吸塵器零部件材料特性的認識

吸塵器零部件材料特性的認識材料選用規(guī)則及塑料著色吸塵器零部件材料特性的認識一塑料選用規(guī)則二塑料著色簡介材料選用規(guī)則公司的產(chǎn)品--吸塵器所涉及的材料種類有十幾種,PE,PP,ABS,HIPS,AS,PS,POM,PA,PC,PMMA,PVC,TPE,PU,各種橡膠。什么是塑料？

一透明塑料塑料的光學特征包括兩類：一類為傳遞特性，包括光的透過，反射，折射等；另一類為光的轉(zhuǎn)換特性。常用的可表征光的傳遞性指標有：透光率，霧度，折射率，雙折射及色散等，透光率，霧度表征材料的透光性，折射率，雙折射及色散表征材料的透光質(zhì)量。一種好的透明材料要求上述性能指標優(yōu)異且均衡。塑料制品透明的條件有兩個：一為非結晶體；二為雖部分結晶但顆粒細小，小于可見光波長范圍，不妨礙太陽光譜中可見光和近紅外光的透過。任何一種透明材料的透光率都達不到100%，即使透明性最好的光學玻璃的透光率一般也難以超過95%。透光率是透過材料的光通量與入射到材料表面上的光通量之百分數(shù)，透明類塑料的透光率越高，其透明性越好。由于反射，吸收和散射的原因，任何材料的透光率都達不到100%，光學玻璃的透光率也只有95%左右，以PMMA為例，其透光率為93%，剩余4%為反射光，3%為吸收和散射光。還有一個霧度是塑料散射光通量與透過光通量之比百分數(shù)，它是衡量透明或半透明材料不清晰或渾濁的程度；霧度越大，材料的清晰度越小。幾種透明類樹脂的性能樹脂性能

PMMA

PCPSPETCR-39SAN光學玻璃HEMAPESJ.D相對密度1.191.301.061.3-1.381.321.053.121.16-1.171.371吸水率%0.40.130.050.130.2

57039-60

熱變形溫度℃92

909814093

180

洛氏硬度（M）1018270-9050

70-9093

88

透光率%939388-92909190

97

霧度0.90.93

材料選用規(guī)則二耐熱類塑料的選用與金屬，陶瓷，玻璃等傳統(tǒng)材料相比，塑料的缺點之一為耐熱性不高，這往往限制了其在高溫場合的使用，耐熱性塑料指的是熱變形溫度在200℃以上的一類塑料制品。衡量塑料制品耐熱性能好壞的指標有熱變形溫度、馬丁耐熱溫度和維卡軟化點，其中以熱變形溫度最為常用，同一種塑料著三種性能指標的關系如下：維卡軟化點?熱變形溫度?馬丁耐熱溫度，對ABS而言，三種耐熱溫度的相應值分別為160℃，86℃，75℃。熱變形溫度主要測量高溫狀態(tài)下塑料的剛性。熱變形溫度高，意味著在較高溫度時其剛性仍然優(yōu)秀，熱變形溫度低意味著在較高溫度時柔軟性仍然優(yōu)秀。熱變形溫度與融點密切相關，大致上融點高的材料其熱變形溫度也高。材料選用規(guī)則按耐熱性大小將塑料分為四類①

低耐熱類塑料熱變形溫度小于100℃的一類樹脂，具體：PE、PS、PVC、PET、PBT、ABS、PMMA。②

中耐熱類塑料熱變形溫度在100-200℃之間的一類樹脂具體：PP、PVF、PPO、PC。③

高耐熱類塑料熱變形溫度在200-300℃之間一類樹脂具體：PPS、PAR、EP、PF。④

超高溫耐熱塑料熱變形溫度大于300℃的一類樹脂PBI（聚苯并咪唑）PI等。但塑料的耐熱性能可以通過適當?shù)母男苑椒右蕴岣摺＂?/p>

塑料的填充改性，在填料中大部分的無機填料都可以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，陶土石棉等，如云母的最高使用溫度可達1000℃，填料的顆粒越小，效果越好。常規(guī)填料的例子PBT填充30%滑石粉，其變形溫度可由55℃提高到150℃。PBT填充30%的云母，其變形溫度可由55℃提高到162℃②

塑料的增強耐熱改性。用增強的方法提高塑料的耐熱性效果比填充還要好，這主要是因為大部分纖維的耐熱溫度十分高，熔點超過1500℃。常用的纖維有：石棉纖維，玻璃纖維，碳纖維，晶須等。下面是一些塑料在經(jīng)30%玻璃纖維改性后熱變形溫度變化下面是一些塑料在經(jīng)30%玻璃纖維改性后熱變形溫度變化

結晶樹脂熱變形溫度增強前℃熱變形溫度增強后℃

非結晶樹脂熱變形溫度增強前℃熱變形溫度增強后℃PBT66210PS90104PET70238PC132143PP102149AS90105HDPE80127ABS86100PA670215

PA6671255

POM110163

PEEK230310

材料選用規(guī)則

熱變形溫度在熱變形溫度測試中，先對樣片施加一定的荷載，再緩慢升高溫度，使樣片發(fā)生一定變形（0.01inch，既0.25mm），并測定此時的溫度值。主要用于測試高溫狀態(tài)下塑料的剛性。所謂熱變形溫度高，就是意味著在較高溫度下，其剛性仍然優(yōu)秀；熱變形溫度低，就是意味著，在較高溫度時，柔軟性仍然優(yōu)秀。熱變形溫度與融點密切相關，大致融點高的材料，其熱變形溫度也高，不可能有相反的情況發(fā)生。施加的荷載越重，熱變形溫度也越低，一般有兩種荷載18.6Kg/cm2(1.82Mpa)和4.6Kg/cm2(0.45Mpa)一般而言，成型制品的溫度升高時，熱可塑性塑料會逐漸軟化并最終融，材料受熱力作用發(fā)生變形，其主要當然受溫度變化的影響，具體的說，是一定溫度下的持續(xù)時間、環(huán)境條件、形狀、荷載（包括成型工序的殘余應力）等條件綜合作用的結果。因此要獲得實用性數(shù)據(jù)，必須將物體放置于使用條件下測試。象我們做的球壓試驗，就是在具體的溫度下觀察其熱變形。材料選用規(guī)則三韌性塑料的選用原則。殼體類：要求材料除有優(yōu)異的沖擊性能外，還要求如下：①

良好的加工流動性（MI），一適應殼體類制品壁薄的特點。②

制品表面光澤度和硬度要高，著色性能好。③

足夠的力學強度，重點為常溫或低溫沖擊要高，拉伸強度，彎曲強度要適當。④

耐熱性適當。⑤

阻燃性好，氧指數(shù)應在30%以上。⑥

抗經(jīng)典性，電磁屏蔽性，電絕緣性好。最常用的殼體類塑料為ABS,HIPS,,改性PP及PVC/ABS，其中改性PP由于價格低廉，正在取代HIPS和ABS（公司的HIPS取代ABS工作剛開始），只有少數(shù)高檔殼體選用PC,PPO等耐熱類塑料。四高精度類型塑料的選用塑料制品的精度是指塑料制品的實際尺寸或形狀與設計者設計的尺寸或形狀之間的差異，兩者差異越小，說明其制品精度越高。塑料制品的精度可分為加工精度和使用精度：塑料制品的加工精度指由于加工過程的原因而產(chǎn)生的尺寸公差或形變，這是決定塑料制品精度高低的主要因素，分八個不同等級，1級最高精度，8級最低精度；塑料制品的使用精度是指其制品在加工以后所產(chǎn)生的尺寸公差或形變，與塑料本身因素，如二次結晶，吸水，熱膨脹，及蠕變等因素有關，還與使用環(huán)境的關系很大

熱固性塑料收縮率及熱膨脹系數(shù)成型材料收縮率/%

熱膨脹系數(shù)X10-5K-1樹脂增強材料酚醛木粉0.4-0.93.0-4.5

玻璃纖維0.01-0.40.8-1.6脲醛纖維素0.6-1.42.2-3.6環(huán)氧玻璃纖維0.1-0.51.1-3.5材料選用規(guī)則1.塑料的收縮率:塑料的收縮率對塑料制品的尺寸精度影響最大，塑料的收縮又分為成型收縮率和加工后收縮兩類。后收縮產(chǎn)生的第一個原因是剛性分子鏈從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)需要一個較長時間的重新排列過程，因而收縮時間長收縮率較大，另一方面剛性分子鏈易產(chǎn)生內(nèi)應力，成型后會進行慢慢地應力松弛。如PS，在脫模三個月后還會發(fā)生0.005%的后收縮。第二個原因為繼續(xù)結晶。我們在實際應用中往往遇到這樣的問題，收縮率不是一個固定的值，收縮率是一個范圍往往我們按一個數(shù)值去加工模具，而結果卻不如人意。那如何避免呢？有人認為應該有一個平均值，例如HDPE的收縮率是2%-5%之間，其平均收縮率是3.5%,在具體成型過程中，如果公司的各種成型條件可使收縮率增大可選4%為具體收縮率，如果具體條件有利于成型收縮率的減小，則可選2.5%為具體收縮率。這種選法要熟悉公司的工藝，比如公司的成型工藝影響收縮率的因素，如模溫，成型周期和所生產(chǎn)產(chǎn)品的密實程度。還有一個方法，根據(jù)以前的產(chǎn)品,對某個牌號的原料收縮率有一個具體的值運用到以后的產(chǎn)品開發(fā)中，越來越對常用材料的收縮率有積累。材料選用規(guī)則2.塑料的吸水性：塑料的吸水性與分子結構有關，分子中有酯基或酰胺基結構的聚合物吸水率偏大，具體如PA類，PC、POM、PMMA、PES、PPO。一般塑料的吸水性對尺寸精度的影響不如收縮影響大，但PA66的吸水率最大為1.6%，而每1%的吸水率會引起1/3—1/4的尺寸公差。3.塑料的熱膨脹性：熱脹冷縮是物體的大致規(guī)律，衡量其可用熱膨脹系數(shù)表示，同金屬比，塑料的熱膨脹系數(shù)大得多，但塑料的熱膨脹只有在溫度變化的環(huán)境才會影響其尺寸的精度。二溫度不變時熱膨脹對塑料的尺寸精度無影響。4.塑料的蠕變：幾種材料的蠕變大小順序：LDPE、HDPE、PA、PET>POM、PC>PSF、ABS、PPO.材料選用規(guī)則3

摩擦傳動制品用塑料的選用要求自潤滑性好，耐磨性高，摩擦系數(shù)低，消音性好，常用的有F4、PA6、PA66、PA1010、PA12、PI、POM、PPS、PF其中以F4（PTFE,聚四氟乙烯）、PA及PI最常用。

另對于常用的塑料，耐磨性POM>PA66>PA6>ABS>PS>PC六阻燃類塑料的選用1選用氧指數(shù)大于30的塑料。塑料的阻燃性大小可用氧指數(shù)來表示，氧指數(shù)越大說明其阻燃性越好，一般認為OI<22屬易燃性塑料；OI=22—27屬自熄性塑料；OI>27屬難燃塑料。材料選用規(guī)則從表中可以看出，氧指數(shù)大于30的難燃塑料品種在要求阻燃性不高時這些塑料材料可直接使用。2對易燃燒類塑料進行阻燃改性。大多數(shù)塑料的氧指數(shù)都達不到30，而一般阻燃場合都要求塑料的氧指數(shù)達到30左右，在阻燃場合，要求塑料阻燃改性即填加阻燃劑，阻燃處理只是使物質(zhì)不易燃燒或者燃燒時火焰不擴散而已，決不是說經(jīng)過阻燃處理就可以徹底防止其燃燒。阻燃方式：①

在塑料熱分解熱酸化中產(chǎn)生的自由分子會促進塑料的進一步分解，并導致易燃氣體生成，阻燃處理是使其反應減弱，遏制連鎖分解。②

促進非活化氣體的生成，使其在樹脂表面阻止氧氣或其他易燃氣體擴散，或者通過稀釋易燃氣體來達目的。③

在燃燒過程生成阻燃性薄膜，阻止熱量傳遞到樹脂表面，降低溫度直至起火點以下。阻燃劑分有機和無機兩種。隨著環(huán)保的要求，氮化物等其他環(huán)保阻燃劑將最終取代溴化物阻燃劑。材料選用規(guī)則七：耐腐蝕類塑料選用：塑料的腐蝕機理不同于金屬，金屬是氧化腐蝕和電化學腐蝕，二塑料：氧化腐蝕、酸堿腐蝕及溶劑介質(zhì)腐蝕。1氧化腐蝕，主要是強氧化劑的氧化作用，能對塑料形成氧化腐蝕的強氧化劑有，濃硝酸、濃硫酸及高錳酸，除氟塑料等少數(shù)幾種塑料外，幾乎所有樹脂都不耐強氧化劑2酸、堿、水的腐蝕對于一些分子中存在酯基酰胺基、醚基及硅氧基的樹脂，在有酸堿及水存在的環(huán)境中，易發(fā)生水解反應。PET類塑料易發(fā)生村酸性或堿性水解或高溫下水解。PVC,PE,PP及PS耐水解3溶劑腐蝕：當樹脂的極性與環(huán)境介質(zhì)的極性想一致或接近時，樹脂易手環(huán)境介質(zhì)的腐蝕。PE,PP,PS樹脂耐酸堿不耐汽油、苯等。材料選用規(guī)則九電絕緣制品塑料的選用。下列情況宜選用塑料。制品要求質(zhì)量輕，產(chǎn)品形狀復雜；成本低；工作震動負荷大；使用溫度不太高。下列情況不宜選用塑料。工作環(huán)境負荷太大；使用溫度太高；工作電壓太高，選用云母、陶瓷、玻璃及石棉。（一）電絕緣材料多所用材料的性能要求主要為電學性能及耐熱性能兩項。電學性能：體積電阻率，接點強度，介電常數(shù)，介電損耗角正切值，耐電暈性及耐電弧性等。1體積電阻率。大部分塑料的體積電阻率都可以達到絕緣材料的要求，除少數(shù)吸水性塑料的體積電阻率小于109Ω?cm,如聚乙烯醇，聚丙烯腈等。2介電強度。塑料的介電強度與介質(zhì)電阻率的平方成正比，體積電阻率大的塑料其介電強度也大，一般非電極性或低極性塑料如PE、PP、PS、PI、PC、PBT、PET、PA、PMMA、F4的介電強度高，可達20以上；極性塑料如PVC、PF、AF的介電強度在20以下，不過塑料材料的介電強度基本可以滿足點絕緣材料的需要。3介電常數(shù)。4介電損耗角正切值。點絕緣材料要選用介電損耗盡可能小的塑料材料，以降低因發(fā)熱而引起的能量損耗，嚴重會引起發(fā)熱擊穿。5耐電暈性。對于高壓應用場合，要求材料的耐電暈性要好，常用耐電暈的塑料材料：PE、XLPE、PI等只用這些塑料可用于