塑料结构与性能

《塑料成型工艺及

模具设计》

塑料结构与性能机电工程系戴护民2009-8-22理解塑料材料聚合物，是塑料的主要成分，出自希腊语“许多部分”。许多塑料词汇来源于希腊语，聚合体用来描述由很多重复单元组成的大分子的材料。它们以化学方式结合成为链状结构。蚕丝，棉花、羊毛是自然聚合物的例子。在最近40年，化学工业已经开发出过剩的人造聚合物，以满足产品多样性对材料的需求：例如油漆，衣料。光纤，胶片，人造橡胶以及结构塑料。严格来说，数千种材料可以被归为塑料，然而这一术语在今天通常只应用于聚合材料，但不包括光纤．光纤可以被铸造或者成型为固体或半固体。聚合是一个将单体绑定成块并构造大分子的化学过程。商用的聚合体的分子通常具有上千个重复单元的长度。塑料的历史1839–

自然界橡胶-CharlesGoodyear发明加工方法1839–

发现聚苯乙烯（PS）-EduardSimon1872–

聚氯乙烯（PVC）-firstcreatedbyEugenBaumann1909–

酚醛塑料—苯酚甲醛命名为酚醛塑料-LeoBaekeland1926–

乙烯基

（PVC）-WalterSemon发明可塑PVC.1927–

醋酸纤维

1935–

低密度

聚乙烯（LDPE）-ReginaldGibsonandEricFawcett1936–

丙烯酸or聚甲基丙烯酸甲酯

1938–

聚苯乙烯应用

1938–

聚四氟乙烯（PTFE）命名为铁氟龙（Teflon）-RoyPlunkett1939–

尼龙（Nylon）被用作是丝绸的替代品–WallaceH.Carothers1941–

聚对苯二甲酸乙二醇酯（Pet）-WhinfieldandDickson1942–

不饱和聚酯（PET）-JohnRexWhinfieldandJamesTennantDickson1951–

高密度聚乙烯（HDPE）-PaulHoganandRobertBanks1951–

聚丙烯

（PP）-PaulHoganandRobertBanks1954–

绝缘聚苯乙烯泡沫-RayMcIntire1964–

聚酰亚胺

1970–

热塑性聚酯1985–

结晶（液晶）聚合物塑料加工技术的简要历史1878年，John和IsaiahHyath，从1870年的金属铸造专利出发，提出了第一台注射模机器专利用于生产撞球。1909年，LeonH.Bakeland开发了苯酚－甲醛，是一种热固性塑料，它不能像热塑性塑料一样被重复利用，目前已经成为市场的主导塑料类型之一。经过大约30年的努力，WallaceH.Carothers

领导开发了尼龙nylon(PA)

，建立了缩聚合（作用）的基本原理，大大推动了热塑性塑料采用注射模塑的方式经济地制造产品。ISO1043-1/2/3

用字母简单地定义了聚合物，使塑料的辨识变得很方便。

今天我们可以把普通热塑性塑料分为30个大家族。

(例如：ABS,PA,POM,和PC)。从基本30个家族出发，通过修改结构（例如：PA6,PA66,PA12,LDPE,HDPE），填充物（例如：PA6GF30%,PPH30%T）以及混合（例如：PC-AB）已经发展出150个以上塑料家族。现在市场上可用的不同商业级别的塑料已经超过10万种。几个基本的定义

聚合物：由一些小的部分构成的大分子结构

单体:(重复)构成部分

均聚（合）物：由相同的单体得到的聚合物。

共聚物:不同单体构成的聚合物。

混合：

不同聚合物的混合物。

热塑性塑料：可以重复熔化和凝固的聚合物。

热固性塑料：在成型过程中聚合物化学反应形成交联网状结构。热固性塑料不能被再次加热熔化以及分解。

弹性体（人造橡胶）：允许大的，可恢复的弹性变形。软的，很低的玻璃化转换温度，部分交联网状结构。

弹性体可以是热固性或者热塑性。化学结构大多数塑料由下面元素构成：C–

碳(4价,12g/mol)H–

氢(1价,1g/mol)O–

氧(2价,16g/mol)Cl–

氯(1价,35g/mol)N

–

氮(3价,14g/mol)S

–

硫(2价,32g/mol)F

–

氟(1价,19g/mol)化合物的分子式是以原子的排列方式表示的分子结构，同时分子里面的化学键也在分子式里表示出来了。化学式很容易的表示了化合物是有那些原子构成的，以及在发生化学反应时这些原子之间的关系。聚合物描述聚合物是高分子。它们不是原子的随意组合；聚合物是由较小的分子（单体）构成的,由很多重复的单体构成了特征链。如聚苯乙烯：

x表示重复单元的数目，成为聚合度。聚合物分子分类1/3重复单元包括可辨识功能的基用于描述聚合体。这个术语强调的基是聚合体合成时的单体，但是这种用法不是很精确。例如：聚酯聚醚聚酰亚胺聚合物分子分类2/3聚合体通常根据单体命名，一条包含CH2基的聚合物叫做聚乙烯（polyethylene）,而不是聚亚甲基（polymethylene）。同样地，包含6个碳元素的聚酰胺（己内酰胺）称为尼龙-6

（polycaprolactam）。

（己内酰胺）（尼龙-6）聚合物分子分类3/3当然，对于聚合物的命名有系统的规则(国际理论与应用化学联合会IUPAC提出)，

但是当聚合物很复杂时，按照命名规则的叫法就会非常罗嗦，因此出现了很多行话（俚语）。这些俚语名称通常包含了化学描述的痕迹，

但是被大大简化了。例如(碳氧基-1,4-亚本基-异丙基-1,4-亚丙基)被称为“聚碳酸酯(PC)”是因为它包含了碳酸盐的链接(高亮显示部分)。参照IUPAC聚合物命名法:

应用化学1976,48,373.（标准）

高分子1973,6,149（标准）（聚碳酸酯）PC化学结构构式举例例:聚乙烯单体:碳原子两两侧联接接两个乙乙烯基。。化学结结构式可可以写成成：C2H4或者更好好的CH2=CH2(碳原子之之间有两两个联接接因为碳碳的化合合价是4价)。聚合物:聚乙烯是是由乙烯烯基单体体组成的的聚合物物。它只只包括CH2基的长链链结构，，化学式式可以写写成：(C2-H4)n。下面是它它们各自自化学式式的结构构：HHHHHHHHHHHHH|||||||||||||C=C––C––C––C–C––C––C–C––C––C–C––C––|||||||||||||HHHHHHHHHHHHH乙烯基聚乙烯的的重复单单位侧基骨架复习：塑塑料“三三态”与与4个重要温温度由图中可可见，对对一个典典型的无无定形聚聚合物来来说，有有比较明明显的几几个特征征温度：：①①脆化化温度TB低于脆化化温度的的聚合物物，像玻玻璃一样样发脆，，塑料无无使用价价值。最最近开发发一种在在TB温度以下下来粉碎碎一些柔柔软性较较大的很很难用一一般粉碎碎方法在在常温下下粉碎的的塑料和和高弹体体；②②玻玻璃化温温度Tg塑料在TB-Tg温度下称称为玻璃态下的塑料料，这是是塑料的的极限使使用温度度范围。。玻璃态态下的聚聚合物可可以进行行机械加加工：车车、刨、、磨、钉钉，还可可进行粘粘接、涂涂装、印印刷；③③熔融温温度Tm处于Tg-Tm之间的塑塑料叫高弹态下的塑料料，塑料料在高弹弹态下可可以进行行分子的的结晶、、拉伸定定向、收收缩、真真空热成成型、热热定型。。也就是是说，高高弹态下下的聚合合物分子子，由于于分子热热运动的的力量，，可以在在固定的的位置上上有一定定自由度度；分子子结构具具有高度度规整性性的聚合合物可以以在高弹弹态下结结晶；可可以在外外力作用用下分子子顺外力力作用方方向进行行定向排排布；还还可以在在软化温温度附近近进行真真空热成成型或压压制成型型。尼龙龙等一类类工程塑塑料，可可以在高高弹态下下退火处处理或淬淬火处理理，以改改善聚合合物的各各种性能能。④④分分解温度度TD到了TD温度，聚合合物分子发发生热分解解，超过这这个温度聚聚合物分解解剧烈，为为此，聚合合物的熔融融成型温度度只能在Tm-TD之间熔融态下进行。主要聚合物物重复的化化学结构1/3聚合物重复复的化学结结构名名称称Tg(ººC)Tm(ººC)XXX=HLDPE,HDPE（低密度聚聚乙烯）-120140–C––C––X=FPTFE（聚四氟乙乙烯）-113327XXX=CH3PP（聚丙烯））-10170HXX=ClPVC(聚氯乙烯)80220–C––C––X=C6H5PS（聚苯乙烯烯）100-HHX=CnPAN(丙烯晴)105-X=OCOCH3PVAc29-HXX=ClPVDC(聚二氯乙烯烯)-18205–C––C––X=FPVDF(聚偏氟乙烯烯)-45210HXX=CH3PIB(合成橡胶)-7525HXX=CH3–C––C––Y=COOCH3PMMA（聚甲基丙丙烯酸甲酯酯）105-HY主要聚合物物重复的化化学结构2/3聚合物重复复的化学结结构名名称称Tg(ººC)Tm(ººC)HC=CXX=HPolybutadiene（聚丁二烯烯）-8511/\X=CH3Polyisoprene（聚异戊二二烯）-7525–CH2CH2–n=1POM（聚甲醛））-85170–O––(CH2)n–n=2PEO（聚氧乙烯烯）-6770OOlllln=2PET（聚酯）70 265–O–(CH2)n–O–CC–n=4PBT聚丁苯二甲甲酸丁二酯酯80 232Olln=5PA-6(尼龙-6)50 228–(CH2)n–C––N––n=10PA-11(尼龙-11)46 185lHOOn=6,m=4PA-66(尼龙-66)57 265llll–(CH2)n–N–C––(CH2)m–C–N––llHH主要聚合物物重复的化化学结构3/3聚合物重复复的化学结结构名名称称Tg(ººC)Tm(ººC)/CH3– –O––PPO（聚苯醚））209(261)\CH3CH3Olll– –C–––O––C––O–– PC（聚碳酸酯酯）145(290)lCH3– –S––PPS(聚苯硫醚)90 285–OH––––CO2H–LCP(液晶聚合物物)119380高分子链的的分类链状结构分分为三类,(线性，枝状状，交联).大多数聚合合物是线性性链，但是是枝状链有有非常重要要的应用，，不规则形形状的高枝枝状聚合物物是当前研研究的热点点。线性枝状交联枝状链如果聚乙烯烯是由少量量短的枝状状链（侧链链）构成的的称为高密密度聚乙烯烯high-densityPE(HDPE)。如果是由大大量的，较较长的枝状状链构成，，称为低密密度聚乙烯烯low-densityPE(LDPE)。聚合聚合是单体体通过化学学键联结形形成大分子子，很多方方式都可以以完成聚合合。在加聚反应中，，在在长长大大的的聚聚合合物物分分子子中中通通过过连连锁锁反反应应一一次次加加入入一一个个单单体体，，新新加加入入的的单单体体为为下下一一次次反反应应创创造造一一个个新新的的活活性性部部位位。。在缩聚聚反反应应中，，反反应应发发生生在在单单体体之之间间或或者者链链末末端端的的基基上上，，释释放放出出小小的的分分子子（（通通常常是是水水H2O）这这种种可可逆逆的的反反应应如如果果在在水水没没有有被被移移走走的的情情况况下下会会达达到到平平衡衡并并停停止止。。理解解聚聚合合工工艺艺可可以以深深刻刻理理解解塑塑料料的的性性质质。。例例如如，，通通过过缩缩聚聚反反应应制制造造的的塑塑料料，，水水分分被被释释放放出出来来了了，，如如果果暴暴露露在在水水分分和和高高温温下下就就会会降降解解（（去去聚聚合合））。。联结结联结结的的类类型型和和状状态态决决定定机机械械性性能能：：主要要的的联联结结共价价键键(C-C,C-O,C-H,C-N)沿着着分分子子链链的的共共价价键键链与与链链之之间间的的共共价价键键联联结结次要要的的联联结结范德德华华力力（（分分子子间间作作用用力力））氢键键离子子键键链与与链链之之间间的的次次要要联联结结联结结热塑塑性性塑塑料料沿着着分分子子链链的的共共价价键键链与与链链之之间间是是次次要要的的联联结结2维结结构构热固固性性塑塑料料沿着着分分子子链链和和分分子子链链之之间间都都是是（（交交联联））共共价价键键联联结结3维网网状状结结构构弹性性体体部分分交交联联联联结结2.5维网状状结结构构低分分子子量量到到高高分分子子量量-[CH2]n-分子子量量影影响响材材料料的的性性质质。。分子链中n值材料的状态和性能应用1－4简单的气体气体5－11简单的液体汽油9－16中等粘度的液体煤油16－25高粘度的液体油脂25－50结晶固体蜡50－1000半结晶固体涂料1000－5000强，韧的塑料固体塑料制品3－6万纤维增强纤维气体液体固体分子子量量为什什么么重重要要？？分子子量量是是很很重重要要的的，，因因为为它它决决定定了了很很多多物物理理性性能能。。例例如如：：转转变变温温度度（（液液态态到到蜡蜡状状到到橡橡胶胶态态到到固固体体）），，机机械械性性能能（硬度，，强度，，粘弹性性，韧性性和粘度度）。拉伸强度度分子量（熔化））粘度分子量物理性能能加工性能能：热塑性塑塑料很容易熔熔化并成成型出制制品，通通常是线线性和枝枝状分子子结构。。大多数数热塑性性塑料能能够溶于于合适的的溶剂。。热固性塑塑料加热后会会分解，通常是是交联结结构并且且不溶于于溶剂。。用热固固性塑料料加工零零件时，，通常是是让塑料料在模具具内完成成合成。。一旦固固化，改改变这种种零件的的唯一方方法是采采用机加加工方式式（如，研研磨，钻钻孔等））。物理性能能：能够延展展和回弹弹的聚合合物称为为橡胶或或弹性体，通常是是部分交交联，通通过共价价键交联联或者氢氢键交联联。根据据聚合物物的应用用，还包包括塑料，粘合剂，，纤维等等。聚合合物通常常称为““树脂””，但是是“树脂脂”偶尔尔也指热热固性塑塑料。塑料材料料塑料材料热固性热塑性弹性体无定形半结晶型结晶型半结晶型型和无定定形塑料料半结晶型型塑料有固定的的熔化温温度(Tm)在这个温温度下有有序的区区域被打打破变成成无序。。相反，无无定形区区域在一一个相对对很宽的的温度范范围内软软化(低于Tm)，软化的的温度成成为玻璃璃化转变变温度(Tg)。完全无定定形塑料料没有Tm，但是，，所有的的塑料都都有Tg。在Tm以上温度度，塑料料变成液液态。无定形塑塑料举例例：常规规的聚苯乙烯烯(PS)和聚甲基基苯基酸酸甲酯/有机玻璃璃(PMMA)。结晶型塑塑料举例例：聚乙乙烯(PE,PE-LD,PS-HD)，聚酯(PET)。还有一类类塑料称称为结晶晶型塑料料，是目目前工业业和学术术研究的的热点。。结晶型塑塑料结晶型塑塑料是基基于羟基芳香聚聚酯及其其单体的的一类结结晶材料料。与半结晶晶型塑料料的主要要区别是是：长的，刚刚硬的，，棒状分分子，即即使在熔熔化状态态也保持持有序（（向列结结构）。。三类热塑塑性塑料料之间的的区别无定形和和半结晶晶两类塑料料在熔化化状态下下都是无无序的微微观结构构。无定定形塑料料在冷却却状态时时保持了了这种无无序结构构，因此此零件会会有好的的冲击强强度但是是硬度较较差。此此外，采采用提高高分子量量的方式式提高承承载能力力，会导导致塑料料的粘度度变高，，流动性性变差，，很难充充满薄壁壁零件和和一些精精细的部部位。半半结晶型型塑料冷冷却时会会形成被被无定形形结构包包围的高高度有序序的结晶晶区域，，有序的的结构提提高了承承载强度度和抗化化学腐蚀蚀性能，，但是降降低了冲冲击强度度。结晶型比半结晶晶型塑料料有更好好的加工工性能和和很好的的机械强强度。熔熔化状态态下，刚刚硬、棒棒状的结结晶型分分子保持持有序状状态，就就像没有有煮过的的面条一一样有序序。刚硬硬、棒状状的结构构也限制制了分子子链的相相互缠绕绕。在熔熔化状态态，在剪剪切作用用下这些些棒状分分子相互互滑动，，粘度很很低。在在很低的的压力下下就可以以流动，，这使得得很容易易充满薄薄壁零件件和精细细区域。。由于在在熔化状状态高度度有序，，在冷却却时，它它们只需需要极短短的时间间或者不不需要时时间就可可以完成成结晶，，这使得得结晶型型塑料在在很高的的温度下下就会有有很高的的硬度，，能够被被快速顶顶出。低低的熔化化热，可可以忽略略的结晶晶时间，，以及高高温下的的高硬度度导致结结晶型塑塑料成型型周期只只是普通通热塑性性塑料的的一半。。三类热塑塑性塑料料的性能能比较无定形塑料半结晶型塑料结晶型塑料熔化态和固态下都是随机的分子链分布固态分子链链有序分布；熔化态随机分布高的连贯链；熔化态和固态都是非常有序的分子结构流动性差流动性好流动性极好玻璃纤维增强提高材料性能有限玻纤增强提高承载能力，尤其对高结晶塑料提高更大玻纤增强降低各向异性，提高承载能力可以用于制作透明零件由于结晶结构，零件通常不透明由于高度结晶，零件不透明抗化学腐蚀能力差抗化学腐蚀能力好抗化学腐蚀能力极好拉伸强度和模量低拉伸强度和模量高拉伸强度和模量极高服役温度低服役温度高服役温度最高塑料分类类：使用用场合，，成本和和性能$塑料性能能塑料成型型工艺与与金属工工艺相比比，因为为塑料的的多样性性，设计计者有更更多的选选择自由由。然而而，与金金属相比比，塑料料的机械械性能对对塑料种种类，速速率，持持续时间间，载荷荷频率，，加工温温度变化化，相对对湿度等等非常敏敏感。塑塑件设计计者必须须考虑这这些条件件下的材材料反应应。下表表列出了了5种载荷条条件以及及相应的的材料性性能。载荷条件

相应的材料性能1.短期载荷

应力应变行为2.长期载荷

蠕变和应力松弛3.循环载荷

疲劳4.高速度/冲击载荷

冲击强度5.极端温度下的载荷

热力学行为塑料拉伸伸性能测测试实验设置置：夹持持试样两两端，施施加拉力力，记录录试样应应力应变变。应力(σ)和应变变(ε)的定义：：施加力(F)应力(σ)ΞΞ——————————————————横截面积积(A)L–L0应变(ε)ΞΞ———————L0应力(σ)杨氏模量量(E)ΞΞ———————应变(ε)(a)拉伸试样样，横截截面积A,初始长度度L0。(b)拉伸试样样受恒定定载荷F作用，拉拉伸长度度L。拉伸性能能的概念念1/2拉伸性能能的概念念2/2粘弹性模模型和弹弹性/阻尼（缓缓冲）模模型对于塑料料这种粘粘弹性材材料，短短期拉伸伸测试数数据主要要反映了了材料的的弹性响响应数据据。材料料与时间间相关的的粘弹性性行为（（在长期期载荷作作用下））也必须须测试和和评估，，找到长长期载荷荷作用的的有害因因素。弹性模型型和缓冲冲模型的的组合，，可以用用来建立立载荷作作用下塑塑料模型型。弹性行为为（虎克克）弹性表示示材料对对载荷的的弹性响响应：σ=施加应力力ε=诱发应变变T=时间时间(T)应力(σ)时间(T)应变(ε)粘性行为为（牛顿顿）缓冲表示材料料对载荷荷的粘性性响应：：σ=施加应力力ε=诱发应变变T=时间缓冲器由由一一个圆筒筒支撑一一个浸入入粘性流流体的活活塞组成成。时间(T)应力(σ)时间(T)应变(ε)粘弹性行行为1/3粘弹性理想弹性性行为理想粘性性行为罗宾汉知知道道永远不不要离开开自己的的弓箭。。拉伸一个个结晶固固体，能能量会储储存在化化学键内内剪切应力力作用于于流体，，能量会会消散在在流动中中Time(T)Stress(σ)Time(T)Stain(ε)Time(T)Stain(ε)Time(T)Stress(σ)蠕变和应应力松弛弛粘弹性行行为2/3在时间t0,恒定应力力施加在在粘弹性性材料上上，保持持足够长长的时间间。材料料对应力力的响应应是t0时刻有个个初始应应变然后后增大直直到材料料最终失失效。图图（b）当应力保保持一个个较短的的时间，，材料经经历一个个初始应应变，随随后增大大，直到到时间t1时刻应力力撤销（（应变迅迅速降低低），然然后缓慢慢降低，，直到t>t2，留下残残余应变变。t0t1（a）（b）t2粘弹性行行为3/3几个力学学模型(例如：Maxwell,Voight-Kelvin,Burger)模仿材料料对载荷荷的典型型粘弹性性响应。。Voight-Kelvin力学模型型是塑料料最常用用的模型型。Voight-Kelvin力学模模型的的组成成：串联的弹弹簧代表表弹性，，可完全全恢复的的响应。。串联的缓缓冲器代代表有时时间依赖赖性的，，在载荷荷移除后后不能完完全恢复复的响应应。并联的弹弹簧和缓缓冲器代代表有时时间依赖赖性的，，在弹簧簧作用一一段时间间后，可可完全恢恢复的响响应。变形载荷（弹簧）弹性部分（弹簧）粘性部分（缓冲器）（缓冲器）变形载荷应力-应变曲线线（拉伸伸测试结结果）线性范围拉伸弹性模量屈服强度屈服强度对应的应变拉伸极限强度断裂时的强度极限应变应变应力拉伸性能能1/2拉伸性能能，对结结构设计计非常重重要，用用于比较较塑料的的相对强强度和硬硬度。Testmethod:ISO527(ASTMD638).拉伸（弹弹性）模模量(MPa):拉伸模量量用于衡衡量塑料料的硬度度。高的的弹性模模量意味味着高的的硬度。。增塑剂通通常降低低拉伸模模量。纤纤维和填填充物增增加拉伸伸模量，，但是会会引起模模量的各各向异性性。这个个值受硬硬度影响响。屈服应力力(MPa):是塑件功功能使用用的最高高极限。。屈服伸长长（延伸伸率）(%):断裂应力力(MPa):断裂延伸伸率(%):弹性模量量与温度度的关系系（半结结晶型塑塑料）典型热塑塑性塑料料的应力力-应变曲线线右图是左左图弹性性部分的的放大。。点P是比例极极限，用用作设计计的应变变极限。。点I是弹性极极限，超超过这个个点，塑塑件无法法回到原原始尺寸寸。弹性极限限比例极限限杨氏模量量纤维增强强塑料的的应力-应变曲线线玻璃纤维维显著提提高极限限强度，，屈服强强度，比比例极限限和杨氏氏模量，，在很低低的应变变值（变变形小））就断裂裂。另一一方面，，普通塑塑料在超超过屈服服点后应应力会降降低，然然后缓慢慢增加直直到断裂裂。断裂纤维增强强塑料屈服点普通（无无填充））塑料材料种类类决定了了曲线的的形状金属有较较高的弹弹性模量量和较低低的延伸伸率。塑料有高高/低弹性模模量，比比金属延延伸率高高。塑料软就就弱，硬硬就脆。。金属塑料拉伸速率率、温度度与应力力-应变曲线线载荷速率率（应变变速率））对塑料料的应力力-应变行为为影响很很大。下下图是载载荷速率率和温度度对半结结晶数量量拉伸应应力-应变曲线线的影响响。总的的来说，，高载荷荷速率或或低温下下，塑料料表现出出硬和脆脆。相反，在在低载荷荷速率和和高温下下，塑料料表现出出软和容容易变形形。增加载荷荷速率会会显著增增加屈服服强度和和极限强强度。增增加温度度会导致致比例极极限，屈屈服强度度和极限限强度降降低。拉伸性能能是温度度的函数数塑料在不不同温度度下的应应力应变变曲线(示意图)拉伸强度度应变蠕变和应应力松弛弛1/2蠕变和应应力松弛弛是在长长期载荷荷作用下下塑件结结构设计计必须考考虑的问问题。从从施加载载荷并保保持下去去，结构构持续变变形，这这种在载载荷长期期作用下下的永久久的变形形称作蠕蠕变。典型的蠕蠕变是弯弯曲曲线线。蠕变变决定于于载荷和和时间。。时间和温温度决定定了蠕变变模量。蠕变模模量是恒恒定应力力与应变变(由时间，，温度决决定)的比值。。(σ)蠕变模量量(Ec)Ξ———————ε(t,T)蠕变和应应力松弛弛2/2温度升高高，蠕变变和应力力松弛的的速率会会增大。。如果载荷荷持续足足够长的的时间，，将会出出现破裂裂。这称称作应力力破裂。。在外应力力作用下下，需要要考虑残残余应力力。应力松弛弛是蠕变变的必然然结果。。在变形形程度相相同时，，载荷作作用时间间时间越越长的应应力值越越低。疲劳当塑件承承受循环环载荷，，需要在在设计时时考虑疲疲劳的影影响。如果只是是恒定载载荷，我我们使用用比例极极限作为为设计时时的参考考。循环环载荷时时使用S-N(应力vs.循环次数数)曲线作为为设计准准则。S-N曲线是在在确定的的频率，，温度和和载荷幅幅度下通通过弯曲曲，扭转转，拉伸伸试验得得到的。。当循环环次数增增大时，，塑件疲疲劳断裂裂的应力力值会降降低。冲击强度度塑料是粘粘弹性的的，它们们的性能能强烈依依赖于时时间，塑塑料，频频率，载载荷的持持续时间间，和温温度。冲击强度度（韧性性）指的的是材料料抵抗冲冲击载荷荷的能力力。材料的冲冲击强度度随着载载荷速率率的增加加而增加加。随着着冲击速速度的增增加，材材料脆性性增加（（韧性减减小）。。降低温温度也会会导致材材料脆性性增加。。冲击强度度跟缺口口有关。。尖锐的的圆角（（应力集集中）会会导致冲冲击强度度下降。。弯曲性能能（Flexuralproperties）弯曲性能能是塑件件抵抗弯弯曲载荷荷作用的的能力。。Testmethod:ISO178(ASTMD790).弯曲模量量(MPa):弹性区应应力与应应变的比比值，弯弯曲模量量衡量的的是弯曲曲中塑料料的硬度度。弯曲强度度(MPa):在载荷作作用下抵抵抗弯曲曲变形的的能力。。熔融流动动速率(MFR)测试设备备熔融流动动速率(MFR)MaterialTemp(ºC)Load(Kg)MaterialTemp(ºC)Load(Kg)PP2305PS2005POM1902.16PC3001.2ABS22010PMMA2303.8SAN22010PC/ABS2602.16/5水分（湿湿气）对对MFR的影响体积-温度关系系图(无定形/半结晶型型)CommonamorphousregionsCrystallizationrange压力-体积-温度（PVT）关系(无定形塑塑料)无定形塑塑料–粘弹性（（行为））范围热性能线性热膨膨胀系数数(CTE)单位温度度下，塑塑料长度度的变化化率。cm/cm/°°CTestmethod:ISO11359(ASTMD831).导热系数数,单位：W/K••m,材料导热热能力。。电性能1/2绝缘强度度（DielectricStrength）:材料绝缘缘能力。。电压梯梯度,单位kV/mm（材料厚厚度）Testmethod:IEC60243(ASTMD149).介电常数数（DielectricConstant）:电镀能力力的衡量量。Testmethod:IEC60250(ASTMD150).材料性能能1/2密度Density(g/cm3):吸水（湿湿）性WaterAbsorption(%,24hr):塑料吸收收水平的的能力，，决定于于分子结结构，填填充物和和添加剂剂。Testmethod:IEC62(ASTMD570).材料性能能2/2光投射系系数Hazeandluminoustransmittance(%):材料的透透明度。。IEC13468(ASTMD1003).硬度Hardnessproperties耐磨，耐耐刮能力力。塑料料一般测测试铅笔笔硬度。。Testmethod:ISO868(ASTMD2240).可燃性等等级(V-x)垂直测试试:V-2Burningstopswithin30seconds;Flamingdripsallowed.V-1Burningstopswithin30seconds;Noflamingdripsallowed.V-0Burningstopswithin10seconds;Nodripsallowed.添加剂加入添加加剂，增增强物，，和填料料的原因因1.提升加工工性能2.降低成本本3.降低收缩缩4.提高表面面质量5.改变电性性能6.预防降解解7.提供令人人满意的的颜色8.提供机械械性能9.提高使用用温度10.降低摩擦擦系数添加剂的的影响机械性能能变化(无增强vs.玻纤增强强PA66)热塑性塑塑料家族族Styrenics(PS,HIPS,ABS,SAN,SPS,ASA,SBC)Vinyls(PVC,CPVC)Acrylics(PMMA,PMMA-HI,PMMI,MABS)Polyolefins(LDPE,HDPE,PP,COC,E/MAA)Polyamides(PA-6,PA-66,PA-46,PA-11,PA-12,PPA,PAMXD6,amorphousPA)Polyimides(PAI,PEI)Polyesters(PET,PTC,PBT,PAR,LCP)Polyethers(PC,PPO,PAEK,PEEK)PCBlend(PC-HT,PC-ABS,PC-ASA,PC-PBT)Polyacetalsalsocalledpolyoxymethylene(POM-H,POM-R)SulfurandSulfonecontainingpolymers(PPS,PSU,PES,PAS)Thermoplasticelastomer(TPE-V,TPE-O,TPE-U,TPE-E,TPE-A,SEBS)Fluoropolymers(PTFE,CTFE)FillersandreinforcementsPolymerModifierandadditives.塑料选择择(工程设计计)提供零件件/产品材料料描述，，确定零零件/产品材料料物质符符合禁用用物质的的要求针对所有有产品实实行RoHS管制。含含有该物物质的产产品必须须申明，，建立材材料档案案。产品禁用用物质及及含量

物质名称百万分率PPM

应用举例评价法规

石棉

0塑料(矿物填充)

83/478/EEC85/610/EEC91/659/EEC1999/77/EECUSA:CAprop65含氮染料，着色剂30经接触人的皮肤的产品（涂料，颜料，色素）致癌物质2002/61/EC76/769/EEC

镉及其化合物100蓄电池,干电池,继电器

聚氯乙烯上的颜料，发动机的外壳金属表面，开关，塑料和彩釉上的锌层颜料有毒的，有些化合物(镉氯化物，镉氧化物，镉硫化物)致癌EURoHSDirective(2002/96/EC)91/338/EEC91/157/EEC94/62/EC1999/51/EC2000/53/E