塑料注射模设计基础

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1、第二篇 塑料注射模设计基础第六章 塑料注射模设计概述第一节 塑料材料及其应用一、塑料的概念塑料是一种可塑成型的材料，它是以高分子聚合物为主要成分的混合物，在加热、加压等条件下具有可塑性，在常温下为柔韧的固体。所谓高分子聚合物，是指由许许多多结构相同的普通分子组成的大分子。它既存在于大自然中(称之为天然树脂)，又能够用化学方法人工制取(称之为合成树脂)。合成树脂是塑料的主体。在合成树脂中加入某些添加剂，如填充剂、增塑剂、着色剂等，可以得到各种性能的塑料品种。由于添加剂所占比例较小，塑料的性能主要取决于

2、合成树脂的性能。塑料具有优良的成型和加工性能。在加热和加压下，利用不同的成型方法几乎可将塑料制成任何形状的制品。塑料的这种独特性能归根于高分子聚合物的巨大相对分子质量，以及原子之间具有很大的作用力，使得分子之间的长链会蜷曲缠绕。这些缠绕在一起的分子既可互相吸引又可互相排斥，使塑料产生了弹性。高分子聚合物在受热时不像一般低分子物质那样有明显的熔点，从长链的一端加热到另一端需要时间，即需要经历一段软化的过程，因此塑料具有可塑性。二、塑料的组成塑料以合成树脂为主要成分，它由合成树脂和根据不同的需要而增添的

3、不同添加剂所组成。1.合成树脂 在自然界中存在着一些来自植物或动物分泌的有机物质，如松香、虫胶和琥珀等，称之为天然树脂。它们在受热后没有明显的熔点，能够逐渐变软，并具有可塑性。这些高分子有机物质产量低、性能也不理想。为了寻找天然树脂的代用品，人们模仿它们的成分，用化学方法人工地制取各种树脂。这种以人工方法制取的树脂称为合成树脂。2.稳定剂 塑料在受热及紫外线、氧气的作用下会逐渐老化。因此在大多数塑料中都要添加稳定剂，用以减缓或阻止塑料在加工和使用过程中的分解变质。根据稳定剂的作用的不同，又分为热稳定

4、剂、抗氧化剂及紫外线吸收剂等。稳定剂的用量一般为塑料的0.3%~0.5%。3.填充剂 为了降低塑料成本，有时在合成树脂中掺入一些廉价的填料。但是在更多情况下，添加填充剂是为了改进塑料的性能。塑料的硬度、刚度、冲击强度、电绝缘性、耐热性、成型收缩率等皆可能通过添加相应的填充剂而得到改善。填充剂的用量通常为塑料组成的40%以下。4.增塑剂 增塑剂用来提高塑料的可塑性和柔软性。常用的增塑剂是一些高沸点的液态有机化合物或低熔点的固态有机化合物。理想的增塑剂必须在一定范围内能与合成树脂很好相溶，并具有良好的耐

5、热、耐光、不燃及无毒等性能。增塑剂的加入会降低塑料的稳定性、介电性能和机械强度。塑料制品的老化现象(塑料的硬度随时间的变化而增大)，就是由增塑剂中的某些挥发物质逐渐从制品中逸出而产生的。因此在塑料中应尽可能地减少增塑剂的含量。5.润滑剂 润滑剂对塑料的表面起润滑作用，防止熔融的塑料在成型过程中粘附在成型设备或模具上。添加润滑剂还可改进塑料熔体的流动性能，同时也可以提高制品表面的光亮度。常用的润滑剂为硬脂酸及其盐类等。润滑剂的用量通常小于1%。6.着色剂 合成树脂的本色大都是白色半透明或无色透明的。在

6、工业生产中常利用着色剂来增加塑料制品的色彩。一般要求着色剂的着色力强、色泽鲜艳、耐热、耐光。常用的着色剂有有机颜料和矿物颜料两类。有机颜料有颜色钠猩红、黄光硫靛红棕、颜料蓝、炭黑等，矿物颜料有铬黄、绛红镉、氧化铬、铝粉末等。7.固化剂 在热固性塑料成型时，有时要加入一种可以使合成树脂完成交联反应而固化的物质。如在酚醛树脂中加入六次甲基甲胺、在环氧树脂中加入乙二胺或顺丁烯二酸酐等。这类添加剂称之为固化剂或交联剂。根据不同的用途，在塑料中还可增添一些其它的添加剂。例如，阻燃剂可降低塑料的燃烧性，发泡剂可

7、制成泡沫塑料等。塑料还可以像金属那样制成“合金”，即把不同品种、不同性能的塑料用机械的方法均匀地掺合在一起(共混改性)，或者将不同单体的塑料经过化学处理得到新性能的塑料(聚合改性)。例如，ABS塑料就是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种组分制成的三元共聚物。三、塑料的分类合成树脂主要是采用聚合反应和缩聚反应方式制造的，因此，从制造方式上可将塑料划分为聚合树脂和缩聚树脂两类。目前，塑料品种已达300多种，常见的约30多种，对这些塑料可从应用的角度作进一步的分类。（一）按成型性能分类根据成型工艺性能，塑料可分

8、为热塑性塑料和热固性塑料两类。热塑性塑料主要由聚合树脂制成，热固性塑料大多数是以缩聚树脂为主、加入各种添加剂制成的。热塑性塑料的特点是受热后软化或熔融，此时可成型加工，冷却后固化，再加热仍可软化。热固性塑料在开始受热时也可以软化或熔融，但是一旦固化成型就不会再软化。此时，即使加热到接近分解的温度也无法软化，而且也不会溶解在溶剂中。塑料的这种热塑或热固的特性，可以从分子的结构特征来解释。一般低分子物质的分子呈球状，而高分子物质的结构，有的像长链，有的像树枝，还有的呈网状