第3章塑料模具设计
3.１塑料概述
3.１.1 塑料的组成及特性
１.塑料的基本组成
塑料是以合成树脂为主要成分,加入适量的添加剂（助剂）组成的。
(1)合成树脂合成树脂属于高分子聚合物,是塑料组成中基本的、必不可少的成分。它决定了塑料的类型和基本性能,如物理性能、化学性能、力学性能和电性能等。
（２)添加剂(助剂)添加剂包括填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂和着色剂等。
1)填充剂(填料)
填充剂在塑料中主要起两个作用：一是减少树脂含量，降低塑料成本；二是能够改善塑料的性能，扩大了塑料的应用范围。如聚乙烯(ＰE）、聚氯乙烯（PVC)树脂中加入钙质填料后，可得到价格低廉的具有刚性和耐热性的钙塑料；把玻璃纤维加入到塑料中,可大幅度提高塑料的力学性能；有的填充剂还可以使塑料具有树脂所没有的性能，如导电性、导磁性、导热性等。
填充剂有多种，按其化学结构可分为有机填料和无机填料；按其外观形状可分为粉状填料、纤维状填料、片状填料等;按来源可分为矿物性填料、植物性填料、合成填料等;按功能可分为增量型填料、增强型填料、阻燃型填料、导电型填料、耐热型填料等。常用的填充剂有木粉、碳酸钙、滑石粉、玻璃纤维、纸浆等。塑料中填充剂含量一般为２0%~50%。
2)增塑剂
增塑剂是现代塑料工业最大的助剂品种,使用增塑剂能够增加树脂的塑性、柔韧性和延伸性，改善成型性能。降低刚性和脆性。增塑剂的加入会降低塑料的稳定性、介电性和机械强度，因此在塑料中应尽可能地减少增塑剂的含量。
选用增塑剂的要求是增塑剂与树脂的相容性好,不易挥发、化学稳定性好,光、热稳定性好，还要求无毒、无臭、无色、不易燃烧、价廉等。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯(ＤBP)、邻苯二甲酸二辛酯（ＤＯP)、柠檬酸三丁酯、磷酸三甲苯酯、癸二酸二辛酯等。
3)稳定剂
在塑料中加入稳定剂，能够有效地抑制或降低树脂在加工或使用过程中产生有害的化
学变化，提高塑料的耐热、耐光性能,延缓塑料材料的降解、老化过程，延长塑料制品的使用寿命。
选用稳定剂首先要求与树脂的相容性好,其次要求在成型过程中最好不分解,挥发性小，无色、耐油、耐化学药品等。常用的稳定剂有热稳定剂、光稳定剂、抗氧剂等。稳定剂用量一般为塑料的０．3％~０．５%。润滑剂的含量一般小于1%。
4)润滑剂
润滑剂的主要作用是防止塑料在成型过程中发生粘附，有利于脱模，改善塑料的流动性，减少磨擦,并提高塑料表面光泽程度。润滑剂分为外润滑剂和内润滑剂两种。常用的润滑剂有硬酯酸、硬酯酸皂类、酰胺类、石蜡等。
5）着色剂
着色剂又称色母料，它能使塑料制件具有各种色彩,起装饰和美观的作用，同时还能提高塑料的光稳定性、热稳定性和耐候性。
一般对着色剂的要求是:性能稳定、着色力强、色泽鲜艳、分散性好，且具有耐热、耐光等性能。着色剂包括颜料和染料。颜料分为无机颜料和有机颜料。着色剂用量一般为塑料的0．０1~0.０2%。
2.塑料的特性
（1)密度小，质量轻塑料密度一般在0.83~2.2ｋｇ/dｍ3之间，只有钢的1/8~１/4,铝的1／2。
（2)比强度和比刚度高塑料的强度和刚度比金属差,但塑料密度小,比强度(σb/ρ）相当高,尤其以各种高强度的纤维状、片状的金属或非金属为填料制成的增强塑料，其强度比一般钢材的比强度还高。塑料的比刚度（又称比弹性模量，E/ρ表示)也较高。
（3)化学稳定性好塑料对酸、碱、盐、气体和蒸汽具有良好的抗腐蚀作用。
（4）电绝缘性能好塑料具有优良的电绝缘性能和耐电弧性。
（５）绝热、隔声性能好塑料具有良好的绝热保温和隔声性能。
(６)耐磨性、自润滑性好塑料的摩擦系数小、磨损率低、耐磨性高、自润滑性好。
（7)成型性能好塑料在一定条件下具有良好的塑性,可用高生产率的成型方法制造各种塑料制品。
（8)粘结性能好塑料一般都具有一定的粘结性能，可以与其它非金属或金属材料牢固粘结而制成复合材料和结构零件。
(9)多种防护性能除上述的耐腐蚀性和绝缘性能外，塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射、防震等多种防护性能。有些塑料还具有特殊防护性能,如耐高温、耐超低温等。
3.1．２塑料的分类
塑料的品种很多,分类的方法也很多。
1．按塑料中树脂的分子结构及其特性分类
（1)热塑性塑料
热塑性塑料中树脂的分子是线型或支链型结构。受热后能软化或熔融,可进行成型加