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均豪精密工業（蘇州）有限公司塑 料 概 論一塑料基本概念二塑料組成成分及作用三塑料生產流程四塑料分類五塑料的特性及應用六塑料成型原理七塑料制品常見缺陷及一般品質標準八塑料的发展历史及现状九塑料的廣泛用途 制定單位品保部/周再文 制定日期 2003 / 12 / 31塑 料 概 論一 塑料基本概念塑料（plastics）是以高分子合成樹脂為主要成分，加入若幹其他材料（添加劑）制成且在加工過程中能流動成型的固體材料般為粉末或顆粒狀。塑料同金屬材料、陶瓷材料一起成為當今三大主要結構材料。優點：密度是三類材料中最小的，具有較高的比強度，具有優良的電絕緣性熱絕緣性和良好的耐磨性耐蝕性，以及優異的成型工藝性能。這些優點使塑料（制品）在日常生活中得到廣泛應用。缺點：強度、硬度較低，易老化等。二 塑料組成成分及作用A. 合成樹脂：合成樹脂決定塑料的類型（熱固性或熱塑性）和基本性能（機械物理化學電性能等）並且在成型過程中，將塑料的其他成分粘合在一起。B. 填充劑在塑料中起到增量及改性（能）作用，加入填充劑後，不僅能使塑料的成本大大降低，而且還能使塑料的性能得到顯著改善。如酚醛樹脂中加入木粉後，既克服它的脆性，又降低了成本。用玻璃纖維作填充劑能使塑料機械性能大幅度提高。有的填充劑可以使樹脂具有樹脂所沒有的性能，如導電性、導磁性等。填料分為（1）粉狀：木粉、滑石粉、石墨、金屬粉等（2）纖維狀：玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維等 （3）片狀：玻璃布、石棉布等C. 增塑劑：是為了改善塑料的性能和提高柔軟性而加入塑料中的一種高沸點的有機物質。樹脂中加入增塑劑後，增塑劑加大了塑料分子間的距離，因而削弱了分子間的作用力，樹脂在較低的溫度下易滑移而具有良好的可塑性和柔軟性。D. 著色劑：主要起美觀和裝飾作用還能改善塑件的耐候性，即提高抗紫外線能力，如用碳黑著色後就能在一定程度上有助於防止光老化。E. 穩定劑：是指能阻緩材料變質的物質，分為光穩定劑、熱穩定劑、抗氧劑等。F. 潤滑劑：為改進塑料熔體的流動性，減少塑料對設備、模具的磨擦以及改進塑件表面質量而加入的一類添加劑。如石蠟、硬脂酸等。G. 其它如阻燃劑抗靜電劑、發泡劑、功能添加劑等。三 塑料生產流程塑料生產工藝一般為從石油提煉得高分子化合物（樹脂）再根據實際需要選用各種添加劑把樹脂和添加劑按一定比例混合拌勻后進入機器中加熱熔融熔融為液體后從眼模中擠壓出來（呈條狀）經切模或壓模后成為顆粒（圓柱顆粒小塊狀或其它形狀）或粉末狀再進入干燥機烘干而后密封包裝。四 塑料分類A 按其加工性能（受熱後的性能表現）不同分（1）熱塑性塑料受熱時軟化，溫度升高到一定數值時，可呈現粘流態當溫度降低時（一般室溫）塑料變得堅硬，再次加熱能再變軟，冷卻後又變硬可以如此多次反復，除了可反復加熱外，還能溶於某些熔劑（可熔可溶）。如聚丙烯（PP）聚氯乙烯(PVC)聚乙烯（PE）聚碳酸脂（PC）聚酵胺（PA）等。（2）熱固性塑料第一次受熱時軟化,冷卻時固化並顯現剛硬狀態重新加熱時不再軟化，溫度超過一定值時，會發生分解，這類塑料不溶於溶劑（不熔不溶）。如酚醛塑料等。B 按用途分（1）通用塑料：一般指產量大用途廣、易成型、低廉的塑料，如聚丙烯（PP）聚氯乙烯(PVC)聚乙烯（PE）等。（2）工程塑料：可作為結構材料的塑料，有良好的力學性能和尺寸穩定性能且有高溫下仍具有優良性能的塑料，如聚碳酸脂（PC）PPD（聚釩）等。（3）特種塑料：一種具有特種功能（如耐熱、自潤滑）可應用於特殊要求的塑料。如氟塑料、有機硅塑料等C.按塑料成型方法分（1） 模压塑料： 供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。（2） 层压塑料： 指浸有树脂的纤维织物，可经叠合、热压结合而成为整体材料。（3） 注射、挤出和吹塑塑料： -般指能在料筒温度下熔融、流动，在模具中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性塑料。（4） 浇铸塑料： 能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙。（5） 反应注射模塑料：一般指液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固化制得成品。如聚氨脂类。D按塑料半制品和制品分(1) 模塑粉： 又称塑料粉，主要由热固性树脂（如酚醛）和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如酚醛塑料粉。(2) 增强塑料： 加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。 泡沫塑料： 整体内合有无数微孔的塑料。薄膜： 一般指厚度在O.25毫米以下的平整而柔软的塑料制品。五 塑料的特性及應用A 塑料一般使用特性1质轻、比强度高。塑料质轻，一般塑料的密度都在0.9 2.3克厘米3之间，只有钢铁的18 14、铝的12左右，而各种泡沫塑料的密度更低，约在0.01 O.5克厘米3之间。按单位质量计算的强度称为比强度，有些增强塑料的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160兆帕，而用玻璃纤维增强的塑料可达到170 400兆帕。2优异的电绝缘性能。几乎所有的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耐电弧特性，这些性能可与陶瓷媲美。3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耐腐蚀能力，特别是聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好，甚至能耐王水等强腐蚀性电解质的腐蚀，被称为塑料王。4减摩、耐磨性能好。大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。许多工程塑料制造的耐摩擦零件就是利用塑料的这些特性，在耐磨塑料中加入某些固体润滑剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。5透光及防护性能。多数塑料都可以作为透明或半透明制品，其中聚苯乙烯和丙烯酸酯类塑料象玻璃一样透明。有机玻璃化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能，大量用作农用薄膜。塑料具有多种防护性能，因此常用作防护保装用品，如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。 6减震、消音性能优良。某些塑料柔韧而富于弹性，当它受到外界频繁的机械冲击和振动时，内部产生粘性内耗，将机械能转变成热能，因此，工程上用作减震消音材料。例如，用工程塑料制作的轴承和齿可减小噪音，各种泡沫塑料更是广泛使用的优良减震消音材料。上述塑料的优良性能，使它在工农业生产和人们的日常生活中具有广泛用途；它已从过去作为金属、玻璃、陶瓷、木材和纤维等材料的代用品，而一跃成为现代生活和尖端工业不可缺少的材料。然而，塑料也有不足之处。例如，耐热性比金属等材料差，一般塑料仅能在100以下温度使用，少数200左右使用；塑料的热膨胀系数要比金属大3 10倍，容易受温度变化而影响尺寸的稳定性；在载荷作用下，塑料会缓慢地产生粘性流动或变形，即蠕变现象；此外，塑料在大气、阳光、长期的压力或某些质作用下会发生老化，使性能变坏等。塑料的这些缺点或多或少地影响或限制了它的应用。但是，随着塑料工业的发展和塑料材料研究工作的深入，这些缺点正被逐渐克服，性能优异的新颖塑料和各种塑料复合材料正不断涌现。常用的熱固性塑料酚醛壓縮粉一電木粉：在樹脂中加入木粉填料得到的塑料成本低，電絕緣性能好，大量用於制造電器開關儀外彀、變壓器骨架等。常用的熱塑性塑料 :PE（聚乙烯）白色半透明的粒料、手觸似蠟。具有良好的電絕緣性能耐大多數化學物侵蝕質輕耐寒耐沖擊。主要生產薄膜、管材、高頻電線電纜絕緣層。PP（聚丙烯）無色透明有一定光澤的剛性粒料。機械強度高、硬度高，具有優異的抗疲勞彎曲性能。廣泛用於食品容器、廚房用品、高檔玩具、包裝袋、繩索等。PS（聚苯乙烯）無化透明玻璃狀粒料，易燃，離開火後繼續燃燒，有濃煙，掉在地上或敲打時有清脆響聲。尺寸穩定性好，著色性能好，電絕緣性好耐化學腐蝕性較好，廣泛用於家用器具、儀器殼體、燈罩、圓珠筆桿等PVC（聚氯乙烯）白色粉末狀形同面粉，燃燒時發出刺激性氣體，離火自動熄滅。有較高機械強度和恝性，抗酸碱性能好，電絕緣性能好。主要用於人造革、電線絕緣層、包扎帶、電線槽板、彎頭等。ABS（丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物）微黃色或白色不透明顆粒料，無毒無味。具有突出的力學性能和良好的綜合性能表面可以電鍍。廣泛用於汽車內飾件、電器外銷彀、手機機殼、旋鈕等。PC（聚碳酸脂）無色透明顆粒狀、無毒無味。有較高耐熱性和耐寒性，透明度較好，其拉伸強度、彎曲強度、剛性及電氣絕緣性能也很突出。廣泛用於制造齒輪、軸承、接線板、骨架等。B塑料成型工藝特性塑料原料在加工成為產品的過程中，會表現出一系列特性，這些特性與塑料品種，成型方法和條件及模具結構等密切相關。掌握它們有利於合理地選擇成型工藝和設計模具達到控制產品質量的目的。收縮性：塑件從模具中取出冷卻至室溫後尺寸發生縮小變化的特性稱為收縮性。衡量塑料收縮率大小的參數稱為收縮率。影響成型時收縮率波動的因素主要有以下方面：（1）塑料品種：熱塑性的塑料一般大於熱固性塑料（2）成型壓力：對注塑成型而言，提高注塑壓力可以使收縮率減小（3）熔體溫度：提高熔體溫度，有利於向模腔內傳遞成型壓力，將制品壓實，減少收縮率，但熔體溫度的提高會使熔體比容增大，熱脹冷縮大，收縮率大。（4）模具溫度一般來說，提高模具溫度可使制品收縮率增大。（5）保壓時間延長可使制造收縮率減小（6）模具澆口尺寸：尺寸增大，有助於向模具內傳遞成型壓力將制品充實，減少收縮率，對於一個規定尺寸精度的制品，當塑料選定和模具設計完畢後，應在生產中對工藝參數進行正確調節和控制，減少收縮率和波動。流動性塑料在一定溫度和壓力下填充模具型腔的能力稱為流動性。每一品種的塑料其流動性通常分為三個或三個以上不同的等級，以供不同塑件及成型工藝選用。按模具設計的要求可將常用熱塑性塑料的流動性分為三類：好的有NYLON PA（尼龍）、PS（聚苯乙烯）PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）；中等的有：ABS（丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PET、PBT；差的有：PC（聚碳酸脂）、PPD（聚釩）影響流動性的因素主要有以下幾個方面：（1）塑料品種（2）模具結構-澆注系統的尺寸結構、冷卻系統的布局及模具結構的復雜程度等直接影響塑料在模具中的流動性（3）成型工藝（提高注塑壓力可增加流動性，料溫高，流動性也好）吸濕性塑料中的水分在高溫下變成氣泡存在於塑件中使塑件變形，表面質量差，或機械強度下降。熱固性塑料成型時還會嚴重阻礙化學反應的發生。因此，生產前塑料原料要幹燥。熱敏性有些塑料在料溫高或受熱時間長的情況下敏感，會產生變色甚至分解，這種特性叫熱敏性。 應力開裂有些在成型時易產生內應力，塑件在外力或溶劑作用下會發生開裂現象。為此，對塑料進行幹燥合理選擇成型條件正確設計塑件結構和模具結構對塑件進行後處理等都有利於減少或消除內應力六 塑料成型原理 塑料模塑成型方法很多，主要包括：注塑成型、壓塑成型、擠出成型、吸塑成型等。下面簡單介紹幾種塑料模塑成型方法的原理A 注塑成型：是目前塑料加工中最普遍採用的方法之一。注塑成型制品約佔塑料制品總量的20-30，該方法適用於全部熱塑性塑料，其成型周期短，花色品種多，制品尺寸穩定，產品易更新換代，生產可自動化，高速化，具有極高的經濟效益。注塑成型所用的設備為注塑成型機和注塑模具。注塑模具依制品形狀而定。注塑成型機按結構分為柱塞式和螺桿式。按其外型特征可分為立式、臥式、角式等。 以下介紹的是目前使用量最大的往復螺桿式注塑成型機(1) 注塑裝置：主要由塑化部件（螺桿、料筒及其加熱部件組成）以及料斗、計量裝置、傳動裝置、注塑油缸組成。主要作用將原料均勻塑化，並以合適壓力和速度將一定量的塑料熔體注射到模具型腔中。(2) 合模裝置：主要由固定模板、移動模板、合模油缸、連桿機構、調模裝置、制品頂出裝置等組成。主要實現模具的開、合模及制品頂出。(3) 液壓傳動和電氣控制系統：兩系統有機結合對機構提供動力和實施控制保証注塑機按工藝要求（溫度、壓力、速度、時間）和動作順序準確有效工作。 注塑成型的工藝過程先將塑料原料經過料斗加入注塑機筒內，由於料筒外有電熱筒加熱而使塑料熔融，在注塑機螺桿旋轉推進的高壓下熔融，塑料受到剪切和擠壓，進一步塑化成為具有良好的流動性和可塑性的塑料熔體。然後在螺桿的推動下熔體經噴嘴進入模具型腔，充滿模腔後，於模腔中冷卻、固化、定型，最後打開模具取出塑件。注塑成型的工藝流程為合模 注塑 保壓 冷卻定型 開模 頂出 預塑 從流程可看出：注塑成型是一個循環過程，完成注塑成型需要預塑，注塑、冷卻定型三個階段。（1） 預塑階段螺桿開始旋轉將后端從料斗來的塑料由螺桿前端輸送塑料在高溫和剪切力的作用下塑化均勻，並逐步聚在料筒前部。當熔融塑料越積越多時，壓力越來越大，最後克服螺桿背壓將螺桿逐步往後推，當料筒前部的塑料達到所需注塑量時，螺桿停止轉動和後退，預塑結束。（2）注塑階段 螺桿在注塑油缸的壓力下向前移動，將儲存在前部的塑料以多級速度的壓力向前推壓，經過流道和澆口注入已閉合的模具型腔中。（3）冷卻定型的階段 塑料在模具型腔中經過保壓，防止塑料倒流直到模具澆口固化，最後冷卻定型。熱塑性塑料的注塑，是指將其加熱熔融後，使其流入模具中經冷卻固定而得到具有所要求形狀的成型品的這一操作過程，其原理和糖果的成型或金屬的鑄造沒什麼不同，但熱塑，在成型中，僅僅把其熔融並使之自然地流入到模具中固化，是不可能制成完好的制品的。這是因為樹脂的熔粉度極高，靠其自然流到模具賦予不可能的。為了使熔融樹脂充分流入型腔各個角落而獲得復雜的形狀必須經過成型時對其加上很高的壓力才行。因此注塑是在料筒中加熱樹脂並使之熔融，對熔融樹脂加高壓並使之注射到模具中，在模具中冷卻，固化而成為制品的幾個過程組成的。B 壓塑成型：是將粉狀、顆粒狀或纖維物料放入成型溫度下的模具型腔中，然後閉模加壓，使其成型並固化的方法，主要用於熱固性塑料。 壓塑成型的工藝過程將預熱、預壓的塑料原料定量地加入已預熱的凹模內，然後合模置於壓機上加壓加熱，熔融塑化後向型腔各部位充填多余部分從分型面溢出成為毛邊，經一段時間的化學反應塑料充分固化定型，卸壓開模後取出制品。七 塑料制品常見缺陷及一般品質標準A常見缺陷: 焦痕(燒黑): 由於模具排氣不良,造成過熱而引起材料分解,變黃或燒黑混色: 偏高顏色或顏色不一致入水紋(走水紋):塑膠流動形成的象干涸一樣的條紋表面混點: 在透明材料表面形成的朦朧點或區域(模糊不清)凹點: 小凹坑或表面缺料(低於周圍材料表面的點或面)凸點: 高於周圍材料表面的點或面花痕(刮花): 小溝 或切入內部的切口拖花: 產品脫模時側面因模邊不光滑被刮傷的傷痕跡縮水:因產品結構復雜壁厚不均勻引起的表面收縮或小 陷痕跡斑點: 在產品表面或內部的小微粒或雜質夾水紋: 由於膠料流動前端冷料而形成的在制品表面的可見線或痕跡披鋒: 在模具分型面處由於模具合模不好或因注射壓力太大,鎖模力不足而形成的飛邊氣花(水花): 由於材料未充分乾燥(含濕量大)或料溫過高,引起材料分解產生氣體導致產品表面形成白色的空氣泡或條紋頂白: 由於模具脫模斜度小或頂出不均衡時,部分頂針頂出力太大而使塑件表面發白缺膠(走膠不齊): 由於溫度低,壓力小,注射速度慢或排氣不暢,啤塑時在零件細小或薄壁處膠料走不到位而出現缺膠現象水波紋: 塑件前方沿料流方向似水波一樣的紋路蛇紋: 水口位前方沿料方向產生一條彎曲的似蛇行狀條紋開裂: 由於材料脆性大或水口位應力集中,頂出力大,產品出現開裂盲孔(斷針): 在成型孔針斷而造成無柱孔現象粘模(斷骨/柱): 由於柱位,骨位脫模斜度不夠,粘模力過大,脫模時出現斷柱,斷骨變形: 因產脫模溫度過高或產品結構不合理而產生的形變現象, 塑膠產品質量因受模具,材料,啤機,成型工藝條件,管理及員工態度等多種因素的影響,產品質量缺陷種類很多,問題變化多端,同一成型件在不同的時間有不同的質量問題出現且隨時都會發生意想不到的質量缺陷B一般品質標準外觀方面:產品表面常會出現: 縮水,披鋒,混色,混點,拖花,模花,水花,油污,開裂,夾水紋,氣紋,料紋,走水紋,變形,粘模,顏色不均,刮花,頂白,頂高,頂穿,盲孔,斷柱, 氣泡,發霧,發脆,氣孔,蝕紋不均,字嘜不清,缺膠,水口位批傷,餘膠偏長.結構方面:螺絲柱位缺膠,披鋒,拖長,斷柱(粘模),盲孔,偏心(柱孔不對正),變形,燒焦.扣位披鋒,爆裂,缺膠,脆斷水口位開裂,氣紋,披鋒,批傷及餘膠偏長孔位缺膠,披鋒,盲孔,開裂行位披鋒,拖爆,多膠頂針位披鋒,頂深,頂白,頂高,穿孔,膠位偏高骨位缺膠,披鋒,爆裂尺寸方面: 尺寸不符合圖紙要求(尺寸偏大,尺寸偏小,尺寸不穩定)裝配方面:配合不上;配合不到位;配合松動;配合過緊;配合時離隙不均,錯位(級位)顏色方面:混色,發白,黑點,雜質,料紋,顏色不均(色差),發黃,燒焦/黑,污漬.強度方面:夾水紋及水口位易開裂,溫度低,產品發脆,扣位易斷,螺絲柱易開裂或易斷包裝方面:包裝材料不符合要求,擺放方式不對(易受壓,變形或擦花),包裝數量過多或缺數原料方面:所用原料應與PO單一致,原料不能有錯.不同的產品,其產品質量要求不同.如透明產品不得有氣泡,混點,表面無明顯縮水及夾水紋,不得有模花,模印等影響透光性的缺陷內部產品,外觀要求可以松,主要是結構方面的要求外部產品既須注意內部結構又要控制外觀質量(包括顏色)和配合性等。八 塑料的发展历史及现状早在19世纪以前，人们就已经利用沥青、松香、琥珀、虫胶等天然树脂。1868年将天然纤维素硝化，用樟脑作增塑剂制成了世界上第一个塑料品种，称为赛璐珞，从此开始了人类使用塑料的历史。1909年出现了第一种用人工合成的塑料-酚醛塑料。1920年又一种人工合成塑料-氨基塑料(苯胺甲醛塑料)诞生了。这两种塑料当时为推动电气工业和仪器制造工业的发展起了积极作用。到20世纪20、30年代，相继出现了醇酸树脂、聚氯乙烯、丙烯酸酯类、聚苯乙烯和聚酰胺等塑料。从40年代至今，随着科学技术和工业的发展，石油资源的广泛开发利用，塑料工业获得迅速发展。品种上又出现了聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯、氟塑料、环氧树脂、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰亚胺等等。九 塑料的廣泛用途塑料巳被广泛用于农业、工业、建筑、包装、国防尖端工业以及人们日常生活等各个领域。农业方面：大量塑料被用于制造地膜、育秧薄膜、大棚膜和排灌管道、鱼网、养殖浮漂等。工业方面：电气和电于工业广泛使用塑料制作绝缘材料和封装材料；在机械工业中用塑料制成传动齿轮、轴承、轴瓦及许多零部件代替金属制品；在化学工业中用塑料作管道、各种容器及其它防腐材料；在建筑工业中作门窗、楼梯扶手、地板砖、天花板、隔热隔音板、壁纸、落水管件及坑管、装饰板和卫生洁具等。在国防工业和尖端技术中，无论是常规武器、飞机、舰艇，还是火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船和原子能工业等，塑料都是不可缺少的材料。在人们的日常生活中，塑料的应用更广泛，如市场上销售的塑料凉鞋、拖鞋、雨衣、手提包、儿童玩具、牙刷、肥皂盒、热水瓶壳等等。目前在各种家用电器，如电视机、收录机、电风扇、洗衣机、电冰箱等方面也获得了广泛的应用。塑料作为一种新型包装材料，在包装领域中已获得广泛应用，例如各种中空容器、注塑容器(周转箱、集装箱、桶等)，包装薄膜，编织袋、瓦楞箱、泡沫塑料、捆扎绳和打包带等。通過以上塑料基本知識的學習我們應在腦海里樹立一個較全面的塑料制品行業生產的概念。作為塑料制品生產最關鍵環節-塑模生產的品管人員掌握丰富的塑料知識和模具專業知識將大大提高品質控制的主動性和高效性。