工程塑料經(jīng)典介紹
分類:技術(shù)文檔 來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-03-31
什么是工程塑料
工程塑料(engineering-plastics)——是指一類可以作為結(jié)構(gòu)材料,在較寬的溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力,在較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料。
工程塑料的性能特點(diǎn)
1、能承受一定的外力作用;
2、有良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性,
3、在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能,可用作工程結(jié)構(gòu)件。
工程塑料的主要性能
熱性質(zhì):玻璃化溫度(Tg)及熔點(diǎn)(Tm);熱變形溫度(HDT)高;長(zhǎng)期使用溫度高(UL-746B);使用溫度范圍大;熱膨脹系數(shù)小。
機(jī)械性質(zhì):高強(qiáng)度、高機(jī)械模數(shù)、低潛變性、強(qiáng)耐磨損及耐疲勞性。
其它:耐化學(xué)藥品性、抗電性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。
常用的工程塑料種類
尼龍、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜等。
五大通用工程塑料的發(fā)展史
1、聚酰胺(PA):卡羅澤斯(W.H.Carothers美國(guó)化學(xué)家)開發(fā)聚酰胺研究并于1931年申請(qǐng)了專利,由杜邦公司于1939年組織生產(chǎn)并率先工業(yè)化的。
2、均聚甲醛(POM):1956年杜邦公司又成功地開發(fā)出,并于1959年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
共聚甲醛:1962年由美國(guó)塞拉尼斯公司開發(fā)并商品化生產(chǎn)。
3、聚碳酸酯(PC):1958年和1960年德國(guó)拜耳公司和美國(guó)通用電氣公司分別開發(fā)生產(chǎn)了酯交換法和光氣化法聚碳酸酯。
4、聚苯醚(PPO):1964年通用電氣公司開發(fā),兩年后推出改性聚苯醚。
5、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT):1970年由美國(guó)塞拉尼斯公司將熱塑性聚酯類開發(fā)成工程塑料,它成為五大通用工程塑料最后開發(fā)成功且產(chǎn)量增長(zhǎng)率極高的品種。
工程塑料的狀況
從20世紀(jì)50年代出現(xiàn)工程塑料以來,半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中成長(zhǎng)壯大,在2000年,全世界工程塑料產(chǎn)量已超過500萬t,還以每年7~9%的速度遞增。雖然僅占全部塑料的2~3%,但其優(yōu)異的性能是其他材料不能比擬的。
我國(guó)工程塑料部分產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)也已接近國(guó)外先進(jìn)水平。一些特種工程塑料產(chǎn)品的工藝技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到國(guó)際先進(jìn)行列。2008年,我國(guó)工程塑料的消費(fèi)量約為206萬噸,2010年,我國(guó)工程塑料的消費(fèi)量已經(jīng)達(dá)到約244萬噸。
工程塑料的分類
工程塑料的分類
通用工程塑料
特種工程塑料
表—1特種工程塑料類型:
工程塑料的主要特性
1、質(zhì)量輕、相對(duì)密度小
工程塑料的相對(duì)密度一般在1.0~2.0之間,遠(yuǎn)低于金屬。自重輕,可替代一些傳統(tǒng)的金屬材料用于航空飛行器、車輛等領(lǐng)域。
2、較高的比強(qiáng)度
用玻璃纖維、碳纖維等纖維增強(qiáng),可以大大提高抗張強(qiáng)度,*拉伸強(qiáng)度與相對(duì)密度的比值一般在1500-1700,甚到高達(dá)4000(鋼1600,鋁1500)
*拉伸強(qiáng)度(tensile strength):是指材料產(chǎn)生最大均勻塑性變形的應(yīng)力。在拉伸試驗(yàn)中,試樣至斷裂為止所受的最大拉伸應(yīng)力即為拉伸強(qiáng)度,其結(jié)果以MPa表示。
3、突出的耐磨和自潤(rùn)滑性能
用工程塑料作摩擦零件,與耐磨金屬合金相對(duì),磨耗量低于1:5,氟塑料更佳。
4、優(yōu)良的機(jī)械性能
在較寬的溫度范圍內(nèi),許多工程塑料,尤其是增強(qiáng)的工程塑料有優(yōu)異的抗沖擊和耐疲勞性能。
5、優(yōu)良的電絕緣性
幾乎所有工程塑料都有優(yōu)良的電絕緣性和耐電弧的特性,可以躋身優(yōu)良絕緣材料行列
6、化學(xué)穩(wěn)定性
對(duì)酸、堿和一般有機(jī)溶劑都有很好的抗腐蝕性。
7、較好的制件尺寸穩(wěn)定性
8、有較高的耐熱性
一般的工程塑料在不同玻璃纖維增強(qiáng)時(shí),UL長(zhǎng)期連續(xù)使用溫度都超過100℃,特種工程塑料的指標(biāo)一般都超過150℃。
9、優(yōu)良的吸震、消聲和對(duì)異物的埋沒性能
工程塑料作為運(yùn)動(dòng)零部件使用時(shí),沒有金屬撞擊的噪聲,有優(yōu)良的吸震消聲性能。對(duì)于有磨粒存在的條件下,可以埋沒異物,不像金屬之前可能會(huì)咬死或刮傷。
10、良好的加工性能
工程塑料可以在較低的溫度下(通常400℃以下),采用注塑、擠出、吹塑等方法進(jìn)行加工,制品可采用機(jī)械方法再加工,尺寸穩(wěn)定,成品的互換性強(qiáng),模具費(fèi)用低,與加工金屬相比,可節(jié)省能耗50%左右,工時(shí)縮短,成品率高。
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