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常用工程塑料的物理性能和加工工艺-第2章

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3.典型应用范围:  
汽车工业(主要使用含金属添加剂的PP:挡泥板、通风管、风扇等),器械(洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等),日用消费品(草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等)。 
注塑品是PP均聚物的第二大市场,包括容器、密封器、汽车方面的应用、家庭用品、玩具及其它许多消费品和工业方面的最终用途。 
九、PA(尼龙) 
1.PA的性能 
PA也是结晶型塑料(尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂),作为工程塑料的尼龙分子量一般为1。5…3万,品种很多,应用于注塑加工的常用尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。尼龙具有韧性、耐磨性和自润滑性,其优点主要有机机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面光滑、软化点高,耐热,磨擦系数低,耐磨损,自润滑性,吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂,电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好。缺点是吸水性大,染色性差,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低吸水率,使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好(100℃内可长期使用)、耐腐蚀、制件重量轻、易成型。PA缺点主要有:易吸水、注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差,因其比热大,产品较烫。 
PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种。其结晶度高,故其刚性、硬度、耐热性都高。PA1010是我国1958年首创、半透明、比重小、弹性和柔性较大,吸水性比PA66低,尺寸稳定性可靠。 
尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高,但韧性最差。各种尼龙按韧性大小排序为:PA66<PA66/6<PA6<PA610<PA11<PA12 
  尼龙的燃烧性为ULS44…2级,氧指数为24…28,尼龙的分解温度>299℃,在449~499℃时会发生自燃。 
  尼龙的熔体流动性好,故制品壁厚可小到1mm。 
  
  
PA的主要技术性能指标和用途见表1。 
  
表1聚酰胺(尼龙)主要技术性能指标     
牌 号 项 目 6 66 610 612 9 11 12 1010     
密度g/cm3 1。13 1。15 1。07 1。07 1。05 1。04 1。02 1。07     
熔点℃ 215 252 220 —— 185 186 178 210     
热变形温度℃ 68 75 82 —— —— 54 55 ——     
耐寒温度℃ …30 …30 …40 —— …30 …40 —— …40     
拉伸强度MPa 75。0 80。0 60。0 62。0 65。0 56。0 65。0 55。0     
压缩强度MPa 85。0 105。0 —— —— 72。5 70。0 —— 65。0     
弯曲强度MPa 120。0 60。0…100。0 90。0 —— 85。0 70。0 90。0 80。0     
缺口冲击强度kj/m2 5。5 5。4 5。5 —— —— 3。86 —— 5     
体积电阻率Ω?cm 1012 1014 1014 1012 3。514 1013 1014 1015     
介电常数1MHz 3。4 3。6 3。5 3。5 3。7 3。7 3。1 3。1     
介电损耗1MHz 0。03 0。03 0。04 0。02 0。018 0。04 0。03 0。026     
介电强度kV/mm 16 16 16 16 16 17 18 15     
成型收缩率% 0。8…2。5 1。5…2。2 1。5…2。0 —— 1。5…2。5 1。2 —— 1。0…2。5     
用途 轴承齿轮凸轮滚子滑轮辊轴螺钉螺帽垫片高压 
油管储油容器等 用途与尼龙6基本一样还可作把手壳体支撑架等 机械制造汽车用齿轮衬垫轴承滑轮等精密部件输油管储油容器传动带仪表壳体纺织机械部件 精密机械部件电线电缆绝缘层枪托弹药箱工具架线圈 齿轮机械部件电缆护套医疗特种消毒包渔网金属涂层 输送汽油的硬管和软管电缆护套食品包装膜发泡建材静电喷涂 轴承齿轮精密部件电子部件油管软管电线电缆护套 机械部件轴承架轴套油箱衬里电线电缆护套工业滤布筛网毛刷等  
2.PA的工艺特点 
2。1.PA易吸湿,加工前一定要充分干燥,含水量应控制在0。3%以下。原料干燥得好,制品光泽高,否则比较粗糙,PA不会随受热温度的升高而逐渐软化,而是在一个靠近熔点的较窄的温度范围内软化,熔点很明显,温度一旦达到就会出现流动(与PS、PE、PP等料不同)。 
PA的粘度远比其它热塑性塑料低,且其熔化温度范围较窄(仅5℃左右)。PA流动性好,容易充模成型,也易走披锋。喷嘴易出现“流涎”现象,抽胶需大一点。PA熔点高,凝固点也高,熔料在模具内随时会因温度降到熔点以下而凝固,妨碍充模成型的完成。所以,必须采用高速注射,(薄壁或长流程制件尤其这样)。尼龙模具要有较充分的排气措施。 
PA在熔融状态时,热稳定性较差,易降解。料筒温度不宜超过300℃,熔料在料筒内加热时间不宜超过30分钏,PA对模温要求较高,可利用模温的高低来控制其结晶性,来获得所需的性能。 
PA料模温在50…90℃较好,PA1010加工温度在220…240℃为宜,PA66加工温度为270…290℃。PA制品有时需根据品质要求进行“退火处理”或“调湿处理”。 
2。2.PA12 聚酰胺12或尼龙12加工之前应保证湿度在0。1%以下。如果材料是暴露在空气中储存,建议要在85C热空气中干燥4~5小时。如果材料是在密闭容器中储存,那么经过3小时温度平衡即可直接使用。熔化温度240~300C;对于普通特性材料不要超过310C,对于有阻燃特性材料不要超过270C。模具温度:对于未增强型材料为30~40C,对于薄壁或大面积元件为80~90C,对于增强型材料为 90~100C。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。注射压力:最大可到1000bar(建议使用低保压压力和高熔化温度)。注射速度:高速(对于有玻璃添加剂的材料更好些)。流道和浇口:对于未加添加剂的材料,由于材料粘性较低,流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求5~8mm的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口,这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口,建议最小的直径为0。8mm。热流道模具很有效,但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道,浇口尺寸应当比冷流道要小一些。 
2。3.PA6 聚酰胺6或尼龙6:由于PA6很容易吸收水分,因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的,则容器应保持密闭。如果湿度大于0。2%,建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时,建议进行105C,8小时以上的真空烘干。熔化温度:230~280C,对于增强品种为250~280C。模具温度:80~90C。模具温度很显著地影响结晶度,而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要,因此建议模具温度为80~90C。对于薄壁的,流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度,但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm,建议使用20~40C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。注射压力:一般在750~1250bar之间(取决于材料和产品设计)。注射速度:高速(对增强型材料要稍微降低)。流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0。5*t(这里t为塑件厚度)。如果使用热流道,浇口尺寸应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口,浇口的最小直径应当是0。75mm。  
   2。4.PA66 聚酰胺66或尼龙66如果加工前材料是密封的,那么就没有必要干燥。然而,如果储存容器被打开,那么建议在            85C的热空气中干燥处理。如果湿度大于0。2%,还需要进行105C,12小时的真空干燥。熔化温度:260~290C。对玻璃添加剂的产品为275~280C。熔化温度应避免高于300C。模具温度:建议80C。模具温度将影响结晶度,而结晶度将影响产品的物理特性。对于薄壁塑件,如果使用低于40C的模具温度,则塑件的结晶度将随着时间而变化,为了保持塑件的几何稳定性,需要进行退火处理。注射压力:通常在750~1250bar,取决于材料和产品设计。注射速度:高速(对于增强型材料应稍低一些)。  
流道和浇口: 由于PA66的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0。5*t (这里t为塑件厚度)。如果使用热流道,浇口尺寸应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口,浇口的最小直径应当是0。75mm。 
3.典型应用范围: 
  3。1.PA12 聚酰胺12或尼龙12应用范围:水量表和其他商业设备,电缆套,机械凸轮,滑动机构以及轴承等。 
  3。2.PA6 聚酰胺6或尼龙6应用范围:由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性,还用于制造轴承。 
  3。3.PA66 聚酰胺66或尼龙66应用范围:同PA6相比,PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。 
十、POM(赛钢) 
1. POM的性能 
POM是结晶型塑料,它的钢性很好,俗称“赛钢”。 POM是一种坚韧有弹性的材料,即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性,它具有耐疲劳性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性等优良的性能。POM不易吸湿,比重为1。42g/cm3,收缩率2。1%(POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率,可高达到2%~3。5%,较大,对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率),尺寸难控制,热变形温度为172℃。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度,但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料,都是结晶性材料并且不易吸收水分。  
2.POM的工艺特点 
POM加工前可不用干燥,最好在加工过程中预热(100℃左右),对产品尺寸的稳定性有好处。POM的加工温度范围很窄(195…215℃),在炮筒内停留时间稍长或温度超过220℃就会分解(均聚物材料为190~230℃;共聚物材料为190~210℃)。螺杆转速不能过高,残量要少。POM产品收缩大(为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度),易产生缩水或变形。POM比热大,模温高(80…105℃),产品脱模后很烫,需防止烫伤手指。注射压力700~1200bar,POM宜在中压、中速、高模温条件下成型加工。流道和浇口可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口,则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。  
3.典型应用范围: 
    POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性,特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性,因此还用于管道器件(管道阀门、泵壳体),草坪设备等。

十一、PC(防弹胶) 

1. PC的性能 

聚碳酸酯是分子毛链中含有—'O…R…O…CO'—链节的热塑性树脂,按分子结构中所带酯基不同可分为脂肪旋、脂环族、脂肪一芳香族型,其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯,并以双酚 A型聚碳酸酯为最重要,分子量通常为3…10万。 

    PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料,具有优良的物理机械性能,尤其是耐冲击性优异,拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高;韧性好、耐热耐候性好、易着色、吸水率低。PC热变形温度为135…143℃,蠕变性小,尺寸稳定;具有良好的耐热性和耐低温性,在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能,尺寸稳定性,电性能和阻燃性,可在…60~120℃下长期使用;无明显熔点,在220…230℃呈熔融状态;由于分子链刚性大,树脂熔体粘度大;吸水率小,收缩率小(一般为0。1%~0。2%),尺寸精度高,尺寸稳定性好,薄膜透气性小;属自熄性材料;对光稳定,但不耐紫外光,耐候性好;耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类,溶于氯化烃类和芳香族溶剂,抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性,长期在水中易引起水解和开裂,缺点是因抗疲劳强度差,容易产生应力开裂,抗溶剂性差,流动性差,耐磨性欠佳。PC可注塑、挤出、模压、吹塑热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工,最重要的加工方法是注塑。 

2. PC的工艺特点 

PC料对温度较敏感,其熔融粘度随温度的提高而明显降低,流动加快,对压力不敏感,要想提高其流动性,要采取升温的办法。PC料加工前要充分干燥(120℃左右,3~4小时),水分应控制在0。02%以内,微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽,银丝和气泡,PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。高冲击韧性,因此可进行冷压,冷拉,冷辊压等冷成型加工。PC料宜采用高料温、高模温和高压慢速的条件下成型,对于较小的浇口使用低速注射,对其它类型的浇口使用高速注射。模温控制在80…110℃左右较好,成型温度在280…320℃为宜。PC产品表面易出现气花,水口位易产生气纹,内部残留应力较大,易开裂。因此,PC料的成型加工要求较高。PC料收缩率低(0。5%),尺寸变化不。PC料啤出的制品可用退火的方法来消除其内应力。挤出用PC分子量应大于3万,要采用渐变压缩型螺杆,长径比1:18~24,压缩比1:2。5,可采用挤出吹塑,注…吹、注…拉…吹片成型高质量,高透明瓶子。 

3.典型应用范围: 

PC的三大应用领域是玻璃装配业,汽车工业和电子、电器工业、其次还有工业机械零件、光盘、民装、计算机等办公室设备、医疗及保健,薄膜、休闲和防护器材等 

十二、EVA(橡皮胶) 

1.EVA的性能: 

EVA是无定型塑料,无毒,比重为0。95g/cm3(比水轻),其制品表面光泽性差、弹性好、柔较质轻、机械强度低、流动性好、易于加工成型。收缩率较大(2%),EVA可用于色母料的载体。 

2.EVA的工艺特点: 

EVA成型加工温度低(160…200℃),范围较宽,其模温低(20…45℃),该料在加工前要进行干燥(干燥温度65℃)。EVA加工时模温、料温不易过高,否则表面比较粗糙(不光滑)。EVA产品易粘前模,水口主流道冷料穴处要做成拉扣式较好。温度超过250℃易分解。EVA宜采用“低温、中压、中速”的工艺条件加工产品。 

十三、PVC (聚氯乙烯) 

1.PVC的性能: 

PVC是无定型塑料,热稳定性差,易受热分解(熔化温度参数不当将导致材料分解的问题)。PVC难燃烧(阻燃性好),粘度高、流动性差、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。PVC种类很多,分为软质、半硬质及硬质PVC,密度为1。1…1。3g/cm3(比水重),收缩率大(1。5…2。5%),收缩率相当低,一般为0。2~0。6% ,PVC产品表面光泽性差,(美国最近研究出一处透明硬质PVC可与PC媲美)。PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。 

2.PVC的工艺特点: 

较PVC加工温度范围窄(160…185℃),加工较困难,工艺要求高,加工时一般情况下可不用干燥(若需干燥,在60…70℃下进行)。模温较低(20…50℃)。PVC加工时易产生气纹、黑纹等,一定要严格控制好加工温度(加工温度185~205℃),注射压力可大到1500bar,保压压力可大到1000bar,为避免材料降解,一般要用相当地的注射速度,螺杆转速应低些(50%以下),残量要少,背压不能过高。模具排气要好。PVC料在高温炮筒中停留时间不能超过15分钟。较PVC宜用大水品进胶,采用“中压、慢速、低温”的条件来成型加工较好。较PVC产品易粘前模,开模速度(第一段)不宜过快,水口在流道冷料穴处做成拉扣式较好,啤PVC料停机前需及时用PS水口料(或PE料)清洗炮筒,防止PVC分解产生Hd↑;腐蚀螺杆、炮筒内壁。所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件,最好使用针尖型浇口或潜入式浇口;对于较厚的部件,最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm;扇形浇口的厚度不能小于1mm。 

3.典型应用范围: 

    供水管道,家用管道,房屋墙板,商用机器壳体,电子产品包装,医疗器械,食品包装等。

作者: tony8072shz   发布日期: 2006…09…16

十四、PPO(聚苯醚) 

1. PPO的性能 

聚苯醚是聚2,6—二甲基…1,4—苯醚,又称聚苯撑氧,英文名Polyphenylene oxiole(简称PPO),改性聚苯醚是用聚苯乙烯或其他聚合物改性的聚苯醚,简称MPPO。 

PPO(NORLY)是一种综合性能极佳的工程塑料,硬度比PA、POM、PC高,机械强度高、刚性好、耐热性好(热变形温度为126℃)、尺寸稳定性高(缩水率为0。6%),吸水率低(小于0。1%)。缺点是对紫外线不稳定,价格高、用量少。PPO 无毒、透明、相对密度小,具有优良的机械强度、耐应力松驰、耐蠕变性、耐热性、耐水性、耐水蒸汽性。在很宽温度、频变范围内电性能好,不水解、成型收缩率小,难燃有自熄性,耐无机酸、碱、耐芳香烃、卤代烃、油类等性能差,易溶胀或应力开裂,主要缺点是熔融流动性差,加工成型困难,实际应用大部分为MPPO(PPO共混物或合金),如用PS改性PPO,可大大改善加工性能,改进耐应力开裂性和冲击性能,降低成本,只是耐热性和光泽略有降低。改性聚合物有 PS(包括HIPS)、PA、PTFE、PBT、PPS和各种弹性体,聚硅氧烷,PS改性PPO石蜡,产品最大,MPPO是用量最大的通用工程塑料合金品种。比较大的MPPO品种有PPO/PS、PPO/PA/弹性体和PPO/PBT弹性体合金。 

2.PPO的工艺特点: 

PPO的熔体粘度高、流动性差、加工条件高。加工前,需在100…120℃的温度下干燥1…2小时,成型温度为270…3
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