材料特性與物 性測試
材料分類 材料可分為無机材料和有机材料, 也可分為金屬材料和非金屬材料. 高分子材料屬于有机材料, 也屬于非金屬材料. 高分子材料有以下种類: 1.塑料; 2.橡膠; 3.縴維;4.涂料; 5.粘著劑. 塑料又有熱塑性塑料和熱固性塑料之分. 英濟公司用的塑膠材料都是熱塑性塑料.
熱塑性塑料與熱固性塑料 熱塑性塑料 熱塑性塑料是指受熱后可以軟化,此時施以壓力可使其流動.當再冷卻后,它將再可逆地回復其固態的塑料. 加熱也可使其軟化,施加壓力也可造成流動,但此過程並非可逆,也就是說,加熱使其發生交聯反應.
塑料物性評价概要 針對塑料進行物性試驗,可以合理而准确 地分析材料和產品的物理特性,為生產過程 提供質量與工程管理的尺度. 塑料物性試驗 的目的在于: 1.根据不同的使用目的選擇最恰當的材料; 2.為塑料制品的工程設計提供依据; 3.研究生產管理和品質管理的方法.
塑料物性測試方法分類 通常可以按材料的机械性,物理性,熱性,電气性,科學性進行測試,也可以按其對化學藥品產生的抵抗性進行測試.另外,從材料的長期穩定行性角度,可以進行耐久,耐熱,耐濕等老化試驗. 其他的還有分析加工難度和加工條件的測試方法,以及成品測試方法等等.
物性的溫度依賴性(賴溫性) 塑料物性的重要因素還包括溫度依賴性.一方面,塑料的缺點是使用過程中易發生物性變化;另一方面.其优點是只要溫度适當便極易加工成型.塑料與金屬材料不同,它隨溫度發生很大變化.因為溫度升高時,分子之間的距离拉長,細微的相對運動更容易.隨著溫度的升高,塑料的伸張強度,彎曲強度,彎曲模量,硬度等指標下降,而伸張度,沖擊度等指標上升.
塑料的成型收縮率 概要 成型收縮率指的是注塑成型的制品與模具的對應体積相比時,所發生的縮小比率.塑料加熱熔化后,因受熱而產生膨脹.而在成型射出后,因射出壓力而受壓縮再行收縮.成型品在模具內因冷卻固化,又再度收縮,但是當離模后又因壓力的復原而再度產生若干膨脹現象.總結的體積差,稱為成型收縮量.
成型收縮率可以下式表示: 成型收縮率= (模具尺寸-成形品尺寸)/模具尺寸 成性收縮率以1/1000為單位表示之或以 百分率(%)來表示.
樹脂流動方向的垂直方向收縮率較大,而流動方向的收縮律率較小. 結晶性樹脂(PET,PA,POM,PP)比非結晶性樹脂(PC,PVC,PS,PMMA)成型收縮率大. 強化材料比非強化材料的成型收縮率小. 即使是同一種材料,在不同的注塑條件下收縮率也有變化,非結晶性樹脂受壓力的影響,結晶性樹脂易受溫度條件的影響.
影響成型收縮率的因素 強化性因素 影響成型收縮律率的因素很多,可分為決定性和非決定性因素.即使同一种材料,按強化因素區分,結果也大不相同.如尼龍-6材料,在非強化條件下,成型收縮率約為1.2~1.9%;若以玻璃縴維對其強化15%,那么收縮率為0.7~0.9%;強化30%,收縮率為0.5~0.7%;強化50%,收縮率為0.4~0.5%.
注塑條件的影響 注塑壓力 即使同一種材料,注塑條件變化時收縮率也會變化,理解這一點對設計開發人員很有必要. 注塑壓力增加時,模具內被注塑進去的樹脂的壓力增大. 有更多的樹脂被填充進去,收縮率趨于減少. 反之,若壓力過大,也影響模具的成型力,會產生毛邊,導致收縮率增大.
注塑溫度 注塑成型溫度越高,樹脂也融化時的体積越大,冷卻時釋放的熱量也越多,因此會加速結晶現象使收縮率增大. 如果溫度過低,會導致材料流動不暢,使制品產生殘留應力,影響其耐久性或產生阻隘力.
模具溫度與冷卻時間 模具溫度增加時,樹脂進入模具的阻力減少,收縮率也相應地趨于變化. 但另一方面,模具的熱量也促使了結晶現象,因此更多的情況下導致收縮率增大. 此時若延長冷卻時間,也可以起到減少收縮的作用.但會導致生產性下降,螺桿內樹脂隨之分解,物性隨之降低,所以應辯証地對待.
后收縮 即使注塑成型時收縮率不大的制品,也會在自然冷卻時結晶,吸濕並徐徐收縮,尤其是結晶性樹脂,大都發生這种稱之為“后收縮”的現象.當然,后收縮的程度不如制品在模具內收縮的程度大.另外,有些樹脂(如NYLON)結晶現象影響而發生的膨脹效應超過了因吸濕而產生的收縮反應,外形尺寸反而羅有增加.
常見塑料的成型收縮率 樹脂名稱 成型收縮率(%) 成型收縮率 (%) PS 0.3~0.6 POM 2.0~2.5 ABS 0.3~0.7 POM+20%GF 0.2~1.8 ABS+GF 0.1~0.2 PC 0.5~0.7 LDPE 1.5~5.0 PC+GF(10~40%) 0.1~0.25 HDPE 2.0~5.0 NYLON-6 0.6~1.4 PP 1.0~2.5 NYLON-66 1.5 PP+GF 0.4~0.8
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