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模具基本知识之塑料篇
+ H/ K# s" f" w1、塑料的概念
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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。 6 G8 {) v9 Y7 D2 { @# G6 _( F
0 E ~& Q4 i" U* z* ~2 S 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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因此,经由此说明我们可以得到以下几项了解: 3 h' ], C- T: v, r% F; \
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它是高分子有机化合物 $ [* i8 Z/ L. M1 r$ H* M
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它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等 1 n! P0 m8 k& b; W4 t& x4 }
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它可以成形(moldable)
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1 Z9 {" Z1 v5 [ 种类繁多因为不同的单体组成所以造成不同之塑料 9 \ Q2 m* E6 D
5 E5 a& e2 Z" t0 f 用途广泛产品呈现多样化
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具有不同的性质 8 `% A: ?5 i7 Y' f$ Z# m/ b' Q
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可以用不同的加工方法(processing method )
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I3 d* t1 F& Q( e+ G1 c0 t0 { 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: - T8 `/ x3 G. }
& n) D, }: W( E1 a: U$ K) Y 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。 1 i3 e! q! _* C3 R6 x0 _% c2 A
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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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$ [" k( L6 |4 @ 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。 1 | H: q& p! y3 `* R' R `
2 e1 J& V3 b1 Q. A8 Z8 A* _ 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。- F3 r" s- l: h: V* w
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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。
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3、我司常用塑料的特性
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ABS的特性
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: B: X, J/ B) R+ E/ ~! M* X' L) b9 ? 丙烯腈-- 丁二烯 --苯二烯(ABS)共聚物
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结构式
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. Z/ d; d) y, r! x0 Z) Z 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 6 J' A3 M" a' |( G5 K$ J
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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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缺点 1、耐溶剂性差2、低介电强度3、低拉伸率 # S: W( y' |7 [$ @0 F4 d
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用途 把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品 / y2 B* U- ]9 o+ n4 r% C
PC(聚碳酸酯)
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' {7 [0 j9 e+ q# x& A 聚碳酸酯 ( PC ) 7 {9 }* M- H! R- `$ K% `( h1 Y9 B- G
5 j2 ^/ ]+ U3 S1 B" p 结构式
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性质 为非结晶性热塑性塑料
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# a. `) N6 j$ R8 L: v 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 4 w; M* C/ C$ C0 N
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缺点 成形品设计不良易产生内部应力问题 $ B( L$ p$ x' h8 ~
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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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7 f! P" @" j, I3 l1 V* V POM(聚缩醛)
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聚缩醛 ( POM ) ' }* a" u, s& [
* F0 \; S1 v# A( u4 ~ 结构式 4 b! \1 P3 i) b4 e$ c9 r# Z. H
) J L( M: v/ ?8 }: e. U: } 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 / Q I1 f U! X5 w
" y- b: [& M8 v, ` 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 4 C! n$ ^0 |5 f6 O# v% Q# @% u6 G
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 $ ?6 s" c5 b8 X) x" Z C
0 l. U0 c/ j' Z1 M& u
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
! |) K1 M+ ?( a+ ~$ S' Q2 D
3 |- A1 W$ b& C4 e PP(聚丙烯)
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+ \+ |/ V) p% a) F4 }- b) r 聚丙烯(PP)
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; X: I+ a9 T1 r& u$ {' K 结构式
, J) Y, T# @4 K- S* I$ Z- g, g0 C3 ?4 D( G
性质 极轻之塑料,密度仅为0.9g/cm3加工性质毋须预热干燥 # K. L% R L/ z' A( [+ G
* w! m# t4 k7 [, r 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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& N( V) u- e/ I+ F& I 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
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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 . b, |, m6 x% f* B! B. T* G+ B
" K0 t. F$ {8 ?1 X' Q) g# h PA(尼龙) ) J6 Y2 v; q3 Q/ Q& v' P
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聚酰胺(PA、尼龙Nylon)
* b. W, U6 B3 o7 v' n% H% m2 S, W3 ?5 }& P
结构式 [NH(CH2)m NHCO(CH2)n-2CO] # m- e6 W* E, y7 A3 p7 t$ 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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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 # _. A- c. c) M: Y; n# I0 Y( D5 h
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PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯) . m6 p- ?. a: ~6 A% C2 @5 f
2 l+ `+ |; I5 e. t* g, e4 x 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) ; B! U& z' y+ L5 t4 @& M8 a# a# |( j
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结构式 6 Q9 z& _0 F g
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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 9 N" F' @* H% s* X8 m
6 M: Y$ Q( D; s- J( L' } h* B 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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6 b6 A k# D3 ?: d 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
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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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