高分子材料及加工工艺课件.ppt

1、第六章第六章 高分子材料及加工工艺高分子材料及加工工艺第一节第一节 高分子材料的基本知识高分子材料的基本知识1 高分子聚合物的特点高分子聚合物的特点A 可分割性可分割性 B 弹性弹性 C 可塑性可塑性 加热后塑性成性能好加热后塑性成性能好 D 绝缘性绝缘性 对电、热、声的绝缘性能好对电、热、声的绝缘性能好2 高分子聚合物的组成和结构高分子聚合物的组成和结构1）组成）组成高分子聚合物简称高聚物，指由许多相同的、简单的高分子聚合物简称高聚物，指由许多相同的、简单的结构单元结构单元通通过共价键重复连接而成的高分子量化合物。过共价键重复连接而成的高分子量化合物。 聚合反应聚合反应 一种或几种单体相互加

2、成而链结成聚合物的反应。一种或几种单体相互加成而链结成聚合物的反应。n代表重复单元数，又称聚合度，聚合度是衡量高分子聚合代表重复单元数，又称聚合度，聚合度是衡量高分子聚合物的重要指标。聚合度很低的物的重要指标。聚合度很低的(1100)的聚合物称为低聚物，的聚合物称为低聚物，只有当聚合度高达只有当聚合度高达 (如塑料、橡胶、纤维等如塑料、橡胶、纤维等)才称为才称为高分子聚合物。高分子聚合物。 如聚氯乙烯分子，是由许多氯乙烯分子结构单元如聚氯乙烯分子，是由许多氯乙烯分子结构单元CH2CHCl重复连接而重复连接而成，因此，成，因此，CH2CHCl又称为结构单元或链节又称为结构单元或链节。由能够形成结

3、构单元的。由能够形成结构单元的小分子所组成的化合物称为小分子所组成的化合物称为单体单体，是合成聚合物的原料。聚氯乙烯是利用单，是合成聚合物的原料。聚氯乙烯是利用单体体氯乙烯氯乙烯通过通过聚合反应生成的：聚合反应生成的：nCH2=CHCl CH2-CHCl 加聚加聚n链节链节聚合度聚合度2）高分子聚合物的结构）高分子聚合物的结构 高分子的分子结构有两种高分子的分子结构有两种：1）线型结构）线型结构线型结构的特征是分子中的原子以线型结构的特征是分子中的原子以共价键共价键互相连结成一条很长的卷曲状互相连结成一条很长的卷曲状态的态的“链链”（叫分子链）。（叫分子链）。2）体型结构）体型结构体型结构的特

4、征是分子链与分子链之间还有许多体型结构的特征是分子链与分子链之间还有许多共价键共价键交联起来，形成交联起来，形成三度空间的网络结构。三度空间的网络结构。这两种不同的结构，性能上有很大的差异。这两种不同的结构，性能上有很大的差异。 高分子材料具有不同分子链结构时性能、性质不同。高分子材料具有不同分子链结构时性能、性质不同。 线型聚合物线型聚合物热塑性塑料热塑性塑料 体型聚合物体型聚合物热固性塑料热固性塑料 1.1.线型聚合物的物理特性：线型聚合物的物理特性：具有弹性和塑性，在适当的溶具有弹性和塑性，在适当的溶剂中可以溶解，当温度升高时则软化至熔化状态而流动，剂中可以溶解，当温度升高时则软化至熔化

5、状态而流动，且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在，因而可以反且这种特性在聚合物成型前、成型后都存在，因而可以反复成型。复成型。 2.2.体型聚合物的物理特性：体型聚合物的物理特性：脆性大、弹性较高、塑性很低，脆性大、弹性较高、塑性很低，成型前是可溶和可熔的，而一经硬化成型前是可溶和可熔的，而一经硬化(化学交联反应化学交联反应)，就，就成为不溶不熔的固体，即使在再高的温度下成为不溶不熔的固体，即使在再高的温度下(甚至被烧焦甚至被烧焦碳化碳化)也不会软化。也不会软化。 品种性能高密度聚乙烯低密度聚乙烯交联聚乙烯生产方法低压，齐格勒-纳塔型催化剂配位聚合高压，自由基聚合分子链形态线型枝链型网型密度

6、(gcm-3)0.95-0.970.91-0.940.95-1.40结晶度Xc(X射线衍射法)95%60-70%熔点（）135105不熔、不溶抗拉强度b(MPa)20-7010-2050-100最高使用温度()12080-100135用途硬塑料制品：管材、棒材、单丝绳缆、工程塑料部件等软塑料制品、薄膜材料等电工器材、海底电缆等不同密度聚乙烯的性能及应用不同密度聚乙烯的性能及应用3）聚集态结构）聚集态结构聚集态是聚集态是 固态高分子材料按分子链排列的有序性，分：固态高分子材料按分子链排列的有序性，分： 结晶态结构结晶态结构：分子链按照三维有序的方式聚集在一起：分子链按照三维有序的方式聚集在一起形

7、成的；形成的； 非晶态（无定型态）结构非晶态（无定型态）结构：分子链取无规线团构象，：分子链取无规线团构象，杂乱无序地交叠在一起；杂乱无序地交叠在一起； 取向态结构取向态结构：在外场作用下，分子链沿一维或二维方：在外场作用下，分子链沿一维或二维方面局部有序排列形成的。面局部有序排列形成的。3 高分子聚合物的特点高分子聚合物的特点 高分子化合物一般有较好的弹性、塑性、强度、绝缘性，高分子化合物一般有较好的弹性、塑性、强度、绝缘性，低分子化合物这些性能较低。低分子化合物这些性能较低。聚合物的三种聚合聚集态结构示意图聚合物的三种聚合聚集态结构示意图2） 按材料综合特性分类按材料综合特性分类高分子材料

8、高分子材料合成塑料合成塑料热塑性塑料热塑性塑料热固性塑料热固性塑料橡胶橡胶纤维纤维合成橡胶合成橡胶天然橡胶天然橡胶天然纤维天然纤维合成纤维合成纤维涂料涂料黏合剂黏合剂合成树脂涂料合成树脂涂料油脂、天然树脂涂料油脂、天然树脂涂料4 高分子聚合物的分类高分子聚合物的分类1） 按聚合物分子的来源分类按聚合物分子的来源分类蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然蚕丝、羊毛、纤维素、油脂、天然橡胶橡胶、淀粉、淀粉、 蛋白质等蛋白质等塑料塑料、合成橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料等、合成橡胶、合成纤维、胶粘剂、涂料等5 高分子聚合物的力学状态高分子聚合物的力学状态（2）实际应用）实际应用常温下呈玻璃态常温下呈玻璃态，则

9、该聚合物用作塑料。，则该聚合物用作塑料。常温下呈高弹态，则该聚合物用作弹性材料，如橡胶。常温下呈高弹态，则该聚合物用作弹性材料，如橡胶。（1）含义）含义Tg-高分子材料使用的温度上限，高于高分子材料使用的温度上限，高于Tg时，变形大或断裂，时，变形大或断裂， Tg衡量材衡量材料的耐热性料的耐热性 。Tf-高分子材料的成型温度，高分子材料的成型温度， 成型加工难易的标志。成型加工难易的标志。Tg与与Tf的意义的意义1 塑料的组成塑料的组成第二节第二节 塑料的基本特性塑料的基本特性添加剂添加剂 - 填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、固化剂、其他添加剂剂、固化剂

10、、其他添加剂组成组成1 合成树脂（高聚物）合成树脂（高聚物）由低分子化合物通过缩聚或加聚反应合成的高分子化合物由低分子化合物通过缩聚或加聚反应合成的高分子化合物,如酚醛树脂、聚乙烯等如酚醛树脂、聚乙烯等,是塑料的主要组成是塑料的主要组成,也起粘接剂也起粘接剂作用。作用。合成树脂在塑料中的含量约合成树脂在塑料中的含量约40%100%，对塑，对塑料的性能起决定性作用。料的性能起决定性作用。2添加剂添加剂 为改善性能而加入的其他组分为改善性能而加入的其他组分,主要有以下几种：主要有以下几种： 填料在塑料中主要起增强作用。有时也可改善或提高塑料填料在塑料中主要起增强作用。有时也可改善或提高塑料的某些特

11、殊性能的某些特殊性能,以扩大其应用范围。填料的用量可达以扩大其应用范围。填料的用量可达20%50%, 是塑料改性最重要的组成。是塑料改性最重要的组成。塑料的组成塑料的组成 例如：例如： 加入石墨、石棉纤维或玻璃纤维等加入石墨、石棉纤维或玻璃纤维等,可以改善塑料的机械性能；可以改善塑料的机械性能； 加人石棉粉可提高塑料的耐热性；加人石棉粉可提高塑料的耐热性； 加入云母粉可提高塑料的电绝缘性；加入云母粉可提高塑料的电绝缘性； 加入二硫化钼等可提高塑料的自润滑性；加入二硫化钼等可提高塑料的自润滑性； 加入铝粉可提高塑料对光的反射能力等。加入铝粉可提高塑料对光的反射能力等。 它的作用在于通过交联使树脂

12、具有体型网状结构它的作用在于通过交联使树脂具有体型网状结构,成为较坚硬和稳定的塑料制品。成为较坚硬和稳定的塑料制品。 例如：例如： 在酚醛树脂中加入六亚甲基四胺；在酚醛树脂中加入六亚甲基四胺； 在环氧树脂中加入乙二氨、顺丁烯二酸酐等。在环氧树脂中加入乙二氨、顺丁烯二酸酐等。(3) 增塑剂增塑剂 用以提高树脂可塑性和柔性的添加剂。常用的为液态用以提高树脂可塑性和柔性的添加剂。常用的为液态或低熔点的固体有机化合物。或低熔点的固体有机化合物。 例如：聚氯乙烯树脂中加入邻苯二甲酸二丁酯例如：聚氯乙烯树脂中加入邻苯二甲酸二丁酯,可变为可变为橡胶一样的软塑料。橡胶一样的软塑料。(4)稳定剂稳定剂 为了防止

13、受热、光等的作用使塑料过早老化为了防止受热、光等的作用使塑料过早老化,加入少量能起加入少量能起稳定化作用的物质。稳定化作用的物质。 例如：例如： 能抗氧的物质有酚类和胺类等有机物能抗氧的物质有酚类和胺类等有机物; 炭黑则可作紫外线吸收剂。炭黑则可作紫外线吸收剂。 其他一些添加剂其他一些添加剂,如如。2 塑料的特性塑料的特性。虽然塑料制品的性能,根据其种类、成型条件及使用环境等变化较大,但与其它材料相比较,塑料具有良好的综合特性。1 多数塑料制品有透明性,并富有光泽,能着鲜艳色彩。2 2 质轻质轻, ,耐振动与冲击耐振动与冲击, ,比强度高比强度高（按单位质量计算的强度）（按单位质量计算的强度）

14、塑料比金属轻塑料比金属轻,一般塑料一般塑料比重比重在在0.92.3之间之间(各种泡沫塑各种泡沫塑料的比重在料的比重在0.010.5之间之间)；强度较高，有些增强塑料的强度较高，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材比强度接近甚至超过钢材。例如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为例如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用兆帕，而用玻璃纤维增强的塑料可达到玻璃纤维增强的塑料可达到170 400兆帕。兆帕。大多数塑料具有优良的大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑减摩、耐磨和自润滑特性。如工特性。如工程塑料制造的耐摩擦零件；在耐磨塑料中加入某些固体程塑料制造的耐摩擦零件；在耐磨塑料中加入某些固体

15、润滑剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐润滑剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。磨性能。 减震消音，具有柔韧性和弹性减震消音，具有柔韧性和弹性3 塑料电绝缘性、热物理性能好。塑料电绝缘性、热物理性能好。几乎所有塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小几乎所有塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小的介电损耗和优良的的介电损耗和优良的耐电弧特性耐电弧特性，可与陶瓷媲美，可与陶瓷媲美导热率极小导热率极小,只有金属的只有金属的1/6001/200,泡沫塑料的泡沫塑料的导热率与静态空气相当导热率与静态空气相当,因此被广泛用作绝热保温因此被广泛用作绝热保温材料或建筑节能、冷藏等材料或建筑节能

16、、冷藏等绝热绝热装置材料。装置材料。4 优良的化学稳定性能优良的化学稳定性能一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐耐腐蚀能力腐蚀能力特别的如，聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能特别的如，聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好，甚至能耐比黄金还要好，甚至能耐王水王水等强腐蚀等强腐蚀性电解质的腐蚀，被称为性电解质的腐蚀，被称为塑料王塑料王。 5 塑料塑料、加工方便、加工方便,能大批量生能大批量生产产 容易进行切削、焊接、表面处理等二次加工容易进行切削、焊接、表面处理等二次加工,精加工成本低精加工成本低,用塑料制品代替金属制品用塑料制品代替金属制品,可可以节约大量金属材料。以

17、节约大量金属材料。 塑料与金属及其它工业材料相比较有如塑料与金属及其它工业材料相比较有如下缺点：下缺点： 1 塑料不耐高温塑料不耐高温,低温容易发脆低温容易发脆. 多数塑料虽不易燃烧多数塑料虽不易燃烧,但在但在300以上发生变形以上发生变形,燃烧时放出有毒气体。由于耐热性较差燃烧时放出有毒气体。由于耐热性较差,使塑料使塑料的用途受到限制的用途受到限制塑料的缺点塑料的缺点 2 塑料制品易变形塑料制品易变形 温度变化时温度变化时尺寸稳定性较差尺寸稳定性较差,成型收缩较大成型收缩较大,即使即使在在常温负荷下也容易变形常温负荷下也容易变形。 3 塑料有塑料有“老化老化”现象现象 塑料在长时间使用或贮藏

18、过程中塑料在长时间使用或贮藏过程中,质量会逐渐下质量会逐渐下降。这是由于受周围环境如氧气、光、热、辐射、降。这是由于受周围环境如氧气、光、热、辐射、它是塑料制品性能的一个它是塑料制品性能的一个严重缺陷严重缺陷。 1PET聚对苯二甲酸乙二醇酯聚对苯二甲酸乙二醇酯 常见于矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等。温度常见于矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等。温度达到达到70时易变形，且有对人体有害的物质融了。时易变形，且有对人体有害的物质融了。1号塑料品使用号塑料品使用10个月后，个月后，可能释放出致癌物可能释放出致癌物DEHP。这类瓶子不能放在汽车内晒太阳，不能装酒、油。这类瓶子不能放在汽车内晒太阳，不能装酒、油等物质。等物

19、质。 2HDPE高度密聚乙烯高度密聚乙烯 常见于白色药瓶、清洁用品、沐浴产品。不要常见于白色药瓶、清洁用品、沐浴产品。不要用来做水杯，或者做储物容器装其他物品。用来做水杯，或者做储物容器装其他物品。 3PVC聚氯乙烯聚氯乙烯 常见于雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等。可塑性优良，常见于雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等。可塑性优良，价钱便宜，故使用很普遍，耐热至价钱便宜，故使用很普遍，耐热至81时达到顶点，高温时容易产生有害物时达到顶点，高温时容易产生有害物质，很少被用于食品包装。难清洗、易残留，不要循环使用。质，很少被用于食品包装。难清洗、易残留，不要循环使用。 4PE聚乙烯聚乙烯 常见于保鲜膜、塑料膜

20、等。高温时有有害物质产生，有毒常见于保鲜膜、塑料膜等。高温时有有害物质产生，有毒物质随食物进入人体后，可能引起乳腺癌、新生儿先天缺陷等疾病。物质随食物进入人体后，可能引起乳腺癌、新生儿先天缺陷等疾病。 5PP聚丙烯聚丙烯 常见于豆浆瓶、优酪乳瓶、微波炉餐盒，熔点高达常见于豆浆瓶、优酪乳瓶、微波炉餐盒，熔点高达167，是唯一可以放进微波炉的塑料制品，可在小心清洁后重复使用。需要注意的是唯一可以放进微波炉的塑料制品，可在小心清洁后重复使用。需要注意的是，有些微波炉餐盒，盒体以是，有些微波炉餐盒，盒体以5号号PP制造，但盒盖却以制造，但盒盖却以1号号PET制造，由于制造，由于PET不能抵受高温，故不

21、能与盒体一并放进微波炉。不能抵受高温，故不能与盒体一并放进微波炉。 6PS聚苯乙烯聚苯乙烯 常见于碗装泡面盒、快餐盒。不能放进微波炉中，以免常见于碗装泡面盒、快餐盒。不能放进微波炉中，以免因温度过高而释放出有害化学物质。避免用快餐盒打包滚烫的食物，别用微因温度过高而释放出有害化学物质。避免用快餐盒打包滚烫的食物，别用微波炉煮碗装方便面。波炉煮碗装方便面。 7PC其他类其他类 常见于水壶、太空杯、奶瓶。百货公司常用这些材质的水常见于水壶、太空杯、奶瓶。百货公司常用这些材质的水杯当赠品。不过，这种材质的水杯很容易释放了有毒物质双酚杯当赠品。不过，这种材质的水杯很容易释放了有毒物质双酚A，对人体有，

22、对人体有害。另外，使用这种水杯时不要加热，不要在阳光下晒。害。另外，使用这种水杯时不要加热，不要在阳光下晒。附：常用塑料特性附：常用塑料特性3 塑料的分类塑料的分类 塑料的分类体系比较复杂，各种分类方法也有所交叉，按塑料的分类体系比较复杂，各种分类方法也有所交叉，按常规分类主要有以下三种：常规分类主要有以下三种： 通用塑料通用塑料 工程塑料工程塑料 特种塑料特种塑料* 二是按使用特性分类二是按使用特性分类 热塑性塑料热塑性塑料 PE、PVC、PS、PP、ABS 热固性塑料热固性塑料一是按热行为分类一是按热行为分类# 三是按加工方法分类三是按加工方法分类 * 特种塑料特种塑料 一般是指具有特种功

23、能，可用于航空、航天等一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。特殊应用领域的塑料。 如如氟塑料和有机硅氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用滑等特殊功用 增强塑料和泡沫塑料增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性具有高强度、高缓冲性等特殊性能等特殊性能 返回返回 返回返回热塑性塑料形变与温度的关系热塑性塑料形变与温度的关系热固性塑料受热后流动性变化情况热固性塑料受热后流动性变化情况第三节第三节 塑料的工艺特性塑料的工艺特性一、塑料的成型工艺一、塑料的成型工艺成型工艺特性成型工艺特性 加工工艺特性加工工艺特性 (机械加工、热成型、连接、表面处理机

24、械加工、热成型、连接、表面处理) 塑料的工艺特性塑料的工艺特性注射、挤出、吹塑、压制等注射、挤出、吹塑、压制等合模合模脱模脱模冷却（塑化）冷却（塑化）保压保压注射注射 螺杆式注射成型螺杆式注射成型柱塞式注射成型柱塞式注射成型注射成型注射成型螺杆式注塑系统装配图螺杆式注塑系统装配图螺杆式注塑系统螺杆式注塑系统柱塞式柱塞式塑化系统塑化系统分流梭分流梭柱塞式注塑成型原理图柱塞式注塑成型原理图 5 5）生产成本高，生产周期长，不适合生产单件）生产成本高，生产周期长，不适合生产单件和小批量的塑件生产。和小批量的塑件生产。应用应用目前产品的产量占塑料制件产量的目前产品的产量占塑料制件产量的30%以上。以上

25、。对成型各种塑料的适应性强，到目前为止，对成型各种塑料的适应性强，到目前为止，几乎所有的热塑性塑料及一些热固性塑料均几乎所有的热塑性塑料及一些热固性塑料均可用此方法成型；可用此方法成型；塑料中的嵌件塑料中的嵌件 1、加料、加料 2、闭模、闭模 3、排气、排气 4、固化、固化 5、脱模、脱模压缩成型过程压缩成型过程压缩模结构压缩模结构图图3.3 压注成型原理图压注成型原理图2022-6-5435 5 挤出成型挤出成型 挤出成型的应用：挤出成型的应用：生产管材、棒料、板材、片材、线材和生产管材、棒料、板材、片材、线材和薄膜等连续型材的生产。成型的塑件均为具有恒定截面形薄膜等连续型材的生产。成型的塑

26、件均为具有恒定截面形状的状的连续型材连续型材。 2022-6-5442022-6-545挤出成型原理挤出成型原理 1-挤出机料筒；挤出机料筒；2-机头；机头；3-定径装置；定径装置；4-冷却装置；冷却装置；5-牵引装置；牵引装置；6-塑料管；塑料管；7-切割装置切割装置挤出口模挤出口模挤出成型方法的特点挤出成型方法的特点 (1)连续成型，产量大，生产率高，成本低。连续成型，产量大，生产率高，成本低。 (2)塑件的几何形状简单，横截面形状不变，模具结塑件的几何形状简单，横截面形状不变，模具结构较简单。构较简单。 (3)塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确。塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确

27、。 (4)适应性强，除氟塑料外，所有的热塑性塑料都可适应性强，除氟塑料外，所有的热塑性塑料都可采用挤出成型，部分热固性塑料也可采用挤出成型。采用挤出成型，部分热固性塑料也可采用挤出成型。 变换机头口模，产品的截面形状和尺寸可相应改变，变换机头口模，产品的截面形状和尺寸可相应改变，这样就能生产出不同规格的各种塑料制件。这样就能生产出不同规格的各种塑料制件。 所用设备结构简单所用设备结构简单，操作方便，应用广泛。，操作方便，应用广泛。二二 塑料的二次加工塑料的二次加工1 塑料的机械加工塑料的机械加工（1）加工工艺）加工工艺 同金属材料的的切削加工。包括锯、切、车、铣、磨、刨、同金属材料的的切削加工

28、。包括锯、切、车、铣、磨、刨、钻、喷砂、抛光、螺纹加工。钻、喷砂、抛光、螺纹加工。（2）塑料机械加工注意事项）塑料机械加工注意事项A 塑料导热性差，加工过程中散热不良。塑料导热性差，加工过程中散热不良。B 回弹性大，易变性，加工表面粗糙，尺寸误差大。回弹性大，易变性，加工表面粗糙，尺寸误差大。C 加工有方向性的塑料时，易开裂、分层、起毛或崩落。加工有方向性的塑料时，易开裂、分层、起毛或崩落。2 塑料的热成型塑料的热成型以热塑性塑料板材和片材为成型对象的二次成型技术以热塑性塑料板材和片材为成型对象的二次成型技术, 其法一般是先将板、片材裁切成一定形状其法一般是先将板、片材裁切成一定形状和尺寸的坯

29、件和尺寸的坯件, 再将坯件在一定温度下加热到弹塑性状态再将坯件在一定温度下加热到弹塑性状态, 然后施加压力使坯件弯曲与延伸然后施加压力使坯件弯曲与延伸,在在达到预定的型样后使之冷却定型成为敞口薄壳形制品。达到预定的型样后使之冷却定型成为敞口薄壳形制品。(1)二次成型的温度二次成型的温度 热塑性塑料在一定温度下可以软化、熔融流动，冷却热塑性塑料在一定温度下可以软化、熔融流动，冷却后获得一定的形状，再加热又可再软化乃至熔融流动，所以后获得一定的形状，再加热又可再软化乃至熔融流动，所以二次成型二次成型仅适用于仅适用于热塑性塑料热塑性塑料。 二次成型的温度区二次成型的温度区T TgTTf二次成型温度区

30、二次成型温度区一次成型温度区一次成型温度区* 适合二次成型的塑料适合二次成型的塑料 适合于适合于Tg比室温高得多的聚合物。因为它们成型的制品要比室温高得多的聚合物。因为它们成型的制品要在室温下长期使用，这样才能具有良好的尺寸稳定性。在室温下长期使用，这样才能具有良好的尺寸稳定性。（2）塑料的热成型工艺）塑料的热成型工艺将热塑性塑料加热到一定温度将热塑性塑料加热到一定温度T (TgTTf), 利用模具进行利用模具进行成型。成型。铝合金模具铝合金模具 大批量生产大批量生产石膏、树脂、铝合金电铸模具石膏、树脂、铝合金电铸模具 少量生产少量生产模具模具热成型方法热成型方法有多种有多种, 成型过程中对坯

31、件施加的压力成型过程中对坯件施加的压力, 基本上都是以真空、气压或机械压力三种方法为基础基本上都是以真空、气压或机械压力三种方法为基础加以组合或改进而成的。加以组合或改进而成的。 真空成型真空成型采用真空使受热软化的片材紧贴模具表面而成采用真空使受热软化的片材紧贴模具表面而成型。此法最简单型。此法最简单,但抽真空所造成的压差不大，但抽真空所造成的压差不大，只用于外形简单的制品。只用于外形简单的制品。气压热成型气压热成型采用压缩空气或蒸汽压力，迫使受热软化的片采用压缩空气或蒸汽压力，迫使受热软化的片材紧贴于模具表面而成型。由于压差比真空成材紧贴于模具表面而成型。由于压差比真空成型大，可制造外形较

32、复杂的制品。型大，可制造外形较复杂的制品。 常见的热成型方法常见的热成型方法气压热成型气压热成型真空成型真空成型对模热成型对模热成型 将受热软化的片材放在配对的阴、阳模之将受热软化的片材放在配对的阴、阳模之间间,借助机械压力进行成型。此法的成型压借助机械压力进行成型。此法的成型压力更大，可用于制造外形复杂的制品，但力更大，可用于制造外形复杂的制品，但模具费用较高。模具费用较高。 柱塞助压成型柱塞助压成型 用柱塞或阳模将受热片材进行部分预拉用柱塞或阳模将受热片材进行部分预拉伸伸,再用真空或气压进行成型，可以制得再用真空或气压进行成型，可以制得深度大、壁厚分布均匀的制品。深度大、壁厚分布均匀的制品

33、。 固相成型固相成型片材加热至温度不超过树脂熔点，使材料保持在固体状态下成型。用于片材加热至温度不超过树脂熔点，使材料保持在固体状态下成型。用于 ABS树脂、聚丙烯、高分子量高密度聚乙烯。制件刚性、强度等都高于一树脂、聚丙烯、高分子量高密度聚乙烯。制件刚性、强度等都高于一般热成型产品。般热成型产品。双片材热成型双片材热成型两个片材叠合一起两个片材叠合一起,中间吹气中间吹气,可制大型中空制件。可制大型中空制件。对模热成型对模热成型柱塞助压成型柱塞助压成型模压热成型和真空成型是热塑性塑料最简单的成型方法，是模压热成型和真空成型是热塑性塑料最简单的成型方法，是二次成型的主要方法。二次成型的主要方法。

34、 A 模压热成型模压热成型 凸模凸模 、凹模、凹模 P103 图图6-48 B 真空成型（真空抽吸成型）图真空成型（真空抽吸成型）图6-49(4) 应用应用 (3) 特点特点优点：模具简单，设备费用低，生产成本低，大批量、小优点：模具简单，设备费用低，生产成本低，大批量、小批批 量生产均适用。量生产均适用。缺点：不适宜形状复杂、精度要求高的产品，产品壁厚难缺点：不适宜形状复杂、精度要求高的产品，产品壁厚难以以 控制。控制。 用于日用器皿，电子仪表外壳，玩具，飞机罩，包装罩用于日用器皿，电子仪表外壳，玩具，飞机罩，包装罩, 制品的表面积可以很大，属于半壳形制品的表面积可以很大，属于半壳形 PMM

35、A, PET, PVC, PE, ABS, PC（3 ）塑料连接）塑料连接 焊接（热熔粘接）、溶剂粘接、胶黏剂粘接焊接（热熔粘接）、溶剂粘接、胶黏剂粘接（4 ）塑料的表面处理）塑料的表面处理 b 表面处理工艺表面处理工艺 涂饰、镀饰、烫印、压花、彩饰等。涂饰、镀饰、烫印、压花、彩饰等。 a 表面处理的目的表面处理的目的 提高塑料产品的性能，赋予新的表面特征。提高塑料产品的性能，赋予新的表面特征。塑料产品的生产过程塑料产品的生产过程塑料涂饰及镀饰的目的塑料涂饰及镀饰的目的第四节第四节 设计常用的塑料材料设计常用的塑料材料用量大，性能普通，一般在价格和性能上都比工程用量大，性能普通，一般在价格和性

36、能上都比工程和特种塑料要低。和特种塑料要低。作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。：。：-般指能承受一定的外力作用，并有良好般指能承受一定的外力作用，并有良好的的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。的塑料。 一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、用领

37、域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊功用，增强塑料和泡沫塑料具有高强度、自润滑等特殊功用，增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料的范畴。畴。 通用塑料通用塑料工程塑料工程塑料特种塑料特种塑料一、一、 通用塑料通用塑料 1 聚乙烯塑料（聚乙烯塑料（PE） 2 聚丙烯塑料（聚丙烯塑料（PP） 3 聚苯乙烯塑料（聚苯乙烯塑料（PS） 4 聚氯乙烯塑料（聚氯乙烯塑料（PVC） 5 聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）1聚乙烯（聚乙烯（PE ）塑料）塑料 由乙烯聚合而成，分子式：（由乙烯聚合而成

38、，分子式：（CH2CH2）n 其原料充足，产量一直是世界塑料产量的首位，其原料充足，产量一直是世界塑料产量的首位，在我国居第二位，仅次于在我国居第二位，仅次于PVC塑料，属易加工塑料，属易加工塑料。塑料。 分类： 第一类：PE-HD 对于密度为0.91-0.925g/cm3，为第一类型PE-HD； 对于密度为 0.926-0.94g/cm3，为第二类型PE-HD； 对于密度为0.94-0.965g/cm3，为第三类型PE-HD。 第二类：PE-LD 特点：在所有塑料中密度较低 结构最简单，热塑性塑料。结构最简单，热塑性塑料。 PE-HD是是高结晶材料高结晶材料，高结晶度导致了它的，高结晶度导致

39、了它的高密高密度度、抗张力强度、高扭曲温度，粘性以及化学稳、抗张力强度、高扭曲温度，粘性以及化学稳定性定性 PE-HD比比PE-LD抗渗透性强、但抗渗透性强、但抗冲击强度较低抗冲击强度较低PH-HD的特性主要由密度和分子量分布所控制的特性主要由密度和分子量分布所控制 PE-LD是是半结晶材料半结晶材料，成型后收缩率较高，在，成型后收缩率较高，在1.5%到到4%之间。之间。 分子量越高，分子量越高，PH-LD的流动特性越差，但是有的流动特性越差，但是有更好的抗更好的抗冲击强度。冲击强度。 性能：性能： 由于其在密度、结晶度、分子量方面的差异其性能由于其在密度、结晶度、分子量方面的差异其性能差异是

40、较大的。差异是较大的。 一般情况下，低密度聚乙烯的机械性能较高密度聚一般情况下，低密度聚乙烯的机械性能较高密度聚乙烯稍差，制品较高密度聚乙烯软。乙烯稍差，制品较高密度聚乙烯软。 无毒。无毒。 电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐低温性能和流动电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐低温性能和流动性能优良。性能优良。 柔顺性、热塑性、弹性、透气性好；透水性差。柔顺性、热塑性、弹性、透气性好；透水性差。 性状：性状：白色或浅白色腊状半透明固体。薄膜白色或浅白色腊状半透明固体。薄膜状聚乙烯几乎透明。状聚乙烯几乎透明。 常用方面：常用方面： 薄膜薄膜 线型低密度聚乙烯地膜覆盖用薄膜（应用线型低密度聚乙烯地膜覆盖用薄膜

41、（应用最多）、农用大棚薄膜、包装用薄膜、果品保最多）、农用大棚薄膜、包装用薄膜、果品保鲜用薄膜、防化膜、其他吹塑超薄薄膜等鲜用薄膜、防化膜、其他吹塑超薄薄膜等 常用方面：常用方面： 管材管材 线性低密度聚乙烯软管用于电线、电缆绝缘线性低密度聚乙烯软管用于电线、电缆绝缘护管、套；管可用于煤气管、自来水上下水管、护管、套；管可用于煤气管、自来水上下水管、农用暗管、农用暗管、60以下耐蚀性输液管道等。以下耐蚀性输液管道等。 塑料容器塑料容器 高密度聚乙烯可制作中空容器如周转箱、高密度聚乙烯可制作中空容器如周转箱、瓦楞箱、桶、瓶、大型储槽等瓦楞箱、桶、瓶、大型储槽等 机械零件机械零件 超高分子量聚乙烯

42、超高分子量聚乙烯具有具有良好的耐磨性良好的耐磨性，用于各种机械零部件做不粘、耐磨、低噪音的润用于各种机械零部件做不粘、耐磨、低噪音的润滑部件，如密封圈、轴承、低载的齿轮、人体关滑部件，如密封圈、轴承、低载的齿轮、人体关节等。用火焰法或静电法喷覆于金属表面，以提节等。用火焰法或静电法喷覆于金属表面，以提高高耐磨性及耐腐蚀性耐磨性及耐腐蚀性，如家电外壳。，如家电外壳。聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC) 由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯，再聚合而成,是热塑性塑料。 分子式： 日用品 皂合（常用着色剂：荧光黄、透明红、荧光绿）塑料袋、药品瓶、油桶、餐具、玩具、花、日用杂品等。 其他 板材（即出版材、片材） 人造革

43、 单丝 泡沫塑料及其制品聚丙烯（聚丙烯（PP） 属易加工塑料。 分子式： 特点：特点： 由于分子链上挂有侧基由于分子链上挂有侧基CH3,不利于分子排列的不利于分子排列的规整度和柔性，使规整度和柔性，使刚性增大刚性增大。 相对密度在塑料里最小相对密度在塑料里最小，仅为，仅为0.900.91g/cm3，是塑料中最轻的塑料。是塑料中最轻的塑料。 性状：性状： 制品表面低透明度、低光泽度，制品表面低透明度、低光泽度，透明好于聚乙透明好于聚乙烯，易着色。烯，易着色。 性能：性能：机械性能机械性能( (强度、硬度、和弹性等强度、硬度、和弹性等) )均高于聚乙烯均高于聚乙烯。 拉伸强度为拉伸强度为32324

44、040兆帕兆帕 弯曲强度为弯曲强度为40405555兆帕兆帕 抗弯折能力强，抗冲击强度高抗弯折能力强，抗冲击强度高 PPPP的强度随着乙烯含量的增加而增大。由于结晶度较高，这种材的强度随着乙烯含量的增加而增大。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好，不存在环境应力开裂问题。料的表面刚度和抗划痕特性很好，不存在环境应力开裂问题。 通常采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对通常采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PPPP进行进行改性。改性。耐高温（耐高温（100100以下可长期工作），低温性能稍差以下可长期工作），低温性能稍差优良的电绝缘性和耐腐蚀性能在常温下耐酸、碱

45、腐蚀优良的电绝缘性和耐腐蚀性能在常温下耐酸、碱腐蚀冲击韧性差，抗老化差，透气性比冲击韧性差，抗老化差，透气性比PEPE大大 常用方面：常用方面： 工农业工农业 喷灌管、化工管道、板材、电缆包覆和护套、打包带、喷灌管、化工管道、板材、电缆包覆和护套、打包带、包装袋、瓦楞板等包装袋、瓦楞板等 机械零件机械零件 法兰、齿轮、手把、接头、汽车水、油箱壳体、电视法兰、齿轮、手把、接头、汽车水、油箱壳体、电视机壳体等机壳体等 日用品日用品 水杯、食具、玩具、饮料、药品容器、包装薄膜如玻水杯、食具、玩具、饮料、药品容器、包装薄膜如玻璃纸透明。璃纸透明。 纺织品纺织品 丙纶纤维、无纺布等。丙纶纤维、无纺布等。

46、 另外另外 聚丙烯改性后，大大扩展了其用途，可做成仿木材。聚丙烯改性后，大大扩展了其用途，可做成仿木材。发泡制品可作包装材料使用。发泡制品可作包装材料使用。聚丙烯板提供了多种颜色和印刷工艺,从而使这种材料在外形上为日常用品的生产提供了许多无尽的可能性.可用于家具,包装,照明设备,文具,垫。 6 酚醛塑料（酚醛塑料（PF）（热固性塑料）（热固性塑料） 5 聚甲基丙烯酸甲脂塑料（聚甲基丙烯酸甲脂塑料（PMMA）聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC) 由乙炔气体和氯化氢合成氯乙烯，再聚合而成,是热塑性塑料。 分子式： 特点：特点： 聚氯乙烯的分子链中存在极性氯原子聚氯乙烯的分子链中存在极性氯原子,增大了分子间的

47、增大了分子间的作用力作用力,阻碍了单链内旋阻碍了单链内旋,减小了分子链间距离减小了分子链间距离,所以刚所以刚度、强度和硬度均比聚乙烯高度、强度和硬度均比聚乙烯高。质硬、耐老化性好。质硬、耐老化性好。 优点优点：具有轻质、防水、防潮隔热、保温、防潮、阻：具有轻质、防水、防潮隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等。规格、色彩、图案繁多，极富装饰燃、施工简便等。规格、色彩、图案繁多，极富装饰性，可应用于居室内墙和吊顶的装饰，是塑料类材料性，可应用于居室内墙和吊顶的装饰，是塑料类材料中应用最为广泛的装饰材料之一。中应用最为广泛的装饰材料之一。 缺点缺点：怕火，不耐高温，在较热的环境中工作容易变：怕火，不耐

48、高温，在较热的环境中工作容易变形。形。 硬质聚氯乙烯（薄璃球树脂）硬质聚氯乙烯（薄璃球树脂） 加人少量增塑剂、稳定剂和填料获得，具有较高的机械强度加人少量增塑剂、稳定剂和填料获得，具有较高的机械强度和较好的耐蚀性（酸、碱）。拉伸强度为和较好的耐蚀性（酸、碱）。拉伸强度为4050兆帕。兆帕。 软质聚氯乙烯（棉花球树脂）软质聚氯乙烯（棉花球树脂） 增塑剂加入量达增塑剂加入量达30%40%时时,制得软质聚氯乙烯制得软质聚氯乙烯,其延伸率高其延伸率高,制品柔软制品柔软,具有良好的耐蚀性和电绝缘性。拉伸强度在具有良好的耐蚀性和电绝缘性。拉伸强度在1020兆帕。兆帕。 性状：性状： 白色粉末，密度白色粉末

49、，密度1.4。 常用方面：常用方面： 工农业工农业 农用薄膜（透气、透紫外线）、雨布耐酸、碱管、绝农用薄膜（透气、透紫外线）、雨布耐酸、碱管、绝缘层、电线管、医药卫生器具缘层、电线管、医药卫生器具 国防国防 结构零件结构零件 建材建材 墙板、天花板、目前大量用于饰条、室内门窗、塑钢墙板、天花板、目前大量用于饰条、室内门窗、塑钢门窗等。门窗等。聚乙烯薄膜聚乙烯薄膜 无毒，可盛放食物，强度差些，不能受无毒，可盛放食物，强度差些，不能受80以上高温，以上高温，有一定透气性，不宜长期盛装茶叶、香料等有一定透气性，不宜长期盛装茶叶、香料等聚氯乙烯薄膜聚氯乙烯薄膜 毒性，不宜与食品直接接触。常用于做雨衣、

50、鞋底、毒性，不宜与食品直接接触。常用于做雨衣、鞋底、床罩、窗帘、桌布、手提包等床罩、窗帘、桌布、手提包等（1）触摸法）触摸法 手摸起来有润滑感，蜡感，是聚乙烯膜袋，而聚氯乙烯薄膜摸手摸起来有润滑感，蜡感，是聚乙烯膜袋，而聚氯乙烯薄膜摸起来有些发粘起来有些发粘（2）抖动法）抖动法 用手抖动，声音发脆，质轻易漂浮是聚乙烯薄膜袋；声音低沉用手抖动，声音发脆，质轻易漂浮是聚乙烯薄膜袋；声音低沉为聚氯乙烯薄膜袋为聚氯乙烯薄膜袋（3）燃烧法）燃烧法 易燃，火焰呈黄色，燃烧时有石蜡状油滴落，并有蜡烛燃烧时易燃，火焰呈黄色，燃烧时有石蜡状油滴落，并有蜡烛燃烧时的气体，是聚乙烯薄膜袋。不易燃烧，离火即灭，火焰呈