塑膠材料的選用原則

1、迄今為止,已見報道的樹脂種類達到上萬種,實現(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脂品種中, 選擇一個合適的品種。初看起來,可供我們選擇的塑料品種太多,有眼花繚亂的感覺。但實際上并不是所有的樹脂品種都獲得了具體應(yīng)用。我們所指的塑料材料的選用,并不是漫無邊際的選擇,而是在常用的樹脂品種中選用。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

2、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. 塑料原料的價格;2. 塑料制品的使用壽命;3. 塑料制品的維護費用.五 . 塑料原料的來源。在實際選用過程中,有些樹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。因此說塑膠材料的選用是一項十分復(fù)雜的工作,可遵循的規(guī)律并不十分明顯。有一點需提醒大家特別注意,從各種書刊上引用的塑料材料性能數(shù)據(jù),

3、都是在特定條件下測定的,這些條件可能與實際工作狀態(tài)差別較大。如不吻合則要將所引數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成實際使用條件下的性能或按實際條件重新 測定。面對一個要開發(fā)制品的設(shè)計圖紙, 選材應(yīng)遵循如下步驟。首先要確定這個產(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制造,究竟選用那種塑料材料是進一步需要考慮的因素。根據(jù)產(chǎn)品精度選擇塑料材料: 不同塑料材料對應(yīng)的產(chǎn)品精度精度等級可用塑料材料品種1級無2級無3 級 PS 、 ABS 、 PMMA 、 PC、 PSF、 PPO、 PF、 AF、 EP、 UP、 F4 UHMW 、 30%GF 增強塑料等 其中以 30%GF 增強塑料的精度最高.4 級 PA 類、

4、氯化聚醚HPVC 等5 級 POM 、 PP 、 HDPE 等6 級 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）、聚苯并咪吵（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)境的溫度長時間超過400° C,幾乎沒有塑料材料可供選用；如果使用環(huán)境的溫度短期超過400。C,甚至達到50

5、0。C以上，并且無較大的負(fù)荷，有些耐高溫塑料可短時使用。不過以碳纖維、石墨或玻璃纖維增強的酚醛等熱固性塑料很特別，雖然其長期耐熱溫度不到 200。C,但其瞬時可耐上千度高溫，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. 考慮耐熱性高低常用塑料的耐熱性能（未經(jīng)改性的）熱變形溫度 維卡軟化點 馬丁耐熱HDPE80120 LDPE5095EVA64PP102110PS85105PMMA100120PTFE260110ABS8616075PSF185180150POM9814155PC134153112PA65818048PA666021750PA10105515944PET7080PBT

6、6617749PPS240102PPO172110PI360300LCP315耐熱塑料的選用原則:a. 滿足耐熱性即可,不要選擇太高,太高會造成成本的提高；b. 盡可能選用通用塑料改性。耐熱類塑料大都屬于特種塑料類, 其價格都很高;而通用類塑料的價格都比較低；c. 盡可能選用耐熱改性幅度大的通用塑料。2. 考慮耐熱環(huán)境因素a. 瞬時耐熱性和長期耐熱性;b. 干式耐熱或濕式耐熱;c. 耐熱介質(zhì)腐蝕性;d. 有氧耐熱或無氧耐熱;e. 有載耐熱和無載耐熱.大家一定對上面的溫度覺得奇怪, 怎么 PA、 PBT 料的熱變形溫度那么低呢? 其實 PA、 PBT 如果不進行耐熱改性,其耐熱性能是很差的.下面

7、具體介紹一些塑料經(jīng)耐熱改性后的耐熱性能對比例子.一 .塑料的填充耐熱改性:在所有填料中, 除有機料外, 大部分無機礦物填料都可明顯提高塑料的耐熱溫度.常用的耐熱填料有:碳酸鈣、滑石粉、硅灰石、云母、鍛燒陶土、鋁礬土及石棉等. 且填料的粒度越小,改性效果越好.a. 納米級填料:PA6 填充 5% 納米蒙脫土,其熱變形溫度可由70 度提高到150 度PA6 填充 10% 納米硅灰石,其熱變形溫度可由70 度提高到160 度PA6 填充 5% 合成云母,其熱變形溫度可由70 度提高到145 度b. 常規(guī)填料:PBT 填充 30% 滑石粉,其熱變形溫度可由55 度提高到150 度PBT 填充 30%

8、云母,其熱變形溫度可由55 度提高到162 度用增強改性的方法提高塑料的耐熱性效果比填充還好維、晶須二 . 塑料的增強耐熱改性,常用的耐熱纖維主要有:石棉纖維、玻璃纖維、碳纖1. 結(jié)晶型樹脂經(jīng)30% 玻璃纖維增強耐熱改性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

9、310 度 .2. 非結(jié)晶樹脂經(jīng)30% 玻璃纖維增強耐熱改性.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脂中混入高耐熱性樹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)點是在提高耐熱性同時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

10、到125 度ABS/PSF(20%) 熱變形溫度可達115 度HDPE/PC(20%) 維卡軟化點可由124 度提高到146 度 .PP/CaCo3/EP 熱變形溫度可由102 度提高到150 度 . 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)過硅烷交聯(lián)處理后其熱變形溫度可由原來的70 度增加到90110 度 . 2.PVC 經(jīng)過交聯(lián)后,其熱變形溫度可由原來的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

11、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 .2 . 照明器材類材料:主要用作燈罩,常用 PS 改性 PS、 AS、 PMMA 及 PC 等3 . 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,

12、 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 :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ABS、 AS、 PP5. 電風(fēng)扇:用 ABS 、

13、 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 錄音機 錄像機:用 ABS 、 HIPS 等10. 電話機：用ABS、HIPS、改性PP、PVC/ABS等.我國以ABS為主,美國以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久不變，

14、常用的透明塑料有:PMMA )1. 聚甲基丙烯酸甲酯（即俗稱亞克力或有機玻璃，代號2. 聚碳酸酯（代號PC ） ,3. 聚對苯二甲酸乙二醇脂（代號PET）4. 透明尼龍,5. AS （丙烯睛一苯乙烯共聚物）,6. 聚砜（代號PSF ） .1） 性能比較材料透明度J/m2熱形溫度PMMA9295PC90137PET86120收縮率0.50.62PET 由于要經(jīng)過拉伸才能得到好的機械性能，所以多在包裝、一般要求的制品仍以選用PMMA 為主，而容器中使用。2）注塑過程中工藝特性i.PMMA 的工藝特性PMMA 粘度大，流動性稍差，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

15、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270 ， 因此料溫調(diào)節(jié)范圍寬，工藝性較好。故改善流動性，可從注射溫度著手。沖擊性差，耐磨性不好，易劃花，易脆裂，故應(yīng)提高模溫，改善冷凝過程，去克服這些缺陷。ii.PC 的工藝特性PC 粘度大，融料溫度高，流動性差，因此必須以較高的料筒溫度注塑（250 320?C 之間 ），相對來說料溫調(diào)節(jié)范圍較窄，工藝性不如PMMA 。注射壓力對流動性影響較小，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，易開裂，所以宜用提高溫度而不是壓力去改善流動性，并且從

16、提高模具溫度，改善模具結(jié)構(gòu)和后處理去減少開裂的可能。當(dāng)注射速度低時，澆口處易產(chǎn)生波紋等缺陷，射咀溫度要單獨控制，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 ），但熔化后，流動性好，故工藝性差，且往往在射咀中要加防延流裝置。機械強度及性能注射后不高，必須通過拉伸工序和改性才能改善性能。模具溫度準(zhǔn)確控制，是防止翹曲變形的重要回素，回此建議采用熱流道模具。模具溫度要高，否則會引起表 面光澤差和脫?；仉y。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

17、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

18、）：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）：適于制作一般機械零件、汽車配件、減摩耐磨零件、傳動零件及化工、電器、儀表等零件。聚甲醛（POM ）：適于制作汽車配件、減摩零件、傳動零件、化工容器、儀器儀表外殼及拉鏈

19、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，機械零件，包裝材料如熱水杯等。聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）：電子電器、未增強的PET 主要用于薄膜、片材、 瓶類及拉鏈等。增強 PET 主要用于工程塑料如汽車配件、機械零件等。聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT ）：用于電子電器、汽車配件、機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

20、動零件、電纜、一般機械及精密機械零件。聚砜（ PSF ）：適于制件耐熱件、絕緣件、減摩耐磨傳動件、儀器儀表零件、計算機零件及抗蠕變結(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、建筑用品，機械、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143C ，熔點為343C ，經(jīng) GF 或 CF 填充后，熱變形溫度高達315C 以上，美國UL 認(rèn)可的長期使用溫度為260C2：優(yōu)異的機械性能：是所有的樹脂中韌性和剛性結(jié)合最完美的材料，其強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到UL-94 V0 的標(biāo)準(zhǔn) ,而且發(fā)煙量明顯低于其他品種的樹脂。4：耐化學(xué)藥品性：除了高濃度濃硫酸等強氧化性酸的侵蝕，具有近似于PTFE 樹脂的耐化學(xué)品性，而且在各