塑膠材料的選用原則

迄今為止,已見(jiàn)報(bào)道的樹(shù)脂種類達(dá)到上萬(wàn)種,實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的也不下千余種。塑料材料的選用就是在眾多的樹(shù)脂品種中,選擇一個(gè)合適的品種。初看起來(lái),可供我們選擇的塑料品種太多,有眼花繚亂的感覺(jué)。但實(shí)際上并不是所有的樹(shù)脂品種都獲得了具體應(yīng)用。我們所指的塑料材料的選用,并不是漫無(wú)邊際的選擇,而是在常用的樹(shù)脂品種中選用。

塑料材料的選用原則:一.塑膠材料的適應(yīng)性;

1.各種材料的性能比較;

2.不宜選用塑料的條件;

3.選用塑料的適宜條件。

二.塑料制品的使用性能

1.塑料制品的使用條件

a.塑料制品的受力情況;

b.塑料制品的電性能;

c.塑料制品的尺寸精度要求；

d.塑料制品的滲透性要求;

e.塑料制品的透明性要求;

f.塑料制品的外觀要求。

2.塑料制品的使用環(huán)境a.環(huán)境溫度;

b.環(huán)境濕度;

c.接觸介質(zhì);

d.環(huán)境的光、氧及輻射.

三.塑料的加工性能

1.塑料的可加工性;

2.塑料的加工成本;

3.塑料加工的廢料處理.四.塑料制品的成本

1.塑料原料的價(jià)格;

2.塑料制品的使用壽命;

3.塑料制品的維護(hù)費(fèi)用.五.塑料原料的來(lái)源。在實(shí)際選用過(guò)程中,有些樹(shù)脂在性能上十分接近,難分伯仲。究竟選擇哪一種更為合適?需要多方考慮、反復(fù)權(quán)衡,才可以確定下來(lái)。因此說(shuō)塑膠材料的選用是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工作,可遵循的規(guī)律并不十分明顯。有一點(diǎn)需提醒大家特別注意,從各種書(shū)刊上引用的塑料材料性能數(shù)據(jù),都是在特定條件下測(cè)定的,這些條件可能與實(shí)際工作狀態(tài)差別較大。如不吻合則要將所引數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實(shí)際使用條件下的性能或按實(shí)際條件重新測(cè)定。面對(duì)一個(gè)要開(kāi)發(fā)制品的設(shè)計(jì)圖紙,選材應(yīng)遵循如下步驟。首先要確定這個(gè)產(chǎn)品是否可選用塑料材料制造；其次,如果確定可用塑料材料來(lái)制造,究竟選用那種塑料材料是進(jìn)一步需要考慮的因素。根據(jù)產(chǎn)品精度選擇塑料材料:不同塑料材料對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品精度精度等級(jí)

可用塑料材料品種

1級(jí)

無(wú)

2級(jí)

無(wú)

3級(jí)

PS、ABS、PMMA

、PC、PSF、PPO、PF、AF、EP、UP、

F4

UHMW、30%GF增強(qiáng)塑料等,其中以30%GF增強(qiáng)塑料的精度最高.

4級(jí)

PA類、氯化聚醚

HPVC等

5級(jí)

POM

、PP、HDPE等

6級(jí)

SPVC、LDPE、LLDPE等衡量塑料制品耐熱性能好壞的指標(biāo)有熱變形溫度、維卡軟化點(diǎn)和馬丁耐熱溫度三種,其中以熱變形溫度最為常用.從下表中可以看出，塑料的最高使用溫度一般不超過(guò)400°C，而且大多數(shù)塑料的使用溫度都在100到260°C范圍內(nèi)；只有不熔聚酰亞胺、液晶聚合物、聚苯酯（AP）、聚苯并咪唑（PBI）、聚硼二苯基硅氧烷（PBP）的熱變形溫度可大于300°C。因此，如果使用環(huán)境的溫度長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)400°C，幾乎沒(méi)有塑料材料可供選用；如果使用環(huán)境的溫度短期超過(guò)400°C，甚至達(dá)到500°C以上，并且無(wú)較大的負(fù)荷，有些耐高溫塑料可短時(shí)使用。不過(guò)以碳纖維、石墨或玻璃纖維增強(qiáng)的酚醛等熱固性塑料很特別，雖然其長(zhǎng)期耐熱溫度不到200°C，但其瞬時(shí)可耐上千度高溫，可用作耐燒蝕材料，用于導(dǎo)彈外殼及宇宙飛船面層材料。1.結(jié)晶型樹(shù)脂經(jīng)30%玻璃纖維增強(qiáng)耐熱改性.

PBT的熱變形溫度由66度提高到210度.

PET的熱變形溫度由98度提高到238度.

PA的熱變形溫度由102度提高到149度.

HDPE的熱變形溫度由49度提高到127度.

PA6的熱變形溫度由70度提高到215度.

PA66的熱變形溫度由71度提高到255度.

POM的熱變形溫度由110度提高到163度.

PEEK的熱變形溫度由230度提高到310度.2.非結(jié)晶樹(shù)脂經(jīng)30%玻璃纖維增強(qiáng)耐熱改性.

PS的熱變形溫度由93度提高到104度.

PC的熱變形溫度由132度提高到143度.

AS的熱變形溫度由90度提高到105度.

ABS的熱變形溫度由83度提高到110度.

PSF的熱變形溫度由174度提高到182度.

MPPO的熱變形溫度由130度提高到155度.三.塑料共混耐熱改性塑料共混提高耐熱性即在低熱樹(shù)脂中混入高耐熱性樹(shù)脂從而提高其耐熱性.這種方法雖然耐熱性提高幅度不如添加耐熱改性高,但其優(yōu)點(diǎn)是在提高耐熱性同時(shí)基本不影響其原有其他性能.如:ABS/PC熱變形溫度可由93度提高到125度ABS/PSF(20%)

熱變形溫度可達(dá)115度HDPE/PC(20%)維卡軟化點(diǎn)可由124度提高到146度.PP/CaCo3/EP熱變形溫度可由102度提高到150度.

四.塑料交聯(lián)耐熱改性塑料交聯(lián)提高耐熱性常用于耐熱管材和電纜方面.如:1.HDPE經(jīng)過(guò)硅烷交聯(lián)處理后,其熱變形溫度可由原來(lái)的70度增加到90~110度.2.PVC經(jīng)過(guò)交聯(lián)后,其熱變形溫度可由原來(lái)的65度增加到105度.透明塑料的具體選用一.日用透明類材料:1.透明膜類:包裝用PE、PP、PS、PVC及PET等,農(nóng)用PE、PVC及PET等;2.透明片板類:用PP、PVC、PET、PMMA及PC等;3.透明管類:用PVC、PA等4.透明瓶類:用PVC、PET、PP、PS及PC等.二.照明器材類材料:

主要用作燈罩,常用PS改性PS、AS、PMMA及PC等三.光學(xué)儀器類材料：1.硬質(zhì)鏡體主要用CR-39和J.D兩種2.隱形眼鏡常用HEMA四.玻璃類材料：1.交通玻璃常用PMMA和PC兩種2.建筑玻璃常用PVF和PET.五.太陽(yáng)能材料:常用PMMA、PC、GF-UP、FEP、PVF及SI等六.光纖材料:芯層用PMMA或PC,包覆層為含氟烯烴聚合物含氟甲基丙烯酸甲酯類七.光盤材料:常用PC、PMMA

八.透明封裝材料：表面增硬的PMMA、FEP、EVA、EMA、PVB等不同用途的殼體具體選料:1.電視機(jī)殼體:小型的選改性PP;中型的選改性PP、HIPS、ABS及PVC/ABS合金;大型的選ABS.2.電冰箱的門膽和內(nèi)膽:常用HIPS板ABS板及HIPS/ABS復(fù)合板

目前以ABS為主,只有海爾冰箱用改性HIPS.3.洗衣機(jī):內(nèi)桶和蓋板等常用PP,少量用PVC/ABS合金.4.空調(diào)器:用增強(qiáng)ABS、AS、PP5.電風(fēng)扇:用ABS、AS、GPPS6.吸塵器:用ABS、HIPS、改性PP7.電熨斗:非耐熱型用改性PP,耐熱用ABS、PC、PA、PBT等8.微波爐和電飯煲:非耐熱用改性PP和ABS;耐熱型用PES、PEEK、PPS、LCP等9.收音機(jī)錄音機(jī)錄像機(jī):用ABS、HIPS等10.電話機(jī):用ABS、HIPS、改性PP、PVC/ABS等.

我國(guó)以ABS為主,美國(guó)以PVC/ABS為主.常用透明塑料的特性及注塑工藝透明塑料必須有高透明度，一定的強(qiáng)度和耐磨性，能抗沖擊，耐熱性要好，耐化學(xué)性要優(yōu)，吸水率要小，只有這樣才能在使用中能滿足透明度的要求而長(zhǎng)久不變，常用的透明塑料有:1.聚甲基丙烯酸甲酯（即俗稱亞克力或有機(jī)玻璃，代號(hào)PMMA）,2.聚碳酸酯（代號(hào)PC）,3.聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂（代號(hào)PET）,4.透明尼龍,5.AS（丙烯睛一苯乙烯共聚物）,6.聚砜（代號(hào)PSF）.1)性能比較材料

透明度J/m2

熱形溫度℃

收縮率

PMMA

92

95

0.5

PC

90

137

0.6

PET

86

120

2

一般要求的制品仍以選用PMMA為主，而PET由于要經(jīng)過(guò)拉伸才能得到好的機(jī)械性能，所以多在包裝、容器中使用。

2)注塑過(guò)程中工藝特性i.PMMA的工藝特性PMMA粘度大，流動(dòng)性稍差，因此必須高料溫、高注射壓力注塑才行，其中注射溫度的影響大于注射壓力，但注射壓力提高，有利于改善產(chǎn)品的收縮率。注射溫度范圍較寬，熔融溫度為160℃，而分解溫度達(dá)270ii.PC的工藝特性PC粘度大，融料溫度高，流動(dòng)性差，因此必須以較高的料筒溫度注塑(250－320?C之間)，相對(duì)來(lái)說(shuō)料溫調(diào)節(jié)范圍較窄，工藝性不如PMMA。注射壓力對(duì)流動(dòng)性影響較小，但因粘度大，仍要較大注射壓力，相應(yīng)為了防止內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，保壓時(shí)間要盡量短。收縮率大，尺寸穩(wěn)定，但產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力大，易開(kāi)裂，所以宜用提高溫度而不是壓力去改善流動(dòng)性，并且從提高模具溫度，改善模具結(jié)構(gòu)和后處理去減少開(kāi)裂的可能。當(dāng)注射速度低時(shí)，澆口處易產(chǎn)生波紋等缺陷，射咀溫度要單獨(dú)控制，模具溫度要高，流道、澆口阻力要小。iii.PET的工藝特性PET成型溫度高，且料筒溫度調(diào)節(jié)范圍窄（260－300℃硬聚氯乙烯（HPVC）：適于制造型材、管材、棒材、板材、片材、絲類、中空瓶、焊條及注射制品（管件和閥門等），代替木材和金屬材料。軟聚氯乙烯（SPVC）：適于制作大棚薄膜、鹽膜、日用膜、電線電纜絕緣層、革類、鞋類、軟管、軟片及密封材料等。聚乙烯（PE）：高密度聚乙烯主要適于制作管材、中空瓶、注射制品、重包裝膜、編織袋、撕裂膜、打包帶、周轉(zhuǎn)箱及絲類等。低密度聚乙烯適于制作地膜、大棚膜、保鮮膜、包裝膜、電纜及注射件等。線性低密度聚乙烯主要用于薄膜、注射制品、編織袋、打包袋等。超高分子量聚乙烯適于制作減摩、耐磨及傳動(dòng)零件。聚丙烯（PP）：適于制作注射制品、汽車配件、殼體、日用品、打包袋、編織袋、雙向拉伸膜（煙膜、黏膠帶基膜等）、電容器膜、上水管材、地?zé)峁?、片材（吸塑保證盒、一次性水杯等）及中空瓶等。聚苯乙烯（PS）：適于制作絕緣透件、透明件、裝飾件日用品、泡沫包裝材料及建筑隔熱材料等。高抗沖聚苯乙烯（HIPS）：適于制作各類殼體、低發(fā)泡材料、板材、片材等。有機(jī)玻璃（PMMA）：適于制作照明材料、采光材料、光學(xué)儀器、醫(yī)學(xué)材料、日用品及美術(shù)材料等。苯乙烯－丙烯腈共聚物（AS）：廣泛用于制作透明材料、照明材料、殼體及家電配件等。苯乙烯－丁二烯－丙烯腈共聚物（ABS）：適于制作一般機(jī)械零件、各類殼體、汽車配件、日用品、管材及文具等。聚酰胺（PA）：適于制作一般機(jī)械零件、汽車配件、減摩耐磨零件、傳動(dòng)零件及化工、電器、儀表等零件。聚甲醛（POM）：適于制作汽車配件、減摩零件、傳動(dòng)零件、化工容器、儀器儀表外殼及拉鏈材料。聚碳酸酯（PC）：適于制作光學(xué)材料如建筑采光板、照明、窗玻璃、光學(xué)儀器、光盤等，絕緣透明件，裝飾版，電子和電器配件，機(jī)械零件，包裝材料如熱水杯等。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）：未增強(qiáng)的PET主要用于薄膜、片材、瓶類及拉鏈等。增強(qiáng)PET主要用于工程塑料如汽車配件、電子電器、機(jī)械零件等。聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯（PBT）：用于電子電器、汽車配件、機(jī)械零件和儀器儀表等。聚苯醚（PPO）：適于制作耐熱件、絕緣件、減摩耐磨件、傳動(dòng)件、醫(yī)療器械零件和電子設(shè)備零件。氟塑料：適于制件耐腐蝕件、減摩耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件。氯化聚醚（CP）：適于制件化工防腐蝕件、減摩耐磨件零件、傳動(dòng)零件、電纜、一般機(jī)械及精密機(jī)械零件。聚砜（PSF）：適于制件耐熱件、絕緣件、減摩耐磨傳動(dòng)件、儀器儀表零件、計(jì)算機(jī)零件及抗蠕變結(jié)構(gòu)零件。聚酰亞胺（PI）：適于制作減摩耐磨件、傳動(dòng)零件、絕緣零件、耐熱零件，用作防輻射材料、涂料和絕緣薄膜。乙酸纖維素：適于制作汽車、飛機(jī)、建筑用品，機(jī)械、工具用品，化妝品器具，照相、電影膠卷。PEEK材料具有以下特性：1：耐高溫性能：玻璃化溫度高達(dá)143C，熔點(diǎn)為343C，經(jīng)GF或CF填充后，熱變形溫度高達(dá)315C以上，美國(guó)UL認(rèn)可的長(zhǎng)期使用溫度為260C

2：優(yōu)異的機(jī)械性能：是所有的樹(shù)脂中韌性和剛性結(jié)合最完美的材料，其強(qiáng)度和耐疲勞性甚至優(yōu)于一些金屬和合金材料。

3：阻燃性和低發(fā)煙性：不需要添加其他的阻燃成分即具有阻燃的特性，1.45mm厚度的試樣即可以達(dá)到UL-94V0的標(biāo)準(zhǔn),而且發(fā)煙量明顯低于其他品種的樹(shù)脂。

4：耐化學(xué)藥品性：除了高濃度濃硫酸等強(qiáng)氧化性酸的侵蝕，具有近似于PTFE樹(shù)脂的耐化學(xué)品性，而且在各種化學(xué)試劑中能夠完整地保留其機(jī)械性能，是極為優(yōu)異的抗腐蝕材料。

5：自潤(rùn)滑性和耐磨性：PEEK樹(shù)脂本身即具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑性和耐磨性，填充后的樹(shù)脂摩擦系數(shù)可以低到0.15,而且磨耗量極低，是優(yōu)異的軸承用材料。

6：耐水解性：在高溫蒸汽和熱水中長(zhǎng)期浸泡仍能夠保持良好的機(jī)械性能，是所有樹(shù)脂中抗水解性能最好的品種。

7：尺寸穩(wěn)定性：具有極低的吸水率和線性熱膨脹系數(shù)，其制品在各種應(yīng)用環(huán)境下有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。

8：經(jīng)濟(jì)性：具有低比重（純樹(shù)脂1.32）和加工方法多(注塑\擠出\模壓\吹出\靜電噴涂)的特點(diǎn)，并且易于復(fù)合改性，使材料

具有很好的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。

9：電性能和絕緣性能：在高溫、高壓、高速、高濕等環(huán)境下仍然具有優(yōu)異的絕緣性和穩(wěn)定的電性能。

10：耐輻照和耐侯性：對(duì)各種輻射具有優(yōu)異的抵抗能力，可以經(jīng)受高劑量的?、γ等射線的輻照并保持其各項(xiàng)特性，可以應(yīng)用于各種惡劣環(huán)境。

11：高