塑料的概念与加工要点 塑料是以高分子量合成树脂为主体，加入增塑剂、稳定剂、阻燃剂、润滑剂、着色剂等助剂，经过成型加工而成的柔软性材料，或通过交联固化形成的刚性材料。行业内对塑料与塑胶的称呼存在差异，国内多称之为塑料厂，港台地区习惯称之为塑胶公司。为便于国际交流，一些国内外资企业也在牌匾上使用“塑胶”称呼。 塑料的优点 - 对大多数介质具有良好的耐腐蚀性，基本不与酸碱发生反应。 - 原材料与加工成本相对较低，具备成本优势。 - 结构轻、耐用且具备防水特性。 - 易于通过与模具配合实现多种形状与结构。 - 出色的绝缘性能，适合电气领域应用。 - 可通过加工与改性路线，生产燃料油或燃料气，帮助降低原油消耗。 塑料的缺点 - 废弃物回收时的分类困难，经济性也常不理想。 - 易燃，在燃烧或高温环境中会释放有毒气体，如聚苯乙烯燃烧会释放有毒产物，PVC燃烧会产生氯化氢等，材料在高温分解时还有潜在有害成分。 - 原料多来自石油，资源具有有限性。 - 自然环境中降解极慢，往往需要数百年才能腐化。 - 耐热性能有限，易发生老化与性能衰退。 - 不当使用和处置会对生态造成影响，塑料垃圾对野生动物和海洋生态造成负面影响。 设计与应用要点 经过合理设计的塑料部件通常能够替代多种金属零件，从而简化结构、降低制造成本。下列材料在现代产品结构设计中应用广泛，具备良好的加工性与综合性能。 常见塑胶材料及其工艺要点 1. ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 - 典型应用：汽车仪表板、车门件、轮毂罩、镜盒等；家电外壳、电子设备外壳、打字键盘、娱乐器材等。 - 注塑加工要点： - 干燥：吸湿性较强，加工前需在80–90℃下干燥2小时以上，确保水分控制在极低水平。 - 熔融温度：约210–280℃，推荐约245℃。 - 模具温度：25–70℃，模具温度影响表面光洁度。 - 注塑压力与速度：500–1000 bar，中高速度较为合适。 - 化学与物理特性：三元单体比值决定强度、热稳定性与加工性，具有良好加工性、表面光洁度和抗冲击性，为非晶态高分子。 2. PA6 聚酰胺6（尼龙6） - 典型应用：结构件、承载部件、磨损件等；轴承等对耐磨性要求较高的部件。 - 注塑加工要点： - 干燥：高度吸湿，加工前需在80℃以上干燥16小时，或在105℃下真空烘干8小时以上（湿度超过0.2%时）。 - 熔融温度：230–280℃，增强型可达250–280℃。 - 模具温度：80–90℃，对增强材料和薄壁件可考虑略高温度以提高强度；对薄壁件与大件应留意结晶与收缩。 - 注射压力与速度：750–1250 bar，速度通常偏高。 - 流道与浇口：浇口直径不小于0.5 × 壁厚，热流道可缩小浇口直径；潜入式浇口最小直径约0.75 mm。 - 化学与物理特性：与 PA66 相似但熔点较低、结晶度与吸湿性较高。通过改性（如玻璃纤维、橡胶等）可改善强度与耐冲击，收缩率随是否增强而变化，含玻纤时降至约0.3% 左右。 3. PA12 聚酰胺12（尼龙12） - 典型应用：水量表、传动件、滑动机构、轴承等。 - 注塑加工要点： - 干燥：水分控制在0.1%以下；若暴露于空气，85℃热风干燥4–5小时，密封储存则无需过度干燥。 - 熔融温度：240–300℃，普通材料不超过310℃，阻燃材料不超过270℃。 - 模具温度：未增强型30–40℃；薄壁或大件80–90℃；增强型90–100℃，提高温度有助于提高结晶度与强度，但需控制以免影响变形。 - 注射压力与速度：最大1000 bar，建议低保压、高熔融温度，速度通常偏高。 - 流道与浇口：未增强材料流动性较好，增强材料需更大直径的流道；热流道可有效，但需严格温控以防渗漏或提前凝固。浇口尺寸通常为塑件厚度的0.8–1.0 倍。 - 化学与物理特性：粘性与吸湿性高度相关，流动性良好、收缩率约0.5–2%，增强材料可降至0.2–1%；对多种溶剂有一定耐性，但对强氧化性酸及某些氯化剂耐受性较弱。 4. PA66 聚酰胺66（尼龙66） - 典型应用：汽车、仪表壳、工具箱等对强度和抗冲击性要求较高的部件。 - 注塑加工要点： - 干燥：若材料已密封包装则可免干燥；若暴露需在85℃干燥并在湿度高时进行105℃、12小时的真空干燥。 - 熔融温度：260–290℃，含玻纤材料可达到275–280℃；避免超过300℃。 - 模具温度：80℃左右；薄壁件如需较低温度，需控制以维持结晶度并考虑退火以稳定形状。 - 注射压力与速度：750–1250 bar，速度偏高，对增强材料略低。 - 流道与浇口：浇口直径不小于0.5×厚度，热流道可缩小浇口尺寸，潜入式浇口最小直径约0.75 mm。 - 化学与物理特性：具有较高熔点，半晶材料，保持强度与刚度但仍易吸湿，需考虑湿度对尺寸稳定性的影响。通过改性（如玻纤、橡胶等）可改善性能，收缩率随增强程度下降。 5. PBT 聚对苯二甲酸丁二醇酯 - 典型应用：家电外壳、汽车部件、电子元件等领域。 - 注塑加工要点： - 干燥：易水解，干燥条件通常为120℃ 6–8小时，或150℃ 2–4小时，湿度控制在极低水平；也可使用吸湿干燥器。 - 熔融温度：225–275℃，常用275℃附近。 - 模具温度：40–60℃，需良好设计冷却以避免弯曲，热流道要注意防止降解与渗漏，浇口直径约为塑件厚度的0.8–1.0 倍。 - 注射压力与速度：中等，最高可至1500 bar；注射速度要尽可能快以利用材料的快速凝固特性。 - 流道与浇口：圆形流道；也可采用热流道，但要控制渗漏与降解。 - 化学与物理特性：半结晶材料，具有良好化学与热稳定性、电绝缘性，吸湿性较低。非增强型拉伸强度约50 MPa，玻纤增强型可提升到约170 MPa；结晶速度快导致冷却不均引发变形，增强材料有助于降低收缩，收缩在0.3–1.6%之间（随材料与壁厚变化）。 6. PC 聚碳酸酯 - 典型应用：计算机、家用电器、交通器材的外壳与部件，如前后灯等。 - 注塑加工要点： - 干燥：吸湿性明显，需在100–200℃下干燥3–4小时，水分控制在0.02%以下。 - 熔融温度：260–340℃。 - 模具温度：70–120℃。 - 注塑速度：小浇口采用低速，其他浇口采用高速。 - 化学与物理特性：非晶态高韧性材料，具备出色的抗冲击、热稳定性、透明性和良好表面光泽；收缩率低（0.1–0.2%），流动性一般，使注塑成型过程具有挑战性。可通过选择低/高流动PC来平衡性能与加工性。 7. PC/ABS（PC 与 ABS 的共聚混合） - 典型应用：计算机与办公设备外壳、家用电器、园林机械外壳等。 - 注塑加工要点： - 干燥：湿度控制在0.04%以下，通常在90–110℃干燥2–4小时。 - 熔融温度：230–300℃。 - 模具温度：50–100℃。 - 注射压力与速度：按件设计确定，通常追求较高注射速度。 - 化学与物理特性：结合PC的强韧与 ABS 的易加工性，综合性能优良，流动性好，兼具热稳定性与加工性。 8. PC/PBT（PC 与 PBT 的共混） - 典型应用：齿轮箱、保险杠及需高化学耐性与热稳定性的部件。 - 注塑加工要点： - 干燥：建议在高湿环境中干燥，通常采用110–135℃，约4小时。 - 熔融温度：235–300℃。 - 模具温度：37–93℃。 - 化学与物理特性：结合了 PC 的韧性与 PBT 的化学与热稳定性，兼具高冲击和良好几何稳定性。 9. PE-HD 高密度聚乙烯 - 典型应用：冰箱容器、储物盒、厨具、密封盖等。 - 注塑加工要点： - 干燥：通常不需要。 - 熔融温度：220–260℃，分子量较大时可在 200–250℃ 区间工作。 - 模具温度：50–95℃；壁厚不同需调整冷却条件以降低收缩差异。 - 注射压力与速度：700–1050 bar，通常选择高速注塑。 - 流道与浇口：流道直径4–7.5 mm，浇口形式多样，热流道应用广泛。 - 化学与物理特性：高结晶度导致高密度、强力与耐热性，但抗冲击性相对较低。不同密度等级有不同的性能表现，易发生环境应力开裂，液体溶剂对其稳定性有影响。 10. PE-LD 低密度聚乙烯 - 典型应用：日常餐具、碗盒、管道连接件等。 - 注塑加工要点： - 干燥：通常不需要。 - 熔融温度：180–280℃。 - 模具温度：20–40℃；为实现均匀冷却，建议冷却腔道直径不小于8 mm，腔道与模具表面的距离不超过直径的1.5倍。 - 注射压力与保压：最高可达1500 bar，保压至750 bar。 - 注射速度与流道：通常快速注射，流道直径4–7 mm，热流道也常用。 - 化学与物理特性：密度约为0.91–0.94 g/cm3，易渗透气体和水蒸汽，热膨胀系数大，收缩率随密度变化而不同；易出现环境应力开裂，对芳香烃和氯化烃溶剂较敏感。 11. PEI 聚乙烯醚酰亚胺 - 典型应用：汽车、电子及电器部件、包装、航空等高温场景的部件。 - 注塑加工要点： - 干燥：高度敏感，湿度应小于 0.02%，常用150℃干燥4小时。 - 熔融温度：普通型 340–400℃，增强型 340–415℃。 - 模具温度：107–175℃，常用140℃。 - 注射压力与速度：700–1500 bar，尽量提高注射速度。 - 化学与物理特性：极高的热稳定性与韧性，良好阻燃性与电绝缘性，玻璃化转变温度较高，收缩小且各向同性性能优秀。 12. PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 - 典型应用：汽车结构件、泵壳、家电元件、工业部件等。 - 注塑加工要点： - 干燥：吸湿性较强，应在120–165℃下干燥4小时，湿度控制在0.02%以下。 - 熔融温度：非填充材料约265–280℃，玻纤增强材料可至275–290℃。 - 模具温度：80–120℃。 - 注射压力与速度：300–1300 bar，允许高注射速度但需避免脆化。 - 流道与浇口：各种浇口皆可，浇口尺寸通常为塑件厚度的50–100%。 - 化学与物理特性：玻纤增强型PET在高温下易变形，PET 的结晶性使透明制品具备良好外观；适当添加结晶促进剂可提升性能。透明件通常依赖冷却与模具温度设计实现。 13. PETG 乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯 - 典型应用：医用器材、玩具、显示器外罩、食品保鲜盘等。 - 注塑加工要点： - 干燥：湿度需低于0.04%，65℃干燥4小时，注意温度不要超过66℃。 - 熔融温度：220–290℃。 - 模具温度：10–30℃，常用15℃。 - 注射压力与速度：300–1300 bar，速度尽量快以提升生产效率。 - 化学与物理特性：PETG 为透明非晶材料，具有较宽的加工区间、良好透明性、较高的强韧性和耐冲击性。 14. PMMA 聚甲基丙烯酸甲酯 - 典型应用：汽车照明及仪表、医疗储血容器、光学与照明扩散件、透明餐具等。 - 注塑加工要点： - 干燥：易吸湿，通常在90℃干燥2–4小时。 - 熔融温度：270–270℃区间（常见范围为240–270℃）。 - 模具温度：35–70℃。 - 注射速度：中等。 - 化学与物理特性：光学性好、透明度高、抗紫外与耐候性较好，白光透过率高，易产生应力开裂，耐冲击性良好。 15. POM 聚甲醛 - 典型应用：齿轮、轴承、管道件、阀门、泵壳、草坪设备等，因其低摩擦系数与高几何稳定性而广泛使用。 - 注塑加工要点： - 干燥：若材料处于干燥环境则通常无需额外干燥。 - 熔融温度：均聚物190–230℃、共聚物190–210℃。 - 模具温度：80–105℃，必要时提高以减小收缩。 - 注射压力与速度：700–1200 bar，较高注射速度以提升充填。 - 流道与浇口：可使用多种浇口，均聚物偏好热注嘴/内外热流道；共聚物可使用多种流道设计。 - 化学与物理特性：具备坚韧、耐温、耐磨和良好抗蠕变性，晶型结构导致较高收缩；增强材料可显著降低收缩，且易于加工。 16. PP 聚丙烯 - 典型应用：汽车部件（如挡泥板、通风件等）、家电箱体、日用品与园林工具等。 - 注塑加工要点： - 干燥：若储存条件良好通常不需要。 - 熔融温度：220–275℃，不得超过275℃。 - 模具温度：40–80℃，常选约50℃，结晶程度受模具温度影响明显。 - 注射压力与速度：可达到约1800 bar，通常通过高压快速注塑实现内压力最小；若表面出现缺陷，则提高模具温度并降低注塑速度。 - 流道与浇口：冷流道常用直径4–7 mm，浇口类型多样，直径通常在1–1.5 mm之间，边缘浇口深度以壁厚的一半为宜；热流道系统广泛使用。 - 化学与物理特性：PP 属半结晶材料，强度随乙烯共聚程度上升而增强；聚合度与晶度高导致收缩较大，通常1.8–2.5%；若添加约30%玻纤，收缩可降至约0.7%；对酸碱与溶剂具有良好抗性，但对芳族溶剂及氯化烃等耐性较弱。 17. PPE/ PPO 聚丙烯系混合材料 - 典型应用：家用电器外壳、控制器外壳、连接件等。 - 注塑加工要点： - 干燥：加工前建议 2–4 小时、100℃ 干燥。 - 熔融温度：240–320℃。 - 模具温度：60–105℃，典型约 60–105℃。 - 注射压力与流道：600–1500 bar，浇口设计灵活，适合柄形和扇形浇口。 - 化学与物理特性：常与PS、PA 等混合使用，混合比例影响加工性与热稳定性；加入玻纤可降低收缩，电绝缘性与热膨胀系数表现优越。 18. PS 聚苯乙烯 - 典型应用：包装、餐具、透明容器、光源扩散件、电子薄膜等。 - 注塑加工要点： - 干燥：通常不需，但若需要可在80℃、2–3小时进行。 - 熔融温度：180–280℃，阻燃型最高可至250℃。 - 模具温度：40–50℃。 - 注射压力与速度：200–600 bar，提倡快速注射zoty中欧。 - 化学与物理特性：多数为透明非晶材料，几何稳定性与光学性能突出，吸湿性极低；在强氧化性酸（如浓硫酸）作用下易受腐蚀，存在一定的收缩（约0.4–0.7%）。 19. PVC 聚氯乙烯 - 典型应用：给水管、家用管路、墙板、电子设备外壳、食品包装等。 - 注塑加工要点： - 干燥：通常不需要。 - 熔融温度：185–205℃。 - 模具温度：20–50℃。 - 注射压力与保压：高压段位，注射最高可至 1500 bar，保压最高可至 1000 bar。 - 流道与浇口：常用各种类型浇口，薄件宜采用针尖或潜入式浇口，厚件可选扇形浇口；针尖浇口最小直径约 1 mm，扇形浇口厚度不低于 1 mm。 - 化学与物理特性：刚性非晶态材料，易添加稳定剂、润滑剂及改性剂。耐候性与耐化学性良好，但对强氧化性酸（如浓硫酸、浓硝酸）及芳香烃、氯化烃等环境有限制；加工时需控制熔融温度以防材料分解。收缩率较低，通常在 0.2–0.6%。 注释 以上各材料在实际应用中，可通过改性、填充、共混等方式进一步优化性能，以满足特定应用的力学、热学、尺寸稳定性与加工性要求。掌握各材料的干燥、熔融温度、模具温度、浇口设计等关键工艺参数，对于实现稳定的成型质量与生产效率至关重要。