塑料材料選用演示文稿

塑料材料選用演示文稿當(dāng)前第1頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)§選材應(yīng)考慮的主要因素在選材時，需要考慮的因素很多，如材料的性能特點(diǎn)、制品的使用環(huán)境、加工適應(yīng)性、原料來源、成本核算等。這些因果關(guān)系如下圖所示。

當(dāng)前第2頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)當(dāng)前第3頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)在進(jìn)行塑料選材時，先進(jìn)行初選，進(jìn)行綜合評價后再試驗(yàn)，反復(fù)論證最后確定最佳材料。一、塑料材料的適用條件塑料材料與其它材料相比有自身的適用性，選用塑料材料就是要最大限度的發(fā)揮其優(yōu)勢，避免劣勢。塑料與金屬、木材等幾種材料的比較如下表。當(dāng)前第4頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)表塑料與金屬等材料的一般性能比較當(dāng)前第5頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)二、塑料制品的性能要求塑料材料選用的根本目的就是以最低的成本滿足制品的性能要求，這是塑料選用中首先要考慮的因素。對特定的塑料制品而言，性能要求是多方面的，選用中要分清主要性能、相關(guān)性能和次要性能，如下表。當(dāng)前第6頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)表制品的主要性能、相關(guān)性能和次要性能當(dāng)前第7頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)三、塑料材料的使用環(huán)境使用環(huán)境是指材料或制品在使用時所經(jīng)受的溫度、濕度、介質(zhì)等條件，以及風(fēng)、雨、雪、霧、陽光及有害氣體等因素的影響。所以在塑料選材時，應(yīng)考慮擬選用材料對環(huán)境的適應(yīng)能力。

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四、塑料材料的加工適應(yīng)性一般塑料材料加工適應(yīng)性要考慮下述幾方面：（1）樹脂的熱穩(wěn)定性如PVC、POM等屬熱敏性材料，成型加工中易產(chǎn)生分解，對成型工藝要求較高。通常在加工中需嚴(yán)格控制溫度，對PVC等物料還需加入熱穩(wěn)定劑、增塑劑等。當(dāng)前第9頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)

（2）樹脂的成型原理熱塑性樹脂受熱熔融、流動，冷卻后即可硬化成型，易于制得制品；而熱固性樹脂成型中伴隨著交聯(lián)固化反應(yīng)，往往難以用熔融成型加工的方法，生產(chǎn)效率較低。

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（3）樹脂熔體粘度的高低熱塑性樹脂一般采用熔融成型加工的方法，熔體粘度的高低對成型影響很大。對高粘度物料（如PC、PSU）成型中需采用較高的成型溫度和壓力，而粘度過高（如UHMWPE、PTFE）則難以用普通的方法加工，需用如冷壓燒結(jié)等特殊成型方法。

當(dāng)前第11頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)五、塑料材料的經(jīng)濟(jì)適用性經(jīng)濟(jì)適用性是塑料選材中的一個重要因素，如果選取的塑料材料在性能和加工方面均能滿足要求，成本過高也難以投入生產(chǎn)，更談不上進(jìn)入市場，只有物美價廉的制品才能具有市場競爭力。塑料制品的成本主要包括原料價格、加工費(fèi)用、使用壽命、維護(hù)費(fèi)用等。

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（1）原料價格制品成本中原料價格占的比例最大，約占注塑制品的60%~70%，擠出制品70%~80%。而且原料價格隨運(yùn)輸費(fèi)用和市場需求波動較大，一些塑料原料的大致價格區(qū)域如下表。

表塑料原料價格區(qū)域當(dāng)前第13頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)生產(chǎn)中在滿足制品性能的前提下，應(yīng)盡量選擇價格較低的原料，對于某些性能要求較高的制品可通過改性來加以彌補(bǔ)。

（2）加工費(fèi)用是制品成本的重要組成部分，應(yīng)盡量以低加工成本來完成制品。加工費(fèi)用主要包括設(shè)備成本、加工能耗和廢品廢料等。

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生產(chǎn)中應(yīng)盡量選用現(xiàn)有設(shè)備。如某廠要生產(chǎn)農(nóng)用大棚膜，可選用LDPE、LLDPE和PVC樹脂。如工廠現(xiàn)有壓延機(jī)，則選用PVC；如有擠出機(jī)，則選用LDPE、LLDPE。同時，塑料加工方法多，加工設(shè)備的價格不同，從減少投資來看，應(yīng)依次選擇下列方法：真空吸塑、壓制成型、中空吹塑成型、擠出成型、注塑成型、壓延成型。當(dāng)前第15頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)加工能耗主要是指在成型加工中應(yīng)加熱和提供動力而對電能的消耗。一般工程塑料成型前需進(jìn)行干燥處理，成型后制品易殘留內(nèi)應(yīng)力而要求進(jìn)行后處理，相應(yīng)能耗就會增加；通用塑料較少需要干燥處理和后處理，相應(yīng)能耗較低。此外，成型加工溫度較高的塑料品種，如PC、PSU、PPO等加工能耗也會增大。

當(dāng)前第16頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)塑料加工廢料產(chǎn)生率因成型方法的不同而不同，具體順序如下：真空吸塑＞擠出吹塑＞注塑＞壓延＞壓制＞擠出其中真空吸塑產(chǎn)生廢料最多，如成型一次性口杯廢料率高達(dá)30%。生產(chǎn)中的廢料應(yīng)盡量重新利用。以提高材料的利用率，減低材料成本。

當(dāng)前第17頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)（3）使用壽命對于非一次使用的塑料制品，使用壽命的延長就意味著價格的降低。如普通大棚一般使用一季，長壽大棚膜可使用兩季，盡管后者的售價是前者的1.5倍，但在整個使用壽命期限內(nèi)采用長壽大棚膜價格卻降低了25%。選用合適的塑料原料，對塑料進(jìn)行穩(wěn)定化處理均可延長制品的使用壽命，但制品的售價往往會提高。當(dāng)前第18頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)一、根據(jù)制品的性能選材1．制品的力學(xué)性能對制品的力學(xué)性能要從三個方面考慮：一是受力的大小，可分為中低載荷和高載荷；二是受力的類型，有拉伸、壓縮、彎曲、沖擊、剪切等；三是受力的性質(zhì)，包括固定載荷和間歇載荷。不同的制品因受力的情況不同，對塑料材料的力學(xué)性能要求也不同，見下表?！旄鶕?jù)制品的性能和用途選材當(dāng)前第19頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)表塑料制品受力類型對材料力學(xué)性能要求當(dāng)前第20頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)

（1）一般結(jié)構(gòu)零件主要包括螺母、螺栓、墊片、支架、管件、手柄、管件、手柄、方向盤等，受力不大，一般為固定載荷，可選用HDPE、PP、HIPS及熱固性樹脂；對力學(xué)性能要求較高的特殊場合可選用PA、POM、PC及玻纖增強(qiáng)塑料。

當(dāng)前第21頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)（2）受間歇載荷作用的制品如齒輪、齒條、鏈輪、鏈條、活塞環(huán)、凸輪等。這類制品要具有較高的抗彎、耐沖擊、耐疲勞性，優(yōu)良的耐磨性，一定的耐熱性，對有些場合還要求有自潤滑性，以此保證長期使用中的性能穩(wěn)定。常用材料有PA、POM、PPO、PC、UHMWPE、PTFE、PEEK、PI及玻纖增強(qiáng)塑料等。當(dāng)前第22頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)2．制品的熱性能塑料材料與金屬和陶瓷相比線性膨脹系數(shù)較大，比熱容和熱導(dǎo)率較低，具有優(yōu)異的絕熱性能，特別是泡沫塑料被廣泛用作絕熱、保溫材料。衡量制品的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)及Tg、Tm等，其中以熱變形溫度最為常用。

當(dāng)前第23頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)根據(jù)熱變形溫度的大小可把塑料的耐熱性分成四種類型，見下表所示。表部分塑料品種的耐熱性當(dāng)前第24頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)3．制品的其他性能（1）制品的化學(xué)性能對一些大分子中存在酯基、酰酯基、醚基及硅氧基的塑料，在酸、堿和水存在的環(huán)境中，易發(fā)生水解反應(yīng)。如PET不耐酸、堿及高溫水；PA易吸濕，不耐酸；PF和UP不耐堿。而PVC、PE、PP及PS等樹脂的耐酸、堿、水性均很好。大分子主鏈或支鏈含有-CH3、-C6H5基團(tuán)往往不耐汽油、苯、甲苯等非極性溶劑。對于強(qiáng)氧化劑（如濃硫酸、濃硝酸和王水等）除PTFE外其他塑料品種幾乎均易受到侵蝕。溶劑介質(zhì)的腐蝕主要與塑料的溶度參數(shù)有關(guān)，這在非晶塑料的選用中尤其重要。

當(dāng)前第25頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)綜合來看，常用塑料的耐化學(xué)腐蝕性可表示如下。氟樹脂＞氯化聚醚＞PPS＞PVC、PE、PP＞PC、PET、POM、PA、PSU、PI＞PF、EP、UP在塑料防腐材料的實(shí)際選用中要針對介質(zhì)的種類、狀態(tài)、濃度、溫度及氧化性、視制品的受力及強(qiáng)度要求，以及成本和成型加工等各方面因素，做出綜合評定，最終選取合適的塑料材料。當(dāng)前第26頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)（2）制品的光學(xué)性能表征材料光學(xué)性能指標(biāo)常用透光率、霧度、折射率等。一般純凈的無定形塑料，大都無色透明，結(jié)晶高聚物的結(jié)晶度愈大透光性和透明性愈差。但通過加入成核劑和拉伸等方法改變結(jié)晶結(jié)構(gòu)可獲得透明的結(jié)晶塑料制品，如PET和PP雙軸拉伸薄膜等。除透明性外，在選用中還應(yīng)注意制品的應(yīng)用場合和具體要求，用于光盤材料要求其性能受環(huán)境影響小，抗蠕變性能好，具有長期的力學(xué)穩(wěn)定性；用于隱性眼鏡則要求高度穩(wěn)定的光學(xué)性能，高吸水率，高透氧性，衛(wèi)生無毒，生理相容性好，柔軟而有彈性。當(dāng)前第27頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)常用透明塑料選用的例子如下表。表常用透明塑料材料的選用舉例當(dāng)前第28頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)（3）制品的阻隔性是指制品對氣體、液體、香味、藥味等具有的一定屏蔽能力，一般用透過系數(shù)來表征，塑料的透過系數(shù)越小，阻隔能力越強(qiáng)。幾種阻隔性能較好的塑料品種的透過系數(shù)及其應(yīng)用見下表。當(dāng)前第29頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)表幾種塑料的透過系數(shù)及其應(yīng)用舉例當(dāng)前第30頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)（4）制品的電性能塑料都是優(yōu)良的電介質(zhì)、介電常數(shù)較小，但不同塑料介電常數(shù)也有明顯差別。非極性塑料介電常數(shù)在1.8~2.5之間，如PE、PP、PS、F4；弱極性塑料在2.5~3.5之間，如PMMA、PBT、PET、PC；極性塑料在3.5~8之間，如PVC、PF、PA等。作為絕緣電線電纜等為減少能量損耗宜選用介電常數(shù)較小的塑料品種，用作電容器則可選用介電常數(shù)稍大的品種，目前常用于電容器的是雙向拉伸PP和PET薄膜。當(dāng)前第31頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)作為絕緣材料一般電阻率應(yīng)大于1010Ω·cm。塑料材料的電阻率絕大多數(shù)符合絕緣材料的要求，被廣泛用作不同用途的電絕緣材料。一般用途電線電纜可選用PVC，對于高頻高壓場合需要選用電阻率高、介電常數(shù)小、高介電強(qiáng)度的PE和PE-Cl，硬質(zhì)制件可選用HDPE、PP、PTFE、PI等；

當(dāng)前第32頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)作為電工類絕緣材料和制品（如閘盒、繼電器、接觸器、封裝材料等）要求有較高的介電強(qiáng)度、耐電弧性和耐熱性，一般選用熱固性塑料，常用氨基塑料、酚醛塑料和環(huán)氧塑料等；在電子工業(yè)對各種元器件除電氣性能要求外，還對力學(xué)性能、耐熱性和成型加工性能有較高的要求，可根據(jù)具體情況選用，常用的塑料品種有PP、PC、POM、PET、PBT、PSU、PPS、PI、PTFE等。當(dāng)前第33頁\共有35頁\編于星期二\5點(diǎn)（5）制品的燃燒與阻燃性塑料