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1、塑料成型工艺与模具设计塑料成型工艺与模具设计 全册配套最完整精品课件全册配套最完整精品课件1 塑料成型工艺与模具设计塑料成型工艺与模具设计 绪论 塑料工业是一门飞速发展的新兴工业，是随 着石油工业的发展应运而生的。世界塑料工业的 历史仅有90年，而我国塑料工业起步于20世纪50 年代，只有短短50年的历史，但塑料工业的发展 速度是惊人的。 1. 塑料及塑料工业的发展 塑料具有质量轻、强度高、耐腐蚀、 绝缘性好、易着色、易加工、价格低廉等优 点。 因此塑料在农业、建筑、汽车、机电、 电子、医疗、航空航天等国家支柱产业及与 人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛 的应用。 据统计，塑料用量几乎每五

2、年翻一番，往往 一个国家的工业发达程度可以用人均塑料消费量 来衡量。 1910年全世界塑料产量只有20 kt，到2003年 产量已达到126 Mt，有300多个塑料品种。我国 塑料工业经过多年的发展，塑件总产量已跃居世 界第二位，塑料工业在国民经济中发挥着重要作 用，但从人均消费量看，我国人均消费量仅12 kg左右，而发达国家是30100 kg，世界平均消 费量是18 kg。不难预测，随着加入WTO后，中 国在全球经济中“世界工厂”的地位将日益显著， 我国塑料工业在未来十年内将有广阔的发展空间 和前景。 2.我国塑料模具工业现状 v大多数塑件的制造是靠模塑成型的，用模 具生产的塑件具有高精度、

3、高复杂程度、 高一致性、高生产率和低消耗等特点。 v模具生产的工艺水平及科技含量的高低， 已成为衡量一个国家科技与产品制造水平 的重要标志，它在很大程度上决定着产品 的质量、效益、新产品的开发能力，决定 着一个国家制造业的国际竞争力。 v 20世纪80年代以来，在一系列国家经 济政策的支持和引导下，我国模具工业发 展迅速，年均增速为13%15%。1999年 我国模具工业产值为245亿元人民币，至 2003年我国模具总产值为450亿元人民币， 其中塑料模具约占30%。随着塑料工业的 迅猛发展，在未来的模具市场中，塑料模 具在模具总量中的比例还将逐步提高。 v 目前，按模具产值总量排名，中国名列

4、日本、美国之后，位居世界第三。我国已经 成为一个模具大国，但从先进技术应用的深 度和广度来看，我国还不是一个模具强国， 虽然近几年来，我国模具工业的技术水平已 取得了很大的进步，但总体上与工业发达国 家相比仍有较大的差距。如:精密加工设备少; CAD/CAM/CAE等的普及率不高;塑料成型设 备陈旧、规格品种少;塑料、模具材料性能差 等。 v 据预测，中国模具市场的总体趋势是平稳向 上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速 度将高于其他模具，在模具行业中的比例将逐步 提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提 出越来越高的要求是必然的，精密、大型、复杂、 长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速

5、度。同 时，由于近年来进口模具中精密、大型、复杂、 长寿命模具占多数，所以从减少进口量、提高国 产化率的角度出发，高档模具在中国市场上的份 额也将逐步增大。 3.塑料成型模具的发展趋势 v（1）在塑料模具设计制造中大力普及、广泛 应用CAD/CAM/CAE技术，逐步走向集成 化。 现代模具设计制造不仅应强调信息的集成，更 应该强调技术、人和管理的集成。 v（2）提高大型、精密、复杂与长寿命模具的 设计与制造技术，逐步减少模具的进口量，增 加模具的出口量。 v（3）在塑料注射成型模具中，积极 应用热流道技术，推广气辅或水辅注 射成型以及高压注射成型技术，满足 产品的成型需要。 v（4）提高模具标

6、准化水平和模具标 准件的使用率。 v（5）发展快速制造成型和快速制造 模具技术，即快速成型制造技术，迅 速制造出产品的原型与模具，降低推 向市场的成本。 v（6）积极研究与开发模具的抛光技 术、生产设备与材料，满足特殊产品 的需要。 v（7）推广应用高速铣削、超精密加工 和复杂加工技术与工艺，满足模具制 造的需要。 v（8）开发优质模具材料和先进的表面 处理技术，提高模具的可靠性。 v（9）研究和应用模具的高速测量技 术、逆向工程与并行工程，最大限度 地提高模具的开发效率与成功率。 v（10）开发新的成型工艺与模具，以 满足未来多学科、多功能综合产品开 发设计技术的要求。 塑料成型工艺与模具设

7、计课程是模 具专业的主干课，学完本课程后应安排 23周的塑料成型模具课程设计实践环 节。 4.本课程的性质、目的与要求 通过本课程的学习，学生应达到以下目的: v（1）系统了解塑料及塑料成型的基本理论，能 够正确分析成型工艺对模具的要求。 v（2）掌握塑件的成型工艺性分析方法，能根据 塑件的使用和工艺要求进行一般的塑料产品设计。 v（3）掌握各类塑料模具结构特点、零部件设计 与计算，具备独立设计中等复杂程度的注射模具 的能力。 v（4）了解塑料模具材料的选用和新技术发展等 其他知识。 v（5）培养分析问题以及运用所学知识解决实际 工程问题的综合能力。 v 本章主要介绍塑料组成、分类、塑 料的各

8、种使用性能和工艺性能，还介 绍了常用塑料的基本特性、主要应用 和成型特点。通过本章的学习，要求 掌握常用塑料的特性、分类与工艺性 能；熟悉塑料的组成与用途；了解高 分子聚合物的结构、特点及结晶、降 解、交联等概念。 v1.1塑料组成 v1.2塑料分类 v1.3塑料性能 v1.4常用塑料简介 v习题 v塑料由合成树脂和添加剂组成。 v1.1.1 合成树脂 v由许多小分子链经聚合反应所获的高分子聚 合物称为合成树脂。 v树脂是一种高分子聚合物，它由许多相对分 子质量高达104106的高分子链聚集而成，它 的几何结构有线型、支链型和网状型，如图1 -1所示。 v天然的高分子聚合物称为天然树脂. 图1

9、 -1 树脂的几何结构示意图 v在合成树脂中加入某些添加剂，则可以 得到各种性能的塑料品种，一般添加剂 在塑料中所占比例较小。 v添加剂主要有：填充剂、增塑剂、稳定 剂、着色剂、固化剂、润滑剂、发泡剂 等。 1.填充剂 v填充剂又称填料。 v加入填充剂的目的:一是增量;二是改性。如 酚醛树脂中加入木粉后，克服了脆性，提 高了弹性;聚乙烯中加入钙质填料，提高了 耐热性和刚度等。用玻璃纤维作为填充剂， 能使塑料的机械性能大幅度提高。 v填充剂的形状一般为粉状，也有纤维状和 层状。常用的填充剂有:木粉、滑石 粉、石 墨、金属粉、玻璃纤维、石棉纤维、碳纤 维等。 v增塑剂可改进塑料的可塑性。 v如聚氯

10、乙烯树脂中加入增塑剂邻苯二甲酸 二丁酯后，变为如同橡胶一样柔软的塑料。 v常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯 二甲酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二 辛酯、磷酸三苯酯等。 2.增塑剂 v为防止塑件较快变质变性，需在塑料中加 入某些物质，这些物质称为稳定剂。 v稳定剂分为光稳定剂、热稳定剂、抗氧剂 等。 v常用的稳定剂有硬脂酸盐、环氧化合物等。 3.稳定剂 v着色剂又称色料，主要起美观和装饰作用。 v着色剂还兼有其他作用:炭黑着色剂有助于 防止塑料受光变脆老化;二盐基性亚磷酸酯 能防止紫外线射入;在塑料中加入珠光色 料、 萤光色料，可使之具有特殊的光学性能。 4.着色剂 v热固性塑料在成型时，使

11、其原来的线型分 子结构变为网状型分子结构，硬化过程加 速，故又称为硬化剂。 v在环氧树脂中加入乙二胺，在酚醛树脂中 加入六甲基四胺，就是这个道理。 5.固化剂 v润滑剂对塑料的表面起润滑作用，防止塑 料在成型过程中黏附在成型设备或模具上， 同时还能改善塑料熔体的流动性以及提高 塑件表面的光亮度。 v常用的润滑剂有硬脂酸、石蜡、金属皂类 （硬脂酸钙、硬脂酸锌）等。 6.润滑剂 v为了制成泡沫塑料，在树脂中加入某种物 质，如石油醚等，使树脂膨胀，这些物质 就称为发泡剂。 7.发泡剂 v按塑料受热成型后所表现出的不同分子几何 结构和性能，可将塑料分为： v1、热塑性塑料 v2、热固性塑料 1.2.1

12、 按成型结构和性能分类 v热塑性塑料是指在一定温度范围内能反复加 热和冷却硬化的塑料。 v这类塑料分子链呈线型或支链型，因而受热 后会软化或熔融，成为可流动的黏稠液体， 从而可在模具型腔内成型加工成一定形状的 塑件，冷却后固化成型。在成型过程中只有 物理变化而无化学变化，因此热塑性塑料可 以反复回收使用。 v热塑性塑料可分为：结晶型、非结晶型 v结晶型塑料分子链排列整齐、稳定、紧密， 其具有较高的强度、硬度、刚度，较耐热、 耐化学腐蚀，不透明，但与链运动有关的 弹性、伸长率和冲击强度不是很高.常用结 晶型塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP） 和聚酰胺（尼龙PA）等; v非结晶型塑料分子链排列则

13、杂乱无章，相 关性能与结晶型塑料正好相反。 v常用非结晶型塑料有聚苯乙烯（PS）、聚 氯乙烯（PVC）和丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯 共聚物（ABS）等。 v热固性塑料是指初次可加热到一定的温度后 变软成型，一旦固化定型后不可再软化的塑 料。 v加热前，分子链是线型或支链型结构，加热 初期具有可熔性和可塑性，但加热到一定温 度后，分子的链与链之间产生了化学反应， 分子链逐渐变成网状型结构（称之为交联反 应），成为既不熔化又不溶解的物质，再次 加热不能塑化成型。因此，热固性塑料不能 反复成型和回收再利用。 v按照使用性能和用途，塑料可分为： v1、通用塑料 v2、工程塑料 v3、特种塑料 1 1通

14、用塑料通用塑料 v通用塑料广泛应用于日常生活用品、包装材 料以及一些小型的机械零件，其产量约占世 界塑料总产量的80。通用塑料主要有聚乙 烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯 乙烯(PVC)、酚醛塑料和氨基塑料六大类。 2 2工程塑料工程塑料 v工程塑料是指可用作工程结构材料的塑料， 力学性能优良，能在较广温度范围内承受机 械应力和较为苛刻的化学及物理环境中使用。 工程塑料与通用塑料相比，产量小，价格较 高，但具有优异的力学性能、电性能、化学 性能、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性、自润滑 性及尺寸稳定性，即具有某些金属的性能， 因而可代替一些金属材料用于制造结构零部 件和传动件等，故在

15、机械制造、轻工、电子、 日用品、宇航、导弹、原子能等工业领域得 到广泛应用。 v目前工程上使用较多的工程塑料有主要有聚 酰胺(尼龙PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、 ABS、聚苯醚(PPO)、聚砜（PSF）及各种增 强塑料。 3 3特殊塑料特殊塑料 v特殊塑料是指用于特种环境中，具有某一 方面的特殊性能的塑料，又称为功能塑料。 v如医用塑料、光敏塑料、导磁塑料、导热 塑料、超导电塑料、耐辐射塑料、耐高温 塑料等。这类塑料产量小，价格较贵，性 能优异。 v塑料的使用性能包括物理性能、化学性能、 力学性能、热性能和电性能等。 塑料的性能包括使用性能和工艺性能。 n1.3.1 塑料的使用性

16、能 1 1塑料的物理性能塑料的物理性能 v塑料的物理性能主要有密度、透气性、透 湿性、吸水性、透明性、透光率等。 v透湿性是指塑料透过蒸汽的性质。 v吸水性是指塑料吸收水分的性质。它可用 吸水率表示。 v透明性是指塑料透过可见光的性质，它可 用透光率来表示。 2 2塑料的化学性能塑料的化学性能 v塑料的化学性能有耐化学性、耐老化性、 抗霉性等。 v耐化学性是指塑料耐酸、碱、盐、溶剂和 其他化学物质的能力。 v耐老化性是指塑料暴露于自然环境中或人 工条件下，随着时间推移而不产生化学结 构变化，从而保持其性能的能力。 v抗霉性是指塑料对霉菌的抵抗能力。 3 3塑料的力学性能塑料的力学性能 v塑料的

17、力学性能主要有抗拉强度、抗压强度、抗 弯强度、伸长率、冲击韧度、疲劳强度、蠕变与 耐蠕变性、应力松弛、磨耗、硬度等。 v与金属相比，塑料的强度和刚度绝对值都比较小。 通用塑料的抗拉强度一般约2050MPa，工程塑料 一般约5080MPa，很少有超过100MPa的品种。经 玻璃纤维增强后，许多工程塑料的抗拉强度可以 达到或超过150MPa。由于塑料密度小，若采用比 强度和比刚度(分别为强度和刚度的绝对值与密度 之比)与金属比较，塑料却不一定低于金属，某些 塑料比刚度甚至超过金属。 4 4塑料的热性能塑料的热性能 v塑料的热性能主要是耐热性、热稳定性、 耐燃性等。 v耐热性是指塑料在外力作用下，受

18、热而不 变形的性质。 v热稳定性是指高分子化合物在加工或使用 过程中受热而不分解变质的性质。 v耐燃性是指塑料接触火焰时抵制燃烧或离 开火焰时阻碍继续燃烧的能力。 5 5塑料的电性能塑料的电性能 v塑料的电性能主要有介电常数、介电强度、耐电弧 性等。 v介电常数是以绝缘材料(塑料)为介质与以真空为介 质制成的同尺寸电容器的电容量之比； v介电强度是指塑料抵抗电击穿能力的量度，其值为 塑料击穿电压值与试样厚度之比。 v耐电弧性是塑料抵抗由于高压电弧作用引起变质的 能力。 v（1）收缩性 v塑件通常在高温熔融状态下成型，从模具中取出， 其尺寸或体积发生收缩的现象，称为收缩性。收缩 性的大小可用成型

19、收缩率 S表示: S=(a-b)/b100% （1 -1） v式中 a模具或塑件在室温时的型腔尺寸; b塑件在室温时的尺寸。 1.热塑性塑料的工艺性能 v热收缩 v弹性恢复 v结晶收缩 v收缩的方向性 v塑件结构 、形状、尺寸、壁厚、有无嵌 件、嵌件数量及其分布。 v模具结构 、分型面、浇口形式及尺寸。 v成型的工艺性影响。 v常用热塑性塑料的收缩率见表1 -2 影响塑件成型收缩的因素有: v塑料在一定的温度和压力下充满模具型腔的 能力称为流动性。 v流动性过小，则不易成型，成型压力大，易 产生缺料和熔接痕等缺陷; v流动性过大，成型容易，成型压力低，易造 成溢边严重，填充不密实，塑件收缩严重

20、等 不良现象。 v表1 -3列出的是常用热塑性塑料的流动性情况。 （2）流动性 表表1-3 1-3 常用热塑性塑料的流动性常用热塑性塑料的流动性 流动性情况 热塑性塑料 流动性较好 聚酰胺（尼龙）、聚乙烯、聚苯乙 烯、聚丙烯、醋酸纤维素等 流动性一般 改性聚苯乙烯、ABS、聚甲醛、有 机玻璃、聚氯醚等 流动性较差 聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、 聚砜、聚芳砜和氟塑料等 v塑料流动性的大小通常 用熔融指数和螺旋流动 试验值表示。 v熔融指数（MI）是指热 塑 性树脂在一定温度和 压力下，其熔体在10 min 内通过图1-2所示的标准 测试装置的质量， 单位 为g。 v熔融指数越大，流动性 越好。

21、 图1 -2 熔融指数标准测试装置示意图 v螺旋流动试验值是将被 测塑料在一定的温度和 压力下注入图1-3所示的 标准阿基米德螺旋线模 具流道中，测量所能达 到的流动长度，单位为 cm。流动长度越长，代 表该塑料熔体流动性越 好。 图1 -3 标准阿基米德螺旋线模具流道示意图 v线型分子结构的塑料流动性好。 v塑料加入填充剂，会降低流动性;加入增塑 剂和润滑剂，会提高流动性。 v塑料熔体的温度越高，注射压力越大， 流动性越好。常用塑料对温度压力的敏感 性见表1 -4。 v 模具结构 浇注系统的形式、尺寸、结构 布置（如型腔表面粗糙度、浇口截面厚度、 型腔形式、排气形式）、冷却系统的设计 和熔料

22、流动阻力等因素都会直接影响到流 动性。 影响流动性的因素有: v分子取向存在于塑件时，塑件的力学性能和 收缩率产生各向异性，一般平行于取向方向 的力学性能较高，收缩率较大，而垂直于取 向方向的力学性能较低，收缩率较小。 v在注射成型中，主要以流动取向为主，分子 链在剪切力的作用下，沿熔体流动方向取向， 如图14所示流动取向。影响流动取向的因素 很多，熔体温度和模具温度越高，取向程度 越小；注射压力和保压压力越大，取向程度 越大；采用大浇口，取向作用更明显，尤其 在浇口处。 v图1-4 流动取向 v结晶是指塑料由熔融状态到冷却固化的过 程中，分子发生有规则排列的现象。 v结晶使聚合物的强度、硬度

23、、刚度及熔点、 耐热性和耐化学性等性能有所提高，但与 链运动有关的性能如弹性、伸长率和冲击 强度等则有所降低。 v热塑性塑料有结晶现象，结晶型塑料一般 为不透明或半透明的，非结晶型塑料是透 明的。 v但也有例外的情况，如聚甲基戊烯为 结晶型塑料，却有高透明性，而 ABS 是非 结晶型塑料但不透明。 结晶型塑料在模具设计及选择注塑机时 应注意以下几点： v料温上升到成型温度所需要的热量多，要选用 塑化能力大的设备。 v冷却时放出的热量大，模具要加强冷却。 v塑件成型后收缩大，易发生缩孔、气孔。 v结晶度与冷却速度密切相关，冷却速度快，结 晶度低，收缩小；冷却速度慢，结晶度高，收缩 大，为此应合理

24、控制模具温度。 v塑料各向异性明显，内应力大，脱模后塑件易 发生变形翘曲。 v吸湿性是指塑料对水的亲和性。 v吸湿性强的塑料在成型过程中，由于高温高 压使水分变成气体或发生水解作用，使塑件 产生气泡等缺陷，并影响其电气性能，所以 凡是吸湿性强，或具有粘附水分倾向的塑料， 在成型前，必须进行干燥处理，以除去其中 水分。 v吸湿性强的常用塑料有：有机玻璃、尼龙、 聚碳酸脂、ABS、聚矾等；而吸湿性差有聚 乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、氟塑料等。 （4）吸湿性 v热敏性是指某些塑料对热较为敏感，在温高 和受热时间长的情况下就会产生变色、降解、 分解的特性。 v常见的热敏性塑料有硬聚氯乙烯、聚偏氯乙 烯、醋

25、酸乙烯共聚物、聚甲醛和聚三氟氯乙 烯等。 （5）热敏性 v在热敏性塑料中加入热稳定剂。 v应选择合适的成型设备，控制成型温度和 成型周期。 v及时消除模具和设备中的分解产物。 v设备和模具采取防腐蚀措施，比如表面镀 铬。 防止热敏性塑料发生分解现象的措施： v塑料的水敏性是指它在高温下对水降解的敏 感性。 v水敏性塑料即使含有少量水分，在高温高压 下也容易发生分解，因此，成型前必须进行 干燥处理，以严格控制水分含量，保证原料 的绝对干燥。聚碳酸酯就属于水敏性塑料。 （6）水敏性 v有些塑料对应力敏感，成型时易产生内应力 且质脆易裂，塑件在外力作用下会发生开裂 现象。如聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜等

26、都属 于这类材料。 （7）应力开裂 防止塑料开裂措施： v在原料内加入增强填料（如玻璃纤维），提高 抗裂性。 v合理设计塑件和模具结构，选用有利的成型条 件，以减少内应力和增加抗裂性。应选择合理的 塑件形状,不宜设置嵌件等尽量减少应力集中；模 具设计时应增大脱模斜度,选用合理的进料口及顶 出机构；成型时应适当的调节料温、模温、注射 压力及冷却时间,尽量避免塑件过于冷脆时脱模,减 少内应力。 v在塑件成型后要进行热处理，消除内应力，以 提高抗裂性。 （8）熔体破裂 v当一定熔融指数的聚合物熔体，在恒温下通过喷 嘴孔时，其流速超过某一值时，出来的熔体表面 发生明显的横向裂纹称为熔体破裂。 v产生熔

27、体破裂的原因是剪切应力和剪切速率过大 引起，如图15所示。熔体破裂会造成塑件的缺 陷，严重影响塑件的外观质量和性能，在生产成 型中要注意避免熔体破裂的发生。如若需选择熔 融指数高的聚合物，在模具设计时应增大喷嘴、 流道、浇口的截面积，降低喷嘴注射速度，提高 料温，可减缓或消除熔体破裂现象。 v图1-5 不同切应力和剪切速率下的200C的聚氯乙稀挤出熔体变化 （9）热性能 v各种塑料有不同比热容、热导率、热变形温度等 热性能。 v比热容高的塑料，塑化时需要热量大,应选用塑化 能力大的注射机。 v热导率低的塑料，冷却速度慢（如离子聚合物等 冷却速度极慢），必须充分冷却,要加强模具冷却 效果。 v热

28、变形温度高的塑料，意味着可以在较高的温度 下脱模，因而所需冷却时间短,生产率高,但脱模后 要防止冷却变形。 v热流道模具适用于比热容低,热导率高的塑料。 2 2热固性塑料的工艺性能热固性塑料的工艺性能 v（1）收缩率 v（2）流动性 v（3）硬化速度 v（4）比体积及压缩率 v（5）水分及挥发物含量 v（6）颗粒度和均匀性 1.4 1.4 常用塑料简介常用塑料简介 v1 1聚乙烯聚乙烯( (PEPE) ) v2 2聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC） v3 3聚丙稀（聚丙稀（PPPP） v4 4聚苯乙稀（聚苯乙稀（PSPS） v5 5丙烯腈丙烯腈 - -丁二烯丁二烯 - -苯乙烯共聚物（苯乙烯共

29、聚物（ABSABS） v6 6聚酰胺（尼龙）（聚酰胺（尼龙）（PAPA） v7 7聚甲醛（聚甲醛（POMPOM ） v8 8 聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）（聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）（PMMAPMMA） v9 9聚碳酸酯（聚碳酸酯（PCPC） v10 10聚砜（聚砜（PSFPSF） v11 11聚苯醚（聚苯醚（PPOPPO） n1 14 41 1 常用热塑性塑料常用热塑性塑料 1 1聚乙烯聚乙烯( (PEPE) ) v（1 1）基本特性）基本特性 v聚乙稀是塑料工业中产量最大、用途最广的聚乙稀是塑料工业中产量最大、用途最广的 通用塑料品种，占世界塑料总产量的通用塑料品种，占世界塑料总产量的3

30、030左左 右，其中高压聚乙烯的产量最大。聚乙烯树右，其中高压聚乙烯的产量最大。聚乙烯树 脂无毒、无味、可燃，手触似蜡，为结晶型脂无毒、无味、可燃，手触似蜡，为结晶型 塑料，原料供给状态为白色或乳白色粉末或塑料，原料供给状态为白色或乳白色粉末或 白色半透明粒料。白色半透明粒料。 v高压聚乙烯高压聚乙烯（LDPELDPE） 又称为低密度聚乙烯。它又称为低密度聚乙烯。它 的分子结构不是单纯的线型，而是带有许多支链的的分子结构不是单纯的线型，而是带有许多支链的 树枝状分子，因此它的结晶度不高（为树枝状分子，因此它的结晶度不高（为60% 60% 70%70%） 相对分子质量较小，密度较低相对分子质量较

31、小，密度较低（为（为 0.910g/cm30.910g/cm3 0.925g/cm30.925g/cm3）。高压聚乙烯具有较好的柔软性、耐。高压聚乙烯具有较好的柔软性、耐 冲击性及透明性，有好的介电性能，耐寒冲击性及透明性，有好的介电性能，耐寒（6060 时仍有较好的机械性能和柔软性时仍有较好的机械性能和柔软性），成型加工性能，成型加工性能 也较好。缺点是它的耐热性、硬度、机械强度等都也较好。缺点是它的耐热性、硬度、机械强度等都 较低，不耐光和氧，易老化。较低，不耐光和氧，易老化。 v低压聚乙烯低压聚乙烯（HDPEHDPE） 又称为高密度聚乙烯。它又称为高密度聚乙烯。它 的分子结构是支链很少的

32、线型分子，其结晶度高的分子结构是支链很少的线型分子，其结晶度高 （高达（高达87% 87% 95% 95% ），相对分子质量大，密度大），相对分子质量大，密度大 （0.941g/cm30.941g/cm3 0.965g/cm30.965g/cm3）。与低密度聚乙烯。与低密度聚乙烯 （LDPELDPE）相比，它的耐热性、硬度、机械强度较高，相比，它的耐热性、硬度、机械强度较高， 但柔软性、耐冲击性及透明性、成型加工性能较差。但柔软性、耐冲击性及透明性、成型加工性能较差。 v高压聚乙烯适于制作塑料薄膜（理想的包装 材料）、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘 零件和电缆外皮等。低压聚乙烯可用于制造 塑料

33、管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零 件，如齿轮、轴承等，广泛用于生产各种瓶、 罐、盆、桶、鱼网、捆扎带及管材、异型材 等产品。 （2）主要用途 v工艺性能好，可用注射、挤出及吹塑成型 v结晶型塑料，吸湿性小，成型前不干燥。 v成型收缩范围及收缩大，取向明显，容易变形、 翘曲。控制模温，冷却均匀、稳定。 v流动性好，对压力变化敏感。 v宜用高压注射，料温要均匀，填充速度应快，保 压要充分。 v冷却速度慢，必须充分冷却，模具设计应设有冷 料穴和冷却系统； v加热时间不宜长，容易发生分解和烧伤。 v不易采用直接浇口注射，应注意选择浇口位置， 防止缩孔和变形。 v质软易脱模，可强行脱模。 （3）成型性

34、能 2 2聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVCPVC） v（1）基本特性 v聚氯乙烯产量仅次于聚乙烯的塑料。原料 来源丰富，产量大且价廉，性能优良，应 用广泛，是世界上耗能和生产成本最低的 热塑性通用塑料。聚氯乙烯是非结晶热塑 性聚合物，具热敏性，其分解温度低于熔 化温度，加工较困难；必须加入热稳定剂 和增塑剂才能成为塑料。其原料供给状态 为形如面粉的白色或浅黄色粉末，造粒后 为透明块状，类似明矾。 v聚氯乙烯的化学稳定性高，可用于制作防聚氯乙烯的化学稳定性高，可用于制作防 腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机 等；聚氯乙烯的硬板用于化学工业上制作等；聚氯乙烯的硬板用

35、于化学工业上制作 各种贮槽的衬里、建筑物的瓦楞板、门窗各种贮槽的衬里、建筑物的瓦楞板、门窗 结构、墙壁装饰物等建筑用材；由于介电结构、墙壁装饰物等建筑用材；由于介电 性能好，可在电气、电子工业中用于制造性能好，可在电气、电子工业中用于制造 插座、插头、开关和电缆；由于具有较好插座、插头、开关和电缆；由于具有较好 的机械性能，用于制造要求不太高的机械的机械性能，用于制造要求不太高的机械 零件、家具、唱片基材等。而软聚氯烯乙零件、家具、唱片基材等。而软聚氯烯乙 广泛用于民用制件，用于制造农用及包装广泛用于民用制件，用于制造农用及包装 薄膜、雨衣、窗帘、台布、人造革、凉鞋、薄膜、雨衣、窗帘、台布、人

36、造革、凉鞋、 玩具、软质泡沫塑料等；电线电缆的绝缘玩具、软质泡沫塑料等；电线电缆的绝缘 保护层；挤出成型各种软管和软带。保护层；挤出成型各种软管和软带。 （2 2）主要用途）主要用途 v可用注射、挤出、压延和吹塑等多种成型 方法。 v极易分解，成型温度范围小，应严格控制 料温，易采用带预塑化装置螺杆式注射机， 低温高压注射，模具型腔表面应镀铬。 v流动性差，成型时需加入润滑剂和热稳定 剂。 v模具浇注系统应短粗，浇口截面积要大， 防止死角滞料。 v模具要有冷却装置。 （3）成型性能 3 3聚丙稀（聚丙稀（PPPP） v（1）基本特性 v聚丙稀是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大 通用塑料品种，由于

37、其原料易得，价格低廉， 性能优良，应用广泛，发展速度极快。聚丙 烯原料为无色、无味、无毒、可燃的白色透 明腊状，为结晶型塑料，塑料外观似聚乙烯， 但比聚乙烯更透明、更轻。密度仅为0.90 0.91g/cm3，是最轻通用塑料。它不吸水，光泽 好，易着色。 v 聚丙烯可用做各种机械零件如法兰、接头、 泵叶轮、汽车零件和自行车结构零件；可作 为热水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道；化 工容器和其他设备的衬里、表面涂层；可制 造盖和本体合一的箱壳；各种绝缘零件，电 线电缆保护层；用来制作家电部件，如洗衣 机、电冰箱、电风扇及吸尘器；日常生活用 的包装和食品用薄膜及容器。 （2）主要用途 （3）成型性能 v

38、成型加工性好，可用注射、挤出、吹塑和真空 成型等多种方法加工。 v成型收缩范围及收缩率大，易发生取向、缩孔、 凹痕、变形。 v流动性极好（比聚乙烯好），易于成型，溢边 值为0.03，压力对流动性的影响比温度对流动性 的影响敏感，宜采用高压成型。 v热容量大，注射成型模具必须设计能充分进行 冷却的冷却回路。 v低温、高压时取向更明显，注意控制模温。 v由于取向明显，不易采用直浇口，否则浇口附 近残余应力大，引起翘曲和变形。 4 4聚苯乙稀（聚苯乙稀（PSPS） v（1）基本特性 v聚苯乙烯是第四大通用热塑性塑料品种。聚 苯乙烯为非结晶聚合物，无色、透明、无毒 无味，有光泽易着色，落地时发出清脆的

39、类 似金属的声音，密度为 1.054 g/cm3，塑料原料 为无色透明粒状或珠状，易燃，燃烧时有黑 烟并伴有特殊气味。 （2）主要用途 v 聚苯乙烯在工业上可用做仪表外壳、灯罩、 化学仪器零件、透明模型等；在电气方面用 做良好的绝缘材料、接线盒、电池盒等；在 日用品方面，由于聚苯乙烯具有良好的卫生 性能，广泛用于食品包装材料、各种容器、 玩具等；发泡型的聚苯乙烯塑料用于防震、 隔音材料及电冰箱衬里等。 （3）成型性能 v成型加工性好，可用注射、挤出、真空成型和 模压成型等多种方法加工。 v聚苯乙烯性脆易裂，易出现裂纹，所以成型塑 件脱模斜度宜取 2以上，顶出均匀以防止脱模 不良发生开裂。 v塑

40、件中不宜有嵌件（如有嵌件应预热），缺口， 尖角，各面应圆滑连接，塑件壁厚应均匀。 v由于流动性好，溢边值 0.03mm 左右，应注意模 具间隙，防止成型飞边。 v模具设计中大多采用点浇口形式，防止除去浇 口时损坏塑件，也可用热流道系统。 v宜用高料温、高模温、低注射压力成型并延长 注射时间。 5 5丙烯腈丙烯腈 - -丁二烯丁二烯 - -苯乙烯共聚物（苯乙烯共聚物（ABSABS） v（1）基本特性 vABS 是聚苯乙烯的改性产品，由丙烯腈、丁二烯、 苯乙烯三种单体组成的共聚物，它综合了三种组 分的特性，具有良好的综合性能，其中丙烯腈使 ABS 具有良好的表面硬度、耐热性及耐化学腐蚀 性，丁二烯

41、使 ABS 坚韧，苯乙烯使它有优良的成 型加工性和着色性能。加上ABS原料易得，价格 低廉，因此，ABS是目前产量最大、应用最广的 工程塑料。ABS是不透明非结晶聚合物，无毒、 无味，密度为 1.02 1.05 g/cm3，供给原料为呈微 黄色或白色不透明粒料，可燃烧，但燃烧缓慢且 伴有特殊味道。 （2）主要用途 vABS在家电行业用得非常多，用于制造电视 机、录音机、电冰箱、洗衣机、电风扇、 电话等外壳和零部件；机械工业上用来制 造齿轮、泵叶轮、轴承、管道、电机外壳、 仪表壳等；汽车工业上，用 ABS 制造汽车 挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器 等，还可用 ABS 夹层板制作小轿车车身；

42、 日常生活中，ABS还可用来制作食品包装容 器、玩具、文教体育用品、家具等。 （3）成型性能 v可用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型等成型方法。 vABS 易吸水，成型加工前应进行干燥处理，表面光泽要 求高的塑件应长时间预热干燥。 v流动性中等，溢边值 0.04mm 左右。 v壁厚、熔料温度对收缩率影响极小，塑件尺寸精度高。 vABS 比热容低，塑化效率高，凝固也快，成型周期短。 vABS 的表观黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设 计中大都采用点浇口形式。 v顶出力过大或机械加工时塑件表面会留下白色痕迹，脱 模斜度宜取20以上。 v易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对 料流的阻

43、力。 v易采用高料温、高模温、高注射压力成型。 6 6聚酰胺（尼龙）（聚酰胺（尼龙）（PAPA） v（1）基本特性 v 聚酰胺通称尼龙（Nylon），是一类大分子 上含有聚酰基的线型热塑性聚合物总称。聚 酰胺是使用得最早，改性品种最多的工程塑 料，现有几十种系列产品。根据所用原料的 不同，常见的尼龙品种有尼龙 1010、尼龙 610、 尼龙 66、尼龙 6、尼龙 9、尼龙 11 等。聚酰胺 为高结晶聚合物，无毒、无味、易染色，吸 水性强，密度为1.14g/cm3左右，供给原料为白 色或淡黄色颗粒。 （2）主要用途 v尼龙广泛用于工业上制作各种机械、化学和 电器零件，如轴承、齿轮、滚子、辊轴、滑

44、 轮、泵叶轮、风扇叶片、蜗轮、高压密封扣 圈、垫片、阀座、输油管、储油容器、绳索、 传动带、电池箱、电器线圈等零件，还可将 粉状尼龙热喷到金属零件表面上，以提高耐 磨性或作为修复磨损零件之用。 （3）成型特点 v可用注射、挤出、模压及烧结等方法成型。 v吸水性强，成型前须干燥处理，由于其热稳定性差，干 燥时为避免材料在高温氧化，最好采用真空干燥法。 v流动性好，溢边值为0.02mm，有利于制成强度高的薄壁 件，易产生飞边，模具须选用最小间隙，设置排气机构。 v熔融状态的尼龙热稳定性较差，易发生降解使塑件性能 下降，因此不允许尼龙在高温料筒内停留过长时间。 v成型收缩率范围及收缩率大，取向明显，

45、易产生缩孔、 凹痕、变形等缺陷，因此应严格控制成型工艺条件。 v塑件壁厚应均匀不易取厚，脱模斜度不易太小。 v冷却速度对结晶度和塑件性能影响大，应根据壁厚控制 好模温，模温不宜过低。 v可采用各种形式的浇口，流道和浇口的截面尺寸大一些， 可以减少凹痕、缩孔现象。 7 7聚甲醛（聚甲醛（POM POM ） v（1）基本特性 v聚甲醛是继尼龙之后发展起来的一种性能优 良的工程塑料，其性能不亚于尼龙，而价格 却比尼龙低廉。聚甲醛为高结晶热塑性高聚 物，密度为1.42g/cm3左右，塑料原料为白色粉 末，经造粒后为淡黄或白色半透明有光泽的 硬粒。 （2）主要用途 v聚甲醛塑料广泛用于精密齿轮、轴承、凸

46、 轮、轴套、滚滚轮、辊子等耐磨传动零件制 造，还可用于制造汽车仪表板、汽化器、 各种仪器外壳、罩盖、箱体、化工容器、 泵叶轮、鼓风机叶片、配电盘、线圈座、 各种输油管、塑料弹簧、塑料拉链等。 （3）成型特点 v可以用注射、挤出及吹塑等成型加工方法。 v吸湿性小，可不必干燥处理。 v流动性中等，溢边值约0.04mm，流动性对温度变化不敏 感，对压力变化十分敏感，可通过适当增加压力提高熔体 流动性。 v结晶度高，体积变化大，收缩值大且收缩范围大，缓慢 冷却会使塑件成型后收缩减少。 v熔融温度范围窄，热稳定性差，易分解，所以要严格控 制成型温度和熔体在料筒的时间，防止过热和长时间受热。 v在熔点附近

47、的熔融或凝固十分迅速，注射速度要快。 v其摩擦系数低、弹性高，浅侧凹槽可采用强制脱出。 v浇注系统流动阻力应尽量小，浇口截面宜取大些；有嵌 件必须预热；模具应加热，改善流动性；成型零件的模具 应选耐磨及耐腐材料，并淬硬及镀铬，应排气。 8 8 聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）（聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）（PMMAPMMA） v（1）基本特性 v聚甲基丙烯酸甲酯俗称“有机玻璃”，是一 种透光塑料，具有高度的透明性和优异的透 光性是有机玻璃的特性，透光率达 92% ，优 于普通无机硅玻璃。PMMA是透明非结晶性热 塑性聚合物，密度为 1.18 g/cm3，比普通硅玻 璃轻一半，PMMA原料为无色透明

48、颗粒，也可 制成粉末状。 （2）主要用途 v有机玻璃主要用于制造要求具有一定透明 度和强度的防震、防爆和观察等方面的零 件，如飞机和汽车的窗玻璃、摩托车的安 全玻璃、仪表罩、光学镜片、透明模型、 透明管道、灯罩及各种仪器零件，也可用 做绝缘材料、广告铭牌、工艺美术品、文 教用品、假牙等。 （3）成型特点 v可以采用注射、挤出、压注等热成型方法 v流动性差，需在较高温度（2252450C）和压力 下成型，模温在65800C较好。 v热稳定性差，在较高温度下停留时间过长都会 造成降解，螺杆转速不宜过大，控制好料温。 v原料在成型前要很好地干燥，防止塑件产生气 泡、混浊、银丝和发黄等缺陷，影响塑件质

49、量。 v为了得到良好的外观质量，防止塑件表面出现 流动痕迹、熔接线痕和气泡等不良现象，一般采 用尽可能低的注射速度。 v模具浇注系统对料流的阻力应尽可能小，较厚 的PMMA制件内易出现缩孔，需采取大浇口，拔 模斜度不宜过小。 9 9聚碳酸酯（聚碳酸酯（PCPC） v（1）基本特性 v聚碳酸酯是一种综合性能优良的热塑性工程 塑料。聚碳酸酯为非结晶聚合物，透明性好， 密度为 1.021.05 g/cm3，塑料原料为无色透明 粒料。 （2）主要用途 v在机械上主要用做各种齿轮、蜗轮、蜗杆、 齿条、凸轮、轴承、各种外壳、盖板、容 器、冷冻和冷却装置零件等；在电气方面， 用做电机零件、风扇部件、拨号盘、

50、仪表 壳、接线板等；聚碳酸酯还可制作照明灯、 高温透镜、视孔镜、防护玻璃等光学零件。 （3）成型特点 v可采用注射、挤出、吹塑和真空成型等加工方法。 v虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，会出现银丝、 气泡及强度下降现象，所以加工前必须干燥处理，而且最 好采用真空干燥法。 v收缩率小，热稳定性好，成型温度范围宽。 v流动性差，溢边值为0.06左右，流动性对温度变化敏感， 对压力不敏感，一般用提高温度的方法来增加熔融塑料的 流动性。 v宜采用高料温、高模温和高压慢速的条件下成型。模温 控制在801100C左右较好，成型温度在2803200C为宜。 v内部残留应力较大，易开裂，要严格控制成型加工