6.1 常用塑胶材料基本知识

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6.1 常用塑胶材料基本知识
6.1 常用塑胶材料基本知识
6.1.1 塑胶的定义及分类
塑胶就是塑料，是一种以高分子有机物质为主要成分的材料，它在加工完成时呈固态形状，在制造及加工过程中，可以借塑料的流动来塑造形状。塑料为合成的高分子化合物，主要成分是合成树脂，树脂约占塑料总重量的 40%～100%。塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂。
1.塑料的特点
（1）是高分子有机化合物。
（2）可以多种型态存在，如液体、固体、胶体、溶液等。
（3）可以成型。
（4）种类繁多，不同的单体组成能造成不同的塑料。
（5）用途广泛，产品呈现多样化。
（6）具有不同的性质。
（7）加工方法可多样化。
2.塑料的优点
（1）大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。
（2）塑料制造成本低。
（3）耐用、防水、质轻。
（4）容易被塑制成不同形状。
（5）是良好的绝缘体。
（6）部分塑料可以用于制造燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗。
3.塑料的缺点
（1）回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且在经济上不合算。
（2）塑料容易燃烧，部分塑料燃烧时会产生有毒气体。例如，聚苯乙烯燃烧时产生甲苯，少量会导致失明，吸入后有呕吐等症状，PVC 燃烧也会产生氯化氢有毒气体。除了燃烧，高温环境也会导致塑料分解出有毒成分，如苯环等。
（3）塑料是由石油炼制的产品制成的，而石油资源是有限的。
（4）塑料无法被自然分解。
4.塑料的分类
（1）根据塑料受热后的性能表现把塑料分为以下几项。
① 热塑性塑料。热塑性塑料是指加热后会熔化，可流动至模具，冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料。即可运用加热及冷却，使其产生可逆变化（液态 ↔ 固态），即物理变化。通用的热塑性塑料其连续的使用温度在 100℃ 以下，聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯称为四大通用塑料。
② 热固性塑料。热固性塑料是指在受热或其他条件下固化后不溶于任何溶剂，不能用加热的方法使其再次软化的塑料。热固性塑料加热温度过高就会分解。如酚醛塑料（俗称电木）、环氧塑料等。
（2）根据塑料不同的使用特性，通常将塑料分为以下几项。
① 通用塑料。通用塑料一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。通用塑料通常有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）等。
② 工程塑料。工程塑料一般指能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，如 ABS、聚酰胺、聚砜等。
③ 特种塑料。特种塑料一般是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅，具有突出的耐高温、自润滑等特殊功能。增强塑料和泡沫塑料具有高强度、高缓冲性等特殊性能，这些塑料都属于特种塑料。
5.塑料的成型方法
塑料的成型加工是指由合成树脂制造的聚合物制成最终塑料制品的过程。加工方法（通常称为塑料的一次加工）包括压塑（模压成型）、挤塑（挤出成型）、注塑（注射成型）、吹塑（中空成型）、压延、发泡、吸塑等。
（1）压塑又称模压成型或压制成型，压塑主要用于酚醛树脂、脲醛树脂、不饱和聚酯树脂等热固性塑料的成型。
（2）挤塑又称挤出成型，是使用挤塑机（挤出机）将加热的树脂连续通过模具，挤出所需形状的制品方法。挤塑有时也用于热固性塑料的成型，泡沫塑料的成型。挤塑的优点是可挤出各种形状的制品，生产效率高，可自动化、连续化生产；缺点是热固性塑料不能广泛采用此方法加工，制品尺寸容易产生偏差。
（3）注塑又称注射成型。注塑是使用注塑机（对称注射机）将热塑性塑料熔体在高压下注入到模具内经冷却、固化获得产品的方法。注塑也能用于热固性塑料及泡沫塑料的成型。注塑的优点是生产速度快、效率高，操作可自动化，能成型形状复杂的零件，特别适合大量生产；缺点是设备及模具成本高，注塑机清理较困难等。
（4）吹塑又称中空吹塑或中空成型。吹塑是借助压缩空气的压力使闭合在模具中热的树脂型坯吹胀为空心制品的一种方法，吹塑包括吹塑薄膜及吹塑中空制品两种方法。用吹塑法可生产薄膜制品，各种塑料中空瓶、桶、壶类容器及儿童玩具等。
（5）压延是将树脂和各种添加剂经预期处理（捏合、过滤等）后，通过压延机的两个或多个转向相反的压延辊的间隙加工成薄膜或片材，然后从压延机辊筒上剥离下来，再经冷却定型的一种成型方法。压延是主要用于聚氯乙烯树脂的成型方法，能制造薄膜、片材、板材、人造革、地板砖等制品。
（6）发泡成型。在发泡材料（PVC、PE 和 PS 等）中加入适当的发泡剂，使塑料产生微孔结构的过程。几乎所有的热固性和热塑性塑料都能制成泡沫塑料。按泡孔结构分为开孔泡沫塑料（绝大多数气孔互相连通）和闭孔泡沫塑料（绝大多数气孔是互相分隔的），这主要是由制造方法（化学发泡、物理发泡和机械发泡）决定的。
（7）吸塑产品是将平展的塑料硬片材料加热变软后，用真空吸附于模具表面，再冷却成型。吸塑产品应用广泛，主要用于各种产品的包装、托盘等。
6.1.2 ABS
ABS 是工程塑料，应用非常广泛。
1.ABS 的构成
ABS 由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯构成，丙烯腈主要提供了耐化学性和热稳定性；丁二烯提供了韧度和冲击强度；苯乙烯则为 ABS 提供了硬度和可加工性。三种材料组合形成了综合性的塑料。
2.ABS 的优点
ABS 具有良好的综合性能，容易配色，强度高，耐冲击强，注塑流动性好，表面易处理，优良的耐热、耐油性能和化学稳定性，尺寸稳定，易机械加工。
3.ABS 的缺陷
（1）不耐有机溶剂，会被溶胀，也会被部分有机溶剂所溶解。
（2）耐热性不够好，普通 ABS 的热变形温度仅为 95～98℃。
4.ABS 的改性
ABS 能与其他许多热塑性塑料共混，改进这些塑料的加工和使用性能。
（1）将 ABS 加入 PVC 中，可提高其冲击韧性、耐燃烧性、抗老化和抗寒能力，并改善其加工性能。
（2）将 ABS 与 PC 共混，可提高抗冲击强度和耐热性。
（3）将 ABS 料中添加阻燃剂能提高防火性能、添加玻璃纤维能增加强度等。
5.透明 ABS
将 ABS 中丙烯腈成分用甲基丙烯酸甲酯替代，可制出透明塑料，即透明 ABS。
6.密度
密度为 1.03～1.07g/cm3。
7.常用表面处理
（1）水镀，需要使用电镀级 ABS，其他 ABS 水镀效果不优良。
（2）真空镀。
（3）喷油，能喷出各种颜色、各种效果。
（4）丝印、移印、烫金等。
8.连接方式
连接方式包括卡扣、螺丝、热熔、超声、胶水等。
9.适用范围
游戏机外壳、家电制品、日常生活外壳、电子产品外壳等。
10.模具注塑常用收缩率
模具注塑常用收缩率为 0.5%。
11.注塑工艺条件
（1）干燥处理：ABS 材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为 80～90℃ 下最少干燥 2h。
（2）熔化温度：210～280℃；建议温度：245℃。
（3）模具温度：25～70℃（模具温度将影响塑件粗糙度，温度较低则导致粗糙度较高）。
（4）注射压力：500～1000bar。
（5）注射速度：中高速度。
6.1.3 PP
PP 中文名为聚丙烯，是很常用的塑料之一，称为百折胶。
1.PP 的优点
（1）注塑流动性好，容易配色。
（2）耐冲击强，韧性好、不易断裂。
（3）无毒、无味、密度小。
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