【工程(cheng)塑(su)(su)料(liao)】工程(cheng)塑(su)(su)料(liao)種(zhong)類有哪些 工(gong)程塑料配方分析

塑料種類有哪些

1.按樹脂的性質分類。

2.熱(re)塑性塑料(liao)：在特定溫(wen)度范圍內能(neng)反復加熱(re)軟化和冷卻硬化的塑料(liao)。 如聚(ju)乙烯塑料(liao)、聚(ju)氯乙烯塑料(liao)。

3.熱固性塑(su)(su)料(liao)(liao)：因受熱或其(qi)它(ta)條件(jian)能固化成不熔(rong)不溶性物料(liao)(liao)的塑(su)(su)料(liao)(liao)。如酚醛塑(su)(su)料(liao)(liao)、環氧塑(su)(su)料(liao)(liao)等(deng)。

4.按塑料使用范圍分類。

5.通用塑料：指產量大(da)、用途廣(guang)、成型性(xing)好、價廉的(de)塑料。如聚(ju)乙烯、聚(ju)丙烯、聚(ju)氯乙烯等。

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、尼龍、聚礬等。

7.特(te)種(zhong)塑料(liao)：般指具有特(te)種(zhong)功能（如耐(nai)熱、自潤滑等），應用于特(te)殊要求的塑料(liao)。如氟塑料(liao)、有機硅等。

塑料的基本性能

1.質輕、比強度(du)高。塑料質輕，一般(ban)塑料的密(mi)度(du)都在(zai)0.9~2.3克/厘米3之間，只有鋼鐵的1/8~1/4、鋁(lv)的1/2左右，而各種泡沫塑(su)料的密度更(geng)低，約在0.01~0.5克/厘(li)米3之間。按單位質量(liang)計(ji)算的(de)強(qiang)度稱為比強(qiang)度，有些增強(qiang)塑料(liao)的(de)比強(qiang)度接近(jin)甚至超過鋼材。例(li)如合(he)金鋼材，其單位質量(liang)的(de)拉伸強(qiang)度為160兆帕(pa)，而用玻璃纖維增強的(de)塑料可(ke)達到(dao)170~400兆帕。

2.優(you)異(yi)的(de)(de)電(dian)(dian)絕緣性能。幾乎所(suo)有(you)的(de)(de)塑料都具有(you)優(you)異(yi)的(de)(de)電(dian)(dian)絕緣性能，如極小的(de)(de)介電(dian)(dian)損耗和優(you)良的(de)(de)耐電(dian)(dian)弧特性，這(zhe)些(xie)性能可(ke)與陶瓷媲美。

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"等強腐(fu)蝕(shi)(shi)性電解質的腐(fu)蝕(shi)(shi)，被稱為"塑料(liao)王"。

4.減(jian)摩、耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)能(neng)好。大多(duo)數塑料具有優良(liang)的減(jian)摩、耐(nai)磨(mo)和自潤滑特性(xing)(xing)。許多(duo)工程(cheng)塑料制造的耐(nai)摩擦零件就(jiu)是利用塑料的這些特性(xing)(xing)，在耐(nai)磨(mo)塑料中加入某(mou)些固體潤滑劑和填料時，可(ke)降(jiang)低其摩擦系數或進(jin)一步提高其耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)能(neng)。

5.透(tou)光及防護性能。多數(shu)塑料(liao)都可以作為透(tou)明(ming)(ming)或半(ban)透(tou)明(ming)(ming)制品(pin)，其中聚(ju)苯(ben)乙烯和(he)丙(bing)烯酸酯(zhi)類塑料(liao)象(xiang)玻璃一樣透(tou)明(ming)(ming)。有(you)機玻璃化學(xue)名稱(cheng)為聚(ju)甲基丙(bing)烯酸甲酯(zhi)，可用(yong)作航空玻璃材料(liao)。聚(ju)氯乙烯、聚(ju)乙烯、聚(ju)丙(bing)烯等塑料(liao)薄(bo)膜(mo)具有(you)良好的透(tou)光和(he)保(bao)暖性能，大(da)量用(yong)作農(nong)用(yong)薄(bo)膜(mo)。塑料(liao)具有(you)多種防護性能，因此常用(yong)作防護保(bao)裝用(yong)品(pin)，如塑料(liao)薄(bo)膜(mo)、箱、桶、瓶等。

6.減(jian)震(zhen)、消音(yin)性(xing)(xing)能優良。某些塑料(liao)(liao)柔韌而富(fu)于彈性(xing)(xing)，當它受(shou)到外界頻繁的機(ji)(ji)械沖(chong)擊和振動時，內部產生粘(zhan)性(xing)(xing)內耗，將機(ji)(ji)械能轉變成熱能，因此，工程(cheng)上用(yong)作減(jian)震(zhen)消音(yin)材料(liao)(liao)。例(li)如，用(yong)工程(cheng)塑料(liao)(liao)制(zhi)作的軸承和齒可減(jian)小噪音(yin)，各種(zhong)泡沫塑料(liao)(liao)更是廣泛(fan)使(shi)用(yong)的優良減(jian)震(zhen)消音(yin)材料(liao)(liao)。

上述塑料(liao)的(de)優良性能，使它(ta)在工農業生產和人們的(de)日常生活(huo)中具(ju)有廣泛(fan)用途；它(ta)已從過去作為金屬(shu)、玻璃、陶瓷、木材(cai)和纖(xian)維等材(cai)料(liao)的(de)代用品，而一躍(yue)成為現代生活(huo)和尖端(duan)工業不可缺(que)少的(de)材(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(yong)，少數200℃左(zuo)右使(shi)用；塑料的熱膨脹系(xi)數要比金屬大3~10倍，容易受溫度變化(hua)而影響(xiang)尺寸的(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing)；在(zai)載(zai)荷作(zuo)用下，塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)會緩(huan)慢(man)地產生(sheng)粘性(xing)流動(dong)或(huo)變形，即蠕(ru)變現象；此外(wai)，塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)在(zai)大氣、陽光、長(chang)期的(de)(de)(de)壓力或(huo)某些質(zhi)作(zuo)用下會發(fa)生(sheng)老化(hua)，使性(xing)能變壞(huai)等(deng)。塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)這(zhe)些缺點(dian)或(huo)多或(huo)少地影響(xiang)或(huo)限制(zhi)了它(ta)的(de)(de)(de)應用。但(dan)是，隨著塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)工業的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)和塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)材料(liao)(liao)(liao)研究工作(zuo)的(de)(de)(de)深入，這(zhe)些缺點(dian)正(zheng)被(bei)逐漸克服，性(xing)能優異的(de)(de)(de)新穎(ying)塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)和各種塑(su)(su)料(liao)(liao)(liao)復合材料(liao)(liao)(liao)正(zheng)不斷涌現。

工程塑料配方分析

1.單因素變量配方設計法

單(dan)因(yin)素變量配(pei)方(fang)是指(zhi)只有一(yi)個(ge)助(zhu)劑的(de)(de)加(jia)入量影響(xiang)制品性(xing)(xing)能的(de)(de)配(pei)方(fang)。此種(zhong)配(pei)方(fang)的(de)(de)設計常采用(yong)(yong)消去(qu)法。鑒于制品的(de)(de)物理性(xing)(xing)能在因(yin)素區(qu)間(jian)為單(dan)值(zhi)函數(shu)，所(suo)以(yi)，在搜索區(qu)間(jian)內任取(qu)兩點(dian)，比較它們的(de)(de)函數(shu)值(zhi)，舍去(qu)一(yi)個(ge)。在縮(suo)小(xiao)(xiao)的(de)(de)搜索區(qu)間(jian)內進行下(xia)一(yi)步試(shi)驗，使區(qu)間(jian)縮(suo)小(xiao)(xiao)到允許誤差之內。采用(yong)(yong)的(de)(de)搜索方(fang)法有一(yi)下(xia)幾種(zhong)。

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(yi)般為原生產(chan)配方(fang)或一(yi)個憑經驗估(gu)計(ji)的配方(fang)。在A點向該原(yuan)材(cai)料(liao)增加的(de)方向B點做試(shi)驗。如果B點好，原材料就(jiu)增(zeng)加；如果C點好，原材料就減少(shao)。這樣一(yi)步步改變，如爬到W點，再增加或減(jian)少效果反而不好，則W點就(jiu)是(shi)要(yao)尋找的(de)該(gai)(gai)原(yuan)材料(liao)的(de)最佳值(zhi)。該(gai)(gai)法(fa)的(de)關鍵(jian)是(shi)起(qi)點位置、試驗范(fan)圍和步長(chang)的(de)選(xuan)擇。起(qi)點和試驗范(fan)圍選(xuan)得好，可(ke)減少(shao)試驗次數；步長(chang)一般開始時(shi)大．接(jie)近最佳點時(shi)改小(xiao)一些。該(gai)(gai)法(fa)的(de)特(te)點是(shi)生產損失小(xiao)，適合于工(gong)廠(chang)小(xiao)幅度調(diao)整(zheng)配方。

②黃金分割法(0.618法)：該法是(shi)根據數學上的黃(huang)金分割定律(lv)演變而來的。具體做(zuo)法是(shi)：先在配方試(shi)驗范圍(A，B)的0. 618點(dian)作第一次試驗，再在其對稱點(dian)(試驗范(fan)圍的(de)0.382處)做(zuo)第二次試驗，比較兩點的試驗結果(指(zhi)制品的力學性能(neng))，去掉“壞(huai)點(dian)(dian)”以(yi)外(wai)的部(bu)分，在剩下的部(bu)分繼續取(qu)已試(shi)(shi)點(dian)(dian)的對稱點(dian)(dian)進行試(shi)(shi)驗(yan)，再(zai)比較，再(zai)取(qu)舍(she)，逐(zhu)步縮(suo)小試(shi)(shi)驗(yan)范圍，達到最終目的。此法(fa)必須嚴格(ge)保持(chi)每次試(shi)(shi)驗(yan)的原材(cai)料和工藝(yi)條件一(yi)致，否則無法(fa)決定取(qu)舍(she)方法(fa)．該(gai)法(fa)試(shi)(shi)驗(yan)次數少，較為方便．適(shi)于推廣。

③平分法(對分法)：此法適于在試驗范圍(wei)內制品有一定的物理性能指標(biao)(目標函數是單調的)，以此標準作為對(dui)比(bi)條件，同時還應預先(xian)知道該(gai)變量對(dui)制品的物理(li)性能的影響(xiang)規律，才能依據試(shi)驗(yan)(yan)結果(guo)判斷該(gai)原材料用量的多(duo)或少。該(gai)法每(mei)個試(shi)驗(yan)(yan)點(dian)(dian)都取在范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)的中點(dian)(dian)上．根據試(shi)驗(yan)(yan)結果(guo)．去掉(diao)試(shi)驗(yan)(yan)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)的某(mou)—半(ban)，然(ran)后(hou)再在保留范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)的中點(dian)(dian)做第二次試(shi)驗(yan)(yan)，再根據第二次試(shi)驗(yan)(yan)結果(guo)將范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)縮小一半(ban)．這(zhe)樣逼近最佳(jia)點(dian)(dian)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)的速度很(hen)快．而且取點(dian)(dian)也極為方便。

④分(fen)(fen)(fen)批(pi)(pi)試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)：可(ke)分(fen)(fen)(fen)為均分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)批(pi)(pi)試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)和比例(li)分(fen)(fen)(fen)割試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)兩種。均分(fen)(fen)(fen)分(fen)(fen)(fen)批(pi)(pi)試(shi)驗(yan)法(fa)(fa)是在試(shi)驗(yan)范圍(wei)(wei)內均勻(yun)安排每批(pi)(pi)試(shi)驗(yan)配(pei)方(fang)，比較結(jie)果(guo)(guo)(guo)，留下好(hao)的(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)(guo)范圍(wei)(wei)。在這留下的(de)(de)部分(fen)(fen)(fen)，再均勻(yun)分(fen)(fen)(fen)成數份，再做(zuo)一批(pi)(pi)試(shi)驗(yan)．這樣不斷做(zuo)下去，就能找到最佳的(de)(de)配(pei)方(fang)重量范圍(wei)(wei)。在工窄范圍(wei)(wei)內，等分(fen)(fen)(fen)的(de)(de)結(jie)果(guo)(guo)(guo)較好(hao)，且(qie)(qie)又相當接(jie)近，即可(ke)終(zhong)止試(shi)驗(yan)。此法(fa)(fa)試(shi)驗(yan)總時間短且(qie)(qie)快，但總的(de)(de)試(shi)驗(yan)次數多。

比例分割試驗(yan)法與該法相似(si)，只(zhi)是試驗(yan)點不是均勻劃分，而是按一定比例劃分的。該法由于試驗(yan)效果、試驗(yan)誤差等原因(yin)，不易鑒別，所以一般工廠常用均勻分批試驗(yan)法。

2.多因素變量配方設計怯

多因(yin)(yin)(yin)素(su)變量(liang)配方是(shi)指有(you)兩(liang)個或(huo)兩(liang)個以上因(yin)(yin)(yin)素(su)影響制品性能(neng)的配方．目(mu)前常用的多因(yin)(yin)(yin)素(su)變量(liang)設計(ji)(ji)法(fa)主要有(you)正交設計(ji)(ji)法(fa)和中心復(fu)合試(shi)驗(yan)設計(ji)(ji)法(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(yin)素)越多，減少程度越明(ming)顯。它可(ke)(ke)在眾多實驗次數中，優選(xuan)出(chu)具有代表(biao)性的(de)(de)實驗，通(tong)過盡可(ke)(ke)能少的(de)(de)實驗，找(zhao)出(chu)最佳配(pei)方(fang)和工(gong)藝條件。有時最佳配(pei)方(fang)可(ke)(ke)能并不在優選(xuan)的(de)(de)實驗中，但可(ke)(ke)以通(tong)過實驗結果處理，推算出(chu)最佳配(pei)方(fang)。

常(chang)規(gui)的實驗(yan)(yan)方法(fa)為單因(yin)素輪(lun)換法(fa)，即每次改變其一個因(yin)素．固定(ding)其他因(yin)素進行試驗(yan)(yan)。目前常(chang)用的分(fen)析(xi)方法(fa)有兩種(zhong)，即直觀分(fen)析(xi)法(fa)和方差分(fen)析(xi)法(fa)。

直(zhi)觀(guan)分(fen)(fen)析法(fa)(fa)就是(shi)比(bi)較每個水平(ping)幾次實驗(yan)(yan)取(qu)得指標的(de)(de)(de)(de)平(ping)均值，找出(chu)每個因(yin)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)佳水平(ping)，幾個因(yin)素(su)(su)的(de)(de)(de)(de)最(zui)(zui)(zui)佳水平(ping)組合起來(lai)，即(ji)為最(zui)(zui)(zui)佳配方(fang)或工藝條件，并通過計(ji)算每個因(yin)素(su)(su)不同(tong)(tong)水平(ping)所取(qu)得的(de)(de)(de)(de)不同(tong)(tong)指標值差(cha)．不同(tong)(tong)水平(ping)之間(jian)指標值差(cha)的(de)(de)(de)(de)大(da)的(de)(de)(de)(de)因(yin)素(su)(su)，即(ji)為對指標最(zui)(zui)(zui)有影響的(de)(de)(de)(de)因(yin)素(su)(su)．此法(fa)(fa)直(zhi)觀(guan)、簡便(bian)，但不能(neng)區分(fen)(fen)因(yin)素(su)(su)與水平(ping)作用的(de)(de)(de)(de)差(cha)異。方(fang)差(cha)分(fen)(fen)析法(fa)(fa)是(shi)通過偏差(cha)的(de)(de)(de)(de)平(ping)方(fang)和及(ji)自(zi)由度等一(yi)系(xi)列計(ji)算，將因(yin)素(su)(su)和水平(ping)的(de)(de)(de)(de)變化引(yin)起實驗(yan)(yan)結果間(jian)的(de)(de)(de)(de)差(cha)異與誤(wu)差(cha)的(de)(de)(de)(de)波(bo)動區分(fen)(fen)開來(lai)，這樣(yang)來(lai)分(fen)(fen)析正(zheng)交實驗(yan)(yan)的(de)(de)(de)(de)結果，對下一(yi)步(bu)實驗(yan)(yan)或投(tou)入(ru)生產的(de)(de)(de)(de)可(ke)靠性很大(da)，是(shi)一(yi)種精確的(de)(de)(de)(de)計(ji)算方(fang)法(fa)(fa)，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(配方(fang)組分)與因變量(制品物理性能)之間關系(xi)的一種數學方程，因而又稱回歸分(fen)析法。可(ke)用一個(ge)完全的二次多元式表示制品性能與添加劑用量(liang)的關系(xi)，然后再(zai)(zai)求出數個(ge)回歸系(xi)數，進行線性變換，按設計(ji)安排試(shi)(shi)驗，在中心點做重復試(shi)(shi)驗．再(zai)(zai)進行顯著(zhu)性統(tong)計(ji)檢驗。若有(you)問(wen)題，則改變數學模(mo)型進一步研究。

此法首先可(ke)以(yi)確定(ding)幾個(ge)特(te)定(ding)配方(fang)(fang)(fang)因(yin)(yin)(yin)素(su)之(zhi)間是(shi)否存在相關性(xing)．如果沒有相關性(xing)，就只能單獨處(chu)理每(mei)個(ge)因(yin)(yin)(yin)素(su)問題；如果存在相關性(xing)．則可(ke)找出合適的(de)(de)(de)數學(xue)表達式；其次(ci)，可(ke)根(gen)據(ju)用戶(hu)提出的(de)(de)(de)幾種塑料制品性(xing)能指(zhi)標(biao)值，預(yu)(yu)測出一個(ge)或(huo)幾個(ge)配方(fang)(fang)(fang)因(yin)(yin)(yin)素(su)變(bian)(bian)量的(de)(de)(de)值或(huo)根(gen)據(ju)一個(ge)或(huo)幾個(ge)配方(fang)(fang)(fang)因(yin)(yin)(yin)素(su)變(bian)(bian)量值，頂測出制品性(xing)能指(zhi)標(biao)的(de)(de)(de)范圍；另外．還可(ke)找出這些(xie)因(yin)(yin)(yin)素(su)之(zhi)間的(de)(de)(de)相互關系，找出主(zhu)要(yao)因(yin)(yin)(yin)素(su)、次(ci)要(yao)因(yin)(yin)(yin)素(su)或(huo)可(ke)忽略因(yin)(yin)(yin)素(su)，通(tong)過方(fang)(fang)(fang)程(cheng)式求(qiu)出所(suo)需性(xing)能的(de)(de)(de)配方(fang)(fang)(fang)因(yin)(yin)(yin)素(su)最佳(jia)組合，畫出某種性(xing)能的(de)(de)(de)等高線(xian)，探討各配方(fang)(fang)(fang)因(yin)(yin)(yin)素(su)變(bian)(bian)量對性(xing)能的(de)(de)(de)影響(xiang)，從(cong)而預(yu)(yu)測物理性(xing)能。