常用工程塑料性能及应用培训讲学.doc

学习资料常用工程塑料性能及应用举例名称特性应用举例硬质聚氯乙烯（PVC）机械强度高，化学稳定性及介电性能优良，耐油性和抗老化性也较好，易熔接及粘合，价格较低。缺点是使用温度低（在60C以下），线膨胀系数大，成型加工性不良。制品有管、棒、板、焊条及管件，除作日常生活用品外，主要用作磨蚀的结构材料或设备衬里材料（代有色合金、不锈钢合橡胶）及电气绝缘材料。软质聚氯乙烯（PVC）拉伸强度、抗弯强度及冲击韧性均较硬质聚氯乙烯低，但破裂延伸率较高。质柔软、耐摩擦、挠曲，弹性良好，象橡胶，吸水性低，易加工成型，有良好的耐寒性，合电气性能，化学稳定性较强，能制各种鲜艳而透明的制品。缺点是使用温度低，在-1555C。通常制成管、棒、薄板、薄膜、耐寒管、耐酸碱软管等半成品，供作绝缘包皮、套管，耐腐蚀材料、包装材料和日常用品。聚乙烯（PE）具有优良的介电性能、耐冲击、耐水性好，化学稳定性高，使用温度可达80100C，摩擦性能和耐寒性良好。缺点是机械强度不高，质柔软，成型收缩率大。用作一般电缆的包皮，耐腐蚀的管道、阀、泵的结构零件，亦可喷涂于金属表面，作为耐磨、减磨及防腐蚀涂层。有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）有极好的透光性，可透过92%以上的太阳光，紫外线光达73.5%；机械强度较高，有一定耐热耐寒性，耐腐蚀、绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质较脆，易溶于有机溶剂中，表面硬度不够，易擦毛。可作要求有一定强度的透明结构零件、如油杯、车灯、仪表零件，光学镜片；装饰件、光学纤维等。聚丙烯（PP）是最轻的塑料之一，其屈服、拉伸和压缩强度和硬度均优于低压聚乙烯，有很突出的刚性，高温（90C）抗应力松弛性能良好，耐热性能较好，可在100C以上使用，如无外力150C也不变形，除浓硫酸、浓硝酸外，在许多介质中很稳定，低分子量的脂肪烃、芳香烃、氯化烃，对它有软化和溶胀作用，几乎不吸水，高频电性能不好，成型容易，但收缩率大，低温显脆性，耐磨性不高。作一般结构零件，作腐蚀化工设备和受热的电气绝缘零件，如泵叶轮、汽车零件、化工容器、管道、涂层、蓄电池匣。聚苯乙烯（PS）有较高的韧性和抗冲击强度；耐酸、耐碱性能好，不耐有机溶剂，电气性能优良，透光性好，着色性佳，并易成型。作一般结构零件和透明结构零件仪表零件、油浸式多点切换开关、电池外壳，透明零件。丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）具有良好的综合性能，即高的冲击韧性和良好的力学性能，优良的耐热、耐油性能和化学稳定性，尺寸稳定、易机械加工，表面还可镀金属，电性能良好。作一般结构或耐磨受力传动零件和耐腐蚀设备，用ABS制成泡沫夹层板可做小轿车车身。聚砜（PSU）有很高的力学性能、绝缘性能和化学性能稳定，并且在100150C以下能长期使用，在高温下能保持常温下所具有的各种力学性能和硬度，蠕变值很小，用F-4填充后，可作摩擦零件。适于高温下工作的耐磨受力传动零件，如汽车分速器盖、齿轮以及电绝缘零件。聚酰胺（尼龙）（PA）尼龙66疲劳强度和刚性较高，耐热性较好，摩擦系数低，耐磨性好，但吸湿性大，尺寸稳定性不够。适用于中等载荷、使用温度100-120C、无润滑或少润滑条件下工作的耐磨受力传动零件。尼龙6疲劳强度、刚性、耐热性稍不及尼龙66，但弹性好，有较好的消震，降低噪音能力。其余同尼龙66。在轻载荷、中等温度（最高80-100C）、无润滑或少润滑、要求噪音低的条件下工作的耐磨受力传动零件。尼龙610强度、刚性、耐热性略低于尼龙66，但吸湿性较小，耐磨性好。同尼龙6，宜作要求比较精密的齿轮，用于湿度波动较大的条件下工作的零件。尼龙1010强度、刚性、耐热性均与尼龙6和610相似，吸湿性低于尼龙610，成型工艺性较好，耐磨性亦好。轻载荷、温度不高、湿度变化较大的条件下无润滑或少润滑的情况下工作的零件。单体浇铸尼龙强度、耐疲劳性、耐热性、刚性均优于尼龙6及尼龙66，吸湿性低于尼龙6及尼龙66，耐磨性好，能直接在模型中聚合成型，宜浇铸大型零件。在较高载荷、较高的使用温度（最高使用温度小于120C）无润滑或少润滑的条件下工作的零件。聚甲醛（POM）抗拉强度、冲击韧性、刚性、疲劳强度、抗蠕变性能都很高，尺寸稳定性好，吸水性小、摩擦系数小，有很好的耐化学药品能力，性能不亚于尼龙，但价格较低，缺点是加热易分解，成型比尼龙困难。可用作轴承、齿轮、凸轮、阀门、管道螺帽、泵叶轮、车身底部的小部件、汽车仪表板、汽化器、箱体、容器、杆件以及喷雾器的各种代铜零件。聚碳酸酯（PC）具有突出的冲击韧性和抗蠕变性能，有很高的耐热性，耐寒性也很好，脆化温度达-100C，抗弯抗拉强度与尼龙等相当，并具有较高的延伸率和弹性模数，但疲劳强度小于尼龙66，吸水性较低，收缩率小，尺寸稳定性好，耐磨性与尼龙相当，并有一定的抗腐蚀能力。缺点是成型条件要求较高。可用作各种齿轮、蜗轮、齿条凸轮、轴承、心轴、滑轮、传送链螺帽、垫圈、泵叶轮、等罩、容器、外壳、盖板等。氯化聚醚（聚氯醚）（CPE）具有独特的耐腐蚀性能、仅次于聚四氟乙烯，可与聚三氟乙烯相比，能耐各种酸碱和有机溶剂，在高温下不耐浓硝酸、浓双氧水和湿氯气等，可在120C下长期使用，强度、刚性比尼龙聚甲醛等低，耐磨性略优于尼龙，吸水性小，成品收缩率小，尺寸稳定，成品精度高，可用火焰喷镀法涂于金属表面。作耐腐蚀设备与零件，作为在腐蚀介质中使用的低速或高速、低速、低负荷的精密耐磨受力传动零件，如泵、阀、轴承、密封圈、化工管道涂层、窥镜等。酚醛树脂（PF）力学性能很高，刚性大，冷流性小，耐热性很高（100C以上），在水润滑下摩擦系数极低（0.010.03），PV值很高，有良好的电性能和抵抗酸碱侵蚀的能力，不易因温度和湿度的变化而变形，成型简便，价格低廉。缺点是性质较脆、色调有限，耐光性差，耐电弧性较小，不耐强氧化性酸的腐蚀。常用的为层压酚醛塑料和粉末状压塑料，有板材、管材、及棒材等。卡用作农用潜水泵密封件和轴承、轴瓦、皮带轮、齿轮、制动装置和离合装置的零件、摩擦轮及电器绝缘零件等。环氧树脂（EP具有较高的强度，良好的化学稳定性和电绝缘性能，成型收缩率小，成型简便。制造金属拉延模、压形模、铸造模，各种结构零件以及用来修补金属零件及铸件。聚酚氧（苯氧树脂）具有良好的力学性能，高的刚性、硬度和韧性。冲击强度可与聚碳酸酯相比，抗蠕变性能与大多数热塑性塑料相比属于优等，吸水性小，尺寸稳定，成品精度高，一般推荐的最高使用温度为77C。适用于精密的、形状复杂的耐磨受力传动零件，仪表、计算机等零件；涂层及胶粘剂。线型聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯）（PETP）具有很高的力学性能，抗拉强度超过聚甲醛，抗蠕变性能、刚性和硬度都胜过多种工程材料，吸水性小，线胀系数小，尺寸稳定性高，热力学性能和冲击性能很差，耐磨性同于聚甲醛和尼龙，增强的线型聚酯性能相当于热固性塑料。作耐磨受力传动零件，特别是与有机溶剂接触的上述零件，增强的聚酯可以代替玻纤填充的酚醛、环氧等热固性塑料。聚苯醚（聚苯撑氧）（PPO）改性聚苯醚（MPPO）在高温下有良好的力学性能，特别是抗张强度和蠕变性能好，有较高的耐热性（长期使用温度为-127+120C），成型收缩率低尺寸稳定性强，耐高浓度的无机酸、有机酸、盐的水溶液、碱及水蒸气，但溶于氯化烃和芳香烃中，在丙酮、苯甲醇、石油中龟裂和膨胀。适于作在高温下的耐磨受力零件和耐腐蚀的化工设备与零件，如泵叶轮、阀门、管道等，还可以代替不锈钢作外科医疗器械。聚四氟乙烯（PTFE、F-4）具有优异的化学稳定性，与强酸、强碱或强氧化剂均不起作用，有很高的耐热性，耐寒性，使用温度自-180C到250C，摩擦系数很低，是极好的自润滑材料。缺点是力学性能较低，刚性差有冷流动性，热导热率低，热膨胀大，耐磨性不高（可加入填充剂，适当改善），需采用预压烧结的方法，成型加工费用较高。主要用作耐化学腐蚀、耐高温的密封元件，如填料、衬垫、涨垫、阀座、阀片，也用作输送腐蚀介质的高温管道，耐腐蚀衬里，容器以及轴承、导轨、无油润滑活塞环、密封圈等。其分散液可以作涂层及浸渍多孔制品。填充聚四氟乙烯（PTFE）用玻璃纤维粉末、二硫化钼、石墨、氧化镉、硫化钨、青铜粉、铅粉等填充的聚四氟乙烯在承载能力、刚性、PV极限值等方面都有不同的提高。用于高温或腐蚀介质中工作的摩擦零件如活塞环等。聚三氟氯乙烯（PCTFE、F-3）耐热性、电性能和化学稳定性仅次于F-4，在180C的酸、碱和盐的溶液中亦不溶胀和或侵蚀，机械强度、抗蠕变性能、硬度都比F-4好些，长期使用温度为-195190C之间，但要求长期保持弹性时，则最高使用温度为120C，涂层与金属有一定的附着力，其表面坚韧、耐磨、有较高的强度。作耐腐蚀的设备与零件，悬浮液涂于金属表面可作防腐、电绝缘防潮等涂层。聚全氟乙烯丙烯（FEP、F-46）力学、电性能和化学稳定性基本于F-4相同，但突出的优点是冲击韧性高，即使带缺口的试样也冲不断，能在-85C205C温度范围内长期使用。同F-4用于制作要求大批量生产或外形复杂的零件，并用注射成型代替F-4的冷压烧结成型。聚酰亚胺（PI）能耐高温、高强度，可在260C温度下长期使用，耐磨性能好，且在高温下稳定、挥发物少，电性能、耐辐射性能好，不溶于有机溶剂和不受酸的侵蚀，但在强酸、沸水、蒸汽持续作用下会破坏，主要缺点是质脆，对缺口敏感，不宜在室外长期使用。适用于高温、高真空条件下作减磨、自润滑零件，高温电动机电器零件。 摘自机械设计手册第一卷*机械工程材料仅供学习与参考