模具设计与制造(注射模).docx

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时间：2021年x月x日
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第3章塑料模具设计
3.1塑料概述
3.1.1塑料的组成及特性
1．塑料的基本组成
塑料是以合成树脂为主要成分，加入适量的添加剂（助剂）组成的。
（1）合成树脂合成树脂属于高分子聚合物，是塑料组成中基本的、必不可少的成分。它决定了塑料的类型和基本性能，如物理性能、化学性能、力学性能和电性能等。
（2）添加剂（助剂）添加剂包括填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂和着色剂等。
1）填充剂（填料）
填充剂在塑料中主要起两个作用：一是减少树脂含量，降低塑料成本；二是能够改善塑料的性能，扩大了塑料的应用范围。如聚乙烯（PE）、聚氯乙烯（PVC）树脂中加入钙质填料后，可得到价格低廉的具有刚性和耐热性的钙塑料；把玻璃纤维加入到塑料中，可大幅度提高塑料的力学性能；有的填充剂还可以使塑料具有树脂所没有的性能，如导电性、导磁性、导热性等。
填充剂有多种，按其化学结构可分为有机填料和无机填料；按其外观形状可分为粉状填料、纤维状填料、片状填料等；按来源可分为矿物性填料、植物性填料、合成填料等；按功能可分为增量型填料、增强型填料、阻燃型填料、导电型填料、耐热型填料等。常用的填充剂有木粉、碳酸钙、滑石粉、玻璃纤维、纸浆等。塑料中填充剂含量一般为20%~50%。
2）增塑剂
增塑剂是现代塑料工业最大的助剂品种，使用增塑剂能够增加树脂的塑性、柔韧性和延伸性，改善成型性能。降低刚性和脆性。增塑剂的加入会降低塑料的稳定性、介电性和机械强度，因此在塑料中应尽可能地减少增塑剂的含量。
选用增塑剂的要求是增塑剂与树脂的相容性好，不易挥发、化学稳定性好，光、热稳定性好，还要求无毒、无臭、无色、不易燃烧、价廉等。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、柠檬酸三丁酯、磷酸三甲苯酯、癸二酸二辛酯等。
3）稳定剂
在塑料中加入稳定剂，能够有效地抑制或降低树脂在加工或使用过程中产生有害的化学变化，提高塑料的耐热、耐光性能，延缓塑料材料的降解、老化过程，延长塑料制品的使用寿命。
选用稳定剂首先要求与树脂的相容性好，其次要求在成型过程中最好不分解，挥发性小，无色、耐油、耐化学药品等。常用的稳定剂有热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂等。稳定剂用量一般为塑料的0.3%~0.5%。润滑剂的含量一般小于1%。
4）润滑剂
润滑剂的主要作用是防止塑料在成型过程中发生粘附，有利于脱模，改善塑料的流动性，减少磨擦，并提高塑料表面光泽程度。润滑剂分为外润滑剂和内润滑剂两种。常用的润滑剂有硬酯酸、硬酯酸皂类、酰胺类、石蜡等。
5）着色剂
着色剂又称色母料，它能使塑料制件具有各种色彩，起装饰和美观的作用，同时还能提高塑料的光稳定性、热稳定性和耐候性。
一般对着色剂的要求是：性能稳定、着色力强、色泽鲜艳、分散性好，且具有耐热、耐光等性能。着色剂包括颜料和染料。颜料分为无机颜料和有机颜料。着色剂用量一般为塑料的0.01~0.02%。
2．塑料的特性
（1）密度小，质量轻塑料密度一般在0.83~2.2kg/dm3之间，只有钢的1/8~1/4，铝的1/2。
（2）比强度和比刚度高塑料的强度和刚度比金属差，但塑料密度小，比强度（σb/ρ）相当高，尤其以各种高强度的纤维状、片状的金属或非金属为填料制成的增强塑料，其强度比一般钢材的比强度还高。塑料的比刚度（又称比弹性模量，E/ρ表示）也较高。
（3）化学稳定性好塑料对酸、碱、盐、气体和蒸汽具有良好的抗腐蚀作用。
（4）电绝缘性能好塑料具有优良的电绝缘性能和耐电弧性。
（5）绝热、隔声性能好塑料具有良好的绝热保温和隔声性能。
（6）耐磨性、自润滑性好塑料的摩擦系数小、磨损率低、耐磨性高、自润滑性好。
（7）成型性能好塑料在一定条件下具有良好的塑性，可用高生产率的成型方法制造各种塑料制品。
（8）粘结性能好塑料一般都具有一定的粘结性能，可以与其它非金属或金属材料牢固粘结而制成复合材料和结构零件。
（9）多种防护性能除上述的耐腐蚀性和绝缘性能外，塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射、防震等多种防护性能。有些塑料还具有特殊防护性能，如耐高温、耐超低温等。
3.1.2塑料的分类
塑料的品种很多，分类的方法也很多。
1．按塑料中树脂的分子结构及其特性分类
（1）热塑性塑料
热塑性塑料中树脂的分子是线型或支链型结构。受热后能软化或熔融，可进行成型加工，冷却后硬化，成型为一定形状的制品。若再加热，又可软化并熔融，可再次进行成型加工，如此可反复进行多次，可回收再利用。其成型过程一般只有物理变化。常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚