常用塑料材料專題講義課件

本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、塑料的組成二、塑料的分類

三、塑料成型的工藝特性

四、常用塑料簡介五、復(fù)合材料1本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、塑料的組成12.1塑料的組成與工藝特性

一、塑料的組成二、塑料的分類

三、塑料成型的工藝特性（一）熱塑性塑料的成型工藝特性（二）熱固性塑料的成型工藝特性22.1塑料的組成與工藝特性一、塑料的組成2一.塑料的組成（一）塑料的組成塑料的組成：以合成樹脂為主要成分，加入適量的添加劑組成的。(1)合成樹脂

合成樹脂是由低分子化合物經(jīng)聚合反應(yīng)所獲得的高分子化合物。作用：樹脂受熱軟化后，可將塑料的其他組分加以粘合，并決定塑料的主要性能，如物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能及電性能等。塑料中樹脂含量為40％-100％。(2)添加劑

填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑和固化劑等。3一.塑料的組成（一）塑料的組成3（二）塑料的添加劑

添加劑的作用：

塑料助劑又叫塑料添加劑，是聚合物（合成樹脂）進行成型加工時為改善其加工性能或為改善樹脂本身性能所不足而必須添加的一些化合物。添加劑的種類4（二）塑料的添加劑添加劑的作用：4添加劑種類5添加劑種類5選擇助劑時應(yīng)考慮的問題1）助劑與制品的配伍性（助劑應(yīng)與聚合物匹配性）2）助劑的耐久性3、助劑對加工條件的適應(yīng)性4、助劑對制品用途的適應(yīng)性5、助劑配合中的協(xié)同作用與對抗作用6選擇助劑時應(yīng)考慮的問題1）助劑與制品的配伍性6（1）填充劑(填料)填充劑的作用：調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能，提高材料強度，擴大使用范圍，減少合成樹脂的用量，降低塑料的成本。常用的填充劑：粉狀填料、纖維狀填料、層狀填料。1）粉狀填料：碳酸鈣、硅石、硅藻土、云母、石棉、石墨、木粉、金屬粉；2）纖維狀填料：棉花、亞麻、石棉纖維、玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、金屬短須。3）層狀填料：紙張及棉布屑、玻璃布。塑料中的填充劑含量一般為20％～50％，它是塑料制件品種多、性能各異的主要原因之一。7（1）填充劑(填料)填充劑的作用：調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能附表—常用填料及作用8附表—常用填料及作用8（2）增塑劑增塑劑的作用：提高塑料的可塑性和柔軟性，降低熔融溫度，改善熔體的流動性。原因：加入它可加大分子間的距離，削弱大分子間的作用力。缺點：增塑劑會降低塑料的穩(wěn)定性、介電性能和機械強度，因此在塑料中應(yīng)盡可能地減少增塑劑的含量。9（2）增塑劑增塑劑的作用：提高塑料的可塑性和柔軟性，降低（3）穩(wěn)定劑

作用：抑制和防止塑料在加工(提高熱分解溫度)和使用過程中因受熱、光及氧等作用而分解變質(zhì)，使加工順利進行，保證塑件具有一定的使用壽命。種類：熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線抗御劑等。對穩(wěn)定劑的要求是，除對聚合物的穩(wěn)定效果好外，還應(yīng)能耐水、耐油、耐化學(xué)藥品，并能與樹脂相溶，在成型過程中不分解、揮發(fā)小、無色。常用的穩(wěn)定劑有硬脂酸鹽、鉛的化合物及環(huán)氧化合物等。穩(wěn)定劑用量一般為塑料的0.3％～0.5％。10（3）穩(wěn)定劑作用：抑制和防止塑料在加工(提高熱分解溫（4）潤滑劑

作用：對塑料表面起潤滑作用，防止塑料在成型加工過程中粘附在模具上。同時，添加潤滑劑還可以提高塑料的流動性，便于成型加工，并使塑料表面更加光滑。常用的潤滑劑：硬脂酸及其鹽類、合成蠟及某些有機硅化合物，其加入量通常小于1％。需加入潤滑劑的常用塑料：聚烯烴、PS、醋酸纖維素、PA、ABS、PVC，硬質(zhì)PVC更突出。11（4）潤滑劑作用：對塑料表面起潤滑作用，防止塑料在（5）著色劑作用：為滿足塑件使用上的美觀要求，給予塑料以色彩及特殊的光學(xué)性能，有時還能改善塑料制品的耐候性，常加入著色劑。種類：1.

給予塑料色彩的色料：有機顏料、無機顏料和染料作著色劑。

2.給予塑料特殊的光學(xué)性能的有光學(xué)絮片：（鋁、銅、銅合金等）①珠光色料：使塑料呈珠光；②磷光色料：經(jīng)光線照射后，能在黑暗中發(fā)光；③熒光色料：能放出與吸收不同波長的光線，因而形成閃爍的輝光，但不能在黑暗中發(fā)光。著色劑應(yīng)具有的性能：著色力強、色澤鮮艷、分散性好，不易與其他組分起化學(xué)變化，且耐熱、耐光等性能。著色劑的用量一般為塑料的0.01％—0.02％。12（5）著色劑作用：為滿足塑件使用上的美觀要求，給予塑料以塑料中加入著色劑的方法1.用擠出造粒機，混色后擠出—切斷造粒，得到已混色好的樹脂原料，用于大批量生產(chǎn)同色的產(chǎn)品。2.用色母加入到原色的樹脂中混合均勻，加入中注射機塑化；用于小批量、多品種生產(chǎn)。缺點：混色不夠均勻，不同批次的產(chǎn)品存在色差。3.將粉狀染料加入到原色的樹脂中混合均勻，加入中注射機塑化；用于小批量、多品種生產(chǎn)。缺點：混色不夠均勻，不同批次的產(chǎn)品存在色差。目前注射塑料的著色已廣泛使用色母粒著色的方法，只要在注射成型之前，在本色塑料粒子中，拌入一定比例的濃縮色母粒（簡稱色母粒）即可。13塑料中加入著色劑的方法1.用擠出造粒機，混色后擠出—切斷造粒（6）固化劑

固化劑又稱硬化劑、交聯(lián)反應(yīng)劑。固化劑的作用：促使合成樹脂進行交聯(lián)反應(yīng)而形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，或加快交聯(lián)反應(yīng)速度。固化劑一般多用在熱固性塑料中。

14（6）固化劑固化劑又稱硬化劑、交聯(lián)反應(yīng)劑。14（7）其他添加劑

1）驅(qū)避劑：塑料在貯存、使用的過程中，可能遭受老鼠、昆蟲、細菌、霉菌等的危害，用以抵御、避免和消滅這類情況發(fā)生的物質(zhì)，統(tǒng)稱驅(qū)避劑。

2）防靜電劑：使塑件具有適量的導(dǎo)電性，以消除帶靜電的影響，可加入防靜電劑。這類物質(zhì)具有微弱的電離性，又有適當(dāng)?shù)奈裕率顾芗砻婢哂袑?dǎo)電的分子層。3）阻燃劑：阻止或減緩塑料燃燒而加入的一些物質(zhì)。4）發(fā)泡劑：為生產(chǎn)泡沫塑料用。5）開口劑：防止聚烯烴和PVC薄膜自身之間的粘黏。6）表面活化劑：避免農(nóng)用薄膜因水汽凝結(jié)而出現(xiàn)霧層，而加入的非離子性表面活化劑。7）導(dǎo)電及導(dǎo)磁劑：是塑料具有一定的導(dǎo)電及導(dǎo)磁性能。15（7）其他添加劑1）驅(qū)避劑：塑料在貯存、使用的過程中，可能二、塑料的分類(1)按合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及其特性分類

(2)按塑料的用途分類

16二、塑料的分類(1)按合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及其特性分類16(1)按樹脂的分子結(jié)構(gòu)及其特性分類1)熱塑性塑料常用的熱塑性塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、有機玻璃、聚酰胺、ABS、聚碳酸酯、聚酯、聚甲醛、聚苯醚、聚氨酯、聚砜、聚四氟乙烯等。2)熱固性塑料常用的熱固性塑料：酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂、脲醛塑料、三聚氰胺甲醛和不飽和聚酯、有機硅等。17(1)按樹脂的分子結(jié)構(gòu)及其特性分類1)熱塑性塑料17(2)按塑料的用途分類1)通用塑料：約占塑料總產(chǎn)量的80％。聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料六大類。2)工程塑料：在汽車、機械、化工等行業(yè)用來制造機械零件和工程結(jié)構(gòu)零部件。例如：聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、ABS、聚砜、聚四氟乙烯、有機玻璃和環(huán)氧樹脂等。3)特殊塑料：具有某些特殊性能的塑料。如：氟塑料、導(dǎo)磁和導(dǎo)電塑料、納米塑料、光學(xué)塑料、降解塑料、高吸水率塑料等。18(2)按塑料的用途分類1)通用塑料：約占塑料總產(chǎn)量的80％。三、塑料成型的工藝特性（一）熱塑性塑料的工藝特性

（二）熱固性塑料的成型工藝特性19三、塑料成型的工藝特性（一）熱塑性塑料的工藝特性19（一）熱塑性塑料的成型工藝特性(1)收縮性(2)流動性(3)相容性(4)吸濕性(5)熱敏性20（一）熱塑性塑料的成型工藝特性(1)收縮性20(1)收縮性概念：塑件從溫度較高的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸或體積會發(fā)生收縮變化，這種性質(zhì)稱為收縮性。21(1)收縮性21收縮率的計算Sα——實際收縮率；Sj——計算收縮率；a——模具或塑件在成型溫度時的尺寸；b——塑件在室溫時的尺寸；C——模具在室溫時的尺寸。1）實際收縮率表示塑件實際所發(fā)生的收縮。因成型溫度下的塑件尺寸不便測量，以及實際收縮率和計算收縮率相差很小，所以生產(chǎn)中常采用計算收縮率。

2）在大型、精密模具成型零件尺寸計算時則應(yīng)采用實際收縮率。

常用各種熱塑性塑料的收縮率見附錄B。22收縮率的計算Sα——實際收縮率；1）實際收縮率表示影響塑件收縮的原因：1)塑料品種：塑料品種不同，其收縮率也各不相同。例如，樹脂的相對分子質(zhì)量高，填料為有機填料，樹脂含量較多，則該類塑料的收縮率就大。

2)塑件結(jié)構(gòu)：塑件的形狀復(fù)雜、尺寸較小、壁薄、有嵌件、嵌件數(shù)量多且對稱分布，其收縮率較小。3)模具結(jié)構(gòu)：采用直接澆口或大截面的澆口，可減少收縮，但各向異性大；沿料流方向收縮小，沿垂直料流方向收縮大；當(dāng)澆口的厚度較小時，澆口部分會過早凝結(jié)硬化，型腔內(nèi)的塑料收縮后得不到及時補充，收縮較大。23影響塑件收縮的原因：1)塑料品種：234)成型工藝條件對收縮率的影響1）模具溫度：模溫高，熔料冷卻慢，則密度高，收縮大。對于結(jié)晶型塑料，因其結(jié)晶度高，體積變化大，故收縮更大。。2）成型壓力及保壓時間：注射壓力高、時間長的收縮小，但方向性大。3）料溫：料溫高的，則收縮大，但方向性小。因此在成型時調(diào)整模溫、壓力、注射速度及冷卻時間等因素也可適當(dāng)?shù)馗淖兯芗湛s情況。244)成型工藝條件對收縮率的影響1）模具溫度：模溫高，熔料冷卻(2)流動性概念：塑料在一定的溫度、壓力作用下充填模具型腔的能力，稱為塑料的流動性。塑料的流動性差，就不容易充滿型腔，易產(chǎn)生缺料或熔接痕等缺陷，因此需要較大的成型壓力才能成型。塑料的流動性好，可以用較小的成型壓力充滿型腔。但流動性太好，會在成型時產(chǎn)生嚴重的溢邊。塑料中加入填料，會降低樹脂的流動性，而加入增塑劑或潤滑劑，則可增加塑料的流動性。流動性的表示方法：熔融指數(shù)法螺旋線長度法25(2)流動性概念：塑料在一定的溫度、壓力作用下充填熔融指數(shù)將被測塑料裝入加熱料筒中并進行加熱，在—定的溫度和壓力下，測定塑料熔體在10min內(nèi)從出料孔擠出的重量（g），該值稱為熔融指數(shù)，簡寫為MI。熔融指數(shù)越大，流動性越好。26熔融指數(shù)將被測塑料裝入加熱料筒中并進行加熱，在—定的溫度和壓螺旋線長度實驗法

將被測塑料在一定的溫度與壓力下注入如圖2.2所示標準的阿基米德螺旋線模具內(nèi)，用其所能達到的流動長度(圖中所示數(shù)字單位為cm)來表示該塑料的流動性。流動長度越長，流動性就越好。

27螺旋線長度實驗法將被測塑料在一定的溫度與壓力下注入如圖2.影響流動性的主要因素

1)溫度：料溫高，則流動性大，但不同塑料也各有差異。聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、有機玻璃、ABS、AS、聚碳酸酯、醋酸纖維素等塑料的流動性隨溫度變化的影響較大；聚乙烯、聚甲醛的流動性受溫度變化的影響較小。2)壓力：注射壓力增大，則熔料受剪切作用大，流動性也增大，尤其是聚乙烯和聚甲醛較為敏感。3)模具結(jié)構(gòu)：澆注系統(tǒng)的形式、尺寸、結(jié)構(gòu)(如型腔表面粗糙度、澆道截面厚度、型腔形式、排氣系統(tǒng))、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計和熔料的流動阻力等因素都會直接影響熔料的流動性。凡促使料溫降低、流動阻力增加的因素，都會使流動性降低。28影響流動性的主要因素1)溫度：料溫高，則流動性大，但不常用熱塑性塑料的流動性流動性好的：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍和醋酸纖維素；流動性中等的：改性聚苯乙烯、ABS、AS、有機玻璃、聚甲醛和氯化聚醚；流動性差的：聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜和氟塑料。29常用熱塑性塑料的流動性流動性好的：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、(3)相容性

概念：兩種或兩種以上不同品種的塑料，在熔融狀態(tài)不產(chǎn)生相分離現(xiàn)象的能力。如果兩種塑料不相容，則混熔后塑件會出現(xiàn)分層、脫皮等表面缺陷。分子結(jié)構(gòu)相似者較易相容，如高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、聚丙烯彼此之間的混熔等分子結(jié)構(gòu)不同時較難相容，如聚乙烯和聚苯乙烯之間的混熔。

塑料的相容性又稱為共混性。通過塑料的這一性質(zhì)，可得到類似共聚物的綜合性能，這是改進塑料性能的重要途徑之一。如聚碳酸酯和ABS塑料相容，就能改善聚碳酸酯的工藝性。30(3)相容性概念：兩種或兩種以上不同品種的塑料，(4)吸濕性概念：吸濕性是指塑料對水分的親疏程度。具有吸濕或粘附水分傾向的塑料：聚酰胺、ABS、聚碳酸酯、聚苯醚和聚砜等；吸濕或粘附水分極小塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和氟塑料等。吸濕性對塑料制品的影響：在注射成型過程中比較容易發(fā)生水降解，成型后塑件上出現(xiàn)氣泡、銀絲與斑紋等缺陷。干燥措施：在成型前必須進行干燥處理，必要時還應(yīng)在注射機料斗內(nèi)設(shè)置紅外線加熱裝置，以免干燥后的塑料進入機筒前在料斗中再次吸濕或粘水。31(4)吸濕性概念：吸濕性是指塑料對水分的親疏程度。31(5)熱敏性

概念：熱敏性是指塑料的化學(xué)性質(zhì)對熱量作用的敏感程度，熱敏性很強的塑料稱為熱敏性塑料。防止熱敏性塑料在成型中出現(xiàn)降解現(xiàn)象應(yīng)采取的措施：

1）選用螺桿式注射機；

2）流道截面取大一些(避免過大的摩擦熱)；

3）注射機筒內(nèi)壁、流道和模腔表壁鍍鉻；

4）熔體在模內(nèi)流動時不得有死角和滯料現(xiàn)象；

5）生產(chǎn)時嚴格控制成型工藝條件等。

6）必要時還可在塑料中添加熱穩(wěn)定劑。常用的熱敏性塑料

硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚甲醛、聚三氟氯乙烯。32(5)熱敏性概念：熱敏性是指塑料的化學(xué)性質(zhì)對熱量作用的擠出成型原理示意圖33擠出成型原理示意圖33（二）熱固性塑料的成型工藝特性（1）收縮率（2）流動性（3）比容和壓縮率（4）硬化速度（5）水分及揮發(fā)物含量34（二）熱固性塑料的成型工藝特性（1）收縮率34（1）收縮率產(chǎn)生收縮的主要原因：1）熱收縮

熱收縮是由于熱脹冷縮而使塑件成型冷卻后所產(chǎn)生的收縮。熱收縮與模具的溫度成正比。2）結(jié)構(gòu)變化引起的收縮

：交聯(lián)反應(yīng)后，分子由線型結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由于分子鏈間距的縮小，結(jié)構(gòu)變得緊密，故產(chǎn)生了體積收縮。3）彈性恢復(fù)：塑件從模具中取出后，作用在塑件上的壓力消失，由于彈性恢復(fù)，會造成塑件體積的負收縮(膨脹)。在成型以玻璃纖維和布質(zhì)為填料的熱固性塑料時，這種情況尤為明顯。4）塑性變形：塑件脫模時，成型壓力迅速降低，但模壁緊壓在塑件的周圍，使其產(chǎn)生塑性變形。發(fā)生變形部分的收縮率比沒有發(fā)生變形部分的大。塑件往往在平行加壓方向收縮較小，在垂直加壓方向收縮較大。為防止兩個方向的收縮率相差過大，可采用迅速脫模的辦法補救。35（1）收縮率產(chǎn)生收縮的主要原因：353636影響熱固性塑料收縮率的因素原材料

模具結(jié)構(gòu)

成型方法

成型工藝條件原材料：塑料中樹脂和填料的種類及含量，也將直接影響收縮率的大小。當(dāng)所用樹脂在固化反應(yīng)中放出的低分子揮發(fā)物較多時，收縮率較大；放出的低分子揮發(fā)物較少時，收縮率較小。同類塑料中，填料含量較多或填料中無機填料增多時，收縮率較小。模具結(jié)構(gòu)：凡有利于提高成型壓力、增大塑料充模流動性和使塑件密實的模具結(jié)構(gòu)，均能減少塑件的收縮率，如用壓縮或壓注成型的塑件就比注射成型的塑件收縮率小。成型方法：注射＞壓注＞壓縮成型工藝條件：凡能使塑件密實、在成型前使低分子揮發(fā)物溢出的工藝因素，都能使塑件收縮率減少，如成型前對酚醛塑料的預(yù)熱、加壓等。37影響熱固性塑料收縮率的因素原材料模具結(jié)構(gòu)成型方法成3838（2）流動性熱固性塑料的流動性通常以拉西格流動值表示。圖2.3是拉西格流動性測定模。將一定重量的欲測塑料預(yù)壓成圓錠，將圓錠放入壓模中，在一定的溫度和壓力下測定它從?？字袛D出的長度(毛糙部分不計在內(nèi))，此即為拉西格流動值，以mm表示。數(shù)值大，則表明流動性好。影響流動性的因素：塑料品種、模具結(jié)構(gòu)、成型工藝條件。不同品種的塑料或同一品種不同組分及含量的塑料，其流動性不同。模具成型表面光滑，型腔形狀簡單，采用不溢式壓縮模等有利于改善流動性；采用壓錠及預(yù)熱和提高成型壓力，在低于塑料硬化溫度的條件下提高成型溫度等都能提高塑料的流動性。39（2）流動性熱固性塑料的流動性通常以拉西格流動值表示。3（3）比容和壓縮率概念：比容——是指單位重量的松散塑料所占的體積，單位為cm3/g；壓縮率——是指塑料原料的體積與塑料制品的體積之比，其值恒大于1。比容和壓縮率都表示粉狀或短纖維狀塑料的松散性，它們可用來確定模具加料室的大小。比容和壓縮率較大時，塑料內(nèi)充氣增多，排氣困難，成型周期變長，生產(chǎn)率降低；比容和壓縮率較小時，壓錠和壓縮、壓注容易，而且壓錠重量也較準確。但是，比容太小，則影響塑料的松散性，以容積法裝料時造成塑件重量不準確。

40（3）比容和壓縮率概念：40(4)硬化速度

概念：硬化速度通常以塑料試樣硬化每1mm厚度所需的秒數(shù)（s/mm）來表示，此值越小，硬化速度越快。硬化速度與塑料品種、塑件形狀、壁厚、成型溫度及是否預(yù)熱、預(yù)壓等有密切關(guān)系。采用壓錠、預(yù)熱、提高成型溫度和增長加壓時間等措施，都能顯著加快硬化速度。硬化速度應(yīng)適合成型方法的要求。例如壓注或注射成型時，應(yīng)要求在塑化、填充時化學(xué)反應(yīng)慢，硬化慢，以保持長時間的流動狀態(tài)，但當(dāng)充滿型腔后，在高溫、高壓下應(yīng)快速硬化。硬化速度慢的塑料，會使成型周期變長，生產(chǎn)率降低；硬化速度快的塑料，則不能成型復(fù)雜的塑件。

41(4)硬化速度概念：硬化速度通常以塑料試樣硬化每1mm(5)水分及揮發(fā)物含量

塑料中的水分及揮發(fā)物，來自塑料自身或壓縮（壓注）過程中化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物。塑料中水分及揮發(fā)物對塑件的影響：

1）水分及揮發(fā)物含量大時，塑件易產(chǎn)生氣泡、內(nèi)應(yīng)力和塑性變形，使機械強度降低。

2）水分及揮發(fā)物含量過多時，會促使流動性過大，容易逸料，成型周期增長，收縮率增大，使塑件容易發(fā)生翹曲、波紋及光澤不好等現(xiàn)象。

3）塑料中水分及揮發(fā)物的含量不足，也會導(dǎo)致流動性不良，成型困難。

4）水分及揮發(fā)物在成型時變成的氣體，必須排出模外。

42(5)水分及揮發(fā)物含量塑料中的水分及揮發(fā)物，來自塑料自身或思考題1、塑料常用的添加劑有那些。穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑、潤滑劑和固化劑的作用是什么。2、塑料的分類，六大通用塑料有那些。3、什么是收縮性，影響塑料制品成型收縮率的主要因素有哪些方面。4、什么是流動性，影響流動性的主要因素有哪些方面。5、熱塑性和熱固性熔體流動性的好壞通常用什么實驗方法來測定。6、什么是吸濕性，塑料原料中水分過高，在成型中和成型后會對制品產(chǎn)生什么影響。7、什么是熱敏性。熱敏性塑料成型時要注意哪些方面的問題。8、比容和壓縮比的概念。

43思考題1、塑料常用的添加劑有那些。穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑第2章

常用塑料材料

2.2常用塑料簡介44第2章

常用塑料材料2.2常用塑料簡介44

本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、塑料的常用特性

二、常用熱塑性塑料三、常用熱固性塑料四、復(fù)合材料45本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、塑料的常用特性452.2.1塑料的常用特性

1.密度；2.物理及力學(xué)性能；3.比強度；4.耐化學(xué)腐蝕性；5.耐候性；6.使用溫度范圍；7.電性能；8.成型工藝性；9.耐蠕變性。

462.2.1塑料的常用特性1.密度；462.2.2常用熱塑性塑料(1)聚乙烯(PE)

(2)聚丙烯(PP)(3)聚氯乙烯(PVC)(4)聚苯乙烯(PS)(5)丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)(6)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(7)聚碳酸酯(PC)(8)聚砜(PSF)（或PSU）(9)聚酰胺(PA)(10)聚甲醛(POM)(11)聚苯醚(PPO)(12)氯化聚醚(CPT)(13)氟塑料(14)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)(聚酯)(15)聚氨酯塑料(簡稱PU)

472.2.2常用熱塑性塑料(1)聚乙烯(PE)(8)聚砜(2.2.3常用熱固性塑料(1)酚醛塑料(PF)(2)氨基塑料(3)環(huán)氧樹脂(EP)(4)聚氨酯塑料(5)不飽和聚脂樹脂(6)有機硅樹脂

482.2.3常用熱固性塑料(1)酚醛塑料(PF)482.2.3復(fù)合材料

492.2.3復(fù)合材料49本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、概述1.復(fù)合材料的概念

2.復(fù)合材料的發(fā)展3、復(fù)合材料的增強機理

二、復(fù)合材料的原料和性能

三、復(fù)合材料的成型工藝

50本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、概述50一、概述1.復(fù)合材料的概念1）復(fù)合材料的定義：由兩種或兩種以上組份材料復(fù)合而成的一種多相材料，各相之間存在著明顯的界面這種材料的性能不同于原來的組份材料，它可以根據(jù)使用條件的不同要求進行性能設(shè)計以滿足多種特殊用途。2）復(fù)合材料的組成：基體材料

增強劑復(fù)合材料中的連續(xù)相稱為基體，分散相稱為增強劑?；w材料：粘土、陶瓷、金屬、塑料、橡膠等。增強劑：棉、麻、竹、木、金屬、玻璃、碳、硼、氧化鋁、碳化硅和有機高分子纖維或薄片。

51一、概述1.復(fù)合材料的概念51２.纖維增強塑料——玻璃鋼

玻璃鋼是用玻璃纖維及其織物增強熱固性樹脂，因為它的增強纖維是玻璃，而強度又可同鋼相比，1958年在國內(nèi)推廣應(yīng)用后，受到普遍重視。當(dāng)時的建材工業(yè)部部長賴際發(fā)提議將它命名為“玻璃鋼”。52２.纖維增強塑料——玻璃鋼玻璃鋼是用玻璃纖維及其織物增強熱3.復(fù)合材料的特點特點：重量輕，比強度高，耐腐蝕，電絕緣性能好，傳熱慢，熱絕緣性好，耐瞬時超高溫性能好，以及容易著色，能透過電磁波等特性。玻璃鋼材料是一種具有可設(shè)計性的材料品種；玻璃鋼產(chǎn)品可一次性的制作成型；玻璃鋼材料，還是一種節(jié)能型材料。533.復(fù)合材料的特點特點：重量輕，比強度高，耐腐蝕，電絕緣性能4.復(fù)合材料的發(fā)展人們使用復(fù)合材料已有悠久的歷史。古代，人們用茅草增強泥土來建筑房屋?，F(xiàn)代復(fù)合材料—般是指由顆粒、短纖維或連續(xù)纖維增強的材料；用高強玻璃纖維增強塑料這類復(fù)合材料是從本世紀40年代成功地將玻璃制成纖維才開始研究和應(yīng)用的。最早是玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂制成電機的雷達罩、汽車殼，而后在美國用玻纖增強環(huán)氧樹脂制造飛機上的構(gòu)件。50年代末，美國戰(zhàn)略導(dǎo)彈的主要構(gòu)件也采用玻纖增強環(huán)氧樹脂制造。60年代末，性能更好的纖維，如：碳纖維、碳化硅纖維、硼纖維和利克芙拉(聚酰芳胺纖維)相繼研究成功，

現(xiàn)在玻纖增強塑料仍廣泛用于國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域，成為制造船只、汽車、建筑構(gòu)件、各種容器、電子器材、體育器材，甚至家具的重要材料。

544.復(fù)合材料的發(fā)展人們使用復(fù)合材料已有悠久的歷史。545.復(fù)合材料的增強機理在纖維增強塑料中，承受載荷的是高強度的纖維，基體的作用是保護纖維不與外界直接接觸，固定纖維的位置，并將載荷傳遞和分散給纖維。由于纖維的強度遠遠高于塑料基體的強度，因此，纖維增強塑料的強度主要取決于纖維的強度、纖維的方向和纖維含量。單向纖維增強塑料的最大強度方向是纖維方向，稱為縱向強度。平直纖維方向上強度最低，稱為橫向強度。長纖維增強塑料的橫向強度與纖維和基體界面粘接性能有關(guān)，通常橫向強度只相當(dāng)于純基體的強度。所以只有在非常特殊的情況才應(yīng)用單向纖維增強，通常都要成—定角度交叉鋪設(shè)纖維，使之縱橫補償。

555.復(fù)合材料的增強機理在纖維增強塑料中，承受載荷的是高強度的二、復(fù)合材料的原料和性能玻璃纖維碳纖維碳化硅纖維有機纖維

56二、復(fù)合材料的原料和性能玻璃纖維56常用材料纖維增強塑料性能

57常用材料纖維增強塑料性能57三、復(fù)合材料的成型工藝復(fù)合材料的成型方法：常用成型工藝：手糊成型工藝、噴射成型工藝、模壓成型工藝、纖維纏繞成型工藝其他成型工藝：卷管成型工藝、袋壓成型工藝、樹脂澆鑄及注射成型工藝、RTM成型工藝、拉擠成型工藝、板材及管道連續(xù)成型工藝、增強反應(yīng)注射模塑成型工藝、彈性體貯脂模塑成型工藝，以及膠接和連接技術(shù)、夾層結(jié)構(gòu)制作技術(shù)等。

58三、復(fù)合材料的成型工藝復(fù)合材料的成型方法：581.裱糊成型

（手糊成型、涂敷法、接觸成型法）

手糊制作方法的設(shè)備投資低，產(chǎn)品形狀的限制因素少，適合小批量生產(chǎn)。它的生產(chǎn)條件是需要制作產(chǎn)品的模具，并掌握手糊工藝的技術(shù)要領(lǐng)。目前有40％的纖維增強塑料產(chǎn)品是用裱糊成型的。

591.裱糊成型

（手糊成型、涂敷法、接觸成型法）手糊制作方法裱糊成型工藝原理裱糊成型需要有與制品形狀—樣的模胎(剛?；蜿幠?。將剪好的纖維織物按預(yù)先設(shè)計的順序一層—層鋪放在模具上，同時逐層涂刷樹脂膠液，鋪覆織物要排除空氣泡并刮平。鋪覆完所有的層以后，即可進行硬化處理，或施加適當(dāng)?shù)膲毫M行固化。裱糊成型可采用陽模、陰模、和對模法。

60裱糊成型工藝原理裱糊成型需要有與制品形狀—樣的模胎(剛?；蜿?、噴射成型

噴射成型機由二部分組成：連續(xù)纖維切斷機構(gòu)，配好的樹脂膠液與短切纖維混勻裝置和將短切纖維與膠液的混合體用高壓氣流噴射頭。通常將混合均勻的纖維膠液直接噴射在模具上，達到一定厚度后即可固化定形。為了使制品致密，有時在模具上裝有抽氣裝置，在噴射產(chǎn)品時形成負壓。噴射成型的關(guān)鍵是調(diào)好合適粘度的膠液，否則，不容易保證產(chǎn)品質(zhì)量的均勻。特點：效率高、成本低的，有逐步取代傳統(tǒng)的手糊工藝的趨勢。其產(chǎn)品的整體性強，沒有搭接縫，且制品的幾何尺寸基本上沒有受到限制，成型工藝不復(fù)雜，材料配方能保持一定的準確性。612、噴射成型噴射成型機由二部分組成：連續(xù)纖維切斷機構(gòu)，配好3、層合成型（層壓成型）層合成型是將纖維單向排布成一定寬度的無緯紗，然后予浸上樹脂膠，烘干，制成無緯布或采用纖維織物，浸上樹脂膠，烘干成為予浸布。將予浸布或無緯紗按產(chǎn)品性能要求剪裁并鋪放，再在壓力釜內(nèi)或真空袋內(nèi)加壓加熱成型。予浸布受熱初期熔化，以其很強的粘性使層間互相粘合在一起，進—步加熱，則固化。623、層合成型（層壓成型）層合成型是將纖維單向排布成一定寬度的4.纖維纏繞工藝纖維纏繞工藝：是將浸漬過樹脂的連續(xù)纖維，按一定的規(guī)律纏繞到芯模上，層疊至所需的厚度，固化后脫模，即成制品。纖維纏繞需要一個與產(chǎn)品內(nèi)膛形狀相同的芯模。芯模材料——般為石膏、鋁、鋼鐵等，待樹脂固化定型后必須將產(chǎn)品與芯模分離。石膏芯?？梢源蛩?，但不能損壞纖維纏繞制品。纖維纏繞機—般由三部分組成：紗架、排紗頭、芯模旋轉(zhuǎn)機床。排紗頭可以按要求往返移動。根據(jù)芯模安裝的方式和排紗頭的運動形式不同，可以將纖維纏繞機分為臥式、軌道式、搖臂式和翻滾式等幾類。634.纖維纏繞工藝纖維纏繞工藝：是將浸漬過樹脂的連續(xù)纖維，按一羽毛球拍生產(chǎn)流程制造一只質(zhì)量過硬的球拍要經(jīng)過200多道制造工藝和50多道檢驗工序。球拍的原料就是碳紗，依產(chǎn)地和密度不同分化成不同級別。采用多層碳砂，針對球拍的受力點，進行多角度碳砂的加固，甚至局部多層補強，而后由手工或用機器自動卷制。圓管型預(yù)浸材料的制作像是編小辮一樣的編織方式，連續(xù)立體的將碳素纖維制成圓管型預(yù)浸材料。編織到加工的過程中絕不允許截斷任何一束纖維，纖維絲連續(xù)才沒有接縫。羽毛球拍細節(jié)（毛坯階段）64羽毛球拍生產(chǎn)流程制造一只質(zhì)量過硬的球拍要經(jīng)過200多道制造工5、模壓成型

模壓成型可細分為模壓成型工藝和模塑成型工藝。模壓成型工藝采用浸膠布作為模壓料，采用陰陽兩半模，將模壓料放入其中，加熱加壓而成產(chǎn)品，稱為模壓成型。模塑成型工藝采用片狀、團狀、散狀的模壓料，首先將一定量的模壓料置于金屬對模中，而后在一定溫度和壓力下成型制得所需的玻璃鋼制品。

655、模壓成型模壓成型可細分為模壓成型工藝和模塑成型工藝。6模壓成型工藝66模壓成型工藝666、注射成型將經(jīng)過表面處理的短纖維與熱塑性塑料造粒，然后在注射機中加熱融熔，用高壓注射到模具中冷卻定型。注射成型增強塑料的纖維，主要是玻璃纖維和碳纖維。樹脂有PA、PP、PC等。注意：主要適用短纖維填料。

676、注射成型將經(jīng)過表面處理的短纖維與熱塑性塑料造粒，然后在注本資料來源更多資料請訪問精品資料網(wǎng)()本資料來源68本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、塑料的組成二、塑料的分類

三、塑料成型的工藝特性

四、常用塑料簡介五、復(fù)合材料69本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、塑料的組成12.1塑料的組成與工藝特性

一、塑料的組成二、塑料的分類

三、塑料成型的工藝特性（一）熱塑性塑料的成型工藝特性（二）熱固性塑料的成型工藝特性702.1塑料的組成與工藝特性一、塑料的組成2一.塑料的組成（一）塑料的組成塑料的組成：以合成樹脂為主要成分，加入適量的添加劑組成的。(1)合成樹脂

合成樹脂是由低分子化合物經(jīng)聚合反應(yīng)所獲得的高分子化合物。作用：樹脂受熱軟化后，可將塑料的其他組分加以粘合，并決定塑料的主要性能，如物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能及電性能等。塑料中樹脂含量為40％-100％。(2)添加劑

填充劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、著色劑和固化劑等。71一.塑料的組成（一）塑料的組成3（二）塑料的添加劑

添加劑的作用：

塑料助劑又叫塑料添加劑，是聚合物（合成樹脂）進行成型加工時為改善其加工性能或為改善樹脂本身性能所不足而必須添加的一些化合物。添加劑的種類72（二）塑料的添加劑添加劑的作用：4添加劑種類73添加劑種類5選擇助劑時應(yīng)考慮的問題1）助劑與制品的配伍性（助劑應(yīng)與聚合物匹配性）2）助劑的耐久性3、助劑對加工條件的適應(yīng)性4、助劑對制品用途的適應(yīng)性5、助劑配合中的協(xié)同作用與對抗作用74選擇助劑時應(yīng)考慮的問題1）助劑與制品的配伍性6（1）填充劑(填料)填充劑的作用：調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能，提高材料強度，擴大使用范圍，減少合成樹脂的用量，降低塑料的成本。常用的填充劑：粉狀填料、纖維狀填料、層狀填料。1）粉狀填料：碳酸鈣、硅石、硅藻土、云母、石棉、石墨、木粉、金屬粉；2）纖維狀填料：棉花、亞麻、石棉纖維、玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、金屬短須。3）層狀填料：紙張及棉布屑、玻璃布。塑料中的填充劑含量一般為20％～50％，它是塑料制件品種多、性能各異的主要原因之一。75（1）填充劑(填料)填充劑的作用：調(diào)整塑料的物理化學(xué)性能附表—常用填料及作用76附表—常用填料及作用8（2）增塑劑增塑劑的作用：提高塑料的可塑性和柔軟性，降低熔融溫度，改善熔體的流動性。原因：加入它可加大分子間的距離，削弱大分子間的作用力。缺點：增塑劑會降低塑料的穩(wěn)定性、介電性能和機械強度，因此在塑料中應(yīng)盡可能地減少增塑劑的含量。77（2）增塑劑增塑劑的作用：提高塑料的可塑性和柔軟性，降低（3）穩(wěn)定劑

作用：抑制和防止塑料在加工(提高熱分解溫度)和使用過程中因受熱、光及氧等作用而分解變質(zhì)，使加工順利進行，保證塑件具有一定的使用壽命。種類：熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、紫外線抗御劑等。對穩(wěn)定劑的要求是，除對聚合物的穩(wěn)定效果好外，還應(yīng)能耐水、耐油、耐化學(xué)藥品，并能與樹脂相溶，在成型過程中不分解、揮發(fā)小、無色。常用的穩(wěn)定劑有硬脂酸鹽、鉛的化合物及環(huán)氧化合物等。穩(wěn)定劑用量一般為塑料的0.3％～0.5％。78（3）穩(wěn)定劑作用：抑制和防止塑料在加工(提高熱分解溫（4）潤滑劑

作用：對塑料表面起潤滑作用，防止塑料在成型加工過程中粘附在模具上。同時，添加潤滑劑還可以提高塑料的流動性，便于成型加工，并使塑料表面更加光滑。常用的潤滑劑：硬脂酸及其鹽類、合成蠟及某些有機硅化合物，其加入量通常小于1％。需加入潤滑劑的常用塑料：聚烯烴、PS、醋酸纖維素、PA、ABS、PVC，硬質(zhì)PVC更突出。79（4）潤滑劑作用：對塑料表面起潤滑作用，防止塑料在（5）著色劑作用：為滿足塑件使用上的美觀要求，給予塑料以色彩及特殊的光學(xué)性能，有時還能改善塑料制品的耐候性，常加入著色劑。種類：1.

給予塑料色彩的色料：有機顏料、無機顏料和染料作著色劑。

2.給予塑料特殊的光學(xué)性能的有光學(xué)絮片：（鋁、銅、銅合金等）①珠光色料：使塑料呈珠光；②磷光色料：經(jīng)光線照射后，能在黑暗中發(fā)光；③熒光色料：能放出與吸收不同波長的光線，因而形成閃爍的輝光，但不能在黑暗中發(fā)光。著色劑應(yīng)具有的性能：著色力強、色澤鮮艷、分散性好，不易與其他組分起化學(xué)變化，且耐熱、耐光等性能。著色劑的用量一般為塑料的0.01％—0.02％。80（5）著色劑作用：為滿足塑件使用上的美觀要求，給予塑料以塑料中加入著色劑的方法1.用擠出造粒機，混色后擠出—切斷造粒，得到已混色好的樹脂原料，用于大批量生產(chǎn)同色的產(chǎn)品。2.用色母加入到原色的樹脂中混合均勻，加入中注射機塑化；用于小批量、多品種生產(chǎn)。缺點：混色不夠均勻，不同批次的產(chǎn)品存在色差。3.將粉狀染料加入到原色的樹脂中混合均勻，加入中注射機塑化；用于小批量、多品種生產(chǎn)。缺點：混色不夠均勻，不同批次的產(chǎn)品存在色差。目前注射塑料的著色已廣泛使用色母粒著色的方法，只要在注射成型之前，在本色塑料粒子中，拌入一定比例的濃縮色母粒（簡稱色母粒）即可。81塑料中加入著色劑的方法1.用擠出造粒機，混色后擠出—切斷造粒（6）固化劑

固化劑又稱硬化劑、交聯(lián)反應(yīng)劑。固化劑的作用：促使合成樹脂進行交聯(lián)反應(yīng)而形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，或加快交聯(lián)反應(yīng)速度。固化劑一般多用在熱固性塑料中。

82（6）固化劑固化劑又稱硬化劑、交聯(lián)反應(yīng)劑。14（7）其他添加劑

1）驅(qū)避劑：塑料在貯存、使用的過程中，可能遭受老鼠、昆蟲、細菌、霉菌等的危害，用以抵御、避免和消滅這類情況發(fā)生的物質(zhì)，統(tǒng)稱驅(qū)避劑。

2）防靜電劑：使塑件具有適量的導(dǎo)電性，以消除帶靜電的影響，可加入防靜電劑。這類物質(zhì)具有微弱的電離性，又有適當(dāng)?shù)奈?，致使塑件表面具有?dǎo)電的分子層。3）阻燃劑：阻止或減緩塑料燃燒而加入的一些物質(zhì)。4）發(fā)泡劑：為生產(chǎn)泡沫塑料用。5）開口劑：防止聚烯烴和PVC薄膜自身之間的粘黏。6）表面活化劑：避免農(nóng)用薄膜因水汽凝結(jié)而出現(xiàn)霧層，而加入的非離子性表面活化劑。7）導(dǎo)電及導(dǎo)磁劑：是塑料具有一定的導(dǎo)電及導(dǎo)磁性能。83（7）其他添加劑1）驅(qū)避劑：塑料在貯存、使用的過程中，可能二、塑料的分類(1)按合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及其特性分類

(2)按塑料的用途分類

84二、塑料的分類(1)按合成樹脂的分子結(jié)構(gòu)及其特性分類16(1)按樹脂的分子結(jié)構(gòu)及其特性分類1)熱塑性塑料常用的熱塑性塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、有機玻璃、聚酰胺、ABS、聚碳酸酯、聚酯、聚甲醛、聚苯醚、聚氨酯、聚砜、聚四氟乙烯等。2)熱固性塑料常用的熱固性塑料：酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂、脲醛塑料、三聚氰胺甲醛和不飽和聚酯、有機硅等。85(1)按樹脂的分子結(jié)構(gòu)及其特性分類1)熱塑性塑料17(2)按塑料的用途分類1)通用塑料：約占塑料總產(chǎn)量的80％。聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料六大類。2)工程塑料：在汽車、機械、化工等行業(yè)用來制造機械零件和工程結(jié)構(gòu)零部件。例如：聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯醚、ABS、聚砜、聚四氟乙烯、有機玻璃和環(huán)氧樹脂等。3)特殊塑料：具有某些特殊性能的塑料。如：氟塑料、導(dǎo)磁和導(dǎo)電塑料、納米塑料、光學(xué)塑料、降解塑料、高吸水率塑料等。86(2)按塑料的用途分類1)通用塑料：約占塑料總產(chǎn)量的80％。三、塑料成型的工藝特性（一）熱塑性塑料的工藝特性

（二）熱固性塑料的成型工藝特性87三、塑料成型的工藝特性（一）熱塑性塑料的工藝特性19（一）熱塑性塑料的成型工藝特性(1)收縮性(2)流動性(3)相容性(4)吸濕性(5)熱敏性88（一）熱塑性塑料的成型工藝特性(1)收縮性20(1)收縮性概念：塑件從溫度較高的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸或體積會發(fā)生收縮變化，這種性質(zhì)稱為收縮性。89(1)收縮性21收縮率的計算Sα——實際收縮率；Sj——計算收縮率；a——模具或塑件在成型溫度時的尺寸；b——塑件在室溫時的尺寸；C——模具在室溫時的尺寸。1）實際收縮率表示塑件實際所發(fā)生的收縮。因成型溫度下的塑件尺寸不便測量，以及實際收縮率和計算收縮率相差很小，所以生產(chǎn)中常采用計算收縮率。

2）在大型、精密模具成型零件尺寸計算時則應(yīng)采用實際收縮率。

常用各種熱塑性塑料的收縮率見附錄B。90收縮率的計算Sα——實際收縮率；1）實際收縮率表示影響塑件收縮的原因：1)塑料品種：塑料品種不同，其收縮率也各不相同。例如，樹脂的相對分子質(zhì)量高，填料為有機填料，樹脂含量較多，則該類塑料的收縮率就大。

2)塑件結(jié)構(gòu)：塑件的形狀復(fù)雜、尺寸較小、壁薄、有嵌件、嵌件數(shù)量多且對稱分布，其收縮率較小。3)模具結(jié)構(gòu)：采用直接澆口或大截面的澆口，可減少收縮，但各向異性大；沿料流方向收縮小，沿垂直料流方向收縮大；當(dāng)澆口的厚度較小時，澆口部分會過早凝結(jié)硬化，型腔內(nèi)的塑料收縮后得不到及時補充，收縮較大。91影響塑件收縮的原因：1)塑料品種：234)成型工藝條件對收縮率的影響1）模具溫度：模溫高，熔料冷卻慢，則密度高，收縮大。對于結(jié)晶型塑料，因其結(jié)晶度高，體積變化大，故收縮更大。。2）成型壓力及保壓時間：注射壓力高、時間長的收縮小，但方向性大。3）料溫：料溫高的，則收縮大，但方向性小。因此在成型時調(diào)整模溫、壓力、注射速度及冷卻時間等因素也可適當(dāng)?shù)馗淖兯芗湛s情況。924)成型工藝條件對收縮率的影響1）模具溫度：模溫高，熔料冷卻(2)流動性概念：塑料在一定的溫度、壓力作用下充填模具型腔的能力，稱為塑料的流動性。塑料的流動性差，就不容易充滿型腔，易產(chǎn)生缺料或熔接痕等缺陷，因此需要較大的成型壓力才能成型。塑料的流動性好，可以用較小的成型壓力充滿型腔。但流動性太好，會在成型時產(chǎn)生嚴重的溢邊。塑料中加入填料，會降低樹脂的流動性，而加入增塑劑或潤滑劑，則可增加塑料的流動性。流動性的表示方法：熔融指數(shù)法螺旋線長度法93(2)流動性概念：塑料在一定的溫度、壓力作用下充填熔融指數(shù)將被測塑料裝入加熱料筒中并進行加熱，在—定的溫度和壓力下，測定塑料熔體在10min內(nèi)從出料孔擠出的重量（g），該值稱為熔融指數(shù)，簡寫為MI。熔融指數(shù)越大，流動性越好。94熔融指數(shù)將被測塑料裝入加熱料筒中并進行加熱，在—定的溫度和壓螺旋線長度實驗法

將被測塑料在一定的溫度與壓力下注入如圖2.2所示標準的阿基米德螺旋線模具內(nèi)，用其所能達到的流動長度(圖中所示數(shù)字單位為cm)來表示該塑料的流動性。流動長度越長，流動性就越好。

95螺旋線長度實驗法將被測塑料在一定的溫度與壓力下注入如圖2.影響流動性的主要因素

1)溫度：料溫高，則流動性大，但不同塑料也各有差異。聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、有機玻璃、ABS、AS、聚碳酸酯、醋酸纖維素等塑料的流動性隨溫度變化的影響較大；聚乙烯、聚甲醛的流動性受溫度變化的影響較小。2)壓力：注射壓力增大，則熔料受剪切作用大，流動性也增大，尤其是聚乙烯和聚甲醛較為敏感。3)模具結(jié)構(gòu)：澆注系統(tǒng)的形式、尺寸、結(jié)構(gòu)(如型腔表面粗糙度、澆道截面厚度、型腔形式、排氣系統(tǒng))、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計和熔料的流動阻力等因素都會直接影響熔料的流動性。凡促使料溫降低、流動阻力增加的因素，都會使流動性降低。96影響流動性的主要因素1)溫度：料溫高，則流動性大，但不常用熱塑性塑料的流動性流動性好的：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龍和醋酸纖維素；流動性中等的：改性聚苯乙烯、ABS、AS、有機玻璃、聚甲醛和氯化聚醚；流動性差的：聚碳酸酯、硬聚氯乙烯、聚苯醚、聚砜和氟塑料。97常用熱塑性塑料的流動性流動性好的：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、(3)相容性

概念：兩種或兩種以上不同品種的塑料，在熔融狀態(tài)不產(chǎn)生相分離現(xiàn)象的能力。如果兩種塑料不相容，則混熔后塑件會出現(xiàn)分層、脫皮等表面缺陷。分子結(jié)構(gòu)相似者較易相容，如高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、聚丙烯彼此之間的混熔等分子結(jié)構(gòu)不同時較難相容，如聚乙烯和聚苯乙烯之間的混熔。

塑料的相容性又稱為共混性。通過塑料的這一性質(zhì)，可得到類似共聚物的綜合性能，這是改進塑料性能的重要途徑之一。如聚碳酸酯和ABS塑料相容，就能改善聚碳酸酯的工藝性。98(3)相容性概念：兩種或兩種以上不同品種的塑料，(4)吸濕性概念：吸濕性是指塑料對水分的親疏程度。具有吸濕或粘附水分傾向的塑料：聚酰胺、ABS、聚碳酸酯、聚苯醚和聚砜等；吸濕或粘附水分極小塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和氟塑料等。吸濕性對塑料制品的影響：在注射成型過程中比較容易發(fā)生水降解，成型后塑件上出現(xiàn)氣泡、銀絲與斑紋等缺陷。干燥措施：在成型前必須進行干燥處理，必要時還應(yīng)在注射機料斗內(nèi)設(shè)置紅外線加熱裝置，以免干燥后的塑料進入機筒前在料斗中再次吸濕或粘水。99(4)吸濕性概念：吸濕性是指塑料對水分的親疏程度。31(5)熱敏性

概念：熱敏性是指塑料的化學(xué)性質(zhì)對熱量作用的敏感程度，熱敏性很強的塑料稱為熱敏性塑料。防止熱敏性塑料在成型中出現(xiàn)降解現(xiàn)象應(yīng)采取的措施：

1）選用螺桿式注射機；

2）流道截面取大一些(避免過大的摩擦熱)；

3）注射機筒內(nèi)壁、流道和模腔表壁鍍鉻；

4）熔體在模內(nèi)流動時不得有死角和滯料現(xiàn)象；

5）生產(chǎn)時嚴格控制成型工藝條件等。

6）必要時還可在塑料中添加熱穩(wěn)定劑。常用的熱敏性塑料

硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物、聚甲醛、聚三氟氯乙烯。100(5)熱敏性概念：熱敏性是指塑料的化學(xué)性質(zhì)對熱量作用的擠出成型原理示意圖101擠出成型原理示意圖33（二）熱固性塑料的成型工藝特性（1）收縮率（2）流動性（3）比容和壓縮率（4）硬化速度（5）水分及揮發(fā)物含量102（二）熱固性塑料的成型工藝特性（1）收縮率34（1）收縮率產(chǎn)生收縮的主要原因：1）熱收縮

熱收縮是由于熱脹冷縮而使塑件成型冷卻后所產(chǎn)生的收縮。熱收縮與模具的溫度成正比。2）結(jié)構(gòu)變化引起的收縮

：交聯(lián)反應(yīng)后，分子由線型結(jié)構(gòu)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由于分子鏈間距的縮小，結(jié)構(gòu)變得緊密，故產(chǎn)生了體積收縮。3）彈性恢復(fù)：塑件從模具中取出后，作用在塑件上的壓力消失，由于彈性恢復(fù)，會造成塑件體積的負收縮(膨脹)。在成型以玻璃纖維和布質(zhì)為填料的熱固性塑料時，這種情況尤為明顯。4）塑性變形：塑件脫模時，成型壓力迅速降低，但模壁緊壓在塑件的周圍，使其產(chǎn)生塑性變形。發(fā)生變形部分的收縮率比沒有發(fā)生變形部分的大。塑件往往在平行加壓方向收縮較小，在垂直加壓方向收縮較大。為防止兩個方向的收縮率相差過大，可采用迅速脫模的辦法補救。103（1）收縮率產(chǎn)生收縮的主要原因：3510436影響熱固性塑料收縮率的因素原材料

模具結(jié)構(gòu)

成型方法

成型工藝條件原材料：塑料中樹脂和填料的種類及含量，也將直接影響收縮率的大小。當(dāng)所用樹脂在固化反應(yīng)中放出的低分子揮發(fā)物較多時，收縮率較大；放出的低分子揮發(fā)物較少時，收縮率較小。同類塑料中，填料含量較多或填料中無機填料增多時，收縮率較小。模具結(jié)構(gòu)：凡有利于提高成型壓力、增大塑料充模流動性和使塑件密實的模具結(jié)構(gòu)，均能減少塑件的收縮率，如用壓縮或壓注成型的塑件就比注射成型的塑件收縮率小。成型方法：注射＞壓注＞壓縮成型工藝條件：凡能使塑件密實、在成型前使低分子揮發(fā)物溢出的工藝因素，都能使塑件收縮率減少，如成型前對酚醛塑料的預(yù)熱、加壓等。105影響熱固性塑料收縮率的因素原材料模具結(jié)構(gòu)成型方法成10638（2）流動性熱固性塑料的流動性通常以拉西格流動值表示。圖2.3是拉西格流動性測定模。將一定重量的欲測塑料預(yù)壓成圓錠，將圓錠放入壓模中，在一定的溫度和壓力下測定它從模孔中擠出的長度(毛糙部分不計在內(nèi))，此即為拉西格流動值，以mm表示。數(shù)值大，則表明流動性好。影響流動性的因素：塑料品種、模具結(jié)構(gòu)、成型工藝條件。不同品種的塑料或同一品種不同組分及含量的塑料，其流動性不同。模具成型表面光滑，型腔形狀簡單，采用不溢式壓縮模等有利于改善流動性；采用壓錠及預(yù)熱和提高成型壓力，在低于塑料硬化溫度的條件下提高成型溫度等都能提高塑料的流動性。107（2）流動性熱固性塑料的流動性通常以拉西格流動值表示。3（3）比容和壓縮率概念：比容——是指單位重量的松散塑料所占的體積，單位為cm3/g；壓縮率——是指塑料原料的體積與塑料制品的體積之比，其值恒大于1。比容和壓縮率都表示粉狀或短纖維狀塑料的松散性，它們可用來確定模具加料室的大小。比容和壓縮率較大時，塑料內(nèi)充氣增多，排氣困難，成型周期變長，生產(chǎn)率降低；比容和壓縮率較小時，壓錠和壓縮、壓注容易，而且壓錠重量也較準確。但是，比容太小，則影響塑料的松散性，以容積法裝料時造成塑件重量不準確。

108（3）比容和壓縮率概念：40(4)硬化速度

概念：硬化速度通常以塑料試樣硬化每1mm厚度所需的秒數(shù)（s/mm）來表示，此值越小，硬化速度越快。硬化速度與塑料品種、塑件形狀、壁厚、成型溫度及是否預(yù)熱、預(yù)壓等有密切關(guān)系。采用壓錠、預(yù)熱、提高成型溫度和增長加壓時間等措施，都能顯著加快硬化速度。硬化速度應(yīng)適合成型方法的要求。例如壓注或注射成型時，應(yīng)要求在塑化、填充時化學(xué)反應(yīng)慢，硬化慢，以保持長時間的流動狀態(tài)，但當(dāng)充滿型腔后，在高溫、高壓下應(yīng)快速硬化。硬化速度慢的塑料，會使成型周期變長，生產(chǎn)率降低；硬化速度快的塑料，則不能成型復(fù)雜的塑件。

109(4)硬化速度概念：硬化速度通常以塑料試樣硬化每1mm(5)水分及揮發(fā)物含量

塑料中的水分及揮發(fā)物，來自塑料自身或壓縮（壓注）過程中化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物。塑料中水分及揮發(fā)物對塑件的影響：

1）水分及揮發(fā)物含量大時，塑件易產(chǎn)生氣泡、內(nèi)應(yīng)力和塑性變形，使機械強度降低。

2）水分及揮發(fā)物含量過多時，會促使流動性過大，容易逸料，成型周期增長，收縮率增大，使塑件容易發(fā)生翹曲、波紋及光澤不好等現(xiàn)象。

3）塑料中水分及揮發(fā)物的含量不足，也會導(dǎo)致流動性不良，成型困難。

4）水分及揮發(fā)物在成型時變成的氣體，必須排出模外。

110(5)水分及揮發(fā)物含量塑料中的水分及揮發(fā)物，來自塑料自身或思考題1、塑料常用的添加劑有那些。穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑、潤滑劑和固化劑的作用是什么。2、塑料的分類，六大通用塑料有那些。3、什么是收縮性，影響塑料制品成型收縮率的主要因素有哪些方面。4、什么是流動性，影響流動性的主要因素有哪些方面。5、熱塑性和熱固性熔體流動性的好壞通常用什么實驗方法來測定。6、什么是吸濕性，塑料原料中水分過高，在成型中和成型后會對制品產(chǎn)生什么影響。7、什么是熱敏性。熱敏性塑料成型時要注意哪些方面的問題。8、比容和壓縮比的概念。

111思考題1、塑料常用的添加劑有那些。穩(wěn)定劑、增塑劑、填充劑第2章

常用塑料材料

2.2常用塑料簡介112第2章

常用塑料材料2.2常用塑料簡介44

本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、塑料的常用特性

二、常用熱塑性塑料三、常用熱固性塑料四、復(fù)合材料113本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、塑料的常用特性452.2.1塑料的常用特性

1.密度；2.物理及力學(xué)性能；3.比強度；4.耐化學(xué)腐蝕性；5.耐候性；6.使用溫度范圍；7.電性能；8.成型工藝性；9.耐蠕變性。

1142.2.1塑料的常用特性1.密度；462.2.2常用熱塑性塑料(1)聚乙烯(PE)

(2)聚丙烯(PP)(3)聚氯乙烯(PVC)(4)聚苯乙烯(PS)(5)丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)(6)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(7)聚碳酸酯(PC)(8)聚砜(PSF)（或PSU）(9)聚酰胺(PA)(10)聚甲醛(POM)(11)聚苯醚(PPO)(12)氯化聚醚(CPT)(13)氟塑料(14)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)(聚酯)(15)聚氨酯塑料(簡稱PU)

1152.2.2常用熱塑性塑料(1)聚乙烯(PE)(8)聚砜(2.2.3常用熱固性塑料(1)酚醛塑料(PF)(2)氨基塑料(3)環(huán)氧樹脂(EP)(4)聚氨酯塑料(5)不飽和聚脂樹脂(6)有機硅樹脂

1162.2.3常用熱固性塑料(1)酚醛塑料(PF)482.2.3復(fù)合材料

1172.2.3復(fù)合材料49本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、概述1.復(fù)合材料的概念

2.復(fù)合材料的發(fā)展3、復(fù)合材料的增強機理

二、復(fù)合材料的原料和性能

三、復(fù)合材料的成型工藝

118本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容：一、概述50一、概述1.復(fù)合材料的概念1）復(fù)合材料的定義：由兩種或兩種以上組份材料復(fù)合而成的一種多相材料，各相之間存在著明顯的界面這種材料的性能不同于原來的組份材料，它可以根據(jù)使用條件的不同要求進行性能設(shè)計以滿足多種特殊用途。2）復(fù)合材料的組成：基體材料

增強劑復(fù)合材料中的連續(xù)相稱為基體，分散相稱為增強劑?；w材料：粘土、陶瓷、金屬、塑料、橡膠等。增強劑：棉、麻、竹、木、金屬、玻璃、碳、硼、氧化鋁、碳化硅和有機高分子纖維或薄片。

119一、概述1.復(fù)合材料的概念51２.纖維增強塑料——玻璃鋼

玻璃鋼是用玻璃纖維及其織物增強熱固性樹脂，因為它的增強纖維是玻璃，而強度又可同鋼相比，1958年在國內(nèi)推廣應(yīng)用后，受到普遍重視。當(dāng)時的建材工業(yè)部部長賴際發(fā)提議將它命名為“玻璃鋼”。120２.纖維增強塑料——玻璃鋼玻璃鋼是用玻璃纖維及其織物增強熱3.復(fù)合材料的特點特點：重量輕，比強度高，耐腐蝕，電絕緣性能好，傳熱慢，熱絕緣性好，耐瞬時超高溫性能好，以及容易著色，能透過電磁波等特性。玻璃鋼材料是一種具有可設(shè)計性的材料品種；玻璃鋼產(chǎn)品可一次性的制作成型；玻璃鋼材料，還是一種節(jié)能型材料。1213.復(fù)合材料的特點特點：重量輕，比強度高，耐腐蝕，電絕緣性能4.復(fù)合材料的發(fā)展人們使用復(fù)合材料已有悠久的歷史。古代，人們用茅草增強泥土來建筑房屋。現(xiàn)代復(fù)合材料—般是指由顆粒、短纖維或連續(xù)纖維增強的材料；用高強玻璃纖維增強塑料這類復(fù)合材料是從本世紀40年代成功地將玻璃制成纖維才開始研究和應(yīng)用的。最早是玻璃纖維增強不飽和聚酯樹脂制成電機的雷達罩、汽車殼，而后在美國用玻纖增強環(huán)氧樹脂制造飛機上的構(gòu)件。50年代末，美國戰(zhàn)略導(dǎo)彈的主要構(gòu)件也采用玻纖增強環(huán)氧樹脂制造