標籤:熱固性

熱塑性塑料指具有加熱軟化、冷卻硬化特性的塑料。我們日常生活中使用的大部分塑料屬於這個範疇。加熱時變軟以至流動,冷卻變硬,這種過程是可逆的,可以反覆進行。

1定義

熱塑性塑料是一類應用最廣的塑料,以熱塑性樹脂主要成分,並添加各種助劑而配製成塑料。在一定的溫度條件下,塑料能軟化或熔融成任意形狀,冷卻后形狀不變;這種狀態可多次反覆而始終具有可塑性,且這種反覆只是一種物理變化,稱這種塑料為熱塑性塑料。
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛,聚碳酸酯,聚醯胺、丙烯酸類塑料、其它聚烯烴及其共聚物、聚碸、聚苯醚,氯化聚醚等都是熱塑性塑料。熱塑性塑料中樹脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結構,分子鏈之間無化學鍵產生,加熱時軟化流動.冷卻變硬的過程是物理變化。

2分類

熱塑性塑料根據性能特點、用途廣泛性和成型技術通用性等,可分為通用塑料、工程塑料、特殊塑料等。
通用塑料的主要特點:用途廣泛、加工方便、綜合性能好。如聚乙烯(PE )、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP )、聚苯乙烯(PS )、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)又通稱為「五大通用塑料」。工程塑料和特殊塑料的特點是:高聚物的某些結構和性能特別突出,或者成型加工技術難度較大等,往往應用於專業工程或特別領域、場合。主要的工程塑料有:尼龍(Nylon )、聚碳酸酯(PC )、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(特富龍, PTFE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等,特殊塑料如「醫用高分子」類的「合成心臟瓣膜」、「人工關節」等。
根據共高聚物的聚集態結構和性能特點又可分為:結晶性塑料和非結晶性塑料兩大類。非結晶性塑料又稱為無定型塑料.
不同的分類角度或方法,還可以分成不同的結果。

3性能特點

一般熱塑性塑料中的高聚物分子量可達到幾十萬到幾百萬,大分子鏈長度可達到10^-3mm。這些大分子可以是線性的,如LLDPE、HDPE;也可以是支化的,如LDPE。大分子間相互糾纏在一起,呈無序或相對有序排列,形成「聚集態結構」。
當大分子完全無序排列,我們稱之為無定型熱塑性塑料。如PVC、PC、PMMA等。其性能特點為:透明性好、機械強度較低、柔韌性好。
有部分大分子或大分子部分均勻排列結構的則稱之為結晶性熱塑性塑料。如LLDPE、POM、尼龍等,其性能特點為:透明性較差、機械強度高、柔韌性較低。
——由於高聚物分子鏈很長,不能象低分子物質那樣可以實現整個分子都進入「結晶區」而達到完全結晶。因此對結晶性熱塑性塑料常用「結晶度」來描述其結晶程度(或結晶區域大小)。
無定形熱塑料的特徵溫度是玻璃化溫度(Tg),當低於Tg時,高聚物表現為具有「玻璃」特徵性能,專業上稱之為「玻璃態」,此時的高聚物具備使用功能,而不能被「可塑」性能;當高於Tg時,高聚物則具有較高彈性和一定可塑性特點,同時失去使用功能,專業上稱之為「高彈態」。進一步升溫后,其彈性失去而完全可塑。因此,其最高使用溫度應在Tg以下,而其最低加工溫度則應在Tg以上。
結晶性熱塑性塑料的特徵溫度為結晶溫度(Tc)。低於Tc時,高聚物表現為質地堅硬,具備使用功能,不可「塑性」加工;高於Tc時高聚物被熔融塑化,失去使用功能,而可塑性加工。
無定形熱塑性塑料與結晶性熱塑性塑料比較,前者具有三個物性狀態,後者則沒有「高彈態」,只有兩個物性狀態。這一點在加工工藝上表現為前者往往使用「漸變型螺桿」,而後者則使用「突變型螺桿」的典型特徵。
對結晶性熱塑性塑料而言,通常將含有分子鏈規則排布區域,稱之為結晶區。許多結晶性熱塑性塑料的結晶度作可以通過將控制成型溫度之冷卻速度來調整,當冷卻速度快時,結晶過程被抑制,最終或獲得透明性較好的製品,如PET瓶、透明的PET片材和透明的聚丙烯片材等。

4區分

塑料可區分為熱固性與熱塑性二類,前者無法重新塑造使用,後者可一再重複生產。
熱固性塑料
第一次加熱時可以軟化流動,加熱到一定溫度,產生化學反應一交鏈固化而變硬,這種變化是不可逆的,此後,再次加熱時,已不能再變軟流動了。正是藉助這種特性進行成型加工,利用第一次加熱時的塑化流動,在壓力下充滿型腔,進而固化成為確定形狀和尺寸的製品。這種材料稱為熱固性塑料。
熱固性塑料的樹脂固化前是線型或帶支鏈的,固化後分子鏈之間形成化學鍵,成為三度的網狀結構,不僅不能再熔觸,在溶劑中也不能溶解。酚醛、服醛、三聚氰胺甲醛、環氧、不飽和聚酯、有機硅等塑料,都是熱固性塑料。
主要用於隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等在惡劣環境中使用的塑料,大部分是熱固性塑料,最常用的應該是炒鍋鍋把手和高低壓電器。

5影響成型原因

影響熱塑性塑料成型收縮的因素有:
1、塑料品種熱塑性塑料成型過程中由於還存在結晶化形起的體積變化,內應力強,凍結在塑件內的殘餘應力大,分子取向性強等因素,因此與熱固性塑料相比則收縮率較大,收縮率範圍寬、方向性明顯,另外成型后的收縮、退火或調濕處理后的收縮率一般也都比熱固性塑料大。
2、塑件特性成型時熔融料與型腔表面接觸外層立即冷卻形成低密度的固態外殼。由於塑料的導熱性差,使塑件內層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態層。所以壁厚、冷卻慢、高密度層厚的則收縮大。另外,有無嵌件及嵌件布局、數量都直接影響料流方向,密度分佈及收縮阻力大小等,所以塑件的特性對收縮大小、方向性影響較大。
3、進料口形式、尺寸、分佈這些因素直接影響料流方向、密度分佈、保壓補縮作用及成型時間。直接進料口、進料口截面大(尤其截面較厚的)則收縮小但方向性大,進料口寬及長度短的則方向性小。距進料口近的或與料流方向平行的則收縮大。
4、成型條件模具溫度高,熔融料冷卻慢、密度高、收縮大,尤其對結晶料則因結晶度高,體積變化大,故收縮更大。模溫分佈與塑件內外冷卻及密度均勻性也有關,直接影 響到各部分收縮量大小及方向性。另外,保持壓力及時間對收縮也影響較大,壓力大、時間長的則收縮小但方向性大。注塑壓力高,熔融料粘度差小,層間剪切應力小,脫模后彈性 回跳大,故收縮也可適量的減小,料溫高、收縮大,但方向性小。因此在成型時調整模溫、壓力、注塑速度及冷卻時間等諸因素也可適當改變塑件收縮情況。
模具設計時根據各種塑料的收縮範圍,塑件壁厚、形狀,進料口形式尺寸及分佈情況,按經驗確定塑件各部位的收縮率,再來計算型腔尺寸。
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