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注塑性塑料性能
时间：2019-11-25 03:40
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来源：互联网
为什么要讲一下塑料的性能呢？我刚刚开始接触成型的时候很不理解！认为它没什么用，至少不能快速有效解决制品异常，可工作时间长了，越是发现它的重要。举简单的举个例子，常用的树脂ABS在生产的时候一般才用210摄氏度左右的加工温度，那为什么呢？采用200可不可以？可以，也可以说不可以，因为这个温度就是根据你的设备、模具和制品质量要求所得到的。有的时候相差5摄氏度都不行，在使用POM树脂时常遇到类似的现象。这一点，有经验的工艺人员应该遇到过吧！所以说“科学是很严禁的”一点错都没有。要想继续了解成型技术，对塑料性能或多或少的知道一些是很有益处的，也是必须的。
高分子的组成
一 高分子的形成
碳原子和氢原子在特定的条件下排列成一定结构的链状结构，形成呈现一定特性的的分子，如甲烷、乙烷、丙烷等；而这些质量稍大一点的分子还可以进一步反应成质量更大的分子结构，如乙烯和丙烯等。因此可以认为，高分子是由以下的中间物质生成的：
1，甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等。
2，这些基体首先必须转化为：亚甲基、乙烯和丙烯。
这些中间物质称为基体或单体，他们在经过聚合反应的过程中，形成分子质量更为巨大的分子。如果超过500个这样的单体聚合，结果就会形成高分子，或是聚合物。
由一种单体聚合而成的聚合物称之为均聚物，如聚乙烯、聚丙烯等，也有由两种或两种以上的单体经过聚合而成的高分子，如ABS树脂就是由丙烯氰、丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。
这就是高分子的简单形成过程，也是高分子的名称的由来。组成高分子的单体不同，排列的链状结构不同，形成塑料也不同，因而呈现出不同的物理和化学性能。
二 高分子的质量
高分子是单体数量超过500或更多的单体形成的的分子链，所有的分子不可能包括相同数量的单体，但是，可以通过控制聚合过程来控制分子链的结构和长度。聚合物可以通过平均的分子质量来区分，这就产生了特定微粒的分子质量分布。
大多数的单体是气体，短分子链的小分子是液体，大分子链的聚合物就是固体了。因此，甲烷、乙烷、等分子是气体，而乙烯、丙烯则是液体，形成聚合物后的聚乙烯、聚丙烯就是固体了。
分子质量越大，塑料的强度和刚度越大，但是大分子塑料的黏度也大。因此，大分子熔体填充是需要的压力就高；分子质量越大，塑料的成型的难度就越高；超大分子塑料是不能通过注塑过程成型的。
大分子塑料的黏度一般很高，为了降低黏度，必须提高塑料的加工温度，但是这会引起高分子的塑料的降解。因此，在加工高分子塑料时，考虑到塑料的热稳定性，一般规定了加工温度和塑料的融化时间。因此，高分子塑料在注塑成型机塑化单元中停留的时间有一定的限制，如果超出这个滞留时间，塑料就可能发生降解，我们也成为分解。
高分子的存在状态
高分子的存在状态
玻璃态、粘流态、熔融态是高分子存在的三种物理状态。高分子不象空气一样存在着气体状态，在日常的工作中，由于树脂在螺杆中的滞留时间大于该温度的状态保持时间所以有的时候我们可能看到在喷嘴处有烟雾喷出，这是分解所致，并不是它可以存在的状态。
一， 玻璃态 处于玻璃态的塑料分子，链段基本上处于停止状态，分子在自身的位置上振动，分子链缠绕成团状或卷曲状，相互无序交错连接，锻段仅作瞬间微小伸缩和键角改变。整个塑料形体具有一定的刚性和强度（抗张强度、抗弯强度）。在这种状态下，塑料件可以被使用或进行机械加工，如切削、钻孔等等。
在玻璃状态下，塑料的使用性能，也是它力学、物理性能以及对环境的忍受性能，取决于分子链的构成、形状、序列、柔顺性以及链间的相互位置，堆砌密度等。
虽然塑料在玻璃态时像玻璃那样具有非晶相固体一类的物理性质，但并不等于过冷液体结构的玻璃。例如在脆性方面就有较大的差异，即使是容易破碎的聚苯乙烯透明件，其韧性也较普通的玻璃大，而硬度则又差的很远。
当然，塑料也有脆如玻璃的时候。在曲线上有一个脆化温度T，超过这个温度以下，分子链段的自我振动被“冻结”下来，不可拉伸、扭转、亦无法吸收和分散外力。在外力的作用下，锻段很快断裂，塑料的制品将明显像普通玻璃那样易于破碎。
在实际的工作中，有一种现象也表明了这一问题的真实性。由于成型机停机时没有将螺杆中的熔料注射出来，或是短时间停机，在开机生产的时候没有进行螺杆清扫，那么一般的情况下在制品注射到模具的时候就会得到强度非常低的制品。如果熔料在螺杆分解比较严重的情况下，制品的颜色发生变化如过是银色的树脂，可能变成黄色；如果是白色的树脂可能变成黑黄色；如果是黑色的树脂分解后还是黑色。在这种状态下注射出来的制品不但在颜色上可以判定OK或NG（不合格），甚至在制品在顶出时发生破裂，这说明树脂料在腔内（螺杆）内分解了。
高温和低温的不同环境，常时间使用后螺杆的颜色会发生变化。
热塑性注射成型工程中所涉及的塑料（后篇讲解）主要的物理性能有：力学性能、热性能、电性能、光学性能和老化性能。而热性能是注射成型中的关键，是工艺调整、模具设计人员必须知道和了解的相关知识。
1，体积特性
比体积及密度，比体积是密度的倒数。在加工过程中，由于塑料形态转化（玻璃态、高弹态、粘流态）的结果，塑料的比体积或密度会随其相态的不同发生变化。一般情况下，较大的比体积密度相对较小；玻璃态的塑料因为分子链聚集的较为密实，比体积也相对较小。而结晶性塑料的比体积和密度会在熔点附近发生跳跃式的变化，这就是结晶性塑料和非结晶塑料的明显区别。
2，热传导特性
比热容或质量热容，将单位质量的塑料提高1℃所需要的热量。这个参数是衡量塑料温度是否容易改变的度量。比热容越高，塑料形变吸收的热量越多；比热容越低，塑料形变吸收的热量也就越少。
热扩散率是衡量热量从高温传递低温区域的速度，也是温度改变快慢的直观表现形式。钢材质的模具在升温或降温的过程中，温度变化的速度较慢，而铝模无论是升温还是降温速度变化很快。
融化热和结晶热都是相变热。融化热代表将单位质量的塑料由固态转化为液态所需的热量；结晶热则指结晶性塑料在洁净过程中所释放的热量。融化热是用来打散熔化塑料分子结构的能量。由于结晶性塑料的分子链结构非常紧密和结实，打断晶体结构所需要跨越的能量障碍很大，因此所需要的融化热也比较大。
3，相变温度
它就是聚合物三种状态的转变温度。其中熔化温度是指结晶性聚合物从高分子链结构的三维有序状态转变成无序的粘流态时的温度。转变点Tm对于低分子材料来说，熔化过程是非常狭窄的，约为0.2K，有明显的熔点；而对于结晶性聚合物来说，只有达到能及以后，晶体才会一边熔化一边升温，所以低分子和高分子的比容与温度曲线有明显不同；前者明显；后者则走一个“S”型曲
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