【正文】 同 ,是不可逆的形變 . ? 玻璃化溫度特性對使用聚合物制品時是非常重要的 。相反 ,對剪切速度敏感的話對溫度就不敏感 .唯一例外的樹脂是聚苯乙烯 ,它的熔體粘度不僅對溫度敏感而且對剪切速度也敏感 . 壓力對塑料熔體粘度的影響 (示例 ) 序號 名 稱 熔點溫度 (℃) 壓力變化范圍 /Mpa 粘度增大倍數(shù) 1 P S 131～ 165 0～ 134 2 A B S 130～ 160 14～ 100 3 P E 105～ 136 0～ 14 4 HDPE 105～ 137 14～ 5 LDPE 105～ 125 14～ 6 MDPE 110～ 120 14～ 7 P P 160～ 176 14～ ? 聚苯乙烯 (PS)之所以是最容易成型加工的樹脂 ,就是因為能簡單地通過提高熔融溫度 ,或通過提高熔融樹脂注入到模具時的速度 (注射速度 )的方法來降低其樹脂粘度 .象尼龍含有官能團的樹脂其最佳成型溫度 (實際的注射溫度 )都在熔融溫度附近 ,而且其溫度可調(diào)范圍較小 。 6取向而拉伸展開的樹脂分子 。 4中心處流速較快的部分 。 2樹脂注入模具 (實際上由主流道、澆口組成 )。另外 ,由于是絕緣體 ,故帶有靜電 ,因此容易沾染灰塵 . ? (7)尺寸穩(wěn)定性差 ? 與金屬相比 ,塑料收縮率很高 ,故難于保證尺寸精度 .在使用期間受潮、吸濕或溫度發(fā)生變化時 ,尺寸易隨時間發(fā)生變化 . 八、塑料的著色 ? 著色劑的應用品種有 :干粉 (色粉 )、色種、色母粒、液態(tài)色漿等 ,分為有機顏料和無機顏料兩大類 .著色劑需要具有以下良好的性能 :著色力強、遮蓋力強、分散性 (相容性 )好、耐熱性好、耐光性好、耐遷移性好、耐溶劑性好、耐藥品性好、收縮率低等 .隨著客戶對塑件顏色的要求越來越苛刻 ,色母粒或拉粒的應用越來越廣 . ? 九、水口料的回收利用 ? 一般熱塑性的水口料均可回收利用 ,實驗證明水口料的添加比例在 25%以內(nèi) ,對其塑料的性能 (強度 )影響不明顯(10%以下 ).水口料的控制及回收利用是塑料工業(yè)的研究課題 ,熱流道模具的使用就是減少水口料的創(chuàng)舉 .水口料的回收利用次數(shù)及比例 ,對塑料制品的顏色強度等均有不同程度的影響 ,生產(chǎn)時要嚴格控制添加水口料量 . 熱塑性樹脂的諸性質(zhì) ? 一、塑料的熱力學三態(tài) ? 在自然界中 ,我們把物質(zhì)在常溫中的聚集狀態(tài)分成三種 :即氣態(tài)、液態(tài)、和固態(tài) . ? 以非晶態(tài)線型高聚物為代表的高分子聚合物 ,由于分子結(jié)構(gòu)的連續(xù)性 ,以及其巨大分子量 ,所以它們的聚集狀態(tài)不同于一般低分子化合物 ,而是在不同的熱力條件下 ,以其獨特的三種形態(tài)存在 :即玻璃態(tài)、高彈態(tài)、和粘流態(tài) . ? 高分子聚合物是不存在氣態(tài)的 ,在受熱而可能氣化之前 ,分子結(jié)構(gòu)已受到徹底的破壞 ,成為低分子的氣化物質(zhì)或碳化物 . ? 高分子聚合物的玻璃態(tài)實際上是固態(tài)的一種表現(xiàn)形式 ,特點是在一定的溫度范圍內(nèi) ,呈現(xiàn)出固態(tài)物質(zhì)普遍具有的性質(zhì) ,在某些力學特性上類似于普通的玻璃 . ? 高分子聚合物的粘流態(tài)是一種獨特的“液態(tài)” ,在某個溫度范圍內(nèi) ,具有既可以流動又有別于普通低分子液體的力學性質(zhì) . ? 高分子聚合物的高彈態(tài)是介乎玻璃態(tài)和粘流態(tài)溫度范圍的獨有的形態(tài) . ? 高分子聚合物和其他物質(zhì)一樣 ,在特定的溫度壓力條件下都有一個相對穩(wěn)定的形態(tài) .比如 ,在普通使用條件下 ,可以將有機玻璃視為玻璃態(tài)的代表 ,而將液體樹脂視為粘流態(tài)的代表 . ? 當外界溫度、壓力發(fā)生變化并達到某種水平時 ,高分子聚合物將改變原有的狀態(tài)而轉(zhuǎn)變成另外的狀態(tài) .注塑加工廠的任務就是提供這些變化的條件 ,在加工過程中 ,塑料原料 (以高分子聚合物為基體 )受溫度、壓力、剪切作用時 ,其粘度、物理結(jié)構(gòu)、形態(tài)等等都會出現(xiàn)變化 ,其中以溫度影響最大 ,這是塑料熱成型的理論依據(jù) . ? 非晶態(tài)線型高聚物在一定的壓力、不同溫度條件下 ,上述三種聚集態(tài)及其轉(zhuǎn)變條件如圖 A所示 ,這是以相對形變率來表達的三態(tài)區(qū)間的劃分 .圖中標示的溫度為聚苯乙烯試樣的溫度 . ? 高分子聚合物 ,包括有結(jié)晶傾向的高聚物 ,不管是熱塑性的還是熱固性的 ,都有這樣類似的區(qū)間劃分 ,只是曲線的形狀各不相同 .例如聚乙烯、聚丙烯等有結(jié)晶傾向的高聚物 ,其形變曲線如圖 B所示 ,這類高聚物在進入熔點后即出現(xiàn)粘流態(tài) ,粘度迅速下降 ,不可逆形變在整體中發(fā)生 .在圖 A、圖 B中形變曲線上有一個脆化溫度 Tx,低于這個溫度 ,分子鏈段的自我振動被“凍結(jié)”下來 ,不可拉伸、扭轉(zhuǎn) ,亦無法吸收和分散外力 .在外力作用下 ,鏈段很快斷裂 ,塑料制品將顯得象普通玻璃那樣易于擊碎 . 二、塑料三態(tài)的微觀結(jié)構(gòu)和工藝特性 ? 玻璃態(tài) ? 處于玻璃態(tài)下的塑料分子 ,鏈段運動基本上處于停止的狀態(tài) ,分子在自身的位置上振動 ,分子鏈纏繞成團狀或卷曲狀 ,相互交錯 ,紊亂無序 .在玻璃態(tài)時分子的聚集狀態(tài)如下圖所示 : ? 當受到外力作用時 ,分子鏈段將作瞬間微小伸縮和鍵角改變 .整個塑料形體具有一定的剛性和強度 (抗張強度、抗彎強度等 ).在這種形態(tài)下 ,塑膠件可以被使用或進行機械加工 (如 :切削、鉆孔、銑刨等 ). ? 一般非結(jié)晶形塑料 (如 :聚苯乙烯、有機玻璃、聚碳酸酯等 ),其玻璃化溫度高于室溫 ,我們可以將原料顆粒、定型了的制件視為玻璃態(tài) .至于聚乙烯、聚丙烯等“軟”性塑料 ,事實上也存在著“硬”性的玻璃態(tài) .這類塑料中的非結(jié)晶部分 ,玻璃態(tài)溫度比室溫低很多 (－ 123～ 85℃ ),在玻璃態(tài)度溫度以上處于高彈態(tài) ,表現(xiàn)為柔性 ,而結(jié)晶部分熔點又比室溫為高 (137℃ ),因晶格能的束縛 ,鏈段不能自由活動 ,表現(xiàn)為剛性 ,所以也能作為具有固定形狀的塑料使用 . ? 高彈態(tài) ? 處于高彈態(tài)下的塑料分子 ,動能增加 ,鏈段展開成網(wǎng)狀 ,但分子 的運動仍維持在小鏈段的旋轉(zhuǎn) ,鏈與鏈之間不發(fā)生位置移動 .受外力作用時可產(chǎn)生緩慢形變 ,當外力除去后 ,又是慢慢恢復原狀 .在這種狀態(tài)下 ,塑料具有一種類似橡膠的彈性 ,所以又稱橡膠態(tài) .通常稱為彈性或橡膠體的高聚物 ,便函是在室溫下處于高彈態(tài)的高聚物 . ? 高彈態(tài)有兩個特點 : ? (1)在較小作用力下可產(chǎn)生較大變形 ,外力解除后能恢復原狀 . ? (2)高彈形變并非瞬間發(fā)生 ,而是隨時間逐漸發(fā)展 .與普通的彈性形變不同 ,在同樣外力作用下 ,形變要延遲一段時間才能完成 ,而且形變量大 ,松弛性也較明顯 . ? 塑料的高彈態(tài)其實只有在熱加工過程中才出現(xiàn) . ? 粘流性 ? 處于粘流態(tài)下的塑料分子 ,網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)已經(jīng)解體 ,大分子鏈與鏈之間 ,鏈段與鏈段之間都有能夠自由移動 .可以說 ,這是塑料的“液體”存在的形式 ,只是粘性大 ,物理構(gòu)成不同 ,力學性質(zhì)不同 .當給予外力時 ,分子間很容易相互滑動 ,造成塑性體的變形 ,除去外力便不再恢復原狀 . ? 塑料熱成型過程可以這樣描述 :通過熱和力的作用 ,讓塑料從室溫的玻璃態(tài) ,經(jīng)歷程高彈態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài) ,注射入具有一定形狀的封閉模腔 ,然后在模腔內(nèi)逐漸冷卻 ,從粘流態(tài)轉(zhuǎn)回玻璃態(tài) ,最后形成與模腔形狀一致的制品 . ? 塑料只能在粘流態(tài)下才能注射充填成型 ,即是說 ,塑料的加工溫度范圍只能是從粘流溫度 (或結(jié)晶型塑料的熔點 )到分解溫度之間 .如果這個范圍寬 ,加工將比較容易 ,如果這個范圍窄 ,可選擇的加工溫度限制就大 ,加工就較為困難 .前者以聚乙烯為代表 ,后者以聚氯乙烯為代表 .經(jīng)常應用的聚苯乙烯、 ABS等亦屬于范圍寬的一類 ,所以在設(shè)定注塑機料筒溫度時 ,能夠比較隨意 。即使是熱固性樹脂 ,超過 200攝氏度也會冒煙 ,并產(chǎn)生剝落 . ? (2)隨著溫度的變化 ,性質(zhì)也會大大改變 ? 高溫自不待言 ,即使遇到低溫 ,各種性質(zhì)也會大大改變 . ? (3)機械強度較低 ? 與同樣體積的金屬相比 ,機械強度低得多 ,特別是薄型制品 ,這種差別尤為明顯 . ? (4)易于受特殊溶劑及藥品的腐蝕 ? 一般來說 ,塑料比較不容易受化學藥品的腐蝕 ,但有些塑料 (如 :PC、ABS、 PS等 )這方面的性質(zhì)特別差 。當熔料溫度超過分解溫度時 ,大部分熔料會呈現(xiàn)發(fā)黃的顏色 ,且制品的強度會大大降低 . ? ★ ? 熔融指數(shù) (MFI)MI是指熱塑性塑料在一定溫度和壓力下 ,熔體在 10分鐘時間內(nèi)通過測試器的小孔所流出的熔料重量 ,單位是以克 /10分鐘表示 . ? ? 塑料的耐燃燒性是用燃燒速率 (燃燒時間內(nèi)試樣的燃燒長度 )和燃燒失重率 (燃燒前后重量之差的百分率 )之比來表示的 ,由起火時間燃燒至自燃時間及熄滅時間 ,亦可作為耐燃燒性能的參考數(shù) . ? ? 迅速將電壓升高到某一極限值 ,停留一段時間 ,塑料試樣被擊穿 ,稱此時的電壓值為試樣能經(jīng)受的耐電壓 . ? ? 塑料的耐老化性是指在使用、貯存和加工過程中 ,由于受到光、熱、氧、水、生物、應力等外來因素的作用 ,引起化學結(jié)構(gòu)破壞而使原有的優(yōu)良性能有所下降的現(xiàn)象 .研究塑料的老化性是為了提高它的穩(wěn)定性 ,延長其使用壽命 . ? ? 塑料的耐化學性是指塑料在化學介質(zhì)中是否受到腐蝕 ,評定的依據(jù)通常是塑料在介質(zhì)中一定時間后的重量、體積、強度、色澤等的變化程度 . ? ★ ? 成型收縮是指熱塑性塑料在模具中成型時 ,冷卻后脫模出的成型品 ,必有收縮現(xiàn)象 ,即成型品小于模腔尺寸 . ? 六、塑料的幾種常見加工方法 : ? A、注塑成型 B、吹塑成型 C、吸塑成型 ? D、擠出成型 E、壓延成型 F、層積成型 ? G、吹薄成型 H、拉絲成型 ? 七、塑料的特性 ? : ? (1)易于加工、易于制造 (易于成型 ) ? 即使制品的幾何形狀相當復雜 ,只要能從模具中脫模 ,都比較容易制作 .因而其效率遠勝于金屬加工 ,特別是注塑成型制品 ,經(jīng)過一道工序 ,即可制造出很復雜的成品 . ? (2)可根據(jù)需要隨意著色 ,或制成透明制品 ? 利用塑料可制作五光十色、透明美麗的制品 ,尚可任意著色的特性 ,可提高其商品價值 ,并給人一種明快的感覺 . ? (3)可制做輕質(zhì)高強度的產(chǎn)品 ? 與金屬、陶瓷制品相比 ,質(zhì)量輕、機械性能好 ,比強度 (強度與密度的比值 )高 ,故可制做輕質(zhì)高強度制品 .特別是填充玻璃纖維后 ,更可提高其強度 . ? 另外 ,由于塑料質(zhì)量輕 ,可節(jié)約能源 ,故其制品亦日趨輕量化 . ? (4)不生銹、不易腐蝕 ? 塑料一般耐各種化學藥品的腐蝕 ,不會象金屬那樣易生銹或受到腐蝕 .使用時不必擔心酸、堿、鹽、油類、藥品、潮濕及霉菌等的侵蝕 . ? (5)不易傳熱、保溫性能好 ? 由于塑料比熱大 ,熱導率小 ,不易傳熱 ,故其保溫及隔熱效果良好 . ? (6)既能制做導電部件 ,又能制作絕緣產(chǎn)品 ? 塑料本身是很好的絕緣物質(zhì) ,目前可以說沒有哪一種電氣制品不使用塑料的 .但如果在塑料中填充金屬粉末或碎屑加以成型 ,也可制成導電良好的產(chǎn)品 . ? (7)減震、消音性能優(yōu)良 ,透光性好 ? 塑料具有優(yōu)良的減震、消音性能 。疲勞載荷來源有拉壓、彎曲、扭轉(zhuǎn)、沖擊等。在入射光方向上的散射光對所有透射光之比 ,稱霧度或混濁度 .霧度通常是半透明的 ,并對射入光有漫透的性質(zhì) . ? ? 拉伸強度是指在規(guī)定 的試驗溫度、濕度和拉伸速度下 ,沿試樣的縱軸方向施加拉伸載荷 ,測定試樣破壞時的最大載荷 . ? ? 壓縮強度是指在試樣上施加壓縮載荷至破裂 (對脆性材料而言 )或產(chǎn)生屈服的強度 (對非脆性材料而言 ). ? ? 彎曲強度是指試樣在兩個支點上 ,施加集中載荷 ,使試樣變形或直至破裂時的強度 . ? ? 沖擊強度是指試樣受沖擊破斷時 ,單位面積上所消耗的焦耳 ,對于某些沖擊強度高的塑料 ,常在試樣中間開有規(guī)定尺寸之缺口 ,這樣可以降低它在破斷時所需要的焦耳 . ? 不同的試件可用不同的試驗方法 :落球式?jīng)_擊試驗、高速拉伸沖擊試驗 . ? ? 摩擦系數(shù)是指摩擦力與正壓力之比值 .在試樣上加一個正壓力 ,測定試樣剛性運動時的動和靜比值 . ? ? 磨耗是指塑料在摩擦過程中 ,微粒從摩擦表面不斷分離 ,引起摩擦件尺寸不斷地改變的機械性破壞過程 ,也有稱為磨損或磨蝕 . ? ? 塑料硬度是指塑料抵抗其他硬物體壓入的性能 ,通用的有洛氏硬度和肖氏硬度兩種 . ? 肖氏硬度是指在規(guī)定的壓力、時間下計算壓痕器的壓針所壓入的深度 . ? 肖氏壓痕器可分為兩類 ,即 :A、 D型 .施加負荷重量為 、 ,壓下時間為 15秒 ,A型適用于軟質(zhì)塑料 ,D型適用于半硬質(zhì)塑料 。 2)℃ 的蒸餾水中 ,經(jīng)過 24小時后所吸收的水份量 。 ? 半硬質(zhì)塑料有 :PP、 PE、 PA、 PVC等 。塑料的性能與應用 塑料概述 ? 一、塑料的定義 ? 塑料是一種具有可塑性的人造高分子有機化合物 (樹脂 ). ? 塑料是指以有機合成樹脂為主要成分 ,加入或不加入其他配合材料 (助劑 )而構(gòu)成的人造材料 .它通常在加熱、加壓條件下可塑制成具有一定形狀的器件 . ? 所謂可塑性 ,是指象黏土那樣 ,加力就變形