带柄水杯的注塑模具设计与制造
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带手把水杯的塑料模具设计概述引言随着人们对健康生活的追求,塑料水杯在市场上的需求越来越大。
而带手把的设计不仅提供了方便携带的功能,还增加了水杯的使用舒适性。
本文旨在概述带手把水杯的塑料模具设计过程,包括模具设计的步骤、材料选择、结构考虑等。
模具设计的步骤塑料模具设计过程通常包括以下步骤:1. 产品设计分析在开始模具设计之前,需要对所要设计的带手把水杯进行分析。
了解产品的功能、外观要求、尺寸等方面的要求,有助于后续模具设计的确定。
根据产品的特点和生产要求,选择合适的模具类型。
常见的模具类型包括单腔模、多腔模和热流道模具等。
对于带手把水杯的生产,常用的是多腔模,可以提高生产效率。
3. 模具结构设计在进行模具结构设计时,要考虑到产品的形状、尺寸、材料特性等方面的因素。
通过合理的结构设计,可以降低生产成本,提高生产效率。
4. 模具材料选择模具材料的选择直接影响到模具的耐用性和使用寿命。
常用的模具材料有P20钢、H13钢等。
根据生产需求和预算限制,选择适合的模具材料。
根据设计图纸,进行模具的制造和组装。
制造完成后,进行模具的调试工作,确保模具可以正常运行和生产出合格的带手把水杯。
材料选择带手把水杯的塑料模具设计中,对材料的选择至关重要。
常用的塑料材料包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)等。
根据产品的特点和使用环境的要求,选择合适的塑料材料。
1. 聚丙烯(PP)聚丙烯是一种常用的塑料材料,具有优异的耐热性、耐腐蚀性和抗冲击性。
同时,聚丙烯还具有良好的加工性能,适合用于注塑成型。
因此,选择聚丙烯作为带手把水杯的塑料材料是一个不错的选择。
2. 聚乙烯(PE)聚乙烯是一种常见的塑料材料,具有较高的耐久性和耐腐蚀性。
聚乙烯还具有良好的加工性能和低成本,是制作带手把水杯的理想材料之一。
3. 聚碳酸酯(PC)聚碳酸酯是一种优质的塑料材料,具有高强度、耐高温和透明性好的特点。
聚碳酸酯适用于制作要求较高的带手把水杯,但由于价格较高,需要根据具体需求进行选择。
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目录摘要................................................................................................................错误!未定义书签。
Abstract ..............................................................................................................错误!未定义书签。
1绪论................................................................................................................错误!未定义书签。
1.1我国塑料模具发展现状.......................................................................错误!未定义书签。
1.2我国塑料模具发展趋势.......................................................................错误!未定义书签。
2制件结构分析和塑料工艺分析....................................................................错误!未定义书签。
2.1 制件的结构分析..................................................................................错误!未定义书签。
带手把水杯的塑料模具设计引言塑料模具在制造带手把水杯时发挥着重要的作用。
塑料模具设计的质量直接影响到最终产品的质量。
本文将探讨带手把水杯的塑料模具设计,包括设计要点、制作流程以及常见问题与解决方法等。
设计要点1.形状设计:水杯的形状设计需要考虑人机工程学原理,确保手感舒适,易于握持和使用。
2.材料选择:选择适合塑料注射成型的材料,如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE),具有良好的韧性和抗化学腐蚀能力。
3.结构设计:水杯的结构设计应考虑装配简易性和防漏性,确保各组件之间的连接牢固,不易松动或漏水。
4.模具维护:设计模具时应考虑模具的易于维护性,如易拆装、易清洗等,以延长模具的使用寿命和提高生产效率。
制作流程1.确定需求:与客户沟通确认水杯的尺寸、形状、颜色等需求,收集并整理相关设计资料。
2.3D建模:使用CAD软件进行3D建模,根据客户需求设计水杯的外形、手柄等组件,确保细节准确。
3.模具设计:基于3D模型进行模具设计,包括模具的分型、流道配置、冷却系统等,确保模具结构合理。
4.模具制造:将模具设计图纸交给模具制造厂家,进行模具的制造加工,包括车削、铣削、电火花等工艺。
5.调试模具:收到模具后进行模具的调试,包括模具组装、喷嘴调整、热流道系统调试等,确保模具正常运行。
6.试模生产:在注塑机上进行试模生产,验收模具的质量和性能,进行必要的调整和修正。
7.批量生产:经过试模验证无误后,进行大批量生产,确保模具的稳定性和高效性。
常见问题与解决方法1.模具寿命短:可能是由于模具使用过程中的磨损、冲击力过大等原因造成的。
解决方法包括增加模具材料的硬度、改进模具的冷却系统等。
2.模具产生气泡:可能是由于注塑过程中的气体无法顺利排出造成的。
解决方法包括增加模具的排气系统、调整注塑参数等。
3.出现模具开裂:可能是由于模具设计不合理或材料质量差等原因造成的。
解决方法包括重新设计模具结构、更换高质量的模具材料等。
结论带手把水杯的塑料模具设计是一个综合性的工程,需要考虑多个因素,如水杯形状、材料、结构和维护等。
塑料水杯注塑模具设计注塑模具是生产塑料制品的重要工具之一,其设计质量直接影响到产品的成型质量与生产效率。
下面我们将介绍塑料水杯注塑模具的设计流程及注意事项。
一、注塑模具设计流程1.确定产品需求:首先要明确生产的水杯类型、规格和注塑机的型号等要求,确保模具设计符合产品的生产准则。
2.模具结构设计:根据产品的形状和尺寸等要求,选择合适的模具结构形式,包括单腔、多腔、分模等。
同时,还要考虑模具的易拆装性、冷却方式和导向方式等。
3.冷却系统设计:合理的冷却系统设计可以降低冷却时间,提高生产效率。
通过加入冷却水孔,将冷却水循环通过模具来降低塑料的温度,达到快速成型的目的。
4.注塑系统设计:包括模具的射嘴、喷嘴、合模机构和排胚系统的设计等,确保塑料能够顺利进入模腔并充分填充,同时也要避免出现短流、气孔等缺陷。
5.模具材料选择:根据注塑产品的要求和模具寿命的要求,选择合适的模具材料,如优质钢材、合金材料等。
6.模具加工制作:根据设计图纸进行模具的加工制作,包括数控加工、电火花加工等。
7.模具调试与试模:完成模具加工后,进行模具的调试与试模,确保模具的设计符合要求,以及检查模具的加工质量和装配情况。
8.模具使用与维护:模具使用后要进行定期的清洁和保养,确保模具的正常运行和寿命。
二、注塑模具设计的注意事项1.模具结构合理性:注塑模具的结构设计需要考虑到产品的形状、尺寸和功能等方面,尽量使用简单结构,减少模具制作成本和生产时间。
2.冷却系统设计合理性:冷却系统设计合理性直接影响到产品的成型质量和生产效率,需要根据产品的形状和材质选择合适的冷却方式和位置,充分利用冷却系统降低塑料温度。
3.模具材料选择合理性:模具材料的选择需要根据产品的要求和模具寿命的要求来确定,考虑到耐磨性、硬度、热传导性等因素。
4.模具加工精度:注塑模具的加工精度直接影响到产品的尺寸精度和表面质量,需要保证模具的加工精度,避免出现尺寸偏差或者表面缺陷。
任务书湘潭职业技术学院毕业设计开题报告题目:水杯设计院系:湘潭职院医电学院专业:机械设计与制造班级:机制13301班学生姓名:张磊学号:201303040120同组学生:李志明指导教师:彭福人填表日期:2015 年 5 月20 日目录前言 (1)1绪论 (1)2原始资料 (2)2.1塑料制品产量和生产要求 (2)2.2塑料品种牌号 (2)2.3制品图样 (7)2.4塑料制品成型性能 (8)3基本参数 (8)3.1注射机选择 (8)3.2模具型腔数目的计算 (9)3.3 模架选择............................... .......... ........ .9 4成型零件尺寸及结构 (10)4.1聚苯依稀的收缩率(S) (10)4.2型芯尺寸及结构设计 (11)4.3型腔尺寸及结构设计 (12)5模具结构.............................................1 3 5.1制品把手部分的成型结构 (13)5.2哈夫结构及尺寸 (14)5.3模具结构图 (14)5.4模具与成型机械关系的校核 (16)6浇注系统 (19)6.1概述 (19)6.2浇注系统的设计 (19)7推出机构 (20)7.1概述 (20)7.2哈夫推出机构 (20)8.导向支承紧固复位机构...........................2 3 8.1导向机构. (23)8.2支承零件 (23)8.3紧固件及其他附件 (23)9模具的装配 (23)9.1模具的装配顺序 (24)9.2开模过程分析 (24)总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)前言塑料制品已在工业,农业,国防和日常生活中的方面得到广泛应用。
特别是在电子业中则为突出。
电子产品的外客大部分是塑料制品,产品性能的提高要求高素质的塑料模具和塑料性能。
成型工艺和制品的设计。
塑料制品的成型方法很多。
其主要用于是注射,挤出,压制,压铸和气压成型等和气压成型等。
毕业设计(论文)带手柄水杯注塑模设计Injection mold design with handle cup班级橡胶与塑料模具设计与制造专业学生姓名袁伟学号830409034 指导教师黎少辉职称讲师导师单位机械工程系论文提交日期2010/11/17论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明:所提交的作品是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,内容真实可靠,不存在抄袭、造假等学术不端行为。
除文中已经注明引用的内容外,本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为,本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。
毕业生签名:日期:指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明:已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核,确定其内容均由学生在本人指导下取得,对他人论文及成果的引用已经明确注明,不存在抄袭等学术不端行为。
指导教师签名:日期:徐州工业职业技术学院毕业设计任务书课题名称:带手柄水杯注塑模具设计课题性质:设计类系名称:机械工程系专业:橡胶与塑料模具设计与制造班级:橡塑模081指导教师:黎少辉学生姓名:袁伟徐州工业职业技术学院毕业设计任务书一、课题名称:带手柄水杯注射模具设计二、毕业论文(设计)主要内容:1、分析塑件的工艺性(包括原材料分析、尺寸精度分析、表面质量分析和塑件的结构工艺性分析)2、选择注射机的型号;3、设计模具结构(包括型腔数目和结构形式、分型面的选择、浇注系统设计、成型零部件的结构设计和尺寸计算、推出机构设计、冷却系统设计以及标准模架的选择等);4、绘制模具装配图和非标准件的零件图(逐步完善和确定各零件的结构和尺寸、尽量选用标准组合结构和标准件);5、编写设计说明书;三、计划进度:第8周查阅资料,做好准备工作,分析塑件的工艺性,选择注射机型号第9周模具结构设计第10周模具结构有关计算;第11周选择标准模架,确定各个模板的尺寸;第12周绘制装配图,编写设计说明书;第13周论文答辩。
带手柄水杯注塑模具设计摘要模具是如今工业重要的工艺装备,是很多产品生产过程中不可或缺的组成部分。
我国近几年来逐渐成为世界产品制造大国,各种代工工厂层出不穷,而模具在这期间就扮演着非常重要的角色。
再加上如今塑料作为一种不可替代的基础材料已成为各个经济领域不可或缺的重要材料。
模具是工业生产中的非常基础的装备,被广泛用于各行各业,生产出来的产品的价值往往是它本身价值的很多倍,被誉为“工业效益放大器”。
模具也已成为衡量一个地区工业制造水平的标志。
本文基于Pro/E三维机械软件完成带手柄水杯注塑模具的设计。
本文对热塑性塑料模的成型加工进行了一些研究,对于注塑模的设计进行了一些探讨。
关于本次注塑模具的设计,使用先分析塑件,然后设计型腔得到凸凹模,最后设计出整体模具的方法,得到了完整的注塑模具。
完成塑件分析的前也对注塑过程的工艺方式进行了详细的探讨,利用选择的材料PC通过查阅资料得到了较为全面的加工工艺方式。
在探讨该模具的设计的同时,关于一些三维仿真设计也做了一些探讨。
塑料模具的应用是十分广泛的,其中塑料杯是与我们生活息息相干的,本次设计在探究塑料水杯的模具设计的同时,还注重该模具实际应用的可能性。
对于该模具的三维建模本文是利用Pro/E中的工件型腔的设计为基础,完成了比较系统的三维模具造型。
关键词:Pro/E;带手柄水杯;模具分析The design of glass mould with a handleAbstract:Mold is now an important industrial process equipment, a lot of the production process integral part. In recent years, our country becoming the world's manufacturing power, all kinds of OEM factory after another, and die in this period to play a very important role. Today, together with the plastic as a base material can not be replaced all economic sectors has become an indispensable material. Mold is a very basic industrial production equipment, value has been widely used in various industries, the products produced are often many times the value of its own, known as "industrial efficiency amplifiers." Mold has become the measure of a regional industrial manufacturing level mark.Based on the Pro / E software to complete the design of mechanical injection mold cups with handles. In this paper, plastic mold of the thermoplastic molding a number of studies, for injection mold design some research. About this injection mold design, using the first analysis of plastic parts, then get punch and die cavity design, the final design of the overall mold method to obtain a complete injection mold. Plastic parts before completing the analysis of the injection molding process is also the way of the process were discussed in detail, using the selection of materials PC through access to information has been more comprehensive processing methods.Discussing the design of the mold, while on a number of three-dimensional simulation design also done some research. Plastic mold applications is very broad, including plastic cups with our interest income coherent life, this design in plastic cups mold design inquiry also focused on the possibility of practical application of the mold. The mold for 3D modeling paper is to use the Pro / E workpiece cavity design is based on a relatively complete system of three-dimensional shape of the mold.Keywords:Pro / E; cups with handles; mold analysis目次摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (5)1.1 本课题的背景 (5)1.2 本课题的目的 (5)1.3 模具及模具工业的发展与现状 (5)2 塑料成型工艺 (7)2.1 塑件材料的选择 (7)2.2 确定成型方法 (7)2.3 注射成型的工艺过程 (7)2.3.1 成型前的准备工作(预处理) (7)2.3.2 注射成型过程 (7)2.3.3 塑件的后处理 (8)2.4 注射成型工艺条件 (8)2.4.1 温度 (8)2.4.2 压力 (8)2.5 本章小结 (9)3 注射机型号的选用与校核 (10)3.1 最大注射量的校核 (10)3.2 注射压力的校核 (11)3.3 前段的球和孔校核 (11)3.4 锁模力校核 (11)3.5 模具闭合厚度及开模的校核 (11)3.6 开模行程的校核 (12)3.7 本章小结 (12)4 模具的设计 (13)4.1 分型面的确定 (13)4.2 型腔数量的确定 (13)4.3 成型零件设计 (13)4.3.1 凹模结构设计 (13)4.3.2 凸模的设计 (14)4.3.3 成型零件工作尺寸的计算 (14)4.4 模具浇注系统设计 (16)4.4.1 主流道设计 (16)4.4.2 主流道衬套设计 (16)4.4.3 分流道的设计 (16)4.4.4 浇口的设计 (17)4.5 脱模机构的设计 (17)4.5.1 脱模机构的设计原则 (17)4.5.2 脱模力的计算 (17)4.5.3 脱模机构的简单设计 (17)4.6 侧向分型抽芯机构的设计 (18)4.6.1 抽芯距的计算 (18)4.6.2 倾斜角的计算 (18)4.6.3 斜导柱的长度计算 (18)4.7 模具冷却系统的设计 (19)4.7.1 设计原则 (19)4.7.2 常见的冷却回路布置 (19)4.8 模架的选用 (19)4.8.1 中小型模架 (19)4.8.2 基本型模架的特点和用途 (20)4.9 导向机构的设计 (21)4.9.1 导柱的设计要求 (21)4.9.2 导柱和导套的配合使用 (21)4.10 本章小结 (22)5. 带柄水杯注塑模具仿真设计 (23)5.1 带柄塑料水杯三维造型与模具设计 (23)5.1.1 塑件的创建 (23)5.1.2 定义参照模型 (23)5.1.3 设置收缩率 (23)5.1.4 创建工件 (23)5.1.5 分型面的创建 (24)5.1.6 分割体积块 (24)5.1.7 浇注系统的设计 (24)5.1.8 开模演示 (24)5.2 模架的设计 (25)5.3 本章小结 (26)6. 结论 (27)6.1 小结 (27)6.2 展望 (27)致谢 (28)参考文献 (29)1 绪论1.1 本课题的背景因为参加实习工作的需要,指导老师安排了这个经典的注塑模设计,本次设计主要是关于日常用品塑料水杯的设计。
塑料水杯的模具设计与加工随着生活水平的提高,人们的生活质量也在不断提升。
现在,塑料水杯已成为饮品包装行业中必不可少的一种材料,其广泛应用于日常生活、餐饮、娱乐等各个领域。
塑料水杯的制作需要经过模具设计和加工两个步骤。
模具设计和加工是非常关键的环节,它们直接影响着水杯的品质、效率和成本。
在本文中,笔者将对塑料水杯的模具设计和加工进行详细的介绍,以期对读者有所帮助。
一、塑料水杯的模具设计模具设计是制作塑料水杯的第一步。
塑料水杯的模具设计需要考虑的因素非常多,其中最重要的因素就是水杯的结构问题。
模具设计要基于水杯的结构特征,再根据生产需求和制作工艺,综合考虑一系列因素,如模具材质、模具尺寸、模腔安排、卸料、射出方式和冷却方式等等。
为了实现塑料水杯的高效生产,模具设计要尽量减少水杯制作过程中的浪费和成本。
这就需要采用先进的技术和设备,并要充分发挥设计师的创造力和经验。
例如,模具设计师通常会采用模块化的设计方式,即用多个标准部件组合构成一个完整的模具。
这种设计方式不仅能降低模具设计和制造成本,还能大大缩短制作周期,提升模具设计和制作效率。
此外,在模具设计中,还要考虑到模具所使用的塑料材料。
不同的塑料材料对模具的要求也不一样。
例如,对于高温塑料,需要使用能承受高温的模具材料。
在模具材料的选择上,一定要选用具有耐磨、耐腐蚀、高温防御、高精度和镜面处理等特点的优质材料。
只有选用合适的模具材料才能制作出质量高、耐用、稳定的塑料水杯模具。
二、塑料水杯的加工塑料水杯的加工是制作塑料水杯的核心环节。
在加工过程中,塑料原料将通过高压注射到模具腔中,等待松开模具后,就可以取出成型的水杯。
加工过程看似简单,但实际上需要经过严格的控制和操作,以确保水杯的品质和重复制造的准确性。
塑料水杯的加工过程可以分为注塑、冷却和脱模三个阶段。
(1)注塑这是整个制作过程中最重要的环节。
注塑是指将经过预处理后的塑料原料以高压形式导入到模具腔中,等待松开模具后即可取出成型的水杯。
任务书湘潭职业技术学院毕业设计开题报告题目:水杯设计院系:湘潭职院医电学院专业:机械设计与制造班级:机制13301班学生姓名:张磊学号:201303040120同组学生:李志明指导教师:彭福人填表日期:2015 年 5 月20 日目录前言 (1)1绪论 (1)2原始资料 (2)2.1塑料制品产量和生产要求 (2)2.2塑料品种牌号 (2)2.3制品图样 (7)2.4塑料制品成型性能 (8)3基本参数 (8)3.1注射机选择 (8)3.2模具型腔数目的计算 (9)3.3 模架选择............................... .......... ........ .9 4成型零件尺寸及结构 (10)4.1聚苯依稀的收缩率(S) (10)4.2型芯尺寸及结构设计 (11)4.3型腔尺寸及结构设计 (12)5模具结构.............................................1 3 5.1制品把手部分的成型结构 (13)5.2哈夫结构及尺寸 (14)5.3模具结构图 (14)5.4模具与成型机械关系的校核 (16)6浇注系统 (19)6.1概述 (19)6.2浇注系统的设计 (19)7推出机构 (20)7.1概述 (20)7.2哈夫推出机构 (20)8.导向支承紧固复位机构...........................2 3 8.1导向机构. (23)8.2支承零件 (23)8.3紧固件及其他附件 (23)9模具的装配 (23)9.1模具的装配顺序 (24)9.2开模过程分析 (24)总结 (25)参考文献 (26)致谢 (27)前言塑料制品已在工业,农业,国防和日常生活中的方面得到广泛应用。
特别是在电子业中则为突出。
电子产品的外客大部分是塑料制品,产品性能的提高要求高素质的塑料模具和塑料性能。
成型工艺和制品的设计。
塑料制品的成型方法很多。
其主要用于是注射,挤出,压制,压铸和气压成型等和气压成型等。
而注射模,挤出约占成型总数的60%以上。
注射成型分为加料,熔融塑料,注射制件冷却和制件脱模等五个步骤。
当然如利用电气控制。
可实现半自动化或自动化作业。
塑料注射模主要用于热塑料制品的成型,已成功的用于成型热固塑性塑料制品,它是塑料制品生产中十分重要的工艺装置。
注射模的基本组成是:定模机构,动模机构,浇注系统,导向装置,顶出机构,芯机构,冷却和加热装置,排气系统。
因注射模成型的广泛适用,正是我这个设计的根本出发点。
《水杯注射模》是编写者两个月以来所编写的毕业设计说明书。
主要介绍:注射模的整个过程,包括成型零部件、推出机构、流道等一些设计。
在论文书写过程中,通过一个月的时间对原始资料进行搜集,充分考虑模具的各种结构并和指导老师及同学之间进行讨论,最终选择了论文所写的模具结构。
本论文的资料大多是编写者结合三年所学的各方面的理论知识完成的,包括机械制图、公差与配合、工程力学、机械设计、注射模具成型、工程材料等;一部分是通过查手册所得;还有少部分是同学之间的交流和自己三年的实习总结。
关键词:哈夫结构、二次推出机构、三板式、点浇口。
1绪论来源背景:水杯为PC塑料制品,采用注射模进行成型,这种制品结构比较简单,加工难度不大。
目的:通过本课题的设计,能够懂得模具的整个设计过程及综合性的掌握本专业知识,能够掌握Pro/E、CAD、Word等软件的操作方法。
要求:设计本课题的要求的理论联系实际。
在学习好相关的设计理论知识的同时,还必须了解实践操作。
另外,设计的模具首先要能制造出来,还要有一定的使用价值。
实际意义:通过本课题的设计,可以更好的掌握模具的整个设计过程。
在设计过程中,定会遇到许多以前没有遇到的问题,有问题就会促使自己想尽一切办法去解决,从中获得一定的知识。
把整个设计做完之后,就会对知识有个系统的了解。
另外,通过对Pro/E、CAD、Word等软件的操作,可以有更好、更熟练的操作技能。
这些工作对我以后的人生将是一笔大财富。
主要设计内容:本课题的设计主要包括成型零件的设计、浇注系统的设计、导向及定位部分的设计、推出与复位部分的设计、固定支承和紧固件的设计、模具结构的整体设计、工艺过程的编写及对Pro/E、CAD、Word等软件的操作技术。
2原始资料2.1 塑料制品产量和生产要求:根据图纸要求,此制品为大批量生产,在生产要求上不是很高,所以在模具设计时应力求结构简单,但要能达到制品的各种要求。
2.2 塑料品种牌号:此制品要求的材料为聚碳酸脂,牌号为PC。
PC树脂的材料特性和成型工艺聚碳酸酯(PC)树脂是一种性能优良的热塑性工程塑料,具有突出的抗冲击能力,耐蠕变和尺寸稳定性好,耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良,是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品,也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。
目前广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域,随着改性研究的不断深入,正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。
PC树脂的应用与发展:70年代PC多用作连接器、开关等电气、电子零件,到80年代前半期应用扩展至精密机械(照相机、钟表)、电动工具和光学机械上,成为PC的第一发展期。
80年代后半期PC的应用进一步扩大到办公设备、汽车、激光唱片(CD),需求量大增而成为第二个发展期。
进入90年代以后受经济影响速度放缓,但在1992~1994年间仍有10%~15%的增长率。
PC之所以有大的市场容量是由于它具有比较全面平衡的性能——优良的耐冲击性、耐热性、尺寸稳定性、透明及自熄性等,因此在电气、电子、精密机械、汽车、保安、医疗等领域成为可广泛使用的工程塑料。
90年代中期又开发出PC/ABS合金的复合化技术,更扩大了应用领域。
目前PC广泛应用于汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器材、医疗保健等领域,随着改性研究的不断深入,正迅速拓展到航空航天、计算机、光盘等高科技领域。
PC合金改性PC/ABS合金:PC与ABS共混物可以综合PC和ABS的优良性能,提高ABS的耐热性、抗冲击和拉伸强度,降低PC成本和熔体粘度,改善加工性能,减少制品内应力和冲击强度对制品厚度的敏感性。
目前PC/ABS合金发展迅速,全球产量约为80万吨/年左右,世界各大公司纷纷开发推出PC/ABS合金新品种,如阻燃、玻纤增强、电镀、耐紫外线等品种,尤其是在汽车工业中得到广泛应用,另外还广泛应用于计算机、复印机和电子电气部件等。
我国近年来也开始一定研究和生产,如上海杰事杰公司的PC/ABS合金材料已应用于汽车装饰件、灯壳和耐热电器壳体;中科院长春应用化学所开发的高耐热、高耐热高抗冲、高耐热阻燃三个品级的PC/ABS合金材料已被国内数家汽车制造公司使用,用做前装饰板、仪表板及物品箱盖专用料等。
兰州大学研究在PC/ABS共混体系中加入高压聚乙烯进行增容改性,得到混合物流动性好且低温韧性与模量几乎不受影响,适用于制作薄壁板材;国内研究人员为了降低PC/ABS两相之间的界面能,在PC和ABS中加入抗冲击剂MBS,合金的空冲击度可以达到极高值,PC/ABS/MBS外观呈象牙白、质地均匀、手感极佳。
PC/PS合金:该合金为部分兼容、非晶/非晶体系。
在PC中加入PS可以降低PC粘流活化能,从而改善PC的加工流动性,加入少量的PS可使PC熔体粘度大幅度下降,PS在PC中还可以起到刚性有机填料的作用,PC与PS均为透明材料,二者折射率非常接近,因此PC/PS合金透明,具有良好的光学特性。
PC /PS合金组成对合金力学性能、热性能和加工性能影响较大,随着PS含量的增加,PC/PS体系的流动性增加,硬度、拉伸强度和冲击强度提高,而热变形温度下降。
当PS含量在某一值时候,冲击强度和拉伸强度出现极大值。
因此选择合适的PC和PS配比,可以制得高性能的PC/PS合金。
另外增容剂对PC/PS 共混体系的性能有较大影响,通常选用苯乙烯,通过在PC末端引发双键接枝苯乙烯,得到接枝聚合物对PC/PS共混体系有增容作用,可以大大提高PC与PS 兼容性,这种材料适合制作光盘等。
近年来PC/PS合金应用范围不断扩大,新品种不断涌现,如日本推出的PC/PS合金Novally x 7000,同ABS一样,易上漆及进行油墨印刷;日本出光石化推出不合卤素的PC/PS阻燃合金系列,与阻燃ABS相比,具有韧性高、流动性好、刚性高、阻燃性好等特点。
PC/PBT合金:PBT具有优异的力学性能、耐化学腐蚀及易成型等特点,将PBT与PC共混制得合金材料可以提高PC流动性、改善了加工性能和耐化学药品性。
由于PBT 是结晶聚合物,与PC共混时易发生相分离,界面粘结不好,因而其冲击韧性不理想,通常加入一定量弹性体以提高共混物的冲击强度。
如热塑弹性体乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物的锌盐,对PC/PBT共混体系起到增容增韧作用。
另外加入一些结晶成核剂可以提高共混体系结晶度;在PC/PBT共混体系中加入少量低压聚乙烯,可以提高共混物的流动性,对共混体系起增韧作用,并可改善合金的外观;在PC/PBT中加入乙烯/乙酸乙烯酯共聚物可以进一步增强兼容性并提高耐冲击强度;PC与PBT之间发生酯化反应,可以提高其兼容性,日本科研人员用PC 和PBT在酯交换催化剂存在下,制得PC/PBT共混物,综合性能良好,而且具有较好透明性;用与PC折光率相近的玻璃纤维增强PC/PBT,不但体系综合性能优良,且透明性好,可以做玻璃代替材料。
目前国外PC/PBT合金产品主要用于汽车保险杠、包装薄膜材料、汽车底座和座位等。
PC/PET合金:PET具有较好的力学性能和耐化学药品性,PC/PET既有PC的刚性和耐热性,又有PET的耐溶剂性,而且PET的加入还能改善PC的加工流动性。
国内研究人员发现,当PC /PET比例为1/3的时候,两相之间形成了界面层,此时PC/PET兼容性最好。
另外PC与PET发生酯交换反应是提高兼容性最好的办法之一,其中催化剂种类选择对反应影响非常大,通过研究发现镧系催化剂与传统的催化剂(如钛类)相比有较高的催化活性,而且没有副反应,同时发现酯交换反应主要发生于两相界面处。
在PC/PET共混体系中,加入弹性体如聚丙烯酸丁酯,可以提高合金的韧性和抗冲击强度。
目前关于PC合金的研究与开发日新月异,还有多种PC合金不断被开发并推向市场,尤其是聚酯共混改性PC,如PET/PCL(由乙二醇、低分子量聚己内酯和对苯二甲酸共聚而成的多嵌段共聚酯)与PC共混改性;由1,4—环已烷二甲醇、乙二醇和对苯二甲酸制的聚酯与PC共混改性,可以明显提高PC 弯曲弹性模量、拉伸强度等;聚己内酯以玻璃纤维作为增强材料,用酯交换催化剂促进聚己内酯与PC进行共混改性,可以得到加工性能好、高刚性的透明材料;聚(1,4—环己烷二甲酸—1,4—环己烷二甲醇)酯改性PC,可以明显改善PC的透明性和耐黄变性能,可以用作光盘材料;液晶聚酯改性PC,可以用来改善PC的熔融加工性能和力学性能。