新塑胶产品知识塑胶原料选择

1、精选文档精选文档PAGEPAGE14精选文档PAGE塑胶原料选择一塑料选材的一般程序塑料也像金属同样，种类众多，固然已工业化的主要类型只有五十多种，但每类又有很多品级。如尼龙塑料则包含尼龙3、尼龙4、尼龙6、尼龙46、尼龙66、尼龙7、尼龙8、尼龙9、尼龙610、尼龙1010、尼龙11、尼龙12、尼龙13、尼龙612，尼龙9T，尼龙13，MC尼龙，尼龙MXD6尼龙等品种。每一品种还能够经过改性，比如加入填料或增强资料和其余协助资料，或经过共混制成合金；或经过加工工艺如定向拉伸、结晶、发泡等来获取新的性能，以知足使用要求。塑料的品种既然是这样众多，它们的性能又具可变性，所以，塑料应用的选材经常要

2、从塑猜中很多性能的综合均衡来考虑(包含工艺与成本)，并且某些性能数据如磨损性、冲击性尚不可以完好展望其使用性，有时又缺少正确靠谱的设计公式，所以，大部分塑料的选材过程是比较复杂的。为了能选择出性能和加工工艺均切合使用要求的、又尽量能恰到好处地量材使用的品种就要求采纳系统、综合的剖析方法来选材。一个完好的设计过程，应从构想、草图开始。选材在设计过程中是个重点步骤，关于指定零件的选材，最主要的是考虑零件的功能和决定零件功能的有关资料性能，同时还要考虑诸如零件的特色和禁忌、使用时的外界条件、临界条件、使用寿命和使用方式、维修方法、制品尺寸和尺寸精度、成型加工工艺、生产数目、生产速度、成本、原料根源和

3、经济效益等等。这些因素包含双方面，一方面是使用环境介质和环境条件，如构件承受的负荷和自重，冲击和振动等机械作用的影响；接触的气体、液体、固体及化学药品；曝露的大气环境(气温、湿度、降雨、阳光、冰雪以及有害气体等)的影响；储存环境条件和长久储存的的影响；别的，除静态破坏影响外，还要考虑摩擦升温、蠕变、成型缩短等惹起的变形、应力废弛以及频频应变而惹起的疲惫，高应变率惹起的力学性能变化等等。另一方面是搬运、勤务办理或操作时，制品可能遇到外力作用，甚至是不测的外力作用的影响。充分考虑这些因素才能明确所要求的综合性能。认识生产数目是为了从经济上考虑适合的成型加工方法。比方所需数目是几个至几十个，就不用要

4、制造模具，可直接用板材或棒材加工；需要数目是几百个左右时，可酌情采纳简略模具或树脂-金属模、低熔点合金模等；当需要量更多时则应采纳正规的模具成型。比如，设计的零件要急于使用，则考虑资料货源是主要的；如要设计宇航零件，则性能因素是最重要的；如设计通用产品，则应综合考虑性能和成本。下边列举一个典型的选材程序：零零件的构想：进行初步的功能设计，即零件的形状及其功能元件的形状，并考虑选择基本加工方法。(2)选材：依据在应力下与使用性能有关的塑料的工程性能和加工性来挑选候选资料，这些应力是零件工作时施加在制品上的。初步剖析设计：利用工程设计性能计算壁厚和零件的其余尺寸。并依据塑料的特色进行制品设计和模具

5、设计。(4)试制样品：在零件实质使用条件下或模拟零零件的使用条件下进行考验、查核。从头设计和从头试验：当发现性能不可以知足使用要求时，要从头挑选资料或从头设计并试验。(6)依据试制样品的试验状况和加工零零件的成本，确立最后设计和选材。(7)确立资料的技术规格和查验方法。有时上列步骤能够缩短，特别是在零零件要求简单，或新零件与旧零件的差异很小的时候。但是，有时选材步骤更加复杂，特别是在开发新应用时，或在塑料所承受的应力很复杂的状况下，系统、综合的剖析法不单是靠谱的成功方法，并且是节俭开发花费的门路二、塑料一般选材设计者绘出零件图后，要对零零件列出使用条件和重要选材因素、而后合理地选材。括以下三个

6、步骤：跟据应用目的，列出零件的所有功能要求(其实不是资料的性能)，并尽可能定量化。比如：在额定的连续载荷下同意的最大变形量；使用和运输过程中所受的应力种类和大小；能否长久受力，是动向或是静态应力；最高工作温度；在工作温度下同意的尺寸变化；零零件同意的尺寸公差；零零件的使用性能要求；零件能否要求着色、粘接、电镀等；要求储存期多长，能否在户外使用；有无耐燃性要求，等等。(2)依据零件的功能要求，考虑使用性能数值(工程性能)和设计数据，提出目标资料(零件材料)的性能数值，并经过这些性能要求来选定资料，即便这些性能预计是大略的，也会大大方便候选资料的挑选，为最后资料的选定供给有利的依照。选择适合资料性

7、能是很重点而又复杂的，因为零零件的某一功能经常包含几种性能，比如在尺寸稳固性的要求中除尺寸精度外，还要考虑线胀系数、模塑缩短率、吸水性、蠕变性等等。零件的强度和刚度，除了从资料性能上考虑之外，还要从制品构造设计上(如厚度和增强筋等)加以考虑。资料的成型工艺性、持久性、经济性等也都是选材时应试虑的因素。有时，某些使用要求不必定能明确对资料性能的定量要求，如电镀性常常要经过实质试验或已有的经验来挑选。又如塑料炮弹弹带，要求资料经受高速冲击、压缩、扭拧、剪切等复杂的外力作用和高速高温高压气流的影响，很难直接提出资料的定量性能要求，所以，除了经过力学计算外，还可经过模拟试验和探究试验来计算受力状况，提

8、出大略的性能要求。最后经过零件工程性能要求与资料性能的比较来确立候选资料。选择塑料时应注意下边几个问题：一定对采纳塑料的性能有较全面的认识，而后依据使用条件去考虑配方、工艺和制品设计等。塑料一般导热性低，采纳和设计时要充分注意。塑料的线胀系数一般比金属大，有的易吸水，所以尺寸变化较大，采纳和设计时要考虑适合的配合空隙和公差范围。有的塑料有应力开裂的偏向，采纳和设计时要尽量减少应力，制品设计要防止应力集中，或作适合的后办理，并要严格控制加工工艺。有的塑料有蠕变和后缩短或变形的偏向，采纳和设计时应充分注意。各样塑料有-必定的使用强度范围和同意接触的介质以及能承受的压力和速度极限，选用和设计时应当考

9、虑设计者绘出零件图后，要对零零件列出使用条件和重要选材因素、而后合理地选材。括以下三个步骤：(1)跟据应用目的，列出零件的所有功能要求(其实不是资料的性能)，并尽可能定量化。例如：在额定的连续载荷下同意的最大变形量；使用和运输过程中所受的应力种类和大小；能否长久受力，是动向或是静态应力；最高工作温度；在工作温度下同意的尺寸变化；零零件同意的尺寸公差；零零件的使用性能要求；零件能否要求着色、粘接、电镀等；要求储存期多长，能否在户外使用；有无耐燃性要求，等等。(2)依据零件的功能要求，考虑使用性能数值(工程性能)和设计数据，提出目标资料(部件资料)的性能数值，并经过这些性能要求来选定资料，即便这些

10、性能预计是大略的，也会大大方便候选资料的挑选，为最后资料的选定供给有利的依照。选择适合资料性能是很重点而又复杂的，因为零零件的某一功能经常包含几种性能，例如在尺寸稳固性的要求中除尺寸精度外，还要考虑线胀系数、模塑缩短率、吸水性、蠕变性等等。零件的强度和刚度，除了从资料性能上考虑之外，还要从制品构造设计上(如厚度和增强筋等)加以考虑。资料的成型工艺性、持久性、经济性等也都是选材时应试虑的因素。有时，某些使用要求不必定能明确对资料性能的定量要求，如电镀性常常要经过实质试验或已有的经验来挑选。又如塑料炮弹弹带，要求资料经受高速冲击、压缩、扭拧、剪切等复杂的外力作用和高速高温高压气流的影响，很难直接提

11、出资料的定量性能要求，所以，除了经过力学计算外，还可经过模拟试验和探究试验来计算受力状况，提出大略的性能要求。最后经过零件工程性能要求与资料性能的比较来确立候选资料。选择塑料时应注意下边几个问题：一定对采纳塑料的性能有较全面的认识，而后依据使用条件去考虑配方、工艺和制品设计等。塑料一般导热性低，采纳和设计时要充分注意。塑料的线胀系数一般比金属大，有的易吸水，所以尺寸变化较大，采纳和设计时要考虑适合的配合空隙和公差范围。有的塑料有应力开裂的偏向，采纳和设计时要尽量减少应力，制品设计要防止应力集中，或作适合的后办理，并要严格控制加工工艺。有的塑料有蠕变和后缩短或变形的偏向，采纳和设计时应充分注意。

12、各样塑料有-必定的使用强度范围和同意接触的介质以及能承受的压力和速度极限，采纳和设计时应当考虑。三、塑料选材的门路着手材，能够先行初，而后合价后行。初可通两个门路，品用途材；二是依据制品要求性能材（利用资料性能表和性能平分等）一是依据制；同要考成本和安全生等因素。下边就以一些已工化的塑料象，列几种易的材方法。1、依据用途材用途主假如指制品用域的，别的包含制品的使用境、受力型和作用方式、使用象等等因素。(1)使用境所使用境是指资料或制品使用受周境的温度、湿度、介等，特是温度和湿度的条件。依据用途的不同，温度条件可由南北极的低温到赤道或荒漠地域的炎气温，或许是宇航境的高低温，甚至在火灾的高温等；湿

13、度条件从在水中期或歇浸泡与露天雨淋到冬季的干燥状(30RH)；有的制品是在特别气体中使用或许用于接触化学液体或溶液的合；别的，自然曝露状下除了、雨、等影响外受太阳光的曝晒等等。所以，必考待用塑料使用境的适能力。制品的受力型和作用方式依据制品的受力型和受力状及其资料生的来能足使用要求的资料是很必需的。也就是，要考上述各样境下的外力作用是拉伸、曲折、歪曲、剪切、冲或摩擦，或是几种力的合作用。别的，要考外力的作用方式是迅速的(短)或是恒力或恒的，是频频力是增力等等。用于冲荷合的制品，冲度高的；用于恒定力的合并且必防备形，蠕小的资料；用于反力作用的合疲度比高的资料；使用象使用象是指派用塑料制品的国、地

14、域、民族和详细使用者的范。比如。国家不同，其准格也不同。如美国的气零件用的塑料，保其随和的安全性，要求必切合UL格。此外，色彩和案及形状的要求也会因国家、民族的随和而不同，合适的色彩和形状。使用者不同，如少儿、老年、女用品也各有不同的要求在工上使用也要考使用象，而不同的资料。(4)按用途行分。按用途分的方法有多种，有的按用域分。如汽运工用的，家用气用的，机械工用的，建筑资料用的，宇航和航空用的等等；有的，按用功能分。如构资料(外壳、容器等)，低摩擦擦资料(承、滑杆、等)，受力机械零件资料。耐、耐腐资料(化工、耐和火箭用资料)，资料(气构制品)、透光资料。表中列出一些机械零件采纳工程盟料的状况。

15、当有几种资料同属一用途，依据其使用特点和资料性能一步比和。最好2-3种行比。比方外壳用途就包含外壳，静外壳，外壳等，所以要求使用不同特征的塑料。外壳是常遇到烈震或微撞的容器，要求资料除有性和尺寸定性外，要有好的冲度。在室内用可采纳ABS塑料，在外使用的考耐老化性能好的资料。如AAS(丙睛-丙酸-苯乙共聚物)或MAAS，或用酚醛、环氧或聚的玻璃钢等。静态外壳是用在不活动或少活动的部位，如仪表壳、收音机和电视机外壳等。要求形状和尺寸稳固、雅观，一般可采纳高冲击强度聚苯乙烯、ABS、聚丙烯等；如要求透明则可采纳乙酸丁酸纤维素、聚甲基丙烯酸酯或聚碳酸酯。至于绝缘外壳，除要求绝缘外，有的还要求有高的机械

16、强度和冲击强度，如电动机罩、电动机械外壳等，则可采纳玻璃纤维增强聚碳酸酯，玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二酯(PBTP)或热固性树脂的玻璃钢等。按塑料应用范围选材(1)制造容器、外壳、盖、导管的塑料。这种制品一般不要求承载很大负荷，但要求有优秀甚至优秀的冲击强度和硬度、适中的拉伸强度和尺寸稳固性，以及优秀的外观和耐环境性，并要求资料的价钱适中。优秀的或对还有特殊性能要求的应特意考虑。假如采纳金属制造时，一般是采纳钢板、型钢、铸铝或冲切铝、轻合金或压铸金属。这些资料强度较高，刚硬度也好。可是，当碰到以下状况和要求时，采纳塑料更加适合。a一定防备共振并且要求传声小；b要求有必定的弹性变形以防备因为有时

17、碰撞而惹起的凹痕；c制品形状复杂，用金属加工工艺生产有困难；d制品不希望后加工；e.要求制品整体电绝缘(或部分绝缘)和绝热，或整体着色或要求透明、半透明;f.要求耐腐化和耐湿气，不生锈;考虑以上的特色、比较适合的资料见表(待增补)所示。有时，一种资料不可以知足要求，常常需要塑料和其余资料复合，比如需要控制蠕变或挠曲变形或特别耐磨耗时，可把带螺纹的金属嵌件嵌入塑料件中，假如要求构造壳体能经受碰撞和粗用时，可考虑采纳金属和塑料的复合板或在金属表面上复合塑料。低摩擦应用方面的塑料这种应用要求的资料需拥有低的摩擦系数甚至无润滑时摩擦系数也低，耐磨蚀性好，并具有适中至优秀的形稳性、耐热性和耐腐化性。过去

18、采纳铜锑锡合金、青铜、铸铁、预润滑的木材、石墨等。可是，当碰到以下状况和要求时，采纳塑料更加适合。a有腐化或磨耗；b加工时，润滑剂会污染产品；c组件一定在高于或低于一般润滑剂的合用温度下工作；d要求无养护操作；e用塑料可防止复杂的润滑系统；f急迫要求减重时；要求电绝缘；要求减弱声响、噪音；I.要求尽量减少擦伤和刻痕；j系统高负荷、低速运行会挤出一般润滑剂;滑粘性不适合时。依据上述要求，作为轴承减摩零件的适合塑料见表(待增补)所示。可是，当工作温度长久超过260或有很大的径向负荷、止推负荷时，或是需要连续高速运行，以及长久时间内要求轴的偏斜极小或要求轴的磨损先于轴承的磨损时，应试虑用其余资料。有

19、时(特别是碰到以下状况)可考虑用塑料和其余资料组合，如：a需要赶快发散热量，b要求蠕变极小；c.仅用塑料不可以承受太高负荷，等等。(3)用作重应力机械零件的资料(如齿轮、凸轮、齿条、联轴节、辊子等)这种应用要求资料的机械强度高、特别要求拥有高的曲折、拉伸和冲击强度，在高升温度时仍拥有优秀的耐疲惫性和稳固性，机械加工性优秀，尺寸稳固、能模塑成型精细公差制品。过去是采纳铸铁、钢、黄铜等，可是，当碰到以下状况和要求时，考虑用塑料更加适合。a急迫要求减重;b使用环境砂尘多，有磨蚀和腐化;c尽量减小声响或振动；d希望有综合效能。依据上述要求，比较适合的塑料见表(有待增补)所示。可是，假如要求承受重担荷、

20、工作温度高、以及急迫要求降低资料成本时。应试虑用其余资料。假如要求高耐冲击、耐曲折并且要求成本低时，能够考虑采纳塑料与其余资料(如金属)构成的构造复合资料。用作化工设施的塑料和耐热塑料这种应用要求资料耐化学腐化、吸湿性小有的还要求耐高低温，拥有一般到优秀的机械强度。过去是采纳不锈钢、钦、铌、和其余贵金属。可是当碰到以下状况和要求时，可考虑用塑料更加适合。a特别要求耐腐化，而不锈钢又不可以知足要求；要求既耐腐化又耐磨损；c急迫要求降低成本或延伸化工设施的使用寿命；d要求减少养护，便于维修；e要求绝热，隔热以及耐刹时高温或烧蚀(为了选材方便，也可将耐热塑料另分一类)依据上述的要求，比较适合的塑料见

21、表(有待增补)。别的，还有不饱和聚酯玻璃钢用于大型手糊制品；酚醛或改性酚醛塑料用于耐高温、耐烧蚀、或既耐热又要求拥有较高强度的制品。但是，假如要求的机械强度不高，工作温度长久超出290，并且在高低温改动范围很宽的状况下要求尺寸稳固性优秀时，应试虑新式复合资料或用其余资料。假如工作条件要求强度很高，并且要有极好的耐腐化性，或许要求在高升温度下极耐腐化，或许需要借助塑料在高温下慢慢烧蚀来保护金属免受破坏，则可考虑用塑料和其余资料构成的复合资料(如石墨、耐热树脂与填料或石棉、碳纤、Si02纤维等构成的复合资料)。用作电气构造零件的塑料这种应用要求资料在低至中频下电绝缘性优秀，拥有高的强度和抗冲击性能

22、，优秀的耐疲劳性和耐热性，在高升温度状况下，尺寸稳固性优秀。过去是用陶瓷、玻璃或云母，可是，当遇到以下状况和要求时，考虑用塑料更加适合。a有冲击负荷；b急迫要求减重；c尺寸精度要求较严格，陶瓷、玻璃等无机绝缘资料加工达不到要求时；d要求制造形状复杂的导体灌封或封嵌件等)。-绝缘体组合成整体的制品或零件(如印刷电路、集流环组件、依据上述的要求，比较适合的塑料见表（待增补）别的，还有聚酯(PETP、PBTP)、氟塑料、聚苯醚、聚砜、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、酚醚树脂(xylok-新式酚醚树脂。聚对二甲苯也是较好的绝缘资料。作为一般绝缘资料还可采纳聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯可用于制造一般电线电

23、缆绝缘。此中聚碳酸酯用于要求高冲击强度的透明零件；浇铸环氧或模塑料可包封电子和电气元件。合用于要求对环境有最大抗耐能力的场合。组合电器组件的包封能够用有机硅橡胶和环氧组合封来获取更佳的性能；模塑的环氧用于在宽广的温度范围内要求尺寸稳固的零件；三聚氰胺甲醛塑料用于要求拥有较大硬度的零件；有机硅聚合物用于要求耐高温的场合；氨基塑料用于要求价钱便宜的场合；酚醛层压资料用于冲切和模冲零件等等。可是，假如工作温度极高，或压缩负荷很高时，应试虑用其余资料。用作透光零件、透明板和模型的塑料这种透明或带色的半透明资料要求透光性优秀，具有优秀至优秀的二次成型性和成型加工性，不易碎(耐冲击)、并有一般至优秀的拉伸

24、强度。过去大部分采纳玻璃，可是玻璃存在一些弊端，特别是不可以知足以下使用要求：a.制品要求耐冲击、耐振动、不易击碎；b.要求拥有必定的可弯的性；c.要求有更高的比强度；d资料一定是天然半透明而不该经过表面办理来达到半透明；e要求易于成型形状复杂的制品；等等。依据上述的要求，比较适合的塑料见表(待增补)此中丙烯酸酯类塑料介绍作一般应用，特别合用于光学、装修和室外应用。浇铸的丙烯酸酪板料，拥有较高的强度和透明性，可制造中、低精度透镜，挤压成型用的丙烯酸酯塑料价钱较低(特别是制造薄的制品)，并且有较好的二次成型性；在透明塑猜中聚碳酸酯拥有最高的强度，可制作透明的面罩、防备眼镜或防备板。乙酸丁酸纤维素

25、拥有优秀的耐冲击性，并可深延成型；透明聚氯乙烯拥有最正确的二次成型性和印刷适应性；乙酸纤维素塑料可用作可曲折的透明板和防备板；中等抗冲击的聚苯乙烯和硬质聚氯乙烯塑料是价钱便宜的透明和半透明资料；聚苯乙烯可制作价钱最低的模塑透明零件。烯丙基二甘醇酯树脂(CR-39)是当前光学上主要使用的热固性塑料，其透明性，耐磨性，抗冲击性及耐化学性都很好，采纳表面镀膜或涂有机硅酮膜来提升其表面硬度和耐磨性，能连续耐100，短期内耐150。但另有吸湿性较大等问题，当前主要用于制作镜片。可是，假如要求制品拥有极好的耐化学性或者要求适应高的工作温度，或在工作条件下有磨损，在宽广的温度范围内要求有极好的尺寸稳固性，则

26、应试虑对塑料进行表面办理或采纳其余资料。跟着新资料的不停出现，选材表也要不停补充改正，以利于提升制质量量、降低成本。如轴承、轴瓦等低摩擦资料，从前向来使用布基酚醛层压品，但最近几年来则采纳尼龙和聚甲醛，要求摩擦系数更小和全耐热时可即含氛塑料粉末或纤维的聚甲醛或聚酰亚胺。依据要求的性能选材聚合物资料在不同应用处合下，会经受各样外力和环境的综合作用。所以第一要详尽了解使用条件及其对资料性能的要求，而后依据性能要求选材并进行设计。可是依据资料性能数据选材时，制品设计者应当注意，塑料和金属之间有显然的差异，对金属而言，其性能数据基本上可用于资料的挑选和制品设计，但是，粘弹性的塑料却不同样，各样测试标准

27、和文献记录的聚合物性能数据是在很多特定条件下的，往常是短时期作使劲或许指定温度或低应变速率下的，这些条件可能与实质工作状态差异较大，特别不适于展望塑料的使用强度和对升温的耐力，所以，所有的塑料选材都要把所有功能要求变换成与实质使用性能有关的工程性能，并依据要求的性能进行选材。往常依据性能选材的方法有：对塑料性能分项考虑、比较的选材；同时考虑多项性能综合评论的选材。对塑料性能分项考虑、比较的选材相对密度塑料基材的相对密度一般都在0.91(聚丙烯)到2.2(聚四氟乙烯)的范围内。但若制成泡沫塑料，相对密度就会减少到0.04或更低；填补无机资料或金属等资料能使相对密度达到3左右。塑料比金属的相对密度小(铝2.