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模具基本知识之塑料篇
7 d6 \ u, x; y& \. r# b# P1、塑料的概念 4 [* T2 U f" J) C4 `
1 o3 h( y7 ]% H6 F 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。
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1 G7 {# J4 L h5 d3 o6 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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, C+ e# u/ p# l, S8 G, t 因此,经由此说明我们可以得到以下几项了解: . u% q$ p( ?" T8 d
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它是高分子有机化合物 " g) c4 {( a1 {+ B7 t
4 o. I4 ^; B& M0 ~0 s, T1 W 它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等
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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 0 H3 h4 y6 x6 u# V# M
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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 - z) T: M+ C) h# C' X2 g: O
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可以用不同的加工方法(processing method ) , R) s& p% T' |4 s2 N7 f- @5 n* q
( l t, q0 B5 J0 g. P, B 2、塑料的分类 : p: v, Q0 m7 V: _+ m
4 |) r6 u1 n; D6 j 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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3 r. p' B) V9 M( ^ 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。 6 x* H4 i, z6 j' ]1 R: g
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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。
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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。 V% }7 M" e" W& @5 B0 p. B
' ^+ D% V3 r, p0 B4 ?- w6 E 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。 ) T6 m& {! }: Y: t, A
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3、我司常用塑料的特性
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ABS的特性 : }5 N9 v) a( Z7 n( Z6 W
4 O) I5 K0 k( {$ k! @ 丙烯腈-- 丁二烯 --苯二烯(ABS)共聚物
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( [3 }$ [, s j/ ?6 c0 Q! Q5 w 结构式 2 t l3 k" \: E, N W5 H
, z% W0 z. P+ Y) [2 I# i; d k 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
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6 l8 F5 \! }8 m+ W0 T) u 优点 1、坚硬,易押出2、易染色3、难燃4、耐冲击5、表面性佳
0 u. b* d1 ~! I0 C" D+ l" d8 I C* {4 W+ `9 n7 N- D9 F
缺点 1、耐溶剂性差2、低介电强度3、低拉伸率
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2 d0 f. M) l6 r( o! n 用途 把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品 & x* q. a. x# Q& F6 p- N* x
PC(聚碳酸酯) 7 C4 R# R: b5 n( X- u1 L
! e+ F5 O0 d- S# l5 U 聚碳酸酯 ( PC ) 3 _6 o9 j0 z% Z# A
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结构式
) }2 Z3 k$ v- U" C& V6 r2 ^# D' J- a2 p3 g4 A5 R: _( k
性质 为非结晶性热塑性塑料 6 Z" L9 Y3 M! Z/ c
# D6 l9 a7 r4 I1 }5 @9 W 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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; f& A$ q! k2 U* w$ H4 b 缺点 成形品设计不良易产生内部应力问题
( B. A8 K9 ^" b2 O8 w1 B$ Q( V4 u6 H& v! w
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
, L: K m9 S2 }8 P# t0 W
9 o2 e" c+ t2 Y/ S$ {2 T; _: a POM(聚缩醛)
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聚缩醛 ( POM ) ( F- M& i; L8 x, ^
) X0 w/ Q+ U% x1 C" U8 K+ F" u 结构式
$ F& C! P4 C2 b {4 C* f I: m9 ~5 a' {* o% B, u7 W
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 ' \: X4 R" V9 \* w; Q
2 }# Q# E7 O9 b6 ^0 z3 ^+ C
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
6 T" {) [( g E4 m* b& q" }9 _) l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
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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 3 T7 G0 M& p/ a2 `
K% H: I l+ f3 ]3 J4 V PP(聚丙烯) + L+ w. ]- F }3 ]; `3 z
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聚丙烯(PP)
0 K+ I% c! E6 V+ C6 a( }$ h/ m% ~" Z% U$ ~& ~7 _
结构式
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( o9 a) Z) e s5 V$ ?* G2 N 性质 极轻之塑料,密度仅为0.9g/cm3加工性质毋须预热干燥
$ R5 z: @9 W0 m+ Z3 P, N
U; S/ ], t' {: n7 Y3 x4 M 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 7 i& W. T O' U3 f; R6 @
; E' b: |$ ?$ C. t! G8 g5 H 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
5 b2 x' c& O$ t, U6 n* |! n# i6 K+ v( h5 j! W9 J- }1 Y
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
0 Q* F0 \( m; y3 U1 J7 X0 b$ K' f' Y
PA(尼龙)
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' s7 t; }% Z& I2 x! G 聚酰胺(PA、尼龙Nylon) 8 o" ?2 r: y7 L" _
: s( ^, N' W3 i1 k, k7 C0 ^ 结构式 [NH(CH2)m NHCO(CH2)n-2CO]
" x7 q6 U% g: D4 c9 I 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 3 { c( z) w n) m, t4 R
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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 " X: W7 q, s. q# D
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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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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
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/ C( l7 a. X8 z) f, H4 ~ PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)
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4 z+ u6 b1 J0 W, j 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
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结构式
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$ ]# u% J! a% T 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
0 b# A" j1 J1 E5 D
" w' R* I% d8 b; m 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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$ B1 t0 U0 K, k, x 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 $ F( k. [8 ]8 ~! L& R! I
2 ?% g) g9 R. B% F9 E 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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