【正文】 2）壓力擠出壓力。2）對成型各種塑料的工藝適應(yīng)性強。4．2．1．2 壓縮成型工藝過程1）成型前準備原料準備：預(yù)壓型坯、預(yù)熱干燥。3）塑件后處理退火處理、調(diào)濕處理。 3．4 練習(xí)思考題1）試確定注塑件PC的孔類尺寸85mm、PA1010的軸類尺寸50mm和PP的中心距尺寸28mm的公差。3）嵌件在模具內(nèi)應(yīng)可靠定位。2）孔的設(shè)計應(yīng)考慮塑件結(jié)構(gòu)、尺寸大小、模具加工制造等要求。2）同一塑件的壁厚應(yīng)盡可能一致，不同壁厚的比例一般不超過1：3，且應(yīng)平緩過渡。4）精度等級的選用主要與制品尺寸大小、塑料品種和成型工藝條件有關(guān)。1）塑料的力學(xué)性能，如強度、剛性、韌性、彈性、抗彎性能、沖擊性能、應(yīng)力敏感性等。比酚醛樹脂有較好的力學(xué)性能。2．氨基塑料的成型特點 氨基塑料常用于壓縮、傳遞成型。1．氨基塑料的基本特性及主要用途（1）脲甲醛塑料（UF） 脲甲醛塑料是脲甲醛樹脂和漂白紙漿等制成的壓塑粉。根據(jù)所用填料不同，有紙質(zhì)、布質(zhì)、木質(zhì)、石棉和玻璃布等各種層壓塑料。酚醛樹脂本身很脆，呈琥珀玻璃態(tài)。長期使用溫度為85～+205℃，高溫下流動性比聚三氟氯乙烯好，易于成型加工。長期使用溫度為200～+200℃，具有中等的機械強度和彈性，有特別好的透過可見光、紫外線、紅外線及阻氣的性能。聚四氟乙烯的缺點是熱膨脹大，而耐磨、機械強度差、剛性不足、且成型困難。1．氟塑料的基本特性及主要用途（l）聚四氟乙烯（PTFE） 聚四氟乙烯樹脂為白色粉末，外觀蠟狀、光滑不粘。其耐磨、減磨性比尼龍聚甲醛還好，％，是工程塑料中吸水率最小的一種。耐稀酸、稀堿、鹽、耐水及蒸汽性能特別優(yōu)良。3．成型特點 塑件易發(fā)生銀絲、云母斑、氣泡甚至開裂，因此，加工前原料應(yīng)充分干燥；聚砜熔融料流動性差，對溫度變化敏感，冷卻速度快，所以模具澆口的阻力要小。呈透明而微帶琥珀色，也有的是象牙色的不透明體。其最大的缺點是塑件易開裂，耐疲勞強度較差。2．5．2．9 聚碳酸酯（PC）1．基本特性 聚碳酸酯是一種性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，／cm3，本色微黃，而加點淡藍色后，得到無色透明塑件，可見光的透光率接近90％。能耐扭變，有突出的回彈能力，可用于制造塑料彈簧制品。2．主要用途 由于尼龍有較好的力學(xué)性能，被廣泛地使用在工業(yè)上制作各種機械、化學(xué)和電氣零件，如軸承、齒輪、滾子、輥軸、滑輪、泵葉輪、風扇葉片、蝸輪、高壓密封扣圈、墊片、閥座、輸油管、儲油容器、繩索、傳動帶、電池箱、電器線圈等零件。其抗沖擊強度比一般塑料有顯著提高，其中尼龍6更優(yōu)。3）模具澆注系統(tǒng)對料流的阻力應(yīng)盡可能小，并應(yīng)制出足夠的脫模斜度。機械強度為普通硅玻璃的10倍以上。模具溫度可控制在50～60℃，要求塑件光澤和耐熱時，應(yīng)控制在60～80℃。 根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。有良好的機械強度和一定的耐磨性。在日用品方面廣泛用于包裝材料、各種容器、玩具等。能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿。2．5．2．4 聚苯乙烯（PS）1．基本特性 聚苯乙烯是僅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品種。聚氯乙烯的硬板廣泛用于化學(xué)工業(yè)上制作各種貯槽的襯里、建筑物的瓦楞板、門窗結(jié)構(gòu)。／cm3，～／cm3范圍內(nèi)。表面涂層。如用聚丙烯注射成型一體鉸鏈（蓋和本體合一的各種容器），經(jīng)過7*1O7次開閉彎折未產(chǎn)生損壞和斷裂現(xiàn)象。3．成型特點 聚乙烯成型時，在流動方向與垂直方向上的收縮差異較大，注射方向的收縮率大于垂直方向的收縮率，易產(chǎn)生變形，并使塑件澆口周圍部位的脆性增加；聚乙烯收縮率的絕對值較大，成型收縮率也較大，易產(chǎn)生縮孔；冷卻速度慢，必須充分冷卻，且冷卻速度要均勻；質(zhì)軟易脫模，塑件有淺的側(cè)凹時可強行脫模。聚乙烯的絕緣性能優(yōu)異，常溫下聚乙烯不溶于任何一種已知的溶劑，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何濃度的其他酸以及各種濃度的堿、鹽溶液。4）單純通過增加成型壓力來提高聚合物熔體的流動性是不適當?shù)?，還會對設(shè)備造成損害并使功率消耗過大。2．4．3．2 加工溫度的影響1）對于溫度大于Tg以上的聚合物，一般其熔體的粘度隨著溫度的升高而呈指數(shù)函數(shù)的方式降低，表示為式中 ——聚合物熔體溫度為T1時的粘度——聚合物熔體溫度為T2時的粘度——粘度常數(shù)（在溫度范圍不超過50℃時，由實驗測定）2）粘度對溫度的敏感性可用給定剪切速率下T1 與T2相差40℃時的粘度比來表示，即為 /。凡是能減少分子鏈纏結(jié)作用的因素都能加速大分子的鏈運動并導(dǎo)致聚合物液體的粘度降低；另一方面凡是能引起聚合物液體內(nèi)的自由體積增加的因素都能活躍大分子的鏈運動并導(dǎo)致聚合物液體的粘度降低。牛頓流體的流動表現(xiàn)為粘彈性流動，范圍為高分子聚合物的熔體及溶液等。4）1687年牛頓（Newton）在研究低分子液體的流動行為時，發(fā)現(xiàn)了層流液體的牛頓流動定律，可用牛頓流變方程表示為式中η（單位Pa聚合物流變是一門半經(jīng)驗的物理科學(xué)，其概念已經(jīng)成為聚合物成型加工理論的重要組成部分，對材料的選擇和使用、加工時最佳工藝條件的確定、加工設(shè)備、成型模具的設(shè)計以及提高產(chǎn)品質(zhì)量等都有極重要的指導(dǎo)作用。在加工反應(yīng)過程中，已經(jīng)發(fā)生連接作用的反應(yīng)基團和活點對原有反應(yīng)基團和活點的比值稱為交聯(lián)度。2．3．3 聚合物加工過程中的化學(xué)變化2．3．3．1 聚合物的降解1）聚合物降解是指聚合物在成型過程中，由于受到高溫、應(yīng)力等外部條件或聚合物中微量的水分、酸、堿以及空氣中氧氣的作用，導(dǎo)致聚合物大分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、分子量降低、性能變壞的現(xiàn)象。4）由取向而導(dǎo)致的性能各向異性一般對制品的使用是不利的，往往會使制品產(chǎn)生變形、翹曲或裂紋等質(zhì)量問題，但另一方面對制品的結(jié)構(gòu)受力等又產(chǎn)生積極的影響，因此在制品結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)充分考慮這些因素而加以利用。2．3．2 聚合物加工過程中的取向2．3．2．1 聚合物取向的概念1）通常有兩種情況，一種是聚合物熔體或濃溶液中大分子鏈段和其中固體纖維狀填料在剪切流動時會順著流動的方向作平行排列的流動取向；另一種是聚合物在Tg～Tf溫度范圍內(nèi)成型時大分子鏈段或微晶等結(jié)構(gòu)組織沿著外力拉伸方向作平行排列的拉伸取向。2．3．1．3 聚合物成型加工對結(jié)晶的影響1）冷卻速度決定了晶核生成和晶體生長的條件，影響聚合物在加工過程中能否形成結(jié)晶、結(jié)晶的速度、晶體的形態(tài)和尺寸等，而冷卻速度取決于熔體溫度Tm與冷卻介質(zhì)溫度Tc之間的溫度差，即ΔT=Tm–Tc。4）結(jié)晶速度慢，結(jié)晶具有不完全性，結(jié)晶聚合物沒有清晰的熔點是大多數(shù)聚合物結(jié)晶的基本特點。4）硬化速度是指一定量的熱固性塑料在成型過程中完成交聯(lián)反應(yīng)所需的時間，通常以塑料試樣硬化1mm厚度所需的秒數(shù)來表示。1）收縮率的意義同熱塑性塑料類同，計算方法也與熱塑性塑料相同。3）熱穩(wěn)定性是指某些塑料在高溫下受熱時間較長或因剪切作用過大時產(chǎn)生的料溫升高而出現(xiàn)的變色、降解和分解的傾向，又稱為塑料的熱敏性。1）收縮性是指一定量的塑料在熔融狀態(tài)下的體積高于冷卻成型后的體積。另一方面由于彈性效應(yīng)的存在，制品會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和后變形等質(zhì)量問題。2．2．1．3 聚合物加工過程中的粘彈行為1）聚合物粘彈性 由于聚合物在加工過程中處于不同的條件下會表現(xiàn)出固體和液體的性質(zhì)，即表現(xiàn)出彈性和粘性。在加工過程中將制品溫度迅速冷卻到Tg溫度以下是實現(xiàn)這類加工的關(guān)鍵。圖2—1 聚合物的熱力學(xué)曲線根據(jù)聚合物在加熱過程中所表現(xiàn)出的力學(xué)性質(zhì)和分子熱運動特征，將聚合物分為玻璃態(tài)（或結(jié)晶態(tài)）、高彈態(tài)和粘流態(tài)，通稱聚集態(tài)，如圖2—1所示。3）塑料不僅可通過物理改性（填料、助劑等）來改善性能，而且可以經(jīng)過共混、共聚、接枝、交聯(lián)、定向催化等化學(xué)改性技術(shù)來進一步增加材料的品種和擴大制品的用途。例2 用于等規(guī)聚丙烯的催化劑為有名的齊格勒（德國）—納塔（意大利）催化劑，具有定向聚合作用，其對于高分子聚合物的發(fā)展作出了劃時代的貢獻。2．1．1．2 分子結(jié)構(gòu)式和分子量以聚丙烯（PP）為例，其分子結(jié)構(gòu)為：[ CH2—CH ]nCH3其中：1）n為高分子的聚合度，應(yīng)具有足夠大的數(shù)值，否則不屬于高分子化合物。成型加工添加劑單體塑料制品塑料樹脂原料圖11 塑料制品的生產(chǎn)工業(yè)體系Ⅲ 塑料制品生產(chǎn)Ⅱ 塑料材料生產(chǎn)Ⅰ 塑料原料生產(chǎn)1．2．2 塑料制品的成型加工技術(shù)過程塑料一般經(jīng)過以下的生產(chǎn)工序制成產(chǎn)品。3）飛躍發(fā)展階段1954年，發(fā)現(xiàn)用TiCl3的絡(luò)合物作催化劑（齊格勒—納塔催化劑），通過定向聚合可得到優(yōu)良性能的聚合物。1．1．2．2 塑料的用途塑料的用途是由它的性能及價格等因素決定的。1．1．2 塑料的特性及其用途1．1．2．1 塑料的特性優(yōu)點：1）塑料材料重量輕，～179。這是通過有機物聚合反應(yīng)生成的第一種塑料材料，是現(xiàn)代塑料工業(yè)的里程碑。進入90年代以來，塑料工業(yè)向著生產(chǎn)工藝自動化、連續(xù)化，產(chǎn)品系列化，以及不斷開拓功能性塑料的新領(lǐng)域發(fā)展。1．3．3 塑料模具的分類塑料模具的分類方法很多，一般按照制品的成型工藝方法進行分類。3）通?；瘜W(xué)鍵的鍵能為30～200千卡/摩爾，而分子間力（小分子）一般小于10千卡/摩爾，分子間力（范德華力）對物質(zhì)的熔點、沸點、溶解度等都有影響。高分子鏈的柔順性取決于高分子的主鏈結(jié)構(gòu)、取代基、氫鍵、交聯(lián)度等因素的影響，通常根據(jù)其柔順性的高低分為柔性分子鏈和剛性分子鏈。2）工程塑料是指常在工程技術(shù)中用作結(jié)構(gòu)材料的塑料，具有較好的機械性能及使用性能。該聚集態(tài)不宜進行引起大變形的加工，但可以進行機械加工。綜合以上，可以得知：1）對于大多數(shù)塑料而言，玻璃態(tài)是制品的使用狀態(tài)，Tb溫度和Tg溫度是衡量制品使用范圍的重要標志，Tb～Tg溫度范圍越寬，制品對環(huán)境的適應(yīng)性越強。4）在加工過程中，聚合物的粘彈性行為概述如下：溫度變化時——如溫度升高時，由粘彈性公式可知，ηη3降低，γH、γV增加，但γV增加得更快，而γH增加趨勢減小。是一種重要的聚合物加工技術(shù)，可有效地降低在此溫度范圍內(nèi)成型制品的內(nèi)應(yīng)力，并能提高制品的因次穩(wěn)定性。2）流動性是指成型過程中塑料熔體在一定的溫度與壓力作用下充填模具型腔的能力。5）相容性是指兩種或兩種以上不同的塑料在熔融狀態(tài)下不產(chǎn)生相分離現(xiàn)象的能力，又稱為塑料的共混性。3）比容是指單位重量的松散塑料所占的體積。 2．3 聚合物加工過程的物理化學(xué)變化2．3．1 聚合物加工過程中的結(jié)晶2．3．1．1 聚合物結(jié)晶的概念1）一般，支化程度低、側(cè)基較小、結(jié)構(gòu)單元單一、分子鏈規(guī)整性較好的高分子比較容易結(jié)晶，表現(xiàn)為分子鏈在空間上的規(guī)整排列。2．3．1．2 聚合物結(jié)晶對制品性能的影響1）聚合物結(jié)晶時分子鏈排列緊密，體積收縮，密度增加，造成分子間結(jié)合力增強，力學(xué)性能和熱性能得到提高；而與分子鏈運動有關(guān)的性能，如高彈性、伸長率、沖擊韌性則降低；另外收縮率增大還會使制品的透明度降低。2）熔融溫度和熔融時間較長時，會使結(jié)晶速度較慢，晶粒尺寸變大；相反使則結(jié)晶速度變快，晶粒尺寸較細，有利于提高制品的力學(xué)強度、耐磨性和熱畸變溫度等性能指標。2）聚合物產(chǎn)生平面取向時制品的力學(xué)各向異性與相互垂直的兩個方向的拉伸倍數(shù)有關(guān)，平面取向改善了單軸取向的各向力學(xué)差異程度，提高了制品的使用性能。各種聚合物的拉伸比和其結(jié)構(gòu)及物理性能有關(guān)，～，高結(jié)晶聚合物約為5～10，多數(shù)約為4～5。5）聚合物降解的避免措施主要有：使用合格原料、嚴格干燥、確定合理加工工藝、保持良好的設(shè)備和模具的結(jié)構(gòu)狀態(tài)、使用穩(wěn)定劑等添加劑。 2．4 聚合物的流變性質(zhì)流變學(xué)是研究物質(zhì)形變與流動的一門科學(xué)。單位時間內(nèi)的應(yīng)變稱為應(yīng)變速率，如果應(yīng)變是由剪切應(yīng)力τ引起的切應(yīng)變γ，則稱為剪切速率，表示為2．4．1 牛頓流體及其流變方程1）液體在管道中處于層流狀態(tài)流動時，可將其視為一層層彼此相鄰且完全平行的薄層液體沿外力（剪切應(yīng)力τ）作用方向進行的相對滑移。6）流動曲線是指對流體在不同溫度下以τ～或η～作圖所得到的曲線，其反映了流體的性質(zhì)。5）非牛頓流體的流變方程表示為式中ηa（單位Pa一般聚合物分子鏈的柔性大、分子間力小時，其粘度對剪切速率的敏感性就越大，如PE、PS、PP、PVC等。但在150℃溫度以上加工時聚合物熔體受壓常達到50～300MPa，此時聚合物體積的減小量明顯增加，導(dǎo)致其粘度隨之增大。高壓聚乙烯分子帶有許多支鏈，因而相對分子質(zhì)量較小，結(jié)晶度和密度較低（故稱低密度聚乙烯），且具有較好的柔軟性、耐沖擊性及透明性。聚乙烯能耐寒，在60℃時仍有較好的力學(xué)性能，70℃時仍有一定的柔軟性。它不吸水，光澤好，易著色。但在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。聚氯乙烯樹脂為白色或淺黃色粉末。但聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，長時間加熱會導(dǎo)致分解，放出氯化氫氣體，使聚乙烯變色。3．成型特點 聚氯乙烯在成型溫度下容易分解放出氯化氫。聚苯乙烯有優(yōu)良的電性能（尤其是高頻絕緣性能）和一定的化學(xué)穩(wěn)定性。近幾十年來，發(fā)展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯為基體的共聚物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺點，又保留了它的優(yōu)點，從而擴大了它的用途。ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑料件有較好的光澤。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。農(nóng)藥噴霧器及家具等。372有機玻璃為甲基丙烯酸甲酯與少量苯乙烯的共聚體，其模塑成型性能較好。2．主要用途 用于制造要求具有一定透明度和強度的防震、防爆和觀察等方面的零件，如飛機和汽車的窗玻璃、飛機罩蓋、油杯、光學(xué)鏡片、透明模型、透明管道、車燈燈罩、油標及各種儀器零件，也可用作絕緣材料、廣告銘牌等。常見的尼龍品種有尼龍10尼龍6尼龍6尼龍尼龍尼龍11等。其