1、.,1,總結(jié)塑料材料選用, 選材應(yīng)考慮的主要因素 根據(jù)制品的性能和用途選材,.,2, 選材應(yīng)考慮的主要因素,在選材時(shí)，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(lái)源、成本核算等。這些因果關(guān)系如下圖所示。,.,3,.,4,在進(jìn)行塑料選材時(shí)，先進(jìn)行初選，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)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(shì)，避免劣勢(shì)。塑料與金屬、木材等幾種材料的比較如下表。,.,5,表 塑料與金屬等材料的一般性能比較,.,6,二、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(mǎn)足

2、制品的性能要求，這是塑料選用中首先要考慮的因素。對(duì)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。,.,7,表 制品的主要性能、相關(guān)性能和次要性能,.,8,三、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(shí)所經(jīng)受的溫度、濕度、介質(zhì)等條件，以及風(fēng)、雨、雪、霧、陽(yáng)光及有害氣體等因素的影響。所以在塑料選材時(shí)，應(yīng)考慮擬選用材料對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。,.,9,四、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(shù)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(duì)成型工藝要求較高。通常在加工中需嚴(yán)格控制溫度，對(duì)PVC等物料

3、還需加入熱穩(wěn)定劑、增塑劑等。,.,10,（2）樹(shù)脂的成型原理 熱塑性樹(shù)脂受熱熔融、流動(dòng)，冷卻后即可硬化成型，易于制得制品；而熱固性樹(shù)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。,.,11,（3）樹(shù)脂熔體粘度的高低 熱塑性樹(shù)脂一般采用熔融成型加工的方法，熔體粘度的高低對(duì)成型影響很大。對(duì)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(guò)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。,.,12,五、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(gè)重要因素，如果選取的塑料材料在性能和加工方面均能滿(mǎn)足要求，成本過(guò)高也

4、難以投入生產(chǎn)，更談不上進(jìn)入市場(chǎng)，只有物美價(jià)廉的制品才能具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。塑料制品的成本主要包括原料價(jià)格、加工費(fèi)用、使用壽命、維護(hù)費(fèi)用等。,.,13,（1）原料價(jià)格 制品成本中原料價(jià)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(jià)格隨運(yùn)輸費(fèi)用和市場(chǎng)需求波動(dòng)較大，一些塑料原料的大致價(jià)格區(qū)域如下表。 表 塑料原料價(jià)格區(qū)域,.,14,生產(chǎn)中在滿(mǎn)足制品性能的前提下，應(yīng)盡量選擇價(jià)格較低的原料，對(duì)于某些性能要求較高的制品可通過(guò)改性來(lái)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(lái)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。,.,15,生產(chǎn)中

5、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(shù)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(shí)，塑料加工方法多，加工設(shè)備的價(jià)格不同，從減少投資來(lái)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。,.,16,加工能耗主要是指在成型加工中應(yīng)加熱和提供動(dòng)力而對(duì)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(huì)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(huì)增大。,.,17

6、,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。,.,18,（3）使用壽命 對(duì)于非一次使用的塑料制品，使用壽命的延長(zhǎng)就意味著價(jià)格的降低。如普通大棚一般使用一季，長(zhǎng)壽大棚膜可使用兩季，盡管后者的售價(jià)是前者的1.5倍，但在整個(gè)使用壽命期限內(nèi)采用長(zhǎng)壽大棚膜價(jià)格卻降低了25%。選用合適的塑料原料，對(duì)塑料進(jìn)行穩(wěn)定化處理均可延長(zhǎng)制品的使用壽命，但制品的售價(jià)往往會(huì)提高。,.,19,一、根據(jù)制品的性能選材 1制品的力學(xué)性能 對(duì)制品的力學(xué)性能要從

7、三個(gè)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(lèi)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(duì)塑料材料的力學(xué)性能要求也不同，見(jiàn)下表。, 根據(jù)制品的性能和用途選材,.,20,表 塑料制品受力類(lèi)型對(duì)材料力學(xué)性能要求,.,21,（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(pán)等，受力不大，一般為固定載荷，可選用HDPE、PP、HIPS及熱固性樹(shù)脂；對(duì)力學(xué)性能要求較高的特殊場(chǎng)合可選用PA、POM、PC及玻纖增強(qiáng)塑料。,.,22,（2）受間歇載荷作用的制品 如齒輪、齒條、鏈輪、鏈條、活塞環(huán)、

8、凸輪等。這類(lèi)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(duì)有些場(chǎng)合還要求有自潤(rùn)滑性，以此保證長(zhǎng)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。,.,23,2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。,.,24,根據(jù)熱變形溫度的大小可把塑料的耐熱性分成四種類(lèi)型，見(jiàn)下表所示。 表 部分塑料品種的耐熱性,.,25

9、,3制品的其他性能 （1）制品的化學(xué)性能 對(duì)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(shù)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(duì)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。,.,26,綜合來(lái)看，常用塑料的耐化學(xué)腐蝕性可表示如下。 氟樹(shù)脂氯化聚醚PPSPVC、PE、PPPC、PET、

10、POM、PA、PSU、PIPF、EP、UP 在塑料防腐材料的實(shí)際選用中要針對(duì)介質(zhì)的種類(lèi)、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(píng)定，最終選取合適的塑料材料。,.,27,（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(wú)定形塑料，大都無(wú)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(guò)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(chǎng)合和具體要求，用于光盤(pán)材料要求其性能受環(huán)境影響小，抗蠕變性能好，具有長(zhǎng)期的力學(xué)穩(wěn)定性；用于隱性

11、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(wú)毒，生理相容性好，柔軟而有彈性。,.,28,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,.,29,（3）制品的阻隔性 是指制品對(duì)氣體、液體、香味、藥味等具有的一定屏蔽能力，一般用透過(guò)系數(shù)來(lái)表征，塑料的透過(guò)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(guò)系數(shù)及其應(yīng)用見(jiàn)下表。,.,30,表 幾種塑料的透過(guò)系數(shù)及其應(yīng)用舉例,.,31,（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1.82.5之間，如PE、PP、PS、F4；弱極性塑料在2.53.5之間，如P

12、MMA、PBT、PET、PC；極性塑料在3.58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。,.,32,作為絕緣材料一般電阻率應(yīng)大于1010cm。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(duì)于高頻高壓場(chǎng)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；,.,33,作為電工類(lèi)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)

13、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(duì)各種元器件除電氣性能要求外，還對(duì)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。,.,34,（5）制品的燃燒與阻燃性 塑料是有機(jī)化合物，分子內(nèi)含有大量碳、氫等可燃元素，有些品種易燃，阻燃性差。但大分子結(jié)構(gòu)中若含有鹵素及氮、磷、硫等原子或主鏈結(jié)構(gòu)中含有芳環(huán)類(lèi)則材料具有一定的阻燃性或自熄性。一般塑料的燃燒與阻燃性能可用氧指數(shù)（OI）表征。OI22屬易燃材料，OI在2227之間為自熄性塑料，OI27為阻燃性塑料。常用塑料的OI值見(jiàn)下表。 氧指數(shù) 指剛好維持某塑料材