【工(gong)程塑料(liao)】工(gong)程塑料(liao)種類有哪(na)些(xie) 工程(cheng)塑料配方分析
塑料種類有哪些
1.按樹脂的性質分類。
2.熱(re)塑性塑料：在特定溫度范圍內能反復加熱(re)軟(ruan)化和冷卻硬化的(de)塑料。 如聚乙(yi)烯(xi)(xi)塑料、聚氯(lv)乙(yi)烯(xi)(xi)塑料。
3.熱固性(xing)塑(su)(su)料：因受(shou)熱或其它條件能(neng)固化成(cheng)不熔不溶性(xing)物料的塑(su)(su)料。如酚醛塑(su)(su)料、環(huan)氧塑(su)(su)料等。
4.按塑料使用范圍分類。
5.通用塑料(liao)：指產量(liang)大、用途廣、成型(xing)性(xing)好(hao)、價廉(lian)的塑料(liao)。如聚乙(yi)烯、聚丙烯、聚氯乙(yi)烯等(deng)。
6.工程塑料：指能承受一定的外力作用，并有良好的機械性能和尺寸穩定性，在高、低溫下仍能保持其優良性能，可以作為工程結構件的塑料。如ABS、尼龍(long)、聚礬等(deng)。
7.特種(zhong)塑料(liao)：般指具(ju)有(you)(you)特種(zhong)功能（如(ru)耐熱、自潤(run)滑等），應用于(yu)特殊(shu)要求的(de)塑料(liao)。如(ru)氟(fu)塑料(liao)、有(you)(you)機硅等。
塑料的基本性能
1.質輕、比強度高。塑料質輕，一般塑料的(de)密度都(dou)在0.9~2.3克/厘米3之間，只有鋼鐵的1/8~1/4、鋁的1/2左右(you)，而各(ge)種泡(pao)沫(mo)塑料的(de)密度更低，約(yue)在0.01~0.5克/厘米3之(zhi)間(jian)。按(an)單(dan)位質量計算的強(qiang)(qiang)度稱為(wei)比(bi)強(qiang)(qiang)度，有些增強(qiang)(qiang)塑料(liao)的比(bi)強(qiang)(qiang)度接近(jin)甚(shen)至超過鋼(gang)(gang)材。例如合金鋼(gang)(gang)材，其單(dan)位質量的拉伸強(qiang)(qiang)度為(wei)160兆帕，而用玻璃纖(xian)維增強的塑料可(ke)達到170~400兆帕。
2.優異的(de)(de)電(dian)(dian)絕緣(yuan)性(xing)能(neng)。幾乎(hu)所有(you)的(de)(de)塑(su)料都具有(you)優異的(de)(de)電(dian)(dian)絕緣(yuan)性(xing)能(neng)，如極小(xiao)的(de)(de)介電(dian)(dian)損耗和優良的(de)(de)耐電(dian)(dian)弧特性(xing)，這些性(xing)能(neng)可與(yu)陶瓷媲(pi)美。
3.優良的化學穩定性能。一般塑料制品對酸堿等化學藥品均有良好的耐腐蝕能力，特別是聚四氟乙烯的耐化學腐蝕性能比黃金還要好，甚至能耐"王水"等(deng)強腐蝕(shi)性電解質的(de)腐蝕(shi)，被(bei)稱為"塑料(liao)王"。
4.減摩(mo)、耐(nai)磨(mo)(mo)性能好。大多數塑(su)(su)料具有優良(liang)的(de)減摩(mo)、耐(nai)磨(mo)(mo)和自潤(run)滑特(te)性。許多工程塑(su)(su)料制造(zao)的(de)耐(nai)摩(mo)擦零件就是利用塑(su)(su)料的(de)這些特(te)性，在耐(nai)磨(mo)(mo)塑(su)(su)料中加入某(mou)些固體潤(run)滑劑和填料時，可降低其摩(mo)擦系(xi)數或進一(yi)步提高(gao)其耐(nai)磨(mo)(mo)性能。
5.透光(guang)及(ji)防護(hu)性能(neng)(neng)。多數塑(su)(su)料(liao)(liao)都可以作(zuo)為透明或半透明制(zhi)品，其中(zhong)聚苯乙烯和丙烯酸(suan)酯類塑(su)(su)料(liao)(liao)象玻(bo)(bo)璃(li)一(yi)樣透明。有(you)機玻(bo)(bo)璃(li)化學(xue)名(ming)稱為聚甲(jia)基(ji)丙烯酸(suan)甲(jia)酯，可用(yong)(yong)(yong)作(zuo)航空玻(bo)(bo)璃(li)材料(liao)(liao)。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑(su)(su)料(liao)(liao)薄膜具(ju)有(you)良好(hao)的(de)透光(guang)和保暖(nuan)性能(neng)(neng)，大量用(yong)(yong)(yong)作(zuo)農用(yong)(yong)(yong)薄膜。塑(su)(su)料(liao)(liao)具(ju)有(you)多種防護(hu)性能(neng)(neng)，因此(ci)常用(yong)(yong)(yong)作(zuo)防護(hu)保裝用(yong)(yong)(yong)品，如塑(su)(su)料(liao)(liao)薄膜、箱、桶、瓶(ping)等。
6.減(jian)震(zhen)、消(xiao)音(yin)(yin)性能(neng)優(you)良。某些塑料(liao)(liao)柔韌(ren)而富于(yu)彈(dan)性，當它受到(dao)外界頻繁(fan)的(de)(de)機(ji)械沖擊和振動(dong)時，內(nei)部產(chan)生粘性內(nei)耗，將(jiang)機(ji)械能(neng)轉變成熱能(neng)，因此，工程(cheng)上用(yong)作減(jian)震(zhen)消(xiao)音(yin)(yin)材料(liao)(liao)。例如，用(yong)工程(cheng)塑料(liao)(liao)制作的(de)(de)軸承和齒可(ke)減(jian)小噪音(yin)(yin)，各種(zhong)泡沫塑料(liao)(liao)更是廣泛使(shi)用(yong)的(de)(de)優(you)良減(jian)震(zhen)消(xiao)音(yin)(yin)材料(liao)(liao)。
上述(shu)塑料的優良性能，使它在(zai)工農(nong)業生(sheng)產和(he)人們的日常生(sheng)活中具有廣泛用(yong)途；它已從過去作(zuo)為金屬、玻璃、陶瓷、木材和(he)纖維等材料的代用(yong)品，而一躍成(cheng)為現代生(sheng)活和(he)尖端工業不可缺少的材料。
然而，塑料也有不足之處。例如，耐熱性比金屬等材料差，一般塑料僅能在100℃以下溫度使(shi)用，少數200℃左右使用；塑料的熱膨脹系(xi)數要比金屬大(da)3~10倍，容易受溫度變化(hua)而影響尺寸的(de)穩定性(xing)；在載荷(he)作用(yong)下，塑(su)料(liao)(liao)會(hui)緩(huan)慢地(di)產生(sheng)粘性(xing)流動或變形，即(ji)蠕變現象；此(ci)外，塑(su)料(liao)(liao)在大氣、陽(yang)光(guang)、長(chang)期的(de)壓力或某些質作用(yong)下會(hui)發生(sheng)老化(hua)，使性(xing)能(neng)變壞(huai)等。塑(su)料(liao)(liao)的(de)這些缺(que)點或多或少地(di)影響或限制了它的(de)應用(yong)。但是，隨著塑(su)料(liao)(liao)工業(ye)的(de)發展(zhan)和塑(su)料(liao)(liao)材(cai)料(liao)(liao)研究工作的(de)深入，這些缺(que)點正被(bei)逐漸克(ke)服，性(xing)能(neng)優異的(de)新穎(ying)塑(su)料(liao)(liao)和各種塑(su)料(liao)(liao)復合材(cai)料(liao)(liao)正不斷涌現。
工程塑料配方分析
1.單因素變量配方設計法
單因素變量(liang)配(pei)方是指只有(you)一個(ge)助(zhu)劑的加(jia)入(ru)量(liang)影響制(zhi)品(pin)性能的配(pei)方。此種配(pei)方的設計常采用消(xiao)去法(fa)。鑒于制(zhi)品(pin)的物理性能在因素區(qu)間(jian)為(wei)單值(zhi)函(han)數，所以，在搜(sou)索區(qu)間(jian)內(nei)任取兩點，比較它們的函(han)數值(zhi)，舍去一個(ge)。在縮小(xiao)的搜(sou)索區(qu)間(jian)內(nei)進行下一步試驗，使區(qu)間(jian)縮小(xiao)到(dao)允許(xu)誤差之內(nei)。采用的搜(sou)索方法(fa)有(you)一下幾種。
①爬山法(逐步提高法)：該方法具體為：先找一個起點A．這個起點一般為原生(sheng)產(chan)配方或一個憑經驗估計的配方。在A點(dian)向(xiang)(xiang)該原(yuan)材料增加的方向(xiang)(xiang)B點(dian)做試驗。如(ru)果B點好，原材(cai)料就(jiu)增加；如果C點好，原材料就減少。這樣一步(bu)步(bu)改變，如爬到W點，再增加或(huo)減少效果反而不好，則W點(dian)(dian)就是要(yao)尋(xun)找的(de)該(gai)原(yuan)材料的(de)最佳值。該(gai)法的(de)關鍵(jian)是起點(dian)(dian)位置、試(shi)驗范(fan)圍(wei)和步(bu)(bu)長的(de)選擇。起點(dian)(dian)和試(shi)驗范(fan)圍(wei)選得好(hao)，可減少試(shi)驗次數；步(bu)(bu)長一般開始時大．接近最佳點(dian)(dian)時改小一些(xie)。該(gai)法的(de)特點(dian)(dian)是生產損失小，適合于(yu)工廠小幅(fu)度調整配方。
②黃金分割法(0.618法)：該法是(shi)根據數學(xue)上的黃金分割(ge)定律演變(bian)而來的。具體做(zuo)法是(shi)：先在配方試驗(yan)范圍(A，B)的0. 618點作第一次(ci)試驗，再在其對稱點(試驗(yan)范圍的0.382處)做(zuo)第二(er)次試(shi)驗，比(bi)較兩點的試(shi)驗結果(指制(zhi)品的力學性能(neng))，去掉“壞(huai)點”以外的(de)(de)部分，在剩下的(de)(de)部分繼續取(qu)已(yi)試(shi)(shi)(shi)點的(de)(de)對稱點進行試(shi)(shi)(shi)驗(yan)，再比(bi)較(jiao)，再取(qu)舍，逐步(bu)縮小試(shi)(shi)(shi)驗(yan)范圍，達到最終目的(de)(de)。此法(fa)必須(xu)嚴(yan)格保(bao)持每次(ci)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)原材料和工藝條(tiao)件一致，否(fou)則(ze)無法(fa)決(jue)定取(qu)舍方(fang)法(fa)．該法(fa)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)次(ci)數(shu)少，較(jiao)為方(fang)便．適于推廣。
③平分法(對(dui)分法)：此法適于在試驗范(fan)圍內制品有一定的(de)物理性能(neng)指標(目標函數是單調的)，以(yi)此(ci)標準作為對(dui)比(bi)條件，同(tong)時(shi)還應預(yu)先知道該(gai)(gai)變量對(dui)制品(pin)的物理性能(neng)的影(ying)響(xiang)規律，才能(neng)依據試(shi)(shi)驗結果判(pan)斷該(gai)(gai)原材料用量的多或(huo)少。該(gai)(gai)法(fa)每個試(shi)(shi)驗點(dian)都取(qu)在(zai)范(fan)圍(wei)的中點(dian)上．根據試(shi)(shi)驗結果．去(qu)掉(diao)試(shi)(shi)驗范(fan)圍(wei)的某—半，然后再在(zai)保留范(fan)圍(wei)的中點(dian)做第(di)二(er)次(ci)試(shi)(shi)驗，再根據第(di)二(er)次(ci)試(shi)(shi)驗結果將范(fan)圍(wei)縮(suo)小一半．這樣(yang)逼近最佳點(dian)范(fan)圍(wei)的速度很快．而(er)且取(qu)點(dian)也極為方便。
④分(fen)(fen)(fen)批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法：可分(fen)(fen)(fen)為均(jun)分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法和(he)比例分(fen)(fen)(fen)割試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法兩種(zhong)。均(jun)分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法是(shi)在(zai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)范圍(wei)內均(jun)勻安排每批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)配方，比較結果(guo)，留下(xia)好(hao)的(de)結果(guo)范圍(wei)。在(zai)這留下(xia)的(de)部分(fen)(fen)(fen)，再均(jun)勻分(fen)(fen)(fen)成(cheng)數(shu)(shu)份，再做(zuo)一批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)．這樣不斷(duan)做(zuo)下(xia)去，就能(neng)找到(dao)最(zui)佳的(de)配方重量(liang)范圍(wei)。在(zai)工窄(zhai)范圍(wei)內，等(deng)分(fen)(fen)(fen)的(de)結果(guo)較好(hao)，且又(you)相當接近(jin)，即可終止試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。此(ci)法試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)總時間短(duan)且快，但總的(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)次數(shu)(shu)多(duo)。
比(bi)例(li)分(fen)(fen)割試(shi)驗(yan)法(fa)與(yu)該法(fa)相似(si)，只是(shi)試(shi)驗(yan)點不是(shi)均勻劃(hua)分(fen)(fen)，而是(shi)按一定(ding)比(bi)例(li)劃(hua)分(fen)(fen)的。該法(fa)由于試(shi)驗(yan)效(xiao)果、試(shi)驗(yan)誤(wu)差等原因，不易鑒(jian)別，所以一般(ban)工廠(chang)常用均勻分(fen)(fen)批試(shi)驗(yan)法(fa)。
2.多因素變量配方設計怯
多(duo)因(yin)素變(bian)量配方是指有(you)兩個(ge)或兩個(ge)以上(shang)因(yin)素影(ying)響制品性能的(de)配方．目前常用的(de)多(duo)因(yin)素變(bian)量設計(ji)(ji)法(fa)主要(yao)有(you)正交(jiao)設計(ji)(ji)法(fa)和(he)中(zhong)心復合(he)試(shi)驗設計(ji)(ji)法(fa)。
①正交設計法 此法是一種應用數理統計原理進行科學安排和分析多因素變量的實驗方法。其優點是可以大幅度減少試驗次數，尤其是實驗中變量(因素)越多(duo)，減少程(cheng)度越明(ming)顯。它可(ke)在眾多(duo)實驗次數中，優選出具有代表性的實驗，通(tong)過盡(jin)可(ke)能(neng)少的實驗，找(zhao)出最(zui)(zui)佳(jia)配(pei)(pei)方(fang)和(he)工藝條件(jian)。有時最(zui)(zui)佳(jia)配(pei)(pei)方(fang)可(ke)能(neng)并不在優選的實驗中，但可(ke)以通(tong)過實驗結果處理，推算(suan)出最(zui)(zui)佳(jia)配(pei)(pei)方(fang)。
常規(gui)的實驗方法(fa)為(wei)單因素(su)輪換法(fa)，即每次改變其一個(ge)因素(su)．固定其他因素(su)進行試(shi)驗。目前(qian)常用的分析(xi)方法(fa)有兩(liang)種，即直(zhi)觀分析(xi)法(fa)和方差分析(xi)法(fa)。
直(zhi)觀(guan)分析(xi)(xi)法就是(shi)比(bi)較每個水平(ping)幾(ji)次實(shi)(shi)驗取(qu)得指標的(de)(de)(de)平(ping)均值(zhi)(zhi)，找出每個因素(su)(su)(su)(su)的(de)(de)(de)最(zui)佳(jia)(jia)(jia)水平(ping)，幾(ji)個因素(su)(su)(su)(su)的(de)(de)(de)最(zui)佳(jia)(jia)(jia)水平(ping)組合起(qi)來，即(ji)為最(zui)佳(jia)(jia)(jia)配方或工藝條件(jian)，并(bing)通過(guo)計算每個因素(su)(su)(su)(su)不(bu)同(tong)水平(ping)所取(qu)得的(de)(de)(de)不(bu)同(tong)指標值(zhi)(zhi)差(cha)(cha)(cha)．不(bu)同(tong)水平(ping)之間指標值(zhi)(zhi)差(cha)(cha)(cha)的(de)(de)(de)大的(de)(de)(de)因素(su)(su)(su)(su)，即(ji)為對指標最(zui)有影響的(de)(de)(de)因素(su)(su)(su)(su)．此法直(zhi)觀(guan)、簡便，但不(bu)能區分因素(su)(su)(su)(su)與水平(ping)作用(yong)的(de)(de)(de)差(cha)(cha)(cha)異。方差(cha)(cha)(cha)分析(xi)(xi)法是(shi)通過(guo)偏差(cha)(cha)(cha)的(de)(de)(de)平(ping)方和及(ji)自由度(du)等一系(xi)列計算，將因素(su)(su)(su)(su)和水平(ping)的(de)(de)(de)變化(hua)引(yin)起(qi)實(shi)(shi)驗結果間的(de)(de)(de)差(cha)(cha)(cha)異與誤差(cha)(cha)(cha)的(de)(de)(de)波(bo)動區分開(kai)來，這樣來分析(xi)(xi)正交實(shi)(shi)驗的(de)(de)(de)結果，對下一步(bu)實(shi)(shi)驗或投入生產的(de)(de)(de)可靠性(xing)很大，是(shi)一種(zhong)精確的(de)(de)(de)計算方法，但手段繁雜(za)。
②中心復合試驗設計法：此法是因在中心點做許多重復試驗而得名的，建立自變量(配方組分)與因變量(制(zhi)品物(wu)理性能)之間關系的一種數學(xue)方程(cheng)，因而又(you)稱回歸(gui)分析法。可用一個完全的二次多元式(shi)表示制品性能與添加劑用量的關系，然后再求出數個回歸(gui)系數，進行線性變(bian)換，按設(she)計(ji)安排試驗，在中心點(dian)做重復(fu)試驗．再進行顯著性統計(ji)檢(jian)驗。若有(you)問(wen)題，則改變(bian)數學(xue)模(mo)型(xing)進一步研究。
此法首先可(ke)(ke)以(yi)確定(ding)幾個特定(ding)配方(fang)(fang)因(yin)素(su)(su)之間是否存(cun)在相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)．如(ru)果沒有相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)，就只能(neng)單獨處理每個因(yin)素(su)(su)問題；如(ru)果存(cun)在相(xiang)關(guan)(guan)性(xing)．則可(ke)(ke)找(zhao)出(chu)(chu)合適的(de)數學(xue)表達(da)式；其次，可(ke)(ke)根(gen)據用(yong)戶提出(chu)(chu)的(de)幾種塑料制品性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)值，預測出(chu)(chu)一個或(huo)幾個配方(fang)(fang)因(yin)素(su)(su)變量(liang)(liang)的(de)值或(huo)根(gen)據一個或(huo)幾個配方(fang)(fang)因(yin)素(su)(su)變量(liang)(liang)值，頂測出(chu)(chu)制品性(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)的(de)范圍(wei)；另外．還可(ke)(ke)找(zhao)出(chu)(chu)這些因(yin)素(su)(su)之間的(de)相(xiang)互關(guan)(guan)系，找(zhao)出(chu)(chu)主要(yao)因(yin)素(su)(su)、次要(yao)因(yin)素(su)(su)或(huo)可(ke)(ke)忽略因(yin)素(su)(su)，通過(guo)方(fang)(fang)程式求出(chu)(chu)所需性(xing)能(neng)的(de)配方(fang)(fang)因(yin)素(su)(su)最佳組合，畫出(chu)(chu)某種性(xing)能(neng)的(de)等(deng)高線，探討各配方(fang)(fang)因(yin)素(su)(su)變量(liang)(liang)對性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響，從而預測物理性(xing)能(neng)。
