[材料科学]塑料材料选用
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凸轮等。这类制品要具有较高的抗弯、耐 冲击、耐疲劳性，优良的耐磨性，一定的 耐热性，对有些场合还要求有自润滑性， 以此保证长期使用中的性能稳定。常用材 料有PA、POM、PPO、PC、UHMWPE、 PTFE、PEEK、PI及玻纤增强塑料等。
高聚物成型原材料课件
2．制品的热性能 塑料材料与金属和陶瓷相比线性膨胀系 数较大，比热容和热导率较低，具有优异的 绝热性能，特别是泡沫塑料被广泛用作绝热、 保温材料。衡量制品的耐热性能好坏的指标 有热变形温度、马丁耐热温度和维卡软化点 及Tg、Tm等，其中以热变形温度最为常用。
高聚物成型原材料课件
四、塑料材料的加工适应性 一般塑料材料加工适应性要考虑下述几 方面： （1）树脂的热稳定性 如PVC、POM等属热敏性材料，成型加 工中易产生分解，对成型工艺要求较高。通 常在加工中需严格控制温度，对PVC等物料 还需加入热稳定剂、增塑剂等。
高聚物成型原材料课件
（2）树脂的成型原理 热塑性树脂受热熔融、流动，冷却后即 可硬化成型，易于制得制品；而热固性树脂 成型中伴随着交联固化反应，往往难以用熔 融成型加工的方法，生产效率较低。
高聚物成型原材料课件
（3）树脂熔体粘度的高低 热塑性树脂一般采用熔融成型加工的 方法，熔体粘度的高低对成型影响很大。 对高粘度物料（如PC、PSU）成型中需采 用较高的成型温度和压力，而粘度过高 （如UHMWPE、PTFE）则难以用普通的 方法加工，需用如冷压烧结等特殊成型方 法。
高聚物成型原材料课件
在进行塑料选材时，先进行初选，进行 综合评价后再试验，反复论证最后确定最佳 材料。
一、塑料材料的适用条件 塑料材料与其它材料相比有自身的适用 性，选用塑料材料就是要最大限度的发挥其 优势，避免劣势。塑料与金属、木材等几种 材料的比较如下表。
高聚物成型原材料课件 表 塑料与金属等材料的一般性能比较
高聚物成型原材料课件
二、塑料制品的性能要求 塑料材料选用的根本目的就是以最低的 成本满足制品的性能要求，这是塑料选用中 首先要考虑的因素。对特定的塑料制品而言， 性能要求是多方面的，选用中要分清主要性 能、相关性能和次要性能，如下表。
高聚物成型原材料课件 表 制品的主要性能、相关性能和次要性能
高聚物成型原材料课件
三、塑料材料的使用环境 使用环境是指材料或制品在使用时所 经受的温度、湿度、介质等条件，以及风、 雨、雪、雾、阳光及有害气体等因素的影 响。所以在塑料选材时，应考虑拟选用材 料对环境的适应能力。
五、塑料材料的经济适用性 经济适用性是塑料选材中的一个重要因 素，如果选取的塑料材料在性能和加工方面 均能满足要求，成本过高也难以投入生产， 更谈不上进入市场，只有物美价廉的制品才 能具有市场竞争力。塑料制品的成本主要包 括原料价格、加工费用、使用寿命、维护费 用等。
高聚物成型原材料课件
（1）原料价格 制品成本中原料价格占的比例最大，
高聚物成型原材料课件
总结—塑料材料选用
§ 选材应考虑的主要因素 § 根据制品的性能和用途选材
高聚物成型原材料课件
§ 选材应考虑的主要因素
在选材时，需要考虑的因素很多， 如材料的性能特点、制品的使用环境、 加工适应性、原料来源、成本核算等。 这些因果关系如下图所示。
高聚物成型原材料课件
高聚物成型原材料课件
约占注塑制品的60%~70% ，挤出制品 70%~80%。而且原料价格随运输费用和市 场需求波动较大，一些塑料原料的大致价 格区域如下表。
表 塑料原料价格区域
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生产中在满足制品性能的前提下，应 尽量选择价格较低的原料，对于某些性能 要求较高的制品可通过改性来加以弥补。
（2）加工费用 是制品成本的重要组成部分，应尽量 以低加工成本来完成制品。加工费用主要 包括设备成本、加工能耗和废品废料等。
一、根据制品的性能选材 1．制品的力学性能 对制品的力学性能要从三个方面考虑：一 是受力的大小，可分为中低载荷和高载荷；二 是受力的类型，有拉伸、压缩、弯曲、冲击、 剪切等；三是受力的性质，包括固定载荷和间 歇载荷。不同的制品因受力的情况不同，对塑 料材料的力学性能要求也不同，见下表。
高聚物成型原材料课件 表 塑料制品受力类型对材料力学性能要求
高聚物成型原材料课件
塑料加工废料产生率因成型方法的不 同而不同，具体顺序如下：
真空吸塑＞挤出吹塑＞注塑＞压延＞ 压制＞挤出
其中真空吸塑产生废料最多，如成型 一次性口杯废料率高达30%。生产中的废 料应尽量重新利用。以提高材料的利用率， 减低材料成本。
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（3）使用寿命 对于非一次使用的塑料制品，使用
寿命的延长就意味着价格的降低。如普 通大棚一般使用一季，长寿大棚膜可使 用两季，尽管后者的售价是前者的1.5倍， 但在整个使用寿命期限内采用长寿大棚 膜价格却降低了25%。选用合适的塑料 原料，对塑料进行稳定化处理均可延长 制品的使用寿命，但制品的售价往往会 提高。
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§ 根据制品的性能和用途选材
高聚物成型原材料课件
生产中应尽量选用现有设备。如某厂要生 产农用大棚膜，可选用LDPE、LLDPE和PVC 树脂。如工厂现有压延机，则选用PVC；如有 挤出机，则选用LDPE、LLDPE。
同时，塑料加工方法多，ຫໍສະໝຸດ Baidu工设备的价格 不同，从减少投资来看，应依次选择下列方法： 真空吸塑、压制成型、中空吹塑成型、挤出成 型、注塑成型、压延成型。
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加工能耗主要是指在成型加工中应加热 和提供动力而对电能的消耗。一般工程塑料 成型前需进行干燥处理，成型后制品易残留 内应力而要求进行后处理，相应能耗就会增 加；通用塑料较少需要干燥处理和后处理， 相应能耗较低。
此外，成型加工温度较高的塑料品种， 如PC、PSU、PPO等加工能耗也会增大。
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（1）一般结构零件 主要包括螺母、螺栓、垫片、支架、管
件、手柄、管件、手柄、方向盘等，受力不 大，一般为固定载荷，可选用HDPE、PP、 HIPS及热固性树脂；对力学性能要求较高的 特殊场合可选用PA、POM、PC及玻纤增强 塑料。
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（2）受间歇载荷作用的制品 如齿轮、齿条、链轮、链条、活塞环、
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2．制品的热性能 塑料材料与金属和陶瓷相比线性膨胀系 数较大，比热容和热导率较低，具有优异的 绝热性能，特别是泡沫塑料被广泛用作绝热、 保温材料。衡量制品的耐热性能好坏的指标 有热变形温度、马丁耐热温度和维卡软化点 及Tg、Tm等，其中以热变形温度最为常用。
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四、塑料材料的加工适应性 一般塑料材料加工适应性要考虑下述几 方面： （1）树脂的热稳定性 如PVC、POM等属热敏性材料，成型加 工中易产生分解，对成型工艺要求较高。通 常在加工中需严格控制温度，对PVC等物料 还需加入热稳定剂、增塑剂等。
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（2）树脂的成型原理 热塑性树脂受热熔融、流动，冷却后即 可硬化成型，易于制得制品；而热固性树脂 成型中伴随着交联固化反应，往往难以用熔 融成型加工的方法，生产效率较低。
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（3）树脂熔体粘度的高低 热塑性树脂一般采用熔融成型加工的 方法，熔体粘度的高低对成型影响很大。 对高粘度物料（如PC、PSU）成型中需采 用较高的成型温度和压力，而粘度过高 （如UHMWPE、PTFE）则难以用普通的 方法加工，需用如冷压烧结等特殊成型方 法。
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在进行塑料选材时，先进行初选，进行 综合评价后再试验，反复论证最后确定最佳 材料。
一、塑料材料的适用条件 塑料材料与其它材料相比有自身的适用 性，选用塑料材料就是要最大限度的发挥其 优势，避免劣势。塑料与金属、木材等几种 材料的比较如下表。
高聚物成型原材料课件 表 塑料与金属等材料的一般性能比较
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二、塑料制品的性能要求 塑料材料选用的根本目的就是以最低的 成本满足制品的性能要求，这是塑料选用中 首先要考虑的因素。对特定的塑料制品而言， 性能要求是多方面的，选用中要分清主要性 能、相关性能和次要性能，如下表。
高聚物成型原材料课件 表 制品的主要性能、相关性能和次要性能
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三、塑料材料的使用环境 使用环境是指材料或制品在使用时所 经受的温度、湿度、介质等条件，以及风、 雨、雪、雾、阳光及有害气体等因素的影 响。所以在塑料选材时，应考虑拟选用材 料对环境的适应能力。
五、塑料材料的经济适用性 经济适用性是塑料选材中的一个重要因 素，如果选取的塑料材料在性能和加工方面 均能满足要求，成本过高也难以投入生产， 更谈不上进入市场，只有物美价廉的制品才 能具有市场竞争力。塑料制品的成本主要包 括原料价格、加工费用、使用寿命、维护费 用等。
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（1）原料价格 制品成本中原料价格占的比例最大，
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总结—塑料材料选用
§ 选材应考虑的主要因素 § 根据制品的性能和用途选材
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§ 选材应考虑的主要因素
在选材时，需要考虑的因素很多， 如材料的性能特点、制品的使用环境、 加工适应性、原料来源、成本核算等。 这些因果关系如下图所示。
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约占注塑制品的60%~70% ，挤出制品 70%~80%。而且原料价格随运输费用和市 场需求波动较大，一些塑料原料的大致价 格区域如下表。
表 塑料原料价格区域
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生产中在满足制品性能的前提下，应 尽量选择价格较低的原料，对于某些性能 要求较高的制品可通过改性来加以弥补。
（2）加工费用 是制品成本的重要组成部分，应尽量 以低加工成本来完成制品。加工费用主要 包括设备成本、加工能耗和废品废料等。
一、根据制品的性能选材 1．制品的力学性能 对制品的力学性能要从三个方面考虑：一 是受力的大小，可分为中低载荷和高载荷；二 是受力的类型，有拉伸、压缩、弯曲、冲击、 剪切等；三是受力的性质，包括固定载荷和间 歇载荷。不同的制品因受力的情况不同，对塑 料材料的力学性能要求也不同，见下表。
高聚物成型原材料课件 表 塑料制品受力类型对材料力学性能要求
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塑料加工废料产生率因成型方法的不 同而不同，具体顺序如下：
真空吸塑＞挤出吹塑＞注塑＞压延＞ 压制＞挤出
其中真空吸塑产生废料最多，如成型 一次性口杯废料率高达30%。生产中的废 料应尽量重新利用。以提高材料的利用率， 减低材料成本。
高聚物成型原材料课件
（3）使用寿命 对于非一次使用的塑料制品，使用
寿命的延长就意味着价格的降低。如普 通大棚一般使用一季，长寿大棚膜可使 用两季，尽管后者的售价是前者的1.5倍， 但在整个使用寿命期限内采用长寿大棚 膜价格却降低了25%。选用合适的塑料 原料，对塑料进行稳定化处理均可延长 制品的使用寿命，但制品的售价往往会 提高。
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§ 根据制品的性能和用途选材
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生产中应尽量选用现有设备。如某厂要生 产农用大棚膜，可选用LDPE、LLDPE和PVC 树脂。如工厂现有压延机，则选用PVC；如有 挤出机，则选用LDPE、LLDPE。
同时，塑料加工方法多，ຫໍສະໝຸດ Baidu工设备的价格 不同，从减少投资来看，应依次选择下列方法： 真空吸塑、压制成型、中空吹塑成型、挤出成 型、注塑成型、压延成型。
高聚物成型原材料课件
加工能耗主要是指在成型加工中应加热 和提供动力而对电能的消耗。一般工程塑料 成型前需进行干燥处理，成型后制品易残留 内应力而要求进行后处理，相应能耗就会增 加；通用塑料较少需要干燥处理和后处理， 相应能耗较低。
此外，成型加工温度较高的塑料品种， 如PC、PSU、PPO等加工能耗也会增大。
高聚物成型原材料课件
（1）一般结构零件 主要包括螺母、螺栓、垫片、支架、管
件、手柄、管件、手柄、方向盘等，受力不 大，一般为固定载荷，可选用HDPE、PP、 HIPS及热固性树脂；对力学性能要求较高的 特殊场合可选用PA、POM、PC及玻纤增强 塑料。
高聚物成型原材料课件
（2）受间歇载荷作用的制品 如齿轮、齿条、链轮、链条、活塞环、