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模具基本知识之塑料篇
. N$ P4 R8 {4 E7 _3 _, r1、塑料的概念 ) O6 d6 O4 c5 l- C9 ^( c- F2 I- O
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聚合物(polymer),又可称为高分子或巨分子(macromolecules),也是一般所俗称的塑料(plastics)或树脂(resin)。所谓塑料,其实它是合成树脂中的一种,形状跟天然树脂中的松树脂相似,但因又经过化学的力量来合成,而被称之为塑料。 9 a( I4 Y& V3 y1 z; [
* @& m, a* d/ J, H: u, ? 根据美国材料试验协会所下的定义,塑料乃是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料,它在加工完成时呈现固态形状,在制造以及加工过程中,可以借流动(flow)来造型。
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0 n7 B' D% s/ ~+ j; _. C+ ]* M# J' g. j 因此,经由此说明我们可以得到以下几项了解: + |; |) V, s) r6 n
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它是高分子有机化合物
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1 k5 ? ?: y! T& K5 R8 Z 它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等 * W: W6 g: T( t& p' Q
1 {+ T( ]3 L, j 它可以成形(moldable)
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种类繁多因为不同的单体组成所以造成不同之塑料 ! Z8 ^0 z. m/ x! u6 q, ^
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用途广泛产品呈现多样化
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具有不同的性质 0 g& g3 ^4 C5 C1 O+ G7 v( x
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可以用不同的加工方法(processing method ) : {* o0 A2 N4 o9 f! V# w6 h7 b
2 x" _7 t, e+ W" m$ ~2 X ~/ l 2、塑料的分类
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聚合物是由许多较小而结构简单的小分子(monomer),借共价键来组合而成的。聚合物的种类繁多,一般若是以对热之变化来分类,它可以分为两大类:
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热固性塑料(Thermoset Plastics ):指的是加热后,会使分子构造结合成网状型态。一旦结合成网状聚合体,即使再加热也不会软化,显示出所谓的非可逆变化,是分子构造发生变化(化学变化 )所致。
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$ |! t, ^2 z2 ]. ^, u$ g2 c 热塑性塑料(Thermo plastics ):指加热后会熔化,可流动至模具冷却后成型,再加热后又会熔化的塑料;即可运用加热及冷却,使其产生可逆变化(液态←→固态),是所谓的物理变化。
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按照塑料的应用情况,热塑性塑料又可分为通用塑料、工程塑料、高性能工程塑料等三类。 $ b( e, @$ |# n
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通用的热塑性塑料其连续的使用温度在100℃以下,聚乙烯、聚氯乙稀、聚丙烯、聚苯乙烯并称为四大通用塑料。
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/ e- Z) }! s5 ~( V 工程塑料一般是指工作应力大于150MPa,连续工作温度能超过150℃以上的塑料。通常把聚酰胺(尼龙)、聚碳酸脂、聚甲醛、聚苯醚和热塑性聚酯称为五大工程塑料。 ) p' c& v/ w( N3 u2 W# e3 ~5 }
) p: n$ X. e: O, r2 ?# t 3、我司常用塑料的特性 7 g3 G8 m4 p# h
( y* z% ~* O6 N" C8 B* P+ r% Z ABS的特性
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# `4 Y k, Y& ]# d6 j; r 丙烯腈-- 丁二烯 --苯二烯(ABS)共聚物 , E+ V! v, [+ o) ~- x
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结构式
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性质 丙烯腈提供耐热及抗化性,丁二烯提供韧性及耐冲击性,苯乙烯提供延展性及加工性 ) b& c- m I# M/ F1 W
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优点 1、坚硬,易押出2、易染色3、难燃4、耐冲击5、表面性佳
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; ]4 O% V$ m- t$ j+ R: B$ K( s( ^ 缺点 1、耐溶剂性差2、低介电强度3、低拉伸率 6 O) z+ K- F6 D, p* k
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用途 把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品
/ P0 J6 V' k( Y( x+ xPC(聚碳酸酯) 8 b0 t" [/ M2 s. K' b8 C# D! }
+ e# Q. J0 i2 a9 e 聚碳酸酯 ( PC ) . R) r, q$ r% y% a/ F2 ?
# w9 T) K$ K t M+ y$ I 结构式
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5 ]( O" O3 T/ E6 a" }6 _; w! q 性质 为非结晶性热塑性塑料
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6 ?: `6 o) p" W: J5 x 优点 1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广2、高度透明性及自由染色性3、H.D.T.高4、耐疲劳性佳5、耐候性佳6、电气特性优7、无味无臭对人体无害符合卫生安全8、成形收缩率低、尺寸安定性良好
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缺点 成形品设计不良易产生内部应力问题
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用途 电子电器:CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机汽 车: 保险杆、分电盘、安全玻璃工业零件:照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片
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POM(聚缩醛)
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) ?9 p% R/ z2 Q: }: t 聚缩醛 ( POM )
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结构式 ! B+ P$ z+ ?& N8 R# A6 q+ j2 k
' c5 @$ J' ?( H/ E, F 性质 为结晶性热可塑性塑料,具明显熔点165~175℃,性质最接近金属,一般称其为塑钢
& w4 G0 \% t! k8 o" H3 @) K+ j! e
; y+ H: Y" T& r+ R# h; y7 n 优点 1、具高机械强度和刚性2、最高的疲劳强度3、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳4、耐反复冲击性强5、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃)6、良好的电气性质7、复原性良好8、具自已润滑性、耐磨性良好9、尺寸安定性优
: w* m* Y' e' p/ f缺点 1、加工过程若长时间高温下易起热分解2、无自熄性3、抗酸性差4、成形收缩率大 3 N( d& O. }/ a! ^
& a }( K% i4 U- Q/ a2 N, ~* z 用途 电子电器:洗衣机、果汁机零件、定时器组件汽 车: 车把零件、电动窗零件工业零件:机械零件、齿轮、把手、玩具、螺杆
; U- u* @) O+ Y$ ?) ~9 P" L
$ f. ] d* s8 Q* c" B! L PP(聚丙烯)
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聚丙烯(PP)
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结构式
; d6 _) ~+ {! ]4 p. v# v
- i% R4 |6 W6 \- S# _ 性质 极轻之塑料,密度仅为0.9g/cm3加工性质毋须预热干燥
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! \7 t9 {$ a$ P 优点 1、易染色2、耐湿性佳3、耐化性佳4、高铰链特性5、耐冲击性
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缺点 1、复杂之异形押出不易2、易被紫外线分解3、不易接合4、易氧化 , v4 w. |) Q0 W% k2 w1 Y
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用途 水管、胶膜、胶布、电线蔽护材料、容器、汽车保险杆、仪表板、铰链
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PA(尼龙) ) h) p# C* r( W/ A) c3 D
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聚酰胺(PA、尼龙Nylon) ; Z/ P9 M! g r s
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结构式 [NH(CH2)m NHCO(CH2)n-2CO] g/ n' s6 R0 h& N Q3 e* N8 o
性质 结晶性热可塑性塑料,有明显熔点,Nylon6 Tm为220~230℃,Nylon66则为260~270℃,Nylon本身具吸水基故有吸水性,成形前须干燥,温度过高干燥则尼龙粒变色
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优点 1、具高抗张强度2、耐韧、耐冲击性特优3、自润性、耐磨性佳、耐药品性优4、低温特性佳5、具自熄性
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& D4 X! m& P, X 缺点 尼龙吸湿性高、长期尺寸精密度及物性受影响。
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# s, m3 _' [9 N( Y1 o 用途 电子电器:连接器、卷线轴、定时器、护盖断路器、开关壳座汽 车: 散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座工业零件:椅座、自行车框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑轮 4 Y& N* e- {# F; a/ ]( r8 D
' l- L1 x$ y- F" d; H& F4 J) I PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯) # i, K. _9 _, p
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聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
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结构式
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性质 非晶体聚合物,92%光线穿透率,热变性温度介于74°C~102°C间 ) Z1 a* a( j l; J% v
0 p9 e2 q6 o, R: N9 Y& U; ~: y
优点 1、高光学透明性2、耐候性佳3、刚性佳4、易染色
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1 a9 l: y9 `, } 缺点 1、耐化性差2、长期时用温度最高93°C3、应力集中处,较易碎化 ) N! J7 ?' O+ v1 Q3 M* L
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用途 灯罩、窗玻璃、标示牌、光学透镜、硬式隐形眼镜、汽车零件。 |
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