常用结构设计材料：工程塑料篇

常用结构设计材料：工程塑料篇

塑胶材料：

热塑性塑料：热塑性塑料是一类应用最广的塑料，以热塑性树脂主要成分，并添加各种助剂而配制成塑料。在一定的温度条件下，塑料能软化或熔融成任意形状，冷却后形状不变；这种状态是可逆的可多次反复而始终具有可塑性，且这种反复只是一种物理变化，称这种塑料为热塑性塑料。

常见的有：ABS、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲醛（POM），聚碳酸酯（PC），聚酰胺（尼龙）、丙烯酸类塑料、其

它聚烯烃及其共聚物、聚砜、聚苯醚。

1、ABS塑料：通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。使用最广泛的工程塑料之一。其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工。具有优良的综合物理和机械性能，极好的低温抗冲击性能。尺寸稳定性。电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中,不耐硫酸腐蚀，遇硫酸就粉碎性破裂。ABS树脂热变形温度低可燃，耐候性较差。熔融温度在217-237℃，热分解温度在250℃以上。

大部分ABS是无毒的，不透水，但略透水蒸气，吸水率低，室温浸水一年吸水率不超过1%而物理性能不起变化。ABS树脂制品表面可以抛光，能得到高度光泽的制品。

用途：机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

软化点：101℃

2、聚乙烯（PE）：乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能（最低使用温度可达-100-70°C），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸）。常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性优良。

聚乙烯化学稳定性较好，室温下耐稀硝酸、稀硫酸和任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等溶液。但不耐强氧化腐蚀，如发烟硫酸·浓硝酸、铬酸与硫酸的混合液。在室温下上述溶剂会对聚乙烯产生缓慢的侵蚀作用，而在90-100℃下，浓硫酸和浓硝酸会快速地侵蚀聚乙烯，使其破坏或分解。

在大气、阳光和氧的作用下，会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。在成型加工温度下，也会因氧化作用，使其熔体发生变色、出现条纹，故而在成型加工和使用过程或选材时应予以注意。正因为聚乙烯拥有如上特质，容易加工成型，因此聚乙烯的再生回收具有非常深远的价值。

用途：聚乙烯可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工，广泛应用于制造薄膜、

中空制品、纤维和日用杂品等。低密度聚乙烯广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用

于包装重物。用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小

型容器、自行车和拖拉机的零件等；电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等；制造结构件时要用高密度聚乙烯。高强度聚乙烯纤维（强度可达3～

4GPa），可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。

软化点：110℃

3、聚丙烯（PP）:通常为半透明无色固体，无臭无毒。耐热、耐腐蚀，制品可用蒸汽消毒是其突出优点，连续使用温度可达110-120℃。密度小，是最轻的

通用塑料。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性予以克服。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内, 共聚物型的PP材料有较低的热变形温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度，PP的冲击强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。

化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。

聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌、硫代二丙酸二月桂酯、炭黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。

缺点：

1、制品耐寒性差，低温冲击强度低。

2、制品在使用中易受光、热和氧的作用而老化。

3、着色性不好。

4、易燃烧。

5、韧性不好，静电度高，染色性、印刷性和黏合性差。

用途：家电、管材、高透材料。

软化点：150℃

4、聚氯乙烯（PVC）：本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。稳定；不易被酸、碱腐蚀；对热比较耐受。

聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90%的硫酸、浓度为60%的硝酸和浓度20%的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。

聚氯乙烯对光、热的稳定性较差。软化点为80℃，于130℃开始分解。在不加热稳定剂的情况下，聚氯乙烯100℃时即开始分解，130℃以上分解更快。受热分解出放出氯化氢气体，（氯化氢气体是有毒气体）使其变色，由白色→浅黄色→红色→褐色→黑色。阳光中的紫外线和氧会使聚氯乙烯发生光氧化分

解，因而使聚氯乙烯的柔性下降，最后发脆。这就是PVC塑料时间久了就会变黄、变脆的原因。

用途：建筑材料、工业制品、日用品、地板革、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。

软化点：80℃

5、聚碳酸酯(PC)：无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。

聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。

1、具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广;

2、高度透明性及自由染色性;

3、成形收缩率低、尺寸安定性良好；

4、耐疲劳性佳;

5、耐候性佳;

6、电气特性优;

7、无味无臭对人体无害符合卫生安全。

用途：PC工程塑料的三大应用领域是玻璃工业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健（可经受蒸汽、清洗剂、加热和大剂量辐射消毒，且不发生变黄和物理性能下降，应用于人工肾血液透析设备和其他需要在透明、直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中。如生产高压注射器、外科手术面罩、一次性牙科用具、血液分离器等。）、食品包装、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板用作公共场所的防护窗，飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。软化点：150℃

6、聚酰胺(PA)：俗称尼龙。具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性和自润滑性，且摩擦系数低，有一定的阻燃性，易于加工，适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性，提高性能和扩大应用范围。常见的种类有尼龙6、尼龙46、尼龙66、尼龙610、尼龙660、尼龙1010。1．优良的力学性能。尼龙的机械强度高，韧性好。

2．自润滑性、耐摩擦性好。尼龙具有很好的自润性，摩擦系数小，从而，作为传动部件其使用寿命长。

3.优良的耐热性。如尼龙46等高结晶性尼龙的热变形温度很高，可在150℃下长期期使用。PA66经过玻璃纤维增强以后，其热变形温度达到250℃以上。

4.优异的电绝缘性能。尼龙的体积电阻很高，耐击穿电压高，是优良的电气、电器绝缘材料。

5.优良的耐气候性。

6.吸水性。尼龙吸水性大，饱和水可达到3%以上。在一定程度影响制件的尺寸稳定性。

7.聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）：俗称“亚克力”或“有机玻璃”。具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性、易染色、易加工、外观优美。平均硬度8-

9HRC。