增強塑料和塑料合金簡介

06-10

增強塑料和塑料合金簡介

（一）增強塑料

1、增強工程塑料概念

增強塑料指在聚合物中加入增強材料以改進聚合物力學性質的新型材料。一般通過將熱塑性樹脂與增強材料進行複合得到增強塑料或FRTP。增強塑料FRTP提高了材料的穩定性、強度、韌性、耐熱性和耐環境性能、回收利用性及這些性能的可預測性。因此這些增強塑料殼歸類為「工程塑料」。

在各種增強塑料中聚丙烯、聚醯胺（尼龍）、聚碳酸酯等是最常用的，而填充劑一般以玻璃纖維、碳纖維等為主流。其它常用基體樹脂還有PE、POM、聚碸、聚苯醚等。

增強塑料中加入的增強材料主要有玻璃纖維（GF）、碳纖維（CF）、有機聚合物纖維、無機纖維（如硼纖維BF/晶須/硅酸鈣等）、天然纖維、金屬纖維、陶瓷纖維、非纖維填料 [如玻璃微珠/礦物質（粘土高嶺土/滑石粉/雲母粉/二氧化硅/常石/硫酸鋇/硫酸鈣/碳酸鈣等）/彈性體]及添加劑（如阻燃劑/潤滑劑/偶聯劑/發泡劑）等。

2、增強塑料的性能特點：

1）比強度高

增強塑料的比強度優於一般的金屬材料，因此，增強塑料是一類輕質高強的新型工程材料。

2）良好的熱性能

一般沒有增強的熱塑性塑料，其熱變形溫度是較低的，只能在50～100℃之間使用，塑料合金可在100℃以上甚至150～200℃之間長期工作；

由於纖維類材料的加入，增強塑料的線膨脹係數比本體樹脂低得多，因而製品成型收縮率小；但是成型收縮率有方向性，這在產品設計、模具設計及製造時應予以考慮。

3）良好的電性能

採用玻璃纖維作增強材料製得的塑料合金有著良好的電絕緣性，在高頻作用下仍能保持良好的介電性能，不受電磁作用，不反射電磁波，微波透過性良好。

4）良好的耐化學腐蝕性能

除氫氟酸外，玻璃纖維的耐化學腐蝕性能是優良的，增強塑料的耐化學腐蝕性能取決於本體樹脂和增強材料。

5）良好的耐老化性

雖然在光和熱的作用下有些塑料合金會發生老化，性能下降，但下降的幅度比基體樹脂小。

6）優良的可加工性能

增強塑料與一般熱塑性塑料一樣，可採用注射成型、擠出成型加工方法，不需特殊的成型設備。

7）成型收縮率低

增強塑料的收縮率大大減少，均小於1%。

增強塑料的熔體流動性與纖維含量有關，它隨著纖維含量的增加而流動性能降低。但即使如此，以目前注塑廠所具有的成型設備和工藝條件而言，加工FRTP應是不成問題的。

8）增強塑料材料的明顯缺點

材料的密度增加，製品表面平滑性降低；材料的力學性能、成型收縮率及熱膨脹係數容易出現各向異性；製品透明性降低，材料的焊接強度降低，製品夾水紋明顯，高硬度的玻璃纖維對設備磨損作用大。儘管如此，FRTP製品在各個工程領域裡還是得到了越來越廣泛的應用。

3、增強注塑成型加工技術特點：

由於塑料合金中含有大量的纖維增強材料，所以熔體黏度高，流動性較差；在實際生產過程中，為了克服注塑過程中填充模具不足的問題，一般都是採用加大澆口及流道直徑、增加註射壓力、提高料筒溫度及模具溫度等手段。

（二）塑料合金

1、塑料合金的定義

把兩種以上的聚合物混合在一起各取其所長，互相彌補其所短，使體系像兩種以上的金屬經熔融混合得到的金屬合金那樣，具有較穩定的微分散結構，

這種聚合物共混得到的塑料稱塑料合金。

目前市塑料合金的主要種類有PA66/PA6塑料合金、PA/PBT塑料合金、PA/PC塑料合金、PA/彈性體塑料合金、PBT/彈性體塑料合金、PBT/聚酚醛塑料合金、PC/ABS塑料合金、PC/PBT塑料合金、PC/PMMA塑料合金等。

2、塑料合金的性能特點：

3、常用塑料合金ABS/PC注塑成型應用說明

1）ABS/PC的性能：

ABS/PC為ABS和PC的混合物，一般ABS料的含量在10～20%左右，屬無定型聚合物，它兼有ABS和PC兩種料的特長，具有抗衝擊性、高光澤、抗光性、耐熱性、可電鍍、高剛性和彎曲強度等優良性能，流動性較好，耐化學腐蝕性差，密度為1.13～1.15g/cm3，熱變形溫度可達80～137℃,且較易於成型加工，收縮率小（0.5～0.7%），製件尺寸穩定性好，易產生內應力開裂。

2）ABS/PC的應用：

廣泛應用於電器、電子（如：照相機、手機、筆記本電腦等）、辦公設備、照明器具、照相設備、精密機械零部件、汽車配件、家用製品等領域。

3）ABS/PC的注塑成型工藝特點：

ABS/PC混合物加工前需在85℃的溫度下乾燥2～3小時（要充分乾燥），ABS/PC料的流動性比PC料好，成型加工溫度在250～280℃較好，模具溫度控制在70～90℃，為減少其內應力，保壓壓力及保壓時間應儘可能小；料筒溫度超過280℃或熔料在料筒內停留時間超過20分鐘時，熔料易受熱分解，

導致變色或材料強度降低，ABS/PC需用「中等壓力、中速、中溫」的條件成型；因其收縮率低，製件尺寸精度高，注塑時產品表面易出現氣花（銀紋），水口位易產生流水紋，內部殘留應力較大容易開裂，應控制好工藝條件，合理設定多段注射成型的速度、注射壓力及保壓壓力等，可採用「退火」的方法來消除其內應力。

備註：ABS/PC的成型溫度控制是難點之一。如果溫度太高，則ABS組分中橡膠分子鏈中雙鍵則固化交聯，使製品的韌性變差；如果溫度太低，則PC組分未塑化好，製品的缺陷較多。要解決此問題，首先要搞清楚該合金中各組分的比例，然後才可能確定所需的溫度控制範圍。

4）ABS/PC合金塑料的注塑成型工藝條件：

5）ABS/PC的模具製造要點

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