吸塵器零部件材料特性的認(rèn)識(shí)

吸塵器零部件材料特性的認(rèn)識(shí)材料選用規(guī)則及塑料著色吸塵器零部件材料特性的認(rèn)識(shí)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(xué)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(biāo)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(biāo)優(yōu)異且均衡。塑料制品透明的條件有兩個(gè)：一為非結(jié)晶體；二為雖部分結(jié)晶但顆粒細(xì)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(dá)不到100%，即使透明性最好的光學(xué)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?jǐn)?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(dá)不到100%，光學(xué)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(gè)霧度是塑料散射光通量與透過光通量之比百分?jǐn)?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(xué)玻璃HEMAPESJ.D相對(duì)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(diǎn)之一為耐熱性不高，這往往限制了其在高溫場(chǎng)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(biāo)有熱變形溫度、馬丁耐熱溫度和維卡軟化點(diǎn)，其中以熱變形溫度最為常用，同一種塑料著三種性能指標(biāo)的關(guān)系如下：維卡軟化點(diǎn)?熱變形溫度?馬丁耐熱溫度，對(duì)ABS而言，三種耐熱溫度的相應(yīng)值分別為160℃，86℃，75℃。熱變形溫度主要測(cè)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(shí)其剛性仍然優(yōu)秀，熱變形溫度低意味著在較高溫度時(shí)柔軟性仍然優(yōu)秀。熱變形溫度與融點(diǎn)密切相關(guān)，大致上融點(diǎn)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(dāng)?shù)母男苑椒右蕴岣?。?/p>

塑料的填充改性，在填料中大部分的無機(jī)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(dá)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(qiáng)耐熱改性。用增強(qiáng)的方法提高塑料的耐熱性效果比填充還要好，這主要是因?yàn)榇蟛糠掷w維的耐熱溫度十分高，熔點(diǎn)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(jié)晶樹脂熱變形溫度增強(qiáng)前℃熱變形溫度增強(qiáng)后℃

非結(jié)晶樹脂熱變形溫度增強(qiáng)前℃熱變形溫度增強(qiáng)后℃PBT66210PS90104PET70238PC132143PP102149AS90105HDPE80127ABS86100PA670215

PA6671255

POM110163

PEEK230310

材料選用規(guī)則

熱變形溫度在熱變形溫度測(cè)試中，先對(duì)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(cè)定此時(shí)的溫度值。主要用于測(cè)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(shí)，柔軟性仍然優(yōu)秀。熱變形溫度與融點(diǎn)密切相關(guān)，大致融點(diǎn)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(shí)，熱可塑性塑料會(huì)逐漸軟化并最終融，材料受熱力作用發(fā)生變形，其主要當(dāng)然受溫度變化的影響，具體的說，是一定溫度下的持續(xù)時(shí)間、環(huán)境條件、形狀、荷載（包括成型工序的殘余應(yīng)力）等條件綜合作用的結(jié)果。因此要獲得實(shí)用性數(shù)據(jù)，必須將物體放置于使用條件下測(cè)試。象我們做的球壓試驗(yàn)，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(dòng)性（MI），一適應(yīng)殼體類制品壁薄的特點(diǎn)。②

制品表面光澤度和硬度要高，著色性能好。③

足夠的力學(xué)強(qiáng)度，重點(diǎn)為常溫或低溫沖擊要高，拉伸強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度要適當(dāng)。④

耐熱性適當(dāng)。⑤

阻燃性好，氧指數(shù)應(yīng)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(jià)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(shí)際尺寸或形狀與設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)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(gè)不同等級(jí)，1級(jí)最高精度，8級(jí)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(jié)晶，吸水，熱膨脹，及蠕變等因素有關(guān)，還與使用環(huán)境的關(guān)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(qiáng)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(duì)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(gè)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(gè)較長時(shí)間的重新排列過程，因而收縮時(shí)間長收縮率較大，另一方面剛性分子鏈易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，成型后會(huì)進(jìn)行慢慢地應(yīng)力松弛。如PS，在脫模三個(gè)月后還會(huì)發(fā)生0.005%的后收縮。第二個(gè)原因?yàn)槔^續(xù)結(jié)晶。我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中往往遇到這樣的問題，收縮率不是一個(gè)固定的值，收縮率是一個(gè)范圍往往我們按一個(gè)數(shù)值去加工模具，而結(jié)果卻不如人意。那如何避免呢？有人認(rèn)為應(yīng)該有一個(gè)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(shí)程度。還有一個(gè)方法，根據(jù)以前的產(chǎn)品,對(duì)某個(gè)牌號(hào)的原料收縮率有一個(gè)具體的值運(yùn)用到以后的產(chǎn)品開發(fā)中，越來越對(duì)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(jié)構(gòu)有關(guān)，分子中有酯基或酰胺基結(jié)構(gòu)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(duì)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(huì)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(huì)影響其尺寸的精度。二溫度不變時(shí)熱膨脹對(duì)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(dòng)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(duì)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(rèn)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(shí)這些塑料材料可直接使用。2對(duì)易燃燒類塑料進(jìn)行阻燃改性。大多數(shù)塑料的氧指數(shù)都達(dá)不到30，而一般阻燃場(chǎng)合都要求塑料的氧指數(shù)達(dá)到30左右，在阻燃場(chǎng)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(shí)火焰不擴(kuò)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(huì)促進(jìn)塑料的進(jìn)一步分解，并導(dǎo)致易燃?xì)怏w生成，阻燃處理是使其反應(yīng)減弱，遏制連鎖分解。②

促進(jìn)非活化氣體的生成，使其在樹脂表面阻止氧氣或其他易燃?xì)怏w擴(kuò)散，或者通過稀釋易燃?xì)怏w來達(dá)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(diǎn)以下。阻燃劑分有機(jī)和無機(jī)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(jī)理不同于金屬，金屬是氧化腐蝕和電化學(xué)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(qiáng)氧化劑的氧化作用，能對(duì)塑料形成氧化腐蝕的強(qiáng)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(qiáng)氧化劑2酸、堿、水的腐蝕對(duì)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(yīng)。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(dāng)樹脂的極性與環(huán)境介質(zhì)的極性想一致或接近時(shí)，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(fù)雜；成本低；工作震動(dòng)負(fù)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(fù)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(xué)性能及耐熱性能兩項(xiàng)。電學(xué)性能：體積電阻率，接點(diǎn)強(qiáng)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(dá)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(qiáng)度。塑料的介電強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度高，可達(dá)20以上；極性塑料如PVC、PF、AF的介電強(qiáng)度在20以下，不過塑料材料的介電強(qiáng)度基本可以滿足點(diǎn)絕緣材料的需要。3介電常數(shù)。4介電損耗角正切值。點(diǎn)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(yán)重會(huì)引起發(fā)熱擊穿。5耐電暈性。對(duì)于高壓應(yīng)用場(chǎng)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