工程塑料的性能与应用

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1、1.6塑料的性能与应用（1）塑料的基本概念●塑料是由树脂加助剂组成，在一定温度和压力下，能塑化流动并成型为一定形状和尺寸制品的材料。树脂助剂塑料＝+树脂是指分子量不固定的，在常温下呈固态、半固态或半流动态的有机化合物。树脂分为天然和合成两种类型，合成树脂是塑料的主体。在合成树脂中加入某些填加剂，如稳定剂、填料、增塑剂、润滑剂、着色剂等，可以得到各种性能的塑料品种。但塑料的性能主要取决于合成树脂的性能。（2）塑料的分类塑料材料的品种目前已有几千种，其性能从软到硬，从韧到脆，从弱到强，覆盖了很大的范围。常用的有几十种。通常的分类方法如图所示：通用塑料热塑性塑料通用工程塑料工程塑料塑

2、料热固性特种工程塑料塑料1）按塑料受热时的基本行为分类①热塑性塑料（Thermoplastic）（分子量在104以上）在一定温度范围内可反复被加热软化、融化和冷却硬化。具有可逆过程。如：PE、PP、PC、PS、PVC、POM等。其大分子一般呈线性链状或枝状结构，彼此独立，相互之间没有化学键。分子通过分子间的作用力，如范德华力聚集在一起。成型加工时，受热和压力作用，其分子间的缠结点被打开，分子可以流动，彼此间的相对位置发生改变。分子在成型过程中被冷却下来，进入新的位置，分子间以新的形式结合在一起。②热固性塑料(ThermosettingPlastics)(分子量小于104)在一定

3、温度范围内可加热软化、熔融流动和固化。但固化后便成为永久的“不溶不熔”物质，不再有可塑性。因聚合物发生了化学反应，其分子间形成交联键，固化后的聚合物其链状或枝状分子被结成网状结构，若再次加热，分子链不能发生滑移。如：PF、EP、BMC、SI等。2）按聚合物的聚集态结构分①结晶型塑料（Crystal）通常把结晶度大于30%的树脂称为结晶型树脂。结晶就是材料内部分子有序的排列、能形成规则的结晶体。如：PE、PP、PA、POM、PBT、PTEE等。结晶型材料力学强度、刚性、韧性都较好，耐热及耐介质性较好，透明性差，制品的光学和力学性能存在各向异性。成型加工性能差。②非结晶型塑料（no

4、n-crystal）结晶度小于15%左右的称为非结晶树脂。材料内部分子相互间呈无序状态，杂乱无章地堆砌在一起。力学强度低，脆性较大，耐热、耐介质性能偏低。透明性好，光学与力学性能没有方向性。加工性能较好。如：ABS、PS、PVC、PMMA、PC、PSF、PPS、CA等。ABS塑料：（塑料合金）1）结构单元：丙烯晴(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体（共聚生成）2）性质：丙烯晴能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性；丁二烯能提高韧性；苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。ABS塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性，成型性好，不易燃，耐腐蚀性好，但不耐酮、醛、酯、氯代烃类溶剂

5、。3）应用：用于轻载齿轮、轴承，电器外壳，汽车部件，各类容器、管道等。3）按用途分①通用塑料（Generalplastics）特点：产量大，应用广，价格低，性能一般。用作非结构材料，长期使用温度100℃以下。如：PE、PP、PVC、PS、PF、氨基六大类。其产量约占总产量的85%以上。②工程塑料（Engineeringplastics）特点：产量小，价格较高，具有优良的力学性能、电性能、化学性能及耐热性、耐磨性和尺寸稳定性。可替代金属材料作为工程结构材料。●通用工程塑料应用范围广，长期使用温在150℃以下。如：PA、POM、PC、PPO、ABS、PBT、PET。●特种工程塑料性

6、能高于通用工程塑料，特殊领域应用，产量更小，价格贵。在200℃以上其力学性能几乎不变。长期使用温度在150℃以上。如：PI（聚酰亚胺）、PPS、PSF、PAI（聚酰胺酰亚胺）、SI（硅树脂）、PEK（聚醚酮）、PEEK（聚醚醚酮）、PAR（聚芳酯）等。（3）塑料的基本性能与用途1）密度小，质量轻塑料密度一般为0.83～2.2g/cm；大多为1.0～1.4g/cm。是钢的1/8～1/4，铝的1/2。泡沫塑料的密度更小，ρ=0.01g/cm；PTFE的密度最大ρ=2.2g/cm。同样质量的塑料可比金属生产更多产品，如：●1吨钢可生产出Φ100mm的钢管100m。●1吨塑料（PE）可

7、生产出相同直径的管材500m。八十年代美国统计，汽车用塑料后，每车平均减重180kg，每升汽油可多行驶0.4km，全美可节油1400万桶/年，更有利于环保。（汽车每减重10%，可节省燃油8%）2）比强度、比刚度高抗拉强度平均为100MPa，但比强度高。如某些塑料的比强度(σ/ρ)接近甚至超过钢材，如玻璃纤维增强塑料的比强度高于一般钢材。材料比强度合金钢1600（比重8.0）铸铁320（比重7.4）硬铝1400—1500（比重2.8）玻纤增强PC1100玻纤增强PA1500玻纤增强PES（聚酯