• (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良的沖擊強度和硬度、良好的或適中的拉伸強度和尺寸穩定性,以及良好的外觀和耐環境性,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甚至無潤滑時摩擦系數也低,耐磨蝕性好,并具有適中至良好的形穩性、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,或是需要連續高速運轉,以及長期時間內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、聯軸節、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定性,機械加工性良好,尺寸穩定、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,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、集流環組件、灌封或封嵌件等 ) 。
       根據上述的要求,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;澆鑄環氧或模塑料可包封電子和電氣元件。適用于要求對環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氧組合封來獲得更佳的性能;模塑的環氧用于在寬廣的溫度范圍內要求尺寸穩定的零件;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,能連續耐 100 ℃ ,短期內耐 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要求有極好的尺寸穩定性,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,選材表也要不斷補充修改,以利于提高制品質量、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。

    2007年08月28日

    按塑料應用范圍選材

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