塑料成型工艺与模具设计塑料概论.ppt

塑料成型工艺与模具设计塑料概论1）模具----是一种工具；2）模具与制件-----“一模一样”；3）模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。塑料成形制品绪论1.塑料及塑料工业的发展塑料的定义：树脂指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物。以树脂为主要成份的高分子有机化合物，在一定的温度和压力下，具有流动性，可被模塑成一定的形状和尺寸，并在成型后保持既得的形状而不发生变化。塑料的主要特性1.密度小、质量轻2.化学稳定优越3.电绝缘性能好4.比强度、比刚度高5.减摩，耐磨性能优良，自润滑性好6.成型加工方便7.着色性能较强8.导热率低塑料缺点1.一般塑料的机械强度均不如金属。2.塑料成型时收缩率较高。3.塑料对温度的敏感性远比金属或其它非金属材料的大，塑料的使用温度范围远较其它材料的窄。4.塑料若长期受载荷作用，即使温度不高，其形状会产生“蠕变”，导致塑件尺寸精度丧失。所以，在选择塑料时要注意扬长避短。塑料工业的四个阶段：1、初创阶段：30年代以前；酚醛、硝酸纤维素2、发展阶段：30年代；低密度聚乙烯、聚氯乙烯3、飞跃发展阶段：50年代中期到60年代末；塑料品种增加,4、稳定增长阶段：70年代以来二模具在国民经济中的重要性三、本课程的任务和要求1.了解塑料成型理论知识、各种常用塑料成型基本理论及工艺特点。2.掌握注射成型模具的结构特点及设计计算方法，能独立设计中等复杂程度的模具。第一章塑料概论树脂的分类天然树脂——是指由自然界中动植物分泌物所得的无定形有机物质，如松香、虫胶、沥青。特点：无明显的熔点，受热后逐渐软化，可溶入有机物，不溶于水。合成树脂——是指由简单有机物经化学合成或某些天然产物经化学反应而得到的产物。二、高聚物的分子机构与特性高聚物的特点：（1）含原子数量多，一个高分子中含有几千个、几万个、甚至几百万个原子。（2）分子量大，高分子化合物的分子量一般可自几万至几十万、几百万甚至上千万。例如尼龙分子的分子量为二万三千左右，天然橡胶的为四十万。（3）分子长度相对于低分子长，例如低分子乙烯的长度约为0.0005μm，而高分子聚乙烯的长度则为6.8μm，是前者的13600倍。高聚物的制备（加聚反应和缩聚反应）缩聚反应高聚物的分子链结构区别:1.线形高聚物具有弹性和塑性，在适当的溶剂中可溶解，温度升高会逐渐软化甚至成为溶化状态而具有可流动性，并且可以反复成型，称为热塑性材料。2.体型高聚物脆性大，成型前可溶，但是一经硬化，就成为既不溶解又不熔融的固体，不能再次成型，成为热固性材料。三结晶和非结晶型高聚物的机构和特性晶体---内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，具有长程有序。非晶体---内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体，具有近程有序，但不具有长程有序。结晶聚合物----聚合物在从高温熔体向低温固态转变的过程中，若其分子链构型能够得到规整排列，则该聚合物为结晶聚合物。结晶度---结晶型聚合物的结晶区在聚合物中所占的重量百分数。（大多数聚合物的结晶度约为10%～60%，但有些也可能达到很高的数值，如PP的结晶度达到70%～95%）结晶只发生在线形高聚物和含有交链不多的体形高聚物中.结晶对高聚物性能的影响:1.提高了高聚物的强度、硬度、耐热性、耐化学稳定性。2.弹性、伸长率和冲击强度降低。第二节高聚物的热力学性能及其在成型过程中的变化一、高聚物的热力学性能：1）定义：高聚物在不同温度下的力学状态。2）物理状态分类：玻璃态（结晶态）高弹态粘流态二、高聚物的加工工艺性能1.当温度低于玻璃化温度时，一般进行机械加工。2.当温度高于玻璃化温度低于黏流化温度时，可以进行真空成型、压力成型、弯曲成型等。3.当温度大于黏流化温度小于热分解温度时，可进行注塑、挤出、吹塑成型加工等。三、高聚物的结晶结晶——高聚物从非晶态转为晶态的过程。分为两步——晶核生成及晶体生长。影响结晶的因素温度压力增大压力可使聚合物在高于正常情况下的熔化温度发生结晶；分子结构聚合物分子结构越简单、越规整，结晶越快，结晶度越高，添加剂结晶对塑件性能的影响密度密度随结晶度的增大而提高。力学性能抗拉强度随结晶度的增大而提高；冲击韧性将下降；弹性模量将减小。表面粗糙度和透明度结晶后，塑件表面粗糙度将降低，而透明度会减小或丧失。四、高聚物的取向取向的概念——大分子及其链段或结晶聚合物的微晶粒子在应力作用下，形成有序的排列称为取向。分类按应力性质不同分拉伸取向—由拉应力引起，取向方向与拉伸方向一致流动取向—在切应力作用下沿着熔体流动方向形成的取向对塑件性能的影响:使塑件在某些方向上的机械强度提高，在另外一些方向上强度降低。五、高聚物的降解概念：由