常用工程塑料的物理性能和加工工艺-第2部分
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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）。尼龙模具要有较充分的排气措施。
PA在熔融状态时，热稳定性较差，易降解。料筒温度不宜超过300℃，熔料在料筒内加热时间不宜超过30分钏，PA对模温要求较高，可利用模温的高低来控制其结晶性，来获得所需的性能。
PA料模温在50…90℃较好，PA1010加工温度在220…240℃为宜，PA66加工温度为270…290℃。PA制品有时需根据品质要求进行“退火处理”或“调湿处理”。
2。2．PA12 聚酰胺12或尼龙12加工之前应保证湿度在0。1％以下。如果材料是暴露在空气中储存，建议要在85C热空气中干燥4~5小时。如果材料是在密闭容器中储存，那么经过3小时温度平衡即可直接使用。熔化温度240~300C；对于普通特性材料不要超过310C，对于有阻燃特性材料不要超过270C。模具温度：对于未增强型材料为30~40C，对于薄壁或大面积元件为80~90C，对于增强型材料为 90~100C。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的。注射压力：最大可到1000bar（建议使用低保压压力和高熔化温度）。注射速度：高速（对于有玻璃添加剂的材料更好些）。流道和浇口：对于未加添加剂的材料，由于材料粘性较低，流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求5~8mm的大流道直径。流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口，这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口，建议最小的直径为0。8mm。热流道模具很有效，但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道，浇口尺寸应当比冷流道要小一些。
2。3．PA6 聚酰胺6或尼龙6：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0。2％，建议在80C以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105C，8小时以上的真空烘干。熔化温度：230~280C，对于增强品种为250~280C。模具温度：80~90C。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80~90C。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20~40C的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80C。注射压力：一般在750~1250bar之间（取决于材料和产品设计）。注射速度：高速（对增强型材料要稍微降低）。流道和浇口：由于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0。5*t（这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0。75mm。
2。4．PA66 聚酰胺66或尼龙66如果加工前材料是密封的，那么就没有必要干燥。然而，如果储存容器被打开，那么建议在 85C的热空气中干燥处理。如果湿度大于0。2％，还需要进行105C，12小时的真空干燥。熔化温度：260~290C。对玻璃添加剂的产品为275~280C。熔化温度应避免高于300C。模具温度：建议80C。模具温度将影响结晶度，而结晶度将影响产品的物理特性。对于薄壁塑件，如果使用低于40C的模具温度，则塑件的结晶度将随着时间而变化，为了保持塑件的几何稳定性，需要进行退火处理。注射压力：通常在750~1250bar，取决于材料和产品设计。注射速度：高速（对于增强型材料应稍低一些）。
流道和浇口： 由于PA66的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0。5*t （这里t为塑件厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0。75mm。
3．典型应用范围：
3。1．PA12 聚酰胺12或尼龙12应用范围：水量表和其他商业设备，电缆套，机械凸轮，滑动机构以及轴承等。
3。2．PA6 聚酰胺6或尼龙6应用范围：由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。
3。3．PA66 聚酰胺66或尼龙66应用范围：同PA6相比，PA66更广泛应用于汽车工业、仪器壳体以及其它需要有抗冲击性和高强度要求的产品。
十、POM（赛钢）
1． POM的性能
POM是结晶型塑料，它的钢性很好，俗称“赛钢”。 POM是一种坚韧有弹性的材料，即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性，它具有耐疲劳性、耐蠕变性、耐磨性、耐热性等优良的性能。POM不易吸湿，比重为1。42g/cm3，收缩率2。1％（POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率，可高达到2％~3。5％，较大，对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率），尺寸难控制，热变形温度为172℃。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度，但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料，都是结晶性材料并且不易吸收水分。
2．POM的工艺特点
POM加工前可不用干燥，最好在加工过程中预热（100℃左右），对产品尺寸的稳
