塑料的材料性能.docx
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塑料的材料性能
收缩性:
1.收缩形式:
线性尺寸收缩—热胀冷缩、弹性回复,塑件变形后收缩—残余应力作用
热处理收缩:
2.影响因素:
a)塑料品种:
尼龙>PP>低压PE>聚甲醛POM(较大收缩率)
ABS(0.3-0.8)PU(聚氨酯),POM(聚甲醛),PE(聚乙烯),PVC(聚氯乙烯),RPVC(硬聚氯乙烯,0.6-1.5,半硬PVC(15-2.0,ASA,
PA(尼龙),PC(聚碳酸酯0.5-0.8),PS聚苯乙烯0.5-0.8,有机玻璃(0.5-0.9)
b)塑件特征:
形状与复杂,尺寸越小,壁厚越薄,嵌件越多,型孔越多,则收缩率愈小。
c)模具结构、成型工艺参数等
流动性:
1.实质是分子间的相互滑移。
2.塑料的流动性差时,不易充满型腔而缺料;流动性若是太好,容易产生流涎,在分型面、推杆处产生飞边和毛刺。
3.结晶型塑料,加工温度高于其熔点时,流动性较好,而无定型材料流动性差,但是不是绝对的。
流动性较好:
PE,PP,PS,碳酸纤维
流动性中等:
改性PS,ABS,有机玻璃,聚甲醛,氯化聚醚
流动性较差:
聚碳酸酯,硬聚氯乙烯,聚苯醚,氟塑料
其他性能:
结晶性、热敏性、水敏性、吸湿性、挥发含量、应力敏感性、相容性、
硬化特性、比体积/压缩比(表示塑料松散程度)
PP(聚丙烯)
性能:
1.线性结构结晶型,使用温度10-120C
2.化学稳定性较好,耐寒性差(低温冲击强度低),光氧作用下易老
化
3.成型收缩率大,成型性能较好,易产生变形等缺陷
近年来,由于PP的改性及生产工艺的进步,大有代替ABS和PVC的趋势。
注释:
改性PP,流动性好、性能高,在车身塑料中运用最多,达到
50%以上,运用包括仪表板、门内饰、装饰面板等大型内饰件,以及保险杠、水箱面罩、挡泥板、外装部件等。
PE(聚乙烯)性能:
1.线性结构结晶性,使用温度小于80C
2.化学稳定性较好,不耐强氧化剂,耐水性好,质软、力学性能差,表面硬度低
3.成型性能较好,可不预热
4.PE在受热和光照条件下会氧降解,致使塑件脆化;PE上不能嵌入金属手柄,否则会脱落;遇洗涤液会产生应力裂纹
PVC(聚氯乙烯)
性能:
1.线性结构无定型,使用温度-15-55C
2.不耐强酸强碱,能溶于甲苯等,性能主要取决于配方
3.成型性能差,加工温度范围较窄,热成型之前有捏合工序
4.80C以上,硬质PVC制品会软化变形
PA(尼龙)
性能:
1.线性结构结晶型,使用温度小于60C(尼龙6)
2.化学稳定性较好,不耐强酸和氧化剂抗拉强度、硬度、耐磨性、自润滑性突出,吸水性强
3.熔点高、熔融温度范围较窄、成型前需干燥、要防止流涎和溢料、
制品易变行
ABS
性能:
1.线性结构结晶型,使用温度小于70C
2.化学稳定性较好,机械强度好,有一定耐磨性、耐热较差、吸水
性较大
3.成型性能很好、成型前需干燥
注释:
ABS品种多,表面处理效果好,价格低。
但是其耐气候性差,
目前商用车中已使用高耐候的ASE、ASA材料作为ABS的补充。
当
产品需要表面处理时,采用ABS;不需要时,使用ASA、ASE等。
PS(聚苯乙烯)
性能:
1.线性结构非结晶型,使用温度-30-80C
2.化学稳定性较好,对氧化剂、苯等抗力较差
3.透明性较好(仅次于PMMA)、电性能好、力学性能一般、抗拉抗弯强度高、耐磨性差、质脆、抗冲击性能差
4.成型性能很好、要防止淌料、易产生内应力、易开裂、不宜设计
嵌件
5.较大膨胀系数,有蠕变和热变形
PC(聚碳酸酯)
性能:
1.线性结构非结晶型,使用温度小于130C,耐寒性好,脆化温度
-100C
2.有一定化学稳定性、不耐碱、酯等
3.透光率较高、介电性能好、吸水性小、力学性能好、抗冲击蠕变性能突出、耐磨性较差
4.熔融温度高、粘度大,成型前需干燥;粘度对温度敏感、需后处理
POM(聚甲醛)
性能:
1.线性结构结晶型,使用温度小于100C
2.化学稳定性较好、不耐强酸
3.综合力学性能突出,比强度比刚度接近金属
4.成型收缩率大、流动性好、熔融凝固速度快,注射时速度要快,压力不能高,热稳定性差
PPO(聚苯醚)
性能:
1.化学稳定性好,蠕变性好,耐老化,不易燃烧,耐水性好;介电
性能居塑料首位,耐磨耐污染
2.流动性差、成型加工困难、价格偏贵,制品易应力开裂,冲击强
度不稳定
PBT(塑胶材料)
性能:
1.线性结构结晶型
2•强度高、耐疲劳、蠕变小,耐热老化、无应力开裂,遇水易分解,绝缘性能优良
3.结晶速度快,流动性好,模具温度不必太高
(外装零件:
转角格栅、发动机放热孔罩;内饰件:
内镜撑条、刮水器支架、控制阀;电器件:
点火线圈绞管,电器连接器;匚)现状:
PBT应用数目不急PA、POM、聚碳,但是随着低翘曲性PBT的出现,今后必将在汽车零部件上得到更多运用。
PU(聚氨酯)一泡沫塑料
性能:
1.压缩变形能力和回弹性好
2.质量轻、强度高、导热系数低、耐油耐寒、防振隔声
3.假如超细纤维后,PU韧性和透气性、耐磨性能得到进一步加强
(PU泡沫塑料,一般运用于制造汽车坐垫、仪表板、扶手、头枕。
其缓冲材料大部分使用半硬质PU塑料制品)
SMC(片状模塑料)一热玻纤增强材料
性能:
1.高温一次模压成型,机械强度高,材料轻,耐电弧,阻燃、密封性能好,吸水性低,公差稳定翘曲性小
2.综合性能远超过其它材料,可在线喷漆。
注释:
其他热玻纤增强材料,也由于强度高,实际应用广
PMMA(有机玻璃)
性能:
1.无定型聚合物,透明度高,常以板材供应
2.抗冲耐振,具有良好的电绝缘性、染色性和二次加工性能
3.流动性中等,由于PMMA的脆性,它不能承受高的应力,在钻孔时易开裂,表面硬度差,易被硬物擦伤起划痕,易产生环境应力
仪表板:
硬质仪表板:
PP,PPO,增强ABS,超耐热ABS禾口ABS/PC
软质仪表板:
ABS,改性PVC片材经真空吸塑成型之后,放入模具中,再注射PU
发泡。
由于半硬质PU泡沫的开孔性,因此它具有良好的回弹特性,能吸收
50%-70%的冲击能量,安全性高,耐寒耐热,坚固耐用
欧洲仪表板以ABS/PC以及增强PP为主;
美国仪表板以苯乙烯/SMA,这种材料价格低,耐热耐冲击,具有良好综合性能。
日本仪表板曾用过ABS、增强PP材料,目前已玻纤增强的SAN为主,也采用耐热较好的改性PPE(聚苯醚树脂)
方向盘:
半硬质PU泡沫塑料,转向盘包覆物PP、PU、PVC、ABS等树脂。
从轻量化考虑,有用玻纤增强PA代替铁芯的趋势。
座椅:
骨架部分:
金属材料
发泡:
PU
外观包覆:
真皮、人造革、纤维植物
门饰板:
门内板&前内护板多采用复合板材,经真空吸塑成型。
美国:
门饰板多采用APS、PP注塑成型
欧洲:
增强PP,再填充PU,在包PVC表皮。
表皮也有使用织物的趋向。
日本:
开始使用一种热塑性弹性体与PP泡沫板相结合的结构,开发
出了一种冲压成型、连续生产全PP车门内饰板技术。
顶内饰:
成型型、吊装型、黏贴型
今年来大多采用成型型顶饰内衬导结构一体成型。
基材一般用:
再生棉、玻纤、聚苯乙烯(PS泡沫板。
填充材料:
PU、聚烯烃树脂
表皮:
PVC片材,逐年增加织物使用。
吊装型衬层,使用铁丝网吊起来的一种结构
表皮:
PVC片、PVC人造革、织物
为了隔声隔热,要将绝缘材料房贷顶板和衬层之间
黏贴型衬层,将填充材料和表皮热压成型后,直接贴到顶饰上填充材料:
PU、PVC发聚体
表皮:
PVC片材、织物
内饰塑料发展趋势:
开发复合材料,以PP为主,向安全性方向发展,材料通用性,内饰空间的环境保护,低成本。
塑料件的壁厚:
塑件的壁厚对其质量有很大影响,壁厚过小难以满足使用强度和刚度的要求,对于大型复杂件难以充满型腔;壁厚太大,不但浪费材料,而且在塑件内部易产生气泡,外部易产生凹陷等缺陷,同时还会增加冷却时间。
设计原则:
薄壁化、壁厚均匀一致性
塑件壁厚:
1-6mm,最大可达8mm。
通常壁厚值为1.8-3mmo精密型
塑件的壁厚可不受上诉范围限制。
常用热塑性塑件推荐壁厚
塑件材料
最小壁厚
小型塑件
中型塑件
大型塑件
PA
0.45
0.75
1.60
2.40-3.20
PE
0.60
1.25
1.60
2.40-3.20
PS
0.75
1.25
1.60
3.20-5.40
有机玻璃
(372)
0.80
1.50
2.20
4.00-6.50
POM
0.80
1.40
1.60
3.20-5.40
PP
0.85
1.45
1.75
2.40-3.20
PC
0.95
1.80
2.30
3.00-4.50
RPVC
1.15
1.60
1.80
3.20-5.80
常用热固性塑件壁厚
塑件材料
塑件高度
<50
50~100
>100
粉状填料的酚醛塑料
0.7-2.0
2.0-3.0
5.0-6.5
纤维状填料的酚醛塑料
1.5-2.0
2.5-3.5
6.0-8.0
氨基塑料
1.0
1.3-2.0
3.0-4.0
聚酯玻纤填料的塑料
1.0-2.0
243.2
>4.8
聚酯无机物填料的塑料
1.0-2.0
3.2-4.8
>4.8
同一塑件壁厚尽量一致,如果不一致,可采取壁厚改善措施。
在改善塑件壁厚时,要考虑下列几点:
1.应满足塑件在装配、运输以及使用强度要求
2.充分考虑在成型过程中塑料的流动性,保证薄壁和棱边部分也能充满
3.塑件能承受足够的脱模力,不至于塑件脱模时损坏塑件
内饰塑料件设计经验壁厚,一般取:
2.5mm3mm
加强筋的设计:
魅Innrn
筋的两边要有
0.5°的拔模角
2.凸台(BOSS)
2-1.—般设计.
・HOLE加强.
•长且薄的凸台,为加强强度,并陆止应力集中,要逅加匍沫加强
D=2d
H=2.5dt=0.8T
3.IS(RIB)
3-1.功能
防止收缩从加强强度,
3-2.一般设计.
尽可能环要披宽度较宽的筋而放宽度较窄的筋
H=3T
T>3,t
T<3,ta二05。
R>0.25
5-1・一般性设计
4.HOLE
4-1.一般性设计
孔末端与孔末端的距离要左直径距房以上.
HOLE末端与产品末端间的距离要在孔直径2倍以上
HOLE末端至侧面FLANGE的亞坯,要达到孔直径以上.
•A二DIAMETER
•B>A心A
•D>2A
原则上避开0液斜角及Minus倾斜角.
1H>50,S/H=
1/30~1/50
2,H<100,S/H=
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7.SNAPFIT
6T・一瑕性设计
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- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 塑料 材料 性能