塑料成形原料及配制.ppt
《塑料成形原料及配制.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《塑料成形原料及配制.ppt(100页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二篇第二篇 塑料成形塑料成形第四章第四章 塑料成形原料及配制塑料成形原料及配制 4.1 塑塑料成料成形原料形原料 4.2 成形原料预处理成形原料预处理 4.3 成形原料混合成形原料混合 4.4 成形物料配制成形物料配制 4.1.1 塑料树脂塑料树脂 4.1.2 塑料添加剂塑料添加剂4.1 塑料成形原料塑料成形原料4.1.1 塑料树脂l通用塑料品种通用塑料品种:PE、PP、PVC、PS、PF和UFl工程塑料品种工程塑料品种:PET、PA、PC、ABS、POM、PPO、PTFE和PI等l简要介绍简要介绍:PE、PP、PVC、PS、ABS、PAF11.1.1小节介绍PET,16.1.2小节介绍PF
2、、UF、EP和UPPE特点特点:性能优良(绝缘、耐化学、耐低温和加工性),原料丰富价格低PE品种品种:HDPE、MDPE、LDPE、LLDPE、VLDPE和UHMWPELDPE:高压法(称高压聚乙烯),含较多长短支链(每1000个碳含约21个支链),结晶度较低(45%65%),密度较小(0.9100.925),质轻柔性,耐寒性和耐冲击性较好l应用应用:生产薄膜、管材、电缆绝缘层和护套1聚乙烯聚乙烯HDPE:低压法(称低压聚乙烯),支链少,结晶度高(85%95%),密度高(0.9410.965),工作温度、硬度、强度和耐化学品性较高l应用应用:瓶、罐、桶、鱼网、捆扎带、电线电缆、管材、板材和型材
3、等LLDPE:乙烯与-烯烃的共聚物,分子结构规整性、密度和结晶性介于HDPE和LDPE间(更接近LDPE),分子量分布较LDPE窄,平均分子量较大;抗张、抗撕裂、耐低温、耐热及耐穿刺均好于HDPE和LDPEVLDPE:低压聚合,乙烯和极性单体(如乙酸乙烯酯、丙烯酸或丙烯酸甲酯)共聚树脂,密度低于普通PE下限0.912,柔软度很好,较高力学及热学特性l应用应用:软管、瓶、桶、箱、包装薄膜、共挤膜、电线电缆和玩具等UHMWPE:分子量大于70万,密度高(0.9360.964),远高于HDPE,优异的强度、抗环境应力开裂、抗高温蠕变及消音和高耐磨等,黏度特别高,只能采用特殊方法(比如模压烧结)成形l
4、应用应用:工程机械及零部件PP品种品种:等规PP、间规PP和无规PPPP品质特性品质特性PP等规度一般控制在92%98%范围,熔体流动速率为0.1 100线性、高结晶,熔点165,密度仅0.890.91(热塑性塑料中最低)力学性能优良,耐弯曲疲劳优于其他一般塑料,比PE更坚韧耐磨耐热,介电性能和化学惰性卓越2聚丙烯聚丙烯100下不受一般无机酸、碱、盐溶液破坏,室温下对极性有机溶剂稳定最大缺点最大缺点:耐老化性能比PE差,成形收缩率大,耐低温和抗冲击性能差PP应用应用挤出、注塑、吹塑、模压和真空成形等成形,以注塑法为主薄膜、汽车保险杠、编织带、吸塑薄片和低压配电箱等lPVC产品为白色无定形粉末,
5、生产以悬浮聚合法为主(占总产量85%)悬浮法悬浮法PVC两类:紧密型(俗称“玻璃球树脂”)和疏松型(“棉花球树脂”)紧密型树脂的颗粒表面光滑,为实心球状结构疏松型树脂的颗粒表面粗糙,内部疏松多孔F疏松型易于塑化,吸油性、浸润性好,成形时间短,制品性能较优PVC糊、人造革等采用乳液聚合法乳液聚合法粉末,粒径小(仅0.25m),糊稳定性好3聚氯乙烯聚氯乙烯PVC品质特性品质特性相对密度约1.4,阻燃性、化学稳定性良好,力学强度较高,透水率很低室温耐磨性优于普通橡胶,光、热稳定性较差,成形须使用热稳定剂PVC制品生产通常要使用增塑剂增塑剂,调节制品软硬程度,获得软质和硬质制品PVC制品制品PVC薄膜
6、通常采用吹塑、压延法制造板材、管材、棒材、线材及异型材主要采用挤出法人造革、壁纸、地板革和防护涂层等通常采用压延、铸塑法PS合成方法合成方法:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合等PS品质特性品质特性:无定形、非极性线型高分子,密度1.054,Tg80100,熔点较低(约90),熔限较宽,熔体流动性和成形性好,塑料用分子量4500070000PS主要品种品种两个:通用级和抗冲级4聚苯乙烯和聚苯乙烯和ABS树脂树脂通用级通用级PS:无定形、硬脆性,冲击强度低,但拉伸和弯曲等较好,电绝缘性、耐老化性、化学稳定性良好,透光率仅次于有机玻璃应用应用:成形以注塑法为主,光学玻璃、仪器、灯罩、电气仪表零
7、件及泡沫等ABS树脂树脂 丙烯腈赋予耐化学腐蚀和表面硬度,丁二烯赋予弹性,苯乙烯赋予刚性和流动性;结构单元配比不同,树脂性质不同 ABS力学性能突出、综合性能良好,用途是汽车零件、电器外壳、电话机、旅行箱、安全帽等PA主要品种主要品种:PA6、PA66、PA1010、PA610、PA612等PA品质特性品质特性:结晶度较高(40%60%),半透明白色粉末或颗粒状,易吸水最大特点最大特点:韧性、耐磨性、自润滑性良好,拉伸(70210MPa)和弯曲强度(110280MPa)很高,耐油、耐化学腐蚀性良好PA应用应用:挤出、注塑注塑、模压、烧结和流化床浸渍涂覆等方法成形5聚酰胺聚酰胺4.1.2 塑料添
8、加剂l塑料常用添加剂塑料常用添加剂:稳定剂、增塑剂、填充剂、润滑剂、交联剂、偶联剂、着色剂、发泡剂、阻燃剂、抗静电剂、开口剂和防雾剂等 1稳定剂稳定剂定义定义:能阻止或延缓树脂贮存、加工及使用中老化老化降解破坏和变质的添加剂引起老化的因素引起老化的因素:氧、光、热、微生物、重金属离子、高能辐射和机械疲劳等稳定剂种类稳定剂种类:热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂、金属离子钝化剂、防霉剂等uPVC制品成形中通常需使用热稳定剂热稳定剂,耗量约为PVC树脂产量2%4%热稳定剂热稳定剂:铅类、金属皂类、有机锡类、锑类和稀土类等光稳定剂光稳定剂(抗紫外线剂):光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂和自由基捕捉剂光屏蔽剂光
9、屏蔽剂:炭黑、二氧化钛、氧化锌等紫外线吸收剂紫外线吸收剂:UV-326和UV-531等自由基捕捉剂自由基捕捉剂:受阻胺类胍啶衍生物抗氧剂抗氧剂基本类型:链终止型的抗氧剂和破坏氢过氧化物型的抗氧剂,前者叫主抗氧剂,后者叫辅助抗氧剂,两者协同作用良好主抗氧剂主抗氧剂主要种类:受阻酚类和仲芳胺类两类胺类因污染变色大而较少使用,酚类最常用辅助抗氧剂辅助抗氧剂:有机硫化物和亚磷酸酯类F需要使用抗氧剂的塑料需要使用抗氧剂的塑料:聚烯烃、PS、PVC、ABS、PA、POM和PPO等金属钝化剂金属钝化剂:指能使各种变价金属(Cu、Fe、Mn、Co)离子转化为稳定的络合物,从而使变价金属对聚合物氧化破坏过程丧失
10、催化活性的物质主要应用主要应用:以聚烯烃为绝缘材料的通讯电缆,多与酚类抗氧剂并用增塑剂作用作用:降低玻璃化温度、熔融温度、黏度和硬度,增加流动性和制品柔软性及耐寒性增塑剂主要应用应用:PVC制品,总耗量80%以上增塑剂品质品质:与树脂相容好,增塑效果大,化学稳定性好,挥发性低,耐抽出性、耐低温性和电绝缘性好,无毒无臭无味无色,不污染,价格低2增塑剂增塑剂(按化学结构)增塑剂种类种类:邻苯二甲酸酯类(主要主要)、含氯化合物、烷基磺酸苯酯类、多元醇酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、环氧脂肪酸酯类、聚酯类、烃类等(按分子量)增塑剂种类种类:单体型和聚合物型单体型分子量200600间,聚合物型平均分子
11、量10008000(按使用情况及其相容性)增塑剂种类种类:主增塑剂、次(副)增塑剂和增量剂主增塑剂与树脂相容性好,添加量大,可单独使用副增塑剂(辅助增塑剂)与树脂相容性差,用量少且只能与主增塑剂并用增量增塑剂与树脂相容性极差,只能混入主、辅增塑剂中使用,降低成本增塑剂种类种类(按添加方式):内增塑剂和外增塑剂常用的都是外增塑剂,即配料过程中添加的增塑剂树脂合成中作为共聚单体加入的称为内增塑剂填充剂(填料)种类种类:增量剂和增强剂两类l常用填充剂通常为矿物类无机物,主要品种主要品种:碳酸钙、硅酸盐、硫酸盐、金属氧化物、金属粉、炭黑、白炭黑、玻璃球、纤维类和有机粉等碳酸钙碳酸钙(最重要):重质碳酸
12、钙、轻质碳酸钙和改性碳酸钙重质碳酸钙由白垩、大理石、石灰石等粉碎制成,粒径210m;轻质碳酸钙由化学法制得,粒径小于0.1 m;改性碳酸钙是表面改性碳酸钙3填充剂填充剂硅酸盐硅酸盐品种品种:陶土、滑石粉、云母和石棉等陶土陶土(瓷土或高岭土):天然粘土制成,电绝缘性能优良,用于电缆料滑石粉滑石粉:硅酸镁类片状填料,可提高制品刚性、尺寸稳定性、耐蠕变及化学腐蚀性、电绝缘性等,用于平面及大型制品云母粉云母粉:层状铝硅酸盐类填料,可大大提高制品拉伸和弯曲弹性模量玻璃球玻璃球种类种类:实心球体和空心球体两种实心球体密度2.5g/cm3,直径444m较好空心球体密度0.30.6g/cm3,直径10250
13、m,主要用于泡沫制品应用应用:玻璃球像轴承一样能很好提高物料流动性,允许填充量高,能提高拉伸、压缩强度和弯曲模量,降低制品应力开裂程度炭黑炭黑:导热导电,兼有着色和光屏蔽作用有机粉有机粉:包括木粉、果壳粉、植物杆粉等金属粉金属粉:导热导电,并可发挥装饰作用,铝粉可屏蔽中子和射线硫酸盐硫酸盐:硫酸钡、硫酸钙、锌钡白等,主要起增量作用,也有着色作用金属氧化物金属氧化物:氧化铝、氧化铁、氧化锰、氧化锌、氧化镁等,增量和着色作用纤维类填充剂纤维类填充剂:玻纤、硼纤维、碳纤维等,主要发挥增强作用润滑剂作用作用:主要降低树脂内摩擦作用,防止对设备及模具粘附,节约能耗和提高效率,减少生热量及其对树脂的降解作
14、用,保证制品表面光滑润滑剂要求要求:与树脂有适当相容性和良好分散性,热稳定性好,不引起塑料颜色漂移,无毒价廉4润滑剂润滑剂(按作用机理)润滑剂品种品种:内润滑剂和外润滑剂两类内润滑剂主要起降低树脂内部的摩擦和黏度的作用外润滑剂主要减小树脂对设备等的粘附和摩擦,改善制品脱模性和外观(按化学组成)润滑剂品种品种:烃类、醇、酮、羧酸(酯、盐)、酰胺和卤代烃等 烃类烃类:矿物石蜡(固体石蜡、液体石蜡、微晶石蜡和氯化石蜡等)lPVC:成形时必须加入润滑剂,PVC对润滑剂的需求量最大硬PVC通常使用1%(特殊4%);增塑PVC只0.5%或更低l苯乙烯系聚合物苯乙烯系聚合物:使用的润滑剂仅限于少数产品l聚烯
15、烃聚烯烃:聚乙烯蜡(PE)、聚丙烯蜡(分子量约2000,PP)l具有良好外润滑作用的外润滑剂有时称为脱模剂或脱脱模剂或脱模润滑剂模润滑剂内脱模剂内脱模剂:直制加入成形物料,如硬脂酸和聚硅氧烷(特别适于HDPE)外脱模剂外脱模剂:直接喷涂于模腔表面形成隔离膜发挥脱模,如硅油水分散液l交联剂主要是有机过氧化物,常用品种常用品种:过氧化二异丙苯、双(叔丁基过氧化异丙基)苯、二叔丁基过氧化物、叔丁基异丙苯基过氧化物等l热塑性塑料交联工业应用工业应用主要限于PE及其共聚物如电线电缆的PE绝缘层和电缆护套、盐浴或蒸汽连续交联的PE异型材、PE鞋底材料、PE旋转模塑制品和闭孔结构的PE发泡制品等5交联剂交联
16、剂 6偶联剂偶联剂作用作用:增进聚合物与填充剂之间的界面结合分子为两性结构两性结构,一端为极性及可水解基团,可与极性表面发生化学反应而结合;另一端为活性反应基团,可与聚合物产生化学结合及物理吸附作用主要类型主要类型:硅烷类偶联剂和钛酸酯类偶联剂硅烷类适于含硅类无机填充剂,如白炭黑、玻璃纤维和石英粉等钛酸酯类类对干燥表面的碳酸钙类填料与热塑聚合物的偶联特别有效定义定义:改变或赋予物体的颜色的物质类型类型:染料和颜料两大类,其中颜料有无机和有机两类染料染料:多数是合成有机化合物,可扩散溶解于着色塑料甚至可产生化学反应,染色制品透明性好,着色力强,色彩鲜明艳丽,密度低颜料颜料:有天然和合成产品,有色
17、固体物质,以分散微粒形式使材料着色,耐热、耐候、耐迁移性持久优良 7着色剂着色剂l无机颜料无机颜料:热稳定性和光稳定性优于有机颜料且密度高常用常用:金属氧化物和硫化物等,主要品种有钛白粉、炭黑、钛黄、铁丹等l有机颜料有机颜料:多为苯型有机化合物,着色力和透明性优,但易变质、褪色、渗色常用常用:偶氮系和多环系,多环系品种如二萘嵌苯系、海里诺系、蒽醌系等定义定义:凡不与聚合物发生化学反应并能在特定条件下产生无害气体的物质类型类型:物理发泡剂和化学发泡剂两大类物理发泡剂物理发泡剂:压缩氮气、氯代脂肪烃(如一氯甲烷)、醇、醚等化学发泡剂化学发泡剂:无机发泡剂和有机发泡剂无机发泡剂无机发泡剂:碳酸铵、碳
18、酸氢钠、亚硝酸等有机发泡剂有机发泡剂:偶氮类、磺酰肼类、亚硝基类等l生产最常用生产最常用有机发泡剂(尤其是发泡剂AC,即偶氮二甲酰胺)8发泡剂发泡剂l最常用最常用:含磷、溴、氯、锑、硼和铝的化合物如氯化石蜡、四氯双酚A、氯化苯乙烯、二溴季戊四醇、六溴环十二烷等l溴代联苯醚是热塑性塑料的优良阻燃剂,红磷广泛用作聚酰胺的阻燃剂l增效剂增效剂:与阻燃剂并用可提高阻燃效果,如SbO3是含卤阻燃剂最常用增效剂l消烟剂消烟剂:SbO3-硼酸盐、MoO3对PVC具有良好阻燃和消烟作用9阻燃剂阻燃剂类型类型:高分子型抗静电剂、离子型抗静电剂和导电性填料等高分子型抗静电剂高分子型抗静电剂:乙二胺的环氧乙烷环氧丙
19、烷加成物、聚4-乙烯吡啶型聚皂、辛烷基苯乙烯和苯乙烯磺酸共聚型聚皂等离子型抗静电剂离子型抗静电剂:阳离子型剂SN、SP导电性填料导电性填料:乙炔炭黑、石墨炭黑、高结构高耐磨炭黑、金属填料等10抗静电剂抗静电剂定义定义:防止聚烯烃和聚氯乙烯薄膜自身之间粘着所加入的助剂常见品种常见品种:改性脂肪酸类(如芥酸酰胺)12防雾剂防雾剂定义定义:使薄膜或薄板上的水珠容易流下,避免影响透光性所加入的助剂常见品种常见品种:多元醇非离子型表面活性剂(如木糖醇单硬脂酸酯)11开口剂开口剂 4.2.1 粉碎粉碎 4.2.2 干燥干燥 4.2.3 预热预热4.2 成形原料预处理成形原料预处理u成形前物料往往需要预处理
20、,主要包括粉碎预处理,主要包括粉碎和加热,加热主要有干燥和预热作用和加热,加热主要有干燥和预热作用热塑性聚合物成形前加热预处理目的主要是干燥,同时带有预热效果,结晶性聚合物还会产生预结晶效果(类似于热处理),提高物料软化温度热固性模塑料成形前加热以预热为主,多数情况兼具干燥和预热双重功能 4.2.1 粉碎u作用作用:将废制品、边角料或流道冷凝料等粉碎后便于回收使用;将较粗的原始物料或初加工物料粉碎以便于顺利加料或满足工艺对细粉状物料的要求u实施方法实施方法:破碎和磨碎两种破碎是指将块状物变成粒状物,磨碎是指将粒状物变成粉状物l施力形式施力形式有压缩、冲击、研磨和剪切等,粉碎机往往以一种施力形式
21、为主l常见粉碎机常见粉碎机:颚式破碎机、轮碾机、球磨机、振动机、气流磨、搅拌磨等聚合物聚合物:多是韧性物料,常温下只能选用剪切式粉碎机,如果冷冻到脆化则可用压缩式、冲击式和研磨式粉碎机进行粉碎大大块物料物料多先选用压缩式粉碎机(特别是颚式破碎机)破碎,薄膜状物料薄膜状物料多用剪切式粉碎机先切成窄条或小片,破碎后常用冲击式或研磨式粉碎机磨碎粉碎操作要消耗大量的机械能,因此必须遵守“不作过分粉碎”的原原则粉碎后物料一般需进行筛分分除去超粗或超细物料筛分常用设备是手摇筛、平动筛和各种形式振动筛l热塑性聚合物成形物料(包括配合剂)常存在水分及低分子物(如溶剂和单体等),成形前常需进行干燥l水分及低分子
22、物危害危害:成形时气化造成制品表面缺乏光泽和内部出现气泡等;可能促进物料高温降解或交联等,对成形带来困难和制品性能不利l聚合物结构和分子极性不同,吸湿能力吸湿能力不同分子极性较大(如PET、PA),吸湿能力较大非(或弱)极性(如PE、PP),吸湿能力较小 4.2.2 干燥l吸湿能力强的树脂和含吸湿性配合剂的物料,含水率常高于成形允许含水率l聚合物树脂不同,成形所允许含水率不同实例实例:PC成形温度达300且含酯键,物料含水率超0.02%很难成形PS成形温度不超200且为碳链,含水率0.5%仍可成形,无需干燥l成形的制品不同,允许含水率也不同实例实例:PET成形塑料制品允许含水率约0.05%,纺
23、制涤纶纤维时常规纺应小于0.008%,高速纺丝时应小于0.005%u干燥方法干燥方法:热风循环干燥、红外线干燥、沸腾床干燥、远红外线干燥等前两种为常压烘箱干燥法,只适于小批量干燥高温易氧化或降解物料(如PET、PA)采用真空烘箱或真空转鼓干燥较适合沸腾床干燥的干燥效果好,特别适合于干燥大批量物料远红外线干燥加热快、耗电少和设备简单,是值得推广的干燥方法u干燥后物料应装入密闭密闭容器(或料斗)或保温箱内储存储存,以防止再吸湿u热固性聚合物模塑料成形前常常进行预热u预热预热作用作用一是可以提高物料成形时的流动性,有利于降低成形压力、减少模具磨损和减少因流动性过低而造成的制品报废二是缩小成形物料与成
24、形模具间的温差,使物料加热到成形温度的时间缩短,并使模腔内物料各处温度不均匀性降低,从而有利缩短成形周期、减少制品内应力和提高制品结构与尺寸的稳定性 4.2.3 预热u热固性聚合物模塑料不同,预热条件不同合适预热条件预热条件:预热后物料在成形条件下具有最佳流动性u确定合适预热条件的常用方法常用方法在不同预热温度下测定模塑料预热不同时间后的流动性,然后绘出不同预热温度下模塑料流动性与预热时间关系的曲线找出各预热温度曲线峰值所对应的流动性,其中峰值最大的预热温度曲线的温度和峰值对应时间即为模塑料合适的预热温度和时间u预热预热方法方法:除物料干燥各种方法外采用高频电热法预热的效果往往更佳u高频电热法
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 塑料 成形 原料 配制
限制150内