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塑料制品的選材和應(yīng)用
塑料產(chǎn)品是當(dāng)前社會(huì)應(yīng)用最廣闊的一類產(chǎn)品，在民眾消費(fèi)、工農(nóng)業(yè)生、家用電器、公務(wù)事業(yè)建設(shè)、軍事工業(yè)上離不開塑料的參與。設(shè)計(jì)者往往花費(fèi)大量的時(shí)間選擇正確的塑膠材料，為了節(jié)省設(shè)計(jì)者的時(shí)間，根據(jù)本人多年塑膠產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)如何快速選擇產(chǎn)品的材料。希望對(duì)從事些行業(yè)的人員有幫助。
一、根據(jù)產(chǎn)品主要用途選擇
1、根據(jù)環(huán)境
使用環(huán)境是指材料或制品使用時(shí)經(jīng)受周圍環(huán)境的溫度、濕度、介質(zhì)等。溫度、濕度條件由周邊的接觸介質(zhì)決定。此外，自然曝露狀態(tài)下除了風(fēng)、雨、霧等影響外還受太陽光的曝曬、化學(xué)性物質(zhì)的情況等因素。因此，要考慮塑料的環(huán)境適應(yīng)。
2、根據(jù)塑料產(chǎn)品的受力類型和作用方式
制品在力的作用是下，必然產(chǎn)生變形，主要表現(xiàn)為拉伸、壓縮、彎曲、扭曲、剪切、沖擊或，或是幾種力的組合變形。另外，如果外力是為沖擊力時(shí)，對(duì)制作有附加的作，須選用沖擊強(qiáng)度高的塑料；如果是靜力，應(yīng)選擇蠕變小的材料；如果是塑料反復(fù)變形的力時(shí)，只能選擇疲勞強(qiáng)度好的材料。
3、根據(jù)使用對(duì)象
不同地區(qū)、國家、種族因質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保指令、審美觀念、興趣愛好存在差異。在選擇塑料時(shí)，應(yīng)符合制品銷售區(qū)的要求。
二、根據(jù)塑料產(chǎn)品使用場(chǎng)合選材
1、生產(chǎn)殼體、箱體、蓋板、管類的塑膠產(chǎn)品
此類塑料產(chǎn)品不要承載很大外力，優(yōu)良的沖擊強(qiáng)度、硬度、合適的拉伸強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性和產(chǎn)品對(duì)外界環(huán)境酸堿適用度。在某一些金屬無法使用的場(chǎng)合中，可以優(yōu)生選用塑料。下面幾種情況更合適用塑膠。
a．須防止共振而且要求傳聲??；
b．要求有彈性變形以防止由于偶然碰撞而引起的凹痕；
c．制品形狀復(fù)雜，用金屬加工工藝生產(chǎn)有困難；
d．制品不希望后加工；
e．要求制品整體電絕緣(或部分絕緣)和絕熱，或整體著色或要求透明、半透明；
f．要求耐腐蝕和耐濕氣，不生銹；
根據(jù)以上應(yīng)用的情況、有時(shí)僅用一種材料無法滿足全部要求，可以考慮使用塑料和其它材料復(fù)合加工而成，例如可把帶螺紋的金屬嵌件嵌入塑料件中就是典型的應(yīng)用；如果要求產(chǎn)品外殼能經(jīng)受碰撞的場(chǎng)合時(shí)，就得考慮采用金屬和塑料的復(fù)合板，也可以在金屬表面上復(fù)合塑料。
2、較低摩擦系數(shù)場(chǎng)合的塑料選擇
本類使用場(chǎng)合的材料要求具有較低的摩擦系數(shù)，甚至沒有外部潤滑時(shí)摩擦系數(shù)相當(dāng)?shù)?，耐磨蝕性能好，而且具有良好的形穩(wěn)性、耐熱性和耐腐蝕性。過去較多采用銅銻錫合金、青銅、鑄鐵、預(yù)潤滑的木材、石墨等。如有如下場(chǎng)合采用塑料更佳。
a．有腐蝕、磨耗場(chǎng)合；
b．生產(chǎn)時(shí)潤滑油會(huì)污染產(chǎn)品；
c．要求沒有保養(yǎng)操作；
d．用塑膠材料可避免復(fù)雜的潤滑系統(tǒng)；
e．質(zhì)量要求很輕；
f．電絕緣性較高時(shí)；
g．工作時(shí)不能在異響；
h．不能存在擦傷和刻痕；
i．滑粘性不適宜時(shí)。
3、重應(yīng)力機(jī)械零件的塑膠材料選擇
這類零件要求機(jī)械強(qiáng)度高、抗彎曲能力強(qiáng)、拉伸和沖擊強(qiáng)度高，較高溫度時(shí)仍具有良好的耐疲勞性和穩(wěn)定性；過去一般是采用鑄鐵、黃銅等材料，如果當(dāng)遇到下列情況和要求時(shí)，考慮用塑料更為合適。
a．質(zhì)量要求輕；
b．工作的環(huán)境灰塵較多，有磨蝕和腐蝕的工作場(chǎng)合；
c．不能存在異響與振動(dòng)；
d．綜合效能良好。
4、化工設(shè)備的塑膠件材料的選擇
這類場(chǎng)合要求材料耐化學(xué)腐蝕，具有機(jī)械強(qiáng)度。以往是采用不銹鋼金屬。如果有下列情況和要求時(shí)，可考慮用塑料更為合適。
a．特別要求耐腐蝕，并且不銹鋼又不能滿足要求；
b. 既耐腐蝕又耐磨損；
d．保養(yǎng)少，便于維修；
e．要求絕熱，隔熱以及耐瞬時(shí)高溫或燒蝕；
5、電氣零件的塑膠材料選取
這類應(yīng)用要求材料在中頻下電絕緣性優(yōu)良，具有高的強(qiáng)度和抗沖擊性能，良好的耐疲勞性和耐熱性，在升高溫度情況下，尺寸穩(wěn)定性良好。以往是用陶瓷、玻璃或云母，但是，當(dāng)遇到下列情況和要求時(shí)，考慮用塑料更為合適。
a．有沖擊負(fù)荷存在；
b．質(zhì)量要求較輕；
c．尺寸精度要求高，陶瓷、玻璃等無機(jī)絕緣材料加工達(dá)不到到所需要求時(shí)；
d．產(chǎn)品形狀復(fù)雜的導(dǎo)體-絕緣體組合成整體的制品或零件；
綜上所述，聚酯、氟塑料、聚苯醚、聚砜、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、酚醚樹脂(xylok-新型酚醚樹脂、聚對(duì)二甲苯是較好的絕緣材料。如果是一般絕緣材料還可采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯可用于制造一般電線電纜絕緣。組合電器組件的包線用材可以用有機(jī)硅橡膠和環(huán)氧組合封來獲得更佳的性能；三聚氰胺甲醛塑料可用于硬度較大的零件；有機(jī)硅聚合物可用于耐高溫的場(chǎng)合；氨基塑料可用于價(jià)格低廉的場(chǎng)合；酚醛層壓材料用于沖切和模沖零件。
6、用作透光零件的材料
透明板和模型類零件要求塑料透光性良好，具有優(yōu)良的二次成型性和成型加工性，不易撞碎、并有良好的拉伸強(qiáng)度。過去大多數(shù)采用玻璃，但是玻璃存在一些缺點(diǎn)，特別是無法滿足下列使用場(chǎng)合要求：
a．產(chǎn)品要求耐沖擊、耐振動(dòng)、不易擊碎；
b．具有可彎的性；
c．較高的比強(qiáng)度；
d．材料須是半透明而不應(yīng)通過表面處理來達(dá)到半透明；
e．要求易于成型形狀復(fù)雜的制品；
根據(jù)上述的述說，丙烯酸酯類塑料推薦作一般應(yīng)用，尤其適用于光學(xué)、裝飾和室外應(yīng)用場(chǎng)合。通過澆鑄的丙烯酸酪板料，擁有較高的強(qiáng)度和透明性，可制造中、低精度透鏡，擠壓成型用的丙烯酸酯塑料價(jià)格較低，二次成型性良好；在透明塑料中聚碳酸酯強(qiáng)度高，可制作透明的面罩、防護(hù)眼鏡或防護(hù)板。乙酸丁酸纖維耐沖擊力，深延成型性好；透明聚氯乙烯二次成型性和印刷適應(yīng)性優(yōu)良；乙酸纖維塑料可用作可彎曲的透明板和防護(hù)板；具有中等抗沖擊的聚苯乙烯和硬質(zhì)聚氯乙烯塑料是價(jià)格低廉的透明材料；聚苯乙烯制作成本低的模塑透明部件。烯丙基二甘醇酯樹脂是目前光學(xué)上應(yīng)用的主要熱固性塑料，其透明性，耐磨性，抗沖擊性及耐化學(xué)性都相當(dāng)?shù)膬?yōu)良，如果在表面鍍膜、涂有機(jī)硅酮膜可以提高塑料表面硬度和耐磨性，可以工作在100℃左右，短期的工作溫度可達(dá)150℃，目前主要用于制作鏡片。如果要求制品具有好的耐化學(xué)性和適應(yīng)高的工作溫度，或者在工作條件下有磨損，在較大的溫度范圍內(nèi)要求有好的尺寸穩(wěn)定性，須對(duì)塑料進(jìn)行表面處理。
下面有各種材料溫度應(yīng)用指標(biāo)，僅供參考：
