常用塑胶材料
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1.热塑性塑料
(1)聚乙烯(Polyethylene,PE)
聚乙烯塑料是塑料工业中产量最大的品种。按聚合时采用的压力不同可分为高压、中压和低压三种。低压聚乙烯高分子链上支链较少,相对分子质量、结晶度和密度较高,故又称高密度聚乙烯(HDPE),所以比较硬、耐磨、耐腐蚀、耐热及电绝缘性较好。高压聚乙烯高分子带有许多支链,因而相对分子质量较小,结晶度和密度较低,故又称低密度聚乙烯(LDPE),且具有较好的柔软性、耐冲击及透明性。
低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件,如齿轮、轴承筹;高压聚乙烯常用于制作塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和包覆电缆等。
(2)聚丙稀(Polypropylene,PP)
聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯,但比聚乙烯更透明、更轻。它不吸水,光泽好,易着色。屈服强度、抗拉强度、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链,有特别高的抗弯曲疲劳强度。如用聚丙烯注射成型一体铰链(盖和本体合一的各种容器),经过7×107次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。聚丙稀熔点为164 ~170°C,耐热性好,能在100°C以上的温度下进行消毒灭菌。其低温使用温度达-15°C,低于-35°C时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好,而且不吸水,绝缘性能不受湿度的影响。但在氧、热、光的作用下极易解聚、老化,所以必须加入防老化剂。
聚丙烯可用作各种机械零件如法兰、接头、泵叶轮、汽车零件和自行车零件,水、蒸汽,各种酸碱等的输送管道,化工容器和其它设备的衬里、表面涂层。制造盖和本体合一的箱壳,各种绝缘零件,并用于医药工业中。
(3)聚氯乙烯(Polyvinyl chloride,PVC)
聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一。聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。根据不同的用途可以加入不同的添加剂,使聚氯乙烯塑件呈现不同的物理性能和力学性能。在聚氯乙烯树脂中加人适量的增塑剂,就可制成多种硬质、软质和透明制品。纯聚氯乙烯的密度为1.4g/cm3,加入了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般在1.15 ~ 2.00g/cm3范围内。硬聚氯乙烯不含或含有少量的增塑剂,有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能,可单独用作结构材料。软聚氯乙烯含有较多的增塑剂,它的柔软性、断裂伸长率、耐寒性增加,但脆性、硬度、抗拉强度降低。聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能,可以用作低频绝缘材料。其化学稳定性也较好。但聚氯乙烯的热稳定性较差,长时间加热会导致分解,放出氯化氢气体,使聚氯乙烯变色。其应用温度范围较窄,一般在-15~ 5°C之间。
由于聚氯乙烯的化学稳定性高,所以可用于防腐管道、管件、输油管、离心泵、鼓风机等。聚氯乙烯的硬板广泛用于化学工业上制作各种贮槽的衬里,建筑物的瓦楞板、门窗结构、墙壁装饰物等建筑用材。由于电气绝缘性能优良而在电气、电子工业中,用于制造插座、插头、开关、电缆。在日常生活中,用于制造凉鞋、雨衣、玩具、人造革等。
(4)聚苯乙烯(Polystyrene,PS)
聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种,通常作单组分塑料进行加工和应用,主要特点是质轻、透明、易染色,成型加工性能良好,所以广泛应用于日用塑料、电器零件、光学仪器及文教用品。但耐热性低,热变形温度一般在70 ~ 98°C,只能在不高的温度下使用。质地硬而脆,有较高的热膨胀系数,因此,限制了它在工程上的应用。近几十年来,发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物,在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点,又保留了它的优点,从而扩大了它的用途。
(5)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile butadiene styrene,ABS)
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的,这三种组分的各自特性,使得ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度,丁二烯使ABS坚韧,苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。
ABS有极好的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度、硬度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性及电气性能。水,无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响,在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液,不溶于大部分醇类及烃类溶剂,但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物抽等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工。经过调色可配成任意颜色、其缺点是耐热性不高,连续工作温度为70°C左右,热变形温度约为93°C左右。耐气候性差,在紫外线作用下易变硬而发脆。由于ABS中三种组分之间的比例不同,其性质也略有差异,从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。
ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等。
(6)聚酰胺(Polyamide,PA)
聚酰胺通称尼龙(Nylon),是含有酰胺基的线型热塑性树脂,尼龙为这一类塑料的总称。根据所用原料不同,常见的尼龙品种有尼龙1010、尼龙610、尼龙66、尼龙6、尼龙9和尼龙11等。
尼龙有优良的力学性能,抗拉、抗压、耐磨。其抗冲击强度比一般塑料有显著提高,其中尼龙6更优。作为机械零件材料具有良好的消音效果和自润滑性能。尼龙耐碱、耐弱酸,但强酸和氧化剂能侵蚀尼龙。尼龙本身无毒、无味、不霉烂。其吸水性强、收缩率大,常常因吸水而引起尺寸变化。其稳定性较差,一般只能在80 ~ 100°C之间使用。为了进一步改善尼龙的性能,常在尼龙中加入减摩剂、稳定剂、润滑剂、玻璃纤维填料等,克服了尼龙存在的一些缺点,提高了其强度。
由于尼龙有较好的力学性能,被广泛地使用在工业上制作各种机械、化学和电器零件,如轴承、齿轮、滚子、辊轴、滑轮、泵叶轮,风扇叶片、蜗轮、高压密封扣圈、垫片、阀座、输油管、储油容器、绳索、传动带、电池箱、电器线圈等零件。
(7)聚甲醛(Polyoxymethylene,POM)
聚甲醛是继尼尼龙后发展起来的一种性能优良的热塑性工程塑料、其性能不亚于尼龙,而价格却比尼龙低廉。
聚甲醛表面硬而滑,呈淡黄或白色薄壁部分半透明。有较高的机械强度及抗拉、抗压性能和突出的耐疲劳强度,特别适合干用作长时间反复承受外力的齿轮材料。聚甲醛尺寸稳定、吸水率小,具有优良的减摩、耐磨性能。能耐扭变,有突出的回弹能力,可用于制造塑料弹簧制品、常温下一般不溶于有机溶剂,能耐醛、酯、醚、烃、弱酸和弱碱,但不耐强酸。耐汽油及润滑油性能也很好。有较好的电气绝缘性能。其缺点是成型收缩率大,在成型温度下的热稳定性较差。
聚甲醛特别适合于制作轴承、凸轮、滚轮、辊子、齿轮等耐磨传动零件,还可用于制造汽车仪表板、汽化器、各种仪器外壳、罩盖、箱体、化工容器、泵叶轮、鼓风机叶片、配电盘、线圈座、各种输油管、塑料弹簧等。
(8)聚碳酸脂(Polyethylene,PC)
聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料,抗冲击性在热塑性塑料中名列前茅。成型零件可达到很好的尺寸精度,并在很宽的温度范围内保持其尺寸的稳定性、成型收缩率恒定为0.5%~0.8%。抗蠕变、耐磨、耐热。耐寒。脆化温度在-100℃以下,长期工作温度达120℃。聚碳酸酯吸水率较低,能在较宽的温度范围内保持较好的电性能。耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂、盐、油、脂肪烃、但不耐碱、胺、酮、脂、芳香烃,并有良好的耐气候性、其最大的缺点是塑件易开裂,耐疲劳强度较差。用玻璃纤维增强聚碳酸,克服了上述缺点,使聚碳酸酯具有更好的力学性能,更好的尺寸稳定性,更小的成型收缩率,并提高了耐热性和耐药性,降低了成本。
聚碳酸脂在机械上主要用作各种齿轮、蜗轮、蜗杆、齿条、凸轮、芯轴、轴承、滑轮、铰链、螺母、垫圈、泵叶轮、灯罩、节流阀、润滑油输油管、各种外壳、盖板、容器、冷冻和冷却装置零件等。在电气方面用作电机零件、电话交换器零件、信号用继电器、风扇部件、拨号盘、仪表壳、接线板等。还可制作照明灯、高温透镜、视孔镜、防护玻璃等光学零件。
(9)聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)
俗称有机玻璃,其产品有模塑成型料和型材两种。模塑成型料中性能较好的是改性有机玻璃372#、373#塑料。372#有机玻璃为甲基丙烯酸甲酯与少量苯乙烯的共聚体,其模塑成型性能较好。373#有机玻璃是372#粉料100份加上丁脯橡胶5份的共混料,有较高的耐冲击性。有机玻璃密度为1.18g/cm3,比普通硅玻璃轻一半。机械强度为普通硅玻璃的10倍以上。它轻而坚韧,容易着色,有较好的电气绝缘性能。化学性能稳定,能耐一般的化学腐蚀,但能溶于芳烃、氯代烃等有机溶剂。在一般条件下尺寸较稳定。其最大缺点是表面硬度低,容易被硬物擦伤拉毛。