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文檔簡介
1、高分子材料1. 涂料概述:涂料是一種用特殊的施工方法涂布在物體表面上,經固化能形成連續性涂膜 的物質,并能通過涂膜對被涂物質起到保護裝飾作。以前常被稱為油漆是因為采用植物油作 成膜物質。20世紀厲各種樹脂的發展使樹脂成為涂裝材料的主要成分。并被稱為涂料。2. 涂料的主要作用:a. 保護作用:保護金局,木材等材料因長期暴露于空氣中受水,氣體,微生物紫外線輻 射的腐蝕,并防之外界的有害影響而保護材料,延長使用壽命。b. 裝飾作用:用于房屋,家具,日常用品等起到美化作用。c. 色彩標志:用于各種管道,機器設備,道路畫線,及各種化學品,危險品的色彩標志。d. 特殊用途:如去靜電,吸收或反射輻射等作用。
2、e. 其他功能:如涂于紙,塑料薄膜,皮革服裝等的上面,可防水及使服裝冇抗皺性。3. 涂料組成:涂料:包括不揮發分又叫成膜物質,包折主要成膜物質,次要成膜物質,輔助成膜物質;揮 發分一般做溶劑,常用水,有機溶劑等。a. 主要成膜物質:包括油料(植物油如桐油,豆油,龍麻油;動物油如牛油鯊魚油等); 樹脂(天然樹脂如蟲膠,天香,天然瀝青;合成樹脂如酚醛樹脂,氨基樹脂等)b. 次要成膜物質:包括顏料(防銹顏料如紅丹;無機顏料如鈦片粉;有機顏料如甲苯胺紅);體質顏料(如滑石粉等)c. 輔助成膜物質:包括助劑如增塑劑,固化劑,防毒劑等;稀釋劑:石油溶劑,苯, 甲苯等。,高分子材料成形高分子材料2009-0
3、8-24 21:46 閱讀105評論0字號:大大中中小小塑料市于其原料廣、性能優良(質輕、具有電絕緣性、耐腐蝕、絕熱性等),加工成型方便, 具有裝飾性和現代質感,而且塑料品種繁多,價格比較低廉,廣泛應用于儀器、儀表、家用 電器、交通運輸、輕工、包裝各部門。4.1常用工程塑料及其性質一、高分子化合物的基本知識1. 高分子化合物的組成:高分子化合物指分子量特別大的化合物。高分子化合物的每個分子可能含有成千上萬個原 子,甚至兒萬、兒十萬上百萬個。高分子化合物又稱高聚物或聚合物。髙分子化合物具有天 然高分子化合物和人工合成高分子化合物兩類。天然橡膠、纖維、淀粉、蛋口質等是天然高 分子化合物,而槊料、合
4、成纖維、合成橡膠則是人t合成高分子化合物。高分子化合物的分子量雖然很大,但其化學組成和結構單元的組成一般都比較簡單。通常由 c、h、o、si、n等少數幾種元素構成,且都是有一種或幾種簡單的低分子化合物(結構單 元)重復連接形成的。能形成高分子化合物的低分子化合物稱為單體,組成高分子(大分子 鏈)的重復結構單元叫做鏈節。如聚乙烯(ch2-ch2) n是由乙烯單體(ch2-ch2)聚合而成,是有許多結構單元重復連接 形成的。高聚物的介成是把低分子化合物聚合起來形成高分子化介物的過程。高分子化介物的介成方 法主要冇加聚反應和縮聚反應。2. 高分子鏈的形態(結構)高分了鏈的結構一般冇線型、支璉型和網型
5、。線型結構的髙分子在拉長或低溫下易呈直線形狀,而在較低溫度下或稀溶液中,則易成卷曲 形狀。支鏈型結構的高分子是在線型大分子的主鏈上又接出一些短的支鏈。具有線型和支鏈型結構的高分子化合物nj以溶解在適當的溶液中,加熱時能熔融流動。通常 稱為熱塑性高分了化合物。基于這一點,具冇這兩種結構的高分了材料易于加工,可以反復 使用。網型結構的高分子是在長鏈大分子z間有若干支鏈把他們交聯起來,形成三維網狀結構,屬 于體型結構。這種高分子化合物不溶于溶劑,受熱時也不能熔融流動,稱為熱固性高分子化 合物。3. 高分了化合物的聚集態結構根據分子的排列狀態分為晶態和非晶態。分子作有規則的緊密排列,但高聚物不可能完全
6、結晶,只形成一-些晶區。二、槊料的分類和特性(一)塑料的組成塑料一般以合成樹脂(鬲聚物)為主要組分,在加入各種添加劑,經一定溫度和壓力塑制成 型,且成型后在常溫或一定溫度范圍內能保持其形狀不變的材料。其主要組成如下:1. 合成樹脂合成樹脂及人工合成線性高聚物,是塑料的基本原料,對塑料的性能起著決立 作用,股絕大多數幫料以樹脂的名稱命名。合成樹脂受熱時呈軟化或熔融狀態,可起粘接作 用,使塑料具有良好的成形能力。2. 填充劑(填料)主要用來提高蜩料的力學性能、耐熱性能、電學性能;同時降低成本。常 用的填料有無機填料如滑石粉、石墨粉、云母、玻璃纖維、玻璃布等;有機材料如棉布、棉 花、木粉、木片、紙等
7、。3. 增幫劑改進槊料的可槊性、柔軟性,并使塑料易于加t成型。4. 看色劑使槊料具有一定的色彩,以滿足使用要求。5. 固化劑與樹脂起化學作用,形成不溶不熔的交聯網狀結構。為得到熱固性塑料,須加入 固化劑。6. 穩定劑防止塑料在使用過程屮,因受熱、氧氣、光線等的作用而老化,以延長塑料的使 用壽命。穩立劑應具有耐水、耐油、耐化學紗品、與樹脂相溶、成形過程屮不分解等特性。 包裝食品的塑料制品還應選擇無毒且無味的穩定劑。7. 潤滑劑使塑料在加工成型時易于脫模何時表面光亮美觀。8. 抗靜電劑提高槊料表而的電導率,防止靜電積聚,防止在加工和使用過程中由于擦擦產 生靜電而妨礙正常生產和安全。9. 其他添加劑
8、為了改善塑料的使用性能和加工性能,往往加入一些其他組分,如防老化劑、 發泡劑、阻燃劑等。(二)塑料的分類蜩料種類繁多,常用的分類方法有按熱行為分類和按應用分類。按樹脂的熱性能可將塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料:1. 熱塑性塑料其分子具冇線型和支鏈世結構,加熱時能軟化、熔融,冷卻時會凝固、變碩, 而且這一過程可以反復進行。熱塑性塑料在加熱軟化時,具有可塑性,可以采用多種方法加 工成型。常見的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、abs、聚酰胺、聚碳酸酯、聚磯 等。這類塑料可反復成型和再生使用,但耐熱性與剛性較差。2. 熱固性塑料這類塑料固化后,形成體型結構,因此制品定型后再加熱,則不再發生軟化
9、或熔融,溫度太高時發牛焦化分解,所以不能回收進行重復再加工。這類塑料有酚醛塑料(電 木)、氨基塑料、環氧樹脂、冇機硅塑料等。按蜩料的應用范圍可分為:1. 通用塑料 主要指產量大、用途廣、價格低廉的六大品種:聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、 聚丙烯、氨基塑料和酚醛塑料。約山塑料總產量的75%,廣泛用于工業、農業和li常生活 各個方面,但其強度較低。2. 工程塑料 主要指用作工程結構、機械零件、工業容器和設備的塑料。主要品種冇abs、 聚甲醛、聚酰胺(尼龍)、聚碳酸酯,還有聚颯、聚氯瞇、聚苯瞇等。這類塑料有較高的強 度、剛度和韌性,耐磨、耐熱和耐蝕性也較好。3. 功能塑料 指具冇特殊功能,能滿足特殊使
10、用要求的一類塑料,如耐熱塑料、醫用塑料、 導電塑料等。(三)塑料的一般特性塑料的品種規格繁多,性能各界。但與其它材料相比較,具有以下基本特性:1. 塑料質輕,比強度高(比強度之強度與密度的比值)槊料的密度小,一般在8202200kg/m3,只有鋼鐵的1 /8到1/4,使其比強度高,高于一般 金屬。利川塑料質輕的特性,對那些要求減輕自重的車輛、船舶、飛機和機械設備以及軍工 裝備等具冇重大意義。2. 優良的耐蝕性多數塑料對酸、堿、鹽等化學藥品具有良好的耐腐蝕性能。其中最突出的 是聚四氟乙烯,在“王水”中煮沸,也不會受到腐蝕,是一種優良的防腐蝕材料。3. 耐磨,自潤滑性好舉料的摩擦系數小,多數幫料具
11、有優良的減磨、耐磨和自潤滑的特性, 可以在無潤滑的條件下有效工作。4. 優異的電絕緣性,人多數蜩料在低頻低壓下具有良好的絕緣性能,有些蜩料即使在高頻 高壓下仍可作為絕緣材料。5. 導熱性差,塑料的導熱率只有金屬的1/6001/200,可用作絕熱保溫材料或建筑節能材 料等。6. 多數草料制品有透明性,并富有光澤,能著鮮艷色彩,多數蜩料可制成透明或半透明制 品,可以任意著色,口著色堅固,不易變色。7. 蜩料成型加工方便,能人批量生產,蜩料通過加熱、加圧可蜩制成各種形狀的制品,還 能較容易得進行切削、焊接、表面處理等二次加工。塑料與其它材料相比有以下缺點:1. 蜩料不耐高溫,低溫容易發脆。2. 犁料
12、制品易變形。溫度變化時尺寸穩定性差,成型收縮較大。3塑料有老化現象。燃料在長時間使用和貯藏過程中,由于受周圍環境(如氧氣、光、熱、 雨雪、腐蝕氣體、溶劑等)的作用,犁料的色澤改變,力學性能降低,變得硬脆或軟粘而無 法使用,稱為塑料的老化,是塑料制品性能屮的一個嚴垂缺陷。(四)常用工程塑料簡介1. 聚乙烯(polyethylene pe)熱塑性塑料高壓聚乙烯:較低的密度,質地柔韌,適于制造薄膜。可用于制作廚房用品、日用制品、農 用薄般、電纜包皮等。低壓聚乙烯:較高的分子量、密度,質地堅碩,力學性能高,耐低溫(7(rc),耐腐蝕,優 異的絕緣性。但抗沖擊性、彈性和透明性較差,廣泛用于機械t業制造結
13、構件,如機器罩、 手柄、小載荷的齒輪、軸承等,還可制作化工設備、耐腐蝕管道等裝置。2. 聚丙烯(polypropylene pp) 熱塑性塑料密度小(非泡沫塑料密度最小),強度、硬度、剛度耐熱性均高于低壓聚乙烯,優良的耐腐 蝕和絕緣性,成型容易;但低溫呈脆性,收縮率大(厚壁制品易凹陷),不耐磨,易老化。聚丙烯價格便宜,用途廣泛。主要用于制作薄膜、纖維、化工容器、管道、頁療器械、食品 用具、電纜、電線包皮等。3. 聚苯乙烯(polystyrene ps) 熱塑性塑料外觀為無色透明(透光性僅次于有機玻璃),有光澤,易著色;無毒、無味、相對密度小、 耐水、耐光、耐化學腐蝕,優良的絕緣性和低吸濕性;加
14、工性能好,町用多種方法成型。但 質脆易裂,抗沖擊性差、耐熱性較差。聚苯乙烯主要用來制作餐具、包裝容器、fi用器皿、玩具、家用電器外殼、汽車燈罩、各種 模型材料、光學材料等。4. 聚氯乙烯(polyvinylchloride pvc)熱塑性塑料該塑料的牛產量大,僅次于聚乙烯;具有良好的電絕緣性和耐化學腐蝕性。根據加入增塑劑 的多少分為硬質聚氯乙烯和軟質聚氯乙烯。硬質聚氯乙烯塑料強度高、經久耐用,用于牛產各種管材、板材、棒材、管件,殼體,結構 件等;軟質聚氯乙烯塑料質地柔軟,主要用于制作薄膜(保濕性好,能透過紫外線,用于農 業),人造革、防雨材料、壁紙、軟管和電線套管等。5. abs 塑料(acr
15、ylonitrile-butadiene-styrene)abs塑料是丙烯臘、丁二烯、苯乙烯三種組元的共聚物,綜合了三種組分的性能,如丙 烯脂的剛性、耐熱性、耐化學腐蝕性,丁二烯的抗沖擊性、耐低溫性,苯乙烯的易著色、易 加工性。改變三組元的比例,其性能也隨z發生變化,以適應各種應用的要求。abs幫料具有優良的綜合性能,強度高,表面硬度人,輕便,非常光滑,易清潔處理,尺 寸穩定;加工性好,還可進行電鍍等表面處理,因此應用及其廣泛。工業:齒輪、軸承等;e機:窗框、駕駛臺儀表盤、機罩等;汽車:方向盤、儀表盤、汽車外殼等;以及電視機、 收音機外殼,建筑材料等。6. 聚碳酸酯(pc)熱塑性塑料具有優良的
16、綜合力學性能,抗沖擊性尤為突出,透明度高,耐寒性、耐熱性、耐候性極耐蝕 性好,易于加t成型,電性能良好。常用來制作載荷不大而沖擊韌性要求較高的零件,如齒輪、蝸輪、蝸桿等;山于透明性好, 可以制作信號燈、擋風玻璃、座艙蓋、防彈玻璃、安全帽、防護而盔等。有資料報道,波音747 0機上有2500個零件用該塑料制作。7. 聚磯(psf) 熱塑性塑料具有良好的綜合力學性能,強度、硬度、耐磨性、彈性模最、抗彎強度、沖擊韌性均較高, 具有突出的耐熱性和熱穩定性,電絕緣性良好,耐酸、堿、鹽腐蝕,但成型必須在300°c 38o°c高溫下進行。制成耐熱、耐腐蝕、高強度的透明或不透明的電絕緣制品
17、、結構件,以及管材、板材、型材、 薄膜、廚房用具等,在電子工業、儀表工業、機械制造業等許多部門得到廣泛應用。8. 聚甲基丙烯酸甲酯(pmma) 熱塑性塑料也稱冇機玻璃,在塑料中透明性是最好的,相對密度僅為玻璃的一半強度話、耐老化,成型 性好,可進行機械加工和粘接;但質脆,耐熱性不高,表而硬度低,易擦傷、劃傷而發毛。 用來制作飛機、艦船、和汽車等的座窗,屏幕,透明屋頂,光學鏡片,儀器、儀表外殼、防 護罩等。9. 聚酰胺塑料(pa)熱塑性塑料俗稱尼龍,通常為白色至淺黃色半透明固體,無毒無味,易著色,具有優良的力學性能(抗 拉、抗壓、堅韌、抗沖擊、剛度大),電絕緣性良好;耐磨性和自潤滑性良好,是一種
18、優良 的自潤滑材料,摩擦系數低,耐火、耐化學藥物性好;加工性好,可采用多種法成型。但吸 濕性較大,會影響性能和穩定性。聚酰胺品種很多,常用的有尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍1010、尼龍11等。可制作多 種機械零件(如軸承、齒倫、葉片、密封圈),電器零件(電纜接頭、管纜等),還主要用于 制作介成纖維、衣料、魚網、繩帶等。10. 聚四氟乙烯(ptfe,f4) 熱塑性塑料耐高溫、耐低溫特性好,能在180260°c長期使用。摩擦系數低,有口潤滑性能;耐蝕性 極佳(對強酸、強堿和強氧化劑非常穩定),超過金、鈉等貴金屬,冇“塑料王"z稱;良好 的電絕緣特性,耐老化。缺點是強度低,
19、熱脹冷縮大。常用冷壓燒結法成型。主要用于制作耐蝕性要求高的耐腐蝕件,如管道、容器、閥門、防腐襯里等,絕緣電器元件 以及減摩、密封件等;還用來制造代用血管,人工心肺裝置。11. 酚醛樹脂(pf) 熱固性塑料是一種粉狀塑料,即電木粉;顏色單調,黑色或棕色。通過模壓或層壓法壓制成型。成本低廉,變形小,強度高,耐熱、耐磨、耐蝕,電絕緣性能好。缺點是質脆,沖擊強度差。 可壓制成各種電器制品,如開關、插頭、茶座、電話機外殼等;也町制作機器零件,如齒輪、 皮帶輪、剎車片等,以及電絕緣件。12. 環氧塑料(ep) 熱固性塑料環氧塑料以環氧樹脂為主要成分,加入固化劑在室溫或加熱條件下澆注或模塑而成。環氧樹 脂是
20、熱塑性的,具有優界的粘結性,有“萬能膠"z稱。耐蝕性利電絕緣性良好。nj用作粘結劑材料,主要用于電子元件和電器零件的包裝和封裝,以及用于機械、土木、建 筑等工業部門的粘結劑、涂料、灌封材料。還可以與其他材料制成復合材料。4.2工程塑料的成型方法簡介蜩料成型是將樹脂和各種添加劑的混合物作為原料,制成具有一定形狀和尺寸的制品的工藝 過程。山于工程塑料的品種繁多,性能差界較大,因而塑料的成型方法很多。常用的成型方法主要 有注射成型、擠壓成型、壓制成型、壓延成型、吹槊成型、真空成型、澆鑄成型等。絕人多數槊料成型是將塑料通過加熱使其處于粘流態或高彈態成形,并隨后冷卻硬化,獲得 各種形狀的塑料制
21、品。一、蜩料成型的基本知識(一)塑料的工藝性能1. 流動性幫料在一處溫度和壓力作用下所衣現出的流動能力。塑料的流動性是獲得完整制 品的主要因索。流動形太好,注射成型時易出現“溢邊”缺陷,應在樹脂中加入某些填料,以 降低其流動性;流動性較差,成型過程比較困難,可通過加入潤滑劑和增塑劑,改善犁料的 流動性。影響蜩料流動性的因素主要有蜩料的性質,聚合物分子量的人小和結構,蜩料中的 各種添加劑,成型的溫度和壓力。2. 吸濕性塑料樹脂及其添加劑對水分的敏感程度。有的塑料樹脂極易西施或粘附水分,如abs、冇機玻璃、聚酰胺、尼龍等,在成型過程 中往往會產牛一些缺陷:如外觀水跡、制品內有水泡,強度下降、黏度下
22、降等。對這類塑料 成型前,必須對原料進行干燥處理。3. 收縮性蜩料在成型和冷卻過程發生的體積縮小的特性。這種收縮特性可用收縮率來表示。 不同的塑料收縮率不同,所以在設計成型模時,要根據選用所料的收縮率對模具的尺寸加以 修疋,以使成型后的產品尺寸符合要求。4. 結晶性結晶塑料在成型過程屮發生結晶現象的性質。制品的結晶度大,其密度、硬度和 剛度高,拉仲、彎|、耐腐蝕性、耐磨性和導電性好;結晶度小,柔軟性、透明性、耐折性 好,沖擊強度提高,仲長率提高。因此控制塑料的結品度,可以獲得不同性能的塑料。 此外,還有熱敏性、相容性等。(二)塑料制品的一般生產工藝1. 通過設計首先確定制品的兒何形狀和尺寸;2
23、. 根據制品的性能要求選擇介適的塑料組分和成型方法;3. 對塑料配方進行設計、試驗,確定最佳配方;4. 處理原材料將樹脂和各種添加劑進行篩選、十燥、過濾、研磨等。5. 配料、混合、攪拌,然后塑煉成球形或薄片狀的物料;6. 利用成型設備按照合適的加工工藝(溫度、時間、壓力)成型。二、注射成型技術注射成型又稱注塑成型,是熱塑性塑料的主要成世方法z-o1. 成型原理注射成型采用的設備是注射機,按外形特征可分為臥式、立式和直角式注塑機。注塑機主要 有料斗、料筒、加熱器、噴嘴、注塑模具利螺桿(或柱塞)構成。塑性成型時,將顆粒狀或 粉狀塑料原料倒入料斗內,在重力和螺桿(或柱塞)推送下,原料進入料筒,在料筒
24、內原 料被加熱至粘流態,然后利用注射機中螺桿(或柱塞)的運動,將熔融物料以高壓高速經噴 嘴注射到塑料成型模具的型腔內,經一定時間冷卻硬化后,開啟模具,取出制品。注射成型過程:加料塑化 注射保壓 冷卻 脫模圖4.1注塑成型原理圖2. 特點能一次成型出外形復朵、尺寸精確的制晶,不需進一步加工;成型周期短,-般z間只需 兒十秒即可完成;生產效率高,便于實現自動化、半自動化生產;3. 注射成型工藝要點: 溫度的控制主要是控制料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度。料同溫度應嚴格控制在要求的范|1;1內保證物料充分蜩化,獲得一定的流動性而乂不分解;噴 嘴處的溫度稍低于料筒的最高溫度,減少熔融物料在噴嘴處流散,乂可
25、防止冷凝物料堵塞噴 嘴;模具溫度影響冷卻速度和結晶度,模具溫度高,冷卻速度慢,利于充分結晶,硬度大、 剛性好、耐磨性好。 壓力注射成型的壓力分為塑化壓力和注射壓力。蜩化壓力是物料蜩化過程中所需要的壓力,合理的蜩化壓力可獲得較高的犁化效率;注射壓力是指在注射成型時,螺桿或柱塞頭部對物料所施加的壓力。介理的注射壓力可保證 熔融物料克服流動阻力,充滿模膛;適當的保壓時間是保證制品幾何尺寸和性能的重要因素。 成型周期指完成一次注射成型過程所需耍的時間。包括注射時間、保壓時間、冷卻時間 和起模時間。三、擠出成型擠出成型乂稱擠塑成型,主要適介熱塑性塑料成型,也適介一部分流動性較好的熱固性塑料 和增強塑料的
26、成型。擠出成型是塑料棒材、板材、線材、管材、薄膜等型材生產的主要方法1 成型原理物料由加料斗進入擠出機料筒,被加熱套加熱使z熔融,利用螺桿的旋轉運動,使熔融塑料 在壓力作用下連續通過擠出模的型孔或口模,再經冷卻、固化,制成相同截|僑形狀的型材。圖4.2擠出成型工藝原理圖2. 特點優點:能連續生產同一截面的長件制品;容易少同類材料或異型材料復合成型(如塑料電線);工藝過程容易控制,產品質量穩定;便丁實現連續口動化牛產,牛產效率高。缺點:結構復雜的截面形狀難以成型生產。3. 基礎成型的工藝要點 溫度擠出機從加料口到機頭的溫度是逐漸升高的,機頭的溫度應控制在物料的流動溫度 和分解溫度之間。 模具制品
27、的斷而形狀取決于物料流過的模孔。 螺桿轉速增加螺桿轉速,對提高擠出機的產量;且山于螺桿對物料剪切作用增強,可提 高物料的槊化效果。但轉速過高,會產生表面缺陷,影響外觀質量。 牽引速度由于擠出成形是連續生產,所以牽引速度必須與擠出速度相匹配。介適的牽 引速度會使制品尺寸穩定、表面光潔,提高制品質量。四、壓制成型壓制成型又稱模壓成型,是熱固性塑料的主要成型方法z -。壓制成型有模壓法和層壓法兩 種。1. 成型原理模壓法將定量的塑料原料置于金屬模具內,閉合模具,加熱加壓,原料在熱和壓力的作用 下熔融、流動并充滿模腔,樹脂與固化劑發生化學反應而固化成型;開啟模具,取出制件, 修邊、拋光后,獲得符合要求
28、的制品。層壓法將紙張、棉布、玻璃布等片狀材料在塑料樹脂中浸泡,涂掛樹脂后一張一張疊放成 需要的厚度,放在層壓機上加熱加壓,經一定時間后,樹脂固化,相互粘結成型。層壓成型 制品質地密實,表面平整光潔,生產效率高。多用于生產增強塑料板、管材、棒材和膠合板 等層壓材料。壓制成型的丄要設備是各種類型的液壓機和層壓機。圖4.3模壓、層壓示意圖2. 特點制品尺寸范圍寬,可壓制較大的制品;設備和模具結構簡單,工藝條件容易控制;制件無澆口痕跡,容易修整;收縮率小,變形小,性能均勻;成型周期長,生產效率低;較難實現自動化;不能成型結構和外形過于復雜的制件。3. 壓制成型工藝要點 壓制溫度指壓制過程屮模具的溫度。
29、對于熱固性塑料,加熱的目的是使物料在模具中快 速流動,充滿模腔,同時發牛固化成型為塑料制品。壓制溫度過低,物料的流動性差,難以充滿模腔,難以使樹脂固化;壓制溫度高,物料的流 動性好,易于充滿模腔,有利于樹脂化學交聯固化成形,縮短壓制時問,但溫度過高,可能 引起燒焦、起泡、裂縫等缺陷。 壓力其作用是使熔融物料加速在模腔中流動充滿模腔,排除水蒸氣及揮發物,提高塑料 的密實性,防止出現氣泡、表面鼓泡和裂紋等缺陷。 壓制時間指模具閉合、加熱加壓到開啟模具的時間。壓制時間與壓制溫度、壓力人小、 制品厚度、塑料品種及其固化速度有關。五、吹塑成型用擠出法或注射法制出管狀型坯,然后將壓縮空氣通入還處于熱塑狀態
30、的型坯內腔中,使其 膨脹為所需形狀的塑料制品。分為薄膜吹塑和中空吹塑成型。用于制造熱塑性塑料薄膜、中 空型塑料制品(如瓶子、包裝桶、油箱、玩具等)。薄膜吹塑:用擠出機將熔融塑料從口模中擠出,形成管狀型壞,向其內通入壓縮空氣,將其 連續吹脹成直徑更大的管狀薄膜,冷卻后卷取。主要用于生產塑料薄膜。中空吹塑:在擠出法或注射法制出的管狀坯料中通入壓縮空氣將其吹脹,使其壓貼在模腔的 內壁,經冷卻破化后獲得所需形狀的塑料制品。吹塑成型的特點:制品的壁厚均勻,尺寸精度高,成型速度快,牛產率高。六、壓延成型利用一對或數對相對旋轉的加熱軋轆,將熱槊性塑料舉化并壓延成片材或薄膜的工藝方法。 壓延成型產品質量好,生
31、產能力人,常用于聚氯乙烯塑料板材、薄膜制品的生產,也適川于 生產人造革、壁紙、地板革等。七、澆鑄成型在室溫或經加熱為液態的樹脂中加入固化劑、催化劑和英它添加劑,混合后在液態下倒入成 型模具中,使物料在室溫或-定溫度下通過化學反應逐漸固化成性的工藝方法。主要適用于 環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酯樹脂等熱固性塑料的成型。工藝特點:工藝簡單,成木低,可生產人型制品。但生產周期長,生產效率低,產品形狀受 到限制。八、真空成型將熱塑性塑料片材或板材固定在模具上,將其加熱到軟化狀態,然后將模腔抽真空,使軟化 后的片材或板材吸附于模腔,經冷卻硬化厲成型。適用于absm料、有機玻璃、聚碳酸酯、 苯乙烯等塑料的成型。
32、廣泛采用這種成型方法的制品有洗衣機和電冰箱的殼體、電機外殼、 天花板裝飾材料等盤、罩、蓋、殼體等制品。工藝特點:設備較簡單,所用模具可用石膏、木材、金屬等制作;成型速度快,操作容易; 可生產大型制品;難于制造形狀復雜的制品,口制品表面比較粗糙。除以上成型方法外,還有滾舉成型、塘駅成型、流動浸漬成型、纏繞成型、噴射成型、發泡 成型等成型方法。在選擇塑料的成型方法時,首先耍考慮塑料的成型工藝性能;各種期料對 成型方法的適應性;還要考慮各種成型方法的特點和工藝條件,從而生產出品質優良的蜩料 制品。九、塑料的二次加工塑料的二次加工有成塑料的二次成型,是采用機械加工、連接等工藝將以次成型的塑料板材、 管
33、材、棒材、片材及模制件等制成所需的制品。1. 塑料機械加工塑料的機械加工包括鋸、切、車、銃、磨、刨、鉆、噴砂、拋光、螺紋加工等。塑料的機械加工與金屬材料的切削加工大致相同,仍可沿用金局材料加工的切削工具和設 備。但加工時應注意到:塑料的導熱性很差,加工中散熱不良,一旦溫度過高易造成軟化發 粘,以至分解燒焦;制件的回彈性大,易變形,加工表面較粗糙,尺寸誤差大;加工冇方向 性的層狀塑料制件時易開裂、分層、起毛或崩落。2. 塑料連接塑料連接包括機械連接、焊接、溶劑粘接、和膠接等。 塑料焊接乂稱熱熔粘接,是熱蜩性蜩料連接的基木方法。利用熱作用,使蜩料連接處發生熔融,并在 一定壓力下粘結在一起。常用的焊
34、接方法有熱風焊接、熱對擠焊接、高頻焊接、超聲波焊接、 摩擦焊接等。 塑料溶劑焊接利用冇機溶劑(如丙酗、三氯屮烷、二屮苯等)將需要粘接的塑料表面溶解或溶漲,通過加 壓站接在一起,形成牢固的結頭。-般可溶于溶劑的塑料都可釆用溶劑粘接。abs、聚氯乙烯、有機玻璃、聚苯乙烯等熱塑性 塑料都可采用溶劑粘接。但這種方法不適用于不同種塑料z間的粘接。熱固性塑料由于不溶 解,不能用此法粘接。 塑料膠接利用膠粘劑能方便的實現不同塑料或塑料于其他材料間的連接。4.3表而處理與裝飾技術一、槊料制品的表面質量要求不同川途的塑料制品,對表面質量的要求也不相同。一般要求塑料制品的表面應具有:1. 平整、光滑、清潔,無裂紋
35、、氣泡、孔穴、斑點、雜質、凹陷、等表面缺陷。2. 具有造型設計意圖的色彩和光澤,且色彩均勻。3. 較高的耐用性和安全性,如較高的硬度、耐磨性、耐蝕性、潤滑性等。4. 其他性能,如導熱性、導電性等。表面處理就是通過一定的表面處理使產品的表面色彩、光潔度等達到產品設計的外觀美化要 求。二、塑料的表而處理塑料的農面處理包括鍍飾、涂裝、電鍍、燙印、壓花、彩飾等。1. 涂裝技術槊料涂裝的主要日的: 防止塑料制品老化:山于制品表面的涂層,可防治空氣、水等壞境因素和霉菌等對期料的 腐蝕與侵蝕,有效的防止和延緩蜩料制品的老化,提高制品的壽命; 提咼制品耐化學藥品與溶劑的能力; 裝飾著色,獲得不同的表面肌理;
36、獲得其它特性:使制品表面具有要求的硬度、亮度、導熱性、導電性或絕緣性、憎水、潤 滑等性能。蜩料涂層材料的選擇:由于不同種類的涂料對蜩料的適應性不同,所以選擇涂料時首先要考 慮涂料和塑料問的粘附性,還要考慮涂料的色彩、耐蝕性等其他性能。塑料涂裝工藝:涂覆前表面預處理:主要是去除表面的油、脫蠟劑等雜質;口為提高塑料與涂層間的粘附作 用,還應對表面進行活化處理。清潔除油處理一般采用冇機溶劑或堿性水溶液;活化處理一 般是在表而生成極性基團,如疑基氧化膜,或是蜩料表而粗化,使涂料牢i古i粘附于蜩料表而。 常用的表面活化方法有化學反應活化、火焰氧化、電暈放電氧化等。涂裝涂層:常采用刷涂或噴涂方法,調整工藝
37、使涂層具冇一定的厚度,并使涂層干燥。2. 電鍍為使塑料件表面具冇金屬的特性,常用的方法是使塑料表面金屬化。塑料電鍍是塑料制品表 而金屬化常用的方法之一。電鍍的目的:使制品表面具冇金屬光澤,具冇裝飾性:提高制品表面的硬度和耐磨性;以塑料件代替冇色金屬件,減輕產品重量,降低成本;提髙制品防潮、防老化、防溶劑侵蝕的能力; 使塑料件具有導電性。常用的鍍層金局冇銅、鎳、鋁、銀、金、錫等及其合金。不同的金屬鍍層具冇不同的顏色和 特性,可根據需要鍍不同的金屬或合金。電鍍按鍍層的表面狀態可分為鏡面鍍和粗面鍍兩種。 由于塑料一般不導電,所以塑料的電鍍工藝要比金屬的電鍍工藝復雜。常用化學浸鍍金屬 銅等;在塑料表面
38、摻入薄層石黒或金屬粉等以形成導電層,這樣處理后才能進行電鍍。電鍍的工藝流程:槊料表面粗化 去汕 敏化 活化 化學浸鍍 電 鍍拋光金屬銅表面粗化是提高塑料表面的粗糙度,增加塑料與金屬層的接觸面積,以保證鍍層具有良好的 附著力。可用噴砂等機械方法,也可用化學法。敏化工藝是使塑料表而吸附易氧化的金屬離子,該離子具有很強的還原作用,可使人部分貴 金屬離子還原。常用的敏化液為酸性氯化亞錫溶液。活化t藝是利用催化活性的貴金屬離子的酸性溶液與敏化處理后的駅料表面的氧化業錫反 應,使貴金屬離子還原沉積在塑料制品表面。化學浸鍍工藝是將制品進入化學鍍液中,在活化處理沉積在表面的貴金屬微粒的催化下,使 鍍液屮的金屬
39、離子還原沉積在制品表面,形成金屬薄層。在以上工藝完成后,選擇要求鍍層相應的鍍層配方和電鍍工藝,形成所需要的金屬鍍層。根 據設計要求還可對其進行拋光。4.4注射成形模具1、注射成形模具結構 成形零件;澆注系統;導向機構;脫模機構;分型抽芯機構;調溫系統; 排氣系統;其它零件。圖4.4注射模具結構2、注射模澆注系統設計澆注系統是噴嘴到型腔的進料通道,由主流道、分流道、澆口、冷料井組成。 主流道設計 冷料井設計 分流道設計 對稱布置與非對稱布置;有一定的截面形狀尺寸。 澆口設計側澆口、中心澆口、點澆口、環澆口等。 選擇澆口的原則:a、避免塑料制品上產生缺陷。b、澆口應開設在塑料制品截面較厚處。c、澆
40、口位置應有利于氣。d、澆口位置應使熔料流程最短,料流變向最少,防止型芯彎|11|。e、澆口位置及數量應冇利于減少熔接痕和增加熔體強度。3、成形零部件設計 凹模(型腔)整體或組合式 凸模(型芯) 成形桿4、分型面的選擇分型面是指模具動、定模分開的表面。選擇分型面應考慮以下原則: 分型面選擇應便于塑料制品脫模和簡化模具結構。 分型面選擇應有利于提高制品外觀質量。 分型而選擇應有利于提髙制品的精度。 分型面選擇應冇利于排氣。 分型面的選擇應有利丁防止溢料。5、抽芯及頂出機構 抽芯機構,當注射成形具有與開模方向不同的內外側孔或側凹的塑料制品時,模具必須 具有側向分型與抽芯機構。在脫模吋,需先將側型芯抽
41、出方可取出塑料制品。手動側分型抽芯機構液壓(氣壓)側向分型抽芯機構機動側向分型抽芯機構 頂出機構將注射成形的塑料制品從模具中推出的機構稱為頂出機構(或推出機構、脫模 機構)。一次頂出機構:頂桿、頂板、頂管。二次頂出機構、雙向頂出機構、順序頂出機構、螺紋制品脫模裝置。4.5擠出成形過程及擠出機頭擠ill成形也稱擠出模塑或擠塑成形。1、擠出成形原理及過程 塑化駅料-料斗-料筒-螺桿旋轉、壓實、混合-均勻連續熔融體。 擠出成形熔料-機頭(模口)成形。 冷卻定型冷卻-定形一牽引、切割。2、擠出成形的主要技術參數: 溫度:加料段(固體輸送段);壓縮段(熔融段);計量段(均化段)。 壓力:壓力使塑料變為熔
42、融狀,而得到均勻熔體。 擠出速率:單位時間內擠出機口模的擠出量。2、擠岀成形機頭。(1)擠出成形機頭的作用及設計原則作用:塑料熔體直線運動,熔體均勻、密實、連續,形成擠出壓力,獲得盂要的斷面形 狀。機頭設計應遵循的原則: 止確選擇機頭的結構形式。 正確設計機頭內衣面結構。 機頭結構應有利于物料起壓縮作用。 機頭有足夠的強度,裝配操作方便。 正確設計機頭成形部分的斷面形狀。 介理選擇模具材料。圖4.5管材擠出成形圖4.6擠出機頭4.6模壓成形過程及模具1、模壓成形原理及過程模壓成形又稱壓縮成形、壓燃成形、壓制成形等,主要用于熱固性塑料的成形。模壓成形 的工藝過程包括:a、粉料預壓、預熱、計量b、
43、模具準備、嵌件c、裝模t合模(加熱、壓)-> 排氣(加熱卸壓)-> 交聯固化(保溫保壓)t開模-塑件脫 模(卸壓)圖4.7模壓成形2、模壓工藝應注意的問題: 加料嚴格控制加料量 合模空程快、合模慢 排氣排出有害氣體 交聯固化交聯固化反應,形成網狀高分子結構。 壓制塑料制品脫模 清理模具3、模壓成形過程的主要參數: 成形溫度溫度促進交聯i古i化反應 成形壓力壓力保證充模形狀 成形時間成形周期盡量短4、模壓成形模具(1)模壓成形模具的典型結構圖4.8模壓成形模具(2)模壓成形模具的分類 溢料式模壓成形模 不溢式模壓成形模 半溢式模壓成形模(3)模壓成形模結構設計 塑料制品加壓方向的確定
44、有利于壓力傳遞;便于加料;便于安放嵌件;保證凸模強度; 簡化模具結構;保證重耍尺寸精度。 分型而位置的選擇便于脫模;保證尺寸、形狀精度;保證外觀質量。 凸凹模的結構設計。建筑涂料定義與基礎知識及發展方向一、定義及功能1、在我國,一般將用于建筑物內墻、外墻、頂棚、地面、衛生間的涂料稱 為建筑涂料;還可以包括功能性涂料,如鋼結構防火涂料、屋面防水涂料等;國外(如口本) 將建筑物所有部位(除上述部位z外,還包括門窗、樓道、屋面、配電柜等)木質構件和金 屬構件所用的涂料都列入建筑涂料的范圍。2、建筑涂料的功能(1)裝飾功能:美化建筑物;(2)保護功能:保護建筑物不受環境的影響和被破壞;(3)居住性改進
45、功能:有助于改進居住條件,如隔音性、吸音性、防結驀性等。二、涂料與油漆1、涂料足指一種涂覆在物體表面并能形成牢固附著的連續保護薄膜的物料的總稱,ih稱油 漆。因為早期的涂料主要是以油脂和天然樹脂為主要原料。2、涂料既包括傳統的油漆,也包括以各類合成樹脂為主要原料生產的溶劑型涂料和水性涂 料。三、優點及分類1、建筑涂料的優點:(1)色彩鮮艷,造型豐富,裝飾效果好;(2)性能優異,功能多樣,保護效果好;(3)施工方便,易于維修,每平方米造價低;(4)自身質量輕,節省能源,工作效率高;(5)施工手段多樣化,噴涂、餛涂、刷涂、抹涂、拉毛等均可,可形成豐富多彩的自然圖 案和藝術造型;(6)在線型復雜的墻
46、血照常施t,不存在粘貼等技術問題。2、建筑涂料的分類(1)按基料的類別分類:有機涂料、無機涂料、有機無機復合涂料。有機涂料根據所使用 的溶劑的不同,分為溶劑型、水乳型及水溶性有機涂料。(2)按涂膜的厚度及質感(形狀)分類:平面涂料、砂歷狀涂料、復層涂料。(3)按在建筑物上的使用部位分類:內墻涂料、外墻涂料、地而涂料、頂棚涂料等。(4)按使用功能分類:裝飾性涂料與特種功能性涂料(如防火涂料、防霉涂料、防水涂料、 彈性涂料等)。(5)往往將1、3類結合起來為建筑涂料命名。如溶劑型外墻涂料、水溶性內墻涂料、無機 外墻涂料等。四、流行的建筑涂料1、內墻乳膠涂料呈上升趨勢:乙酸乙烯、乙烯乙酸乙烯、苯乙烯
47、丙烯酸酯、純丙烯酸酯、乙酸乙烯內烯酸酯等合成樹脂 乳液內墻涂料,有平光、絲光、半光等不同光澤。三合一、五合一等乳膠涂料新品種。2、低檔內墻涂料呈-卜降趨勢:水溶性耐擦洗內墻涂料、膨潤土內墻涂料、聚乙烯醉水玻璃涂料等。;3、乳膠外墻涂料: 苯乙烯丙烯酸酯、純丙烯酸酯、有機硅改性丙烯酸酯等合成樹脂乳液薄質外墻涂料,有平 光、半光、有光、高光等不同品種。4、彈性外墻涂料、砂壁狀外墻涂料、真石漆外墻涂料、復層花紋外墻涂料等合成樹脂乳液 厚質涂料。5、無機外墻涂料;6、有機無機復合外墻涂料;7、溶劑型外墻涂料:低毒溶劑型丙烯酸外墻涂料、氟碳涂料、聚氨酯涂料等。五、建筑涂料的發展方向1、潮流:(1)高質量
48、:excellence of finish;(2)方便施工:ease of application(3)節省資源:economics(4)節省能源:energy saving(5)適應環境:2、我國建筑涂料的發展方向:(1)鬲性能外墻涂料:丙烯酸共聚乳液薄質外墻涂料及厚質外墻涂料,使用壽命510年;(2)有機硅改性內烯酸外墻涂料,優杲的耐候性,壽命10-15年;.(3)超耐候外墻涂料,氟樹脂涂料:耐候、耐久性好;耐污染型、化學穩定性好;附著力強,無需底涂;可常溫干燥,施工性好。(4)功能性建筑涂料;(5)大力開發建筑涂料用新樹脂。如醋叔乳液、無皂乳液、冇機無機復合乳液、彈性乳液、 室溫交聯乳液
49、等六、主要功能及特點1、外墻涂料:裝飾性好;耐候性好;耐沾污性好;耐水性好。2、內墻涂料:色彩豐富、涂層細膩、遮蓋力好;耐水性、咐擦洗性好;具有一定的透氣性; 施工性好,無刷痕、無流掛。3、地而涂料:粘結力強;耐磨性好;抗沖擊力強;耐水性好。七、常見的功能性涂料:防水涂料;防火涂料;防霉涂料;彈性涂料;隔熱保溫涂料;防腐 涂料;防結露涂料;殺蟲涂料;防靜電涂料;防輻射涂料。;八、建筑涂料的基本組成:建筑涂料由基料(也稱成膜物質、膠黏劑等)、顏料、填料、溶劑(或水)及各種配套助劑 組成。1、基料:俗稱粘結劑,涂料中最重要的組成部分,對涂料和涂膜的性能起著決尬作用。2、顏料:是涂膜的組成部分,因不
50、能獨立成膜,故稱為次要成膜物質。主要作用是使涂勝 具有所需要的顏色及一定的遮蓋力。對涂膜的性能也有-定的影響。3、境料:又稱體質顏料,主要的作用是在著色顏料使涂膜具有一定的遮蓋力和色彩以后, 補充所需要的顏料份對涂膜起“填充作用",以增人涂膜厚度,并提高涂膜的耐久性及硬度、 降低涂膜的收縮率等。另外,填料的使用還可以降低涂料成本。4、助劑:也稱輔助成膜物質,主要的作用是改善涂料及涂膜的某些性能。5、溶劑(或水):也是輔助成膜物質。主要作用是調節涂料的粘度及固體含量。九、基料1、涂料中的主要成膜物質訊稱為基料,俗稱粘結劑。也有將成膜物質與相應助劑匹配的液 體稱為基料的。2、某料的作用是
51、將涂料中的其他組分粘結成一整體,當涂覆于物體表面時,能形成均勻、 連續的保護膜。3、基料的性質直接影響最終涂膜的性質,如硬度、耐水性、耐候性、施工性及其他物理性 能等。4、基料還決定涂料的狀態及最終涂膜的成膜方式,如單纟r分、雙纟r分、室溫t燥成膜、室 溫交聯成膜等。5、應根據應用范圍的不同要求,選擇不同性能的基料品種。6、建筑涂料川基料一般為有機高分子化合物及無機高分子化介物,常用的是介成樹脂乳液、 硅溶膠及各類介成樹脂。7、建筑涂料基料的要求:能常溫成膜:具冇較好的耐水性;具冇較好的耐堿性;具冇較好 的耐候性;材料來源廣、資源豐富、價格適中。8、建筑涂料基料的類型:(1)有機類:水溶性樹脂
52、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮甲醛等;聚合物乳液丙烯酸乳液、苯乙烯丙烯酸乳液、乙烯丙烯酸乳液、乙酸乙烯乳液、乙烯 乙酸乙烯乳液、有機硅丙烯酸酯乳液等;溶劑型高分了聚合物丙烯酸樹脂、丙烯酸聚氨酯樹脂、冇機硅改性丙烯酸樹脂、氯化橡 膠、環氧樹脂等。(2)無機類:水玻璃鉀水玻璃、納水玻璃等硅酸鹽;硅溶膠。(3)有機無機復合類:硅溶膠苯乙烯內烯酸酯乳液、硅溶膠乙烯丙烯酸酯乳液、硅溶膠乙酸乙烯乳液、聚乙烯醇 水玻璃等。(4)在以上各類樹脂中,使用最為廣泛的是聚合物乳液及溶劑型高分子聚合物,水溶性樹 脂作為建筑涂料的基料已不被提倡。9、溶劑型建筑涂料基料(1)溶劑型熱塑性丙烯酸樹脂:色淺透明,有良好的耐水、耐紫外線等性能,主要用作高 檔外墻耐候裝飾涂料。(2)聚氨基甲酸酯樹脂:簡稱聚
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