塑料基础知识 陈合良.

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1 塑料基础知识 陈合良

2 塑料定义 　　塑料是上世纪才发展起来的一种新型材料，目前世界上的产量已经超过钢铁成为人类使用的四大材料材料之一。 　　通常所说的塑料是高分子材料的一种，也可以叫聚合物．塑料的品种很多，性能各具特色，适应范围广泛，发展迅速，直到今天，世界上的新型材料还不断的涌现。

3 汽车塑料化浪潮     90年代初，发达国家每辆汽车上塑料的平均用量为 kg，1992年已增加到269kg，到2001年将增加到337kg，占车重的22．7％。据杜邦公司预测，自目前至2009年，北美汽车和轻型卡车行业塑料总需求量将增加25％。2000年，北美塑料用量约40亿磅，到2009年，仅汽车工业领域的塑料需求量就将达51亿磅。     在世界各大汽车制造公司中，最热衷于塑料的是戴姆勒—克莱斯勒汽车公司。他们正在开发一项与传统方法完全不同的汽车生产工艺，一项花费浩大，风险也相当大的试验，但是一旦成功，那么它将对整个汽车工业的加工方式产生革命性的影响。

4 塑料主要分类方法: 按受热行为分 按结构形式分 按材料用途分 热塑性材料: 成型后受热可以再次塑化 热固性材料:已经化学交联,受热后无法塑化
热塑性材料: 成型后受热可以再次塑化 按受热行为分 热固性材料:已经化学交联,受热后无法塑化 结晶型聚合物:PP、PE 、PBT、PA、POM 等 按结构形式分 非晶型聚合物: PC、 ABS、 PPO、 PMMA、 PVC 、PS、 等 通用塑料:PP、PE、PVC、ABS、PS 按材料用途分 工程塑料:PA、PBT/PET、PC、PPO、POM 热可塑性弹性:TPE、TPR、TEEE、TPU

5 塑料主要改性方法: 填充：通过加入无机矿物（有机）粉末，改善塑料材料的刚性、硬度、耐热性等
主要的填充物为：碳酸钙、滑石粉、云母粉、木屑等 增强：通过在加入玻璃纤维、碳纤维等纤维状物质，可以明显改善材料的刚性、 强度、硬度、耐热性，但很多材料会导致表面不良和韧性明显降低。 增韧：有较多的材料韧性不够、太脆，可以通过加入韧性较好的材料或者超细无 　　　　　机材料，增加材料韧性和低温使用性能。 阻燃：在较多的场合，要求材料有阻燃性，比较常用的场合是电子电器，汽车行 　　　　　业也有阻燃要求，但一般较低。阻燃可以通过加入阻燃剂实现，阻燃方式 　　　　　可以分为卤素阻燃剂和无卤阻燃剂。上海大众的阻燃标准为TL1010 。 合金：合金的方法可以分为共混（物理）和共聚（化学），将2种或多种材料制备 　　　　　成一种材料，达到改善一种材料的性能或兼具两种材料特性。

6 塑料对人体的影响 汽车驾驶室内所涉及到的塑料（PE、PP、PS、ABS、PU）、皮革、人造革（PVC、PU）、纺织面料、泡沫、油漆、橡胶会放出下列有害物质。 （1）甲醛，对人体健康影响主要表现在刺激眼睛和呼吸道，造成肺功能、肝功能、免疫功能异常。甲醛被国际癌症研究机构(IARC 1995)确定为可疑致癌物。（面料、人造板） （2）苯、甲苯和二甲苯，其中苯被国际癌症 研究机构确认为有毒致癌物质。

7 塑料对人体的影响 （3）甲苯二异氰酸酯(TDI)是具有强烈刺激性气体的有机化合物。对皮肤、眼睛和呼吸道有强烈刺激作用，长期接触或吸入高浓度的TDI蒸气可引起支气管炎、过敏性哮喘、肺炎、肺水肿、死亡。（汽车座椅泡沫垫、方向盘、仪表板、地毯） ★河北沧州大化TDI工厂 4月份因TDI泄漏牺牲3人，多人受伤。这个工厂经常有人牺牲。

8 塑料对人体的影响 ★ 新购车辆的前6个月，务必经常
4.环境安全 （4）铅、镉、铬、汞、砷等是常见的有毒污染物，其可溶物对人体有明显危害。皮肤长期接触铬化合物可引起接触性皮炎或湿疹。过量的铅、镉、汞、砷对人体神经、内脏系统造成危害，特别是对儿童生长发育和智力发育影响较大。因此，应注意这些有毒污染物误入口中。（颜料） 由此可见塑料选材的重要性，所以设计时要充分了解其特性，包括环保方面的要求 ★ 新购车辆的前6个月，务必经常 开窗通风，不要使用空调。

9 PE：聚乙烯—结晶性聚合物 PE可以分为HDPE（低压）、LDPE（高压）、LLDPE（线性低密度）。
能较差，使用温度较低，耐低温性能好。 主要成型加工方式：注塑、挤出、吹塑等 主要用途：一般塑料件、吹塑产品、管材等

10 PP：聚丙烯—结晶性聚合物 PP可以分为均聚丙稀和共聚丙稀2个大类，性能的主要区别是均聚丙稀的刚性、耐热性能、透明性等较好，共聚丙稀的韧性、加工性能较好。 材料特点：PP材料极性很低，耐溶剂性能好，刚性比PE好，耐热性能较好，但耐 候性能较差。可以通过多种改性方法制备复合材料，改性后性能相差很大。 主要成型加工方式：注塑、挤出、吹塑、流延、双向拉伸等，容易成型 主要用途：种类繁多，在汽车上面的应用极为广泛。 透明PP：通过加入β晶型成核剂，或将其分子链打断，改善透明性。

11 PP的应用 改性PP是车用塑料中用量最多、使用量增长最快的品种，尤其是经橡胶改性的PP在汽车外用部件方面取得了突破性的进展。用弹性体和PP共混改性，尤其是用EPDM(三元乙丙橡胶)机械共混，所形成的热塑性弹性体其冲击强度可提高7倍，且具有优良的耐热、耐低温及耐老化性能，加工成型性好。

12 PP的应用 保险杠是最具代表性的PP汽车零部件之一，PP具有价格低、设计自由度大、可注射成型等优点。保险杠材料大部分采用可注射成型的EPDM改性PP，它具有超高抗冲击强度400J／m(常温下)、50J／m(低温下)。这是在普通增韧基础上交联改性，使共混物产生网状结构而大幅度提高冲击强度，以满足保险杠耐冲击、耐热、耐老化、耐低温及刚性、韧性好的要求。另外PP车用塑料最重要的用途是蓄电池外壳，其次还可用于汽车气囊、水箱面罩、仪表板、防撞板、导流板、护栅、仪表板、方向盘柱座、支柱装饰件、倒后镜、行李箱衬里等零部件。    

13 ABS定义 ABS是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。其结构分为以弹性体为主链的接枝共聚物和以坚硬的AS共聚物为主链的接枝共聚物两大类。调节ABS树脂中橡胶的含量，可制得高冲击型、中冲击型、通用型和特殊耐热型等几种。 ①丙烯晴赋予ABS耐热性，耐油性，刚性和耐化学性。 ②丁二烯使ABS抗冲击好，具有韧性，耐寒能电镀。 ③苯乙烯使ABS保持良好的加工性，表面光泽及介电性能。

14 ABS特点 ABS树脂是非晶态、不透明、无毒、无味、浅黄色的热塑性树脂。具有如下特征：
①通常在160℃以上即可成型，在270℃以上才开始出现分解。其密度为 g/cm³,流动性中等。 ②ABS原料易吸潮，成型前需充分干燥，含水率控制在0.1%以下。 ③力学性能和热性能均好，硬度高，表面易镀金属。 ④耐疲劳和抗应力开裂、冲击强度高。 ⑤耐酸碱等化学性腐蚀。 ⑥价格较低，加工成型、修饰容易。 ⑦丁二烯中的双键在紫外线作用下易受氧化降解发生变化，所以耐候性差。耐热性不够理想，使用温度在-40—100℃。

15 ABS成型工艺 成型前用热风循环干燥温度80-85℃时间2-4h料层厚度3-4cm注射温度 ℃注射时间3-5h注射压力70-100Mpa保压压力60-70Mpa注射速度一般采用中低速注射模具温度一般情况下：50-80℃对精密度要求较高的取50-60℃要求光泽及耐热型的取60-80℃制品后处理在70-80℃烘箱中处理2-4h,缓慢冷却至室温注意事项收缩率在0.3%-0.6%之间流动性对注射压力敏感些对于阻燃性的ABS，要做好防腐蚀工作

16 PVC PVC：聚氯乙稀—非晶型聚合物 PS：苯乙烯—非晶型聚合物 PVC的性能特点：易分解，必须加入稳定剂。其他助剂：润滑剂、增塑剂等
软PVC、硬PVC、PVC型材、PVC人造革薄膜 PS：苯乙烯—非晶型聚合物 透苯、改苯（HIPS）、发泡苯乙烯（EPS）

17 POM POM：聚甲醛—结晶型聚合物 POM材料有良好的耐热性能、自润滑性能、很高的刚性和较好的韧性。其综合性能较佳，但也有收缩率大、加工温度较窄、易分解、有较大的刺激性气味等缺陷。

18 PC PC：聚碳酸酯—非晶型聚合物 PC是5大工程塑料中唯一透明的塑料。其透明性能非常良好，耐热性、韧性、尺寸稳定性非常好。但其表面硬度低，所以其耐磨擦性能差。普通品级材料的流动性能差，难以成型薄壁制件。较高流动性的材料价格较高。

19 PC系列合金 PC/ABS是应用最为广泛的塑料合金。
PC材料由于流动性较差、容易应力开裂，而ABS材料耐热性差，耐候性差等缺点。对两者进行合金化改性，可以提高材料的综合性能。如果以PC为主，合金产品一般维卡软化点在110℃以上，材料流动性比PC要好得多。如果以ABS为主，则产品的维卡软化点可以达到100 ℃以上，改善材料的耐热性能。

20 塑料材料的主要测试方法 对塑料进行性能测试，评价塑料性能的优劣，主要有以下一些方法：
1.力学性能：拉伸（屈服）强度、断裂伸长率、弯曲强度、弯曲模量、硬度、冲击 强度、蠕变和应力松弛等 2.热 性 能：耐热性、耐寒性、维卡软化点、热变形温度（HDT）、熔点、最高连 续使用温度、脆化温度 3.电 性 能：体积电阻率、耐电弧性能 4.光学性能：透光率、雾度 5.化学性能：耐化学品性、耐溶剂性能、耐环境应力开裂 6.耐自然老化性能：大气自然老化、紫外光加速老化、氙灯加速老化、抗菌试验 7.耐燃烧性能：燃烧速度 8.固有特性：密度、收缩率、吸水性、熔融指数（MI） 9.其他性能：油漆粘附力、耐渗透性等

21 汽车用材料的一般要求 汽车塑料的一般要求： 1.耐热性：一般要求在90℃以上，有些部件要求135 ℃甚至200 ℃以上
汽车上使用的材料越来越多，有报道称：汽车中使用塑料的重量比达到22％，也称报道有全塑汽车设计成功。塑料因其比重小、节能、易成型、设计灵活、美观和环保等有点，得到越来越多的应用。 汽车塑料的一般要求： 1.耐热性：一般要求在90℃以上，有些部件要求135 ℃甚至200 ℃以上 2.耐候性：一般的外饰件、光线直接照射的内饰件有较高要求 3.冲击韧性：保险杆、紧固件、内饰件等都有较高要求 4.材料刚性：除弹性材料外一般都有要求 5.燃烧性：汽车材料一般都有阻燃要求，但一般较低 6.低温性：较多汽车材料有耐低温要求 7.材料弹性：要求弹性体材料如拨钮、门窗密封条、风挡等 8.气味性：塑料如POM有较大的气味 9.硬度：塑料的重要指标 10.其他特性：涂装性、光泽度、颜色、有害物质含量等

22 塑料材料的主要测试方法 汽车塑料的一般要求： 1.耐热性：一般要求在90℃以上，有些部件要求135 ℃甚至200 ℃以上
汽车上使用的材料越来越多，有报道称：汽车中使用塑料的重量比达到22％，也称报道有全塑汽车设计成功。塑料因其比重小、节能、易成型、设计灵活、美观和环保等有点，得到越来越多的应用。 汽车塑料的一般要求： 1.耐热性：一般要求在90℃以上，有些部件要求135 ℃甚至200 ℃以上 2.耐候性：一般的外饰件、光线直接照射的内饰件有较高要求 3.冲击韧性：保险杆、紧固件、内饰件等都有较高要求 4.材料刚性：除弹性材料外一般都有要求 5.燃烧性：汽车材料一般都有阻燃要求，但一般较低 6.低温性：较多汽车材料有耐低温要求 7.材料弹性：要求弹性体材料如拨钮、门窗密封条、风挡等 8.气味性：塑料如POM有较大的气味 9.硬度：塑料的重要指标 10.其他特性：涂装性、光泽度、颜色、有害物质含量等

23 常见塑料材料的缩写/名称/俗称 TPEE/TEEE 热塑性聚酯弹性体 EVA 乙烯-乙酸乙酯共聚物 材料缩写 材料名称和俗称 HDPE
高密度聚乙烯/低压聚乙烯 EPS 可发性苯乙烯 LDPE 低密度聚乙烯/高压聚乙烯 PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯 LLDPE 线性低密度聚乙烯 PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 PP 聚丙烯 PVC 聚氯乙烯 PPR 无规聚丙烯--冷热水管料 PTFE 聚四氟乙烯/塑料王 ABS 丙稀腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物 POM 聚甲醛 MBS 透明ABS PA 聚酰胺/尼龙 AES 丙稀腈-乙丙橡胶-苯乙烯三元共聚物 TPE 热塑性弹性体 ASA 丙稀腈-丁二烯-丙烯酸酯三元共聚物 TPR 热塑性橡胶 SBS 苯乙烯-丁二烯嵌断共聚物/K树脂 TPU 热塑性聚氨酯弹性体 AS 丙稀腈-苯乙烯共聚物（SAN） EPDM 乙烯-丙稀-丁二烯三元共聚物 三元异丙胶 SMA 苯乙烯-马来酸酐共聚物 EPM 乙丙橡胶 PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯/有机玻璃/亚克力 PF 热固性塑料 PC 聚碳酸酯 PPO 聚苯醚 PS 聚苯乙烯/透苯 MPPO 改性聚苯醚 HIPS 高抗冲苯乙烯/改苯 PPS 聚苯硫醚 TPEE/TEEE 热塑性聚酯弹性体 EVA 乙烯-乙酸乙酯共聚物

24 注塑新工艺之一气体辅助注塑系统 简介    把高压氮气经气辅主控制器（分段压力控制系统）直接注射入模腔内塑化塑料里，使塑件内部膨胀而造成中空，但仍然保持产品表面和外形完整无缺。       

25 注塑新工艺之一气体辅助注塑系统 优点 1。节省塑料原料，节省率可高达百分之四十。 2。缩短产品生产周期时间。
  1。节省塑料原料，节省率可高达百分之四十。   2。缩短产品生产周期时间。   3。降低注塑机的锁模压力，可高达百分之六十。   4。提高注塑机的工作寿命。   5。降低模腔内的压力，使模具的损耗减少和提高模具的工作寿命。

26 注塑新工艺之一气体辅助注塑系统 6。对某些塑料产品，模具可采用铝质金属材料。 7。降低产品的内应力，使产品不变形。
  6。对某些塑料产品，模具可采用铝质金属材料。   7。降低产品的内应力，使产品不变形。   8。解决和消除产品表面缩痕问题。   9。简化产品繁复的设计。   10。降低注塑机的耗电量。   11。降低注塑机和开发模具的投资成本。   12。降低生产成本。

27 谢谢大家！