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          基礎知識之按塑料應用范圍選材
          來源:中國纖維網(wǎng) 添加人:service2 添加時間:2013-9-6

          (1)制造容器、外殼、蓋、導管的塑料 。
            這類制品一般不要求承載很大負荷,但要求有良好甚至優(yōu)良的沖擊強度和硬度、良好的或適中的拉伸強度和尺寸穩(wěn)定性,以及良好的外觀和耐環(huán)境性,并要求材料的價格適中。對另有特殊性能要求的應專門考慮。如果采用金屬制造時,一般是采用鋼板、型鋼、鑄鋁或沖切鋁、輕合金或壓鑄金屬。這些材料強度較高,剛硬度也好。但是,當遇到下列情況和要求時,采用塑料更為合適。
            a.必須防止共振而且要求傳聲小;
            b.要求有一定的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;
            考慮以上的特點、比較適宜的材料見表(待補充)所示。有時,一種材料不能滿足要求,往往需要塑料和其它材料復合,例如需要控制蠕變或撓曲變形或特別耐磨耗時,可把帶螺紋的金屬嵌件嵌入塑料件中,如果要求結構殼體能經(jīng)受碰撞和粗用時,可考慮采用金屬和塑料的復合板或在金屬表面上復合塑料。
            (2)低摩擦應用方面的塑料
            這類應用要求的材料需具有低的摩擦系數(shù)甚至無潤滑時摩擦系數(shù)也低,耐磨蝕性好,并具有適中至良好的形穩(wěn)性、耐熱性和耐腐蝕性。以往采用銅銻錫合金、青銅、鑄鐵、預潤滑的木材、石墨等。但是,當遇到下列情況和要求時,采用塑料更為合適。
             a.有腐蝕或磨耗;
             b.加工時,潤滑劑會污染產(chǎn)品;
             c.組件必須在高于或低于普通潤滑劑的適用溫度下工作;
             d.要求無保養(yǎng)操作;
             e.用塑料可避免復雜的潤滑體系;
             f.迫切要求減重時;
             g. 要求電絕緣;
             h. 要求減弱聲響、噪音;
             I. 要求盡量減少擦傷和刻痕;
             j.體系高負荷、低速運行會擠出普通潤滑劑;
             k. 滑粘性不適宜時。
            根據(jù)上述要求,作為軸承減摩零件的合適塑料見表(待補充)所示。但是,當工作溫度長期超過260℃或有很大的徑向負荷、止推負荷時,或是需要連續(xù)高速運轉,以及長期時間內(nèi)要求軸的偏斜極小或要求軸的磨損先于軸承的磨損時,應考慮用其它材料。有時(尤其是遇到下列情況)可考慮用塑料和其它材料組合,如:a.需要盡快散發(fā)熱量,b.要求蠕變極小;c.僅用塑料不能承受太高負荷,等等。
            (3)用作重應力機械零件的材料(如齒輪、凸輪、齒條、聯(lián)軸節(jié)、輥子等)
             這類應用要求材料的機械強度高、尤其要求具有高的彎曲、拉伸和沖擊強度,在升高溫度時仍具有良好的耐疲勞性和穩(wěn)定性,機械加工性良好,尺寸穩(wěn)定、能模塑成型精密公差 制品。以往是采用鑄鐵、鋼、黃銅等,但是,當遇到下列情況和要求時,考慮用塑料更為合適。
             a.迫切要求減重;
             b.使用環(huán)境砂塵多,有磨蝕和腐蝕;
             c.盡量減小聲響或振動;
             d.希望有綜合效能。
            根據(jù)上述要求,比較合適的塑料見表(有待補充)所示。但是,如果要求承受重負荷、工作溫度高、以及迫切要求降低材料成本時。應考慮用其它材料。如果要求高耐沖擊、耐彎曲而且要求成本低時,可以考慮采用塑料與其它材料(如金屬)組成的結構復合材料。
            (4)用作化工設備的塑料和耐熱塑料
             這類應用要求材料耐化學腐蝕、吸濕性小有的還要求耐高低溫,具有一般到良好的機械強度。以往是采用不銹鋼、欽、鈮、和其它貴金屬。但是當遇到下列情況和要求時,可考慮用塑料更為合適。
             a.特別要求耐腐蝕,而不銹鋼又不能滿足要求;
             b. 要求既耐腐蝕又耐磨損;
             c.迫切要求降低成本或延長化工設備的使用壽命;
             d.要求減少保養(yǎng),便于維修;
             e.要求絕熱,隔熱以及耐瞬時高溫或燒蝕(為了選材方便,也可將耐熱塑料另分一類)
            根據(jù)上述的要求,比較合適的塑料見表(有待補充)。此外,還有不飽和聚酯玻璃鋼用于大型手糊制品;酚醛或改性酚醛塑料用于耐高溫、耐燒蝕、或既耐熱又要求具有較高強度的制品。但是,如果要求的機械強度不高,工作溫度長期超過290℃,而且在高低溫變動范圍很寬的情況下要求尺寸穩(wěn)定性良好時,應考慮新型復合材料或用其它材料。如果工作條件要求強度很高,而且要有極好的耐腐蝕性,或者要求在升高溫度下極耐腐蝕,或者需要借助塑料在高溫下慢慢燒蝕來保護金屬免受損壞,則可考慮用塑料和其它材料組成的復合材料( 如石墨、耐熱樹脂與填料或石棉、碳纖、Si02纖維等組成的復合材料)。
            (5)用作電氣結構零件的塑料
             這類應用要求材料在低至中頻下電絕緣性優(yōu)良,具有高的強度和抗沖擊性能,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,當遇到下列情況和要求時,考慮用塑料更為合適。
             a.有沖擊負荷;
             b.迫切要求減重;
             c.尺寸精度要求較嚴格,陶瓷、玻璃等無機絕緣材料加工達不到要求時;
             d.要求制造形狀復雜的導體-絕緣體組合成整體的制品或零件(如印刷電路、集流環(huán)組件、灌封或封嵌件等)。
            根據(jù)上述的要求,比較合適的塑料見表(待補充)此外,還有聚酯(PETP、PBTP)、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。聚對二甲苯也是較好的絕緣材料。作為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。其中聚碳酸酯用于要求高沖擊強度的透明零件;澆鑄環(huán)氧或模塑料可包封電子和電氣元件。適用于要求對環(huán)境有最大抗耐能力的場合。組合電器組件的包封可以用有機硅橡膠和環(huán)氧組合封來獲得更佳的性能;模塑的環(huán)氧用于在寬廣的溫度范圍內(nèi)要求尺寸穩(wěn)定的零件;三聚氰胺甲醛塑料用于要求具有較大硬度的零件;有機硅聚合物用于要求耐高溫的場合;氨基塑料用于要求價格低廉的場合;酚醛層壓材料用于沖切和模沖零件等等。但是,如果工作溫度極高,或壓縮負荷很高時,應考慮用其它材料。
            (6)用作透光零件、透明板和模型的塑料這類透明或帶色的半透明材料要求透光性良好,具有良好至優(yōu)良的二次成型性和成型加工性,不易碎(耐沖擊)、并有一般至良好的拉伸強度。過去大多數(shù)采用玻璃,但是玻璃存在一些缺點,特別是不能滿足下列使用要求:
             a.制品要求耐沖擊、耐振動、不易擊碎;
             b.要求具有一定的可彎的性;
             c.要求有更高的比強度;
             d.材料必須是天然半透明而不應通過表面處理來達到半透明;
             e.要求易于成型形狀復雜的制品;等等。
            根據(jù)上述的要求,比較合適的塑料見表(待補充)其中丙烯酸酯類塑料推薦作一般應用,特別適用于光學、裝飾和室外應用。澆鑄的丙烯酸酪板料,具有較高的強度和透明性,可制造中、低精度透鏡,擠壓成型用的丙烯酸酯塑料價格較低(尤其是制造薄的制品),并且有較好的二次成型性;在透明塑料中聚碳酸酯具有最高的強度,可制作透明的面罩、防護眼鏡或防護板。乙酸丁酸纖維素具有優(yōu)良的耐沖擊性,并可深延成型;透明聚氯乙烯具有最佳的二次成型性和印刷適應性;乙酸纖維素塑料可用作可彎曲的透明板和防護板;中等抗沖擊的聚苯乙烯和硬質(zhì)聚氯乙烯塑料是價格低廉的透明和半透明材料;聚苯乙烯可制作價格最低的模塑透明部件。烯丙基二甘醇酯樹脂(CR-39)是目前光學上主要使用的熱固性塑料,其透明性,耐磨性,抗沖擊性及耐化學性都很好,采用表面鍍膜或涂有機硅酮膜來提高其表面硬度和耐磨性,能連續(xù)耐100℃,短期內(nèi)耐150℃。但尚有吸濕性較大等問題,目前主要用于制作鏡片。但是,如果要求制品具有極好的耐化學性或者要求適應高的工作溫度,或在工作條件下有磨損,在寬廣的溫度范圍內(nèi)要求有極好的尺寸穩(wěn)定性,則應考慮對塑料進行表面處理或采用其它材料。隨著新材料的不斷出現(xiàn),選材表也要不斷補充修改,以利于提高制品質(zhì)量、降低成本。如軸承、軸瓦等低摩擦材料,以前一直使用布基酚醛層壓品,但近年來則采用尼龍和聚甲醛,要求摩擦系數(shù)更小和全耐熱時可即含氛塑料粉末或纖維的聚甲醛或聚酰亞胺。

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