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发布时间：2020-02-12
讲解塑料模具技术中‘常用塑料之热塑性塑料’
1.聚氯乙烯（PVC)基本特性
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聚氯乙烯是世界上产量的塑料品种之一。其原料来源丰富，价格低廉，性能优良，应 用广泛。其树脂为白色或浅粉末，形同面粉，造粒后为透明块状，类似明矾。
根据不同的用途加入不同的添加剂，聚氯乙烯塑件可呈现不同的物理性能和力学性能。‘A-A’在聚 氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，可制成多种硬质、软质制品。纯聚氯乙烯的密度为1.4 g/cm3, 加入了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度范围一般为1. 15 (2. 00 g/cm3。
硬聚氯乙烯不含或含有少量增塑剂。它的机械强度颇高，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗 冲击性能，可单独用做结构材料；其介电性能好，对酸碱的抵抗能力较强，化学稳定性好；但 成形比较困难，耐热性不高。B-B
软聚氯乙烯含有较多的增塑剂，柔软且富有弹性，类似橡胶，但比橡胶更耐光、更持久。 在常温下其弹性不及橡胶，但耐蚀性优于橡胶，不怕浓酸、浓碱的破坏，不受氧气及臭氧的影 响，能耐寒冷。成形性好，但耐热性低，机械强度、耐磨性及介电性能等都不及硬聚氯乙烯， 且易老化。
总的来说，聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可以用做低频绝缘材料，其化学稳定性也较 好。‘C-C’由于聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出气体，使聚氯乙烯变 色，所以其应用范围较窄，使用温度一般在-15 '(55'之间。
( 2) 主要用途
由于聚氯乙烯的化学稳定性高，所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风 机等。‘D-D’聚氯乙烯的硬板广泛用于化学工业上制作各种储槽的衬里、建筑物的瓦愣板、门窗结 构、墙壁装饰物等建筑用材。由于电绝缘性能良好，可在电气、电子工业中用于制造插座、插 头、开关和电缆。在日常生活中，用于制造凉鞋、雨衣、玩具和人造革等。
( 3) 成形特点
它的流动性差，过热时较易分解，所以必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制成形温度及 熔料的滞留时间。成形温度范围小，必须严格控制料温，模具应有冷却装置；采用带预塑化装 置的螺杆式机。模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料。模具应冷却，其 表面应镀铬。A-A
2.聚苯乙烯（PS)
(1)基本特性
聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的*三大塑料品种。聚苯乙烯无色、透明、有光泽、 无无味，落地时发出清脆的金属声，密度为1.054 g/cm3。聚苯乙烯是目前理想的高频绝 缘材料，可以与熔融的石英相媲美。B-B
它的化学稳定性良好，能耐碱、硫酸、磷酸、10. ~30%的、稀醋酸及其他**酸， 但不耐及氧化剂的作用，对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗腐蚀能 力。它的耐热性低，只能在不高的温度下使用，质地硬而脆，塑件由于内应力而易开裂。聚苯 乙烯的透明性很好，透光率很高，光学性能仅次于**玻璃。它的着色能力优良，能染成各种 鲜艳的色彩。
为了提高聚苯乙烯的耐热性和降低其脆性，常用改性聚苯乙烯和以聚苯乙烯为基体的共聚 物，从而大大扩大了聚苯乙烯的用途。C-C
(2)主要用途
聚苯乙烯在工业上可用做仪表外壳、灯罩、化学仪器零件、透明模型等；在电气方面用做 良好的绝缘材料、接线盒、电池盒等；在日用品方面广泛用于包装材料、各种容器、玩具等。D-D
(3)成形特点
聚苯乙烯性脆易裂，易出现裂纹，所以成形塑件脱模斜度不宜过小，**出要受力均匀；热 胀系数大，塑件中不宜有嵌件，否则会因两者热胀系数相差太大而导致开裂；由于流动性好， 应注意模具间隙，防止成形飞边，且模具设计中大多采用点浇口形式；宜用高料温、高模温、 低压力成形并延长时间，以防止缩孔及变形，降低内应力，但料温过高容易出现银 丝；料温低或脱模剂多，则塑件透明性差。
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‘塑料模具材料的甄选’
目前，塑料制品日益广泛地应用于日常生活，其中成型技术约占80％。成型因其一次成型、尺寸、可带嵌件、生产率高、易于实现现代化、后加工量少等特点广泛应用于汽车、建筑、家用电器、食品、医等诸多领域。‘A-A’塑料模具的选用，对于塑料工业生产能否收到好的经济效益非常关键，因此，模具设计者了解模具材料的基本要求和选择恰当的材料相当必要。
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塑料模具的工作条件与冷冲模不同，一般须在°C-200°C下进行工作，除了受到一定压力作用外，还要承受温度影响。现根据塑料成型模具使用条件、加工方法的不同将塑料模具用钢的基本性能要求大致归纳如下：
1．足够的表面硬度和耐磨性重庆数控模具编程设计培训
塑料模的硬度通常在50-60HRC以下，经过热处理的模具应有足够的表面硬度，以保证模具有足够的刚度。‘B-B’模具在工作中由于塑料的填充和流动要承受较大的压应力和摩擦力，要求模具保持形状的精度和尺寸精度的稳定性，保证模具有足够的使用寿命。模具的耐磨性取决于钢材的化学成分和热处理硬度，因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。
2．优良的切削加工性重庆数控模具编程设计培训
大多数塑料成型模具，除EMD加工外还需进行一定的切削加工和钳工修配。为延长切削刀具的使用寿命，提高切削性能，减少表面粗糙度，塑料模具用钢的硬度必须适当。
3．良好的抛光性能；重庆数控模具编程设计培训
高品质的塑料制品，要求型腔表面的粗糙度值小。例如，注塑模型腔表面粗糙度值要求小于Ra0.1～0.25的水平，光学面则要求Ra<0.01nm，型腔须进行抛光，减小表面粗糙度值。为此选用的钢材要求材料杂质少、组织微细均一、无纤维方向性、抛光时不应出现麻点或桔皮状缺陷。
4．良好的热稳定性重庆数控模具编程设计培训
塑料模的零件形状往往比较复杂，淬火后难以加工，因此应尽量选用具有良好的热稳定性的，当模具成型加工经热处理后因线膨胀系数小，热处理变形小，温度差异引起的尺寸变化率小，金相组织和模具尺寸稳定，可减少或不再进行加工，即可保证模具尺寸精度和表面粗糙度要求。
45、50牌的碳素钢具有一定的强度与耐磨性，经调质处理后多用于模架材料。高碳工具钢、低合金工具钢经过热处理后具有较高的强度和耐磨性，多用于成型零件。但高碳工具钢因其热处理变形大，仅适用于制造尺寸小、形状简单的成型零件。
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随着塑料工业的发展，塑料制品的复杂性、精度等要求愈来愈高，对模具材料也提出更高要求。对于制造复杂、精密和耐腐蚀性的塑料模，可采用预硬钢（如PMS）、耐蚀钢（如PCR）和低碳马氏体时效钢（如18Ni-250），均具有较好的切削加工、热处理和抛光性能及较度。C-C
此外，在选择材料时还须考虑防止擦伤与胶合，如两表面存在相对运动的情况，则尽量避免选择组织结构相同的材料，特殊状况下可将一面施镀或氮化，使两面具有不同的表面结构。
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塑料模具中关于‘塑料的热力学性能’塑料的物理、力学性能与温度密切相关，温度变化时塑料的受力行为发生变化，呈现出不 同的物理状态，表现出分阶段的力学性能特点。塑料在受热时的物理状态和力学性能对塑料的 成形加工有着非常重要的意义。
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1. 塑料的热力学性能重庆数控模具编程设计培训：185.8OO8.O8O1 V信: .O686.895O 更多培训课程 进.da023 或 .da0574 了解具体课程
(1)热塑性塑料在受热时的物理状态
热塑性塑料在受热时常存在的物理状态为玻璃态（结晶聚合物亦称结晶态）、高弹态和黏 流态。图1. 3所示为线型无定型聚合物和线型结晶型聚合物受恒定压力时变形程度与温度关系 的曲线，也称热力学曲线。
1)玻璃态重庆数控模具编程设计培训：185.8OO8.O8O1 V信: .O686.895O 更多培训课程 进.da023 或 .da0574 了解具体课程 塑料在温度！g以下的状态是坚硬的固体，称之处于玻璃态，它是大多数塑件的使用状态。 处于此状态的塑料，在外力作用下链只能发生很小的弹性变形（服从胡克定律）。！g称为 玻璃化温度，是聚合物从玻璃态转变为高弹态（或高弹态转变为玻璃态）的临界温度，也是合 理选择塑料的重要参数，是多数塑料使用温度的上限。聚合物在！g以下还存在一个脆化温度 !b，聚合物在此温度下受力很容易断裂，所以！b是塑料使用的下限温度。
2)高弹态重庆数控模具编程设计培训
当塑料受热温度**过！'时，由于聚合物的链段运动，塑料进入高弹态。处于这一状态的 塑料类似橡胶状态的弹性体，仍具有可逆的形变性质。‘D-D’从图1.3曲线1可以看到，线型无定型 聚合物有明显的高弹态；而从曲线2可看到，线型结晶聚合物无明显的高弹态。这是因为，完 全结晶的聚合物无高弹态，或者说在高弹态温度下也不会有明显的弹性变形，但结晶型聚合物 一般不可能完全结晶，都含有非结晶的部分，所以它们在高弹态温度阶段仍能产生一定程度的 变形，只不过比较小而已。
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3)黏流态重庆数控模具编程设计培训
当塑料受热温度**过！#时，由于链的整体运动，塑料开始有明显的流动，塑料开始 进入黏流态变成黏流液体，通常也称之为熔体。塑料在这种状态下的变形不具可逆性质，一经 成形和冷却后，其形状会永远保持下来。
称为黏流化温度，是聚合物从高弹态转变为黏流态（或黏流态转变为高弹态）的临界温 度。当塑料继续加热至温度！$时，聚合物开始分解变色。！$称为热分解温度，是聚合物在高 温下开始分解的临界温度。‘B-B’是塑料成形加工重要的参考温度，！# % !$的范围越宽，塑料成形 加工就越容易进行。
(2)热固性塑料在受热时的物理状态重庆数控模具编程设计培训
热固性塑料在受热时伴随着化学反应，它的物理状态变化与热塑性塑料明显不同。开始加热 时，由于树脂是线型结构，和热塑性塑料相似，加热到一定温度时树脂链运动的结果使之很 快由固态变成黏流态，这使它具有成形的性能。‘D-D’但这种流动状态存在的时间很短，很快由于化学 反应的作用，结构变成网状，塑料硬化变成坚硬的固体。再加热运动仍不能恢复，化学 反应继续进行，结构变成体型，塑料还是坚硬的固体。当温度升到一定值时，塑料开始分解
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