塑料的基本性能介紹-熱性質(zhì)
熱性質(zhì)是指塑料在溫度變化的影響下,各種形性改變的程度。通常熱性質(zhì)與塑料加工的關(guān)系*為密切?,F(xiàn)將重要的項(xiàng)目分述如下:
1、玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)(GlassTransition Point,Tg,玻璃化溫度)
當(dāng)塑料的溫度達(dá)到玻璃轉(zhuǎn)移點(diǎn)時,其分子鍵的分枝開始局部脈動,塑料便由玻璃狀變成橡膠狀。也就是說,當(dāng)聚合物的溫度在Tg時,會由較高溫下呈現(xiàn)的橡膠態(tài),轉(zhuǎn)至低溫下所呈現(xiàn)的具堅(jiān)硬易脆性質(zhì)的玻璃狀。結(jié)晶性塑料有明顯的Tg及潛熱值,聚合物是呈現(xiàn)橡膠態(tài)還是玻璃狀全視Tg與當(dāng)時使用時的溫度而定,故Tg為聚合物在使用上的重要指針。以下列舉數(shù)種塑料的Tg值:
塑料名稱Tg(℃)
塑料名稱 Tg(℃)
PVC(rigid) 80~212
聚碳酸酯 (Polycarbonate,PC) 39~150
HDPE 120
PET 79
LDPE 120
PBT 20
Polypropylene,PP -10~-18
PI 410
聚苯乙烯 (Polystyrene,PS) 63~112
PPS 85
PMMA 100~120
PSF 190
ABS 88~105
PESF 230
PA 57
PEEK 143
聚縮醛 (Polyacetal,POM) 50~-85
PEI 217~220
PAI 280
Nylon 650
聚乙烯 (Polyethylene,PE) 120~125
Polyvinylchloride60~76Polysulfone 146~273
聚丙烯 (Polypropylene,PP) -10~-18
ASA 104
HIPS 100
PES 230
SAN 100
PU 120
2、塑料的熔點(diǎn)(MeltingPoint,Tm)
塑料的熔點(diǎn)是指塑料由固體狀態(tài)變成熔融狀態(tài)時的溫度,此時結(jié)晶性塑料的比容顯著增加,此溫度又稱可加工溫度。下表為一些塑料的Tm值:
塑 料 名 稱 Tm(℃)
HDPE 130~135
PET 250~265
LDPE 107~120
PBT 225~230
Polypropylene,PP 165~176
POB 450
PA 220
PEEK 334
聚縮醛 (Polyacetal, POM) 175~181
PPS 285~290
PTFE 327
Nylon6 215~225
Nylon46 295
Nylon11 184~187
聚碳酸酯 (Polycarbonate, PC) 220
Nylon12 177~178
PMMA 160
Nylon66 225~265
PVC(rigid) 212
Nylon610 213
ACETAL 160
聚乙烯(Polyethylene,PE) 115~176
Nylon612 210~220
聚丙烯(Polypropylene,PP) 176
3、熱變形溫度(Heatdistortion temperature,HDT)
熱變形溫度顯示塑膠材料在高溫受壓下能否保持不變的外形,一般用來表示塑料的短期耐熱性。若考慮**系數(shù),短期使用的*高溫度應(yīng)保持低于熱變形溫度10℃左右,以確保不致于因溫度而使材料變形。*常用的熱變形測定法為ASTM D648試驗(yàn)法,即將試片在一定壓力及一定加溫速度下,彎曲到一定程度時的溫度。例如,在一標(biāo)準(zhǔn)試片(127×13×3mm)的中心,置放在455kPa或1820kPa負(fù)載下,并以2℃/min條件升溫直到變形量為0.25mm時的溫度。對非結(jié)晶塑料,HDT比Tg小10~20℃;對結(jié)晶塑料,HDT則接近于Tm。通常加入纖維補(bǔ)強(qiáng)后,塑料的HDT會上升,因?yàn)槔w維補(bǔ)強(qiáng)可以大幅提升塑料的機(jī)械強(qiáng)度,以致在升溫的耐撓曲測試時,會呈現(xiàn)HDT急劇升高的現(xiàn)象。下表列舉幾項(xiàng)常用塑料的熱變形溫度比較:
塑料名稱 HDT1820Kpa(℃)
聚乙烯 (Polyethylene,PE) 29~126
硬質(zhì)PVC 54~79
聚丙烯 (Polypropylene,PP) 40~152
聚苯乙烯 (Polystyrene,PS) 63~112
PBT 60~65
ABS 66~107
PET 80~100
亞克力PMMA (AcrylicResin) 68~99
尼龍6PA-6 63~80
PPO 100~128
HomopolymerPOM 125~136
聚碳酸酯 (Polycarbonate, PC) 39~148
CopolymerPOM 110
H-PVC 54~74
PI 315~360
PSF 175
HDPE 43~49
PAR 175
MDPE 32~41
PES 205
尼龍6,6PA-6,6 62~261
GPPS 96
HIPS 96
LDPE 32
PS+20~30%GF 103
尼龍6-10PA-6-10 57
AS 88~104
尼龍6-12PA-6-12 60
Poly(vinylchloride) 60~76
尼龍11PA-11 55
Polysulfone 146~273
4、熱膨脹系數(shù)(HeatExpansion coefficient)
熱膨脹系數(shù)是指塑料加熱時尺寸膨脹的比率,可依ASTM D696的試驗(yàn)法測定。由于一般塑料的熱膨脹系數(shù)比金屬大2~10倍,因此在設(shè)計模具、塑料與金屬并用的器具、塑料的鉗核物時,必須詳加考慮,以防止因內(nèi)部應(yīng)力而造成產(chǎn)品的龜裂變形。
5、收縮率(Shrinkage)
收縮率是指塑膠制品經(jīng)冷卻、固化并脫模成形后,其尺寸與原模具尺寸之差的百分比,可依ASTM D955方法測得。在塑料模具設(shè)計時,收縮率是首先必須考慮的,以免造成成形品尺寸的誤差。
因結(jié)構(gòu)不同的關(guān)系,結(jié)晶性塑料與非結(jié)晶性塑料的收縮率存在明顯的差異。一般地,結(jié)晶性塑料的收縮率比非結(jié)晶性塑料的收縮率大上好幾倍(如下表所示)。同時有添加玻璃纖維或其它強(qiáng)化劑的塑膠材料,其收縮率可降低好幾倍。影響成型收縮的因素有熱收縮、結(jié)晶度(熱塑性)或硬化度(熱固性)、彈性回復(fù)、分子配向、與成型條件等因素。
(1)熱塑性塑料
塑料名稱 成形收縮率(%) 塑料名稱 成形收縮率(%) 塑料名稱 成形收縮率(%)
ABS 0.3~0.8 PA 0.6~2.5 POM 0.8~3.5
AS 0.2~0.7 PA-6 0.5~2.2 PP 1.0~2.5
CA 0.3~0.8 PA-66 0.5~2.5 PPO 0.5~0.7
CAB 0.4~0.5 PA-610 1.2 PPS 0.6~1.4
CAP 1 PA-612 1.1 PS 0.2~1.0
CP 0.4~0.5 PA-11 1.2 PVA 0.5~1.5
EC 0.4~0.5 PA-12 0.3~1.5 PVAC 0.5~1.5
EPS 0.4 PAR 0.8~1.0 PVB 0.5~1.5
FEP 3.0~4.0 PBT 1.3~2.4 硬質(zhì)PVC 0.1~0.5
FRP 0.1~0.4 PC 0.4~0.7 軟質(zhì)PVC 1.0~5.0
EVA 0.5~1.5 PCTFE 0.2~2.5 PVCA 1.0~5.0
HDPE 1.2~2.2 PE 0.5~2.5 PVDC 0.5~2.5
HIPS 0.2~1.0 PET 2.0~2.5 PVFM 0.5~1.5
LCP 0.1~1.0 PES 0.5~1.0 SAN 0.2~0.6
LDPE 1.5~3.0 PMMA 0.2~0.8 SB 0.2~1.0
(2)熱固性塑料
塑料名稱 成形收縮率(%) 塑料名稱 成形收縮率(%)
EP 0.1~0.5 SP 0.0~0.5
MF 0.5~1.5 UF 0.6~1.4
PDAP 0.1~0.5 UP 0.1~1.2
PF 0.4~0.9 DAP 0.1~0.5
PU 0.6~0.8 BMC 0.0~0.2