脱模方法：模外手动推出推出机构机自动推出3.模压后处理用铜铲或压缩空气清理，以免损模具外观模具清理模具清理整形去应力整形去应力在整形模中冷却脱模后放入一定温度的油池或烘箱中缓慢冷却，或者进行退火处理大型、厚壁件对薄壁易变形件修饰抛光修饰抛光去飞边、毛刺、表面抛光特殊处理特殊处理二次加工：防潮、美观(电镀、喷涂)四、压缩模塑工艺条件 要生产出高质量塑件，除了合理的模具结构模具结构，还要正确选择工艺条件工艺条件。1.成型压力 指压缩塑件时凸模对塑料熔体塑料熔体和固化时在分型面固化时在分型面单位投影面积上的压力（单位MPa）成型压力成型压力施

38、加成型压力的目的：施加成型压力的目的：使模具闭合，防止飞边克服塑料在成型过程中产生的各种顶模力使粘流态物质在一定压力下固化使塑料充满型腔AA凸模与塑料接触部分在分型面上的投影面积凸模与塑料接触部分在分型面上的投影面积（mmmm）计算公式：计算公式：p =A4Dp2b式中：式中：p p 成型压力（成型压力（MPaMPa）p pb b压力机工作液压缸压力（压力机工作液压缸压力（MPaMPa） DD压力机主缸活塞直径（压力机主缸活塞直径（m m）塑料种类、塑件结构、模具温度塑料种类、塑件结构、模具温度1 1、增大压力、增大压力 流动性增加、收缩率降低、密度增大，制品性能提高流动性增加、收缩率降低、密

39、度增大，制品性能提高2 2、减小压力、减小压力 气孔增加、收缩率增大，密度降低，力学性能和外观质量下降。气孔增加、收缩率增大，密度降低，力学性能和外观质量下降。3 3、压力过大、压力过大 设备、能量消耗增大，压机、模具寿命缩短。设备、能量消耗增大，压机、模具寿命缩短。2.成型温度 指压缩时所需的模具温度，对塑件质量、模压时间影响很大。成型温度成型温度热固性塑料的模内温度模内温度高于高于模具温度模具温度硬化速度慢、周期长，硬化不足；塑件表面无光；物理、力学性能差模具温度太高树脂、有机物分解；塑件外层先硬化高成型周期短，生产率提高过低3.模压时间 指塑料在闭合模具中固化变硬所需的时间。与塑料品种塑

40、料品种、含水量含水量、塑件形状尺塑件形状尺寸寸、成型温度成型温度、压缩模具结构模具结构、预压预热预压预热、成成型压力型压力等因素有关。模压时间模压时间塑件性能反而下降模压时间短硬化不足，外观及力学性能差，易变形过长五五 压压 模模 1、 分类分类 （不溢式、溢式、半溢式）（不溢式、溢式、半溢式）溢溢 式式不不 溢溢 式式无支撑面半溢式无支撑面半溢式有支撑面半溢式有支撑面半溢式2、 性能比较性能比较 3、 加热方式加热方式 （1）外给式）外给式 ：模具不带加热装置，由液压机提供热量（2）自给式）自给式 ：模具带加热装置，由液压机提供热量模具带加热装置，由液压机提供热量 溢 料 缝原 料排 气加

41、料 室制品尺寸及性能溢 式有，浪费在5%以内要求不严格（浪费）易无尺寸精度不高，施压不准确，力学性能不易控制不溢式无计量严格不 易有尺寸精度、质量性能好半溢式部分溢料不严格较 易有尺寸精确，质量性能较好半溢式部分溢料不严格有 尺寸精确，质量性能较好1.会填写压缩模塑工艺流程图。2.压缩模塑模具温度与成型温度关系？3.模压时间指的是什么时间？4.压缩模塑工艺条件主要是什么？思考与练习：2.5塑料注射模塑工艺1.压缩模塑模具温度与成型温度关系？2.模压时间指的是什么时间？3.压缩模塑工艺条件主要是什么？问题：2.5塑料注射模塑工艺目的和要求：1.了解注塑工艺过程及工艺条件的选择；2.掌握工艺条件对

42、塑件质量的影响。重点难点：难点：工艺条件与各个因素之间的关系重点：成型时间 成型温度 成型压力 又称注射成型(Injection Molding )，主要用于热塑性塑料的成型，也可用于热固性塑料的成型。一、注射模塑原理颗粒、粉颗粒、粉状塑料状塑料注射机注射机料筒料筒加热加热熔融熔融充模充模冷却冷却固化固化塑件塑件合模单元合模单元注射单元注射单元二、注射成型设备二、注射成型设备1.注射机的主要作用顶件开模与合模动作注射结束，进行保压与补缩在一定压力和速度下将塑料注入型腔加热熔融塑料，达粘流态2.注射机的分类 指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的过程。按外形外形可分为：卧式卧式、立

43、式立式和角式注射机角式注射机。塑化塑化 注射机按塑化方式塑化方式分为：柱塞式注射机柱塞式注射机和螺螺杆式注射机杆式注射机。2.注射机的分类3.柱塞式注射机 很大一部分压力用在压实固体塑料和克服塑料与料筒摩擦。 最大注射量取决于料筒的塑化能力（与塑料受热面积有关）与柱塞直径与行程。 塑料靠料筒壁和分流梭传热，柱塞推动塑料无混合作用，易产生塑化不均的现象。3.柱塞式注射机塑化不均塑化不均：最大注射量受限最大注射量受限：注射压力损失大：注射压力损失大：缺点： 从柱塞开始接触塑料到压实塑料，注射速度逐渐增加。易产生层流现象且料筒难于清洗易产生层流现象且料筒难于清洗3.柱塞式注射机注射速度不均：注射速度

44、不均：缺点：缺点：4.螺杆式注射机4.螺杆式注射机螺杆式注射机模塑工作循环螺杆式注射机模塑工作循环螺杆式注射机的：借助螺杆的旋转运动，材料內部也发热，均勻塑化，塑化能力大。4.螺杆式注射机：加热缸內的材料滞留处少，热稳定性差的材料也很少因滞留而分解。由于加热缸的压力损失小，用较低的射出压力也能成型。成型周期短、效率高，生产过程可实现自动化可成型形状复杂、尺寸精度要求高及带各种嵌件的塑件。 螺杆式较柱塞式多一旋转动作，产生分力(Ft)，可使材料在螺旋槽间产生混炼作用，增加了塑化能力。5.螺杆式注射机与柱塞式注射机的比较三、注射成型工艺原料的检验、染色和干燥模具清理嵌件预热料筒清理退火调湿三、注射

45、成型工艺1.成型前准备原料检验原料检验原料染色原料染色原料干燥原料干燥质量体积流动性水分及挥发物含量收缩率烘箱干燥红外线干燥热板干燥高频干燥2.注射过程3.注射成型后处理 放在的红外线或循环热风烘箱、液体介质中（矿物油，石蜡）一段时间，再缓慢冷却。 将刚从模具中脱出的塑件放在热水中(100120)，隔绝空气，进行防氧化处理，达到吸湿平衡。调湿后缓冷至室温。退火：退火：调湿：调湿：高于使用温度1020，低于相变温度1020。四、注射成型工艺条件1.1.温度温度四、注射成型工艺条件四、注射成型工艺条件(1)(1)料筒温度：料筒温度：料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；料筒后端温度最低，喷嘴前端最高；粘

46、流温度或熔点粘流温度或熔点 在在T Tf f(T(Tm m) )T Td d之间之间 ，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；，保证塑料熔体正常流动，不发生变质分解；当当Tf(Tm)Tf(Tm)TdTd范围窄（如硬范围窄（如硬PVCPVC）时，料筒温度取偏低值；）时，料筒温度取偏低值；当当Tf(Tm)Tf(Tm)TdTd范围较宽（如硬范围较宽（如硬PSPS、PEPE、PPPP）时，料筒温度可比）时，料筒温度可比Tm Tm 高得多些；高得多些；热敏性塑料（如聚甲醛、热敏性塑料（如聚甲醛、PVCPVC），注意控制料筒温度和塑料在料），注意控制料筒温度和塑料在料 筒中的停留时间，以防分解。筒中的停留

47、时间，以防分解。塑料品种塑料品种同一种塑料，平均分子质量高、分子量分布窄，熔体粘度大时，同一种塑料，平均分子质量高、分子量分布窄，熔体粘度大时， 料筒温度应高些；料筒温度应高些；玻璃纤维增强材料，随玻璃纤维含量增加，熔体流动性下降，料玻璃纤维增强材料，随玻璃纤维含量增加，熔体流动性下降，料 筒温度相应提高。筒温度相应提高。注射机类型注射机类型柱塞式：加热仅靠料筒壁和分流梭表面传热，且料层较厚，升柱塞式：加热仅靠料筒壁和分流梭表面传热，且料层较厚，升 温慢，料筒温度应高些；温慢，料筒温度应高些；螺杆式：塑料收螺杆搅拌混合，获得较多剪切摩擦热，料层薄，螺杆式：塑料收螺杆搅拌混合，获得较多剪切摩擦热

48、，料层薄， 升温快，料筒温度可低于柱塞式升温快，料筒温度可低于柱塞式10102020。塑件及模具结构塑件及模具结构薄壁塑件，型腔狭窄，熔体冲模阻力大，冷却快，为提高熔体流薄壁塑件，型腔狭窄，熔体冲模阻力大，冷却快，为提高熔体流 动性，料筒温度应高些；动性，料筒温度应高些；形状复杂或带嵌件的、熔体冲模流程长、曲折的模具，料筒温度形状复杂或带嵌件的、熔体冲模流程长、曲折的模具，料筒温度 应高些。应高些。 整个料筒温度分布不均匀：整个料筒温度分布不均匀： 送料段：温度最低，主要是对塑料进行预热；送料段：温度最低，主要是对塑料进行预热； 压缩段：稍低于熔点；压缩段：稍低于熔点； 计量段：高于塑料熔点。

49、计量段：高于塑料熔点。（2 2）喷嘴温度：）喷嘴温度：（3 3）模具温度：）模具温度： 成型周期长，脱模后易翘曲变形，影响尺寸精度；成型周期长，脱模后易翘曲变形，影响尺寸精度； 产生较大内应力，开裂，表面质量下降。产生较大内应力，开裂，表面质量下降。温度过高温度过高温度太低温度太低 略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生略低于料筒最高温度：防止熔料在喷嘴处产生“流涎流涎”现象；但现象；但温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。温度也不能太低，否则易堵塞喷嘴。2.2.压力压力 又称又称背压背压（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压（螺杆头部熔体在螺杆转动后退时所受到的压力），由液压系统溢流阀调整大小

50、。力），由液压系统溢流阀调整大小。 塑化压力越高，熔体温度及均匀性越高，并能排出气体，但塑塑化压力越高，熔体温度及均匀性越高，并能排出气体，但塑化速度降低，延长了成型周期，化速度降低，延长了成型周期，一般保证质量的前提下，塑化压力一般保证质量的前提下，塑化压力越低越好，一般为越低越好，一般为6MPa6MPa，很少超过，很少超过2020MPaMPa。作用：作用：压实熔体；压实熔体；防止熔体倒流。防止熔体倒流。 柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。柱塞或螺杆头部对塑料熔体施加的压力。注射压力的大小一般为注射压力的大小一般为4040130MPa130MPa，保证一定的充模速率；，保证一定的充模速率；