常用工程塑料的物理性能和加工工艺-第2章
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谌嘈虷DPE。该材料的流动特性很好，MFR为0。1到28之间。分子量越高，LDPE的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。HDPE很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象。HDPE当温度高于60C时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。
LDPE是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1。5％到4％之间。
LLDPE（线性低密度聚乙烯）更高的抗伸、抗穿透、抗冲击和 抗撕裂的性能使LLDPE适于作薄膜。它的优异的抗环境应力开裂性，抗低温冲击性和抗翘曲性使 LLDPE对管材、板材挤塑和所有模塑应用都有吸引力。 LLDPE最新的应用是作为地膜用于废渣填埋和废液池的衬层。
2．PE的工艺特点
PE制件最显著的特点是成型收缩率大，易产生缩水和变形。PE料吸水性小，可不用干燥。PE的加工温度范围很宽，不易分解（分解温度为320℃），若压力大，制件密度高，收缩率较小。PE流动性中等，要严格控制加工条件，并保持模温的恒定（40…60℃）。PE的结晶程度与成型工艺条件有关，它有较高的冷固温度，模温低，结晶度就低。在结晶过程，因收缩的各向异性，造成内部应力集中，PE制件易出现变形和开裂。产品放在80℃热水中水浴，可使压力得到一定的松驰。成型过程中，料温和模温偏高一些为宜，注射压力在保证制件质量的前提下应量偏低，模具的冷却特别要求迅速均匀，产品脱模时较烫。
HDPE干燥：如果存储恰当则无须干燥。 熔化温度220~260C。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250C之间。
模具温度：50~95C。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1。3d之内（这里“d”是冷却腔道的直径）。 注射压力：700~1050bar。注射速度：建议使用高速注射。 流道和浇口： 流道直径在4到7。5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0。75mm。特别适用于使用热流道模具。
LLDPE的“延伸时柔软”的特性在吹膜过程中是一个缺点，LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么稳定。模口隙距必须加宽以避免由于产生高背压和熔体断裂而降低产量。 LDPE和 LLDPE的一般模口隙距尺寸分别是0。024～0。040 in和0。060－0。10in。
3．典型应用范围：
LLDPE已渗透到聚乙烯的大多数传统市场，包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。防渗漏地膜是新开发的LLDPE市场。地膜，一种大型挤出片材，用作废渣填埋和废物池衬垫，防止渗漏或污染周围地区。例如生产袋子、垃圾袋、弹性包装物、工业用衬套、巾式衬套和购物袋，这些都是利用改进强度和韧性后这种树脂的优点。透明薄膜，例如面包袋，一直由LDPE占统治地位，因为它有更好的浊度。然而，LLDPE与LDPE的共混物将改进强度。抗穿透性和LDPE薄膜的刚度，而不显著影响薄膜的透明度。
HDPE应用范围：电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。
八、PP（聚丙烯）
1 。PP的性能
PP为结晶型高聚物，常用塑料中PP最轻，密度仅为0。91g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP的耐热性最好，其热变形温度为80…100℃，能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。
PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4％乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。
PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。
PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。
由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1。8~2。5％。并且收缩率的方向均匀性比HDPE等材料要好得多。加入30％的玻璃添加剂可以使收缩率降到0。7％。
均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。
2 。 PP 的工艺特点
PP在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP在加工上有两个特点：
其一：PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）；
其二：分子取向程度高而呈现较大的收缩率。PP的加工温度在220~275℃，注意不要超过275℃左右较好，它有良好的热稳定性（分解温度为310℃），但高温下（270…300℃），长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低，所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变形和凹陷。模温（40~80℃），建议使用50℃。结晶程度主要由模具温度决定，宜控制在30…50℃范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中，要吸收大量的熔解热（比热较大），产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥，PP的收缩率和结晶度比PE低。注射速度通常使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。注射压力：可大到1800bar。
流道和浇口： 对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1。5mm，但也可以使用小到0。7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍，PP材料完全可以使用热流道系统。
PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。
3．典型应用范围：
汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。
注塑品是PP均聚物的第二大市场，包括容器、密封器、汽车方面的应用、家庭用品、玩具及其它许多消费品和工业方面的最终用途。
九、PA（尼龙）
1．PA的性能
PA也是结晶型塑料（尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂），作为工程塑料的尼龙分子量一般为1。5…3万，品种很多，应用于注塑加工的常用尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。尼龙具有韧性、耐磨性和自润滑性，其优点主要有机机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面光滑、软化点高，耐热，磨擦系数低，耐磨损，自润滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂，电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好。缺点是吸水性大，染色性差，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低吸水率，使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好（100℃内可长期使用）、耐腐蚀、制件重量轻、易成型。PA缺点主要有：易吸水、注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差，因其比热大，产品较烫。
PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种。其结晶度高，故其刚性、硬度、耐热性都高。PA1010是我国1958年首创、半透明、比重小、弹性和柔性较大，吸水性比PA66低，尺寸稳定性可靠。
尼龙中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。各种尼龙按韧性大小排序为：PA66＜PA66/6＜PA6＜PA610＜PA11＜PA12
尼龙的燃烧性为ULS44…2级，氧指数为24…28，尼龙的分解温度＞299℃，在449~499℃时会发生自燃。
尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。
PA的主要技术性能指标和用途见表1。
表1聚酰胺（尼龙）主要技术性能指标
牌 号 项 目 6 66 610 612 9 11 12 1010
密度g/cm3 1。13 1。15 1。07 1。07 1。05 1。04 1。02 1。07
熔点℃ 215 252 220 —— 185 186 178 210
热变形温度℃ 68 75 82 —— —— 54 55 ——
耐寒温度℃ …30 …30 …40 —— …30 …40 —— …40
拉伸强度MPa 75。0 80。0 60。0 62。0 65。0 56。0 65。0 55。0
压缩强度MPa 85。0 105。0 —— —— 72。5 70。0 —— 65。0
弯曲强度MPa 120。0 60。0…100。0 90。0 —— 85。0 70。0 90。0 80。0
缺口冲击强度kj/m2 5。5 5。4 5。5 —— —— 3。86 —— 5
体积电阻率Ω？cm 1012 1014 1014 1012 3。514 1013 1014 1015
介电常数1MHz 3。4 3。6 3。5 3。5 3。7 3。7 3。1 3。1
介电损耗1MHz 0。03 0。03 0。04 0。02 0。018 0。04 0。03 0。026
介电强度kV/mm 16 16 16 16 16 17 18 15
成型收缩率％ 0。8…2。5 1。5…2。2 1。5…2。0 —— 1。5…2。5 1。2 —— 1。0…2。5
用途 轴承齿轮凸轮滚子滑轮辊轴螺钉螺帽垫片高压
油管储油容器等 用途与尼龙6基本一样还可作把手壳体支撑架等 机械制造汽车用齿轮衬垫轴承滑轮等精密部件输油管储油容器传动带仪表壳体纺织机械部件 精密机械部件电线电缆绝缘层枪托弹药箱工具架线圈 齿轮机械部件电缆护套医疗特种消毒包渔网金属涂层 输送汽油的硬管和软管电缆护套食品包装膜发泡建材静电喷涂 轴承齿轮精密部件电子部件油管软管电线电缆护套 机械部件轴承架轴套油箱衬里电线电缆护套工业滤布筛网毛刷等
2．PA的工艺特点
2。1．PA易吸湿，加工前一定要充分干燥，含水量应控制在0。3％以下。原料干燥得好，制品光泽高，否则比较粗糙，PA不会随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的较窄的温度范围内软化，熔点很明显，温度一旦达到就会出现流动（与PS、PE、PP等料不同）。
PA的粘度远比其它热塑性塑料低，且其熔化温度范围较窄（仅5℃左右）。PA流动性好，容易充模成型，也易走披锋。喷嘴易出现“流涎”现象，抽胶需大一点。PA熔点高，凝固点也高，熔料在模具内随时会因温度降到熔点以下而凝固，妨碍充模成型的完成。所以，必须采用高速注射，（薄壁或长流程制件尤其这样）。尼龙模
