【工程塑(su)料(liao)】工程塑(su)料(liao)種(zhong)類有哪些 工程塑料配(pei)方(fang)分(fen)析
塑料種類有哪些
1.按樹脂的性質分類。
2.熱塑(su)性塑(su)料(liao)(liao)：在(zai)特定溫度(du)范(fan)圍內(nei)能(neng)反復加(jia)熱軟化(hua)(hua)和冷卻(que)硬化(hua)(hua)的塑(su)料(liao)(liao)。 如聚(ju)乙烯塑(su)料(liao)(liao)、聚(ju)氯乙烯塑(su)料(liao)(liao)。
3.熱固性塑料(liao)(liao)：因受熱或其它條件能固化成(cheng)不熔不溶性物料(liao)(liao)的(de)塑料(liao)(liao)。如酚醛塑料(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：指產量大、用(yong)途廣、成型性好(hao)、價(jia)廉的塑料。如聚(ju)(ju)乙(yi)烯、聚(ju)(ju)丙烯、聚(ju)(ju)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、聚礬等。
7.特種(zhong)塑(su)料(liao)(liao)：般指具有(you)特種(zhong)功能（如耐熱、自(zi)潤(run)滑等），應用(yong)于(yu)特殊要求的塑(su)料(liao)(liao)。如氟塑(su)料(liao)(liao)、有(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，而各種泡沫(mo)塑料的密(mi)度(du)更低，約在0.01~0.5克/厘米(mi)3之間。按單(dan)位質量(liang)計(ji)算(suan)的(de)強度(du)(du)(du)稱為比強度(du)(du)(du)，有些(xie)增(zeng)強塑料的(de)比強度(du)(du)(du)接近甚至(zhi)超過鋼材。例如合金(jin)鋼材，其(qi)單(dan)位質量(liang)的(de)拉伸強度(du)(du)(du)為160兆帕，而用玻璃(li)纖維增強的塑(su)料(liao)可達到(dao)170~400兆帕。
2.優異的(de)(de)電絕緣性(xing)能(neng)。幾乎所有的(de)(de)塑料都(dou)具有優異的(de)(de)電絕緣性(xing)能(neng)，如極小(xiao)的(de)(de)介電損耗和(he)優良(liang)的(de)(de)耐電弧特性(xing)，這些性(xing)能(neng)可與陶(tao)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"王水"等(deng)強腐蝕性電(dian)解(jie)質的腐蝕，被(bei)稱為"塑料(liao)王(wang)"。
4.減摩(mo)、耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)能好(hao)。大多(duo)數(shu)塑(su)(su)料(liao)具有優良的(de)(de)減摩(mo)、耐(nai)磨(mo)(mo)和自潤(run)滑特(te)(te)性(xing)(xing)。許多(duo)工程塑(su)(su)料(liao)制造的(de)(de)耐(nai)摩(mo)擦(ca)零(ling)件就(jiu)是(shi)利用塑(su)(su)料(liao)的(de)(de)這(zhe)些(xie)特(te)(te)性(xing)(xing)，在(zai)耐(nai)磨(mo)(mo)塑(su)(su)料(liao)中加入某些(xie)固(gu)體潤(run)滑劑和填料(liao)時，可降低其摩(mo)擦(ca)系數(shu)或進一(yi)步提高其耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)能。
5.透(tou)光(guang)及防護(hu)性(xing)能(neng)。多(duo)數塑(su)料(liao)都可(ke)以作(zuo)為透(tou)明或半透(tou)明制品，其(qi)中聚苯乙(yi)烯(xi)和丙烯(xi)酸(suan)酯(zhi)類塑(su)料(liao)象玻璃一樣(yang)透(tou)明。有機玻璃化(hua)學名稱為聚甲基丙烯(xi)酸(suan)甲酯(zhi)，可(ke)用(yong)作(zuo)航空(kong)玻璃材(cai)料(liao)。聚氯(lv)乙(yi)烯(xi)、聚乙(yi)烯(xi)、聚丙烯(xi)等(deng)塑(su)料(liao)薄膜具(ju)有良(liang)好的透(tou)光(guang)和保(bao)暖性(xing)能(neng)，大量用(yong)作(zuo)農用(yong)薄膜。塑(su)料(liao)具(ju)有多(duo)種防護(hu)性(xing)能(neng)，因此常(chang)用(yong)作(zuo)防護(hu)保(bao)裝用(yong)品，如塑(su)料(liao)薄膜、箱(xiang)、桶、瓶(ping)等(deng)。
6.減震、消(xiao)(xiao)音(yin)性(xing)能(neng)優良。某些塑(su)料柔韌而富于彈性(xing)，當(dang)它受到外界頻(pin)繁的機械沖擊和(he)振動(dong)時，內部產生粘(zhan)性(xing)內耗(hao)，將機械能(neng)轉變成(cheng)熱能(neng)，因此(ci)，工(gong)程(cheng)上用(yong)作(zuo)減震消(xiao)(xiao)音(yin)材料。例如，用(yong)工(gong)程(cheng)塑(su)料制作(zuo)的軸(zhou)承和(he)齒可減小噪音(yin)，各種泡(pao)沫塑(su)料更(geng)是廣泛使(shi)用(yong)的優良減震消(xiao)(xiao)音(yin)材料。
上述塑料(liao)的優良性能(neng)，使它在工(gong)農業生(sheng)產和(he)人(ren)們(men)的日常生(sheng)活(huo)中具有(you)廣(guang)泛用途；它已從過去作為金(jin)屬(shu)、玻璃、陶瓷、木材和(he)纖維等材料(liao)的代用品，而一躍成為現(xian)代生(sheng)活(huo)和(he)尖端工(gong)業不(bu)可缺少(shao)的材料(liao)。
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(yi)下溫度(du)使用，少數200℃左右(you)使用；塑料的(de)熱膨脹(zhang)系數(shu)要比(bi)金屬大3~10倍，容(rong)易受溫(wen)度變化(hua)而影響尺寸的(de)(de)穩定性；在載(zai)荷作(zuo)(zuo)用(yong)下，塑(su)料(liao)(liao)會緩慢地(di)產(chan)生(sheng)粘性流動或(huo)變形，即蠕變現象；此外(wai)，塑(su)料(liao)(liao)在大氣(qi)、陽光、長(chang)期(qi)的(de)(de)壓力或(huo)某些質作(zuo)(zuo)用(yong)下會發生(sheng)老化(hua)，使性能變壞等(deng)。塑(su)料(liao)(liao)的(de)(de)這些缺點(dian)或(huo)多或(huo)少地(di)影響或(huo)限制(zhi)了(le)它的(de)(de)應(ying)用(yong)。但是，隨著塑(su)料(liao)(liao)工業(ye)的(de)(de)發展和(he)塑(su)料(liao)(liao)材(cai)料(liao)(liao)研(yan)究工作(zuo)(zuo)的(de)(de)深入，這些缺點(dian)正被逐漸克服，性能優異的(de)(de)新穎塑(su)料(liao)(liao)和(he)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(dan)因(yin)素(su)變(bian)量(liang)配方是指(zhi)只有一個助劑的(de)加(jia)入量(liang)影響制品(pin)性能(neng)的(de)配方。此種配方的(de)設(she)計常(chang)采用(yong)消去法(fa)。鑒于制品(pin)的(de)物理性能(neng)在因(yin)素(su)區(qu)(qu)間為單(dan)值函(han)數(shu)，所以，在搜(sou)索區(qu)(qu)間內(nei)任取(qu)兩點(dian)，比較它們的(de)函(han)數(shu)值，舍去一個。在縮小的(de)搜(sou)索區(qu)(qu)間內(nei)進行下一步試驗，使區(qu)(qu)間縮小到允許誤差之內(nei)。采用(yong)的(de)搜(sou)索方法(fa)有一下幾種。
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(qi)點一般為原生產(chan)配方(fang)(fang)或一個憑經驗估計的(de)配方(fang)(fang)。在A點(dian)向(xiang)(xiang)該原材(cai)料增加的方向(xiang)(xiang)B點做(zuo)試驗。如果(guo)B點好(hao)，原材料(liao)就增加；如果C點好，原(yuan)材料就減少。這樣一步(bu)步(bu)改變，如爬(pa)到W點，再增加(jia)或減少效果反而不好，則W點就是要尋找(zhao)的(de)該(gai)原(yuan)材料(liao)的(de)最佳(jia)值。該(gai)法(fa)的(de)關鍵(jian)是起點位置、試驗范(fan)圍(wei)和步長的(de)選擇。起點和試驗范(fan)圍(wei)選得好，可減少(shao)試驗次(ci)數(shu)；步長一般開(kai)始時(shi)大．接近(jin)最佳(jia)點時(shi)改(gai)小一些(xie)。該(gai)法(fa)的(de)特點是生(sheng)產損失小，適合于工廠小幅度(du)調整配方。
②黃金分割法(0.618法)：該法(fa)是根據數學上的黃金分(fen)割定律(lv)演變(bian)而來的。具體做法(fa)是：先在配方試(shi)驗范圍(A，B)的0. 618點作第一次(ci)試驗，再在其對(dui)稱點(試驗范(fan)圍的0.382處(chu))做(zuo)第二(er)次試(shi)驗，比(bi)較兩點的試(shi)驗結果(指制品的力學性能(neng))，去掉“壞點(dian)”以外(wai)的部分，在剩下的部分繼續取(qu)已試(shi)點(dian)的對稱(cheng)點(dian)進行(xing)試(shi)驗(yan)，再比較，再取(qu)舍，逐步縮小(xiao)試(shi)驗(yan)范圍，達到最終目的。此(ci)法必須嚴(yan)格保(bao)持每次試(shi)驗(yan)的原材料(liao)和工藝條件一致，否則無法決定取(qu)舍方法．該法試(shi)驗(yan)次數少，較為(wei)方便．適于推廣。
③平分法(對分法)：此法適于在試驗范圍內制品有一(yi)定的(de)物理性能(neng)指(zhi)標(目標函數是單調的)，以此標準(zhun)作為對比條件(jian)，同時還應預(yu)先知道該變量(liang)對制品的(de)(de)物理性(xing)能的(de)(de)影(ying)響(xiang)規律，才能依據(ju)試(shi)驗(yan)結(jie)果判(pan)斷該原材料用量(liang)的(de)(de)多或少。該法每個試(shi)驗(yan)點(dian)(dian)都取(qu)在范(fan)(fan)圍的(de)(de)中點(dian)(dian)上．根(gen)據(ju)試(shi)驗(yan)結(jie)果．去掉(diao)試(shi)驗(yan)范(fan)(fan)圍的(de)(de)某—半，然后再在保留范(fan)(fan)圍的(de)(de)中點(dian)(dian)做第二次試(shi)驗(yan)，再根(gen)據(ju)第二次試(shi)驗(yan)結(jie)果將范(fan)(fan)圍縮小一半．這樣逼近最(zui)佳點(dian)(dian)范(fan)(fan)圍的(de)(de)速度很快．而且取(qu)點(dian)(dian)也極為方(fang)便。
④分(fen)(fen)批(pi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)法(fa)(fa)：可分(fen)(fen)為(wei)均(jun)分(fen)(fen)分(fen)(fen)批(pi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)法(fa)(fa)和(he)比(bi)例(li)分(fen)(fen)割試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)法(fa)(fa)兩種。均(jun)分(fen)(fen)分(fen)(fen)批(pi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)法(fa)(fa)是在(zai)(zai)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)范(fan)圍內(nei)均(jun)勻(yun)安排每批(pi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)配方，比(bi)較結果，留下(xia)好(hao)的(de)(de)結果范(fan)圍。在(zai)(zai)這留下(xia)的(de)(de)部分(fen)(fen)，再(zai)均(jun)勻(yun)分(fen)(fen)成(cheng)數份，再(zai)做一批(pi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)．這樣不斷做下(xia)去，就(jiu)能找到(dao)最佳的(de)(de)配方重量范(fan)圍。在(zai)(zai)工(gong)窄范(fan)圍內(nei)，等分(fen)(fen)的(de)(de)結果較好(hao)，且(qie)又相(xiang)當接近，即可終止試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)。此法(fa)(fa)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)總時間短(duan)且(qie)快，但總的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)次數多。
比例(li)分(fen)(fen)割試(shi)(shi)驗法(fa)與(yu)該法(fa)相(xiang)似，只是(shi)試(shi)(shi)驗點不(bu)是(shi)均勻劃分(fen)(fen)，而(er)是(shi)按(an)一(yi)定比例(li)劃分(fen)(fen)的。該法(fa)由于(yu)試(shi)(shi)驗效果、試(shi)(shi)驗誤差等(deng)原因，不(bu)易鑒別，所以(yi)一(yi)般(ban)工廠(chang)常用均勻分(fen)(fen)批試(shi)(shi)驗法(fa)。
2.多因素變量配方設計怯
多(duo)因(yin)素(su)變量配方是指(zhi)有(you)兩個或兩個以上因(yin)素(su)影響制品性(xing)能的配方．目前(qian)常用的多(duo)因(yin)素(su)變量設計(ji)法主要有(you)正交設計(ji)法和中心復合(he)試驗設計(ji)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(shao)程(cheng)度越(yue)明顯(xian)。它可在(zai)眾多(duo)實驗次(ci)數中，優(you)選出(chu)具有代表性的(de)(de)實驗，通(tong)過盡可能少(shao)的(de)(de)實驗，找(zhao)出(chu)最(zui)(zui)佳(jia)配方和工藝條件。有時最(zui)(zui)佳(jia)配方可能并不在(zai)優(you)選的(de)(de)實驗中，但(dan)可以通(tong)過實驗結果(guo)處理，推算出(chu)最(zui)(zui)佳(jia)配方。
常(chang)規的(de)實(shi)驗方(fang)法(fa)為單因(yin)素輪換法(fa)，即每次改變其(qi)一(yi)個因(yin)素．固定其(qi)他因(yin)素進行試驗。目前常(chang)用的(de)分析(xi)(xi)方(fang)法(fa)有(you)兩種，即直觀分析(xi)(xi)法(fa)和方(fang)差分析(xi)(xi)法(fa)。
直觀(guan)分(fen)(fen)析法(fa)就(jiu)是(shi)比(bi)較每(mei)個(ge)(ge)水(shui)平(ping)(ping)幾次實驗(yan)取得指標(biao)的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)均值，找出每(mei)個(ge)(ge)因(yin)素(su)的(de)(de)(de)(de)最佳水(shui)平(ping)(ping)，幾個(ge)(ge)因(yin)素(su)的(de)(de)(de)(de)最佳水(shui)平(ping)(ping)組合起(qi)來，即為(wei)最佳配方(fang)(fang)或工藝條件，并(bing)通過計算(suan)每(mei)個(ge)(ge)因(yin)素(su)不同(tong)水(shui)平(ping)(ping)所取得的(de)(de)(de)(de)不同(tong)指標(biao)值差(cha)(cha)．不同(tong)水(shui)平(ping)(ping)之間指標(biao)值差(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)大的(de)(de)(de)(de)因(yin)素(su)，即為(wei)對(dui)指標(biao)最有(you)影響(xiang)的(de)(de)(de)(de)因(yin)素(su)．此法(fa)直觀(guan)、簡便，但(dan)不能區分(fen)(fen)因(yin)素(su)與水(shui)平(ping)(ping)作用的(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)異(yi)。方(fang)(fang)差(cha)(cha)分(fen)(fen)析法(fa)是(shi)通過偏差(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)平(ping)(ping)方(fang)(fang)和及自由度等(deng)一系列計算(suan)，將因(yin)素(su)和水(shui)平(ping)(ping)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)引(yin)起(qi)實驗(yan)結果間的(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)異(yi)與誤(wu)差(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)波(bo)動區分(fen)(fen)開來，這樣(yang)來分(fen)(fen)析正交實驗(yan)的(de)(de)(de)(de)結果，對(dui)下一步實驗(yan)或投(tou)入生產的(de)(de)(de)(de)可靠性很大，是(shi)一種精確(que)的(de)(de)(de)(de)計算(suan)方(fang)(fang)法(fa)，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(配方組分(fen))與因變量(制(zhi)品物理性能(neng))之間(jian)關系(xi)的(de)(de)一種數(shu)學方程，因(yin)而又稱回(hui)(hui)歸(gui)分(fen)析法。可用一個(ge)完全的(de)(de)二次多元式表示制(zhi)品性能與(yu)添加劑用量的(de)(de)關系(xi)，然(ran)后(hou)再求出數(shu)個(ge)回(hui)(hui)歸(gui)系(xi)數(shu)，進(jin)(jin)行(xing)線性變換，按設(she)計安排試驗，在(zai)中心點做重復試驗．再進(jin)(jin)行(xing)顯著性統計檢驗。若有問題，則改變數(shu)學模型進(jin)(jin)一步研(yan)究。
此法(fa)首先(xian)可(ke)(ke)以確定(ding)幾個(ge)(ge)特定(ding)配(pei)(pei)方(fang)(fang)因(yin)素之間是否存在(zai)相關性(xing)．如果沒有相關性(xing)，就只能(neng)(neng)(neng)(neng)單獨(du)處(chu)理每個(ge)(ge)因(yin)素問題；如果存在(zai)相關性(xing)．則可(ke)(ke)找(zhao)出(chu)(chu)合適的數學表(biao)達式；其次(ci)，可(ke)(ke)根(gen)據(ju)用戶提出(chu)(chu)的幾種塑(su)料制品性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)指(zhi)標值(zhi)，預測出(chu)(chu)一個(ge)(ge)或(huo)幾個(ge)(ge)配(pei)(pei)方(fang)(fang)因(yin)素變(bian)量(liang)的值(zhi)或(huo)根(gen)據(ju)一個(ge)(ge)或(huo)幾個(ge)(ge)配(pei)(pei)方(fang)(fang)因(yin)素變(bian)量(liang)值(zhi)，頂(ding)測出(chu)(chu)制品性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)指(zhi)標的范圍；另(ling)外(wai)．還可(ke)(ke)找(zhao)出(chu)(chu)這些因(yin)素之間的相互關系，找(zhao)出(chu)(chu)主要(yao)(yao)因(yin)素、次(ci)要(yao)(yao)因(yin)素或(huo)可(ke)(ke)忽略因(yin)素，通過方(fang)(fang)程(cheng)式求出(chu)(chu)所(suo)需性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的配(pei)(pei)方(fang)(fang)因(yin)素最(zui)佳(jia)組合，畫出(chu)(chu)某種性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的等高線，探討各配(pei)(pei)方(fang)(fang)因(yin)素變(bian)量(liang)對性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)的影響，從而預測物理性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。
