可降解塑料的缺点范例6篇

可降解塑料的缺点

可降解塑料的缺点范文1

关键词:可降解高分子材料;光降解;生物降解;光-生物降解

随着经济的发展和人们生活节奏的加快,塑料饭盒、塑料袋等一次性产品开始频繁出现在人们的日常生活中,它们在给人们的生活带来便利的同时,也因其非自然降解性造成了极大的环境问题,即“白色污染”。“白色污染”既是一种视觉污染,也会影响土壤、空气、水体等的质量,因此努力合成并推广使用可降解高分子材料成为当务之急。按照降解机理,可降解高分子材料可分为光降解高分子材料、生物降解高分子材料和光-生物双降解高分析材料三大类。

1.光降解高分子材料

光降解高分子材料的特征是含有光敏基团,可吸收紫外线发生光化学反应,在太阳光的照射下,发生分子链的断裂和分解,由大分子变成小分子。

向塑料基体中加入光敏剂是目前使用比较多的制备光降解塑料的方法。光降解引发剂可以是过渡金属的各种化合物,如:卤化物、脂肪酸盐、酯、多核芳香族化合物等。很多学者都发现TiO2对聚丙烯的光降解有明显的催化作用,刘青山等人[1]分析了加有锐钛矿型纳米二氧化钛的聚丙烯纤维在人工加速紫外光降解和自然光降解过程中拉伸断裂伸长率和表面形态的变化情况,得出锐钛矿型纳米TiO2可作为聚丙烯的一种高效光敏剂的结论。除了TiO2,还有很多其它光敏剂,如硬脂酸铈、硬脂酸铁、N,N-二丁基二硫代氨基甲酸铁、硬脂酸锰等均对聚乙烯薄膜有显著的光敏化作用效果。

在高分子中添加光敏剂制得改性高分子虽然能降解,但只是部分降解,而化学合成的羰基聚合物、Et/CO等,则能完全降解。一氧化碳和烯烃的交替共聚产物——聚酮,因为分子链中含有大量以酮形式存在的羰基,容易在紫外光的照射下发生光降解,羰基键附近的碳链断裂生成酮类、烯类及一氧化碳等低分子物质并返回到物质循环圈中,不存在环境污染,是一种新型的环境友好材料[2]。且有实验证明,分子量大、结晶度低的聚酮光降解性能更好。

2.生物降解高分子

生物降解材料包含完全生物降解高分子和生物破坏性高分子,前者是指在微生物作用下,在一定时间内能完全分解成二氧化碳和水的化合物;而后者在微生物作用下,仅能被分解成散落碎片。

2.1 淀粉降解塑料

淀粉是天然高分子化合物,具有可再生、价格便宜、生物降解性等优点,成为近年来研究的热点。淀粉降解塑料泛指组成中含有淀粉或其衍生物的塑料,发展至今已经过了四个时期:填充型淀粉塑料,光/生物双降解型塑料,共混型塑料和全淀粉热塑性塑料。

填充型淀粉塑料一般是烯烃类聚合物中加入廉价的淀粉作为填充剂,其中淀粉含量在10%30%,仅淀粉能降解,被填充的PE、PVC等塑料需要几百年才能达到完全生物降解。光/生物双降解型是由光敏剂、淀粉、合成树脂及少量助剂等制成,其降解机理是先降解的淀粉可使高聚物母体变得疏松,增大表面/体积比,同时光敏剂、促氧剂等物质被光、热、氧引发,发生光氧化和自氧化作用,导致高聚物分子量下降并被微生物消化[3]。接下来人们发现,通过共混能解决淀粉粘性高、抗湿性低及与一些聚合物不相容等缺点,于是开始将淀粉与聚烯烃类等一些不可降解聚合物混合来提高淀粉的强度,但这类产品不能完全降解;后来便试图将其与PCL、PEG等可降解聚合物共混,制得了很多可完全降解材料。全淀粉热塑性塑料含淀粉70%-90%,其余组成是一些可光降解的加工助剂,使用后能在环境中完全降解,但天然淀粉不具有热塑性,必须先利用物理场作用使其分子结构无序化后才能在塑料机械中加工成型。

2.2 化学合成型生物降解高分子[4]

酯基在自然界中容易被微生物或酶分解,所以常采用含有酯基结构的脂肪族聚酯来合成生物降解高分子材料,工业化的有聚乳酸和聚己内酯。

聚乳酸是以淀粉、糖蜜等为原料,发酵制得的易生物降解的热塑性材料,因乳酸存在一个羟基和一个羧基,可通过缩聚反应直接转换成低分子量聚酯,再通过选择适宜的聚合条件来合成目标分子量的聚合物。聚乳酸具有良好的生物可降解性、相容性、透明性、机械性能及物理性能等,被视为新世纪最有发展前途的新型包装材料。聚己内酯也是脂肪族聚酯中应用较为广泛的一种可降解高分子材料,通过己内酯的开环聚合制得,是一种半结晶型聚合物,室温下为橡胶态,具有很好的柔韧性、加工性和生物相容性,土壤中掩埋一年后能被微生物降解掉95%左右,降解产物是二氧化碳和水,被认为是环境友好包装材料。

2.3微生物合成的完全生物降解高分子[21-26]

微生物合成高分子材料是通过用葡萄糖或淀粉类喂养,微生物在体内发酵合成的一类有机高分子材料,主要包括微生物多糖、微生物聚酯和聚氨基酸等。

γ-聚谷氨酸就是利用微生物发酵生成的一种多功能生物高分子,具有生物相容性、可降解、无毒副作用等特性,可用于制备高吸水性树脂,作为一种治疗骨质疏松的重要载体、药物缓释材料,吸附重金属等,具有广泛的应用前景[5]。聚羟基脂肪酸酯是一类由很多细菌在非平衡生长条件(如缺氧、磷等)下合成的线性聚酯,可作为碳源和能源的贮藏性物质,增强细菌的生存能力,在自然界中可被微生物和特定的酶降解为二氧化碳和水,并且具有热可塑性、生物可再生、生物相容性、光学异构性等,可作为生物医用材料、日常消费用塑料制品、生物可降解包装材料、生物能源,已成为可降解生物材料领域研究的热点。

3.光/生物双降解高分子材料

顾名思义,光/生物双降解高分子材料同时具有光、生物双降解功能,将光降解机理与生物降解机理结合起来,可以使二者优缺点互补,达到更好的降解效果。其制备方法主要是在通用高分子材料中添加光敏剂、自动氧化剂、抗氧剂和生物降解助剂等。目前研究比较多的有淀粉和光敏剂光降解树脂合成的光/生物双降解淀粉塑料及可控降解剂共混改性法制得的改性可控光/生物双降解聚丙烯纤维制品等。光/生物双降解淀粉塑料前面已提过,此处不再赘述,而可控双降解聚丙烯纤维制品凭借着其可控降解性、存放性、无毒性等众多优点,必将具有巨大的发展前景。

4.结语

随着“白色污染”的日益加重和石油资源的日益枯竭,加大对高分子废弃物的回收利用率和研制出高效的降解技术都是有效的解决途径,但只有研究出可自然降解的高分子材料才能从根本上解决这些问题,且光-生物双降解高分子材料凭借着其独特的优势将会成为今后的研究重点之一。(作者单位:郑州大学材料科学与工程学院)

参考文献:

[1] 刘青山,严玉蓉,赵耀明.纳米二氧化钛催化光降解聚丙烯纤维的研究[J].合成材料老化与应用,2005,34(1):8-12.

[2] 邹丽萍.绿色高分子材料聚酮的合成研究[D].昆明:昆明理工大学,2007:1-5.

[3] 范良兵.淀粉降解塑料的制备及性能的研究[D].广东:华南理工大学,2010:1-8.

可降解塑料的缺点范文2

关键词:聚乳酸;碳酸钙;改性;研究

中图分类号:R318.08 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-04-0342-1

0 前言

聚乳酸是一种可降解的生物材料,具有优良的生物相容性、生物降解性以及生物吸收性,其降解的最终产物是二氧化碳和水 ,对环境没有污染。目前聚乳酸的生产是以乳酸为原料。丙交酯开环聚合法是先将乳酸缩聚成低聚物,低聚物在高温和高真空条件下发生分子内酯交换反应,解聚为乳酸的环状二聚体-丙交酯,丙交酯在开环聚合成聚乳酸。聚乳酸的熔点在178度,玻璃化温度在59度,透明性与聚对苯二甲酸乙二醇酯相似,具有较好的结晶性能,具有很高的刚性、很好抗油性和耐侵蚀性。聚乳酸在常温下性能稳定,可采用通用的塑料加工方法加工,如挤出、注塑、纺丝等,但是由于原材料以及生产工艺等原因 ,聚乳酸的成本较高 ,这些大大限制了聚乳酸的应用。

1 碳酸钙对聚乳酸的改性

碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用,碳酸钙不仅能提高塑料制品的硬度和稳定度,而且能提高制品的表面光泽度和表面平整度。在一般塑料制品中添加碳酸钙也可以增加其耐热性,由于碳酸钙白度在90%以上,还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。碳酸钙是一种用途广泛的无机盐矿物,其中的重钙作为填料加入塑料中,不仅起到增容、增量、降低成本、使布料均匀作用,还能提高加工性能、耐磨性能、拉伸强度、冲击强度、弯曲强度、断裂伸长率和制品热学性能等,另外,加入重钙,可改进塑料制品的稳定性。 据报道,重钙目前广泛应用于聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和各种不饱和树脂中,其中PVC制品是碳酸钙最早和最大的市场,比如,在软质聚乙烯电线、聚氯乙烯、聚氯乙烯瓦、钙塑料材料中,占20-50%,在聚乙烯、聚丙烯包装材料中占10-30%,在汽车零部件、天棚中占20-60%。

2 改性方法

因为聚乳酸存在几处缺点:一是聚乳酸含有大量的酯键,与其他物质相容性差、二是聚合产物分子量分布过宽,其强度不高,脆性高,热变形温度低,抗冲击性差、三是降解周期难以控制、四是价格较贵,合成工艺成本高。这都促使人们对聚乳酸的改性展开深入研究。

目前,碳酸钙改性聚乳酸主要有以下几种方法:

(1)共聚改性,其目的是提高聚乳酸的柔性和弹性。

(2)共混改性,其目的是改善聚乳酸材料的机械性能和加工性能。

(3)增塑改性,其目的是增加聚乳酸材料的某一方面性能。

(4)复合改性,因本次实验是对聚乳酸材料的力学性能方面研究,所以本次实验将采用的是共混改性方法,以期望能在聚乳酸的力学性能方面有所改善。

3 工艺流程

(1)材料的准备,聚乳酸和碳酸钙准备。

(2)材料的称量和配料,设计几套实验方案,配以不同含量的聚乳酸与碳酸钙。

(3)烘干过后,利用双螺杆挤出机进行共混,调整好双螺杆挤出机的各段温度和螺杆的转速,调整好喂料的速度和切粒的速度,试验之前双螺杆挤出机要进行清洗。

(4)挤出共混。

(5)注塑,在注塑之前要进行烘干,因挤出冷却时,聚乳酸吸收了水分,水分对产品性能有重大影响,在注塑之前,调整好注塑的速度、注塑的温度。

(6)进行性能测试,分析结果。

4 展望

聚乳酸材料因其优异的环境友好的性能而逐渐被人们青睐,但聚乳酸所具有的缺陷将会导致在生活实际中不能得到广泛应用,所以需要改进其缺点,需要改进聚乳酸合成的工艺条件 ,生产出高分子量和超高分子量的聚乳酸 ,并简化和缩短工艺流程 ,降低聚乳酸材料的成本,使其能得以广泛应用于生产实际中,本课题研究的是碳酸钙/聚乳酸复合材料的力学性能,望广大研究人员能克服聚乳酸的缺陷,使其应用于实际生活中,造福于人类。

参考文献

[1] 周凯,顾书英,邹存洋.碳酸钙填充聚乳酸复合材料的制备和性能研究,2008.

[2] 赵海军,汪朝阳,罗玉芬,等.功能分子共聚改性聚乳酸的研究进展,2009.

[3] 黄锐,曾邦禄.塑料成型工艺学[M].中国轻工业出版社,

2009.

[4] 邓长勇,张秀成.碳酸钙对聚乳酸/酯化纤维素复合材料性能的影响,2009.

[5] 胡圣飞,徐声钧,李纯清.超微刚性无机粒子及其填充塑料[J].现代塑料加工应用,1998,10(2):61-64.

[6] 钱保功,许观藩,余丙生,等.高聚物的转变与松弛[M].北京:科学出版社,1986.

[7] 胡志鹏.生物降解塑料市场的发展,2008.

可降解塑料的缺点范文3

从我国“白色污染”的现状和特点出发,总结国外经验,对“白色污染”应从回收利用、研制及开发替代产品、加强管理、宣传教育等方面采取相应措施,进行综合防治。

(1)实行垃圾分类,以利回收利用。清洁的废塑料制品可重复使用、造粒、炼油、制漆、作建材等。而从垃圾场重新分拣废塑料制品,则费时费力,且塑料的利用价值也很低。所以一定要在废塑料制品进入垃圾流之前将其分类回收上来。目前,发达国家大都走回收利用的路子。我国城镇尽快推行垃圾分类弃置已势在必行。

(2)依靠科技进步,发展可降解塑料。美国、日本等发达国家已研制成功以植物淀粉为主要原料的可降解塑料,大大缩短了其可降解周期。我国新型塑料的研制也取得了重大进展,已经和正在开发出以淀粉、秸秆纤维、天然草浆等材料制成的“绿色”替代品。由纸质、淀粉、易降解塑料等新型快餐餐具已在一些铁路列车上使用,从而缓解了铁路沿线的“白色污染”程度。

(3)加强立法,强化管理,尽量减少或控制使用不可降解塑料的生活用品。以法规的形式明确生产者、各级销售者和消费者回收利用的义务。目前美国、日本等发达国家已明令禁止使用一次性塑料快餐餐具。我国的北京、上海、杭州等地也为此专门制定了地方性法规,扼制“白色污染”的污染源。

(4)加强宣传教育,提高公众环境意识。防治“白色污染”是一个庞大的系统工程,需要各部门、各行业及全社会公众的积极参与和共同努力。大城市居民的环境意识虽比前几年有所提高,开始关注环境问题,但还没有完全落实到自身行动上,随手丢弃废物,乱倒、乱堆生活垃圾的行为随处可见。新闻媒介对“白色污染”的报道大多集中在以纸代塑和采用可降解塑料等技术方面,缺少对居民日常行为的引导教育。产生废塑料制品的生产经营单位缺乏责任感,没有意识到自身应履行的义务,没有回收、利用、处置的压力。因此,要通过大力开展宣传教育,让公众认识到问题的严重性,同时也要让大家明白,解决“白色污染”问题不是某一个或几个部门能办>!

可降解塑料的缺点范文4

关键词:注射成型;模具;塑料;CAE

塑料被广泛应用于航空、仪表、机电、化工、汽车等行业,为各行各业生产提供原材料和制品,在现代社会发展中具有十分重要的作用。同时,塑料工业的发展带动了塑料模具行业的发展,塑料模具占模具市场将近一半的份额,我国的塑料模具以注射模具为主,而大型、精密、设计水准高的注射模具是塑料模具市场的主要发展方向。

1 塑料注射成型CAE技术概况

CAE技术指信息领域的计算机辅助工程,也就是说,用计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能,并通过数值分析和求解优化结构性能。CAE软件既可以进行静态结构分析,也可以进行动态分析。既能分析线性问题,也能求解非线性问题。既能分析固体结构,也能分析流体、电磁结构。

塑料注射成型生产实践中,成型过程非常复杂,影响因素多,模具的结构不同,工艺要求也就不同,而这些模具又有一定的缺陷,仅仅依靠简单的经验性公式和设计准则难以全面掌握这些影响因素,而且,公式和设计准则的发展难以跟上塑料制品精度要求日益提高的发展步伐。因此,近年来,许多专家开始将CAE技术应用到塑料注射成型中,对成型过程进行仿真分析,以期获得更高精度的塑料模具。

传统塑料注射成型生产流程为:概念设计-产品设计-模具设计-模具制造-试模-生产。在这个生产流程中,只有在试模阶段才能发现前期设计、制造中存在的问题,然后再更改设计,如此反复进行,直到试模没有问题为止。这种生产流程既浪费时间和资金,又耽误了新产品的上市和推广,不利于塑料行业的健康发展。而CAE技术的应用可以在塑料注射成型最初的概念设计中进行仿真分析,而且,计算机拥有较高的计算能力,能同时进行多个设计方案的计算和测试,这样就能有效节约时间,提高效益。

在具体的CAE软件上,国外有美国的C-MOLD软件,其具有流动、保压、冷却等分析功能;澳大利亚的MF软件具有流动模拟、冷却模拟、翘曲分析、应力分析等功能。美国SDRC公司开发的I-DEAS软件在通用CAD软件基础上开发出了一塑料注射模设计制造为主的软件包。我国的HSCAE系列软件、Z-MOLD软件是塑料注射成型模CAE技术的典范。华中科技大学模具技术国家重点实验室于2006年推出HsCAE3D7.0软件,是塑料注射成型模CAE系统,分成充模模拟、保压模拟、冷却模拟、应力分析、翘曲分析等模块,还有分析报告工具、塑料材料测试、实体流等模块,是一个功能齐全的CAE系统。

2 塑料注射成型的影响因素

2.1 熔体温度

熔体进入冷却型腔时会因热传导而损失热量,而剪切摩擦又会产生热量,而注塑条件则影响到损失热量是大于产生热量还是小于产生热量。熔体的温度与其粘性成反比例关系,当充填压力恒定时,熔体温度低,其粘性大,流动速率就低,流动过程中的压力损失也大,而型腔的实际压力会降低,最终结果就是制品的密度变小。如果提高熔体的温度,那么其粘性迅速变小,制品的应力水平降低,密度也降低,再进一步提高熔体的温度,型腔的压力变化不大时,制品的应力水平变化幅度也不大,但材料的裂解性提高,制品质量下降。而且,熔体温度过高会导致型腔的压力降低,体积收缩率变大,制品变轻,且容易出现凹陷缺陷。

2.2 模具温度

当模具温度低于熔体的凝固温度时,其对注塑件的冷却时间有影响,对熔体的应力水平和压力没有太大影响。当采用较低的注射速率时,提高模具温度不会使熔体因温度降低而提高粘性,其流动性保持在较为稳定的状态。

2.3 注射量

注射量就是螺杆向模具内注射的物料熔体量,其小于注塑机的理论容积量,满足浇筑系统的总用料量要求。注射量少会导致制品的缺陷,注射量多又会导致物料的浪费。

2.4 计量行程

计量过程就是注射完成后到螺杆碰到限位开关的过程,其具体过程是这样的:注射完成时螺杆在料筒的最前端,到达预塑化程序时,螺杆开始进行旋转运动,物料被输送到螺杆的头部,而螺杆则在物料的作用下向后退,一直到触碰限位开关位置,螺杆从料筒最前端后退至碰到限位开关的位置之间的距离就是计量行程。

2.5 余料量

螺杆注射完之后,料筒中往往还存有一定的余料,这样可以防止螺杆头部与喷嘴发生机械碰撞事故,同时,余料量可以控制注射量的重复精度,达到控制制品质量的目的。

2.6 注射时间

注射时间短时注射速率高,此时熔体的剪应变率提高。注射时间长时,熔体的剪应变率低,熔体热量损失大,温度降低,流动性变差,从而使得注射压力提高。利用CAE软件绘制注射时间与熔体温度和注射压力的关系图,找到两条曲线相交的点,该点的注射时间就是最佳注射时间。

根据塑料注射成型的影响因素,进行工艺参数的优化,通过CAE软件的仿真分析,得出最佳工艺参数,促进模具设计和制造精度的提高。接下来简要介绍注射时间的优化。

3 注射时间的优化

在实际生产中,材料、制品、模具精度等参数一般都已固定,这个时候要提高塑料制品的质量可以从调整注射温度和模具温度两方面着手,而这两个内容都与注射时间有关,这就提出了注射时间的优化。

运用CAD软件的流动模型和有限差分计算方法分析某一固定注射时间下的温度场和压力场,通过各个注射时间点的分析,找出满足成型窗口条件的注射时间集合,然后再找出满足注射压力的最小注射时间,这个时间就是最优注射时间。成型窗口如图1所示,保证塑料注射成型的各项工艺参数在窗口之内,这样才能有效保证制品的质量。

图1 成型窗口

先给定一组注射时间,然后对这一组时间中的每一个都进行温度场和压力场的仿真分析和计算,并将不满足上述成型窗口的时间点剔除掉,然后再根据注射时间与熔体温度和注射压力的曲线图,然后找出注射压力最小的注射时间,这个注射时间制出来的成品应力水平最低,质量好,所以说,这是最优注射时间。

结束语

随着科学技术的快速发展和互联网的普及,塑料注射成型CAE技术的功能也将进一步扩充,朝着精确化、智能化、集成化、简单化、网络化方向发展。而CAE技术的发展将带动塑料工业和塑料模具行业的健康发展,使我国的塑料模具行业逐渐与国际接轨。

机电、仪表、航天、医药、家电等行业的快速发展和人们要求的提高,市场对注塑制品的需求量提高,这推动塑料工业的发展。同时,人们对注塑制品质量、美观度、耐用等要求的提高将推动我国注塑工艺、模具设计的健康发展,塑料注射成型技术有广阔的发展前景。

参考文献

[1]陈路.塑料注射成型CAE若干关键技术的研究[D].华中科技大学:2007年.

可降解塑料的缺点范文5

(新疆天业集团模具中心,新疆石河子,832000)

摘要:注塑制品是我们日常生活中所常见的产品,通过对塑料制品的常见缺陷分析,如熔接痕、银线、缩坑、白化、麻面等现象,提出相应的解决办法,达到设计和使用的要求。为此,通过深入研究注塑制品各种常见缺陷产生的原因,并提出相应的拙见,以供广大的同行参考。

关键词 :注塑成型;制品缺陷;常见现象;解决办法

1 前言

塑料工业的发展,使塑料制品在人们生活中的应用越来越普遍,人们对注塑制品的品质要求也越来越高。为了达到这些要求,生产出质优的产品,需要不断地研究并提高注塑成型技术。但在企业生产中,注塑制品往往还存在着不少缺陷,如填充不足、飞边、空隙、气泡、接合线等。

2 熔接痕、银线、缩坑、白化、皱纹及麻面等现象

2.1 熔接痕现象

熔接痕是由于来自不同方向的树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的,一般情况下,主要影响外观,对涂装、电镀产生影响,严重时,对制品强度产生影响(特别是在纤维增强树脂时,尤为严重)。有以下几种方式可以改善:

调整成型条件,提高流动性;增设排气槽,在熔接痕产生处设置推杆也有利于排气;尽量减少脱膜剂的使用;设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处,成型后再予以切断去除;如只影响外观,则可改变浇口位置,以改变熔接痕的位置。

2.2 银线现象

银线主要是由于材料的稀释性引起的,因此一般应在比树脂热变形温度低10~15℃的条件下烘干,对要求较高的聚甲基丙烯酸酯系列,需要在75℃左右的条件下烘干4~6小时,特别在使用自动烘干料斗时,需要根据成型周期(成型量)及干燥时间选用合理的容量,还应在注射开始前数小时先行开机烘料。另外,料筒内材料滞留时间过长,不同种类的材料混合都会产生银线。

2.3 缩坑现象

缩坑的原因与充填不足相同,原则上可通过过剩充填加以解决,但却会有产生应力的危险,应在设计上注意壁厚均匀,应尽可能减少加强筋、凸柱等地方的壁厚。

2.4 白化现象

白化现象主要发生在ABS树脂制品的推出部分,脱模效果不佳是其主要原因,可采用降低注射压力,加大脱模斜度,增加推杆的数量或面积,减少模具表面的粗糙度等方法加以改善。

2.5 皱纹及麻面现象

产生这种缺陷的原因在本质上与充填不足相同,只是程度不同,因此解决方法也与上述方法基本相同,特别是对流动性较差的树脂(如聚甲醛、PMMA树脂、聚碳酸酯及PP等树脂)更需要注意适当增大浇口和注射时间。

3 烧伤现象

3.1 机械设备的原因

由于异常情况造成的料筒过热,使树脂高温分解、烧伤后注射到制品中,或者由于料筒内的喷嘴和螺杆的螺纹、止回阀等部位造成树脂的滞流,分解变色后带入制品,在制品中带有黑褐色的烧伤痕,这时应立即清理喷嘴、螺杆及料筒。

3.2 模具的原因

主要是因为排气不良所致,这种烧伤一般发生在固定的地方,容易与机械烧伤区别,应注意采取加排气槽反排气杆等措施。

3.3 成型条件的原因

背压在300MPa以上时,会使料筒部分过热,造成烧伤,螺杆转速过高时,也会产生过热,一般在40~90r/min范围内为好,在没有设排气槽或排气槽较小时,注射速度过高会引起过热气体烧伤。

4 龟裂现象

龟裂是塑料制品较常见的一种缺陷,产生的主要原因是由于应力变形所致,主要有残余应力、外部应力和外部环境所产生的应力变形。

4.1 残余应力引起的龟裂

残余应力主要由于以下三种情况,即充满过剩、脱模推出和金属镶件造成的。作为在充填过剩的情况下产生的龟裂,其解决方法主要由以下几个方面:

a)由于直浇口压力损失较小,所以,如果龟裂最主要产生在直浇口附近,则可考虑改用多点分布浇口、侧浇口及柄型浇口方式。

b)在保证树脂不分解、布劣化的前提下,适当提高树脂温度可以降低熔融粘度,提高流动性,同时也可以降低注射压力,以减小应力。

c)一般情况下,模温较低时容易产生应力,应适当提高温度。但当注射速度较高时,即使模温低一些,也可减低应力的产生。

d)注射和保压时间过长也会产生应力,将其适当缩短或进行多次保压切换效果较好。

e)非结晶性树脂,如AS树脂、ABS树脂、PMMA树脂等较结晶性树脂如聚乙烯PE、聚甲醛等容易产生残余应力,应予以注意。

脱模推出时,由于脱模斜度较小、模具型胶及凸模粗糙,使推出力过大,产生应力,有时甚至在推出杆周围产生白化或破裂现象。

在注射成型的同时嵌入金属件时,最容易产生应力,而且容易在经过一段时间后才产生龟裂,危害极大,这主要是由于金属和树脂的热膨胀系数相差悬殊产生应力,而且随着时间的推移,应力超过逐渐劣化的树脂材料的强度而产生裂纹,为预防由此产生的龟裂,作为经验,壁厚和嵌入件的外径不应过大,通用型聚苯乙烯基本上不适于宜加工嵌件,而镶嵌件对尼龙的影响最小,由于玻璃纤维增强树脂材料的热膨胀系数较小,比较适合嵌入件。

另外,成型前对金属嵌件进行预热,也具有较好的效果。

4.2 外部应力引起的龟裂

外部应力,主要是因设计不合理而造成的应力集中,特别是尖角处更需要注意。

4.3 外部环境引起的龟裂

化学药品、吸潮引起的水降解,以及再生料的过多使用都会产生物性劣化,产生龟裂。

5 充填不足、溢边、喷流纹、翘曲等现象

5.1 充填不足

树脂容量不足;型腔内加压不足;树脂流动性不足;排气效果不好。

作为改善措施,主要考虑以下几个方面:加长注射时间,防止由于成型周期过短,造成浇口固化前树脂逆流而难以充满型腔;提高注射速度;提高注射压力;提高注射温度;提高模具温度;扩大浇口尺寸;提高树脂温度;浇口位置设置在制品壁厚的最大位置处;设置排气槽或排气管;选用低粘度等级材料;加入润滑剂。

5.2 溢边现象

对于溢边的处理重点应放在模具的改善方面而在成型条件上,则可在降低流动性方面入手,具体采用以下方法:

降低注射压力;降低树脂温度;选用高粘度等级材料;降低模具温度;研磨溢边发生的模具面;采用较硬的模具钢材;提高锁模力;调整准确模具的结合面等部位;增加模具支撑柱,以增加刚性;根据不同材料确定不同排气槽的尺寸。

5.3 喷流纹现象

喷流纹是从浇口沿着流动方向,弯曲如蛇形一样的痕迹,是由于树脂浇口开始的注射速度过高所致,因此,扩大浇口横截面或调低注射速度都是可选择的措施,另外,提高模具温度,也能缓解与型腔表面接触的树脂的冷却速度,这对防止在充填初期形成表面硬化皮,也具有良好的效果。

5.4 翘曲变形现象

注射制品的翘曲、变形是个棘手问题,主要应从模具设计方面着手解决,而成型条件的调整效果则是很有限的,翘曲、变形的原因及解决方法如下:由成型条件引起残余应力造成变形时,可通过降低注射压力,提高模具并使模具温度均匀及提高树脂温度或采用退火处理予以消除应力;脱模不良引起应力变形时,可通过增加推杆数量或面积、设置脱模斜度等方法加以解决;由于冷却方法不合适,使冷却不均匀或冷却时间不足时,可调整冷却方法及延长冷却时间等;对于成型收缩所引起的变形,就必须修正模具设计了,最重要的是应注意制品壁厚一致。

6 气泡现象

6.1 与塑件制品的壁厚关系

在制品壁厚较大时,其外表面冷却速度比中心快,因此随着冷却的进行,中心部的树脂边收缩边向表面扩张,使中心产生充填不足,这种情况被称为真空气泡。

a)根据壁厚,合理确定浇口,流道尺寸,一般浇口高度应为制品壁厚的50%~60%。

b)至浇口封合为止,留有一定的补充注射料。

c)注射时间应较浇口封合时间略长。

d)降低注射速度,提高注射压力。

e)采用熔融粘度等级高的材料。

6.2 与挥发性气体的产生关系

a)充分进行预干燥。

b)降低树脂温度,避免产生分解气体。

6.3树脂流动性差

产生这种现象,通过提高树脂及模具的温度、提高注射速度加以解决。

7 结束语

塑料注射成型,就是要注塑出合格质优的制品,以此满足人们生产和生活的需要。在注射成型技术中,要生产出合格质优的注塑制品,就必须使制品避免出现各种缺陷,通过调试温度、速度、压力等生产要素,直至注塑出合格质优的塑料制品。因此,深入研究塑料注塑制品常见缺陷及改善措施,对注塑成型技术的进步与人们高标准的生活要求有着重要的意义。

参考文献

[1]邹继强.塑料制品及其成型模具设计[M].北京:清华大学出版社.2005

可降解塑料的缺点范文6

关键词:给排水;管材;讨论

Abstract: Combined with the author’s practical work experience, this paper analyzes the performance, advantages and disadvantages of the plastic pipe, metal pipe and composite pipe.

Key words: water supply and drainage; pipe; discussion

中图分类号:TU3文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)

建筑给排水常用的这些种管材,每一种都有自身的优点同时也存在着缺点,要发挥每种管材的长处,利用其优点与建筑施工合理搭配,才是最为合理又理性的选择。

传统的给水管材一般采用镀锌钢管,由于镀锌钢管易锈蚀,使用寿命短,用于输送生活用水不能满足水质卫生标准等缺点,建设部正大力推广塑料给水管的应用。许多地市已明文规定:禁止设计使用镀锌钢管,推广使用塑料给水管,与金属管道相比较,塑料水管具有重量轻,耐压强度好,输送液体压力小,耐化学腐蚀性能强,安装方便,使用寿命长等特点。目前排水管道普遍使用塑料管道,但是普通 UPVC 管道的排水噪音要比铸铁管高,若排水立管靠近卧室,加上现浇楼板的隔音效果较差,住户能明显感觉到排水管道的噪音, 降低了生活质量。所以卫生器具布置时要尽量考虑使排水立管远离卧室和客厅,管材尽量考虑新型降噪产品。芯层发泡UPVC 管道和 UPVC 螺旋管则能明显降低噪音,市场上也新出现了一种超级静音排水管则加入了特殊吸音材料,噪音低于排水铸铁管,在室内排水设计中,可以考虑使用超级静音排水管,要尽量使排水立管远离卧室和客厅,以减少对居民用户的噪音污染。超级静音塑料管道安装时还要注意搬运和安装管道时应避免碰撞到尖锐物体,以防管道破损。 管道安装过程中,应防止油漆等有机污染物与管材、管件接触。安装中断或完毕的敞口处,一定要临时封闭好以免杂物进入。

建筑给水管材应具有足够的强度,具备安全可靠、坚固耐用、便于加工安装等特点,常用的给水管材有钢管、塑料管、铸铁管等。排水管材常用的一般是塑料管和铸铁管。钢管因其容易锈蚀,影响供水水质,不应用于生活给水系统,目前多用于消防给水系统和工业给水系统。钢管的优点是强度高,承受内压大,易于加工,安装容易,内表面光滑,水力条件好。缺点是造价高,抗腐蚀性差。塑料管是目前的推广管材,品种多,广泛用于生活给水、工业给水,以及生产生活排水。是镀锌钢管、铸铁管的替代产品。其优点是化学性能稳定、耐腐蚀、重量轻、管内壁光滑、安装方便,可以防止水在输送过程中的二次污染。缺点是线性线大、强度低、易老化、不耐高温等。铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点,适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度短、接口施工麻烦。适用于消防系统、生产给排水系统的埋地管材。现在就常用管材的一些特性,优缺点,使用范围做进一步的阐述,从而方便建筑给排水施工中对这些常用管材的合理选择。

1 塑料管材及其性能

塑料管的原料组成决定了塑料管的特性。塑料管的主要优点:化学稳定性好,不受环境因素和管道内介质组分的影响,耐腐蚀性好;导热系数小,热传导率低,绝热保温,节能效果好;水力性能好,管道内壁光滑,阻力系数小,不易积垢,管内流通面积不随时间发生变化,管道阻塞机率小;相对于金属管材,密度小,材质轻,运输,安装方便,灵活,简捷,维修容易;可自然弯曲或具有冷弯性能,可采用盘管供货方式,减少管接头数量。

塑料管主要缺点:力学性能差,抗冲击性不佳,刚性差,平直性也差,因而管卡及吊架设置密度高;阻燃性差,大多数塑料制品可燃,且燃烧时热分解,会释放出有毒气体和烟雾;热膨胀系数大。

塑料管性能的物理性。和铝塑复合管、钢管、铜管、塑料管的物理性能影响管道的方式、用途、补偿措施和管道保温等方面。当建筑物有热水供应系统且冷热水采用统一管材时耐热性能成为主要指标。塑料管因热膨胀系数高,在塑料管路中尤其是作为热水管,采用柔性接口,伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多。其中以 PE,PP 等聚烯烃类为最。施工安装时如果对此没有足够重视,并采取相应技术措施,极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。由于导热系数低,塑料管的绝热保温性能优良进而可减少保温层的厚度甚至无需保温。当不同塑料管之间绝热性的比较除导热系数外,还同它们各自的管壁厚度有关。

塑料管性能的承压性所涉及的内容是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验:液压试验和长期高温液压试验。

塑料管性能的卫生性能:其中PE,PE- X,PP,PB和ABS易达标。而PVC-U管材在生产时应使用无毒PVC树脂和卫生及稳定剂才能满足卫生性能的要求。一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉,在不考虑水质影响,在冷水供水系统属于首选管材,而当温度较高时,可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。排水塑料管的应用材质单一:硬聚氯乙烯结构形式多样:芯层发泡管,空壁管,螺旋管,芯层发泡螺旋管,空壁螺旋管。其存在的一些问题:热膨胀系数大,需设置伸缩补偿装置来解决;刚度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架来解决;耐热性差,软化温度低,需限制排水温度,限制使用场所和控制与热源的距离来解决;阻燃性差,在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决;抗机械冲击性差,需强化施工技术,精心施工来解决;隔声性差,塑料管的噪声大于铸铁管,管道明装且管道位置靠近卧室时,问题尤为突出。降噪的方式,提高管道材质的隔声效果,芯层发泡管空壁管是基于这一思路而开发的;降噪的另一方式是改变水流条件,螺旋管是基于这一思路而开发的。将两种方式结合起来的思路是芯层发泡螺旋管和空壁螺旋管的开发。

2 金属管、镀锌钢管及其性能

镀锌钢管的被取代既不意味金属管被取代,也不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。金属管中最具优势的是铜管,铜管应用较久,优点较多,管材和管件齐全,接口方式多样,较多的应用在热水管路中,目前存在的主要问题在于铜的折出量容易超标。

给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点,适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。

卡箍式铸铁排水管是一种新型的建筑用排水管材,20 世纪 60年代开始进入国际市场,经过几十年的推广和应用,这种管材已得到国际上的普遍认可。这种管材与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点,是一种更新换代产品,但由于这种管材及配件价格相对较贵,所以在国内一直未能得到普及推广。

3 复合管及其性能

复合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层(要求耐水腐蚀)、支承层、保护层(要求耐腐蚀)组成。复合管一般以金属作支撑材料,内衬以环氧树脂和水泥为主,它的特点是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好;也有以高强软金属作支撑,而非金属管在内外两侧,如铝塑复合管,它的特点是管道内壁不会腐蚀结垢,保证水质;也有金属管在内侧,而非金属管在外侧,如塑覆铜管,这是利用塑料的导热性差起绝热保温和保护作用。

复合管的连接宜采用冷加工方式,热加工方式容易造成内衬塑料的伸缩、变形乃至熔化。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。由于复合管尚属新型管材,我国还未有统一的设计、施工及验收规范。设计及施工人员往往套用镀锌管的工艺来进行设计与施工,故在此不作一一赘述。

4 结束语

建筑给排水系统是由管道、管件和各种附件连接而成的,管道材料及附件的合适与否,对于工程质量、工程造价及使用都会产生直接的影响。因此,应熟悉管材、附件的种类、规格和性能,才能对管材进行合理的科学的选择,以达到适用、经济和美观的要求。

参考文献: