聚甲醛(英文:polyformaldehyde)热塑性结晶聚合物。被誉为“超钢”或者“赛钢”,又称聚氧亚甲基。英文缩写为POM。通常甲醛聚合所得之聚合物,聚合度不高,且易受热解聚。可用作有机化工、合成树脂的原料,也用作药物熏蒸剂。
白色可燃结晶粉末,具有甲醛气味。 缓慢溶于冷水,在热水中溶解较快。20℃时水中溶解度0.24g/100cm3H2O。不溶于乙醇、乙醚。溶于苛性钠、钾溶液。
一般性能
聚甲醛pom是一种表面光滑、有光泽的硬而致密的材料,淡黄或白色,薄壁部分呈半透明。燃烧特性为容易燃烧,离火后继续燃烧,火焰上端呈**,下端呈蓝色,发生熔融滴落,有强烈的刺激性甲醛味、鱼腥臭。聚甲醛为白色粉末,一般不透明,着色性好,比重1.41-1.43克/立方厘米,成型收缩率1.2-3.0%,成型温度170-200℃,干燥条件80-90℃2小时。POM的长期耐热性能不高,但短期可达到160℃,其中均聚POM短期耐热比共聚POM高10℃以上,但长期耐热共聚POM反而比均聚POM高10℃左右。可在-40℃~100℃温度范围内长期使用。POM极易分解,分解温度为280℃,分解时有刺激性和腐蚀性气体发生。故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。
力学性能
POM强度、刚度高,弹性好,减磨耐磨性好。其力学性能优异,比强度可达50.5MPa,比刚度可达2650MPa,与金属十分接近。POM的力学性能随温度变化小,共聚POM比均聚POM的变化稍大一点。POM的冲击强度较高,但常规冲击不及ABS和PC;POM对缺口敏感,有缺口可使冲击强度下降90%之多。POM的疲劳强度十分突出,10交变载荷作用后,疲劳强度可达35MPa,而PA和PC仅为28MPa。POM的蠕变性与PA相似,在20℃、21MPa、3000h时仅为2.3%,而且受温度的影响很小。POM的摩擦因数小,耐磨性好(POM>PA66>PA6>ABS>HPVC>PS>PC),极限PV值很大,自润滑性好。POM制品对磨时,高载荷作用时易产生类似尖叫的噪声。
电学性能
POM的电绝缘性较好,几乎不受温度和湿度的影响;介电常数和介电损耗在很宽的温度、湿度和频率范围内变化很小;耐电弧性极好,并可在高温下保持。POM的介电强度与厚度有关,厚度0.127mm时为82.7kV/mm,厚度为1.88mm时为23.6kV/mm。
环境性能
POM不耐强酸和氧化剂,对烯酸及弱酸有一定的稳定性。POM的耐溶剂性良好,可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等,并可在高温下保持相当的化学稳定性。吸水性小,尺寸稳定性好。
POM的耐候性不好,长期在紫外线作用下,力学性能下降,表面发生粉化和龟裂。
成形性
结晶料,熔融范围窄,熔融和凝固快,料温稍低于熔融温度即发生结晶,流动性中等,吸湿小,可不经干燥处理。
生产过程
不同的生产工艺可以制造出不同种类的均聚甲醛和共聚甲醛。
均聚甲醛
要制造均聚甲醛,首先要制造无水甲醛。主要方法是首先通过水合甲醛(甲二醇,HCH(OH)2)与乙醇的反应生成甲醛缩(二乙氧基甲烷,CH2(OC2H5)2),再将甲缩醛与水的混合物通过萃取或真空蒸馏的方法脱水,然后通过加热甲缩醛的方式释放其中的甲醛。此时甲醛在阴离子催化下开始聚合,然后通过乙酸酐进行封端处理,得到稳定的均聚甲醛。
共聚甲醛
要制造共聚甲醛,首先要把甲醛转化为三氧杂环已烷(特别是1,3,5-三氧杂环己烷,又称三聚甲醛)。
优缺点
优点
1、具高机械强度和刚性;2、最高的疲劳强度;3、环境抵抗性、耐有机溶剂性佳;
4、耐反覆冲击性强;5、广泛的使用温度范围(-40℃~120℃);6、良好的电气性质;
7、复原性良好;8、具自已润滑性、耐磨性良好;9、尺寸安定性优。
缺点
受强酸腐蚀,耐侯差,粘合性差,热分解与软化温度接近,限氧指数小。[2]?
用途
多聚甲醛为高甲醛含量的固态甲醛,呈固体颗粒状、便于贮存和运输。在较高的温度下能变成甲醛蒸气,易于代替高浓度甲醛参与各种反应,有利于化工、制药等化学合成及其他工业领域的应用,特别是在要求使用无水甲醛作原料的合成方面,用途广泛。主要有以下几方面(1)农药:合成乙草胺、丁草胺和草甘膦等;(2)涂料:合成高档汽车用漆;(3)树脂:合成脲醛树脂、酚醛树脂、聚缩醛树脂、蜜胺树脂、离子交换树脂等及各种粘合剂;(4)造纸:合成纸张增强剂;
(5)铸造:翻砂脱膜剂、合成铸造粘合剂;(6)养殖业:薰蒸消毒剂。(7)有机原料:用于制备季戊四醇、三羟甲基丙烷、甘油、丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、N-羟基甲基丙烯酰胺、烷基苯酚、甲基乙烯基酮等。(8)其他:医药及消毒。[3]?
中国发展现状
聚甲醛(POM)以低于其他许多工程塑料的成本,正在替代一些传统上被金属所占领的市场,如替代锌、黄铜、铝和钢制作许多部件,自问世以来,pom已经广泛应用于电子电气、机械、仪表、日用轻工、汽车、建材、农业等领域。在很多新领域的应用,如医疗技术、运动器械等方面,POM也表现出较好的增长态势。
1、应用消费持续增长
POM用在那些对润滑性、耐磨损性、刚性和尺寸稳定性要求比较严格的滑动和滚动的机械部件上,性能尤为优越,因此主要用于工业机械、汽车、电子电气、管件和灌溉用品等方面。中国pom市场增长迅速,2002年中国pom市场表观消费量为13.657万吨,1990~2002年pom市场表观消费量年均增长率为11.7%。预计2005年中国pom市场表观消费量为16.8万吨,2000~2005年pom市场表观消费量年均增长率将达到10.3%。到2010年,中国pom市场表观消费量将增加到19.7万吨,2005~2010年pom市场表观消费量年均增长率将达到3.2%。
2、技术差距不容忽视
尽管中国pom的市场需求不断攀升,但由于中国对pom的研制开发相对较晚,中国内pom的生产规模、产量以及品种、质量始终不能满足市场的需求。中国pom生产与其它国先进水平相比,仍存在原料单耗高、装置规模小、质量不稳定、品种牌号少等问题。
3、产能增长不足需求
中国pom行业连续多年生产能力和产量都较低,生产能力和产量仍然不能满足市场的需求。2002年中国pom生产厂家仅有3家,其中只有云天化集团的pom生产装置为万吨级(现已扩能为2万吨/年)。2002年中国pom生产能力为1.28万吨/年,产量约为1万吨。1966~2002年中国pom生产能力年均增长率为16.7%,产量年均增长率为18.8%,可见扩大国内pom厂家的生产能力势在必行。预计2005年中国pom生产厂家将达到6家,总生产能力将可达13万吨/年;(不通,建议删除)预计2010年中国pom生产能力为19万吨/年,2005~2010年pom生产能力年均增长率将达到7.9%。
pom造成中国pom产能增长不能满足市场需求的原因是:其它国pom市场增长较快,而中国pom生产的基础比较薄弱;另外pom是资金和技术密集型的材料类化工产品,中国巨大的市场引起了国外大的关注,其它国一直想以其产品占据中国市场,不愿转让技术,使中国pom的技术水平提高缓慢,不能满足用户需求;再有就是长期以来,中国经济体制和企业经营机制不符合市场经济规律,企业不能及时获得足够的资金投入,制约了pom生产的发展。
P800塑胶材料缩水率多少?
塑料的来源、定义及性质
一、塑料的来源
塑料工业属于高分子工业,是石化工业的一环,具有高度关联性,是多层次加工特性之产业。塑料是以石油或天然气为原料,经提炼、裂解成各种石化基本原料(单体)后,再经聚合反应(加成聚合或缩合聚合)而得的高分子树脂。各类塑料经过逐步加工衍生出各种下游制品,包括橡胶、涂料、接着剂、人造纤维、合成树脂等。
二、塑料的定义
塑料是以石油或天然气为原料,经过合成反应而得到的高分子树脂。所谓高分子树脂是指单体化合物经过聚合反应,聚合合成高分子聚合体,其分子量可达到数千甚至数百万。在高分子领域的分类上,分子量未达1000者称为低分子,介于1000~10000者称为准高分子或寡聚合体(Oligomer),大于一万以上者称为高分子(Polymer)。一般常用来做成型加工的塑料,其分子量大约在10000~1000000之间,而分子量低于一万的寡聚合体则常用来做纺织用树脂、涂料、接着剂、合成树脂等。所以,并非所有高分子聚合体均可作为塑料的用途,事实上要看其分子量、分子结构、官能基、玻璃转移温度(Glass transition temperature ,简称Tg)等种种因素,塑料随温度与分子间键结而呈现玻璃态、橡胶态、熔胶态等变化。
塑 料 名 称分 子 量 M/W.C
聚 乙 烯 PE4000
聚异丁烯 PIB17000
聚乙烯醇 PVA29200
聚苯乙烯 PS38000
压克力 PMMA10400
三、塑料的种类
一般而言,塑料可大分为两大类:热塑性塑料(Thermoplastic)及热固性塑料(Thermosetting)。
热塑性塑料在常温下通常为颗粒状,加热到一定温度后变成熔融状,将其冷却后则固化成型,若再次加热则又会变成熔融状,可进行再次的塑化成型。因此,热塑性塑料可经加热熔融而反复固化成型,所以热塑性塑料的废料通常可回收再利用,即有所谓的「二次料」之称。热塑性塑料分通用塑料(如PE、PP、PS、PVC、ABS等)、工程塑料(如PC、PA、POM、PBT、PPO、PPS、LCP等)和合金(如PC/ABS等)。
热固性塑料则是加热到一定温度后变成固化状态,即使继续加热也无法改变其状态。因此,热固性塑料无法经再加热来反复成型,所以热固性塑料的废料通常是不可回收再利用的。
四、工程塑料的定义及其特性
工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料,是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高阅芩芰希?腿刃栽?00℃以上,主要运用在工业上”,其性能包括:
1. 热性质:玻璃转移温度(Tg)及熔点(Tm)高;热变形温度(HDT)高;长期使用温度高(UL-746B);使用温度范围大;热膨胀系数小。
2. 机械性质:高强度、高机械模数、低潜变性、强耐磨损及耐疲劳性。
3. 其它:耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。
被当做通用性工程塑料者包括聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚酰胺(尼龙, Polyamide, PA)、聚缩醛(Polyacetal, Polyoxy Methylene, POM)、变性聚苯醚(Poly PhenyleneOxide, 变性PPE)、聚酯(PETP,PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide, PPS)、聚芳基酯,热硬化性塑料则有不饱和聚酯、酚塑料、环氧塑料等。它们的基本特性为拉伸强度均超过50Mpa,抗拉强度在500kg/cm?以上,耐冲击性超过50J/m,弯曲弹性率在24000kg/cm?,负载挠曲温度超过100℃,硬度、老化性优。聚丙烯若改善其硬度和耐寒性,也可列入工程塑料的范围。此外,还包括较特殊者的强度弱、耐热耐药品性优的氟素塑料,耐热性优的硅溶融化合物,以及聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、Polybismaleimide、Polysufone(PSF)、PES、丙烯塑料、变性蜜胺塑料、BTResin、PEEK、PEI、液晶塑料等。
各工程塑料的化学构造不同,所以它们的耐药品性、摩擦特性、电机特性等有所差异。由于各工程塑料的成型性不同,因此有的适用于任何成型方式,有的只能以某种成型方式进行加工,这样就造成了应用上的局限。热硬化型工程塑料的耐冲击性较差,因此大多添加玻璃纤维。工程塑料除了聚碳酸酯等耐冲击性大外,通常具有硬、脆、延伸率小的性质,但如果添加20~30%的玻璃纤维,则它的耐冲击性将有所改善。
五、结晶性塑料的定义及其特性
结晶是指分子排列的规则,冷却后成为结晶构造。一般塑料的结晶构造是由许多线状、细长的高分子化合物组成的集合体,依分子成正规排列的程度,称为结晶化程度(结晶度),亦谓每条分子只有部分排列整齐,所以结晶性树脂其实只有部分是结晶。结晶部分占有的比例,即为结晶度。而结晶化程度可用X线的反射来量测。有机化合物的构造复杂,塑料构造更复杂,且分子链的构造(线状、毛球状、折迭状、螺旋状等)多变化,致其构造亦因成形条件不同而有很大的变化。结晶度大的塑料为结晶性塑料,分子间的引力易相互作用,而成为强韧的塑料。为了要结晶化及规则的正确排列,故体积变小,成形收缩率及热膨胀率变大。因此,若结晶性越高,则透明性越差,但强度越大。
结晶性塑料有明显熔点(Tm),固体时分子呈规则排列,强度较强,拉力也较强。熔解时比容积变化大,固化后较易收缩,内应力不易释放出来,成品不透明,成形中散热慢,冷模生产后收缩较大,热模生产后收缩较小。相对于结晶性塑料,另有一种为非结晶性塑料,其无明显熔点,固体时分子呈不规则排列,熔解时比容积变化不大,固化后不易收缩,成品透明性佳,料温越高色泽越黄,成形中散热快,以下针对两者物性进行比较。
结晶性塑料的特性如下:
1. 分子在结晶构造中紧密的靠在一起,所以结构就更坚实。密度、强度、钢度、硬度就增加,但透明度降低。
2.结晶性树脂在熔点温度时产生了急剧的比容下降,非结晶性树脂比容在熔点温度没有急剧改变。比容是指单位质量的体积,单位是/g。结晶度依树脂种类,冷却速度而异,硬质聚乙烯结晶度高达90%,耐龙的结晶度仅20~30%左右。冷却速度愈慢,结晶度愈高。
A. 结晶性与非结晶性塑料的物性对比
物 性结晶性非结晶性 物 性结晶性非结晶性
比重较高较低耐磨耗性较佳较低
拉伸强度较高较低抗潜变性(Creep)较佳较低
拉伸模数较高较低硬度较硬较低
延展性或伸长率较低较高透明性较低较高
耐冲击性较低较高加玻纤补强效果较高较低
最高使用温度较高较低尺寸安定性较差较佳
脆 性较脆-翘曲性较易-
收缩率较高较低着色性较难较易
流动性(MI)较佳较低耐热性较高较低
耐化学药品性较高较低折动性较佳较差
B. 热塑性塑料依结晶性与非结晶性区分
结晶性塑料非结晶性塑料
泛
用
塑
料聚乙烯
(Polyethylene, PE)
聚丙烯
(Polypropylene, PP)聚氯乙烯
(Polyvinyl Chloride, PVC)
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物 (Acrylonitrile-Butadene-Styrene, ABS)
通用级聚苯乙烯
(General purpose polystyrene,GPPS)
压克力
(Acrylic Resin, PMMA)
泛
用
工
程
塑
料尼龙
(Polyamide, PA-6, PA-66, PA-46, PA-11, PA-12)
聚对苯二甲酸乙酯
(Polyethylenephthalate, PET)
聚对苯二甲酸丁酯
(Polybutylenephthalate, PBT)
聚缩醛
(Polyacetal, Polyoxy Methylene, POM)
变性
(,PPO)
聚碳酸酯
(Polycarbonate, PC)
变性氧化二甲苯
(Polyphenylene Oxide PPO)
特
殊
工
程
塑
料聚苯硫醚
(Polyphenylene Sulfide, PPS)
液晶
(Liquid Crystal Polymer, LCP)
聚二醚酮
(Polyether Ether Ketone, PEEK)
氟碳树脂
(Polytetrafluorcethylene, PTFE)
聚氧苯甲酯
(Polyoxybenzylene, POB)
聚醚
(Polyphenylene Sulfide, PES)
聚讽
(Polysulfone, PSF)
聚芳香酯
(Polyarylate, U-Polymer, PAR)
聚醚酰亚胺
(Polyetherimide, PEI)
聚酰胺酰亚胺
(Polyamideimide, PAI)
六、塑料的性质
塑料虽有许多优良性质,但并非每一种塑料均能具备所有的优良性质。材料工程师与工业设计家都必须深入了解各类塑料的性质,才能设计出完美的塑胶制品。塑料的性质,大体可分为基本物性、机械性质、热性质、化学性、光学性及电气性等六类,下文将逐项加以讨论。
(一)基本物性
基本物性是指塑胶原料的基本物理性质,常见的有比重、假比重、粒径、粘度、分子量、游离单体含量、吸水率及透气率。
1、比 重
比重是指物质密度与水密度的比值(水密度为1),所谓密度是指单位体积的重量。目前所知塑料中比重较轻的为聚甲基戊烯(0.83),较重的为铁氟龙(2.3),其它的多在1左右。比重可用来估算制品所需原料的重量,而要减轻塑料的用量或重量可采用发泡的方式解决。比重的测定可依ASTM D792水中置换法测得。
2、分子量
一般化合物的分子量是不变的,而聚合体的分子量则是大小不均,所以必须采用平均值及分布度表示。常用的分子量表示法为重量平均分子量MW及数目平均分子量MN,其比值MW/MN称为分子量分布。这些的测定可依ASTMD3598的胶粒穿透色层分析法得到。
3、黏 度 黏度常用来显示胶塑体(Plastisol)及胶溶体(Organosol)的特性,一般可依ASTM D1823及ASTMD1824的方法测得。
4、假比重及粒径分布 这两项常用来显示塑料原料的颗粒大小及填塞紧密状况。粒径分布可依ASTMD1921的筛分法测得,假比重可依ASTM D1895的方法测得。
5、游离单体(Free monomer)
游离单体含量可表示树脂聚合的程度,一般以?或ppm表示。用做食品容器的塑料,或单体聚有毒性的塑料对游离单体含量管制较严。
6、吸水率(Water absorption)
吸水率表示塑料吸收水份的程度。其测量方法是将样品烘干后称重,再浸入水中24或48小时,然后取出来再称重,计算重量增加的百分比,即为吸水率。酚醛树脂、尿醛树脂、尼龙、纤维素树脂等吸水率较高,PE、PP等吸水率较低。一般吸水率大者,其机械强度与尺寸稳定性易受影响。
7、透气率 透气率表示塑料膜或塑料板气体穿透难易的程度,可依ASTM D1434的方法测得。
8、熔融指数(Melt Flow Index,MI)
熔融指数,全称熔液流动指数,是一种表示塑胶材料加工时的流动性的数值。它是美国量测标准协会(ASTM)根据美国杜邦公司(DuPont)惯用的鉴定塑料特性的方法制定而成,其测试方法是先让塑料粒在一定时间(10分钟)内、一定温度及压力(各种材料标准不同)下,融化成塑料流体,然后通过一直径为2.1mm圆管所流出的克(g)数。其值越大,表示该塑胶材料的加工流动性越佳,反之则越差。最常使用的测试标准是ASTM D 1238,该测试标准的量测仪器是熔液指数计(MeltIndexer)。测试的具体操作过程是:将待测高分子(塑料)原料置入小槽中,槽末接有细管,细管直径为2.095mm,管长为8mm。加热至某温度后,原料上端藉由活塞施加某一定重量向下压挤,量测该原料在10分钟内所被挤出的重量,即为该塑料的流动指数。有时您会看到这样的表示法?MI25g/10min,它表示在10分钟内该塑料被挤出25克。一般常用塑料的MI值大约介于1~25之间。MI愈大,代表该塑料原料粘度愈小及分子重量愈小,反之则代表该塑料粘度愈大及分子重量愈大。
(二)机械性质
机械性质是指塑料的各种机械性能强度,主要可分下列各项:
1、抗张强度(Tensile strength)及伸长率(Elongation)
抗张强度又称抗拉强度,是指将塑胶材料拉伸到某一程度,所需力量的大小,通常以每单位面积多少力来表示,而其所拉伸长度的百分比即为伸长率。拉伸强度试片其拉伸的速度通常为5.0~6.5mm/min。详细测试方法依ASTM D638。Strain)。
2、弯曲强度(Flexual strength或Bending strength )
弯曲强度又称折曲强度,主要用来测定塑料耐折的能力,可依照ASTMD790的方法测试,常以每单位面积多少力来表示。一般塑料以PVC、美腊明树脂、环氧树脂及聚酯类弯曲强度为佳。玻璃纤维也常用来提升塑料的耐折性。
弯曲弹性率是指将试片弯曲时(测试方法如弯曲强度),在弹性范围内,单位变形量所产生的弯曲应力。一般弯曲弹性率越大,则表示该塑胶材料的刚性越好。
3、压缩强度(Compressive strength)
压缩强度是指塑料承受外来压缩力的能力,其测试值可依照ASTMD695方法测定。聚缩醛、聚酯、压克力、尿权树脂和美腊明树脂在这方面性能较突出。
4、冲击强度(Impact strength)
冲击强度是指塑料受外力打击所能承受的强度,其测试值可依照ASTMD256测试,其中有夏比(Charpy)法及艾氏(Izod)法两种。计算方法是将破坏试片所需的能量值除以试片的宽度。一般塑料以PVC、PE、PP、ABS等冲击强度较高。
5、硬度(Hardness)
一般塑料的硬度常采用Rock Well Durometer(洛氏硬度)及Shore Durometer(萧氏硬度)法来测试。其中Shore A常用来测定较软的塑料,如TPE等弹性体或橡胶;Shore D则用来测定较硬的塑料;而Rock Well几乎都是测定较硬之工程塑料或高性能工程塑料。它们的公式换算为Shore D + 50 = Shore A。普通PE、MF、UF、FRP等塑料较硬,PE类较软。
6、弹性系数(Modulus)
弹性系数是指塑料受外力作用变形后恢复原来形状的能力,一般以应力对应变的比值表示。弹性值愈大表示塑料材料的刚性(Rigidity)愈好。
(三)热性质
热性质是指塑料在温度变化的影响下,各种形性改变的程度。通常热性质与塑料加工的关系最为密切。现将重要的项目分述如下:
1、玻璃转移点(Glass Transition Point,Tg)
当塑料的温度达到玻璃转移点时,其分子键的分枝开始局部脉动,塑料便由玻璃状变成橡胶状。也就是说,当聚合物的温度在Tg时,会由较高温下呈现的橡胶态,转至低温下所呈现的具坚硬易脆性质的玻璃状。结晶性塑料有明显的Tg及潜热值,聚合物是呈现橡胶态还是玻璃状全视Tg与当时使用时的温度而定,故Tg为聚合物在使用上的重要指针。以下列举数种塑料的Tg值:
塑料名称Tg (℃)
塑料名称Tg (℃)
PVC (rigid)80~212聚碳酸酯
(Polycarbonate, PC)39~150
HDPE-120PET79
LDPE-120PBT20
Polypropylene, PP-10~-18PI410
聚苯乙烯
(Polystyrene, PS)63~112PPS85
PMMA100~120PSF190
ABS88~105PESF230
PA57PEEK143
聚缩醛
(Polyacetal, POM)-50~-85U Polymer190
PEI217~220PAI280
Nylon 650~59Nylon 6, 649~261
Nylon 4678聚乙烯
(Polyethylene, PE)
-120~-125
Polyvinyl chloride60~76Polysulfone146~273
聚丙烯
(Polypropylene, PP)-10~-18ASA104
HIPS100PES230
SAN100PU120
2、塑料的熔点(Melting Point,Tm)
塑料的熔点是指塑料由固体状态变成熔融状态时的温度,此时结晶性塑料的比容显着增加,此温度又称可加工温度。下表为一些塑料的Tm值:
塑 料 名 称Tm (℃)
塑 料 名 称Tm (℃)
HDPE130~135PET250~265
LDPE107~120PBT225~230
Polypropylene, PP165~176POB450
PA220PEEK334
聚缩醛
(Polyacetal, POM)175~181PPS285~290
PTFE327Nylon 6215~225
Nylon 46295Nylon 11184~187
聚碳酸酯
(Polycarbonate, PC)220Nylon 12177~178
PMMA160Nylon 6, 6225~265
PVC (rigid)212Nylon 6, 10213
ACETAL160聚乙烯
(Polyethylene, PE)115~176
Nylon 6, 12210~220聚丙烯
(Polypropylene, PP)176
3、热变形温度(Heat distortion temperature,HDT)
热变形温度显示塑胶材料在高温受压下能否保持不变的外形,一般用来表示塑料的短期耐热性。若考虑安全系数,短期使用的最高温度应保持低于热变形温度10℃左右,以确保不致于因温度而使材料变形。最常用的热变形测定法为ASTM
D648试验法,即将试片在一定压力及一定加温速度下,弯曲到一定程度时的温度。例如,在一标准试片(127×13×3mm)的中心,置放在455kPa或1820kPa负载下,并以2℃/min条件升温直到变形量为0.25mm时的温度。对非结晶塑料,HDT比Tg小10~20℃;对结晶塑料,HDT则接近于Tm。通常加入纤维补强后,塑料的HDT会上升,因为纤维补强可以大幅提升塑料的机械强度,以致在升温的耐挠曲测试时,会呈现HDT急剧升高的现象。下表列举几项常用塑料的热变形温度比较:
塑料名称HDT1820Kpa(℃) 塑料名称HDT1820Kpa(℃)
结晶性非结晶性
聚乙烯
(Polyethylene, PE)29~126硬质 PVC54~79
聚丙烯
(Polypropylene, PP)40~152聚苯乙烯
(Polystyrene, PS)63~112
PBT60~65ABS66~107
PET80~100压克力 PMMA
(Acrylic Resin)68~99
尼龙6PA-663~80PPO100~128
Homopolymer POM125~136聚碳酸酯
(Polycarbonate, PC)39~148
Copolymer POM110H-PVC54~74
PI315~360PSF175
HDPE43~49PAR175
MDPE32~41PES205
尼龙6, 6PA-6, 662~261GPPS96
HDPE43HIPS96
LDPE32PS+20~30%GF103
尼龙6-10PA-6-1057AS88~104
尼龙6-12PA-6-1260Poly
(vinyl chloride)60~76
尼龙11PA-1155Polysulfone146~273
尼龙12PA-1255
4、热膨胀系数(Heat Expansion coefficient)
热膨胀系数是指塑料加热时尺寸膨胀的比率,可依ASTM D696的试验法测定。由于一般塑料的热膨胀系数比金属大2~10倍,因此在设计模具、塑料与金属并用的器具、塑料的钳核物时,必须详加考虑,以防止因内部应力而造成产品的龟裂变形。
5、收缩率(Shrinkage)
收缩率是指塑胶制品经冷却、固化并脱模成形后,其尺寸与原模具尺寸之差的百分比,可依ASTM D955方法测得。在塑料模具设计时,收缩率是首先必须考虑的,以免造成成形品尺寸的误差。
因结构不同的关系,结晶性塑料与非结晶性塑料的收缩率存在明显的差异。一般地,结晶性塑料的收缩率比非结晶性塑料的收缩率大上好几倍(如下表所示)。同时有添加玻璃纤维或其它强化剂的塑胶材料,其收缩率可降低好几倍。影响成型收缩的因素有热收缩、结晶度(热塑性)或硬化度(热固性)、弹性回复、分子配向、与成型条件等因素。
(1)热塑性塑料
塑料
名称成形收缩率(%)
塑料
名称成形收缩率(%)
塑料
名称成形收缩率(%)
ABS0.3~0.8PA0.6~2.5POM0.8~3.5
AS0.2~0.7PA-60.5~2.2PP1.0~2.5
CA0.3~0.8PA-660.5~2.5PPO0.5~0.7
CAB0.4~0.5PA-6101.2PPS0.6~1.4
CAP1PA-6121.1PS0.2~1.0
CP0.4~0.5PA-111.2PVA0.5~1.5
EC0.4~0.5PA-120.3~1.5PVAC0.5~1.5
EPS0.4PAR0.8~1.0PVB0.5~1.5
FEP3.0~4.0PBT1.3~2.4硬质PVC0.1~0.5
FRP0.1~0.4PC0.4~0.7软质PVC1.0~5.0
EVA0.5~1.5PCTFE0.2~2.5PVCA1.0~5.0
HDPE1.2~2.2PE0.5~2.5PVDC0.5~2.5
HIPS0.2~1.0PET2.0~2.5PVFM0.5~1.5
LCP0.1~1.0PES0.5~1.0SAN0.2~0.6
LDPE1.5~3.0PMMA0.2~0.8SB0.2~1.0
(2)热固性塑料
塑料名称成形收缩率(%) 塑料名称成形收缩率(%)
EP0.1~0.5SP0.0~0.5
MF0.5~1.5UF0.6~1.4
PDAP0.1~0.5UP0.1~1.2
PF0.4~0.9DAP0.1~0.5
PU0.6~0.8BMC0.0~0.2
(3)各类塑料对超音波融接的难易
材 质适宜融着技术的难易强 度
PS(一般用)优优优
Polyester
(tetoron dacron)优优优
AS良良优
ABS良良良
PC良良优
Polyactal
(Delrin,Duracon)良良优
亚克力
(Acrylic)可可可
PVC
(硬质)可可良
PP不可可良
PE不可不可不可
Polyamide
(尼 龙)不可不可不可
常用塑胶材料的缩水率.....
胶 料 类 别 胶 料 缩 水 率 %
1. POLYCAR.BONATE PC 1.005
2. POLYPROPYLENE PP 1.016
3. SAN 升 料 1.004
4. NYLON.ZYTEL尼 龙 1.016
5. HYTREL.5555HS 1.014
6. ZYTEL.70G13L 尼龙加纤维 1.014
7. RYNITE.FR-530 1.004
8. ABS 1.005
9. ZYTEL101L尼 龙 1.014
10. PVC 1.014
11. POLYSULFDNE.UDEL.P1700.CL2611 聚 钢 1.0065
12. DURACON.M90赛 钢 1.02
13. LEXAN144 1.005
14. HYTREL/BRASS 1.015
15. FOAMED.POLYPROPYLENE 缩水甚微可不考虑
16. DERLRN 1.02
17. 30%GLASS.FIBRE.REINFORCED.POLYPPOPYLENE 增强PP
18. NYLON(13%GLASS.FILLED 尼龙加纤维 1.006
19. PBT-VALOX420 1.005
20. POIYESTER.ELASTONERG1550(SKYDEL 1.012
21. SANTOPRENE.(73A) 1.006
22. RYTDNR10 1.002
23. FLAME.RETRAENT.ABS.KJW.NO.REGRIND ABS 1.005
24. 10%GLASS.FILLED.POLYPROPYLENE 1.01
25. GFPP(40%GLASS.FILLED.POLYPROPYLENE) 增强PP 1.003-1.005
26. DOM.STYROM421硬 胶 1.004
27. 5555HS 1.014
28. DUPONT.DELRIN100P赛 钢 1.028
29. ABS.SHRINKAGE-006/IN 1.006
30. NYLON.DLPONT.ZYTEL101NE-10 尼龙加纤维 1.015
31. ACETAL.SHRINKAGE-0.020/IN.CELENESE.M90 赛 钢 1.02
32. P.E(LOW.DENSITY) 1.03
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