【工程塑(su)料(liao)】工程塑(su)料(liao)種類有哪些 工程塑料配方分析

塑料種類有哪些

1.按樹脂的性質分類。

2.熱(re)塑(su)性塑(su)料(liao)(liao)：在特定溫(wen)度范圍內(nei)能反復加(jia)熱(re)軟(ruan)化和冷卻硬(ying)化的塑(su)料(liao)(liao)。 如聚乙烯塑(su)料(liao)(liao)、聚氯乙烯塑(su)料(liao)(liao)。

3.熱固性塑(su)(su)料(liao)：因受熱或(huo)其(qi)它條件能(neng)固化成不熔不溶性物(wu)料(liao)的(de)塑(su)(su)料(liao)。如(ru)酚醛塑(su)(su)料(liao)、環氧塑(su)(su)料(liao)等。

4.按塑料使用范圍分類。

5.通用塑(su)料：指(zhi)產量大、用途廣、成型性好、價(jia)廉的塑(su)料。如聚乙烯、聚丙(bing)烯、聚氯乙烯等。

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。

7.特種塑(su)料(liao)：般(ban)指具(ju)有特種功(gong)能（如耐(nai)熱、自潤滑等(deng)），應用于特殊要求的塑(su)料(liao)。如氟塑(su)料(liao)、有機硅(gui)等(deng)。

塑料的基本性能

1.質(zhi)(zhi)輕、比強度(du)(du)高。塑(su)料(liao)質(zhi)(zhi)輕，一般塑(su)料(liao)的(de)密度(du)(du)都在0.9~2.3克(ke)/厘米3之間，只有鋼鐵的1/8~1/4、鋁的1/2左(zuo)右(you)，而各(ge)種泡沫塑料的(de)密度更低，約在0.01~0.5克/厘(li)米3之間。按單位(wei)質(zhi)量(liang)計算的強度(du)稱為(wei)(wei)比(bi)強度(du)，有些(xie)增(zeng)強塑料的比(bi)強度(du)接近甚至(zhi)超過鋼(gang)材。例如合(he)金鋼(gang)材，其單位(wei)質(zhi)量(liang)的拉伸強度(du)為(wei)(wei)160兆帕(pa)，而用玻璃(li)纖維增強的塑料可達(da)到(dao)170~400兆帕(pa)。

2.優(you)異的(de)電(dian)絕緣(yuan)(yuan)性能。幾乎所有(you)的(de)塑料都具有(you)優(you)異的(de)電(dian)絕緣(yuan)(yuan)性能，如極小的(de)介電(dian)損(sun)耗(hao)和(he)優(you)良的(de)耐(nai)電(dian)弧特性，這些性能可與陶(tao)瓷(ci)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"王水"等強腐(fu)蝕(shi)性電(dian)解(jie)質(zhi)的腐(fu)蝕(shi)，被(bei)稱(cheng)為"塑料王(wang)"。

4.減摩、耐(nai)(nai)磨性(xing)能好。大多(duo)數塑(su)料(liao)(liao)(liao)具有優良的(de)減摩、耐(nai)(nai)磨和自潤(run)滑(hua)特(te)性(xing)。許(xu)多(duo)工程塑(su)料(liao)(liao)(liao)制(zhi)造的(de)耐(nai)(nai)摩擦零件就(jiu)是(shi)利用(yong)塑(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)這些特(te)性(xing)，在耐(nai)(nai)磨塑(su)料(liao)(liao)(liao)中(zhong)加入某些固體潤(run)滑(hua)劑和填料(liao)(liao)(liao)時，可降低其(qi)摩擦系(xi)數或進一步提高其(qi)耐(nai)(nai)磨性(xing)能。

5.透(tou)光及防護性能(neng)。多(duo)數(shu)塑(su)(su)料都可(ke)以作(zuo)為透(tou)明(ming)或半透(tou)明(ming)制品，其中聚(ju)(ju)(ju)苯乙烯(xi)和(he)丙烯(xi)酸(suan)酯類塑(su)(su)料象(xiang)玻璃(li)一樣透(tou)明(ming)。有(you)機玻璃(li)化學名稱(cheng)為聚(ju)(ju)(ju)甲(jia)基(ji)丙烯(xi)酸(suan)甲(jia)酯，可(ke)用(yong)(yong)作(zuo)航空玻璃(li)材(cai)料。聚(ju)(ju)(ju)氯(lv)乙烯(xi)、聚(ju)(ju)(ju)乙烯(xi)、聚(ju)(ju)(ju)丙烯(xi)等(deng)(deng)塑(su)(su)料薄膜(mo)具有(you)良好的透(tou)光和(he)保(bao)暖性能(neng)，大量(liang)用(yong)(yong)作(zuo)農用(yong)(yong)薄膜(mo)。塑(su)(su)料具有(you)多(duo)種防護性能(neng)，因此(ci)常(chang)用(yong)(yong)作(zuo)防護保(bao)裝用(yong)(yong)品，如塑(su)(su)料薄膜(mo)、箱、桶、瓶等(deng)(deng)。

6.減震(zhen)、消音性能優良。某些塑料(liao)(liao)柔韌(ren)而富于彈性，當(dang)它受到外(wai)界(jie)頻(pin)繁(fan)的機械沖(chong)擊和(he)振動時，內部產生粘(zhan)性內耗(hao)，將(jiang)機械能轉變成熱能，因此，工程上用作減震(zhen)消音材(cai)料(liao)(liao)。例(li)如，用工程塑料(liao)(liao)制作的軸承(cheng)和(he)齒(chi)可減小噪音，各種泡沫塑料(liao)(liao)更是廣泛(fan)使用的優良減震(zhen)消音材(cai)料(liao)(liao)。

上述塑料的優良性能，使它在工農業生(sheng)(sheng)產和(he)(he)人們的日常(chang)生(sheng)(sheng)活中具有廣泛用途(tu)；它已從過(guo)去作為金(jin)屬、玻(bo)璃、陶瓷、木材和(he)(he)纖維等材料的代(dai)用品，而一躍(yue)成為現(xian)代(dai)生(sheng)(sheng)活和(he)(he)尖端工業不(bu)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℃以下溫度使用，少數200℃左右(you)使(shi)用；塑料(liao)的(de)熱(re)膨脹(zhang)系數(shu)要(yao)比金屬大3~10倍(bei)，容(rong)易受溫度變(bian)(bian)化而影響(xiang)(xiang)尺寸的(de)(de)穩定性；在載荷作(zuo)(zuo)用下(xia)，塑料會(hui)緩慢地(di)產生粘性流動或(huo)變(bian)(bian)形，即蠕變(bian)(bian)現象(xiang)；此外(wai)，塑料在大氣、陽光、長(chang)期的(de)(de)壓(ya)力或(huo)某些質作(zuo)(zuo)用下(xia)會(hui)發生老化，使性能(neng)變(bian)(bian)壞等。塑料的(de)(de)這些缺點(dian)或(huo)多或(huo)少地(di)影響(xiang)(xiang)或(huo)限制了它(ta)的(de)(de)應用。但是，隨著塑料工(gong)業的(de)(de)發展和(he)塑料材料研(yan)究工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)深入，這些缺點(dian)正(zheng)被逐(zhu)漸(jian)克服，性能(neng)優異的(de)(de)新穎塑料和(he)各種(zhong)塑料復(fu)合(he)材料正(zheng)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(yin)素(su)變(bian)量配方是(shi)指只有(you)(you)一個(ge)助劑的加(jia)入量影響制(zhi)品性(xing)能的配方。此種配方的設計常采用(yong)消去法。鑒于(yu)制(zhi)品的物理性(xing)能在因(yin)素(su)區(qu)間(jian)為單值(zhi)函(han)數(shu)，所(suo)以，在搜索區(qu)間(jian)內(nei)任取(qu)兩點，比(bi)較(jiao)它們的函(han)數(shu)值(zhi)，舍去一個(ge)。在縮小(xiao)(xiao)的搜索區(qu)間(jian)內(nei)進行下一步試驗(yan)，使區(qu)間(jian)縮小(xiao)(xiao)到(dao)允(yun)許誤差之(zhi)內(nei)。采用(yong)的搜索方法有(you)(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(dian)一(yi)般為原生產(chan)配方或一(yi)個憑經驗估計的配方。在A點向(xiang)(xiang)該原材料(liao)增加的方向(xiang)(xiang)B點做(zuo)試驗。如果B點好，原(yuan)材料(liao)就增加；如果C點(dian)好，原材(cai)料就減少。這(zhe)樣(yang)一步步改變(bian)，如爬到W點，再(zai)增(zeng)加或減少效(xiao)果反而不(bu)好，則W點(dian)就是(shi)要尋找的(de)該原材料的(de)最(zui)佳值。該法的(de)關(guan)鍵是(shi)起點(dian)位(wei)置(zhi)、試驗(yan)(yan)范圍和(he)(he)步(bu)長的(de)選擇。起點(dian)和(he)(he)試驗(yan)(yan)范圍選得好，可(ke)減少試驗(yan)(yan)次(ci)數；步(bu)長一般開(kai)始時大．接近最(zui)佳點(dian)時改小(xiao)一些。該法的(de)特點(dian)是(shi)生產(chan)損失(shi)小(xiao)，適合于(yu)工(gong)廠小(xiao)幅度調整配方(fang)。

②黃金分割法(0.618法(fa))：該法是(shi)根據數(shu)學上的黃金分割定律演變而來的。具體做法是(shi)：先在配方試驗范(fan)圍(A，B)的0. 618點作第一次試驗，再在(zai)其對(dui)稱點(試驗范圍的(de)0.382處)做第二次試(shi)驗，比較兩點的試(shi)驗結果(指制品的力學性能)，去掉(diao)“壞點(dian)”以(yi)外(wai)的(de)部分，在剩下的(de)部分繼續取已試點(dian)的(de)對稱(cheng)點(dian)進行試驗，再比較(jiao)，再取舍(she)，逐步縮小試驗范(fan)圍(wei)，達到最終目的(de)。此(ci)法(fa)必(bi)須嚴格保(bao)持每次(ci)試驗的(de)原材(cai)料和工藝(yi)條件一致，否則無法(fa)決定取舍(she)方(fang)(fang)法(fa)．該(gai)法(fa)試驗次(ci)數少，較(jiao)為方(fang)(fang)便．適(shi)于推(tui)廣。

③平分法(對分法)：此法適于在試(shi)驗范(fan)圍(wei)內制品(pin)有一定的物理性(xing)能(neng)指標(目標函數是單調的)，以此標準(zhun)作為對比條件，同時還應預先知(zhi)道該(gai)變量對制品的(de)物理(li)性能(neng)的(de)影響規律，才能(neng)依據試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果判斷該(gai)原材料用量的(de)多或少(shao)。該(gai)法每個試(shi)(shi)驗(yan)點都取(qu)在(zai)范(fan)圍(wei)(wei)(wei)的(de)中(zhong)點上．根據試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果．去掉試(shi)(shi)驗(yan)范(fan)圍(wei)(wei)(wei)的(de)某—半，然后(hou)再在(zai)保留范(fan)圍(wei)(wei)(wei)的(de)中(zhong)點做第二次試(shi)(shi)驗(yan)，再根據第二次試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果將范(fan)圍(wei)(wei)(wei)縮小一半．這樣逼(bi)近最佳(jia)點范(fan)圍(wei)(wei)(wei)的(de)速度(du)很快．而且取(qu)點也極為方便。

④分(fen)(fen)批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法(fa)：可(ke)分(fen)(fen)為(wei)均(jun)分(fen)(fen)分(fen)(fen)批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法(fa)和比例分(fen)(fen)割試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法(fa)兩(liang)種。均(jun)分(fen)(fen)分(fen)(fen)批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法(fa)是在試(shi)(shi)(shi)驗(yan)范圍(wei)(wei)內均(jun)勻安排每批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)配(pei)(pei)方(fang)，比較(jiao)結果，留下好的(de)(de)結果范圍(wei)(wei)。在這留下的(de)(de)部(bu)分(fen)(fen)，再(zai)均(jun)勻分(fen)(fen)成數份，再(zai)做(zuo)(zuo)一(yi)批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)．這樣不(bu)斷做(zuo)(zuo)下去(qu)，就能找到最佳的(de)(de)配(pei)(pei)方(fang)重量(liang)范圍(wei)(wei)。在工窄范圍(wei)(wei)內，等分(fen)(fen)的(de)(de)結果較(jiao)好，且又相當(dang)接近，即可(ke)終止試(shi)(shi)(shi)驗(yan)。此法(fa)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)總(zong)時(shi)間(jian)短且快，但總(zong)的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)次數多。

比(bi)例分(fen)割試(shi)驗法(fa)與該法(fa)相似，只是(shi)(shi)試(shi)驗點(dian)不是(shi)(shi)均勻劃分(fen)，而是(shi)(shi)按一(yi)定比(bi)例劃分(fen)的。該法(fa)由(you)于試(shi)驗效果、試(shi)驗誤差等原因，不易鑒別(bie)，所以一(yi)般工廠常用均勻分(fen)批(pi)試(shi)驗法(fa)。

2.多因素變量配方設計怯

多(duo)因素(su)變量(liang)配方(fang)是指有兩(liang)個或(huo)兩(liang)個以(yi)上因素(su)影響(xiang)制(zhi)品性(xing)能(neng)的配方(fang)．目前常用的多(duo)因素(su)變量(liang)設計法主(zhu)要有正交設計法和(he)中心(xin)復合試驗設計法。

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(yue)多(duo)，減少程(cheng)度越(yue)明顯。它可在眾多(duo)實(shi)驗(yan)次數中，優選出(chu)具有代(dai)表性的(de)實(shi)驗(yan)，通(tong)過盡可能少的(de)實(shi)驗(yan)，找(zhao)出(chu)最佳配(pei)(pei)方(fang)和工藝條件(jian)。有時最佳配(pei)(pei)方(fang)可能并不(bu)在優選的(de)實(shi)驗(yan)中，但可以通(tong)過實(shi)驗(yan)結果處理，推(tui)算出(chu)最佳配(pei)(pei)方(fang)。

常規的實驗方(fang)法(fa)為單(dan)因素輪換(huan)法(fa)，即(ji)每(mei)次改(gai)變其一個因素．固定其他因素進行試驗。目前常用的分析(xi)(xi)方(fang)法(fa)有兩種，即(ji)直觀分析(xi)(xi)法(fa)和(he)方(fang)差分析(xi)(xi)法(fa)。

直(zhi)觀分析(xi)法就是比較每個水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)幾次實(shi)驗取得(de)指(zhi)標(biao)的(de)(de)平(ping)(ping)(ping)均值，找出每個因(yin)素(su)(su)的(de)(de)最(zui)佳水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)，幾個因(yin)素(su)(su)的(de)(de)最(zui)佳水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)組合(he)起來(lai)，即為最(zui)佳配(pei)方(fang)或工藝條件，并通過(guo)計(ji)算(suan)每個因(yin)素(su)(su)不(bu)同水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)所取得(de)的(de)(de)不(bu)同指(zhi)標(biao)值差(cha)(cha)．不(bu)同水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)之(zhi)間指(zhi)標(biao)值差(cha)(cha)的(de)(de)大(da)的(de)(de)因(yin)素(su)(su)，即為對指(zhi)標(biao)最(zui)有影響的(de)(de)因(yin)素(su)(su)．此法直(zhi)觀、簡便(bian)，但(dan)不(bu)能區(qu)分因(yin)素(su)(su)與(yu)(yu)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)作(zuo)用(yong)的(de)(de)差(cha)(cha)異。方(fang)差(cha)(cha)分析(xi)法是通過(guo)偏(pian)差(cha)(cha)的(de)(de)平(ping)(ping)(ping)方(fang)和及自(zi)由度等一(yi)系列計(ji)算(suan)，將因(yin)素(su)(su)和水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)的(de)(de)變化引起實(shi)驗結果(guo)間的(de)(de)差(cha)(cha)異與(yu)(yu)誤差(cha)(cha)的(de)(de)波(bo)動(dong)區(qu)分開來(lai)，這樣來(lai)分析(xi)正交(jiao)實(shi)驗的(de)(de)結果(guo)，對下一(yi)步實(shi)驗或投入生產(chan)的(de)(de)可靠性很(hen)大(da)，是一(yi)種精(jing)確的(de)(de)計(ji)算(suan)方(fang)法，但(dan)手段繁雜。

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(fang)組(zu)分(fen))與因變量(liang)(制品物理性能)之(zhi)間關系(xi)的(de)一種數(shu)(shu)(shu)學方(fang)程(cheng)，因(yin)而又(you)稱回(hui)(hui)歸分析法。可用一個完全的(de)二次多元式表示制(zhi)品性能與添(tian)加劑用量的(de)關系(xi)，然(ran)后再求出數(shu)(shu)(shu)個回(hui)(hui)歸系(xi)數(shu)(shu)(shu)，進行(xing)線(xian)性變換(huan)，按設計(ji)安排(pai)試驗(yan)，在中(zhong)心點(dian)做重復試驗(yan)．再進行(xing)顯著性統計(ji)檢驗(yan)。若有問題，則改變數(shu)(shu)(shu)學模型進一步研(yan)究。

此法首先可(ke)(ke)以確定幾(ji)個(ge)特定配方(fang)因(yin)素(su)(su)之間是否(fou)存在相(xiang)關(guan)性(xing)(xing)．如(ru)果(guo)沒有(you)相(xiang)關(guan)性(xing)(xing)，就只(zhi)能(neng)單獨(du)處理每(mei)個(ge)因(yin)素(su)(su)問題；如(ru)果(guo)存在相(xiang)關(guan)性(xing)(xing)．則(ze)可(ke)(ke)找(zhao)(zhao)出(chu)合適的(de)數學表達式(shi)；其(qi)次(ci)(ci)，可(ke)(ke)根據(ju)用(yong)戶提出(chu)的(de)幾(ji)種塑料制(zhi)品(pin)性(xing)(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)值，預測(ce)出(chu)一個(ge)或(huo)幾(ji)個(ge)配方(fang)因(yin)素(su)(su)變(bian)量(liang)的(de)值或(huo)根據(ju)一個(ge)或(huo)幾(ji)個(ge)配方(fang)因(yin)素(su)(su)變(bian)量(liang)值，頂測(ce)出(chu)制(zhi)品(pin)性(xing)(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)的(de)范(fan)圍；另(ling)外．還(huan)可(ke)(ke)找(zhao)(zhao)出(chu)這些因(yin)素(su)(su)之間的(de)相(xiang)互關(guan)系，找(zhao)(zhao)出(chu)主要(yao)因(yin)素(su)(su)、次(ci)(ci)要(yao)因(yin)素(su)(su)或(huo)可(ke)(ke)忽略因(yin)素(su)(su)，通過方(fang)程式(shi)求(qiu)出(chu)所需性(xing)(xing)能(neng)的(de)配方(fang)因(yin)素(su)(su)最佳組合，畫出(chu)某種性(xing)(xing)能(neng)的(de)等高(gao)線，探討各配方(fang)因(yin)素(su)(su)變(bian)量(liang)對(dui)性(xing)(xing)能(neng)的(de)影響，從而預測(ce)物理性(xing)(xing)能(neng)。