【工(gong)程塑料】工(gong)程塑料種類有哪些 工(gong)程塑料配方(fang)分(fen)析

塑料種類有哪些

1.按樹脂的性質分類。

2.熱塑(su)性(xing)塑(su)料(liao)(liao)：在特(te)定溫(wen)度范圍內能反復加熱軟化和(he)冷卻(que)硬(ying)化的塑(su)料(liao)(liao)。 如聚乙(yi)烯塑(su)料(liao)(liao)、聚氯(lv)乙(yi)烯塑(su)料(liao)(liao)。

3.熱(re)固(gu)性塑料(liao)：因受熱(re)或其(qi)它(ta)條(tiao)件能固(gu)化成不(bu)熔(rong)不(bu)溶(rong)性物料(liao)的塑料(liao)。如(ru)酚醛(quan)塑料(liao)、環氧塑料(liao)等(deng)。

4.按塑料使用范圍分類。

5.通用塑料(liao)：指(zhi)產量(liang)大、用途廣、成型性好、價廉的(de)塑料(liao)。如(ru)聚(ju)乙烯(xi)(xi)、聚(ju)丙烯(xi)(xi)、聚(ju)氯乙烯(xi)(xi)等(deng)。

6.工程塑料：指能承受一定的外力作用，并有良好的機械性能和尺寸穩定性，在高、低溫下仍能保持其優良性能，可以作為工程結構件的塑料。如ABS、尼(ni)龍、聚(ju)礬等。

7.特種(zhong)塑(su)料(liao)：般指(zhi)具有特種(zhong)功能(neng)（如耐熱、自潤(run)滑等），應用于特殊(shu)要求的(de)塑(su)料(liao)。如氟(fu)塑(su)料(liao)、有機硅等。

塑料的基本性能

1.質輕(qing)(qing)、比強度(du)高。塑(su)料質輕(qing)(qing)，一般塑(su)料的(de)密度(du)都在0.9~2.3克/厘(li)米3之間，只有鋼鐵的1/8~1/4、鋁的1/2左(zuo)右，而各(ge)種(zhong)泡(pao)沫(mo)塑料的(de)密度更(geng)低，約在0.01~0.5克(ke)/厘(li)米3之間。按單(dan)位(wei)質(zhi)量(liang)計算(suan)的(de)強度(du)稱為比強度(du)，有些增強塑(su)料(liao)的(de)比強度(du)接近甚至超過(guo)鋼(gang)材(cai)(cai)。例如合(he)金鋼(gang)材(cai)(cai)，其單(dan)位(wei)質(zhi)量(liang)的(de)拉伸強度(du)為160兆帕，而用玻璃(li)纖維增強的塑料可(ke)達(da)到170~400兆帕(pa)。

2.優(you)(you)異的(de)電(dian)(dian)絕緣性(xing)能(neng)。幾乎所(suo)有(you)的(de)塑料(liao)都(dou)具有(you)優(you)(you)異的(de)電(dian)(dian)絕緣性(xing)能(neng)，如極小的(de)介電(dian)(dian)損(sun)耗和優(you)(you)良的(de)耐電(dian)(dian)弧特性(xing)，這(zhe)些性(xing)能(neng)可與(yu)陶瓷媲美。

3.優良的化學穩定性能。一般塑料制品對酸堿等化學藥品均有良好的耐腐蝕能力，特別是聚四氟乙烯的耐化學腐蝕性能比黃金還要好，甚至能耐"王水(shui)"等強(qiang)腐蝕(shi)性(xing)電解質的腐蝕(shi)，被稱(cheng)為(wei)"塑料王(wang)"。

4.減(jian)摩(mo)(mo)、耐磨(mo)(mo)性(xing)(xing)能(neng)好。大多數(shu)塑料具有優良(liang)的減(jian)摩(mo)(mo)、耐磨(mo)(mo)和(he)自潤(run)(run)滑特性(xing)(xing)。許多工程塑料制造的耐摩(mo)(mo)擦零件就是利用塑料的這些特性(xing)(xing)，在耐磨(mo)(mo)塑料中加入某(mou)些固體潤(run)(run)滑劑(ji)和(he)填料時(shi)，可降(jiang)低其(qi)摩(mo)(mo)擦系數(shu)或進一步提高其(qi)耐磨(mo)(mo)性(xing)(xing)能(neng)。

5.透(tou)光(guang)及防(fang)護性(xing)能。多(duo)(duo)數塑(su)料(liao)都可(ke)以作為(wei)透(tou)明或半透(tou)明制品(pin)，其(qi)中聚(ju)苯乙烯和丙烯酸酯(zhi)類塑(su)料(liao)象玻(bo)璃(li)一樣透(tou)明。有(you)(you)機玻(bo)璃(li)化學名稱(cheng)為(wei)聚(ju)甲基丙烯酸甲酯(zhi)，可(ke)用(yong)作航空玻(bo)璃(li)材料(liao)。聚(ju)氯乙烯、聚(ju)乙烯、聚(ju)丙烯等塑(su)料(liao)薄(bo)膜(mo)具有(you)(you)良(liang)好的透(tou)光(guang)和保(bao)暖性(xing)能，大量(liang)用(yong)作農用(yong)薄(bo)膜(mo)。塑(su)料(liao)具有(you)(you)多(duo)(duo)種防(fang)護性(xing)能，因此常用(yong)作防(fang)護保(bao)裝用(yong)品(pin)，如塑(su)料(liao)薄(bo)膜(mo)、箱、桶(tong)、瓶等。

6.減震、消音(yin)(yin)性能(neng)優良(liang)。某些(xie)塑料柔韌而富于彈性，當它(ta)受到外(wai)界頻繁的(de)機械沖擊(ji)和(he)振(zhen)動(dong)時，內(nei)部產生粘(zhan)性內(nei)耗(hao)，將機械能(neng)轉變成熱能(neng)，因此，工程上用作(zuo)減震消音(yin)(yin)材料。例如，用工程塑料制作(zuo)的(de)軸(zhou)承(cheng)和(he)齒可減小噪音(yin)(yin)，各(ge)種(zhong)泡沫塑料更是廣泛使用的(de)優良(liang)減震消音(yin)(yin)材料。

上述塑料(liao)的優良性能，使它在工農業生(sheng)產和(he)人(ren)們(men)的日常生(sheng)活(huo)(huo)中(zhong)具有(you)廣泛(fan)用(yong)途；它已從過去作為金屬、玻璃、陶瓷、木(mu)材(cai)(cai)和(he)纖維等(deng)材(cai)(cai)料(liao)的代用(yong)品，而(er)一(yi)躍成為現(xian)代生(sheng)活(huo)(huo)和(he)尖(jian)端工業不可缺少的材(cai)(cai)料(liao)。

然而，塑料也有不足之處。例如，耐熱性比金屬等材料差，一般塑料僅能在100℃以下(xia)溫度使用，少數(shu)200℃左右使用；塑(su)料的(de)熱膨脹系數(shu)要比金屬(shu)大(da)3~10倍(bei)，容易受(shou)溫度變(bian)化(hua)而影響(xiang)尺寸的(de)穩定性；在載荷作(zuo)用下，塑(su)料(liao)(liao)會緩慢地產生(sheng)粘性流動或(huo)(huo)變(bian)形(xing)，即蠕(ru)變(bian)現象；此外(wai)，塑(su)料(liao)(liao)在大氣、陽光、長期的(de)壓力或(huo)(huo)某些(xie)質作(zuo)用下會發生(sheng)老(lao)化(hua)，使性能(neng)變(bian)壞等。塑(su)料(liao)(liao)的(de)這些(xie)缺(que)點或(huo)(huo)多或(huo)(huo)少地影響(xiang)或(huo)(huo)限制了它的(de)應用。但是，隨著塑(su)料(liao)(liao)工業的(de)發展和(he)塑(su)料(liao)(liao)材料(liao)(liao)研究工作(zuo)的(de)深入，這些(xie)缺(que)點正被(bei)逐(zhu)漸克服(fu)，性能(neng)優(you)異(yi)的(de)新穎塑(su)料(liao)(liao)和(he)各種(zhong)塑(su)料(liao)(liao)復(fu)合材料(liao)(liao)正不斷涌現。

工程塑料配方分析

1.單因素變量配方設計法

單因素(su)(su)變量(liang)(liang)配方是指只有一個助劑的(de)(de)(de)加入量(liang)(liang)影(ying)響制(zhi)品性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)配方。此種配方的(de)(de)(de)設計常采用消去法(fa)。鑒于制(zhi)品的(de)(de)(de)物理(li)性能(neng)(neng)在因素(su)(su)區間為單值(zhi)函(han)數，所以(yi)，在搜(sou)索(suo)區間內(nei)任(ren)取兩點，比較它(ta)們(men)的(de)(de)(de)函(han)數值(zhi)，舍去一個。在縮(suo)小(xiao)的(de)(de)(de)搜(sou)索(suo)區間內(nei)進(jin)行下(xia)一步(bu)試(shi)驗，使區間縮(suo)小(xiao)到允許誤差之內(nei)。采用的(de)(de)(de)搜(sou)索(suo)方法(fa)有一下(xia)幾種。

①爬山法(逐步提高法)：該方法具體為：先找一個起點A．這個起點一般(ban)為原(yuan)生產配方或一個憑經(jing)驗(yan)估計的(de)配方。在A點向該原材料增(zeng)加的(de)方向B點做試(shi)驗(yan)。如果B點好，原材(cai)料就增(zeng)加；如(ru)果C點好，原(yuan)材料就減少(shao)。這(zhe)樣一步(bu)步(bu)改變，如爬(pa)到(dao)W點，再(zai)增(zeng)加或減少效果反而不好，則W點就是(shi)要(yao)尋找的該原材料的最(zui)佳(jia)值。該法的關(guan)鍵(jian)是(shi)起點位置、試驗(yan)范圍(wei)和步(bu)(bu)長的選擇。起點和試驗(yan)范圍(wei)選得(de)好，可減少試驗(yan)次數；步(bu)(bu)長一般開始時(shi)大．接近最(zui)佳(jia)點時(shi)改小一些。該法的特點是(shi)生產損失小，適合于工廠小幅度(du)調整(zheng)配方。

②黃金分割法(0.618法(fa))：該法(fa)是(shi)根據數學(xue)上(shang)的(de)(de)黃金分(fen)割(ge)定律演(yan)變而來(lai)的(de)(de)。具體做(zuo)法(fa)是(shi)：先在配(pei)方試驗范(fan)圍(A，B)的0. 618點(dian)作第一次試驗，再在其對(dui)稱點(dian)(試驗范圍的0.382處)做第二次試(shi)驗，比(bi)較兩點的(de)試(shi)驗結果(指制品的力學性能(neng))，去(qu)掉“壞點(dian)”以外的(de)部分(fen)，在剩下的(de)部分(fen)繼續取(qu)已(yi)試(shi)點(dian)的(de)對稱點(dian)進(jin)行試(shi)驗(yan)(yan)(yan)，再比較，再取(qu)舍，逐步(bu)縮小試(shi)驗(yan)(yan)(yan)范圍，達到(dao)最終目的(de)。此法(fa)必須(xu)嚴格保持(chi)每次(ci)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)的(de)原材(cai)料和工藝條(tiao)件一(yi)致(zhi)，否則無法(fa)決定取(qu)舍方(fang)法(fa)．該法(fa)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)次(ci)數少，較為方(fang)便．適于推廣。

③平分法(對分法)：此(ci)法適于在試驗范圍(wei)內(nei)制品有(you)一定的(de)物理性能(neng)指(zhi)標(目標函數是單調的)，以此標準作為對比條件，同時還應預(yu)先(xian)知道該(gai)變量對制(zhi)品的(de)(de)物理性能的(de)(de)影響規律，才(cai)能依據試(shi)驗(yan)結果(guo)判斷(duan)該(gai)原材料用量的(de)(de)多或少。該(gai)法每個試(shi)驗(yan)點都(dou)取在范圍(wei)(wei)的(de)(de)中點上．根(gen)據試(shi)驗(yan)結果(guo)．去(qu)掉試(shi)驗(yan)范圍(wei)(wei)的(de)(de)某—半，然(ran)后再在保留(liu)范圍(wei)(wei)的(de)(de)中點做(zuo)第(di)二次試(shi)驗(yan)，再根(gen)據第(di)二次試(shi)驗(yan)結果(guo)將范圍(wei)(wei)縮小(xiao)一半．這樣逼(bi)近最佳點范圍(wei)(wei)的(de)(de)速度(du)很快(kuai)．而且取點也極為方便。

④分(fen)批(pi)(pi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)法：可(ke)(ke)分(fen)為均(jun)分(fen)分(fen)批(pi)(pi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)法和(he)比(bi)(bi)例分(fen)割(ge)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)法兩種。均(jun)分(fen)分(fen)批(pi)(pi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)法是在(zai)(zai)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)范圍內均(jun)勻安(an)排每批(pi)(pi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)配方(fang)，比(bi)(bi)較結(jie)果，留下(xia)好的結(jie)果范圍。在(zai)(zai)這留下(xia)的部分(fen)，再(zai)均(jun)勻分(fen)成(cheng)數份，再(zai)做一批(pi)(pi)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)．這樣不斷做下(xia)去，就能找到最佳的配方(fang)重量范圍。在(zai)(zai)工窄(zhai)范圍內，等分(fen)的結(jie)果較好，且(qie)又相當接近，即可(ke)(ke)終止試(shi)(shi)驗(yan)(yan)。此(ci)法試(shi)(shi)驗(yan)(yan)總(zong)時(shi)間短(duan)且(qie)快，但總(zong)的試(shi)(shi)驗(yan)(yan)次數多(duo)。

比(bi)例分割(ge)試(shi)驗(yan)(yan)法與(yu)該法相似，只是試(shi)驗(yan)(yan)點不(bu)是均(jun)勻劃(hua)分，而是按一(yi)定比(bi)例劃(hua)分的。該法由于試(shi)驗(yan)(yan)效果、試(shi)驗(yan)(yan)誤差等(deng)原因，不(bu)易鑒別，所以(yi)一(yi)般(ban)工廠常(chang)用均(jun)勻分批(pi)試(shi)驗(yan)(yan)法。

2.多因素變量配方設計怯

多(duo)因素(su)變量配方(fang)是指有兩(liang)個或兩(liang)個以上因素(su)影響制品性能的(de)配方(fang)．目(mu)前常(chang)用(yong)的(de)多(duo)因素(su)變量設(she)計法(fa)(fa)主要有正交設(she)計法(fa)(fa)和中心復合試(shi)驗設(she)計法(fa)(fa)。

①正交設計法 此法是一種應用數理統計原理進行科學安排和分析多因素變量的實驗方法。其優點是可以大幅度減少試驗次數，尤其是實驗中變量(因素)越多，減少(shao)程度越明顯(xian)。它可在(zai)眾(zhong)多實(shi)驗(yan)次數中，優選(xuan)出具(ju)有(you)代表性的(de)實(shi)驗(yan)，通過盡可能(neng)少(shao)的(de)實(shi)驗(yan)，找出最(zui)佳(jia)(jia)配方(fang)和工藝條件。有(you)時最(zui)佳(jia)(jia)配方(fang)可能(neng)并(bing)不在(zai)優選(xuan)的(de)實(shi)驗(yan)中，但可以通過實(shi)驗(yan)結果(guo)處理，推算(suan)出最(zui)佳(jia)(jia)配方(fang)。

常規的實驗方(fang)法為單因素(su)輪換法，即每次(ci)改變其一(yi)個因素(su)．固定其他因素(su)進(jin)行試驗。目前(qian)常用的分析(xi)(xi)方(fang)法有兩種，即直觀分析(xi)(xi)法和方(fang)差(cha)分析(xi)(xi)法。

直(zhi)觀分(fen)析法就是比較(jiao)每(mei)個(ge)水(shui)(shui)(shui)平幾次實(shi)驗取得指(zhi)標(biao)的(de)(de)(de)(de)平均值(zhi)，找出每(mei)個(ge)因素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)最(zui)佳水(shui)(shui)(shui)平，幾個(ge)因素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)最(zui)佳水(shui)(shui)(shui)平組(zu)合起來(lai)(lai)，即為最(zui)佳配(pei)方或(huo)工藝條件(jian)，并通(tong)過計算每(mei)個(ge)因素(su)(su)不同水(shui)(shui)(shui)平所取得的(de)(de)(de)(de)不同指(zhi)標(biao)值(zhi)差(cha)．不同水(shui)(shui)(shui)平之間指(zhi)標(biao)值(zhi)差(cha)的(de)(de)(de)(de)大(da)的(de)(de)(de)(de)因素(su)(su)，即為對指(zhi)標(biao)最(zui)有影響的(de)(de)(de)(de)因素(su)(su)．此法直(zhi)觀、簡便(bian)，但不能區分(fen)因素(su)(su)與水(shui)(shui)(shui)平作用的(de)(de)(de)(de)差(cha)異。方差(cha)分(fen)析法是通(tong)過偏(pian)差(cha)的(de)(de)(de)(de)平方和及自由度等一(yi)系列計算，將因素(su)(su)和水(shui)(shui)(shui)平的(de)(de)(de)(de)變化引起實(shi)驗結果(guo)間的(de)(de)(de)(de)差(cha)異與誤差(cha)的(de)(de)(de)(de)波動區分(fen)開來(lai)(lai)，這樣來(lai)(lai)分(fen)析正交實(shi)驗的(de)(de)(de)(de)結果(guo)，對下(xia)一(yi)步實(shi)驗或(huo)投(tou)入生產的(de)(de)(de)(de)可靠(kao)性(xing)很大(da)，是一(yi)種精確的(de)(de)(de)(de)計算方法，但手段繁(fan)雜。

②中心復合試驗設計法：此法是因在中心點做許多重復試驗而得名的，建立自變量(配(pei)方組分)與(yu)因變量(制(zhi)品(pin)物理性能)之(zhi)間關系(xi)的(de)一(yi)種數(shu)(shu)學方程，因而又(you)稱(cheng)回歸(gui)分析法。可(ke)用(yong)一(yi)個(ge)完全的(de)二(er)次多(duo)元式表示制品性能與添加劑用(yong)量的(de)關系(xi)，然后再求出數(shu)(shu)個(ge)回歸(gui)系(xi)數(shu)(shu)，進行線性變換，按設計安排試驗(yan)(yan)(yan)，在中心(xin)點做重(zhong)復試驗(yan)(yan)(yan)．再進行顯著性統計檢(jian)驗(yan)(yan)(yan)。若有問(wen)題，則改變數(shu)(shu)學模型進一(yi)步研究(jiu)。

此法首先(xian)可(ke)以確定幾個(ge)特(te)定配方(fang)因(yin)(yin)素(su)(su)之(zhi)(zhi)間是否存(cun)在相(xiang)關性(xing)．如果沒有相(xiang)關性(xing)，就(jiu)只能(neng)單(dan)獨處理(li)每(mei)個(ge)因(yin)(yin)素(su)(su)問題；如果存(cun)在相(xiang)關性(xing)．則可(ke)找(zhao)出(chu)合(he)適的(de)(de)(de)數學表達式；其次(ci)，可(ke)根據用戶提出(chu)的(de)(de)(de)幾種塑料制(zhi)品性(xing)能(neng)指(zhi)標值，預(yu)測出(chu)一(yi)個(ge)或(huo)幾個(ge)配方(fang)因(yin)(yin)素(su)(su)變(bian)量(liang)的(de)(de)(de)值或(huo)根據一(yi)個(ge)或(huo)幾個(ge)配方(fang)因(yin)(yin)素(su)(su)變(bian)量(liang)值，頂測出(chu)制(zhi)品性(xing)能(neng)指(zhi)標的(de)(de)(de)范圍(wei)；另外．還可(ke)找(zhao)出(chu)這些因(yin)(yin)素(su)(su)之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)相(xiang)互關系(xi)，找(zhao)出(chu)主要因(yin)(yin)素(su)(su)、次(ci)要因(yin)(yin)素(su)(su)或(huo)可(ke)忽略因(yin)(yin)素(su)(su)，通過方(fang)程式求出(chu)所需性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)配方(fang)因(yin)(yin)素(su)(su)最(zui)佳(jia)組合(he)，畫出(chu)某種性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)等高線，探討各配方(fang)因(yin)(yin)素(su)(su)變(bian)量(liang)對(dui)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)影響，從而預(yu)測物理(li)性(xing)能(neng)。