ProE模流分析教程 第三章 什么是塑料

发布日期:[10-12-17 18:14:46] 浏览人次:[]

3-3  不同塑料的微结构,及制程中加热或冷却对于为结构的影响。

  在热塑性塑料中,商用塑料占了90%,例如高密度聚乙烯(HPPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。然而,工程塑料诸如缩醛(acetal)、ABS、耐隆、聚碳酸脂(PC)等提供了高机械强度、较佳的耐热性、较高的冲击强度等改善性能,因此价格也比较昂贵。

实用上,经常会提及合金塑料和工程塑料等热塑性塑料的术语。合金塑料指其构造由不同的单体或聚合体之物理混合(而非聚合)。制造合金塑料的理由大都是要适应某种要求之物理性质、有利于价格及性能指数、改进加工之可能性这三种因素,例如PC/ABS和ABS/PVA。而工程塑料是指在机械装置中取代其它金属材料用途之塑料,亦即使用为机械材料的塑料,属于高性能的塑料,一般具有较大的温度使用范围(–40℉~300℉)、高强度与高刚性、耐冲击性、低潜变性、耐磨损、优良的耐化学药品性及绝缘性。

  热塑性塑料中又可以区分为不定形塑料和结晶性塑料,其结构与性质如表3-3。

表3-3 不定形塑料与结晶性塑料的结构与性质之比较

 

不定形塑料

结晶性塑料

常用的材料

丙烯晴—丁二烯—苯乙烯共聚合物(ABS)、压克力(例如PMMA、PAN)、聚碳酸脂(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、苯乙烯—丙烯系聚合物(SAN)。

聚缩醛树脂(POM)、耐隆(PA, 聚醯胺)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、热塑性聚脂(例如PBT、PET)。

微结构

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。

热之反应

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

一般具有高熔胶黏度

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

熔胶黏度低

热含量高

3-2-1 不定形聚合物

  在无应力作用下加热,不定形塑料熔胶之分子链杂乱地相互纠缠在一起,分子链仅以微弱的凡得瓦尔力维系。不定形塑料维持这种纠缠杂乱的配向性而无视于状态的改变。不定形塑料具有明确的玻璃转移温度和宽广的软化温度范围,没有明确的熔点。当熔胶温度降低,不定形塑料开始呈现橡胶状态,当温度继续降低到玻璃转移温度以下,它将呈现玻璃状态。不定形塑料的透明度高、耐热性中等、耐冲击性好、收缩量低。

  充填模穴时,不定形塑料的分子链会沿着熔胶流动方向拉伸,分子链与冷模壁接触急冷而冻结;凝固层将塑件内层与模壁隔离,使塑件内层冷却速率较慢,有足够时间将分子链回复卷曲。也就是说,表层的分子链有较好的配向性,较小的收缩量;内层的分子链较无配向性,收缩量较大。 所有的不定形塑料的线性收缩率(linear shrinkages)都很接近,所以考量塑件尺寸时,同一塑件可以使用不同的不定形塑料取代,例如以ABS取代苯乙烯,以PC取代压克力,射出成形的尺寸应该会维持在相当精度以内,只是性质会有所变化。

3-2-2 (半)结晶性聚合物

结晶性材料是不具有大侧基、旁枝或交联的聚合物,熔融的结晶性塑料黏滞性低,容易流动。当冷却到熔点以下时,分子形成规则的晶体结构,使其流动性变差。随着温度继续降低,其结晶度增加,强度也增加,透明度泽降低。结晶程序停止于玻璃转移温度。因为在正常的加工程序很难获得100%结晶,结晶性塑料通常呈现半结晶,它同时具有结晶与不定形两种相态,其结晶度则决定于聚合物的化学结构和成形条件。(半)结晶性塑料就像冰块一样具有明确的熔点,玻璃转移温度则不明显,通常低于是温,抗化学性及耐热性佳、润滑性良好、吸湿性低、收缩率高。

  半结晶性塑料具有相当大的线性收缩率

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