【工(gong)程塑料(liao)】工(gong)程塑料(liao)種類(lei)有哪些 工程(cheng)塑料配方分析(xi)
塑料種類有哪些
1.按樹脂的性質分類。
2.熱塑(su)性塑(su)料：在特定溫度(du)范圍內能反復(fu)加熱軟化和冷(leng)卻(que)硬化的塑(su)料。 如聚(ju)乙烯塑(su)料、聚(ju)氯乙烯塑(su)料。
3.熱固性塑料(liao)：因受熱或其(qi)它條件(jian)能固化成不(bu)熔(rong)不(bu)溶性物料(liao)的塑料(liao)。如(ru)酚醛塑料(liao)、環(huan)氧塑料(liao)等。
4.按塑料使用范圍分類。
5.通(tong)用(yong)塑料(liao)：指產量大、用(yong)途廣、成(cheng)型性好、價廉的塑料(liao)。如聚(ju)乙(yi)(yi)烯、聚(ju)丙(bing)烯、聚(ju)氯乙(yi)(yi)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、聚礬等。
7.特(te)種塑料(liao)：般指具(ju)有特(te)種功(gong)能（如耐熱、自(zi)潤(run)滑(hua)等），應用(yong)于特(te)殊要求的塑料(liao)。如氟塑料(liao)、有機硅等。
塑料的基本性能
1.質輕(qing)、比強度高。塑料質輕(qing)，一般塑料的密度都在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，而各種泡沫塑料(liao)的密度更低，約在0.01~0.5克(ke)/厘米3之間。按單(dan)位(wei)(wei)質量計算的(de)強(qiang)度(du)稱(cheng)為比(bi)強(qiang)度(du)，有些增強(qiang)塑(su)料(liao)的(de)比(bi)強(qiang)度(du)接近甚至超(chao)過鋼材(cai)。例(li)如(ru)合金鋼材(cai)，其單(dan)位(wei)(wei)質量的(de)拉伸強(qiang)度(du)為160兆帕，而用玻璃(li)纖(xian)維增強(qiang)的(de)塑料可(ke)達(da)到170~400兆帕。
2.優異(yi)的電絕(jue)緣性能。幾乎所(suo)有(you)的塑料都具有(you)優異(yi)的電絕(jue)緣性能，如極小的介電損耗和優良的耐電弧(hu)特性，這些性能可與陶(tao)瓷媲(pi)美(mei)。
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(qiang)腐(fu)(fu)蝕性電(dian)解質的腐(fu)(fu)蝕，被稱為"塑料王"。
4.減(jian)摩(mo)、耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)(xing)能好(hao)。大多(duo)數(shu)塑料(liao)(liao)(liao)(liao)具有優良的減(jian)摩(mo)、耐(nai)磨(mo)和自潤(run)滑特性(xing)(xing)(xing)。許多(duo)工(gong)程塑料(liao)(liao)(liao)(liao)制造的耐(nai)摩(mo)擦(ca)零件(jian)就是利(li)用塑料(liao)(liao)(liao)(liao)的這些(xie)特性(xing)(xing)(xing)，在耐(nai)磨(mo)塑料(liao)(liao)(liao)(liao)中加入某(mou)些(xie)固體潤(run)滑劑和填料(liao)(liao)(liao)(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)性(xing)(xing)(xing)能。
5.透光及防(fang)(fang)護性能(neng)。多數塑料都(dou)可(ke)以作為透明或半透明制品，其中(zhong)聚(ju)苯乙(yi)烯(xi)(xi)和丙烯(xi)(xi)酸(suan)酯類塑料象(xiang)玻璃(li)(li)(li)一樣透明。有(you)機玻璃(li)(li)(li)化學名稱為聚(ju)甲(jia)基(ji)丙烯(xi)(xi)酸(suan)甲(jia)酯，可(ke)用(yong)作航空(kong)玻璃(li)(li)(li)材料。聚(ju)氯(lv)乙(yi)烯(xi)(xi)、聚(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)、聚(ju)丙烯(xi)(xi)等(deng)塑料薄(bo)膜(mo)(mo)具有(you)良(liang)好的透光和保暖性能(neng)，大(da)量(liang)用(yong)作農用(yong)薄(bo)膜(mo)(mo)。塑料具有(you)多種防(fang)(fang)護性能(neng)，因(yin)此常用(yong)作防(fang)(fang)護保裝(zhuang)用(yong)品，如塑料薄(bo)膜(mo)(mo)、箱、桶、瓶等(deng)。
6.減震(zhen)、消音(yin)(yin)性能(neng)優良。某些(xie)塑料(liao)柔韌而富于彈性，當(dang)它(ta)受到外界頻(pin)繁的(de)機械沖(chong)擊(ji)和振(zhen)動時(shi)，內(nei)部產生粘性內(nei)耗，將機械能(neng)轉(zhuan)變成熱能(neng)，因此(ci)，工程(cheng)上用作減震(zhen)消音(yin)(yin)材(cai)料(liao)。例如，用工程(cheng)塑料(liao)制(zhi)作的(de)軸承和齒(chi)可減小噪音(yin)(yin)，各種(zhong)泡沫塑料(liao)更是(shi)廣泛使用的(de)優良減震(zhen)消音(yin)(yin)材(cai)料(liao)。
上述塑(su)料的(de)(de)優良性能，使它(ta)在工(gong)農業(ye)生(sheng)(sheng)產和(he)人(ren)們的(de)(de)日常生(sheng)(sheng)活中具有廣泛用途(tu)；它(ta)已從過(guo)去作為(wei)金(jin)屬、玻璃、陶瓷(ci)、木材(cai)(cai)和(he)纖(xian)維等(deng)材(cai)(cai)料的(de)(de)代(dai)用品，而一(yi)躍成為(wei)現(xian)代(dai)生(sheng)(sheng)活和(he)尖端工(gong)業(ye)不(bu)可缺(que)少的(de)(de)材(cai)(cai)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℃左右使用；塑料的熱膨脹系數要比金屬大(da)3~10倍(bei)，容易(yi)受溫度變(bian)化(hua)(hua)而影(ying)響尺寸的(de)(de)穩定性(xing)；在(zai)載荷作(zuo)用下，塑(su)料(liao)(liao)會緩慢地(di)產生粘性(xing)流(liu)動或(huo)變(bian)形(xing)，即蠕變(bian)現象；此外，塑(su)料(liao)(liao)在(zai)大氣、陽光(guang)、長期(qi)的(de)(de)壓力或(huo)某些(xie)質作(zuo)用下會發生老化(hua)(hua)，使性(xing)能(neng)變(bian)壞(huai)等。塑(su)料(liao)(liao)的(de)(de)這些(xie)缺點(dian)或(huo)多或(huo)少地(di)影(ying)響或(huo)限制了它的(de)(de)應(ying)用。但是，隨著塑(su)料(liao)(liao)工業的(de)(de)發展和塑(su)料(liao)(liao)材料(liao)(liao)研究工作(zuo)的(de)(de)深入(ru)，這些(xie)缺點(dian)正被逐(zhu)漸(jian)克服(fu)，性(xing)能(neng)優(you)異的(de)(de)新穎塑(su)料(liao)(liao)和各種塑(su)料(liao)(liao)復合材料(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)因素變量配(pei)方(fang)是指只有一(yi)個助劑的(de)(de)加入量影響制(zhi)品性能(neng)的(de)(de)配(pei)方(fang)。此種(zhong)配(pei)方(fang)的(de)(de)設計常采用(yong)消(xiao)去(qu)法。鑒于制(zhi)品的(de)(de)物理性能(neng)在因素區(qu)(qu)間(jian)為(wei)單(dan)值(zhi)函數，所以(yi)，在搜索(suo)區(qu)(qu)間(jian)內任(ren)取(qu)兩點，比較它們(men)的(de)(de)函數值(zhi)，舍去(qu)一(yi)個。在縮小的(de)(de)搜索(suo)區(qu)(qu)間(jian)內進行下一(yi)步(bu)試驗，使區(qu)(qu)間(jian)縮小到允(yun)許(xu)誤差之內。采用(yong)的(de)(de)搜索(suo)方(fang)法有一(yi)下幾(ji)種(zhong)。
①爬山法(逐步提高法)：該方法具體為：先找一個起點A．這個起點一(yi)般為原生產配方(fang)或一(yi)個憑經驗估(gu)計的配方(fang)。在A點(dian)向(xiang)該原材(cai)料增加的(de)方向(xiang)B點做試驗(yan)。如果B點(dian)好，原(yuan)材料(liao)就增加；如果C點好，原材料(liao)就減少。這(zhe)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)(dian)就是(shi)(shi)要尋找的該(gai)原(yuan)材(cai)料(liao)的最(zui)佳值。該(gai)法(fa)的關(guan)鍵是(shi)(shi)起點(dian)(dian)(dian)位置(zhi)、試(shi)(shi)驗(yan)范圍和(he)步長的選擇。起點(dian)(dian)(dian)和(he)試(shi)(shi)驗(yan)范圍選得好，可減少試(shi)(shi)驗(yan)次數；步長一般開始時大．接近(jin)最(zui)佳點(dian)(dian)(dian)時改小(xiao)一些。該(gai)法(fa)的特點(dian)(dian)(dian)是(shi)(shi)生產損失小(xiao)，適(shi)合于工廠小(xiao)幅度(du)調整配方(fang)。
②黃金分割法(0.618法)：該(gai)法是根據數學上的(de)黃金分割定律演變而來的(de)。具體做(zuo)法是：先(xian)在配方試(shi)驗范圍(wei)(A，B)的0. 618點作第一次試驗，再在其(qi)對稱點(試驗范圍的0.382處(chu))做第二次試驗，比較兩(liang)點(dian)的(de)試驗結果(指制(zhi)品的力學性(xing)能)，去掉“壞(huai)點”以(yi)外的(de)(de)部分(fen)，在剩下的(de)(de)部分(fen)繼續取已試(shi)點的(de)(de)對稱點進行試(shi)驗，再(zai)比較(jiao)，再(zai)取舍，逐步縮小試(shi)驗范圍，達到最終目的(de)(de)。此法(fa)必須嚴格保持(chi)每次(ci)試(shi)驗的(de)(de)原材料和工藝條(tiao)件一致(zhi)，否則無法(fa)決定取舍方(fang)法(fa)．該(gai)法(fa)試(shi)驗次(ci)數少，較(jiao)為方(fang)便．適于推廣。
③平分法(對分法)：此法適于在試(shi)驗范圍內制(zhi)品(pin)有一定的物(wu)理性(xing)能指標(biao)(目標函(han)數是(shi)單調的(de))，以此標準(zhun)作為(wei)對比條件，同時(shi)還應(ying)預(yu)先知道該(gai)變量對制品的(de)(de)物理(li)性能的(de)(de)影(ying)響規(gui)律，才能依據試驗(yan)結果判(pan)斷該(gai)原材料用量的(de)(de)多或少。該(gai)法每個(ge)試驗(yan)點(dian)都(dou)取在范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)的(de)(de)中點(dian)上．根(gen)據試驗(yan)結果．去掉(diao)試驗(yan)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)的(de)(de)某—半，然后(hou)再在保留范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)的(de)(de)中點(dian)做第(di)二(er)次試驗(yan)，再根(gen)據第(di)二(er)次試驗(yan)結果將范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)縮小一(yi)半．這樣(yang)逼近最佳點(dian)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)的(de)(de)速度很快．而且取點(dian)也極為(wei)方便(bian)。
④分(fen)(fen)(fen)批(pi)試驗(yan)法：可分(fen)(fen)(fen)為均分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)批(pi)試驗(yan)法和比(bi)例分(fen)(fen)(fen)割試驗(yan)法兩種。均分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)批(pi)試驗(yan)法是在試驗(yan)范圍內均勻安排每批(pi)試驗(yan)配(pei)方(fang)，比(bi)較(jiao)結果(guo)，留下好的(de)結果(guo)范圍。在這留下的(de)部分(fen)(fen)(fen)，再均勻分(fen)(fen)(fen)成數份，再做一批(pi)試驗(yan)．這樣不斷做下去，就能(neng)找(zhao)到最佳的(de)配(pei)方(fang)重量范圍。在工(gong)窄范圍內，等分(fen)(fen)(fen)的(de)結果(guo)較(jiao)好，且又(you)相當接近，即可終止試驗(yan)。此法試驗(yan)總時間短且快，但總的(de)試驗(yan)次數多。
比例分割試(shi)(shi)驗(yan)(yan)法與該法相似(si)，只是試(shi)(shi)驗(yan)(yan)點(dian)不是均(jun)(jun)勻(yun)劃分，而是按(an)一定比例劃分的。該法由于試(shi)(shi)驗(yan)(yan)效果、試(shi)(shi)驗(yan)(yan)誤差等原因，不易(yi)鑒別，所以一般工廠常(chang)用均(jun)(jun)勻(yun)分批試(shi)(shi)驗(yan)(yan)法。
2.多因素變量配方設計怯
多(duo)因(yin)素(su)變(bian)量配方是指有兩(liang)個或兩(liang)個以上因(yin)素(su)影(ying)響制品性能的(de)配方．目(mu)前常用(yong)的(de)多(duo)因(yin)素(su)變(bian)量設(she)(she)計法主要有正交設(she)(she)計法和中(zhong)心復合(he)試驗設(she)(she)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(yin)素)越(yue)多，減(jian)少程度越(yue)明顯(xian)。它(ta)可在眾多實驗次數中，優選出具有(you)代(dai)表性(xing)的(de)實驗，通過(guo)盡可能少的(de)實驗，找出最(zui)佳配(pei)方(fang)和工藝條件(jian)。有(you)時(shi)最(zui)佳配(pei)方(fang)可能并不在優選的(de)實驗中，但可以通過(guo)實驗結(jie)果處理，推算(suan)出最(zui)佳配(pei)方(fang)。
常規的(de)實驗方(fang)法為單因(yin)素輪換法，即每次改變其一(yi)個(ge)因(yin)素．固定其他因(yin)素進行試(shi)驗。目前常用(yong)的(de)分析(xi)(xi)方(fang)法有兩種，即直觀分析(xi)(xi)法和方(fang)差(cha)分析(xi)(xi)法。
直(zhi)觀分(fen)析法(fa)就是(shi)比較每個水(shui)平(ping)(ping)(ping)幾(ji)次實(shi)驗取(qu)(qu)得指(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)的(de)(de)平(ping)(ping)(ping)均值(zhi)，找出每個因(yin)(yin)素(su)(su)的(de)(de)最(zui)(zui)佳(jia)水(shui)平(ping)(ping)(ping)，幾(ji)個因(yin)(yin)素(su)(su)的(de)(de)最(zui)(zui)佳(jia)水(shui)平(ping)(ping)(ping)組(zu)合起來(lai)，即為(wei)最(zui)(zui)佳(jia)配(pei)方(fang)(fang)或(huo)工藝條件，并通過計算(suan)每個因(yin)(yin)素(su)(su)不(bu)(bu)同(tong)(tong)水(shui)平(ping)(ping)(ping)所取(qu)(qu)得的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)指(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)值(zhi)差(cha)(cha)(cha)．不(bu)(bu)同(tong)(tong)水(shui)平(ping)(ping)(ping)之(zhi)間指(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)值(zhi)差(cha)(cha)(cha)的(de)(de)大(da)的(de)(de)因(yin)(yin)素(su)(su)，即為(wei)對指(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)標(biao)最(zui)(zui)有影響的(de)(de)因(yin)(yin)素(su)(su)．此(ci)法(fa)直(zhi)觀、簡(jian)便，但不(bu)(bu)能(neng)區分(fen)因(yin)(yin)素(su)(su)與水(shui)平(ping)(ping)(ping)作(zuo)用的(de)(de)差(cha)(cha)(cha)異。方(fang)(fang)差(cha)(cha)(cha)分(fen)析法(fa)是(shi)通過偏(pian)差(cha)(cha)(cha)的(de)(de)平(ping)(ping)(ping)方(fang)(fang)和(he)及自由度等(deng)一系(xi)列計算(suan)，將因(yin)(yin)素(su)(su)和(he)水(shui)平(ping)(ping)(ping)的(de)(de)變化引起實(shi)驗結(jie)(jie)果間的(de)(de)差(cha)(cha)(cha)異與誤(wu)差(cha)(cha)(cha)的(de)(de)波動區分(fen)開(kai)來(lai)，這樣(yang)來(lai)分(fen)析正(zheng)交實(shi)驗的(de)(de)結(jie)(jie)果，對下一步實(shi)驗或(huo)投入(ru)生產的(de)(de)可(ke)靠(kao)性很大(da)，是(shi)一種精確的(de)(de)計算(suan)方(fang)(fang)法(fa)，但手段繁(fan)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(pei)方組(zu)分(fen))與因變(bian)量(制(zhi)品物理(li)性能(neng))之間關系(xi)的一種數學方(fang)程，因(yin)而又稱(cheng)回歸分析法。可用一個完全的二次多元式表示制品性(xing)能與添加劑用量的關系(xi)，然后再(zai)求出數個回歸系(xi)數，進(jin)行線性(xing)變換，按設計安排試(shi)驗(yan)，在中心點做(zuo)重復試(shi)驗(yan)．再(zai)進(jin)行顯著性(xing)統計檢驗(yan)。若有問題，則(ze)改變數學模型(xing)進(jin)一步(bu)研究。
此法首先可(ke)(ke)以確定幾個特定配(pei)方(fang)(fang)(fang)因(yin)(yin)素(su)(su)(su)之(zhi)間(jian)是(shi)否存在(zai)相關性(xing)(xing)(xing)．如(ru)果(guo)沒有相關性(xing)(xing)(xing)，就只(zhi)能(neng)單獨處理每(mei)個因(yin)(yin)素(su)(su)(su)問題；如(ru)果(guo)存在(zai)相關性(xing)(xing)(xing)．則可(ke)(ke)找(zhao)出(chu)(chu)合(he)適的(de)(de)(de)(de)數(shu)學(xue)表(biao)達式；其次，可(ke)(ke)根(gen)據用戶(hu)提出(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)幾種塑(su)料制品性(xing)(xing)(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)(biao)值(zhi)，預測(ce)(ce)出(chu)(chu)一(yi)個或(huo)幾個配(pei)方(fang)(fang)(fang)因(yin)(yin)素(su)(su)(su)變量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)值(zhi)或(huo)根(gen)據一(yi)個或(huo)幾個配(pei)方(fang)(fang)(fang)因(yin)(yin)素(su)(su)(su)變量(liang)(liang)值(zhi)，頂測(ce)(ce)出(chu)(chu)制品性(xing)(xing)(xing)能(neng)指(zhi)標(biao)(biao)的(de)(de)(de)(de)范圍；另(ling)外．還可(ke)(ke)找(zhao)出(chu)(chu)這些因(yin)(yin)素(su)(su)(su)之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)相互關系，找(zhao)出(chu)(chu)主要因(yin)(yin)素(su)(su)(su)、次要因(yin)(yin)素(su)(su)(su)或(huo)可(ke)(ke)忽略(lve)因(yin)(yin)素(su)(su)(su)，通過方(fang)(fang)(fang)程(cheng)式求出(chu)(chu)所需性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)配(pei)方(fang)(fang)(fang)因(yin)(yin)素(su)(su)(su)最佳組(zu)合(he)，畫出(chu)(chu)某種性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)等高線，探討各(ge)配(pei)方(fang)(fang)(fang)因(yin)(yin)素(su)(su)(su)變量(liang)(liang)對性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)影響，從而預測(ce)(ce)物理性(xing)(xing)(xing)能(neng)。
