塑料一般选材

来源：塑胶五金网发布时间：2013-09-11 11:46:34点击率：

　　设计者绘出零件图后，要对零部件列出使用条件和重要选材因素，然后合理地选材。包括以下三个步骤：

　　(1)跟据应用目的，列出部件的全部功能要求(并不是材料的性能)，并尽可能定量化。例如：

　　①在额定的连续载荷下允许的大变形量。

　　②使用和运输过程中所受的应力种类和大小;是否长期受力，是动态或是静态应力。

　　③工作温度。

　　④在工作温度下允许的尺寸变化。

　　⑤零部件允许的尺寸公差。

　　⑥零部件的使用性能要求。

　　⑦部件是否要求着色、粘接、电镀等。

　　⑧要求储存期多长，是否在户外使用。

　　⑨有无耐燃性要求等。

　　(2)根据部件的功能要求，考虑使用性能数值(工程性能)和设计数据，提出目标材料(部件材料)的性能数值，并通过这些性能要求来选定材料，即使这些性能估计是粗略的，也会大大方便候选材料的筛选，为终材料的选定提供有益的依据。

　　选择恰当材料性能是很关键而又复杂的，因为零部件的某一功能常常包含几种性能，例如在尺寸稳定性的要求中除尺寸精度外，还要考虑线胀系数、模塑收缩率、吸水性、蠕变性等。零件的强度和刚度，除了从材料性能上考虑以外，还要从制品结构设计上(如厚度和加强筋等)加以考虑。材料的成型工艺性、耐久性、经济性等也都是选材时应考虑的因素。有时候，某些使用要求不一定能明确对材料性能的定量要求，如电镀性往往要通过实际试验或已有的经验来筛选。又如塑料炮弹弹带，要求材料经受高速冲击、压缩、扭拧、剪切等复杂的外力作用和高速高温高压气流的影响，很难直接提出材料的定量性能要求，因此，除了通过力学计算外，还可通过模拟试验和探索试验来推算受力情况，提出粗略的性能要求。

　　(3)通过部件工程性能要求与材料性能的比较来确定候选材料。着手选材，可以先进行初选，然后综合评价后进行试验。初选可通过两个途径，一是根据制品用途选材;二是根据制品要求性能选材(利用材料性能表和性能等级分类等);同时还要考虑经济成本和安全卫生等因素。

　　用途主要是指制品应用域的归类，此外还包括制品的使用环境、受力类型和作用方式、使用对象等要素。

　　1.使用环境

　　所谓使用环境是指材料或制品使用时经受周围环境的温度、湿度、介质等，特别是温度和湿度的条件。根据用途的不同，温度条件可由南北极的低温到赤道或沙漠地区的炎热气温，或者是航空航天环境的高低温，甚至在火灾时的高温等;湿度条件从在水中长期或间歇浸泡与露天雨淋到冬天的干燥状态(309/5RH);有的制品是在特殊气体中使用或者用于接触化学液体或溶液的场合;此外，自然曝露状态下除了风、雨、雾等影响外还受太阳光的曝晒等。因此，必须考虑待用塑料对使用环境的适应能力。

　　2.制品的受力类型和作用方式

　　根据制品的受力类型和受力状态及其对材料产生的应变来筛选能满足使用要求的材料是很必要的。也就是说，要考虑上述各种环境下的外力作用是拉伸、压缩、弯曲、扭曲、剪切、冲击或摩擦，或是几种力的组合作用。此外，还要考虑外力的作用方式是快速的(短暂)或是恒应力或恒应变的，是反复应力还是渐增应力等。用于冲击负荷场合的制品，应选择冲击强度高的;用于恒定应力的场合而且必须防止变形时，应选择蠕变小的材料;用于反应力作用的场合应选择疲劳强度比较高的材料。

　　3.使用对象

　　使用对象是指使用塑料制品的国别、地区、民族和具体使用者的范围。例如。国家不同，其标准规格也不同。如美国的电气部件用的塑料，为保证其对热和电气的安全性，要求必须符合UL规格。另外，对色彩和图案及形状的要求也会因国家、民族的习惯和爱好而不同，应选择合适的色彩和形状。使用者不同，如儿童、老年、妇女用品也各有不同的要求，在工业E使用也要考虑使用对象，选择不同的材料。

　　4.按用途进行分类

　　按用途分类的方法有多种，有的按应用领域分类。如汽车运输工业用的，家用电气设备用的，机械工业用的，建筑材料用的，航空航天用的……;有的按应用功能分类，如结构材料(外壳、容器等)，低摩擦材料(轴承、滑杆、阀衬等)，受力机械零件材料，耐热、耐腐蚀材料(化工设备、耐热设备和火箭导弹用材料)，电绝缘材料(电气结构制品)，透光材料……。当有几种材料同属一类用途时，应根据其使用特点和材料性能进一步比较和筛选。选择2～3种进行试验比较。比如说外壳这类用途就包括动态外壳、静态外壳、绝缘外壳等，因此要求使用不同特性的塑料。动态外壳是经常受到剧烈震动或轻微撞击的容器，要求材料除有刚性和尺寸稳定性外，还要有较好的冲击强度。在室内应用时可采用ABS塑料，在户外使用时应考虑耐老化性能好的材料，如AAS(丙烯睛一丙烯酸酯一苯乙烯共聚物)或MAAS，或用酚醛、环氧或玻璃钢等。静态外壳是用在不活动或少活动的部位，如仪表壳、收音机和电视机外壳等。要求形状和尺寸稳定、美观，一般可采用高冲击强度聚苯乙烯、ABS、聚丙烯等;如要求透明则可采用乙酸丁酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯。至于绝缘外壳，除要求绝缘外，有的还要求有高的机械强度和冲击强度，如电动机罩、电动机械外壳等，则可采用玻璃纤维增强聚碳酸酯、玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二酯(PBTP)或热固性树脂的玻璃钢等。

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