【工(gong)程(cheng)塑(su)料(liao)】工(gong)程(cheng)塑(su)料(liao)種類有哪些 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)(su)性塑(su)(su)料：在特定溫度范(fan)圍(wei)內能反復(fu)加熱軟化和冷卻硬(ying)化的塑(su)(su)料。 如聚乙(yi)烯塑(su)(su)料、聚氯乙(yi)烯塑(su)(su)料。

3.熱固(gu)性塑(su)料(liao)：因受熱或其(qi)它(ta)條件(jian)能固(gu)化成不熔(rong)不溶性物(wu)料(liao)的塑(su)料(liao)。如酚醛塑(su)料(liao)、環氧塑(su)料(liao)等(deng)。

4.按塑料使用范圍分類。

5.通用塑料：指產量大、用途廣(guang)、成型性好、價廉的(de)塑料。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(ju)礬等。

7.特(te)(te)種塑料：般指具有(you)特(te)(te)種功能（如耐熱、自潤滑等），應(ying)用于(yu)特(te)(te)殊要求(qiu)的塑料。如氟塑料、有(you)機硅等。

塑料的基本性能

1.質(zhi)輕、比強度高。塑(su)料(liao)質(zhi)輕，一般(ban)塑(su)料(liao)的密度都在0.9~2.3克/厘(li)米3之間，只有鋼鐵的1/8~1/4、鋁的1/2左右，而各種泡(pao)沫(mo)塑料的(de)密度(du)更低，約在0.01~0.5克(ke)/厘米3之間。按單位(wei)質(zhi)量(liang)計(ji)算的(de)(de)強(qiang)度(du)(du)稱為(wei)比強(qiang)度(du)(du)，有些增強(qiang)塑料(liao)的(de)(de)比強(qiang)度(du)(du)接近甚至超過鋼(gang)材。例如合金鋼(gang)材，其(qi)單位(wei)質(zhi)量(liang)的(de)(de)拉(la)伸強(qiang)度(du)(du)為(wei)160兆帕(pa)，而用玻璃(li)纖維增(zeng)強的塑料可達到170~400兆(zhao)帕。

2.優異的電(dian)絕(jue)緣性(xing)(xing)能(neng)(neng)。幾乎(hu)所(suo)有的塑料都(dou)具(ju)有優異的電(dian)絕(jue)緣性(xing)(xing)能(neng)(neng)，如極(ji)小的介電(dian)損(sun)耗和優良的耐電(dian)弧特性(xing)(xing)，這些性(xing)(xing)能(neng)(neng)可與陶(tao)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(shui)"等強腐蝕性電解質的腐蝕，被稱(cheng)為"塑料王(wang)"。

4.減摩(mo)(mo)、耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)能(neng)好(hao)。大多(duo)數塑料(liao)具有優(you)良的(de)減摩(mo)(mo)、耐(nai)磨(mo)(mo)和自潤滑特性(xing)。許(xu)多(duo)工程塑料(liao)制造的(de)耐(nai)摩(mo)(mo)擦零件(jian)就是(shi)利用塑料(liao)的(de)這些(xie)特性(xing)，在耐(nai)磨(mo)(mo)塑料(liao)中加入(ru)某些(xie)固體(ti)潤滑劑和填料(liao)時，可降低其摩(mo)(mo)擦系數或進一步提(ti)高其耐(nai)磨(mo)(mo)性(xing)能(neng)。

5.透(tou)光(guang)及(ji)防(fang)護性(xing)能(neng)。多(duo)數塑(su)(su)料(liao)(liao)都可(ke)以作(zuo)為透(tou)明(ming)或半透(tou)明(ming)制品(pin)，其中聚(ju)苯乙(yi)烯(xi)和丙(bing)烯(xi)酸酯類塑(su)(su)料(liao)(liao)象玻璃(li)(li)一(yi)樣透(tou)明(ming)。有(you)機玻璃(li)(li)化學名稱為聚(ju)甲(jia)基(ji)丙(bing)烯(xi)酸甲(jia)酯，可(ke)用作(zuo)航空玻璃(li)(li)材料(liao)(liao)。聚(ju)氯乙(yi)烯(xi)、聚(ju)乙(yi)烯(xi)、聚(ju)丙(bing)烯(xi)等塑(su)(su)料(liao)(liao)薄膜(mo)具有(you)良好的透(tou)光(guang)和保(bao)暖性(xing)能(neng)，大量用作(zuo)農(nong)用薄膜(mo)。塑(su)(su)料(liao)(liao)具有(you)多(duo)種防(fang)護性(xing)能(neng)，因此(ci)常用作(zuo)防(fang)護保(bao)裝用品(pin)，如塑(su)(su)料(liao)(liao)薄膜(mo)、箱、桶、瓶等。

6.減震、消音性能(neng)優良。某些塑料(liao)柔韌而富(fu)于彈(dan)性，當它受(shou)到(dao)外界頻(pin)繁的機械(xie)沖(chong)擊和(he)振動時，內部產(chan)生粘(zhan)性內耗，將機械(xie)能(neng)轉變成熱能(neng)，因此(ci)，工程上用(yong)作減震消音材料(liao)。例如，用(yong)工程塑料(liao)制作的軸承和(he)齒可(ke)減小噪音，各種泡沫塑料(liao)更是廣泛使用(yong)的優良減震消音材料(liao)。

上述塑料的(de)優(you)良(liang)性(xing)能，使它在工農(nong)業生(sheng)產(chan)和人們的(de)日(ri)常生(sheng)活中具有廣(guang)泛用途；它已從過(guo)去作為金屬、玻璃、陶瓷、木材和纖維等材料的(de)代用品，而一(yi)躍成為現(xian)代生(sheng)活和尖(jian)端工業不可缺少的(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(xia)溫度使用，少(shao)數200℃左右使用；塑料的熱膨脹系數要比金(jin)屬大3~10倍，容(rong)易受溫(wen)度變(bian)(bian)化而(er)影響(xiang)尺寸的(de)穩定性(xing)；在(zai)載(zai)荷作(zuo)(zuo)用下，塑(su)料(liao)(liao)(liao)會緩慢(man)地(di)產生粘性(xing)流動或(huo)變(bian)(bian)形(xing)，即蠕變(bian)(bian)現象；此(ci)外，塑(su)料(liao)(liao)(liao)在(zai)大(da)氣、陽(yang)光、長期的(de)壓力(li)或(huo)某些(xie)質作(zuo)(zuo)用下會發(fa)生老化，使性(xing)能(neng)變(bian)(bian)壞等。塑(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)這(zhe)些(xie)缺點或(huo)多或(huo)少地(di)影響(xiang)或(huo)限制了它的(de)應用。但是，隨著(zhu)塑(su)料(liao)(liao)(liao)工(gong)業的(de)發(fa)展和(he)塑(su)料(liao)(liao)(liao)材(cai)料(liao)(liao)(liao)研究工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)深(shen)入，這(zhe)些(xie)缺點正被逐漸克(ke)服，性(xing)能(neng)優(you)異的(de)新穎塑(su)料(liao)(liao)(liao)和(he)各種塑(su)料(liao)(liao)(liao)復合材(cai)料(liao)(liao)(liao)正不(bu)斷涌現。

工程塑料配方分析

1.單因素變量配方設計法

單(dan)因素變量配方(fang)是(shi)指只(zhi)有(you)(you)一(yi)個助劑(ji)的加入量影響(xiang)制品性(xing)(xing)能(neng)(neng)的配方(fang)。此種(zhong)配方(fang)的設計常采用消(xiao)去(qu)(qu)法。鑒于(yu)制品的物理性(xing)(xing)能(neng)(neng)在(zai)因素區(qu)(qu)間(jian)為單(dan)值函數，所以，在(zai)搜索區(qu)(qu)間(jian)內任取兩點，比較它們的函數值，舍(she)去(qu)(qu)一(yi)個。在(zai)縮小的搜索區(qu)(qu)間(jian)內進行下一(yi)步(bu)試驗(yan)，使區(qu)(qu)間(jian)縮小到允許(xu)誤差之內。采用的搜索方(fang)法有(you)(you)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(zhe)個起(qi)點一般為原生產配方(fang)或一個憑經驗估計的配方(fang)。在A點向(xiang)該原材料增(zeng)加(jia)的方向(xiang)B點做試驗。如果B點好，原材料就增加；如(ru)果C點好，原材料就(jiu)減少。這樣(yang)一步步改(gai)變，如爬(pa)到(dao)W點(dian)，再增加或減少(shao)效果(guo)反而不好(hao)，則W點(dian)就是(shi)要尋(xun)找的(de)(de)該(gai)原材料的(de)(de)最(zui)佳(jia)值。該(gai)法(fa)的(de)(de)關鍵是(shi)起點(dian)位(wei)置、試驗(yan)范圍和(he)步長(chang)的(de)(de)選(xuan)擇。起點(dian)和(he)試驗(yan)范圍選(xuan)得好，可減少試驗(yan)次數；步長(chang)一般開始時大．接近(jin)最(zui)佳(jia)點(dian)時改小一些(xie)。該(gai)法(fa)的(de)(de)特(te)點(dian)是(shi)生產損失小，適合于工(gong)廠(chang)小幅度(du)調整配(pei)方。

②黃金分割法(0.618法(fa))：該法是根據數(shu)學上的(de)黃金分(fen)割定律演變而(er)來的(de)。具體做法是：先在配方(fang)試驗范圍(A，B)的0. 618點作(zuo)第(di)一次試驗，再在(zai)其對稱點(試驗(yan)范圍(wei)的0.382處)做第二次試驗，比較兩(liang)點的試驗結果(指制品的(de)力學(xue)性能)，去掉“壞點(dian)”以(yi)外的部分(fen)，在剩下的部分(fen)繼續取已(yi)試(shi)點(dian)的對稱(cheng)點(dian)進行試(shi)驗，再(zai)比較，再(zai)取舍(she)，逐步縮小試(shi)驗范圍，達(da)到最(zui)終(zhong)目的。此法(fa)(fa)必須嚴(yan)格(ge)保(bao)持每(mei)次(ci)試(shi)驗的原材(cai)料(liao)和工藝條件一致(zhi)，否(fou)則無(wu)法(fa)(fa)決定取舍(she)方法(fa)(fa)．該(gai)法(fa)(fa)試(shi)驗次(ci)數(shu)少，較為方便．適(shi)于推廣。

③平分法(對分法)：此法適于(yu)在試驗范(fan)圍內制品(pin)有一定的物理(li)性(xing)能(neng)指標(biao)(目標函數(shu)是單(dan)調的)，以此標準(zhun)作為對(dui)比條件，同時還應預先知道該(gai)變量(liang)對(dui)制品(pin)的(de)(de)(de)物理性能(neng)的(de)(de)(de)影(ying)響規律，才能(neng)依據(ju)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)(jie)(jie)果判斷該(gai)原材料(liao)用(yong)量(liang)的(de)(de)(de)多或少。該(gai)法每個試(shi)驗(yan)(yan)(yan)點(dian)都取(qu)在范(fan)(fan)圍(wei)的(de)(de)(de)中點(dian)上(shang)．根據(ju)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)(jie)(jie)果．去掉試(shi)驗(yan)(yan)(yan)范(fan)(fan)圍(wei)的(de)(de)(de)某—半，然后再在保留范(fan)(fan)圍(wei)的(de)(de)(de)中點(dian)做第(di)二次(ci)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)，再根據(ju)第(di)二次(ci)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結(jie)(jie)(jie)果將(jiang)范(fan)(fan)圍(wei)縮小一(yi)半．這樣逼近最佳(jia)點(dian)范(fan)(fan)圍(wei)的(de)(de)(de)速度很快．而且取(qu)點(dian)也極為方便。

④分(fen)批(pi)(pi)(pi)試(shi)驗(yan)法：可(ke)分(fen)為(wei)均分(fen)分(fen)批(pi)(pi)(pi)試(shi)驗(yan)法和比例分(fen)割(ge)試(shi)驗(yan)法兩(liang)種。均分(fen)分(fen)批(pi)(pi)(pi)試(shi)驗(yan)法是在試(shi)驗(yan)范(fan)圍內(nei)均勻(yun)安排每批(pi)(pi)(pi)試(shi)驗(yan)配(pei)方，比較(jiao)結果，留(liu)下好(hao)的結果范(fan)圍。在這(zhe)留(liu)下的部分(fen)，再(zai)均勻(yun)分(fen)成數份，再(zai)做(zuo)一(yi)批(pi)(pi)(pi)試(shi)驗(yan)．這(zhe)樣(yang)不斷做(zuo)下去(qu)，就能(neng)找到最(zui)佳的配(pei)方重量范(fan)圍。在工窄范(fan)圍內(nei)，等分(fen)的結果較(jiao)好(hao)，且(qie)又相當接近，即可(ke)終止試(shi)驗(yan)。此(ci)法試(shi)驗(yan)總(zong)時間短且(qie)快，但(dan)總(zong)的試(shi)驗(yan)次(ci)數多。

比(bi)(bi)例(li)分(fen)割試(shi)驗法(fa)(fa)與該法(fa)(fa)相似，只是(shi)試(shi)驗點不(bu)是(shi)均勻(yun)劃分(fen)，而是(shi)按一定比(bi)(bi)例(li)劃分(fen)的。該法(fa)(fa)由于試(shi)驗效果、試(shi)驗誤差等原因，不(bu)易鑒別(bie)，所以(yi)一般工廠常用均勻(yun)分(fen)批試(shi)驗法(fa)(fa)。

2.多因素變量配方設計怯

多因素(su)(su)變(bian)量(liang)配(pei)方是(shi)指有兩(liang)個(ge)或兩(liang)個(ge)以上因素(su)(su)影響制品性能(neng)的配(pei)方．目(mu)前常用的多因素(su)(su)變(bian)量(liang)設計(ji)法(fa)主要(yao)有正交設計(ji)法(fa)和中心(xin)復(fu)合(he)試(shi)驗設計(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(yin)素)越多，減少程度越明顯(xian)。它可(ke)在(zai)眾多實(shi)驗(yan)次數中(zhong)，優選出具有代表性的實(shi)驗(yan)，通(tong)(tong)過盡(jin)可(ke)能少的實(shi)驗(yan)，找出最(zui)(zui)佳配方和工藝條件。有時最(zui)(zui)佳配方可(ke)能并不在(zai)優選的實(shi)驗(yan)中(zhong)，但(dan)可(ke)以通(tong)(tong)過實(shi)驗(yan)結果處理(li)，推算出最(zui)(zui)佳配方。

常規的(de)實(shi)驗(yan)方(fang)(fang)法為單因(yin)素(su)輪換法，即(ji)每次改變其一個因(yin)素(su)．固定其他因(yin)素(su)進(jin)行試驗(yan)。目前常用的(de)分析(xi)方(fang)(fang)法有兩種(zhong)，即(ji)直觀(guan)分析(xi)法和方(fang)(fang)差分析(xi)法。

直觀分(fen)(fen)析法(fa)就是(shi)比較每個(ge)水(shui)平(ping)(ping)幾(ji)(ji)次(ci)實(shi)驗取得指(zhi)(zhi)標(biao)的(de)平(ping)(ping)均值，找出每個(ge)因素(su)(su)(su)(su)的(de)最(zui)佳(jia)水(shui)平(ping)(ping)，幾(ji)(ji)個(ge)因素(su)(su)(su)(su)的(de)最(zui)佳(jia)水(shui)平(ping)(ping)組合起(qi)來(lai)，即為最(zui)佳(jia)配方或工藝條件，并通過(guo)計(ji)算每個(ge)因素(su)(su)(su)(su)不(bu)同水(shui)平(ping)(ping)所取得的(de)不(bu)同指(zhi)(zhi)標(biao)值差(cha)．不(bu)同水(shui)平(ping)(ping)之間指(zhi)(zhi)標(biao)值差(cha)的(de)大的(de)因素(su)(su)(su)(su)，即為對指(zhi)(zhi)標(biao)最(zui)有影(ying)響的(de)因素(su)(su)(su)(su)．此法(fa)直觀、簡便，但不(bu)能區分(fen)(fen)因素(su)(su)(su)(su)與(yu)水(shui)平(ping)(ping)作用(yong)的(de)差(cha)異。方差(cha)分(fen)(fen)析法(fa)是(shi)通過(guo)偏差(cha)的(de)平(ping)(ping)方和(he)及自由(you)度等一(yi)系列計(ji)算，將因素(su)(su)(su)(su)和(he)水(shui)平(ping)(ping)的(de)變化引起(qi)實(shi)驗結(jie)(jie)果間的(de)差(cha)異與(yu)誤差(cha)的(de)波(bo)動(dong)區分(fen)(fen)開來(lai)，這樣來(lai)分(fen)(fen)析正交實(shi)驗的(de)結(jie)(jie)果，對下(xia)一(yi)步實(shi)驗或投入生(sheng)產(chan)的(de)可(ke)靠性(xing)很(hen)大，是(shi)一(yi)種精(jing)確的(de)計(ji)算方法(fa)，但手段繁雜。

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)與(yu)因變量(制品物理(li)性能(neng))之間關系的一(yi)種數(shu)學方程，因而又稱(cheng)回歸分析(xi)法。可用(yong)一(yi)個完(wan)全的二次(ci)多(duo)元(yuan)式表(biao)示制品性(xing)能與添加劑用(yong)量的關系，然后再求出數(shu)個回歸系數(shu)，進(jin)(jin)行線性(xing)變(bian)換，按設計安排試驗(yan)，在(zai)中心點做重(zhong)復試驗(yan)．再進(jin)(jin)行顯(xian)著性(xing)統計檢驗(yan)。若有問(wen)題(ti)，則(ze)改變(bian)數(shu)學模型進(jin)(jin)一(yi)步(bu)研究(jiu)。

此法(fa)首先可(ke)以確定(ding)幾個(ge)特定(ding)配方因(yin)(yin)素(su)(su)之間(jian)是否存在相(xiang)關(guan)性(xing)(xing)(xing)(xing)．如果沒有(you)相(xiang)關(guan)性(xing)(xing)(xing)(xing)，就只能(neng)單(dan)獨處理每個(ge)因(yin)(yin)素(su)(su)問題；如果存在相(xiang)關(guan)性(xing)(xing)(xing)(xing)．則可(ke)找出(chu)(chu)合適的(de)(de)數學表(biao)達(da)式；其次，可(ke)根據用戶提出(chu)(chu)的(de)(de)幾種塑料(liao)制(zhi)品性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)指標值(zhi)，預測出(chu)(chu)一(yi)個(ge)或幾個(ge)配方因(yin)(yin)素(su)(su)變量(liang)的(de)(de)值(zhi)或根據一(yi)個(ge)或幾個(ge)配方因(yin)(yin)素(su)(su)變量(liang)值(zhi)，頂測出(chu)(chu)制(zhi)品性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)指標的(de)(de)范圍；另外．還可(ke)找出(chu)(chu)這(zhe)些因(yin)(yin)素(su)(su)之間(jian)的(de)(de)相(xiang)互關(guan)系，找出(chu)(chu)主(zhu)要因(yin)(yin)素(su)(su)、次要因(yin)(yin)素(su)(su)或可(ke)忽略(lve)因(yin)(yin)素(su)(su)，通(tong)過方程式求出(chu)(chu)所需性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)配方因(yin)(yin)素(su)(su)最佳組合，畫出(chu)(chu)某種性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)等高線，探討(tao)各配方因(yin)(yin)素(su)(su)變量(liang)對性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)影響(xiang)，從而預測物理性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。