塑料模具设计与制造

《塑料模具设计与制造》教案

第一章塑料成形基础

1．1 塑料概论

1．1．1、聚合物的分子结构

1．1．2塑料的组成及分类

1、塑料的组成

塑料以合成树脂为主要成分，它由合成树脂和根据不同的需要而增添的不同添加剂所组成。

(1)合成树脂

合成树脂是塑料的基本成分，它决定塑料的类型和基本性能。

（2）填充剂（又称填料）：

添加填充剂的目的是降低塑料中树脂的使用量，从而降低制品成本；其次是改善塑料

的加工性能和使用性能，填充剂在塑料中的含量一般控制在40% 以下。

(3)增塑剂：

增塑剂的作用是提高塑料的可塑性和柔软性。

(4)增强剂

增强剂用于改善塑料制件的机械力学性能。但增强剂的使用会带来流动性的下降，恶化

成型加工性，降低模具的寿命以及流动充型时会带来纤维状填料的定向问题。

(5)稳定剂

添加稳定剂的作用是提高塑料抵抗光、热、氧及霉菌等外界因素作用的能力，阻缓塑料

在成型或使用过程中的变质。稳定剂的用量一般为塑料的0.3～0.5%。

（6）润滑剂

润滑剂对塑料的表面起润滑作用，

(7)着色剂

合成树脂的本色大都是白色半透明或无色透明的。在工业生产中常利用着色剂来增加

塑料制品的色彩。

对着色剂的要求是：耐热、耐光，性能稳定，不分解、不变色、不与其它成分发生不良

化学反应，易扩散，着色力强，与树脂有良好的相溶性，不发生析出现象。着色料添加量应＜2%。

（8）固化剂

在热固性塑料成型时，有时要加入一种可以使合成树脂完成交联反应而固化的物质。

(9）其它辅助剂

根据塑料的成型特性与制品的使用要求，在塑料中添加的添加剂成分还有：阻燃剂、发

泡剂、静电剂、导电剂、导磁剂、相容剂等。

2、塑料的分类

（1）按合成树脂的分子结构及其成型特性分类

1) 热塑性塑料这类塑料的合成树脂都是线型或带有支链型结构的聚合物，在一定的温

度下受热变软，成为可流动的熔体。在此状态下具有可塑性可塑制成型制品，冷

却后保持既

得的形状；如再加热，又可变软塑制成另一形状，如此可以反复进行。

2) 热固性塑料这类塑料的合成树脂是带有体型网状结构的聚合物，在加热之初，因

分子呈线型结构，具有可熔性和可塑性，可塑制成一定形状的制品，但当继续加热温度达到

一定程度后，分子呈现网状结构，树脂变成了不熔的体型结构，此时即使再加热到接近分解

的温度，也不再软化。

（2）按塑料的性能及用途分类

1) 通用塑料指产量大、成形性好、价格低、用途广，常作为非结构材料使用的塑料。

2)工程塑料指具有优良的力学性能和较宽温度范围内的尺寸稳定性，同时还具有耐磨

、耐腐蚀、自润滑等综合性能，能在一定程度上代替金属作为工程结构材料使用的塑料。

3）增强塑料

4) 特殊塑料指具有某些特殊性能的塑料，这类塑料通常有高的耐热性或高的电绝缘

性及耐腐蚀性能。

1．1．3塑料的热力学性能

1．2塑料工艺性能

1．2．1热塑性塑料的工艺性能

1．收缩性

1) 塑料品种2) 制品结构3) 模具结构4) 成型工艺

2、流动性

在塑料的模塑成型过程中，塑料熔体在一定的温度和压力下充填模具型腔的能力，称为

塑料的流动性。

影响塑料流动性的因素主要有以下几方面：

（1）温度过（2）压力（3）模具结构

3、相容性

相容性是指两种或两种以上不同品种的聚合物，在熔融状态下不产生相分离现象的能力

。塑料的相容性也称为共混性。

4、吸湿性和热敏性

吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度

热敏性是指某些热稳定性差的塑料，在较高温下受热时间稍长或料温过高时发生变色、

降解、分解的倾向。

1．2．1热固性塑料的工艺性能

1 收缩率

同热塑性塑料一样，热固性塑料经成型冷却后也会发生收缩，其收缩率的计算方法与热塑性塑料相同。产生收缩的原因主要有：

(1)热收缩

(2）结构变化引起的收缩

(3）弹性恢复

(4）塑性变形

2 、流动性

将每一品种的塑料的流动性可分为三个不同的等级。第一级的拉西格流动值为100～131mm，适用于压制无嵌件的、形状简单的一般厚度塑件。第二级的拉西格流动值为131～150mm，用于压制中等复杂程度的塑件。第三级的拉西格流动值为150～180mm，可用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件或用于压注成型。注塑成型时，一般要求热固性塑料的拉西格流动值大于200mm。

3 、比容和压缩率

比容是指单位质量的松散塑料所占的体积，单位为cm3／g；压缩率是指塑料的体积与塑件的体积之比，其值恒大于1。比容和压缩率都表示粉状或短纤维状塑料的松散性，它们都可用来确定模具加料室的大小。

4、水分及挥发物含量

塑料中的水分及挥发物，一方面来自塑料自身，另一方面则来自压缩或压注过程中化学反应的副产物。

5、固化特性

聚合物的交联是指热固性塑料在成型过程中，其聚合物分子由线型结构转变为体形结构

的化学反应过程，通常也称为“固化”。

1．3常用塑料

1、聚乙烯（PE）

（1）基本特性聚乙烯塑料由乙烯单体经聚合而成, 是塑料工业中产量最大的品种。按

聚合时采用的生产压力的高低可分为高压、中压和低压聚乙烯三种。

高密度聚乙烯（HDPE）又称低压聚乙烯，具有较高的刚性、强度和硬度。但柔韧性、透

明性较差。

低密度聚乙烯（LDPE）又称高压聚乙烯具有较好的柔软性、耐寒性、耐冲击性，但耐热

、耐光、耐氧化能力差、易老化。

聚乙烯无毒、无味、呈乳白色的蜡状半透明状，柔而韧，比水轻，有一定的机械强度，

但与其他塑料相比机械强度偏低、表面硬度差。聚乙烯的绝缘性能优异，介电性