1、第七章 塑料及其加工工艺塑料的起源和定义 最早的塑料是由天然的有机材料经过化学改性获得的,而第一个用化学方法合成并在1909年投入工业化生产的塑料是酚醛塑料,直至今日,它仍然是人们日常生活和生产当中十分重要的热固性塑料之一。塑料被广泛认为是一种由氢、碳、氮、氧、氟、硅、硫和氯原子组成的聚合物,是以合成树脂为主要成分,适当加入填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂,在一定温度和压力下加工塑制成型或交联固化成型的一类高分子材料。塑料早已作为一类十分重要的材料进入各个产业部门,比如机械、化工、纺织、建材、医药卫生、文体用品、交通运输、农业水利等,甚至于像原子能、国防军工、航空航天这样的高科技领域
2、,塑料也同样发挥着越来越重要的作用。7.1高分子聚合物的基本知识1.高分子聚合物的特点(1)具有可分割性分子很大,当用外力把分子拉断或切开变成两个分子后高分子聚合物的性质一般没有明显的改变。高分子结构的这种特征称为可分割性。(2)具有弹性所谓弹性是指材料形变的可恢复性。高分子聚合物在外力作用下发生形变,当外力解除,这种形变就可以恢复到原状。弹性是高分子聚合物重要的特征之一。(3)具有可塑性高分子聚合物受热达到一定温度后,先是经过一个较长的软化过程,而后才能变为粘流状态。这是由于高分子聚合物是由很长的大分子链所构成,当链的某部分受热时,须经过一定的时间和温度间隔,整个大分子链才会变软。(4)具有
3、绝缘性高分子聚合物对电、热、声具有良好的绝缘性能。从结构上看这是因为高分子化合物大都是有机化合物,分子中的化学键都是共价键,不能电离,因此不能传递电子,又因为大分子链呈蜷曲状态,互相纠缠在一起,在受热、受声作用之后,分子不易振动起来,因而它对热声也具有绝缘性。2.高分子聚合物的组成和结构(1)高分子聚合物的组成高分子聚合物虽然分子量很大,但化学组成比较简单,都是由简单的结构单元以重复的方式连接而成,例如,聚乙烯是由乙烯单体聚合而成,可以写作-(CH2-CH2)-n它是由许多结构单元叫-(CH2-CH2)-重复连接的,这种重复结构单元称为“链节”。重复的次数称为“聚合度”。聚合度和高分子的分子量
4、有如下关系M=nmM高分子的分子量n高分子的聚合度m链节的分子量 (2)高分子聚合物的结构高分子聚合物的结构包括分子链结构和聚集态结构。分子链结构通常分为线型结构、枝链型结构和网型结构。线型结构的高分子在拉长或低温下易呈直线形状,而在较高温度下或稀溶液中,则易成蜷曲形状,如图7-2(a)和图7-2(b)。枝链型结构的高分子好象一根“节上生枝”的树干样,如图7 2(c)。它的性质和线型结构基本相同网型结构的高分子是在长链大分子之间有若干支链把它们交联起来,构成一种网似的形状,如图7-2(d)。聚合态结构根据分子的排列状态分为晶态聚合物和非晶态聚合物。高分子聚合物的分类7.2塑料的基本特性1.塑料
5、的组成塑料是以合成树脂为主要成分,适当加入填料、增塑剂稳定剂、润滑剂、色料等添加剂,在一定温度和压力下塑制成型的一类高分子材料。塑料各组分在塑料中所起的作用:(1)合成树脂人工合成的高分子化合物,是塑料的基本原料,起着胶粘作用,能将其他组分胶结成个整体,并决定塑料的基本性能。(2)添加剂添加剂的加入,可改善塑料的某些性能,以获得满足使用要求的塑料制品。填填料料提高塑料的机械性能、耐热性能和电性能。同时降低成本,通常填料的加入量为4070。主要是一些在塑料配方中相对呈惰性的粉状材料或纤维材料。增增塑剂塑剂改进塑料的可塑性、柔软性,降低其刚性和脆性,并使塑料易于加工成型。稳稳定剂定剂防止塑料在加工
6、和使用过程中,因受热、氧气和光线作用而变质、分解,以延长塑料的使用寿命。润润滑剂滑剂提高塑料在加工成形中的流动性和脱模性。润滑剂还可以使塑料制品的表面光亮美观。着色剂使塑料具有一定的色彩,以满足使用要求。固固化剂化剂与树脂起化学作用,形成不溶不熔的交联网状结构。为得到热固性塑料,则须加入固化剂。2.塑料的分类按热性能分类:热塑性塑料:在特定温度范围内受热软化(或熔化),冷却后硬化,并且能多次反复,其性能也不发生显著变化的塑料。热塑性塑料在加热软化时,具有可塑性,可以采用多种方法加工成型,成型后的机械性能较好,但耐热性和刚性较差。常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙稀、聚氯乙烯、ABS、聚酰胺、聚碳酸
7、酯等。热固性塑料:在一定温度压力下或在固化剂、紫外光等条件作用下固化生成不溶不熔性能的塑料。热固性塑料在固化后不再具有可塑性,刚度大,硬度高,尺寸稳定,具有较高的耐热性。温度过高时,则会被分解破坏。常见的热固性塑料有酚醛塑料、环氧塑料、氨基树脂、有机硅塑料等。按应用分类:通用塑料:通用塑料一般是指使用广泛,产量大,用途多。价格低廉的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂及氢基树脂等。工程塑料:工程塑料通常是指性能优良,能承受一定外力作用和具有较高的机械强度,适用作工程材料或结构材料的塑料,如聚酰胺、聚碳酸脂、ABS、聚甲醛、聚矾、聚苯醚等。特种塑料:特种塑料又称功能塑料,是指具有
8、特殊功能、能满足特殊使用要求的塑料、如医用塑料、导电塑料等。3.塑料的一般特性(1)塑料质轻,比强度高(比强度是指强度与密度的比值)一般塑料密度在0.923gcm3之间,聚乙烯、聚丙烯的密度最小,约为0.9gcm3,最重的聚四氟乙烯密度不超过2.3gcm3,但比强度高,超过了金属材料。(2)多数塑料制品有透明性并富有光泽,能着鲜艳色彩大多数塑料可制成透明或半透明制品,可以任意着色,且着色坚固,不易变色。(3)优异的电绝缘性大多数塑料在低频低压下具有良好的电绝缘性,有的即使在高频高压下也可以作为电器绝缘材料或电容介质材料。(4)耐磨、自润滑性能好大多数塑料具有优良的减磨、耐磨、自润滑特性,可以在
9、无润滑条件下有效的工作。(5)塑料有耐化学药品性 多数塑料对一般浓度的酸碱盐等化学药品具有良好的耐腐蚀性,其中最突出的是聚四氟乙烯,连“王水”也不能腐蚀,是一种优良的防腐材料。(6)塑料成型加工方便,能大批量生产塑料通过加热、加压可塑制成各种形状的制品,易进行切削、焊接、表面处理等二次加工,精加工成本低,用塑料制品代替金属制品,可以节约大量金属材料。塑料与金属及其他工业材料相比较有以下缺点缺点塑料不耐高温,低温容易发脆。多数塑料虽不易燃烧,但在300左右发生变形,燃烧时放出有毒气体。由于耐热性较差,使塑料的用途受到限制。塑料制品易变形。温度变化时尺寸稳定性较差,成型收缩较大,即使在常温负荷下也
10、容易变形。塑料有“老化”现象。塑料在长时间使用或贮藏过程中,质量会逐渐下降。这是由于受周围环境如氧气、光、热、辐射、湿气、雨雪、工业腐蚀气体、溶剂和微生物等的作用后,塑料的色泽改变、化学构造受到破坏,机械性能下降,变得硬脆或软粘而无法使用,这称为塑料的“老化”,它是塑料制品性能中的一个严重缺陷。7.3 塑料的工艺特性根据加工时聚合物所处状态的不同,塑料成型加工的方法大体可分为三种:处于玻璃态的塑料,可以采用车、铣、钻、刨等机械加工方法和电镀、喷涂等表面处理方法。当塑料处于高弹态时,可以采用热压、弯曲、真空成型等加工方法。把塑料加热到粘流态,可以进行注射成型、挤出成型、吹塑成型等加工。塑料成型方
11、法的选择取决于塑料的类型(热塑性或热固性)、特性、起始状态及制成品的结构、尺寸和形状等。7.3.1塑料的成型工艺 1.注射成型 注射成型又称注塑成型,是热塑性塑料的主要成型方法之一。其原理是利用注射机中螺杆或柱塞的运动,将料筒内已加热塑化的粘流态塑料用较高的压力和速度注入到预先合模的模腔内,冷却硬化后成为所需的制品。整个成型是一个循环的过程,每一成型周期包括:定量加料熔融塑化施压注射充模冷却启模取件等步骤。用注射成型法生产的制品,约占热塑性塑料制品的20一30。注射机是注射成型的主要设备按外形特征可分为卧式、立式和角式注射机(图78图79、图7一10)。注射成型方法有以下优点:能一次成型出外形
12、复杂、尺寸精确的制品;可以极方便的利用一套模具,成批生产尺寸、形状、性能完全相同的产品;生产性能好,成型周期短,一般制件只需30一60秒可成型,而且可实现自动化或半自动化作业,具有较高的生产效率和技术经济指标。2.挤出成型挤出成型又称挤塑成型,主要适合热塑性塑料成型,也适合一部分流动性较好的热固性塑料和增强塑料的成型。其原理是利用机筒内螺杆的旋转运动,使熔融塑料在压力作用下连续通过挤出模的型孔或口模,待冷却定型硬化后而得各种断面形状的制品。挤出成型是塑料加工工业中应用最早、用途最广、适用性最强的成型方法。挤出成型具有突出的优点:设备成本低,占地面积小,生产环境清洁,劳动条件好;生产效率高;操作
13、简单,工艺过程容易控制,便于实现连续自动化生产;产品质量均匀、致密;可以一机多用,进行综合性生产。挤出成型加工的塑料制品,主要是连续的型材制品,如薄膜、管、板、片、棒、单丝、扁带、网、复合材料、中空容器、电线被覆及异型材料等。3.压制成型压制成型主要用于热固性塑料制品的生产,有模压法和层压法两种。优优点点:制品尺寸范围宽,可压制较大的制品;设备简单,工艺条件容易控制;制件无浇口痕迹,容易修整、表面平整、光洁;制品收缩率小、变形小、各项性能较均匀;缺点缺点:不能成型结构和外形过于复杂、加强筋密集、金属嵌件多、壁厚相差较大的塑料制件;对模具材料要求高;成型周期长生产效率低,较难实现自动化生产。(1
14、)模压成型模压成型又称压塑成型。其原理是将定量的塑料原料置于金属模具内,闭合模具,加热加压,使塑性原料塑化流动并充满模腔,同时发生化学反应而固化成型。模压成型制品质地致密,尺寸精确,外观平整光洁,无浇口痕迹,但生产效率较低。是热固性塑料和增强塑料成型的主要方法,部分热塑性塑料的成型也可采用此法,如聚四氟乙烯塑料先模压成型再烧结成制品。(2)层压成型 将浸渍过树脂的片状材料叠合至所需厚度后放入层压机中,在一定的温度和压力下使之粘合固化成层状制品。层压成型制品质地密实,表面平整光洁、生产效率高。多用于生产增强塑料板材、管材、棒材和胶合板等层压材料。4.吹塑成型用挤出、注射等方法制出管状型坯,然后将
15、压缩空气通入处于热塑状态的型坯内腔中、使其膨胀成为所需形状的塑料制品。分为薄膜吹塑和中空吹塑成型。用于制造塑料薄膜、中空塑料制品(如瓶子、包装桶、油箱、玩具等)。(1)薄膜吹塑薄膜吹塑成型是将熔融塑料从挤出机机头口模的环形间隙中呈圆筒形薄管挤出,同时从机头中心孔向着管内腔吹入压缩空气,将薄管吹胀成直径更大的管状薄膜(俗称泡管)冷却后卷取。薄膜吹塑成型主要用于生产塑料薄膜。(2)中空吹塑挤出吹塑:用挤出机挤出管状型坯,趁热将其夹在模具模腔内并封底,向管坯内腔通入压缩空气吹胀成型。注射吹塑分为冷型坯吹塑和热型坯吹塑。前者是将注射制成的试管状有底型坯冷却后移入吹塑模内,将型坯再加热并通入压缩空气吹胀
16、成型;后者则是将注射制成的试管状有底型坯立即趁热移入吹塑模内进行吹塑成型。注射吹塑的特点是制件外观好,重量稳定,尺寸精确、无边角料。拉伸吹塑将挤出或注射制成的型坯加热到适当的温度,进行纵向拉伸,同时或稍后用压缩空气吹胀进行横向拉伸。拉伸后制品的透明度、强度、抗渗透性明显提高。根据制坯方式,分为注射拉伸吹塑工艺和挤出拉伸吹塑工艺。前者主要用于生产盛饮料用PET瓶,后者多用于生产聚丙稀、聚氯乙烯中空制品。5.压延成型利用一对或数对相对旋转的加热辊筒,将热塑性塑料塑化并延展成一定厚度和宽度的薄型材料,如图720所示。压延成型产品质量好,生产能力大,多用于生产塑料薄膜、薄板、片材及人造革、壁纸、地板革
17、等。6.滚塑成型把粉状或糊状塑料置于模具中,加热并沿两垂直轴旋转模具,使模内物料熔融并均匀散布到模腔表面,经冷却脱模而得制品。滚塑成型所用模具及设备成本低,可同时生产多个制件,但生产效率较低。多用于生产各种形状的中空塑料制件,如大型容器、汽车零部件、玩具等。7.铸塑成型铸塑成型又称浇铸成型。将加有固化剂和其他助剂的液态树脂混合物料倒入成型模具中,在常温或加热条件下使其逐渐固化而成为有一定形状的制品。铸塑成型工艺简单,成本低,可以生产大型制件,适用于流动性大而又有收缩性的塑料,如有机玻璃、尼龙、聚氢酯等热塑性塑料和酚醛树脂、不饱和聚酯、环氧树脂等热固性塑料成型采用。8.手糊成型手糊成型是增强塑料
18、成型方法之一,以手工作业为主。在涂有脱模剂的模具上均匀地刷一层树脂,再将按要求剪裁成一定形状的片状增强材料(如纤维增强织物),铺贴到模具上,然后再涂刷树脂,再铺贴增强材料,如此重复直至达到所需厚度和预定形状,然后加热固化,脱模即得制品。9.缠绕成型缠绕成型是纤维增强塑料的成型方法之一。将浸渍过树脂的连续纤维按一定方式缠绕在芯模上制成坯件,经固化而制成一定形状的制品。缠绕成型制品强度高,质量较稳定,易于实现机械化生产。多用来制作圆筒形、球形、管形等大型旋转体制品。10.喷射成型喷射成型是增强塑料的成型方法之一。用喷枪将树脂、助剂及切断的短纤维同时喷射到一定形状的模具上,达到一定厚度后固化成型。喷
19、射成型生产效率高,制品形状、尺寸不受限制。制品整体性好,但场地污染大。多用于制造大型制件。11.传递模塑成型传递成型又称传递压铸成型,热固性塑料的成型方法之一。将热固性塑料原料在加料腔中加热熔化。然后加压注入成型模腔中使其固化成型。传递模塑成型与模压成型相似,但又具有注射成型的特点,如制品尺寸精确,生产周期短,所用模具结构复杂(设有浇口和流道),适合生产形状复杂和带嵌件的制品。7.3.2塑料的二次加工塑料的二次加工又称塑料的二次成型,是采用机械加工、热成型、连接、表面处理等工艺将一次成型的塑料板材、管材、棒材、片材及模制件等制成所需的制品。1.塑料机械加工 塑料机械加工包括锯、切、车、铣、磨、
20、刨、钻、喷砂、抛光、螺纹加工等。塑料的机械加工与金属材料的切削加工大致相同,仍可沿用金属材料加工的一套切削工具和设备。但加工时应注意注意到:塑料的导热性很差,加工中散热不良,一旦温度过高易造成软化发粘、以至分解烧焦制件的回弹性大,易变形,加工表面较粗糙,尺寸误差大;加工有方向性的层状塑料制件时易开裂、分层、起毛或崩落。2塑料热成型将塑料板材(或管材、棒材)加热软化进行成型的方法。根据所使用的模具,可分为无模成型、阳模成型、阴模成型和对模成型。主要成型方法有模压热成型和真空成型。热成型方法适用范围广,多用于热塑性塑料、热塑性复合材料的成型。真空成型又称真空抽吸成型,是将加热的热塑性塑料薄片或薄板
21、置于带有小孔的模具上,四周固定密封后抽取真空,片材被吸附在模具的模壁上而成型,脱模后即得制品。3.塑料连接 塑料连接包括机械连接、焊接、溶剂粘接和胶接等;塑料与塑料、塑料与金属或其他材料的连接,除一般使用的机械连接方法外,还有热熔粘接、溶剂粘接和胶粘剂粘接(胶粘)等方法。(1)塑料焊接又称热熔粘接,是热塑性塑料连接的基本方法。利用热作用,使塑料连接处发生熔融,并在一定压力下粘结在一起。常采用焊接方法有热风焊接、热对挤焊接、高频焊接、超声波焊接、感应焊接、磨擦焊接等。(2)塑料溶剂粘接利用有机溶剂(如丙酮、三氯甲烷、二氢甲烷、二甲苯等)将需粘接的塑料表面溶解或溶胀、通过加压粘接在一起,形成牢固的
22、接头。(3)塑料胶接 利用胶粘性强的胶粘剂,能方便地实现不同塑料或塑料和其他材料间的连接,这是一种很有发展前途的连接方法。4.塑料表面处理塑料表面处理包括镀饰、涂饰、印刷、烫印、压花、彩饰等。涂饰:塑料零件涂饰的目的,主要是防止塑料制品老化,提高制品耐化学药品与耐溶剂的能力,以及装饰着色,获得不同表面肌理等。镀饰:塑料零件表面镀覆金属,能改善塑料零件的表面性能,达到防护、装饰和美化的目的。例如,使塑料零件具有导电性,提高制品的表面硬度和耐磨性,提高防老化、防潮、防溶剂侵蚀的性能,井使制品具有金属光泽。烫印:利用刻有图案或文字的热模,在一定的压力下,将烫印材料上的彩色锡箔转移到塑料制品表面上,从
23、而获得精美的图案和文字。7.4常用的塑料材料7.4.1通用塑料(1)聚乙烯塑料(PE)热塑性塑料 聚乙烯塑料是最常用的热塑性塑料,外观呈乳白色,有似蜡的手感,无毒、无味,密度小,具有良好的化学稳定性、耐寒性和电绝缘性,易加工成型,但耐热性、耐老化性较差。聚乙烯塑料制品种类繁多,可用吹塑、挤出、注射等成型方法生产薄膜、型材、各种中空制品和注射制品等,广泛用于农业、电子、机械、包装、日用杂品等方面。(2)聚丙烯塑料(PP)热塑性塑料 聚丙烯塑料外观呈乳白色半透明,无毒无味,质轻(是非泡沫塑料中密度最小的)。塑胶分类标志中,代码是5性质:极轻之塑料,密度仅为0.9g/cm3加工性质毋须预热干燥优点:
24、易染色、耐湿性佳、耐化性佳、高铰链特性、耐冲击性缺点:复杂之异形押出不易、易被紫外线分解、不易接合、易氧化用途:(1)包装领域:聚丙稀薄膜、纺织袋和注塑、吹塑制品是重要的包装产品,广泛用于食品、烟草、纺织品、医疗用品、运输、日用品的包装上。聚丙烯中空包装制品的透明性、力学性能和空气阻隔性良好。(2)汽车领域:在汽车中使用的塑料品种多样,主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等,而聚丙烯的使用量占第一位,其中80%-90%为注塑制品。聚丙烯用于制造汽车的内、外装件,如方向盘、座椅靠背、行李架、窗框和灯罩等;(3)电器和电子领域:用于制作各种家用电器外壳、电器设备零件;(4)建筑领域:用于制造模板
25、、饮水管、暖气管等;(5)用于制造塑料家具、玩具、餐具、灯具等;(6)用于制作新兴的纺织品聚丙烯无纺布。聚丙烯无纺布应用于室内装饰(桌布、窗帘等),医疗用品(手术衣,口罩等),还可以制成衣服、毯子、蚊帐、运动用品、滤布、防水布等。(3)聚苯乙烯(PS)热塑性塑料聚苯乙烯塑胶分类标志中,代码是6性质:非晶体聚合物,成型后收缩率小于0.6低密度特性使产量大于一般料之20%到30%优点:成本低、尺寸安定特性、高刚性、质轻,表面硬度高,有良好的透明性,有光泽,易着色,具有优良的电绝缘性、耐化学腐蚀性、抗反射线性和低吸湿性。缺点:碎裂性高、抗溶剂性差、耐温差用途:(1)可发泡做填充物,泡沫制品是聚苯乙烯
26、的主要用途之一。聚苯乙烯泡沫是目前广泛应用的绝热和减震材料;(2)用于制造仪表、电器外壳、汽车灯罩、仪器灯罩、化工贮酸槽、化学仪器零件、电讯零件等;(3)由于透明度好,可做光学仪器及透明模型。(4)聚氯乙烯塑料(PVC)热塑性塑料 聚氯乙烯塑料的生产量仅次于聚乙烯塑料,在各领域中得到广泛应用。塑胶分类标志中,代码是3性质:未加可塑剂前,PVC为一坚硬之塑料,耐湿性佳,但亦被酮类、酯类溶剂分解优点:尺寸安定性佳、低成本、耐候性佳、加不同比例可塑剂可轻易调整软硬度缺点:耐化性差、耐温性差、密度较一般塑料类为高、热分解后会产生氯化氢用途:薄板、胶膜、容器、人造皮、地板材料、收缩膜、管材、玩具(5)聚
27、甲基丙烯酸甲酯塑料(PMMA)热塑性塑料 俗称有机玻璃(雅克力有机玻璃)。聚甲基丙烯酸甲酯塑料主要分浇注制品和挤塑制品,形态有板材、棒材和管材等。性质:非晶体聚合物,92%光线穿透率,热变性温度介于74102间 收缩率0.4-0.7%合适的薄厚1.5-4mm优点:高光学透明性在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光,室外十年仍有89%,紫外线达78.5%、耐候性佳、刚性佳、易染色机械强度较高,有一定的耐寒性,耐腐蚀,绝缘性能良好、尺寸稳定,易于成型、质较脆,易熔于有机溶剂缺点:耐化性差、长期时用温度最高93、应力集中处,较易碎化、表面硬度不够,易擦毛用途:灯罩、窗玻璃、标示牌、光学透镜
28、、硬式隐形眼镜、汽车零件。(6)酚醛塑料(PF)热固性塑料 酚醛塑料是塑料中最古老的品种,至今仍广泛应用。由酚醛树脂加入填料、固化剂、润滑剂等添加剂,分散混合成压塑粉,经热压加工而得酚醛塑料,俗称电木。电绝缘性、耐热性及耐化学药品性好,而且成本低廉。酚醛塑料是电器工业上不可缺少的材料,如用作电子管插座、开关、灯头及电话机等。7.4.2 工程塑料(1)ABS塑料热塑性塑料丙烯腈-丁二烯-苯二烯(ABS)共聚物性质:丙烯腈提供耐热及抗化性,丁二烯提供韧性及耐冲击性,苯乙烯提供延展性及加工性。优点:坚硬,易压出、易染色、难燃、耐冲击、表面性佳。缺点:耐溶剂性差、低介电强度、低拉伸率。用途:机械工业领
29、域机械工业领域:用来制造齿轮、轴承、把手、管道、机器外壳等;电电子电器领域子电器领域:利用良好的电绝缘性能,制作电讯器材和电动机器等。如用ABS塑料制造各种电话机、听柄、指孔盘、手持话筒、手柄等,还可以制造吸尘器、洗衣机、打字机、计算机、仪器表、电风扇、电吹风的外壳和零部件。另外ABS塑料具有耐冷冻剂的腐蚀性能,并且无毒、无味,而且耐低温,非常适合于制造冷冻机、冷冻汽车、电冰箱、冷藏库上的许多部件和制品,如作电冰箱、冷冻汽车上的门、壁板、衬里等;汽车工业领域汽车工业领域:制作方向盘、手柄、仪表盘、汽车外壳等;航空工业领域航空工业领域:ABS塑料在飞机上应用正逐渐增加,如用ABS塑料做机舱的花纹
30、装饰、仪表盘、机罩等,可以减轻飞机重量;其他方面其他方面:可以制造各种用途的管材、容器、乐器、文具、玩具、家具、自行车等。(2)聚酰胺塑料(PA)热塑性塑料分子主链链节中含有酰胺基的热塑性塑料,俗称尼龙。通常为白色至浅黄色半透明固体,无毒无味,易着色。性质:结晶性热可塑性塑料,有明显熔点,Nylon6 Tm为220230,Nylon66则为260270,Nylon本身具吸水基故有吸水性,成形前须干燥,温度过高干燥则尼龙粒变色优点:具高抗张强度、耐韧、耐冲击性特优、自润性、耐磨性佳、耐药性优、低温特性佳、具自熄性缺点:尼龙吸湿性高、长期尺寸精密度及物性受影响。用途:电子电器:连接器、卷线轴、定时
31、器、护盖断路器、开关壳座汽车:散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座工业零件:椅座、自行车框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑轮(3)聚碳酸酯塑料(PC)热塑性塑料 分子主链链节中含有碳酸酯基的热塑性塑料。无色至浅黄色,透明,无毒无味,具有优良的机械性能。性质:为非结晶性热塑性塑料优点:具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广、高度透明性及自由染色性、H.D.T.高、耐疲劳 性佳、耐候性佳、电气特性优、无味无臭对人体无害符合卫生安全、成形收缩率低、尺寸安定性良好缺点:成形品设计不良易产生内部应力问题用途:电子电器:CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机、汽车:汽车保险杆、汽车分电盘
32、、汽车安全玻璃、工业零件:照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片(4)饱和聚酯塑料热塑性塑料 分子主链中含有酯键的线型饱和聚酯,主要品种为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。多用于制作磁带、胶片、包装薄膜及片材。用PET拉伸吹塑制得的容器瓶质轻,高强,不易破碎,透明且富光泽,透气性差,多用于包装食品、药品和饮料等。7.4.3 增强塑料以合成树脂为基料,加入增强材料及助剂经成型加工而得的塑料,是重要的高分子复合材料。增强材料以纤维状物质或织物为主,常用的有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、聚酰胺纤维等。玻璃纤维增强塑料是常用的增强塑料之一,是以玻璃纤维及其制品(织物、毡
33、材等)为增强材料制成的树脂基复合材料。按树脂性能可分为热固性和热塑性两大类。玻璃纤维增强塑料质轻,坚硬,比强度高,耐腐蚀性、绝热性和电绝缘性良好玻璃钢主要用来制造汽车、机车、客车、拖拉机的车身及各种配件(如车门、窗框、仪表盘、挡泥板及油箱等),以及车厢内部装饰板、座椅、地板等。在机电工业中用作机器设备的外壳、机架、印刷电路板、电机机罩及仪表罩等。玻璃钢还可以代替不锈钢、铜、铝等金属作石油化工方面的防腐蚀材料。7.4.4 泡沫塑料泡沫塑料又称微孔塑料。以树脂为基料,加入发泡剂等助剂制成的内部具有无数微小气孔的塑料。具有质轻、隔热、隔音、防震、耐潮等特点。按内部气孔相连情况,可分为开孔型和闭孔型。
34、前者气孔相互连通,无漂浮性;后者气孔相互隔离,有漂浮性。按机械性能,可分为硬质和软质两类。硬质泡沫塑料可用做隔热保温材料、隔音防震材料等,软质泡沫塑料可用作衬垫、座垫、拖鞋、泡沫人造革等。常见的泡沫塑料有聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料及脲醛泡沫塑料等。POM(聚缩醛)性质:为结晶性热可塑性塑料,具明显熔点165175,性质最接近金属,一般称其为塑钢优点:具高机械强度和刚性、最高的疲劳强度、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳、耐反复冲击性强、广泛的使用温度范围(-40120)、良好的电气性质、复原性良好、具自已润滑性、耐磨性良好、尺寸安定性优缺点:加工过
35、程若长时间高温下易起热分解、无自熄性、抗酸性差、成形收缩率大用途:电子电器:洗衣机、果汁机零件、定时器组件汽汽车:车把零件、电动窗零件工业零件:机械零件、齿轮、把手、玩具、螺杆LDPE塑胶分类标志中,低密度聚乙烯代码是4性质:LDPE密度为0.9100.925g/cm3优点:耐寒性优、卫生无毒、耐水性、耐药品性、电气特性优、柔软性优缺点:低温时的耐冲击性劣、耐候性不佳用途:各种容器(耐热用)、玩具类、耐热的工业部品HDPE塑胶分类标志中,高密度聚乙烯代码是2性质:HDPE密度为0.9410.965g/cm3优点:耐寒性优、卫生无毒、耐水性、耐药品性优、电气特性优缺点:耐热性劣、耐候性劣、成形收
36、缩大用途:各种容器(密闭容器)、包装袋、玩具类、厨房用品、机械部品PETE(再生聚乙烯对苯二甲酸酯)塑胶分类标志中,代码是1聚对苯二甲酸乙二酯(PET塑料)回收再利用产品。缺点:PET 被广泛用于饮料瓶(可乐)包装,但是当这些材料被废弃时,面临着如何处理的问题。优点:废旧PET瓶的再生利用,既能减少污染,又可以增加效益。用途:建筑材料,食品包装和容器等,再生pet主要用于纤维,片材,非食品包装用瓶等,日本公司已利用聚合物合金改进技术将再生pet加工成性能优于用pet新料制造的粉末涂料。PSU(聚砜)琥珀透明固体材料,硬度和冲击强度高,无毒、耐热耐寒性耐老化性好,可在-100-175度下长期使用
37、。性质:收缩率 0.5-0.7%各向相同优点:其机械性能,耐热,耐氧化,耐介电性能,热稳定性优于PC缺点:其加工性,对断口很敏感,耐气候性,耐光及紫外线及有机溶剂的性能欠佳,与PC同样不能在沸水中长期使用用途:高温下工作的耐磨受力传动零件,齿轮,微波炉的内配件,相机壳,医疗器械,汽车零件,投影机塑料在设计中的运用实例分析鸡尾酒鸡尾酒可置物帘可置物帘子子这个可置物的帘子,是用高频机将磨砂的聚氯乙烯片热封到整张帘子上,形成了126个正方形的口袋,可以放进各种平的、薄的东西,比如信签、明信片、CD等等。经过磨砂的塑料有一种朦胧感,同时也可以作为房间的隔断来使用,既分割了空间,又有一定的私密感。Toh
38、ot盐和胡椒摇罐盐和胡椒摇罐该设计采用的材料是半透明的聚丙烯,表面经过了磨砂处理,在光线下给人一种非常柔和的感觉,令人爱不释手。另外,这两个瓶子是通过内嵌的不锈钢和磁铁连成一体的。设计师设计这款垃圾桶是想使其成为一个清洁、小巧、有亲和力的产品。它分为三个部分:最大的是废料桶,小的是生态桶,可以放在大桶的里面,以及外沿。使用了不透明的ABS塑料,内壁经过了抛光处理,光滑的表面更加易于清理。这款国产的1000万像素的数码相机,给人的第一感觉比较厚重,不同于其他国外生产的1000万像素的卡片机。机身采用工程塑料,经过磨砂处理以减少塑料的感觉。整个机身除了镜头周围的一圈是金属材质外,其余都是电镀了金属
39、层的塑料部件。从它的材质来看,与它1000万像素的配置有些不符。镜球灯镜球灯镜球灯看起来像是金属做的,实际上它的材质是塑料,只是它们被进行了金属工艺的处理,形成了镜子般的效果。这样的表面是灯的外观具有了反射的效果,具有强烈的太空感。该系列灯具分为吊灯、落地灯、桌面灯和地面灯好几种。这款耳机的材质为高柔性聚乙烯氨化树脂,耳机表面的装饰线条采用了点电镀工艺体现出金属的感觉,与鲜艳的色彩形成一种对比。这款安全灯采用的是电镀发光薄膜,一种不到2毫米厚的塑料薄膜。产品的外观设计是受卷成一卷的卫生纸筒的启发,它由9伏特的电池供电,然后通过一个驱动器接转变为110伏可以使薄膜发光的交流电。电镀水龙头电镀水龙
40、头乍一看这个水龙头,你会以为它是金属的,但实际上它是由塑料做成的,只不过经过了电镀工艺的处理,使得表面看起来更为接近金属的效果。这样做不仅节约了成本,而且提高了塑料水龙头的产品附加值。这个圆滑的头盔的产生要归功于广泛的新材料的应用和物理技术。流线型的设计减少了风的阻力,因此有助于提高速度。外壳的支撑是用GE-CET聚苯乙烯制成的。聚碳酸酯外壳的图案采用丝网印刷而成。效果精致,色泽饱满。单从设计造型来说,这款灯并不简洁。带子和副翼控制灯光从这个极不寻常的织物做的灯笼中发射出来的。也可以透过两个彩色或白色的耐热有机玻璃盘投射出来。灯罩的上半部分和下摆是用涂银的尼龙(也有彩色的、白色的)制作而成。软
41、件盘是用柔软的、易弯曲的聚氨酯泡沫制成。聚氨酯被公认为有高度的隔热性和隔热性。既可以坚硬的形式,也可以柔软的形式进行生产。应用领域十分宽广。键盘由镭射蚀刻而成,省去了不同的语言版本的模具修改成本。床用弹簧床用弹簧从图中,我们似乎可以看出这是一个经过了喷漆的金属弹簧。但这个弹簧不是由金属制造的,而是由热塑人造橡胶-Hytrel制成。“Hytrel”是杜邦公司旗下在工程塑料型人造橡胶产品上的一个商标。这种材料有着橡胶的弹性、塑料的强度及可热塑性。抗拉斯性、抗弯曲断裂性、抗蔓延性极高。经常被用在需要结构力度和耐久性的弹性部件中。高尔夫球高尔夫球许多体育用品的设计和生产都将材料学科运用到了极限,比如网
42、球拍中的合成物、保龄球中的氨基物等。高尔夫球最初是将羽毛包裹在皮质中制成的。现代的高尔夫球的表皮是用抗高压抗切割的聚乙烯制作的。在制作的最后,对球体的接合处进行切割和打磨,并涂上油漆。这样就做好了一个高尔夫球。塑料钱币塑料钱币众所周知世界上的纸币属于美国的质量最好,最能经久耐用。而这张钱币不是用纸币制作的,而是用一种叫Melinex的塑料制作而成。丝网印刷工艺并不是这张钱币的亮点。这种塑料材料才是最吸引人的地方。这种薄膜可以用于印刷,而且就算是紧紧卷起,它也可以十分平整的恢复到平片状态,另外,它也有良好的抗高温和抗腐蚀性。这款灯具通过各种手工的生产方法,如:注塑成型、焊接、激光切割等,用树脂模
43、具制成。产生的结果是迷人的、细长、高挑的灯具。有各种明亮的色彩。可拆卸的中央电缆柱心,使维护工作变得容易。生产中要在灯体上涂饰两层保护性的烘干漆,对树脂灯体作特殊的无毒处理。蓝牙耳机蓝牙耳机材料:医用ABS工艺:在锌质耳机体上注塑ABS质感:削弱了坚硬的金属感,使看起来更加舒适性能:由于ABS拥有很好的冲击性能、硬度及耐磨性。使其成为工业小产品的最好外壳选择。再加上此款耳机的特殊工艺手法需要拥有很好的电镀性且流动性好,因此ABS不失为上上选。材料:聚氯乙烯工艺:传统的玻璃吹塑工艺性能:由于制作者想尝试用新的方式制作出玻璃陶瓷之感的灯具。于是分析出:组成玻璃的主要元素是沙子,是微粒材料,而聚氯乙
44、烯则是其他更易操控的微粒材料之一。空气灯空气灯x3x3椅椅材料:透明聚碳酸酯(PC)工艺:申报了专利的双注塑性能:PC材料透明且透光率高,这点完全符合了设计师的产品形态设计。而PC材料优良的力学性能冲击韧性极高,外加使得其作耐热耐寒耐腐蚀性,使其成为薄片塑料椅取材的最好选择。三浦椅三浦椅材料:增强聚丙烯工艺:实心注塑工艺成本:相比于空气注塑节约了大量成本(椅子腿变空心为实心)性能:聚丙烯在树脂中的价格是最低的,且光泽度和着色性能都很好。另外,机械强度、刚度、硬度在通用塑料中较高。耐化学腐蚀性能优异,最重要的是,它的加工性能很好,可采用多种工艺手法加工成型。车内饰车内饰(黑色按钮部分黑色按钮部分
45、)材料:酚醛树脂(PF)工艺:模压成型性能:制品颜色通常比较暗,明度低,呈现黑色棕色。PF属于热固性树脂,他在长期经受高温后的强度保持率高,这对于车体内饰是尤为重要的。兼有耐磨,耐腐蚀等特点,并且其绝缘性良好。100100级无尘级无尘/高温手套高温手套材料:软质聚氯乙烯(PVC)加工工艺:压延成型性能:有高品质聚氯乙烯制成,由于聚氯乙烯坚硬柔软,具有弹性体质,因此会使手套具有极高的触觉灵敏度,长时间穿戴的舒适感和灵巧性。PVC还有良好的耐酸碱腐蚀性,因此很适宜用作手套材料。43004300桌桌这个桌子由9个部分的塑料组成。采用了先进的制作工艺:桌面采用热压成型的增强塑料,表面涂以防划痕涂料,桌腿采用增强的聚丙烯塑料。锥形的插头部件采用ABS。产品各个部分的装配为过盈配合连接,用户只要用力就可以实现桌子的组装和拆卸。不需要任何螺钉。微星微星x340 x340材质:ABS工程塑料(PC+ABS)表面工艺:钢琴烤漆处理外壳加工工艺:ABS吸塑性能:较好的抗冲击性和尺寸稳定性保证了对机身的保护,而极好的染色性和加工性则使后期的成型加工和染色非常容易。