【工程塑(su)料】工程塑(su)料種類有(you)哪些 工程塑料配(pei)方分析
塑料種類有哪些
1.按樹脂的性質分類。
2.熱塑(su)性(xing)塑(su)料(liao)：在(zai)特定溫度范圍內能反復加熱軟化和冷卻(que)硬(ying)化的塑(su)料(liao)。 如聚乙烯塑(su)料(liao)、聚氯乙烯塑(su)料(liao)。
3.熱(re)固(gu)性塑料(liao)(liao)：因(yin)受熱(re)或(huo)其(qi)它條件(jian)能固(gu)化成(cheng)不(bu)熔不(bu)溶性物(wu)料(liao)(liao)的(de)塑料(liao)(liao)。如(ru)酚醛塑料(liao)(liao)、環氧塑料(liao)(liao)等。
4.按塑料使用范圍分類。
5.通用(yong)塑料(liao)：指(zhi)產量大、用(yong)途廣、成型性好(hao)、價廉的(de)塑料(liao)。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等(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、聚礬(fan)等(deng)。
7.特種(zhong)塑(su)料：般指具有(you)特種(zhong)功能（如耐熱(re)、自潤滑等），應(ying)用于特殊要求的(de)塑(su)料。如氟塑(su)料、有(you)機硅等。
塑料的基本性能
1.質輕(qing)、比強度高(gao)。塑(su)料(liao)質輕(qing)，一般塑(su)料(liao)的密度都在0.9~2.3克(ke)/厘米3之間，只有鋼鐵的1/8~1/4、鋁(lv)的1/2左右，而各種泡沫塑料(liao)的(de)密度更低，約在0.01~0.5克/厘米(mi)3之間。按單位質量(liang)計算的強度稱為(wei)比(bi)強度，有些增強塑料的比(bi)強度接近甚至超過鋼材。例如合金鋼材，其(qi)單位質量(liang)的拉伸強度為(wei)160兆帕，而用玻璃纖維增強(qiang)的塑料可(ke)達到170~400兆(zhao)帕(pa)。
2.優異的(de)電(dian)絕緣性能(neng)。幾(ji)乎所有的(de)塑料都具(ju)有優異的(de)電(dian)絕緣性能(neng)，如極(ji)小的(de)介電(dian)損耗和優良(liang)的(de)耐電(dian)弧特性，這些性能(neng)可與(yu)陶瓷媲美。
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(wang)水"等強腐蝕性電解質的腐蝕，被(bei)稱(cheng)為"塑料王"。
4.減(jian)摩、耐(nai)磨(mo)性(xing)能好。大多數塑(su)料(liao)具有(you)優良的(de)減(jian)摩、耐(nai)磨(mo)和(he)自潤滑特性(xing)。許多工(gong)程(cheng)塑(su)料(liao)制(zhi)造的(de)耐(nai)摩擦零件就是(shi)利用塑(su)料(liao)的(de)這些特性(xing)，在耐(nai)磨(mo)塑(su)料(liao)中(zhong)加入某些固(gu)體潤滑劑和(he)填料(liao)時，可降低其(qi)摩擦系數或進一(yi)步提高其(qi)耐(nai)磨(mo)性(xing)能。
5.透(tou)光及(ji)防護性(xing)能。多(duo)數塑(su)(su)料(liao)都可以作(zuo)(zuo)為透(tou)明或半透(tou)明制品(pin)(pin)，其中聚苯乙烯(xi)(xi)和丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)(xi)酸(suan)(suan)酯類塑(su)(su)料(liao)象玻璃(li)(li)(li)一樣透(tou)明。有(you)機玻璃(li)(li)(li)化學名(ming)稱為聚甲基丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)(xi)酸(suan)(suan)甲酯，可用作(zuo)(zuo)航空玻璃(li)(li)(li)材料(liao)。聚氯乙烯(xi)(xi)、聚乙烯(xi)(xi)、聚丙(bing)(bing)(bing)烯(xi)(xi)等塑(su)(su)料(liao)薄(bo)膜(mo)具(ju)有(you)良(liang)好的透(tou)光和保暖性(xing)能，大(da)量用作(zuo)(zuo)農用薄(bo)膜(mo)。塑(su)(su)料(liao)具(ju)有(you)多(duo)種防護性(xing)能，因此常用作(zuo)(zuo)防護保裝用品(pin)(pin)，如塑(su)(su)料(liao)薄(bo)膜(mo)、箱、桶、瓶(ping)等。
6.減(jian)震(zhen)、消音(yin)(yin)性(xing)(xing)能優良。某些塑料(liao)柔韌(ren)而富于彈性(xing)(xing)，當(dang)它受到外(wai)界(jie)頻繁的(de)機(ji)械(xie)沖擊(ji)和(he)振(zhen)動時，內部產生(sheng)粘性(xing)(xing)內耗，將(jiang)機(ji)械(xie)能轉變成熱能，因(yin)此，工程上用(yong)(yong)作(zuo)減(jian)震(zhen)消音(yin)(yin)材料(liao)。例如，用(yong)(yong)工程塑料(liao)制作(zuo)的(de)軸承和(he)齒可減(jian)小噪音(yin)(yin)，各種泡沫塑料(liao)更是廣泛使用(yong)(yong)的(de)優良減(jian)震(zhen)消音(yin)(yin)材料(liao)。
上述塑料的(de)(de)優良性(xing)能，使(shi)它在(zai)工農(nong)業生產(chan)和人(ren)們的(de)(de)日(ri)常(chang)生活中(zhong)具有廣(guang)泛用途(tu)；它已從過去(qu)作為金屬、玻(bo)璃、陶瓷、木(mu)材和纖維等(deng)材料的(de)(de)代(dai)(dai)用品，而一躍(yue)成為現代(dai)(dai)生活和尖(jian)端工業不(bu)可缺少的(de)(de)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(shao)數200℃左右(you)使用；塑料的(de)熱膨脹系(xi)數要比金屬大3~10倍，容易(yi)受溫(wen)度變(bian)(bian)(bian)化(hua)而影響尺寸的(de)穩定性；在(zai)載荷作(zuo)(zuo)用(yong)下，塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)會緩慢地產生(sheng)粘(zhan)性流動或(huo)變(bian)(bian)(bian)形，即蠕變(bian)(bian)(bian)現象(xiang)；此外，塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)在(zai)大氣、陽光、長期的(de)壓(ya)力或(huo)某些質(zhi)作(zuo)(zuo)用(yong)下會發(fa)生(sheng)老(lao)化(hua)，使性能變(bian)(bian)(bian)壞等。塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)這些缺(que)點或(huo)多或(huo)少地影響或(huo)限(xian)制了它(ta)的(de)應用(yong)。但是，隨著塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)工業的(de)發(fa)展(zhan)和塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)材料(liao)(liao)(liao)(liao)研(yan)究工作(zuo)(zuo)的(de)深入(ru)，這些缺(que)點正被(bei)逐漸克(ke)服，性能優異的(de)新穎(ying)塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)和各種(zhong)塑(su)料(liao)(liao)(liao)(liao)復合材料(liao)(liao)(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(dan)因素(su)變量(liang)配(pei)方是指只有一(yi)個助劑的(de)加入(ru)量(liang)影響制(zhi)品(pin)性(xing)能的(de)配(pei)方。此種(zhong)配(pei)方的(de)設計常(chang)采用(yong)消去法。鑒于制(zhi)品(pin)的(de)物(wu)理性(xing)能在因素(su)區(qu)(qu)間為單(dan)值函(han)數，所以，在搜索區(qu)(qu)間內任取兩點，比較它們(men)的(de)函(han)數值，舍(she)去一(yi)個。在縮(suo)小的(de)搜索區(qu)(qu)間內進行下一(yi)步試驗，使(shi)區(qu)(qu)間縮(suo)小到允許誤(wu)差之內。采用(yong)的(de)搜索方法有一(yi)下幾種(zhong)。
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(dian)一般為原(yuan)生產配方或一個憑(ping)經驗估計的配方。在A點向該原材料增加的方(fang)向B點做試驗。如果B點好，原(yuan)材料就增(zeng)加；如果C點好，原(yuan)材料就(jiu)減(jian)少。這(zhe)樣一步步改變，如爬到W點，再增加(jia)或減(jian)少(shao)效果反而(er)不好，則W點(dian)就是(shi)(shi)要(yao)尋找的該原材(cai)料的最(zui)(zui)佳(jia)值。該法(fa)的關鍵是(shi)(shi)起點(dian)位置、試驗范圍和步(bu)長的選擇。起點(dian)和試驗范圍選得(de)好，可減(jian)少試驗次數；步(bu)長一般開始時大．接近最(zui)(zui)佳(jia)點(dian)時改小一些。該法(fa)的特點(dian)是(shi)(shi)生(sheng)產損失小，適合(he)于工廠(chang)小幅度調(diao)整配方。
②黃金分割法(0.618法)：該法是(shi)根據數學上的黃(huang)金分(fen)割定律演變而來的。具體做法是(shi)：先在配方試驗范圍(A，B)的0. 618點作第一(yi)次試(shi)驗，再在其對稱點(試(shi)驗范圍的0.382處)做(zuo)第(di)二次試驗，比(bi)較兩點的試驗結果(guo)(指(zhi)制品的力學性能)，去掉“壞點”以外的(de)(de)部分，在剩下的(de)(de)部分繼續取已試點的(de)(de)對(dui)稱點進行試驗(yan)(yan)，再(zai)比(bi)較(jiao)，再(zai)取舍(she)，逐步縮小試驗(yan)(yan)范圍(wei)，達到最(zui)終(zhong)目的(de)(de)。此法必須嚴格保持每次(ci)試驗(yan)(yan)的(de)(de)原(yuan)材料和工藝條件一(yi)致，否則無法決定取舍(she)方(fang)法．該法試驗(yan)(yan)次(ci)數少，較(jiao)為(wei)方(fang)便．適(shi)于推(tui)廣。
③平分法(對分法(fa))：此法適于(yu)在試驗范圍內制品(pin)有一定的(de)物理性(xing)能指標(目標(biao)函數是單調的)，以此標準作為對(dui)比條(tiao)件，同時還應預(yu)先(xian)知道(dao)該變量對(dui)制品的(de)(de)物(wu)理性能的(de)(de)影響規(gui)律(lv)，才能依據(ju)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果(guo)判斷該原材料(liao)用(yong)量的(de)(de)多或少(shao)。該法每個試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)點(dian)(dian)都(dou)取在范(fan)圍的(de)(de)中點(dian)(dian)上．根據(ju)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果(guo)．去掉(diao)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)范(fan)圍的(de)(de)某—半，然(ran)后(hou)再(zai)在保留范(fan)圍的(de)(de)中點(dian)(dian)做(zuo)第二(er)次試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)，再(zai)根據(ju)第二(er)次試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)結果(guo)將范(fan)圍縮(suo)小一(yi)半．這(zhe)樣逼近最(zui)佳點(dian)(dian)范(fan)圍的(de)(de)速度很快(kuai)．而且取點(dian)(dian)也(ye)極為方便。
④分(fen)(fen)批(pi)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法：可分(fen)(fen)為均(jun)分(fen)(fen)分(fen)(fen)批(pi)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法和比例分(fen)(fen)割試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法兩種(zhong)。均(jun)分(fen)(fen)分(fen)(fen)批(pi)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)法是在(zai)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)范圍內均(jun)勻(yun)安排每批(pi)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)配方(fang)，比較(jiao)結果(guo)，留下(xia)好(hao)的(de)結果(guo)范圍。在(zai)這留下(xia)的(de)部分(fen)(fen)，再均(jun)勻(yun)分(fen)(fen)成(cheng)數(shu)份，再做(zuo)一批(pi)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)．這樣不斷做(zuo)下(xia)去，就能找到最(zui)佳(jia)的(de)配方(fang)重(zhong)量范圍。在(zai)工(gong)窄范圍內，等分(fen)(fen)的(de)結果(guo)較(jiao)好(hao)，且又相當接近，即(ji)可終止試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)。此法試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)總時間短且快，但總的(de)試(shi)(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)次數(shu)多。
比例(li)分割試驗(yan)(yan)法與該法相似，只是(shi)試驗(yan)(yan)點不是(shi)均勻(yun)劃分，而是(shi)按一定比例(li)劃分的。該法由(you)于試驗(yan)(yan)效果、試驗(yan)(yan)誤差等(deng)原(yuan)因(yin)，不易鑒別，所以一般(ban)工廠常用均勻(yun)分批試驗(yan)(yan)法。
2.多因素變量配方設計怯
多因(yin)素變(bian)量(liang)配方是指有兩(liang)個(ge)或兩(liang)個(ge)以上因(yin)素影響制品性能的配方．目前常用的多因(yin)素變(bian)量(liang)設計法(fa)主要有正交設計法(fa)和(he)中心(xin)復合試驗設計法(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(su))越多(duo)，減少程度越明(ming)顯(xian)。它可(ke)(ke)在眾(zhong)多(duo)實(shi)驗次數(shu)中(zhong)，優選出具有代表(biao)性的實(shi)驗，通過(guo)盡可(ke)(ke)能少的實(shi)驗，找出最佳(jia)(jia)配(pei)方(fang)和工藝(yi)條件。有時最佳(jia)(jia)配(pei)方(fang)可(ke)(ke)能并不在優選的實(shi)驗中(zhong)，但可(ke)(ke)以通過(guo)實(shi)驗結果處理(li)，推算出最佳(jia)(jia)配(pei)方(fang)。
常規的實(shi)驗(yan)方(fang)法(fa)為單因素輪(lun)換法(fa)，即每次改變(bian)其一個因素．固定其他因素進行試驗(yan)。目前常用的分析(xi)方(fang)法(fa)有兩(liang)種，即直(zhi)觀分析(xi)法(fa)和(he)方(fang)差分析(xi)法(fa)。
直觀(guan)分(fen)析法就是比較每個(ge)水平幾次(ci)實(shi)(shi)驗取(qu)得指(zhi)(zhi)標的(de)(de)平均值，找出每個(ge)因(yin)(yin)素(su)的(de)(de)最(zui)佳(jia)水平，幾個(ge)因(yin)(yin)素(su)的(de)(de)最(zui)佳(jia)水平組合起來，即為(wei)最(zui)佳(jia)配方(fang)或工藝條件，并通過計(ji)算(suan)每個(ge)因(yin)(yin)素(su)不同水平所取(qu)得的(de)(de)不同指(zhi)(zhi)標值差(cha)．不同水平之間指(zhi)(zhi)標值差(cha)的(de)(de)大的(de)(de)因(yin)(yin)素(su)，即為(wei)對(dui)指(zhi)(zhi)標最(zui)有影響的(de)(de)因(yin)(yin)素(su)．此法直觀(guan)、簡便，但不能(neng)區(qu)分(fen)因(yin)(yin)素(su)與水平作用的(de)(de)差(cha)異(yi)。方(fang)差(cha)分(fen)析法是通過偏(pian)差(cha)的(de)(de)平方(fang)和及自由度等一(yi)系列計(ji)算(suan)，將因(yin)(yin)素(su)和水平的(de)(de)變化引起實(shi)(shi)驗結(jie)果(guo)間的(de)(de)差(cha)異(yi)與誤(wu)差(cha)的(de)(de)波動區(qu)分(fen)開來，這樣來分(fen)析正交實(shi)(shi)驗的(de)(de)結(jie)果(guo)，對(dui)下(xia)一(yi)步實(shi)(shi)驗或投入(ru)生(sheng)產的(de)(de)可靠性很大，是一(yi)種精(jing)確的(de)(de)計(ji)算(suan)方(fang)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(zu)分)與(yu)因(yin)變量(制(zhi)品物理性能)之(zhi)間關(guan)系(xi)(xi)的(de)一(yi)種數(shu)學方程，因而(er)又稱回(hui)歸分析法。可用一(yi)個(ge)完全(quan)的(de)二次多元式表示制品性能與添加劑用量的(de)關(guan)系(xi)(xi)，然后(hou)再(zai)求出(chu)數(shu)個(ge)回(hui)歸系(xi)(xi)數(shu)，進行線性變換，按(an)設計安排(pai)試驗(yan)，在中(zhong)心點(dian)做重復試驗(yan)．再(zai)進行顯(xian)著性統計檢(jian)驗(yan)。若有問題，則改變數(shu)學模型進一(yi)步研究。
此法首(shou)先可以確(que)定(ding)幾個(ge)(ge)(ge)(ge)特定(ding)配方因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)(su)之間是否存在相關(guan)性(xing)(xing)(xing)(xing)．如果沒(mei)有相關(guan)性(xing)(xing)(xing)(xing)，就只能(neng)(neng)(neng)單(dan)獨處理每個(ge)(ge)(ge)(ge)因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)(su)問(wen)題；如果存在相關(guan)性(xing)(xing)(xing)(xing)．則可找(zhao)出(chu)(chu)合(he)適(shi)的(de)數(shu)學表(biao)達(da)式；其次，可根(gen)據用戶提出(chu)(chu)的(de)幾種(zhong)塑料制(zhi)品(pin)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)指(zhi)標(biao)(biao)值(zhi)，預測(ce)出(chu)(chu)一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)或(huo)幾個(ge)(ge)(ge)(ge)配方因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)(su)變(bian)量的(de)值(zhi)或(huo)根(gen)據一(yi)個(ge)(ge)(ge)(ge)或(huo)幾個(ge)(ge)(ge)(ge)配方因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)(su)變(bian)量值(zhi)，頂(ding)測(ce)出(chu)(chu)制(zhi)品(pin)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)指(zhi)標(biao)(biao)的(de)范圍；另(ling)外．還可找(zhao)出(chu)(chu)這些因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)(su)之間的(de)相互關(guan)系，找(zhao)出(chu)(chu)主(zhu)要(yao)因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)(su)、次要(yao)因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)(su)或(huo)可忽(hu)略因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)(su)，通過(guo)方程式求出(chu)(chu)所(suo)需(xu)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)配方因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)(su)最(zui)佳組合(he)，畫出(chu)(chu)某種(zhong)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)等高線，探討(tao)各配方因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)(su)變(bian)量對性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)影響(xiang)，從而預測(ce)物理性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。
