模具设计课件.pptx

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1、1.1塑料材料1.2塑料的流变性1.3塑料成型工艺性能第1章塑料材料及成型工艺性能8/2/202111.1.1塑料的概念塑料是以高分子聚合物为主要成分，加入一定量添加剂而组成的一种混合物。1.1塑料材料8/2/20212填充剂：改善塑料性能（粉状、片状、纤维）。增塑剂：提高可塑性、流动性、柔韧性、降低脆性。稳定剂：热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂。润滑剂：对塑料的表面起润滑作用，防止塑料在成型加工时黏模。着色剂：无机颜料、无机颜料、染料。其它：发泡剂、阻燃剂、固化剂、防静电剂、导电剂和导磁剂等。1.1塑料材料1.1

2、.2塑料的填充剂8/2/202131.1塑料材料1.1.2塑料的填充剂添加剂、填充料及补强料常用村料对聚合物性质的影响强化纤维碳素、碳、矿物质纤维、玻璃、kevlar增加拉伸强度增加弯曲模数(flexuralmodulus)提高热变形温度提升抗收缩与抗翘曲能力导电性填充料铝粉、碳纤维、石墨提高电气性质提高热传导性耦合剂Silanes、titanates改善聚合物与纤维接口之键结力抗燃剂氯、溴、硫、金属盐降低燃烧发生率及扩散速度混合填充料碳酸钙、硅、粘土降低材料成本塑化剂单体液体、低分子量材料改善熔胶的流动性加强挠

3、曲性着色剂（色料或染料）金属氧化物、铬酸盐、碳黑提供耐久的颜色防止热裂解或紫外线造成裂解发泡剂气体、氮复合物、联氨衍生物造成孔穴组织以降低材料密度8/2/202141.1.3塑料的分类1.按塑料中树脂分子结构和受热后呈现的基本行为分类：塑料非结晶型热塑性塑料结晶型热固性塑料1.1塑料材料8/2/20215热塑性塑料与热固性塑料的结构与性质的对比1.1塑料材料受热行为图示8/2/20216非结晶性热塑性塑料结晶性热塑性塑料常用的材料ABS、压克力（PMMA、PAN）、聚碳酸脂(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(P

4、VC)聚缩醛树脂(POM)、尼龙(PA,)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、热塑性聚脂(PBT、PET)微观结构分子在液相和固相都呈现杂乱的配向性分子在液相呈现杂乱的配向性，在固相则形成紧密堆砌的晶体。受热反应具有软化温度范围，但没有明显的熔点具有明确的熔点性质透明抗化学性差成形时体积收缩率低通常强度不高一般具有高熔胶粘度热含量低半透明或不透明抗化学性佳成形时体积收缩率高强度高熔胶粘度低热含量高1.1塑料材料8/2/202172.按塑料的性能及用途分：通用塑料：指产量大、用途广且价廉的塑料。工程塑料：在工程技术中

5、常作为结构材料来使用。特殊功能塑料：具有特殊性能的塑料（用于医药、光敏及液晶方面的氟塑料）。1.1塑料材料8/2/20218五大泛用塑料及用途：低密度聚乙烯(LDPE)容器、塑料袋、胶膜、管子…等。高密度聚乙烯(HDPE)胶管、胶布、胶膜…等。聚苯乙烯(PS)外壳、玩具、壁砖…等。聚氯乙烯(PVC)瓶子、塑料管、薄膜、保鲜膜…等。聚丙烯(PP)汽车保险杆、仪表板、纤维…等。1.1塑料材料8/2/20219工程塑料：起源：自1956年杜邦推出Derlin商名新塑料,宣称可取代金属,工程塑料之名由此开始。特性：机械强

6、度高而且有适当平衡.耐热,耐久或具特殊机能.加工性良好，价格合理且工程性良好。1.1塑料材料8/2/2021101.1.4塑料的性能密度小(重量轻，塑料比重0.9~2，铝2.7，铁7.8)。比强度(b/ρ)和比刚度(E/ρ)高。化学稳定性好。电气性能优良。减摩、耐磨和自润滑性好。成型和着色性能好。多种防护性能：除防腐外，塑料还具有防水、防潮、防透气、防振、防辐射等。耐热性差、受载荷易蠕变、老化现象。1.1塑料材料8/2/2021111.1.5塑料的可加工性1.1.5.1热塑性塑料的温度力学状态及成型加工的关系Ⅰ—

7、非结晶Ⅱ—结晶型Tg-玻璃化温度Tm-结晶型熔点Tf-非晶型流动温度Td-分解温度1.1塑料材料8/2/202112图1-3热固性塑料的状态与温度的关系1.1.5.2热固性塑料的状态与温度的关系1.1塑料材料8/2/202113当温度和压力变更时，黏流态的塑料表观黏度会相应地发生变化，这称为塑料的流变性。1.2.1牛顿型流体流体在平直圆管内受切应力而发生的流动形式有层流和湍流两种。层流：被看着一层层彼此相邻且平行的薄层流体沿外力作用方向进行的相对滑移，而且各层之间无相互影响。湍流：流体各点的速度大小与方向都随时间

8、而变化，且流体内相互干扰严重。1.2塑料的流变性8/2/202114D:管道直径；V:流体的平均速度；ρ:流体的密度；η:流体剪切粘度。Re<2100~4000时为层流，Re>4000时为湍流。塑料在成型加工过程中的流动基本上属于层流。层流与湍流的区分以雷诺数（Re）为准，1.2塑料的流变性8/2/202115牛顿流动定律：在一定温度下，当剪切力τ作用于两个相距为dr的液