工程塑料成型加工解析课件

,m62 visualcommunications is the global leader in presentation effectiveness,from offices in the UK,USA,and Singapore,Beyond Bullet Points,PowerPoint Slides,PowerPoint Training,Its not the,design,of your template,its what you,do with it,that counts,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,工程塑料及其应用,青 岛 科 技 大 学,塑料工程教研室,工程塑料及其应用,第一章 工程塑料性能,一,第二章 工程塑料成型加工,二,第三章 工程塑料改性,三,第四章 工程塑料在机械中的应用,四,目 录,第一章 工程塑料性能一第二章 工程塑料成型加工二第三章,工程塑料,由于熔点较高、熔融粘度较大，成型加工比较困难，各有特点。,2 工程塑料成型,工程塑料由于熔点较高、熔融粘度较大，成型加工比较困难，各有,2.1,ABS,成型加工,（,1,）,ABS,吸水，所以加工前必须干燥处理，方法：,80,环境干燥,8,小时左右。,（,2,）非结晶的无定形聚合物，没有固定熔点，加工温度范围较宽，注射,230,左右，挤出,200,左右。,（,3,）成型收缩率与,GPS,相似，,0.5%,左右。,（,4,）非常容易出现应力开裂，必要时进行退火处理，,70,干燥,2-4,小时。,2.1ABS成型加工 （1）ABS吸水，所,5,2.2,聚碳酸酯成型加工,苯环,刚性基团,醚氧键,提高链柔性,极性基团,提高分子间作用力，吸水。,总体来讲，双酚,A,型的聚碳酸酯是以刚性为主兼有一定柔性的材料。,Tg,145,o,C,，黏流温度,300,o,C,。,异丙撑基,柔性,1,、化学结构,52.2聚碳酸酯成型加工苯环刚性基团醚氧键提高链柔性极性,2.,2,聚碳酸酯成型加工,由于,PC,分子链的刚性和苯环的体积效应，导致结晶能力变差，其熔融温度和玻璃化温度均超过模具温度，很快降至熔融温度和玻璃化温度之下，完全来不及结晶，只能得到无定形的透明制品。,2.2聚碳酸酯成型加工,PC,虽然吸湿性很小，但因为容易高温水解，,即使微量的水分也要在加工前尽量去除,（含水率要,0.02,）；,PC,分子链刚性大，,熔体黏度高,；,PC,的熔体更接近牛顿流体，,提高温度比增大压力更能降低熔体黏度,；,由于分子量的不同，熔融粘度以高粘度、中粘度和低粘度采用的加工工艺有所区别，注射成型温度从,250-300,，挤出时控制在,250,左右。,PC,的分子链刚硬，成型冷却后易残余,很大的内应力（如何消除？）,。,2.,2PC,成型加工,PC虽然吸湿性很小，但因为容易高温水解，即使微,2.,3PET,成型加工,透明瓶或膜加工要点：,1,、干燥（,130,左右干燥,8,小时），防止水产生雾度。,2,、由于结晶温度高（,130,左右）、结晶速度慢可采取急冷，冻结晶核生成。,2.3PET成型加工 透明瓶或膜,2.,4PMMA,成型加工,浇铸成型,：用于成型有机玻璃板材、棒材等型材，即用本体聚合方法成型型材。,注塑成型,：采用悬浮聚合所制得的颗粒料，成型在普通的柱塞式或螺杆式注塑机上进行。,挤出成型,：用悬浮聚合生产的颗粒料制备有机玻璃板材、棒材、管材、片材等，但这样制备的型材，特别是板材，由于聚合物分子量小，力学性能、耐热性、耐溶剂性均不及浇注成型的型材，其优点是生产效率高。,热成型,：是将有机玻璃板材或片材制成各种尺寸形 状制品的过程，将裁切成要求尺寸的坯料夹紧在模具 框架上，加热使其软化，再加压使其贴紧模具型面，得到与型面相同的形状，经冷却定型后修整边缘即得制品。,2.4PMMA成型加工浇铸成型：用于成型有机玻,耐疲劳性能好，并且其耐疲劳性是再常见的热塑性塑料中最好，能耐,107,次以上反复负荷的作用。,POM,即使交变次数达,107,次，其疲劳强度仍保持在,35MPa,，而,PC,和,PA,经,104,次交变试验后，疲劳强度只有,28MPa,。,特别适合受外力反复作用的齿轮类制品和持续振动下的部件。,2.,5POM,成型加工,耐疲劳性能好，并且其耐疲劳性是再常见的热塑性塑,POM,稳定性差,。,均聚甲醛端基中含有不稳定的,OH,结构，,POM,的,Td(235,240),较低，,当温度高于,270,时,CO,键将断裂，引起大分子热分解。,甲醛在高温有氧时会被氧化成甲酸，而甲酸对,POM,的降解反应有自动加速催化作用，因此常在均聚甲醛树脂中加入,热稳定剂、抗氧剂、甲醛吸收剂,等以满足成型加工的需要。,2.,5POM,成型加工,POM稳定性差。均聚甲醛端基中含有不稳定的O,2.,5 POM,成型加工,成型前干燥：1004h。,加工温度范围窄：熔点为,175(,均聚,),或,165(,共聚,),，温度大于,190,就开始降解；,热敏性塑料，严格控制成型温度,。,熔融状态下为非牛顿型流体，,熔体粘度对剪切敏感,，受温度影响不大。,模温控制在适当，80左右，结晶充分；,收缩率较大，模具设计应考虑尺寸；,热处理消除内应力；,2.5 POM成型加工成型前干燥：1004,1,）因为易吸水，高温下氧化变色，所以加工时应进行干燥处理，一般情况100左右烘干,8-12,小时，使其含水量不超过0.,1,，特殊制品应在真空干燥箱中进行。,2,）还熔体粘度较小，容易产生“流涎现象“，所以在注塑时应采用自锁式喷嘴。另一方面，熔融温度范围较窄，喷嘴必须加热，以免堵塞。,3,）收缩率较大，,2%,以上，尺寸最终稳定时间较长。,4,）制件调湿处理，提高韧性和尺寸稳定性。,2.,6 PA,成型加工,1）因为易吸水，高温下氧化变色，所以加工时应进行干燥处理,2.,7.1,成型加工特性,1)PPO是无定型的非晶材料，在成型时无结晶过程，残留内应力会造成应力开裂，在选定成型条件时应认真考虑。,2)聚苯醚的熔点高，其晶体部分的熔融温度高达262267，而且，在300以下其熔体粘度很高，给聚苯醚的成型加工带来困难。,3)聚苯醚和改性聚苯醚的熔融体属非牛顿型流体，熔体的粘度与温度的关系很大，,随着温度的提高粘度直线下降,。这种粘度大，流动性差的特性致使加工时必须采用很高的温度，因此，加工困难，能耗过大。,2.,7,聚苯醚成型加工,2.7.1成型加工特性 2.7聚苯醚成型加工,4,),成型收缩率很低,，蠕变小，尺寸稳定，,可成型精密制品。,5,),吸水率很小，通常物料不经干燥就能进行成型加工,(,如需干燥，物料厚度为50mm时，一般在l30左右干燥2h即可。,),。,2.,7.1 PPO,加工特性,4)成型收缩率很低，蠕变小，尺寸稳定，可成型精密制,螺杆长径比应大于15,：1；,压缩比一般采用2.5,.5)。,螺杆形式,多,采用渐变,式的等距变深,。,喷嘴,采用,直通式,模具应装有加热装置，模具与注射机模板之间要有绝热板。,成型温度：,料筒温度一般控制在280,340的范围内,，超过340，物料降解。,2.,7.2 PPO,注射成型,螺杆长径比应大于15：1；2.7.2 PPO注射,模具温度应在100-150范围内，能使应力减至最小，有利于降低表面粗糙度和充满薄壁部分。超过150容易引起气泡并延长成型周期；,低于100，会产生较高的残,留应力，以及使制品产生充模,不足和分层脱皮等缺点。,聚苯醚注射成型的废料可,反复使用，一般重复3次，,其力学性能没有明显的下降。,2.,7.2 PPO,注射成型,模具温度应在100-150范围内，能,聚苯硫醚(PPS)树脂白色，硬而脆,跌落于地上有金属响声，密度1.36,g/cm,3,，成型收缩率,0.,7,%,。透光率仅次于,PMMA,着色性、,耐水性好,。加工性能好，可以制成粒料、纤维、薄,膜,、涂料、注塑制品、挤出制品和压塑制品等，用途极,广。,PPS的热变形温度在260以,上,，,连续使用温度,20,0-,24,0,，是耐热性极佳的特种工程塑料,PPS树脂本身具有很好的阻燃性，无需添加任何阻燃剂即,可达到UL-94 V-0。(无滴落)级，且燃烧过程中发烟量很低。,PPS树脂经复合后成型收缩率极小，吸水率低，线膨胀系,数小，即使在高温或高湿度条件下也显示优异的尺寸稳定性。,PPS树脂的流动性很好，可用各种方法加工成型，可注射,成型复杂和薄壁的精密制件。,2.,8 PPS,成型加工,聚苯硫醚(PPS)树脂白色，硬而脆,跌落于地,2.,8,.,1,注射成型,1)PPS有良好的流动性,2)干燥:145,3-4h,3)料筒,温度为315,360,。典型,的注射压力为5,.,5-8,.,2MPa,。,4）模具的温度应控制制在133-162之间，使PPS能充分结晶。,低于这个温度范围，部件PPS不能结晶，这样当制件在超过原先模具温度以上的温度下工作时，没有充分结晶的PP5制件就会产生结晶。引起收缩，尺寸精度就会发生变化。,较高的模具温度，使制品表面发生所谓“富树脂化”，表面光泽性提高，相反，冷模具注塑时，填料将在制品表面富集，结果制品的光泽性降低，耐化学性降低。,2.,8 PPS,成型加工,2.8.1注射成型2.8 PPS,2.,8.2,模压成型,适合于,量小的特殊制品或大型制品,。,用于模压成型的PPS树脂应为低流动性。将配好的原料加入模具进行预成型冷压，压力为15-20MPa,，,然后加热至熔融温度以上，一般为3,6,0，再加7-40MPa的压力进行二次压缩，时间为3-5min,。,冷压：,以2/min的速度缓慢冷却至230，再稍快冷至150，即得成品。,2.,8 PPS,成型加工,2.8 PPS成型加工,2.,9 UHMWPE,成型加工,2.,9.1,成型特性,UHMWPE,分子质量极高，成型加工困难。,(1)物料熔融时粘度极高，不成粘流态而是处于高粘弹态。熔体,质量流动速率,几乎为,零,，所以很难直接进行挤出或注射成型,(2)临界剪切速率低，熔体易破裂。通常把熔体刚出现破裂时的剪切速率称为临界剪切速率。实践让明它随聚乙烯的相对分子质量增大而减小。对于相对分子质量极高的UHMWPE来说，在剪切速率很低时，就可能产生熔体裂，在较低剪切速率下，就会产生滑流或喷流现象。因此，在超高相对分子质量聚乙烯挤出加工时，会遇到由于容易破裂而产生裂纹现象；在超高相对分子质量聚乙烯注塑时，会出现咬流而致使制品出现多孔状或脱层现象。这是热塑性方法加工超高相对分子质量聚乙烯的难题。,(3)UHMWPE的摩擦因数极低，使粉料在进料过程中极易打滑,。,(4)成型温度范围窄，易氧化降解。,2.9 UHMWPE成型加工,2.,9.2 UHMWPE,模压成型,自由烧结法和烧结压制法,(1)自由烧结法 自由烧结法也叫压制,-,烧结,-,压制法,(,先高压压制成毛坯,，,然后把毛坯,放入,加热炉中加热，加热一定时间后取出制品再放到另一个模具中加压冷却，然后取出制品,.,具体工艺为：首先称取,UHMWPE,配好的粉料装入毛坯成型模具，高压成型，压力一般为42MPa，保压30,-,90秒后取出制品，放人情性气体保护加热炉中，在173下加热，加热时间根据制品的厚度按3-4/min确定。,压制模具先涂脱模剂，再把加热好的毛坯放,入,，加压,至,28MPa，然后保压冷却到制品温度为65-85时，取出制品。,2.9.2 UHMWPE模压成型 自由烧,(2)烧结压制法,烧结压制法与自由烧结法基本相同，,在,模具,中,装料加压后，,将,模具和原料一起放到加热炉中加热；原料装到模具后虽然加压，但所施加的压力要低得多，施加压力,主要目的是,排除模具里面粉