塑料制品的加工

,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,塑料制品的加工,塑料是以合成樹(shù)脂為主要成分，適當(dāng)加入填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、色料等添加劑，在一定溫度和壓力下塑制成型的一類高分子材料。,塑料各組分在塑料中所起的作用：,1,、合成樹(shù)脂,人工合成的高分子化合物，是塑料的基本原料，起著膠粘作用，能將其他組分膠結(jié)成個(gè)整體。并決定塑料的基本性能。,一、塑料的組成,2,、添加劑,添加劑的加入，可改善塑料的某些性能，以獲得滿足使用要求的塑料制品。,填料,提高塑料的機(jī)械性能、耐熱性能和電性能。同時(shí)降低成本，通常填料的加入量為,40,一,70,。主要是一些在塑料配方中相對(duì)呈惰性的粉狀材料或纖維材料。,增塑劑,改進(jìn)塑料的可塑性、柔軟性，降低其剛性和脆性，并使塑料易于加工成型。,穩(wěn)定劑,防止塑料在加工和使用過(guò)程中，因受熱、氧氣和光線作用而變質(zhì)、分解，以延長(zhǎng)塑料的使用壽命。穩(wěn)定劑在塑料成型過(guò)程中應(yīng)不分解，應(yīng)耐水、耐油、耐化學(xué)腐蝕，并易與樹(shù)脂混溶。,潤(rùn)滑劑,提高塑料在加工成形中的流動(dòng)性和脫模性。潤(rùn)滑劑還可以使塑料制品的表面光亮美觀。,著色劑,使塑料具有一定的色彩，以滿足使用要求。,固化劑,與樹(shù)脂起化學(xué)作用，形成不溶不熔的交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。為得到熱固性塑料，則須加入固化劑。,其他添加劑,有的塑料制品使用中因摩擦產(chǎn)生靜電，這種靜電積蓄不散會(huì)影響制品的使用安全性，同時(shí)也易吸塵、沾污，并影響外觀，對(duì)此類塑料須加入抗靜電劑。其他如發(fā)泡劑、阻燃劑、熒光劑等，則根據(jù)塑料制品的需要而添加。,二、塑料的分類,熱固性塑料：在一定溫度壓力下或在固化劑、紫外光等條件作用下固化生成不溶不熔性能的塑料。熱固性塑料在固化后不再具有可塑性，剛度大，硬度高，尺寸穩(wěn)定，具有較高的耐熱性。溫度過(guò)高時(shí)，則會(huì)被分解破壞。常見(jiàn)的熱固性塑料有：酚醛塑料、環(huán)氧塑料、氨基樹(shù)脂、有機(jī)硅塑料等。,塑料種類繁多，常用的分類方法有按熱行為分類和按應(yīng)用分類兩種。,塑料按熱行為可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。,熱塑性塑料：在特定溫度范圍內(nèi)受熱軟化,(,或熔化,),，冷卻后硬化，并且能多次反復(fù)，其性能也不發(fā)生顯著變化的塑料。熱塑性塑料在加熱軟化時(shí)，具有可塑性，可以采用多種方法加工成型，成型后的機(jī)械性能較好，但耐熱性和剛性較差。常見(jiàn)的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙稀、聚氯乙烯、,ABS,、聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜等。,塑料按其應(yīng)用可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。,通用塑料：通用塑料一般是指使用廣泛，產(chǎn)量大，用途多，價(jià)格低廉的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛樹(shù)脂及氨基樹(shù)脂等。,工程塑料：工程塑料通常是指性能優(yōu)良，能承受一定外力作用和具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，適用作工程材料或結(jié)構(gòu)材料的塑料，如聚酰胺、聚碳酸脂、,ABS,、聚甲醛、聚砜、聚苯醚等。,特種塑料：特種塑料又稱功能塑料，是指具有特殊功能，能滿足特殊使用要求的塑料，如醫(yī)用塑料、導(dǎo)電塑料等。,三、,塑料成型加工方法,塑料制品的一般生產(chǎn)過(guò)程,配方設(shè)計(jì)：根據(jù)塑料制品的性能要求進(jìn)行塑料各組分的配方設(shè)計(jì)。添加不同組份或不同計(jì)量的添加劑可制造出性能各異的不同塑料制品。,混煉：將樹(shù)脂與各種添加劑充分混合，制成多相均態(tài)的混合物,造粒：將混合物塑料加工成便于成型時(shí)使用的顆粒狀半成品原料；如聚氯乙烯,PVC,經(jīng)造粒后要求粒料大小均勻，外形尺寸最大不超過(guò),3-4mm,。,成型：用不同的成型工藝設(shè)備，將半成品加工成塑料制品,塑料的工藝特性是指將塑料原料轉(zhuǎn)變?yōu)樗芰现破返墓に囂匦?，即塑料的成型加工性。塑料的成型方法很多，根?jù)加工時(shí)聚合物所處狀態(tài)的不同，塑料成型加工的方法大體可分為三種：,處于玻璃態(tài)的塑料，可以采用車、銑、鉆、刨等機(jī)械加工方法和電鍍、噴涂等表面處理方法。,當(dāng)塑料處于高彈態(tài)時(shí)，可以采用熱壓、彎曲、真空成型等加工方法。,把塑料加熱到粘流態(tài)，可以進(jìn)行注射成型、擠出成型、吹塑成型等加工。,塑料成型方法的選擇取決于塑料的類型,(,熱塑性或熱固性,),、特性、起始狀態(tài)及制成品的結(jié)構(gòu)、尺寸和形狀等。,注射成型又稱注塑成型，是熱塑性塑料的主要成型方法之一。其原理是利用注射機(jī)中螺桿或柱塞的運(yùn)動(dòng)，將料筒內(nèi)已加熱塑化的粘流態(tài)塑料用較高的壓力和速度注入到預(yù)先合模的模腔內(nèi)，冷卻硬化后成為所需的制品。整個(gè)成型是一個(gè)循環(huán)的過(guò)程，每一成型周期包括：,定量加料一熔融塑化一施壓注射一充模冷卻一啟模取件等步驟。,在現(xiàn)代塑料的成型技術(shù)中，用注射成型法生產(chǎn)的制品，約占熱塑性塑料制品的,20,一,30,。,注射成型方法有以下優(yōu)點(diǎn)：能一次成型出外形復(fù)雜、尺寸精確和帶嵌件的制品；可以極方便的利用一套模具，成批生產(chǎn)得尺寸、形狀、性能完全相同的產(chǎn)品；生產(chǎn)性能好，成型周期短，一般制件只需,3060,秒可成型，而且可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或半自動(dòng)化作業(yè)，具有較高的生產(chǎn)效率和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。,1,、,注射成型,注射機(jī),塑料物流箱,方形腳踏衛(wèi)生桶,塑料箱,大號(hào)雙耳拷袋桶,2,、擠出成型,擠出成型又稱擠塑成型，主要適合熱塑性塑料成型，也適合一部分流動(dòng)性較好的熱固性塑料和增強(qiáng)塑料的成型。其原理是利用機(jī)筒內(nèi)螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使熔融塑料在壓力作用下連續(xù)通過(guò)擠出模的型孔或口模，待冷卻定型硬化后而得各種斷面形狀的制品。一臺(tái)擠出機(jī)只要更換螺桿和機(jī)頭，就能加工不同品種塑料和制造多種規(guī)格的產(chǎn)品。,3,、壓制成型,壓制成型主要用于熱固性塑料制品的生產(chǎn)，有模壓法和層壓法兩種。壓制成型的特點(diǎn)是：制品尺寸范圍寬，可壓制較大的制品；設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝條件容易控制；制件無(wú)澆口痕跡，容易修整、表面平整、光潔；制品收縮率小、變形小、各項(xiàng)性能較均勻；不能成型結(jié)構(gòu)和外形過(guò)于復(fù)雜、加強(qiáng)筋密集、金屬嵌件多、壁厚相差較大的塑料制件；對(duì)模具材料要求高；成型周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，較難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。,(1),模壓成型,模壓成型又稱壓塑成型。其原理是將定量的塑料原料置于金屬模具內(nèi)，閉合模具，加熱加壓，使塑性原料塑化流動(dòng)并充滿模腔，同時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而固化成型。模壓成型制品質(zhì)地致密，尺寸精確，外觀平整光潔，無(wú)澆口痕跡，但生產(chǎn)效率較低。是熱固性塑料和增強(qiáng)塑料成型的主要方法，部分熱塑性塑料的成型也可采用此法，如聚四氟乙烯塑料先模壓成型再燒結(jié)成制品。,(2),層壓成型,將浸漬過(guò)樹(shù)脂的片狀材料疊合至所需厚度后放入層壓機(jī)中，在一定的溫度和壓力下使之粘合固化成層狀制品。分為連續(xù)式層壓成型和間歇式層壓成型。層壓成型制品質(zhì)地密實(shí)，表面平整光潔，生產(chǎn)效率高。多用于生產(chǎn)增強(qiáng)塑料板材、管材、棒材和膠合板等層壓材料。,4,、,吹塑成型,用擠出、注射等方法制出管狀型坯，然后將壓縮空氣通入處于熱塑狀態(tài)的型坯內(nèi)腔中，使其膨脹成為所需形狀的塑料制品。分為薄膜吹塑和中空吹塑成型。用于制造塑料薄膜、中空塑料制品,(,如瓶子、包裝桶、油箱、玩具等,),。,(1),薄膜吹塑,薄膜吹塑成型是將熔融塑料從擠出機(jī)機(jī)頭口模的環(huán)行間隙中呈圓筒形薄管擠出，同時(shí)從機(jī)頭中心孔向薄管內(nèi)腔吹入壓縮空氣，將薄管吹脹成直徑更大的管狀薄膜,(,俗稱泡管,),，冷卻后卷取。薄膜吹塑成型主要用于生產(chǎn)塑料薄膜。,(2),中空吹塑,中空吹塑成型是生產(chǎn)中空塑料制品的方法。通常有以下幾種工藝：,注射吹塑：分為冷型坯吹塑和熱型坯吹塑。前者是將注射制成的試管狀有底型坯冷卻后移入吹塑模內(nèi)，將型坯再加熱并通入壓縮空氣吹脹成型；后者則是將注射制成的試管狀有底型坯立即趁熱移入吹塑模內(nèi)進(jìn)行吹脹成型。注射吹塑的特點(diǎn)是制件外觀好，重量穩(wěn)定，尺寸精確、無(wú)邊角料。,吹瓶機(jī),擠出吹塑：用擠出機(jī)擠出管狀型坯，趁熱將其夾在模具模腔內(nèi)并封底，向管坯內(nèi)腔通入壓縮空氣吹脹成型。擠出吹塑的特點(diǎn)是制品形狀適應(yīng)廣，特別適于制造大型制件，制件底部強(qiáng)度不高，有邊角料。,塑料擠出吹塑生產(chǎn)線,拉伸吹塑,將擠出或注射制成的型坯加熱到適當(dāng)?shù)臏囟?，進(jìn)行縱向拉伸，同時(shí)或稍后用壓縮空氣吹脹進(jìn)行橫向拉伸。拉伸后制品的透明度、強(qiáng)度、抗?jié)B透性明顯提高。根據(jù)制坯方式，分為注射拉伸吹塑工藝和擠出拉伸吹塑工藝。前者主要用于生產(chǎn)盛飲料用,PET,瓶，后者多用于生產(chǎn)聚丙稀、聚氯乙烯中空制品。,注射拉伸吹塑工藝又可分為一步加工法和二步加工法。一步加工法是指拉伸吹塑工藝過(guò)程中制備型坯、拉伸、吹塑三道主要工序是在一臺(tái)機(jī)器中連續(xù)依次完成的。兩步加工法指生產(chǎn)過(guò)程分兩步進(jìn)行，第一步制備型坯，型坯經(jīng)冷卻后成為一種待加工的半成品。第二步將冷型坯進(jìn)行再加熱，使其達(dá)到要求的拉伸取向溫度范圍，然后進(jìn)行拉伸和吹塑。,四、塑料的二次加工,塑料的二次加工又稱塑料的二次成型，是采用機(jī)械加工、熱成型、連接、表面處理等工藝將一次成型的塑料板材、管材、棒材、片材及模制件等制成所需的制品。,1),塑料機(jī)械加工,塑料機(jī)械加工包括鋸、切、車、銑、磨、刨、鉆、噴砂、拋光、螺紋加工等。,2),塑料熱成型,將塑料板材,(,或管材、棒材,),加熱軟化進(jìn)行成型的方法。根據(jù)所使用的模具，可分為無(wú)模成型、陽(yáng)模成型、陰模成型和對(duì)模成型。主要成型方法有模壓熱成型和真空成型。熱成型方法適用范圍廣，多用于熱塑性塑料、熱塑性復(fù)合材料的成型。,3),塑料連接,塑料連接包括機(jī)械連接、焊接、溶劑粘接和膠接等；塑料與塑料、塑料與金屬或其他材料的連接，除一般使用的機(jī)械連接方法外，還有熱熔粘接、溶劑粘接和膠粘劑粘接,(,膠粘,),等方法。,五、,塑料的一般特性,對(duì)造型材料要求其能夠自由成型或易加工，并能夠充分發(fā)揮材料的特性，作為人工合成開(kāi)發(fā)的塑料恰好能滿足這些要求。雖塑料制品的性能，根據(jù)其種類、成型條件及使用環(huán)境等變化較大，但與其他材料相比較，塑料具有良好的綜合特性。,1.,塑料質(zhì)輕，比強(qiáng)度高,(,比強(qiáng)度是指強(qiáng)度與密度的比值,),；,2.,多數(shù)塑料制品有透明性，并富有光澤，能著鮮艷色彩；,3.,優(yōu)異的電絕緣性；,4.,耐磨、自潤(rùn)滑性能好；,5.,塑料有耐化學(xué)藥品性；,多數(shù)塑料對(duì)一般濃度的酸、堿、鹽等化學(xué)藥品具有良好的耐腐蝕性能，其中最突出的是聚四氟乙烯，連“王水”也不能腐蝕，是一種優(yōu)良的防腐蝕材料。,6.,塑料成型加工方便，能大批量生產(chǎn),塑料通過(guò)加熱、加壓可塑制成各種形狀的制品，易進(jìn)行切削、焊接、表面處理等：加工，精加工成本低，用塑料制品代替金屬制品，可以節(jié)約大量金屬材料。,塑料與金屬及其他工業(yè)材料相比較有以下缺點(diǎn)：,塑料不耐高溫，低溫容易發(fā)脆。多數(shù)塑料雖不易燃燒，但在,300,左右發(fā)生變形，燃燒時(shí)放出有毒氣體。由于耐熱性較差，使塑料的用途受到限制。,塑料制品易變形。溫度變化時(shí)尺寸穩(wěn)定性較差，成型收縮較大，即使在常溫負(fù)荷下也容易變形。,塑料有“老化”現(xiàn)象。塑料在長(zhǎng)時(shí)間使用或貯藏過(guò)程中，質(zhì)量會(huì)逐漸下降。這是由于受周圍環(huán)境如氧氣、光、熱、輻射、濕氣、雨雪、工業(yè)腐蝕氣體、溶劑和微生物等的作用后，塑料的色澤改變、化學(xué)構(gòu)造受到破壞，機(jī)械性能下降，變得硬脆或軟粘而無(wú)法使用，這稱為塑料的“老化”，它是塑料制品性能中的一個(gè)嚴(yán)重缺陷。,六、塑料制品的危害,1,回收利用廢棄塑料時(shí)，分類十分困難，而且經(jīng)濟(jì)上不合算。,2,塑料容易燃燒，燃燒時(shí)產(chǎn)生有毒氣體。例如聚苯乙烯燃燒時(shí)產(chǎn)生甲苯，這種物質(zhì)少量會(huì)導(dǎo)致失明，吸入有嘔吐等癥狀，,PVC,燃燒也會(huì)產(chǎn)生氯化氫有毒氣體，除了燃燒，就是高溫環(huán)境，會(huì)導(dǎo)致塑料分解出有毒成分，例如苯環(huán)等。,3,塑料是由石油煉制的產(chǎn)品制成的，石油資源是有限的。,4,塑料無(wú)法被自然分解。,5.,塑料的耐熱性能等較差，易于老化。,名稱,性能,用途,聚乙烯,(,PE),電絕緣性能好，耐化學(xué)腐蝕耐熱,可制食品袋、藥物包裝材料、日常用品、管道、絕緣材料等,聚氯乙烯,(,PVC),耐有機(jī)溶劑，耐化學(xué)腐蝕，耐磨，電絕緣性能好，抗水性好，對(duì)人體有毒,可制日常用品、電線包皮、管道、絕緣材料、建筑材料等制成的薄膜不宜用來(lái)包裝食品,聚苯乙烯,(,PS),電絕緣性能好，透光性好，耐水耐化學(xué)腐蝕，無(wú)毒,可制電視機(jī)外殼，汽車、飛機(jī)零件，玩具，醫(yī)療衛(wèi)生用品，日常用品等,聚丙烯（,PP,）,機(jī)械強(qiáng)度好，電絕緣性好，耐化學(xué)腐蝕，質(zhì)輕，無(wú)毒，耐油性差低溫發(fā)脆，容易老化,可制薄膜、日常用品、管道、包裝材料,思考題：,1,、收集,5,10,件塑料產(chǎn)品，對(duì)其進(jìn)行上述各種特性的分析，并說(shuō)明采用的加工方法。,2,、設(shè)計(jì),1,件