塑料制品的加工.docx

一、 塑料的组成
塑料是以合成树脂为主要成分，适当加入填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂，在一定温度和压力下塑制成型的一类高分子材料。
塑料各组分在塑料中所起的作用：
1、合成树脂
人工合成的高分子化合物，是塑料的基本原料，起着胶粘作用，能将其他组分胶结成个整体。并决定塑料的基本性能。
2、添加剂
添加剂的加入，可改善塑料的某些性能，以获得满足使用要求的塑料制品。
　 填料——提高塑料的机械性能、耐热性能和电性能。同时降{氏成本，通常填料的加入量为40％一70％。主要是一些在塑料配方中相对呈惰性的粉状材料或纤维材料。
　 增塑剂——改进塑料的可塑性、柔软性，降{氏其刚性和脆性，并使塑料易于加工成型。
　稳定剂——防止塑料在加工和使用过程中，因受热、氧气和光线作用而变质、分解，以延长塑料的使用寿命。稳定剂在塑料成型过程中应不分解，应耐水、耐油、耐化学腐蚀，并易与树脂混溶。
　润滑剂——提高塑料在加工成形中的流动性和脱模性。润滑剂还可以使塑料制品的表面光亮美观。
　着色剂——使塑料具有一定的色彩，以满足使用要求。
　固化剂——与树脂起化学作用，形成不溶不熔的交联网状结构。为得到热固性塑料，则须加入固化剂。
　其他添加剂——有的塑料制品使用中因摩擦产生静电，这种静电积蓄不散会影响制品的使用安全性，同时也易吸尘、沾污，并影响外观，对此类塑料须加入抗静电剂。其他如发泡剂、阻燃剂、荧光剂等，则根据塑料制品的需要而添加。
二、 塑料的分类
塑料种类繁多，常用的分类方法有按热行为分类和按应用分类两种。
　1.塑料按热行为可分为热塑性塑料和热固性塑料。
　①热塑性塑料：在特定温度范围内受热软化(或熔化)，冷却后硬化，并且能多次反复，其性能也不发生显著变化的塑料。热塑性塑料在加热软化时，具有可塑性，可以采用多种方法加工成型，成型后的机械性能较好，但耐热性和刚性较差。常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙稀、聚氯乙烯、ABS、聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜等。
　②热固性塑料：在一定温度压力下或在固化剂、紫外光等条件作用下固化生成不溶不熔性能的塑料。热固性塑料在固化后不再具有可塑性，刚度大，硬度高，尺寸稳定，具有较高的耐热性。温度过高时，则会被分解破坏。常见的热固性塑料有：酚醛塑料、环氧塑料、氨基树脂、有机硅塑料等。
2.塑料按其应用可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。
　①通用塑料：通用塑料一般是指使用广泛，产量大，用途多，价格低廉的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛树脂及氨基树脂等。
　②工程塑料：工程塑料通常是指性能优良，能承受一定外力作用和具有较高的机械强度，适用作工程材料或结构材料的塑料，如聚酰胺、聚碳酸脂、ABS、聚甲醛、聚砜、聚苯醚等。
　　③特种塑料：特种塑料又称功能塑料，是指具有特殊功能，能满足特殊使用要求的塑料，如医用塑料、导电塑料等。
三、 塑料的一般特性
对造型材料要求其能够自由成型或易加工，并能够充分发挥材料的特性，作为人工合成开发的塑料恰好能满足这些要求。虽塑料制品的性能，根据其种类、成型条件及使用环境等变化较大，但与其他材料相比较，塑料具有良好的综合特性。
　 1.塑料质轻，比强度高(比强度是指强度与密度的比值)；
　2.多数塑料制品有透明性，并富有光泽，能着鲜艳色彩；
3.优异的电绝缘性；
4.耐磨、自润滑性能好；
　5.塑料有耐化学药品性；
　多数塑料对一般浓度的酸、碱、盐等化学药品具有良好的耐腐蚀性能，其中最突出的是聚四氟乙烯，连“王水”也不能腐蚀，是一种优良的防腐蚀材料。
6.塑料成型加工方便，能大批量生产
　塑料通过加热、加压可塑制成各种形状的制品，易进行切削、焊接、表面处理等：加工，精加工成本低，用塑料制品代替金属制品，可以节约大量金属材料。
塑料与金属及其他工业材料相比较有以下缺点。
　①塑料不耐高温，低温容易发脆。多数塑料虽不易燃烧，但在300º左右发生变形，燃烧时放出有毒气体。由于耐热性较差，使塑料的用途受到限制。
　 ②塑料制品易变形。温度变化时尺寸稳定性较差，成型收缩较大，即使在常温负荷下也容易变形。
　③塑料有“老化”现象。塑料在长时间使用或贮藏过程中，质量会逐渐下降。这是由于受周围环境如氧气、光、热、辐射、湿气、雨雪、工业腐蚀气体、溶剂和微生物等的作用后，塑料的色泽改变、化学构造受到破坏，机械性能下降，变得硬脆或软粘而无法使用，这称为塑料的“老化”，它是塑料制品性能中的一个严重缺陷。
四、 塑料成型加工方法
塑料制品的一般生产过程
配方设计：根据塑料制品的性能要求进行塑料各组分的配方设计。添加不同组份或不同计量的添加剂可制造出性能各异的不同塑料制品。
混炼：将树脂与各种添加剂充分混合，制成多相均态的混合物。
造粒：将混合物塑料加工成便于成型时使用的颗粒状半成品原料；如聚氯乙烯PVC经造粒后要求粒料大小均匀，外形尺寸最大不超过3-4mm。
成型：用不同的成型工艺设备，将半成品加工成塑料制品
• 塑料的工艺特性是指将塑料原料转变为塑料制品的工艺特性，即塑料的成型加工性。塑料的成型方法很多，根据加工时聚合物所处状态的不同，塑料成型加工的方法大体可分为三种：
• ①处于玻璃态的塑料，可以采用车、铣、钻、刨等机械加工方法和电镀、喷涂等表面处理方法。
• ②当塑料处于高弹态时，可以采用热压、弯曲、真空成型等加工方法。
• ③把塑料加热到粘流态，可以进行注射成型、挤出成型、吹塑成型等加工。
• 塑料成型方法的选择取决于塑料的类型(热塑性或热固性)、特性、起始状态及制成品的结构、尺寸和形状等。
• 1.注射成型又称注塑成型，是热塑性塑料的主要成型方法之一。其原理是利用注射机中螺杆或柱塞的运动，将料筒内已加热塑化的粘流态塑料用较高的压力和速度注入到预先合模的模腔内，冷却硬化后成为所需的制品。整个成型是一个循环的过程，每一成型周期包括：
• 定量加料一熔融塑化一施压注射一充模冷却一启模取件　等步骤。
• 在现代塑料的成型技术中，用注射成型法生产的制品，约占热塑性塑料制品的20％一30％，注射成型原理如图7－7所示。
• 注射成型方法有以下优点：能一次成型出外形复杂、尺寸精确和带嵌件的制品；可以极方便的利用一套模具，成批生产得尺寸、形状、性能完全相同的产品；生产性能好，成型周期短，一般制件只需30—60秒可成型，而且可实现自动化或半自动化作业，具有较高的生产效率和技术经济指标。
2.挤出成型又称挤塑成型，主要适合热塑性塑料成型，也适合一部分流动性较好的热固性塑料和增强塑料的成型。其原理是利用机筒内螺杆的旋转运动，使熔融塑料在压力作用下连续通过挤出模的型孔或口模，待冷却定型硬化后而得各种断面形状的制品。一台挤出机只要更换螺杆和机头，就能加工不同品种塑料和制造多种规格的产品。
3. 压制成型主要用于热固性塑料制品的生产，有模压法和层压法两种。压制成型的特点是：制品尺寸范围宽，可压制较大的制品；设备简单，工艺条件容易控制；制件无浇口痕迹，容易修整、表面平整、光洁；制品收缩率小、变形小、各项性能较均匀；不能成型结构和外形过于复杂、加强筋密集、金属嵌件多、壁厚相差较大的塑料制件；对模具材料要求高；成型周期长，生产效率低，较难实现自动化生产。
(1)模压成型
模压成型又称压塑成型。其原理是将定量的塑料原料置于金属模具内，闭合模具，加热加压，使塑性原料塑化流动并充满模腔，同时发生化学反应而固化成型。模压成型制品质地致密，尺寸精确，外观平整光洁，无浇口痕迹，但生产效率较低。是热固性塑料和增强塑料成型的主要方法，部分热塑性塑料的成型也可采用此法，如聚匹氟乙烯塑料先模压成型再烧结成制品。
(2)层压成型
将浸渍过树脂的片状材料叠合罕所需厚度后放入层压机中，在一定的温度和压力下使之粘合固化成层状制品。分为连续式层压成型和间歇式层压成型。层压成型制品质地密实，表面平整光洁，生产效率高。多用于生产增强塑料板材、管材、棒材和胶合板等层压材料。
4.吹塑成形,用挤出、注射等方法制出管状型坯，然后将压缩空气通入处于热塑状态的型坯内腔中，使其膨胀成为所需形状的塑料制品。分为薄膜吹塑和中空吹塑成型。用于制造塑料薄膜、中空塑料制品(如瓶子、包装桶、油箱、玩具等)。
(1)薄膜吹塑
薄膜吹塑成型是将熔融塑料从挤出机机头口模的环行间隙中呈圆筒形薄管挤出，同时从机头中心孔向薄管内腔吹入压缩空气，将薄管吹胀成直径更大的管状薄膜(俗称泡管)，冷去0后卷取。薄膜吹塑成型主要用于生产塑料薄膜。
(2)中空吹塑
中空吹塑成型是生产中空塑料制品的方法。通常有以下几种工艺：
① 注射吹塑：分为冷型坯吹塑和热型坯吹塑。前者是将注射制成的试管状有底型坯冷却后移入吹塑模内，将型坯再加热并通入压缩空气吹胀成型；后者则是将注射制成的试管状有底型坯立即趁热移入吹塑模内进行吹胀成型。注射吹塑的特点是制件外观好，重量稳定，尺寸精确、无边角料。
②挤出吹塑：用挤出机挤出管状型坯，趁热将其夹在模具模腔内并封底，向管坯内腔通入压缩空气吹胀成型。挤出吹塑的特点是制品形状适应广，特别适于制造大型制件，制件底部强度不高，有边角料。
③拉伸吹塑
将挤出或注射制成的型坯加热到适当的温度，进行纵向拉伸，同时或稍后用压缩空气吹胀进行横向拉伸。拉伸后制品的透明度、强度、抗渗透性明显提高。根据制坯方式，分为注射拉伸吹塑工艺和挤出拉伸吹塑工艺。前者主要用于生产盛饮料用PET瓶，后者多用于生产聚丙稀、聚氯乙烯中空制品。
注射拉伸吹塑工艺又可分为一步加工法和二步加工法。一步加工法是指拉伸吹塑工艺过程中制备型坯、拉伸、吹塑三道主要工序是在一台机器中连续依次完成的。两步加工法指生产过程分两步进行，第一步制备型坯，型坯经冷却后成为一种待加工的半成品。第二步将冷型坯进行再加热，使其达到要求的拉伸取向温度范围，然后进行拉伸和吹塑。
五、 塑料的二次加工
塑料的二次加工又称塑料的二次成型，是采用机械加工、热成型、连接、表面处理等工艺将一次成型的塑料板材、管材、棒材、片材及模制件等制成所需的制品。
1) 塑料机械加工
塑料机械加工包括锯、切、车、铣、磨、刨、钻、喷砂、抛光、螺纹加工等。
2) 塑料热成型
将塑料板材(或管材、棒材)加热软化进行成型的方法。根据所使用的模具，可分为无模成型、阳模成型、阴模成型和对模成型。主要成型方法有模压热成型和真空成型。热成型方法适用范围广，多用于热塑性塑料、热塑性复合材料的成型。
3) 塑料连接
塑料连接包括机械连接、焊接、溶剂粘接和胶接等；塑料与塑料、塑料与金属或其他材料的连接，除一般使用的机械连接方法外，还有热熔粘接、溶剂粘接和胶粘剂粘接(胶粘)等方法。
六、 塑料制品的危害
1． 回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。
2．塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。例如聚苯乙烯燃烧时产生甲苯，这种物质少量会导致失明，吸入有呕吐等症状，PVC燃烧也会产生氯化氢有毒气体，除了燃烧，就是高温环境，会导致塑料分解出有毒成分，例如苯环等。
3．塑料是由石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。
4．塑料无法被自然分解。
5.塑料的耐热性能等较差，易于老化。
七、课堂作业
选取5-6种塑料进行对比，包括：塑料的名称、缩写代号、类别、特性、可以采用的成型、装饰、加工方法。

① 要求不用简单的表格进行表达，自己设计表现方式，达到醒目、容易分辨各部分内容。
　② 2人一组，各种常用塑料都要包含。