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2.5 聚苯乙烯 聚苯乙烯(Polystyrene，简称PS、GPS，俗称通用级PS或硬胶)是一种无定形透明的热塑性塑料，先由苯与乙烯加成得乙苯，再由乙苯制得苯乙烯，最后由苯乙烯加聚反应得聚苯乙烯。化学结构式为： 聚苯乙烯容易燃烧，火焰为橙黄色，浓黑烟炭束，软化、起泡，散发出苯乙烯单体味。 2.5.1 PS性能的主要优点： 1). 光学性能好。其透光率达88%~92%,可用作一般透明或滤光材料器件，如仪表、收录机上的刻度 盘、电盘指示灯、自行车尾灯的透光外罩等。 2).易于成型加工。因其比热低、熔融粘度低、塑化能力强、加热成型快，故模塑周期短。而且，成型温度和分解温度相距较远，可供选择范围广，加之结晶度低、尺寸稳定性好，被认为是一种标准的工艺塑料。 3).着色性能好。PS表面容易上色、印刷和金属化处理，染色范围广，注射成型温度可以调低，能适应多种耐温性差的有机颜料的着色，制出色彩鲜艳明快的制品。 1.其最大的缺点是性脆易裂。因其抗冲击强度低，在外力作用下易于产生银纹屈服而使材料表现为性脆易裂，制件仅能在较低的负载使用；耐磨性也较差，在稍大的磨擦碰刮作用下很易拉毛。 2.耐热温度较低。其制品的最高连续使用温度仅为60~80℃，不宜制作盛载开水和高热食品的容器。 3.此外，PS的热胀系数大，热承载力较差，嵌入螺母、螺钉、导柱、垫块之类金属元件的塑料制品，往往在嵌接处出现裂纹。 4. 成型加工工艺要求较高。虽然PS透明、易于成型，但如果加工工艺不善，将带来不少问题，例如： a). PS制品老化现象较明显，长时间光照或存放后，会出现混浊和发黄。 b). PS对热的敏感性很大，很易在不良的受热受压加工环境中发生降解。 为了改善PS强度较低、不耐热、性脆易裂的缺点，以PS为基质，与不同单体共聚或与共聚体、均聚体共混，可制得多种改性体。例如：高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、苯烯腈-苯乙烯共聚体(SAN)等等。HIPS它除了具有聚苯乙烯易于着色、易于加工的优点外，还具有较强的韧性和冲击强度、较大的弹性。SAN具有较高的耐应力开裂性以及耐油性、耐热性和耐化学腐蚀性。 1.PS的热胀系数与金属相差较大，在PS制品中不宜有金属嵌件，否则当环境温度变化时，制品极易出现应力开裂现象。 2.因PS性脆易裂，故制品的壁厚应尽可能均匀，不允许有缺口、尖角存在，厚薄相连处要用较大的圆弧过渡，以避免应力集中。 3.为防止制品因脱模不良而开裂或增加内应力，除了选择合理的脱模斜度外，还要有较大的有效顶出面积、有良好的顶出同步性。 4.PS对浇口形式无特殊要求，仅要求在浇口和制品连接处用较大的圆弧过度，以免在去浇口时损伤制品。 ABS( Acrylonitrile - Butadiene - Styrene)俗称超不碎胶，是一种高强度改性PS，由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种组元以一定的比例共聚而成，化学结构式为： 三元结构的ABS兼具各组分的多种固有特性：丙烯腈能使制品有较高的强度和表面硬度，提高耐化学腐蚀性和耐热性；丁二烯使聚合物有一定的柔顺性，使制件在低温下具有一定的韧性和弹性、较高的冲击强度而不易脆折；苯乙烯使分子链保持刚性，使材质坚硬、带光泽，保留了良好的电性能和热流动性，易于加工成型和染色。 ABS本色为浅象牙色，不透明，无毒无味，属于无定形塑料。粘度适中，它的熔体流动性和温度、压力都有关系，其中压力的影响要大一些。 ABS树脂是一种缓慢燃烧的材料，燃烧时火焰呈黄色，冒黑烟，气味特殊，在继续燃烧时不会熔融滴落。 1.综合性能比较好：机械强度高；抗冲击能力强，低温时也不会迅速下降；缺口敏感性较好；抗蠕变性好，温度升高时也不会迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓伤；耐磨性好，摩擦系数低； 6.较小的收缩率，较宽的成型工艺范围。 2.6.2 主要缺点： 1. 不耐有机溶剂，会被溶胀，也会被极性溶剂所溶解; 2.6.3 ABS的改性 ABS能与其他许多热塑性或热塑性塑料共混，改进这些塑料的加工和使用性能。 1. 排气 为防止在充模过程中出现排气不良、灼伤、熔接缝等缺陷，要求开设深度不大于0.04mm的排气槽。 聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC，俗称防弹玻璃胶)常指双酚A型聚碳酸酯，它性能优越，不仅透明度高，冲击韧性极好，而且耐蠕变，使用温度范围宽，电绝缘性、耐候性优良，无毒。是一种有优异工程性能的较理想的塑料，外观透明微黄，刚硬而带韧性。其分子式为： 聚碳酸酯的结晶倾向较小，没有准确的熔点，一般认为属于无定形塑料。流动性较差，冷却速度较快，制品易产生应力集中。它的流变性很接近牛顿型流体，它的粘度主要受温度影响。 聚碳酸酯可缓慢燃烧，火焰呈黄色，黑烟炭束，熔融起泡，散发出特殊花果臭，离火后慢慢熄灭。 2.7.1 PC优良的综合性能 主要表现在以下几个方面： 1.机械强度高。其冲击强度是热塑性塑料中最高的一种，比铝、锌还高，号称“塑料金属”；弹性模量高，受温度影响极小；抗蠕变性能突出，即使在较高温度、较长时间下蠕变量也十分小，优于POM；其他如韧性、抗弯强度、拉伸强度等亦优于PA及其他一般塑料。PC的低温机械强度是十分可贵的。所以在较宽的温度范围内，低温抗冲击能力较强，耐寒性好，脆化温度低达-100℃； 2. 热性耐气候性优良。PC的耐热性比一般塑料都高，热变形温度为135~143℃， 3.成型精度高，尺寸稳定好。成型收缩率基本固定在0.5%~0.7%，流动方向与垂直方向的收缩基本一致。在很宽的使用温度范围内尺寸可靠性高。 2.7.2 PC的主要缺点： 1.是自身流动性差，即使在较高的成型温度下，流动亦相对缓慢； 2.是在成型温度下对水分极其敏感，微量的水分即会引起水解，使制件变色、起泡、破裂； 3. 抗疲劳性、耐磨性较差、缺口效应敏感。 PC优良的综合性能使其在机械、仪器仪表、汽车、电器、纺织、化工、食品等领域都占据著重要地位。制成品有：食品包装、餐饮器具、安全帽、泵叶、外科手术器械、医疗器械、高级绝缘材料、齿轮、车灯灯罩、高温透镜、窥视孔镜、电器连接件和镭射唱片、镭射影碟等。 2.7.3 模具设计 PC制品与模具设计除了遵循一般塑料制品与模具的设计原则外,还需注意以下几点： 1. 由于PC的流动性较差，所以，流道系统和浇口的尺寸都应较大，优先采用侧浇口、扇形浇口、护耳式浇口； 2. 由于熔体粘度较大，要求型腔的材料比较耐磨； 3. 熔体的凝固速度较快，流动的不平衡对充填过程影响明显。为了防止滞流，型腔应该获得较好的充填秩序； 4. PC对缺口较为敏感，要求制品壁厚均匀一致，尽可能避免锐角、缺口的存在，转角处要用圆弧过渡，圆弧半径不小于1.5mm。 5. 为防止在成型过程中出现排气不良现象，需开设深度小于0.04mm的排气孔槽. 聚甲醛(Polyoxymethylene，简称POM，俗名赛钢)是一种没有侧链、高密度、高结晶度的线型聚合物，聚有优异的综合性能。这种材料最突出的特性是具有高弹性模量，表现出很高的硬度和刚性。 POM是一种结晶形塑料，熔融状态下具有良好的流动性，其表观粘度主要受剪切速率影响，是一种剪敏性材料，按分子链化学结构不同，聚甲醛可分为均聚和共聚两种。均聚物的密度、结晶度、机械强度等较高，共聚物的热稳定性、成型加工性、耐酸碱性较好。 聚甲醛容易燃烧，火焰上端黄色、下端蓝色，并熔融滴落，散发出强烈的刺激性甲醛味，鱼腥臭，离火后能继续燃烧。 a.POM具有良好的耐疲劳性和抗冲击强度，适合制造受周期性循环载荷的齿轮类制品； b.耐蠕变性好。与其他塑料相比，POM在较宽的温度范围内蠕变量较小，可用来作密封零件； c.耐磨性能好。POM具有自润滑性和低摩擦系数，该性能使它可用来作轴承、转轴； d.耐热性较好。在较高温下长期使用力学性能变化不大，均聚POM的工作温度在100℃,共聚POM可在114℃。 e.吸水率低，成型加工时，对水分的存在不敏感。 a. 凝固速度快，制品容易产生皱纹、熔接痕等表面缺陷； b. 收缩率大，较难控制制品的尺寸精度； c.加工温度范围较窄，热稳定性差，即使在正常的加工温度范围内受热稍长，也会发生聚合物分解； a.在熔融态时，凝固速度快，结晶度高，体积收缩大，为满足正常的充填和保压，要求浇口尺寸大一些，且流动平衡性好一些； b.刚性好而韧性不足，弧形浇口不适合于POM，以防浇口断裂而无法正常脱模； c.为防止POM分解而腐蚀型腔，型腔材料应该选用耐腐蚀的材料 d.POM熔体流动性较好，为防止排气不良、熔接痕、灼伤变色等缺陷，要求模具开设良好的排气槽，深度不超过0.02mm，宽度在3mm左右。 科技发达时代，机械发展速度太快的感觉有没？ |
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