Επιλογή πλαστικού υλικού

Στο σημερινό ταχέως εξελισσόμενο βιομηχανικό τοπίο, τα πλαστικά υλικά έχουν γίνει ένα απαραίτητο συστατικό λόγω της ανώτερης απόδοσης και του ευρέος φάσματος εφαρμογών τους.Δεν είναι μόνο πανταχού παρούσες στην καθημερινή ζωή, αλλά διαδραματίζουν επίσης κρίσιμο ρόλο σε πολλούς τομείς, όπως οι βιομηχανίες υψηλής τεχνολογίαςΜε τη συνεχή πρόοδο της επιστήμης των υλικών, η ποικιλία και η απόδοση των πλαστικών υλικών αυξάνονται συνεχώς.Παρουσίαση μηχανικών και σχεδιαστών με περισσότερες επιλογές και προκλήσειςΤο πώς να επιλέξουμε το πιο κατάλληλο πλαστικό υλικό από τις αμέτρητες επιλογές για μια συγκεκριμένη εφαρμογή έχει γίνει ένα περίπλοκο αλλά κρίσιμο ζήτημα.Αυτό το άρθρο έχει ως στόχο να παρέχει έναν ολοκληρωμένο οδηγό για να βοηθήσει τους αναγνώστες να κατανοήσουν τις βασικές ιδιότητες των πλαστικών υλικών, τεχνικές επεξεργασίας, απαιτήσεις απόδοσης και πώς επηρεάζουν τις επιδόσεις και το κόστος του τελικού προϊόντος.Θα συζητήσουμε τα χημικά και φυσικά χαρακτηριστικά των διαφόρων πλαστικών υλικών, αναλύουν την απόδοσή τους σε διαφορετικές περιβαλλοντικές και εφαρμοστικές συνθήκες και προσφέρουν πρακτικές συμβουλές για την επιλογή.Ελπίζουμε να βοηθήσουμε τους αναγνώστες να λάβουν τεκμηριωμένες αποφάσεις κατά τη διάρκεια της φάσης σχεδιασμού και ανάπτυξης του προϊόντος, διασφαλίζοντας την αξιοπιστία, την αντοχή και την οικονομική αποτελεσματικότητα των προϊόντων.Εξερευνώντας τα μυστικά τους και μαθαίνοντας πώς να εφαρμόζουν αυτές τις γνώσεις στο πρακτικό σχεδιασμό προϊόντωνΕίτε είστε ένας έμπειρος μηχανικός είτε ένας νεοεισερχόμενος στον τομέα της επιστήμης των υλικών, ελπίζουμε ότι αυτό το άρθρο θα σας παρέχει πολύτιμες πληροφορίες και έμπνευση.Ας ξεκινήσουμε μαζί αυτό το ταξίδι για να αποκαλύψουμε τα μυστήρια της επιλογής των πλαστικών υλικών..

Επιλογή πλαστικού υλικού

Μέχρι σήμερα, έχουν αναφερθεί πάνω από δέκα χιλιάδες είδη ρητίνης, εκ των οποίων χιλιάδες παράγονται βιομηχανικά.Η επιλογή των πλαστικών υλικών περιλαμβάνει την επιλογή της κατάλληλης ποικιλίας από την ευρεία γκάμα των τύπων ρητίνης.Στην πρώτη ματιά,η πληθώρα των διαθέσιμων ποικιλιών πλαστικών μπορεί να είναι συντριπτική.Ωστόσο,δεν έχουν εφαρμοστεί ευρέως όλα τα είδη ρητίνης.Η επιλογή των πλαστικών υλικών που αναφερόμαστε δεν είναι αυθαίρετη, αλλά φιλτράρεται μέσα στους συνήθως χρησιμοποιούμενους τύπους ρητίνης.

Αρχές για την επιλογή των πλαστικών υλικών:

Ι.Αναπροσαρμοσιμότητα των πλαστικών υλικών

• Συγκριτική απόδοση διαφόρων υλικών

• Οι συνθήκες δεν είναι κατάλληλες για την επιλογή των πλαστικών·

• Προϋποθέσεις κατάλληλες για την επιλογή των πλαστικών.

ΙΙ.Αποτελέσματα των πλαστικών προϊόντων

Όροι χρήσης των πλαστικών προϊόντων:

α. Μηχανική πίεση στα πλαστικά προϊόντα·

β.Ηλεκτρικές ιδιότητες των πλαστικών προϊόντων·

γ.Απαιτήσεις διαμετρικής ακρίβειας των πλαστικών προϊόντων·

δ.Απαιτήσεις διαπερατότητας των πλαστικών προϊόντων·

ε.Απαιτήσεις διαφάνειας των πλαστικών προϊόντων·

στ.Απαιτήσεις για την εμφάνιση των πλαστικών προϊόντων.

Περιβάλλον χρήσης των πλαστικών προϊόντων:

α. θερμοκρασία περιβάλλοντος·

β. υγρασία του περιβάλλοντος·

γ. Μέσα επαφής·

δ.Φως,οξυγόνο και ακτινοβολία στο περιβάλλον.

ΙΙΙ.Δυναμικότητα επεξεργασίας πλαστικών

• Επεξεργασιμότητα των πλαστικών·

• κόστος επεξεργασίας των πλαστικών·

• Απορρίμματα που παράγονται κατά την επεξεργασία πλαστικών.

IV.Κοστί των πλαστικών προϊόντων

• τιμές των πλαστικών πρώτων υλών·

• διάρκεια ζωής των πλαστικών προϊόντων·

• Τα έξοδα συντήρησης των πλαστικών προϊόντων.

Κατά τη διαδικασία επιλογής, ορισμένες ρητίνες έχουν πολύ παρόμοιες ιδιότητες, γεγονός που δυσκολεύει την επιλογή.Η επιλογή του πιο κατάλληλου απαιτεί πολλαπλή εξέταση και επανειλημμένο ζύγισμα προτού ληφθεί απόφασηΣυνεπώς, η επιλογή των πλαστικών υλικών είναι ένα πολύπλοκο καθήκον και δεν υπάρχουν προφανείς κανόνες που πρέπει να ακολουθούνται.Ένα πράγμα που πρέπει να σημειωθεί είναι ότι τα δεδομένα απόδοσης των πλαστικών υλικών που αναφέρονται από διάφορα βιβλία και εκδόσεις μετρούνται υπό συγκεκριμένες συνθήκες, οι οποίες μπορεί να διαφέρουν σημαντικά από τις πραγματικές συνθήκες εργασίας.

Βήματα επιλογής υλικού:

Η επιλογή υλικών πρέπει να ακολουθήσει τα ακόλουθα βήματα όταν αντιμετωπίζεται το σχέδιο σχεδιασμού ενός προϊόντος που θα αναπτυχθεί:

• Πρώτον,να προσδιοριστεί εάν το προϊόν μπορεί να κατασκευαστεί με πλαστικά υλικά.

• Δεύτερον,εάν διαπιστωθεί ότι τα πλαστικά υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή,τότε το ποιο πλαστικό υλικό θα πρέπει να επιλεγεί γίνεται ο επόμενος παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη.

Επιλογή πλαστικών υλικών με βάση την ακρίβεια του προϊόντος:

Διαθέσιμες ποικιλίες πλαστικών υλικών ποιότητας ακρίβειας

1 Κανένας

2 Κανένας

3 PS, ABS, PMMA, PC, PSF, PPO, PF, AF, EP, UP, F4, UHMW, PE πλαστικά ενισχυμένα με 30%GF (τα πλαστικά ενισχυμένα με 30%GF έχουν την υψηλότερη ακρίβεια)

4 τύποι PA, χλωριωμένο πολυέτερο, HPVC κλπ.

5 POM, PP, HDPE κλπ.

6 SPVC, LDPE, LLDPE κλπ.

Δείκτες μέτρησης της θερμικής αντοχής των πλαστικών προϊόντων:

Οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενοι δείκτες είναι η θερμική θερμοκρασία εκτροπής, η θερμοκρασία αντίστασης θερμότητας Martin και το σημείο μαλακώσεως Vicat, με τη θερμική θερμοκρασία εκτροπής να είναι η πιο συνηθισμένη.

Δυναμικότητα αντοχής στη θερμότητα κοινών πλαστικών ((Αν τροποποιηθεί):

Υλικό Θερμική απόσβεση Θερμοκρασία Vicat σημείο μαλακώματος Martin θερμική αντίσταση Θερμοκρασία

HDPE 80°C 120°C -

LDPE 50°C 95°C -

ΕΒΑ - 64°C -

PP 102°C 110°C -

PS 85°C 105°C -

PMMA 100°C 120°C -

PTFE 260°C 110°C -

ABS 86°C 160°C 75°C

PSF 185°C 180°C 150°C

POM 98°C 141°C 55°C

PC 134°C 153°C 112°C

PA6 58°C 180°C 48°C

PA66 60°C 217°C 50°C

PA1010 55°C 159°C 44°C

PET 70°C - 80°C

PBT 66°C 177°C 49°C

PPS 240°C - 102°C

ΠΡΟ 172°C - 110°C

ΠΙ 360°C 300°C -

LCP 315°C - -

Αρχές επιλογής ανθεκτικών στη θερμότητα πλαστικών:

• Εξετάστε το επίπεδο αντοχής στη θερμότητα:

α.Παρέχουν τις απαιτήσεις αντοχής στην θερμότητα χωρίς να επιλέγουν πολύ υψηλή,καθώς μπορεί να αυξήσουν το κόστος.

β.Προτιμότερο να χρησιμοποιούνται τροποποιημένα πλαστικά γενικής χρήσης.Τα ανθεκτικά στην θερμότητα πλαστικά ανήκουν κυρίως σε ειδικά πλαστικά,τα οποία είναι ακριβά.Τα πλαστικά γενικής χρήσης είναι σχετικά φθηνότερα.

γ.Προτιμάται να χρησιμοποιούνται πλαστικά γενικής χρήσης με μεγάλο περιθώριο μεταβολής της αντοχής στη θερμότητα.

• Εξετάστε περιβαλλοντικούς παράγοντες:

α.Αντίσταση σε θερμότητα στιγμιαία και μακροχρόνια·

β.Αντίσταση στην ξηρή και υγρή θερμότητα·

γ.Αντίσταση στη μέση διάβρωση·

δ.Αντίσταση θερμότητας σε οξυγόνο και χωρίς οξυγόνο·

ε.Αντίσταση θερμότητας υπό φόρτιση και χωρίς φόρτιση.

Τροποποίηση της αντοχής σε θερμότητα των πλαστικών:

Τελική τροποποίηση της αντοχής στη θερμότητα:

Οι περισσότερες ανόργανες ανόργανες χημικές γεμίσεις,εκτός από τις οργανικές ύλες,μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την θερμοκρασία αντοχής θερμότητας των πλαστικών.ΜύκαΌσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων του γεμιστήρα, τόσο μεγαλύτερο είναι το αποτέλεσμα τροποποίησης.

• Νανογεμιστικά:

• PA6 γεμάτο με 5% νανομοντμοριλονίτη, η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας μπορεί να αυξηθεί από 70°C σε 150°C.

• PA6 γεμάτο με 10% νάνο θάλασσας αφρός,η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας μπορεί να αυξηθεί από 70°C σε 160°C.

• PA6 γεμάτο με 5% συνθετικό βλέννα,η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας μπορεί να αυξηθεί από 70°C σε 145°C.

• Παραδοσιακά συμπληρώματα:

• PBT γεμάτο με 30% ταλκ,η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας μπορεί να αυξηθεί από 55°C σε 150°C.

• PBT γεμάτο με 30% μίκα, η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας μπορεί να αυξηθεί από 55°C σε 162°C.

Μεταβολή ενισχυμένης αντοχής στη θερμότητα:

Η βελτίωση της θερμικής αντοχής των πλαστικών μέσω της τροποποίησης της ενίσχυσης είναι ακόμη πιο αποτελεσματική από την πλήρωση.βούρτσαΚαι πολυπυρηνικό.

• Κρυσταλλική ρητίνη ενισχυμένη με 30% γυάλινη ίνα για τροποποίηση της αντοχής στη θερμότητα:

• η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας του PBT αυξάνεται από 66°C σε 210°C·

• η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας του PET αυξάνεται από 98°C σε 238°C·

• η θερμοκρασία εκτροπής της θερμότητας του PP αυξάνεται από 102°C σε 149°C·

• η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας του HDPE αυξάνεται από 49°C σε 127°C·

• η θερμοκρασία εκτροπής της θερμότητας του PA6 αυξάνεται από 70°C σε 215°C·

• η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας του PA66 αυξάνεται από 71°C σε 255°C·

• η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας του POM αυξάνεται από 110°C σε 163°C·

• Η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας του PEEK αυξάνεται από 230°C σε 310°C.

• Αμορφική ρητίνη ενισχυμένη με 30% γυάλινη ίνα για τροποποίηση της αντοχής στη θερμότητα:

• η θερμοκρασία εκτροπής της θερμότητας του PS αυξάνεται από 93°C σε 104°C·

• η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας του PC αυξάνεται από 132°C σε 143°C·

• η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας του συστήματος αναφοράς αυξάνεται από 90°C σε 105°C·

• Η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας του ABS αυξάνεται από 83°C σε 110°C.

• η θερμοκρασία εκτροπής της θερμότητας του PSF αυξάνεται από 174°C σε 182°C·

• Η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας του MPPO αυξάνεται από 130°C σε 155°C.

Τροποποίηση της θερμικής αντοχής στο πλαστικό μείγμα

Η ανάμειξη πλαστικών για την ενίσχυση της αντοχής στην θερμότητα συνεπάγεται την ενσωμάτωση υψηλής αντοχής στην θερμότητα ρητίνων σε χαμηλής αντοχής στην θερμότητα ρητίνες, αυξάνοντας έτσι την αντοχή τους στην θερμότητα.Αν και η βελτίωση της αντοχής στη θερμότητα δεν είναι τόσο σημαντική όσο αυτή που επιτυγχάνεται με την προσθήκη θερμοανθεκτικών τροποποιητώνΤο πλεονέκτημα είναι ότι δεν επηρεάζει σημαντικά τις αρχικές ιδιότητες του υλικού, ενώ ενισχύει την αντοχή στη θερμότητα.

• ABS/PC:Η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας μπορεί να αυξηθεί από 93°C σε 125°C.

• ABS/PSF ((20%):Η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας μπορεί να φθάσει τους 115°C.

• HDPE/PC ((20%):Το σημείο μαλακώσεως Vicat μπορεί να αυξηθεί από 124°C σε 146°C.

• PP/CaCo3/EP:Η θερμοκρασία εκτροπή θερμότητας μπορεί να αυξηθεί από 102°C σε 150°C.

Τροποποίηση της αντοχής θερμότητας στα πλαστικά

Τα πλαστικά διασταύρωσης για τη βελτίωση της αντοχής στη θερμότητα χρησιμοποιούνται συνήθως σε ανθεκτικούς στη θερμότητα σωλήνες και καλώδια.

• HDPE:Μετά την επεξεργασία διασταύρωσης με σιλάνο, η θερμική του θερμοκρασία εκτροπή μπορεί να αυξηθεί από τους αρχικούς 70°C στους 90-110°C.

• PVC:Μετά τη διασταύρωση, η θερμική του θερμοκρασία εκτροπή μπορεί να αυξηθεί από τους αρχικούς 65°C στους 105°C.

Ειδική επιλογή διαφανών πλαστικών

Ι.Καθημερινή χρήση διαφανών υλικών:

• Διαφανής ταινία:Η συσκευασία χρησιμοποιεί PE,PP,PS,PVC, και PET, κλπ.,η γεωργία χρησιμοποιεί PE,PVC, και PET, κλπ.

• Διαφανή φύλλα και πάνελ:χρησιμοποιήστε PP,PVC,PET,PMMA και PC, κλπ.

• Διαφανείς σωλήνες:χρησιμοποιήστε PVC,PA, κλπ.

• Διαφανή μπουκάλια:χρησιμοποιήστε PVC,PET,PP,PS και PC, κλπ.

ΙΙ.Υλικά εξοπλισμού φωτισμού:

Χρησιμοποιείται κυρίως ως σκιά λάμπας, συνηθισμένο PS, τροποποιημένο PS, AS, PMMA και PC.

III.Υλικά οπτικών οργάνων:

• Σώματα σκληρών φακών:Χρησιμοποιούνται κυρίως CR-39 και J.D.

• Λινκς επαφής:Συνήθως χρησιμοποιείται HEMA.

IV.Υλικά παρόμοια με γυαλί:

• Γυαλί αυτοκινήτων:Συνήθως χρησιμοποιούνται PMMA και PC.

• Αρχιτεκτονικό γυαλί:Συνήθως χρησιμοποιούνται PVF και PET.

V.Υλικά ηλιακής ενέργειας:

Συνήθως χρησιμοποιούνται PMMA, PC, GF-UP, FEP, PVF και SI, κλπ.

VI.Υλικά οπτικών ινών:

Το κεντρικό στρώμα χρησιμοποιεί PMMA ή PC, και το στρώμα επένδυσης είναι ένα πολυμερές φθοροολεφίνης, τύπου φθοριωμένου μεθυλομεθακρυλικού.

VII.CD Υλικά:

Συχνά χρησιμοποιούμενα PC και PMMA.

VIII.Διαφανή υλικά ενσωμάτωσης:

Πυρηνικά σκληρυμένα PMMA, FEP, EVA, EMA, PVB κλπ.

Ειδική επιλογή υλικού για διαφορετικούς σκοπούς των σπιτιών

• Εγκαταστάσεις τηλεόρασης:

• Μικρό μέγεθος: Τροποποιημένο PP·

• Μεσαίου μεγέθους: Τροποποιημένα κράματα PP,HIPS,ABS και PVC/ABS

• Μεγάλο μέγεθος:ABS.

• Εξωτερικές και εσωτερικές επικάλυψεις θυρών ψυγείων:

• χρησιμοποιούν συνήθως σανίδες HIPS, σανίδες ABS και σανίδες σύνθετες HIPS/ABS·

• Προς το παρόν, το ABS είναι το κύριο υλικό, μόνο τα ψυγεία Haier χρησιμοποιούν τροποποιημένο HIPS.

• Πλυντήρια:

• Οι εσωτερικοί κουβάδες και τα καλύμματα χρησιμοποιούν κυρίως PP, μια μικρή ποσότητα χρησιμοποιεί κράματα PVC/ABS.

• Κλιματιστικά:

• Χρησιμοποιήστε ενισχυμένο ABS, AS, PP.

• Ηλεκτρικοί ανεμιστήρες:

• Χρησιμοποιήστε ABS,AS,GPPS.

• Σκουπίδια:

• Χρησιμοποιήστε ABS, HIPS, τροποποιημένο PP.

• Σίδηρο:

• Μη ανθεκτικό στη θερμότητα: τροποποιημένο PP·

• Ανθεκτικότητα στη θερμότητα: ABS, PC, PA, PBT, κλπ.

• Φούρνοι μικροκυμάτων και κατσαρόλες ρυζιού:

• Μη ανθεκτικό στη θερμότητα: τροποποιημένο PP και ABS·

• Ανθεκτικότητα στη θερμότητα:PES,PEEK,PPS,LCP,ελπ.

• Ραδιόφωνα, συσκευές εγγραφής, συσκευές εγγραφής βίντεο:

• Χρησιμοποιήστε ABS, HIPS, κλπ.

• Τηλέφωνα:

• Χρησιμοποιήστε ABS, HIPS, τροποποιημένο PP, PVC/ABS, κλπ.