技术专题报告

——工程塑胶材料ABS和PC

在产品的设计过程中，模具材料的选择、流道系统的布置、冷却方案和顶出方案的设计，都和塑料本身的性质密切相关。尽管塑料的内部结构比较复杂，系统地掌握其性能也比较困难，然而，对于一般的结构设计工程师来说，对塑料特性作一些基本的了解和认识，比如：流动性、机械性能、物理性能、化学性能及成型工艺等等，将有很大的帮助。

塑料的分类

我们常说的塑料，是对所有塑料品种的统称，它的应用很广泛，因此，分类方法也各有不同。按用途大体可以分为通用塑料和工程塑料两大类。通用塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、改性聚苯乙烯(例如：SAN、HIPS)、聚氯乙烯(PVC)等，这些是日常使用最广泛的材料，性能要求不高，成本低。工程塑料指一些具有机械零件或工程结构材料等工业品质的塑料。其机械性能、电气性能、对化学环境的耐受性、对高温、低温的耐受性等方面都具有较优越的特点，在工程技术上甚至能取代某些金属或其它材料。常见的有ABS、聚酰胺(简称PA，俗称尼龙)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、有机玻璃(PMMA)、聚酯树脂(如PET、PBT)等等，前四种发展最快，为国际上公认的四大工程塑料。

按加热时的工艺性能，塑料又可以分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。热固性塑料在受热后分子结构转化成网状或体型而固化成型，变硬后即使加热也不能使它再软化。这种材料的特点是质地坚硬，耐热性好，尺寸比较稳定，不溶于溶剂。常见的有酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、不饱和聚酯(UP)等等。热塑性塑料在受热条件下软化熔融，冷却后定型，并可多次反复而始终具有可塑性，加工时所起的是物理变化。常见的有聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)及其改性品种、ABS、尼龙(PA)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、有机玻璃(PMMA)等等。这类塑料在一定塑化温度及适当压力下成型过程比较简单，其塑料制品具有不同的物理性能和机械性能。

这里，我主要介绍与我们公司密切相关的两种工程塑胶材料：ABS和PC。

一、ABS 化学名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 又称 超不碎胶

1、化学和物理特性

ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性： 丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性； 苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。 三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相， 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相 中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵

活性，并且由此产生了市场 上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等 到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲击强度。收缩率一般为0.4%~0.7% 常用：0.5%。

ABS本色为浅象牙色，不透明，无毒无味，属于无定形塑料。燃烧时火焰呈黄色，冒黑烟，气味特殊，在继续燃烧时不会熔融滴落。

2、注塑工艺要点:

（1) 吸湿性较大, 必须干燥, 干燥条件85℃, 3hrs以上(如要求胶件表面光泽，更需长

时间干燥)；

（2) 温度参数: 料温180-260℃(一般不宜超过250℃, 因过高温度会引致橡胶成份分解反

而使流动性降低),模温40-80℃正常, 若要求外观光亮则模温取较高. （模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。

（3) 注射压力一般取70-100Mpa, 保压取第一压的30-60%, 注射速度取中、低速。

（4) 模具入水采用细水口及 热水口. 一般设计细水口为0.8-1.2mm.

3、典型用途

汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱， 大强度工具（头发烘干 机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体， 打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球 手推车以及喷气式雪撬车等。

4、主要优点：

（1）综合性能比较好：机械强度高；抗冲击能力强，低温时也不会迅速下降；缺口敏感性

较好；抗蠕变性好，温度升高时也不会迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓伤；耐磨性好，摩擦系数低；

（2）电气性能好，受温度、湿度、频率变化影响小；

（3）耐低温达-40℃；

（4）耐酸、碱、盐、油、水；

（5）可以用涂漆、印刷、电镀等方法对制品进行表面装饰；具有良好电镀性能, 也是所有

塑料中电镀性能最好的；

（6）较小的收缩率，较宽的成型工艺范围。

5、主要缺点：

（1）不耐有机溶剂，会被溶胀，也会被极性溶剂所溶解；

（2）耐候性较差，特别是耐紫外线性能不好；

（3）耐热性不够好。 普通ABS的热变形温度仅为95℃~98℃。

6、模具设计

为防止在充模过程中出现排气不良、灼伤、熔接缝等缺陷，要求开设深度不大于0.02mm的排气槽。

7、ABS的改性

ABS能与其它许多热塑性或热塑性塑料共混，改进这些塑料的加工和使用性能。如将ABS加入PVC中，可提高其冲击韧性、耐燃性、抗老化和抗寒能力，并改善其加工性能；将ABS与PC共混，可提高抗冲击强度和耐热性；以甲基丙烯酸甲酯替代ABS中丙烯腈组分，可制得MBS塑料，即通常所说的透明ABS。综上所述，ABS是一类较理想的工程塑料，为各行业所广为采用。航空、造船、机械、电气、纺织、汽车、建筑等制造业都将ABS作为首选非金属材料。

二、PC 化学名：聚碳酸酯 又稱 防弹玻璃胶

1、化学和物理特性

PC是一种非晶体工程材料，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特 性、阻燃特性以及抗污染性。PC的缺口伊估德冲击强度（otched Izod impact stregth）非常高，并且收缩率很低，一般为0.4%~0.7%。常用：0.4%, 0.5%。

PC有很好的机械特性，但流动特性较差，因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种品质的 PC材料时，要以产品的最终期望为基准。如果塑件要求有较高的抗冲击性，那么就使用低流动率的PC材料；反之，可以使用高流动率的PC材料，这样可以优化注塑过程。

2、注塑工艺要点:

（1) 高温下PC对微量水份即敏感, 必须充分干燥原料, 使含水量降低到0.02%以下, 干

燥条件: 100-120℃, 时间12小时以上；

（2) PC对温度很敏感, 熔体粘度随温度升高而明显下降. 料筒温度:250-320℃, (不超过

350℃), 适当提高后料筒温度对塑化有利；

（3) 模温控制: 85-120℃,模温宜高以减少模温及料温的差异从而降低胶件内应力；

（4) 注射压力：尽可能地使用高注射压力；

（5) 注射速度：对于较小的浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使用高速注射。

3、典型用途

电气和商业设备（计算机元件、连接器等），器具（食品加工机、电冰箱抽屉等）， 交通运输行业（车辆的前后灯、仪表板等）。成品有：食品包装、餐饮器具、安全帽、泵叶、外科手术器械、医疗器械、高级绝缘材料、齿轮、车灯灯罩、高温透镜、窥视孔镜、电器连接件和镭射唱片、镭射影碟等。

4、主要优点：

（1）高透明度(接近PMMA), 非结晶体, 耐热性优异

（2）机械强度高, 居热塑料之冠, 蠕变小, 刚硬而有韧性；

（3）热性耐气候性优良；

（4）成型精度高，尺寸稳定好,成型收缩率基本固定在0.4%~0.7%，流动方向与垂直方向

的收缩基本一致,在很宽的使用温度范围内尺寸可靠性高。

5、主要缺点：

（1）自身流动性差，即使在较高的成型温度下，流动亦相对缓慢；

（2）在成型温度下对水分极其敏感，微量的水分即会引起水解，使制件变色、起泡、破

裂；

（3）抗疲劳性、耐磨性较差、缺口效应敏感。

6、模具设计

PC制品与模具设计除了遵循一般塑料制品与模具的设计原则外,还需注意以下几点：

（1）由于PC的流动性较差，所以，流道系统和浇口的尺寸都应较大，优先采用侧浇

口、扇形浇口、护耳式浇口；设计尽可能粗而短,弯曲位少的流道; 流道、型腔需抛光为使降低熔料的流动阻力；

（2）由于熔体粘度较大,材料硬, 易损伤模具，要求型腔的材料比较耐磨；

（3）熔体的凝固速度较快，流动的不平衡对充填过程影响明显。为了防止滞流，型腔应

该获得较好的充填秩序；

（4）PC对缺口较为敏感，要求制品壁厚均匀一致，尽可能避免锐角、缺口的存在，

转角处要用圆弧过渡，圆弧半径不小于1.5mm。

（5）为防止在成型过程中出现排气不良现象，需开设深度小于0.02mm的排气孔槽。

第二篇：常用塑胶材料性能参数POM,ABS,PC密度成型温度

中文名称

英文

密度

玻璃纤维含量

平均比热[g/cm3] [%] [KJ/(kg x K)]聚苯乙烯 PS1.05 1.3聚苯乙烯，中.聚苯乙烯高冲击性-丙烯晴 HI-PS SAN1.051.08 1.211.3 加工温度

模具温度

收 缩 率 [℃] [℃] [%] 180-280 170-26010 5-75 0.3-0.6 0.5-0.6 180-270 50-80 0.5-0.7

丙烯晴-丁二烯苯烯晴-苯乙烯-苯乙烯低密度聚乙烯-丙烯酸高密度聚乙烯聚丙烯 ABS ASA LDPE HDPE PP

1.061.070.9540.920.915

1.41.3 2.0-2.1 2.3-2.5 0.84-2.5 210-275 230-260 160-260 260-300 250-270 50-90 40-90 50-70 30-70 50-75

0.4-0.7 0.4-0.6 1.5-5.0 1.5-3.0 1.0-2.5聚本烯-GR聚异丁烯 PPGR IB1.15 30 1.1-1.35 260-280 150-200 50-80 0.5-1.2聚甲基戊烯 PMP0.83 280-31070 1.5-3.0

软质聚氯乙烯硬质聚氯乙烯聚氟亚乙烯聚四氟乙烯聚甲基丙烯酸聚氧甲烯（乙聚苯撑氧或聚聚苯撑氧-GR醋酸纤维素 PVC-soft PVC-rigid PVDF PTFE PMMA POM PPO PPO-GR CA

1.381.381.2 2.12-2.171.181.421.061.27 1.27-1.3 30

0.85 0.83-0.92 0.121.46 1.47-1.51.451.3 1.3-1.7 170-200 180-210 250-270

15-50 30-50 90-100

>0.50.5 3.0-6.0 320-360 210-240 200-230 50-70 3.5-6.0 0.1-0.8 200-210 250-300 >90 80-100 1.9-2.3 0.5-0.7 280-300 180-320 80-100 50-80 <0.70.5

醋酸-丁酸纤维素丙酸纤维表素聚碳酸醋 CAB CP PC

1.17-1.22 1.19-1.231.2

1.3-1.71.71.3 180-230 180-230 280-320 50-80 50-80 80-100

0.50.50.8聚碳酸脂-GR聚乙烯对苯二聚乙烯对苯二聚丁烯对苯二聚丁烯对苯二-GR尼龙6-GR（聚酸胺6） PC-GR PET PET-GR PBT PBT-GR PA 61.421.37 1.5-1.571.3 1.52-1.571.14 10-32 20-30 30-50 1.1 1.8 300-330 260-290 260-290 240-260 250-270 240-260 100-120140140 60-80 60-80 70-120 0.15-0.55 1.2-2.0 1.2-2.0 1.5-2.5 0.3-1.2 0.5-2.2

尼龙6-GR PA 6-GR 1.36-1.65 30-50 1.26-1.7 270-290 70-120尼龙6/6 PA 66

1.15

1.7

260-290 70-120尼龙6/6-GR尼龙11 PA66-GR PA 11 1.20-1.65 1.03-1.05 30-50

1.42.4

280-310 210-250 70-120 40-80尼龙12 PA 12 1.01-1.04

1.2

210-250 40-80聚醚矾 PSO

1.37

310-390 100-160

聚硫化亚苯热塑性聚亚胺酚 甲醛树脂GP PPS PUR PF

1.641.21.440

1.851.3

370 195-230 60-80 >150 20-40 170-190

0.3-1 0.5-2.5 0.5-1.5 0.5-1.5 0.5-1.50.70.20.91.2

三聚氰胺甲醛三聚氰胺酚甲GP聚脂树脂 MF MPF UP

1.51.6 2.0-2.1

1.31.10.9环氧树脂 EP1.9 30-80 1.7-1.9 70-80 60-80

150-165 160-180

1.2-2 0.8-1.8 40-60 ca.70 150-170 160-170 0.5-0.80.2