塑料材料选用

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,Polymer,materials,高聚物成型原材料课件,总,结,结,塑,塑,料,料,材,材,料,料,选,选,用,用,选,材,材,应,应,考,考,虑,虑,的,的,主,主,要,要,因,因,素,素,根据制,品,品的性,能,能和用,途,途选材,选,材,材应考,虑,虑的主,要,要因素,在选材,时,时，需,要,要考虑,的,的因素,很,很多，,如,如材料,的,的性能,特,特点、,制,制品的,使,使用环,境,境、加,工,工适应,性,性、原,料,料来源,、,、成本,核,核算等,。,。这些,因,因果关,系,系如下,图,图所示,。,。,在进行,塑,塑料选,材,材时，,先,先进行,初,初选，,进,进行综,合,合评价,后,后再试,验,验，反,复,复论证,最,最后确,定,定最佳,材,材料。,一、塑,料,料材料,的,的适用,条,条件,塑料材,料,料与其,它,它材料,相,相比有,自,自身的,适,适用性,，,，选用,塑,塑料材,料,料就是,要,要最大,限,限度的,发,发挥其,优,优势，,避,避免劣,势,势。塑,料,料与金,属,属、木,材,材等几,种,种材料,的,的比较,如,如下表,。,。,表,塑,塑料与,金,金属等,材,材料的,一,一般性,能,能比较,二、塑,料,料制品,的,的性能,要,要求,塑料材,料,料选用,的,的根本,目,目的就,是,是以最,低,低的成,本,本满足,制,制品的,性,性能要,求,求，这,是,是塑料,选,选用中,首,首先要,考,考虑的,因,因素。,对,对特定,的,的塑料,制,制品而,言,言，性,能,能要求,是,是多方,面,面的，,选,选用中,要,要分清主要性,能,能、相,关,关性能,和,和次要,性,性能，如下,表,表。,表,制,制品的,主,主要性,能,能、相,关,关性能,和,和次要,性,性能,三、塑,料,料材料,的,的使用,环,环境,使用环,境,境是指,材,材料或,制,制品在,使,使用时,所,所经受,的,的温度、,湿,湿度、,介,介质等条件,，,，以及,风,风、雨,、,、雪、,雾,雾、阳,光,光及有,害,害气体,等,等因素,的,的影响,。,。所以,在,在塑料,选,选材时,，,，应考,虑,虑拟选,用,用材料,对,对环境,的,的适应,能,能力。,四、塑,料,料材料,的,的加工,适,适应性,一般塑,料,料材料,加,加工适,应,应性要,考,考虑下,述,述几方,面,面：,（1）,树,树脂的,热,热稳定,性,性,如PVC、POM等,属,属热敏,性,性材料,，,，成型,加,加工中,易,易产生,分,分解，,对,对成型,工,工艺要,求,求较高,。,。通常,在,在加工,中,中需严,格,格控制,温,温度，,对,对PVC等物,料,料还需,加,加入热,稳,稳定剂,、,、增塑,剂,剂等。,（2）,树,树脂的,成,成型原,理,理,热塑性,树,树脂受,热,热熔融,、,、流动,，,，冷却,后,后即可,硬,硬化成,型,型，易,于,于制得,制,制品；,而,而热固,性,性树脂,成,成型中,伴,伴随着,交,交联固,化,化反应,，,，往往,难,难以用,熔,熔融成,型,型加工,的,的方法,，,，生产,效,效率较,低,低。,（3）,树,树脂熔,体,体粘度,的,的高低,热塑性,树,树脂一,般,般采用,熔,熔融成,型,型加工,的,的方法,，,，熔体,粘,粘度的,高,高低对,成,成型影,响,响很大,。,。对高,粘,粘度物,料,料（如PC、PSU,）,）成型,中,中需采,用,用较高,的,的成型,温,温度和,压,压力，,而,而粘度,过,过高（,如,如UHMWPE、PTFE,）,）则难,以,以用普,通,通的方,法,法加工,，,，需用,如,如冷压,烧,烧结等,特,特殊成,型,型方法,。,。,五、塑,料,料材料,的,的经济,适,适用性,经济适,用,用性是,塑,塑料选,材,材中的,一,一个重,要,要因素,，,，如果,选,选取的,塑,塑料材,料,料在性,能,能和加,工,工方面,均,均能满,足,足要求,，,，成本,过,过高也,难,难以投,入,入生产,，,，更谈,不,不上进,入,入市场,，,，只有,物,物美价,廉,廉的制,品,品才能,具,具有市,场,场竞争,力,力。塑,料,料制品,的,的成本,主,主要包,括,括原料价,格,格、加,工,工费用,、,、使用,寿,寿命、,维,维护费,用,用等。,（1）,原,原料价,格,格,制品成,本,本中原,料,料价格,占,占的比,例,例最大,，,，约占,注,注塑制,品,品的60%70%,，,，挤,出,出制品70%80%。而,且,且原料,价,价格随,运,运输费,用,用和市,场,场需求,波,波动较,大,大，一,些,些塑料,原,原料的,大,大致价,格,格区域,如,如下表,。,。,表,塑,塑料,原,原料价,格,格区域,生产中,在,在满足,制,制品性,能,能的前,提,提下，,应,应尽量,选,选择价,格,格较低,的,的原料,，,，对于,某,某些性,能,能要求,较,较高的,制,制品可,通,通过改,性,性来加,以,以弥补,。,。,（2,）,）加,工,工费,用,用,是制,品,品成,本,本的,重,重要,组,组成,部,部分,，,，应,尽,尽量,以,以低,加,加工,成,成本,来,来完,成,成制,品,品。,加,加工,费,费用,主,主要,包,包括设备,成,成本,、,、加,工,工能,耗,耗和,废,废品,废,废料等。,生产,中,中应,尽,尽量,选,选用,现,现有,设,设备,。,。如某,厂,厂要,生,生产,农,农用,大,大棚,膜,膜，,可,可选,用,用LDPE、LLDPE和PVC树,脂,脂。,如,如工,厂,厂现,有,有压,延,延机,，,，则,选,选用PVC；,如,如有,挤,挤出,机,机，,则,则选,用,用LDPE、LLDPE。,同时,，,，塑,料,料加,工,工方,法,法多,，,，加,工,工设,备,备的,价,价格,不,不同,，,，从,减,减少,投,投资,来,来看,，,，应依次,选,选择下列,方,方法,：,：真空,吸,吸塑,、,、压,制,制成,型,型、,中,中空,吹,吹塑,成,成型,、,、挤,出,出成,型,型、,注,注塑,成,成型,、,、压,延,延成,型,型。,加工能耗,主,主要是指,在,在成型加,工,工中应加,热,热和提供,动,动力而对,电,电能的消,耗,耗。一般工程塑料成型前需,进,进行干燥,处,处理，成,型,型后制品,易,易残留内,应,应力而要,求,求进行后,处,处理，相,应,应能耗就会,增,增加；通用塑料较少需要,干,干燥处理,和,和后处理,，,，相应能耗较低。,此外，成型加工,温,温度较高的塑料品,种,种，如PC、PSU、PPO等加工能耗也会,增,增大。,塑料加工,废,废料产生率因,成,成型方法,的,的不同而,不,不同，具体顺序如下：,真空吸塑,挤出吹,塑,塑注塑,压延,压,压制挤,出,出,其中真空吸塑,产,产生废料,最,最多，如成型,一,一次性口,杯,杯废料率,高,高达30%。生产,中,中的废料,应,应尽量重,新,新利用。,以,以提高材,料,料的利用,率,率，减低,材,材料成本,。,。,（3）使,用,用寿命,对于非一次使,用,用的塑料,制,制品，使用寿命,的,的延长就,意,意味着价,格,格的降低。如普通,大,大棚一般,使,使用一季,，,，长寿大,棚,棚膜可使,用,用两季，,尽,尽管后者,的,的售价是,前,前者的1.5倍，,但,但在整个,使,使用寿命,期,期限内采,用,用长寿大,棚,棚膜价格,却,却降低了25%。,选,选用合适,的,的塑料原,料,料，对塑,料,料进行稳,定,定化处理,均,均可延长,制,制品的使,用,用寿命，,但,但制品的,售,售价往往,会,会提高。,一、根据,制,制品的性,能,能选材,1制品,的,的力学性,能,能,对制品的,力,力学性能,要,要从三个,方,方面考虑,：,：一是受力,的,的大小，可分为,中,中低载荷,和,和高载荷,；,；二是受力,的,的类型，有拉伸,、,、压缩、,弯,弯曲、冲,击,击、剪切,等,等；三是受力,的,的性质，包括固,定,定载荷和,间,间歇载荷,。,。不同的,制,制品因受,力,力的情况,不,不同，对,塑,塑料材料,的,的力学性,能,能要求也,不,不同，见,下,下表。,根据,制,制品的性,能,能和用途,选,选材,表 塑料,制,制品受力,类,类型对材,料,料力学性,能,能要求,（1）一,般,般结构零,件,件,主要包括,螺,螺母、螺,栓,栓、垫片,、,、支架、,管,管件、手,柄,柄、管件,、,、手柄、,方,方向盘等,，,，受力不大,，,，一般为,固,固定载荷，可选用HDPE,、,、PP、HIPS,及,及热固性,树,树脂；对力学性,能,能要求较,高,高的特殊,场,场合可选用PA、POM、PC,及,及玻纤增,强,强塑料。,（2）受,间,间歇载荷,作,作用的制,品,品,如齿轮、,齿,齿条、链,轮,轮、链条,、,、活塞环,、,、凸轮等,。,。这类制,品,品要具有,较,较高的抗弯、耐,冲,冲击、耐,疲,疲劳性，,优,优良的耐,磨,磨性，一,定,定的耐热,性,性，对有些,场,场合还要,求,求有自润滑性，以此保,证,证长期使,用,用中的性,能,能稳定。,常,常用材料,有,有PA、POM、PPO、PC、UHMWPE、PTFE、PEEK、PI及玻,纤,纤增强塑,料,料等。,2制品,的,的热性能,塑料材料,与,与金属和,陶,陶瓷相比,线,线性膨胀,系,系数较大,，,，比热容,和,和热导率,较,较低，具,有,有优异的,绝,绝热性能,，,，特别是,泡,泡沫塑料,被,被广泛用,作,作绝热、,保,保温材料,。,。衡量制,品,品的耐热,性,性能好坏,的,的指标有,热,热变形温,度,度、马丁,耐,耐热温度,和,和维卡软,化,化点及T,g,、T,m,等，其中,以,以热变形温,度,度最为常用,。,。,根据热变,形,形温度的,大,大小可把,塑,塑料的耐,热,热性分成,四,四种类型,，,，见下表,所,所示。,表 部,分,分塑料品,种,种的耐热,性,性,3制品,的,的其他性,能,能,（1）制,品,品的化学,性,性能,对一些大,分,分子中存,在,在酯基、,酰,酰酯基、,醚,醚基及硅,氧,氧基的塑,料,料，在酸,、,、碱和水,存,存在的环,境,境中，易,发,发生水解,反,反应。如PET不,耐,耐酸、碱,及,及高温水,；,；PA易,吸,吸湿，不,耐,耐酸；PF和UP,不,不耐碱。而PVC、PE,、,、PP及PS等树,脂,脂的耐酸,、,、碱、水,性,性均很好,。,。大分子,主,主链或支,链,链含有-CH,3,、-C,6,H,5,基团往往,不,不耐汽油,、,、苯、甲,苯,苯等非极,性,性溶剂。对于强氧,化,化剂（如浓硫,酸,酸、浓硝,酸,酸和王水,等,等）除PTFE外其他,塑,塑料品种,几,几乎均易,受,受到侵蚀。溶剂介,质,质的腐蚀,主,主要与塑,料,料的溶度,参,参数有关,，,，这在非,晶,晶塑料的,选,选用中尤,其,其重要。,综合来看,，,，常用塑,料,料的耐化,学,学腐蚀性,可,可表示如,下,下。,氟树脂,氯,氯化聚醚,PPS,PVC,、,、PE、PPPC、PET、POM、PA,、,、PSU,、,、PIPF、EP、UP,在塑料防,腐,腐材料的,实,实际选用,中,中要针对,介,介质的种,类,类、状态,、,、浓度、,温,温度及氧,化,化性、视,制,制品的受,力,力及强度,要,要求，以,及,及成本和,成,成型加工,等,等各方面,因,因素，做,出,出综合评,定,定，最终,选,选取合适,的,的塑料材,料,料。,（2）制,品,品的光学,性,性能,表征材料,光,光学性能,指,指标常用,透,透光率、,雾,雾度、折,射,射率等。一般纯净,的,的无定形,塑,塑料，大,都,都无色透,明,明，结晶,高,高聚物的,结,结晶度愈,大,大透光性,和,和透明性,愈,愈差。但通过加,入,入成核剂,和,和拉伸等,方,方法改变,结,结晶结构,可,可获得透,明,明的结晶,塑,塑料制品,，,，如PET和PP,双,双轴拉伸,薄,薄膜等。,除透明性,外,外