【工程(cheng)塑料(liao)】工程(cheng)塑料(liao)種類有哪些 工程塑料配方分(fen)析
塑料種類有哪些
1.按樹脂的性質分類。
2.熱塑(su)(su)性塑(su)(su)料：在特(te)定(ding)溫度范圍內能反復加熱軟化(hua)和(he)冷卻硬化(hua)的塑(su)(su)料。 如聚乙(yi)烯塑(su)(su)料、聚氯乙(yi)烯塑(su)(su)料。
3.熱(re)固性塑(su)(su)料(liao)(liao)：因受熱(re)或其它(ta)條件能固化成不熔不溶性物料(liao)(liao)的塑(su)(su)料(liao)(liao)。如(ru)酚醛塑(su)(su)料(liao)(liao)、環氧塑(su)(su)料(liao)(liao)等。
4.按塑料使用范圍分類。
5.通用塑料(liao)(liao)：指產量大、用途廣(guang)、成型性好、價廉(lian)的(de)塑料(liao)(liao)。如聚(ju)乙烯(xi)、聚(ju)丙烯(xi)、聚(ju)氯(lv)乙烯(xi)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.特種塑(su)(su)料：般指具有特種功能（如耐熱、自潤滑(hua)等），應用(yong)于特殊要求的塑(su)(su)料。如氟塑(su)(su)料、有機硅(gui)等。
塑料的基本性能
1.質(zhi)輕(qing)、比強(qiang)度(du)高。塑(su)料質(zhi)輕(qing)，一般塑(su)料的密度(du)都(dou)在0.9~2.3克/厘米3之間，只有鋼鐵的1/8~1/4、鋁(lv)的(de)1/2左右，而各(ge)種(zhong)泡沫塑(su)料的密度(du)更低，約(yue)在0.01~0.5克/厘米3之(zhi)間(jian)。按單位(wei)(wei)質(zhi)量計算的(de)強度(du)(du)稱為(wei)(wei)比強度(du)(du)，有些增強塑料的(de)比強度(du)(du)接近甚至超過鋼材。例如合金(jin)鋼材，其單位(wei)(wei)質(zhi)量的(de)拉伸(shen)強度(du)(du)為(wei)(wei)160兆帕(pa)，而用玻璃纖維增強(qiang)的塑料可達到170~400兆(zhao)帕。
2.優(you)異的(de)電絕緣性(xing)(xing)能。幾乎所有(you)的(de)塑料都具有(you)優(you)異的(de)電絕緣性(xing)(xing)能，如極(ji)小的(de)介電損耗和優(you)良的(de)耐電弧特性(xing)(xing)，這些(xie)性(xing)(xing)能可與陶瓷媲(pi)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(qiang)腐(fu)(fu)蝕性(xing)電解質的(de)腐(fu)(fu)蝕，被稱為"塑料王(wang)"。
4.減摩、耐磨性能好。大多數塑料(liao)具(ju)有優良的減摩、耐磨和自(zi)潤(run)滑特性。許(xu)多工程塑料(liao)制造的耐摩擦(ca)零件就是(shi)利用塑料(liao)的這些(xie)特性，在(zai)耐磨塑料(liao)中(zhong)加入某些(xie)固體潤(run)滑劑(ji)和填(tian)料(liao)時，可降低(di)其摩擦(ca)系數或進一(yi)步提高其耐磨性能。
5.透光及(ji)防護性能(neng)。多數塑料(liao)(liao)(liao)(liao)都可以(yi)作(zuo)為透明(ming)或半透明(ming)制品，其中聚苯乙(yi)烯(xi)和丙烯(xi)酸(suan)酯類塑料(liao)(liao)(liao)(liao)象玻(bo)璃一樣透明(ming)。有機玻(bo)璃化學名(ming)稱為聚甲基丙烯(xi)酸(suan)甲酯，可用(yong)作(zuo)航空玻(bo)璃材料(liao)(liao)(liao)(liao)。聚氯乙(yi)烯(xi)、聚乙(yi)烯(xi)、聚丙烯(xi)等(deng)塑料(liao)(liao)(liao)(liao)薄膜具有良好的透光和保暖性能(neng)，大量(liang)用(yong)作(zuo)農用(yong)薄膜。塑料(liao)(liao)(liao)(liao)具有多種(zhong)防護性能(neng)，因此常用(yong)作(zuo)防護保裝用(yong)品，如塑料(liao)(liao)(liao)(liao)薄膜、箱、桶、瓶等(deng)。
6.減(jian)震、消(xiao)音性(xing)(xing)能優良。某(mou)些塑料(liao)(liao)柔韌而富(fu)于彈性(xing)(xing)，當它受到(dao)外界(jie)頻(pin)繁的機(ji)械(xie)沖擊(ji)和振動時，內(nei)部產生(sheng)粘性(xing)(xing)內(nei)耗(hao)，將機(ji)械(xie)能轉(zhuan)變(bian)成熱能，因此，工程上用(yong)作減(jian)震消(xiao)音材料(liao)(liao)。例如(ru)，用(yong)工程塑料(liao)(liao)制(zhi)作的軸承(cheng)和齒(chi)可(ke)減(jian)小噪音，各種泡沫塑料(liao)(liao)更是廣泛使用(yong)的優良減(jian)震消(xiao)音材料(liao)(liao)。
上述(shu)塑(su)料的(de)優良性(xing)能，使(shi)它(ta)在工農業生(sheng)產和(he)人們(men)的(de)日(ri)常生(sheng)活中具有(you)廣泛用途；它(ta)已從過去作為金屬(shu)、玻璃、陶瓷、木材和(he)纖維等材料的(de)代(dai)用品，而(er)一(yi)躍(yue)成為現(xian)代(dai)生(sheng)活和(he)尖端(duan)工業不(bu)可缺少(shao)的(de)材料。
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(shi)用，少數200℃左右(you)使用(yong)；塑(su)料的(de)熱膨脹系數要比金屬大3~10倍(bei)，容易受溫度(du)變(bian)(bian)化而影(ying)響(xiang)尺寸(cun)的(de)穩定性(xing)；在(zai)載荷(he)作(zuo)(zuo)用下(xia)，塑(su)料(liao)會(hui)緩慢地(di)產生(sheng)粘性(xing)流動或變(bian)(bian)形，即(ji)蠕變(bian)(bian)現(xian)象；此外，塑(su)料(liao)在(zai)大(da)氣(qi)、陽光(guang)、長期的(de)壓力或某些(xie)質作(zuo)(zuo)用下(xia)會(hui)發(fa)生(sheng)老化，使性(xing)能(neng)變(bian)(bian)壞等(deng)。塑(su)料(liao)的(de)這(zhe)些(xie)缺(que)(que)點(dian)或多或少(shao)地(di)影(ying)響(xiang)或限制了它的(de)應用。但是(shi)，隨著塑(su)料(liao)工業的(de)發(fa)展和塑(su)料(liao)材(cai)料(liao)研究工作(zuo)(zuo)的(de)深(shen)入(ru)，這(zhe)些(xie)缺(que)(que)點(dian)正被逐漸克服，性(xing)能(neng)優異的(de)新(xin)穎塑(su)料(liao)和各(ge)種塑(su)料(liao)復合材(cai)料(liao)正不斷涌現(xian)。
工程塑料配方分析
1.單因素變量配方設計法
單(dan)因素變量(liang)配(pei)方(fang)(fang)是指只(zhi)有一(yi)個助劑的(de)(de)加(jia)入量(liang)影響制(zhi)品性(xing)能的(de)(de)配(pei)方(fang)(fang)。此種配(pei)方(fang)(fang)的(de)(de)設計(ji)常采用消去法(fa)。鑒(jian)于制(zhi)品的(de)(de)物理性(xing)能在(zai)(zai)因素區間(jian)為單(dan)值函(han)數，所以，在(zai)(zai)搜(sou)索(suo)區間(jian)內(nei)(nei)任(ren)取兩(liang)點(dian)，比較它們的(de)(de)函(han)數值，舍去一(yi)個。在(zai)(zai)縮(suo)小的(de)(de)搜(sou)索(suo)區間(jian)內(nei)(nei)進行下一(yi)步試驗，使區間(jian)縮(suo)小到允許誤差之內(nei)(nei)。采用的(de)(de)搜(sou)索(suo)方(fang)(fang)法(fa)有一(yi)下幾種。
①爬山法(逐步提高法)：該方法具體為：先找一個起點A．這(zhe)個起點一(yi)般為原生產配(pei)(pei)方或(huo)一(yi)個憑(ping)經驗估計(ji)的配(pei)(pei)方。在(zai)A點向該原材料增加的方向B點做試驗。如果B點好，原材料就增加(jia)；如果C點好(hao)，原材料就減少。這樣一步步改變，如爬(pa)到(dao)W點，再增(zeng)加或減少(shao)效果反而(er)不好，則W點(dian)就是(shi)要尋找(zhao)的該(gai)(gai)原材料(liao)的最(zui)佳值。該(gai)(gai)法的關鍵是(shi)起點(dian)位置、試(shi)驗范圍和(he)步(bu)長的選擇(ze)。起點(dian)和(he)試(shi)驗范圍選得好，可減少試(shi)驗次數；步(bu)長一般開始時(shi)大．接近最(zui)佳點(dian)時(shi)改(gai)小一些。該(gai)(gai)法的特點(dian)是(shi)生(sheng)產損失小，適(shi)合于工廠小幅(fu)度調(diao)整配(pei)方。
②黃金分割法(0.618法)：該法(fa)(fa)是(shi)根(gen)據數學上的黃金分(fen)割定律演變而來的。具體做法(fa)(fa)是(shi)：先在配(pei)方試(shi)驗范(fan)圍(wei)(A，B)的0. 618點作第(di)一(yi)次試驗，再在其對稱(cheng)點(試驗(yan)范圍的0.382處(chu))做(zuo)第(di)二次試(shi)驗(yan)，比較兩點的試(shi)驗(yan)結(jie)果(指(zhi)制品的力學性能)，去掉“壞(huai)點(dian)”以外的(de)部分，在剩下(xia)的(de)部分繼續取(qu)已(yi)試(shi)(shi)點(dian)的(de)對稱點(dian)進行試(shi)(shi)驗(yan)，再比較，再取(qu)舍(she)，逐步縮(suo)小試(shi)(shi)驗(yan)范圍，達到最終目的(de)。此法必(bi)須嚴格保持每次試(shi)(shi)驗(yan)的(de)原材料和工藝條件一致，否則無法決定取(qu)舍(she)方(fang)法．該(gai)法試(shi)(shi)驗(yan)次數少，較為(wei)方(fang)便．適(shi)于(yu)推廣。
③平分法(對分法)：此法適于在試驗(yan)范圍內制品有一(yi)定的物理性能(neng)指標(目(mu)標函數是單調(diao)的)，以此標準作為對比條件(jian)，同時還應預先(xian)知道該變量對制品的(de)物(wu)理性能的(de)影響規律，才(cai)能依(yi)據試(shi)驗(yan)結(jie)果判(pan)斷該原材(cai)料用量的(de)多或(huo)少。該法每個(ge)試(shi)驗(yan)點(dian)(dian)(dian)都取(qu)在范(fan)(fan)圍(wei)的(de)中點(dian)(dian)(dian)上．根(gen)據試(shi)驗(yan)結(jie)果．去掉試(shi)驗(yan)范(fan)(fan)圍(wei)的(de)某—半(ban)，然后(hou)再(zai)在保留范(fan)(fan)圍(wei)的(de)中點(dian)(dian)(dian)做(zuo)第二次試(shi)驗(yan)，再(zai)根(gen)據第二次試(shi)驗(yan)結(jie)果將范(fan)(fan)圍(wei)縮小(xiao)一半(ban)．這樣逼近(jin)最佳點(dian)(dian)(dian)范(fan)(fan)圍(wei)的(de)速度很快．而且取(qu)點(dian)(dian)(dian)也極(ji)為方便。
④分批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法(fa)：可分為均分分批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法(fa)和比(bi)例分割試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法(fa)兩種。均分分批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)法(fa)是(shi)在試(shi)(shi)(shi)驗(yan)范(fan)圍(wei)內(nei)均勻安排每批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)配(pei)方，比(bi)較結(jie)果(guo)(guo)，留下(xia)好(hao)的結(jie)果(guo)(guo)范(fan)圍(wei)。在這(zhe)留下(xia)的部(bu)分，再均勻分成數份(fen)，再做(zuo)(zuo)一批試(shi)(shi)(shi)驗(yan)．這(zhe)樣(yang)不(bu)斷做(zuo)(zuo)下(xia)去，就能(neng)找到最佳的配(pei)方重量(liang)范(fan)圍(wei)。在工(gong)窄范(fan)圍(wei)內(nei)，等分的結(jie)果(guo)(guo)較好(hao)，且又(you)相當接近，即(ji)可終止(zhi)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)。此法(fa)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)總時間短且快，但(dan)總的試(shi)(shi)(shi)驗(yan)次數多。
比例(li)分(fen)割(ge)試(shi)驗法(fa)(fa)與該法(fa)(fa)相(xiang)似，只是(shi)試(shi)驗點不(bu)是(shi)均勻(yun)(yun)劃分(fen)，而(er)是(shi)按(an)一定比例(li)劃分(fen)的。該法(fa)(fa)由于(yu)試(shi)驗效果(guo)、試(shi)驗誤差等(deng)原因(yin)，不(bu)易鑒別，所以一般工廠常用(yong)均勻(yun)(yun)分(fen)批試(shi)驗法(fa)(fa)。
2.多因素變量配方設計怯
多(duo)(duo)因素變量配(pei)方是指有兩個或兩個以(yi)上因素影響制品性能(neng)的配(pei)方．目(mu)前常用的多(duo)(duo)因素變量設(she)計法主要(yao)有正交(jiao)設(she)計法和中心復合試驗設(she)計法。
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(yue)多(duo)，減少程度(du)越(yue)明顯。它可在眾多(duo)實(shi)驗(yan)(yan)次數中(zhong)，優選出具有(you)(you)代表性的實(shi)驗(yan)(yan)，通(tong)過盡可能(neng)少的實(shi)驗(yan)(yan)，找(zhao)出最(zui)佳配(pei)(pei)方(fang)和工藝(yi)條件。有(you)(you)時最(zui)佳配(pei)(pei)方(fang)可能(neng)并不在優選的實(shi)驗(yan)(yan)中(zhong)，但可以通(tong)過實(shi)驗(yan)(yan)結果處(chu)理，推算出最(zui)佳配(pei)(pei)方(fang)。
常規的實驗(yan)方法(fa)為單因(yin)素輪換法(fa)，即(ji)每次改變其(qi)一個(ge)因(yin)素．固(gu)定其(qi)他因(yin)素進行(xing)試驗(yan)。目前常用的分(fen)(fen)析(xi)(xi)方法(fa)有兩(liang)種，即(ji)直觀分(fen)(fen)析(xi)(xi)法(fa)和方差分(fen)(fen)析(xi)(xi)法(fa)。
直(zhi)(zhi)觀分(fen)析(xi)法(fa)(fa)就是(shi)比較每個(ge)(ge)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)幾(ji)次實驗取(qu)得指(zhi)(zhi)標的(de)平(ping)(ping)(ping)均(jun)值，找出(chu)每個(ge)(ge)因(yin)素(su)的(de)最(zui)佳水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)，幾(ji)個(ge)(ge)因(yin)素(su)的(de)最(zui)佳水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)組合起來(lai)，即(ji)為最(zui)佳配方(fang)(fang)或工藝條件，并(bing)通(tong)過計算(suan)每個(ge)(ge)因(yin)素(su)不同(tong)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)所取(qu)得的(de)不同(tong)指(zhi)(zhi)標值差．不同(tong)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)之(zhi)間指(zhi)(zhi)標值差的(de)大的(de)因(yin)素(su)，即(ji)為對指(zhi)(zhi)標最(zui)有影響的(de)因(yin)素(su)．此法(fa)(fa)直(zhi)(zhi)觀、簡便，但不能區分(fen)因(yin)素(su)與水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)作用(yong)的(de)差異。方(fang)(fang)差分(fen)析(xi)法(fa)(fa)是(shi)通(tong)過偏差的(de)平(ping)(ping)(ping)方(fang)(fang)和及(ji)自(zi)由(you)度等一(yi)系(xi)列計算(suan)，將因(yin)素(su)和水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)的(de)變化引(yin)起實驗結果(guo)間的(de)差異與誤差的(de)波動區分(fen)開來(lai)，這樣來(lai)分(fen)析(xi)正交實驗的(de)結果(guo)，對下一(yi)步實驗或投入生(sheng)產的(de)可靠性很大，是(shi)一(yi)種精確的(de)計算(suan)方(fang)(fang)法(fa)(fa)，但手段繁(fan)雜(za)。
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(fang)組分)與因變量(制品物理性能)之間關系的一種數(shu)學(xue)方程，因(yin)而(er)又稱回歸分析法。可(ke)用一個完全(quan)的二次多(duo)元(yuan)式(shi)表示制(zhi)品性(xing)能與添加劑用量的關系，然后再(zai)求出數(shu)個回歸系數(shu)，進行線性(xing)變換，按設計安排試驗，在中(zhong)心(xin)點(dian)做重復試驗．再(zai)進行顯著性(xing)統計檢驗。若有問題(ti)，則改變數(shu)學(xue)模型(xing)進一步研究(jiu)。
此法首先可以確定幾(ji)個(ge)特定配(pei)方因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)之間是否存在(zai)相(xiang)關性(xing)．如(ru)果(guo)(guo)沒(mei)有相(xiang)關性(xing)，就只能(neng)(neng)(neng)單獨(du)處理(li)每個(ge)因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)問題；如(ru)果(guo)(guo)存在(zai)相(xiang)關性(xing)．則可找(zhao)出(chu)(chu)(chu)合適的(de)數學(xue)表達式；其次(ci)，可根(gen)據(ju)用戶提出(chu)(chu)(chu)的(de)幾(ji)種(zhong)(zhong)塑料制品(pin)性(xing)能(neng)(neng)(neng)指標值(zhi)，預測(ce)(ce)出(chu)(chu)(chu)一個(ge)或(huo)(huo)幾(ji)個(ge)配(pei)方因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)變量(liang)的(de)值(zhi)或(huo)(huo)根(gen)據(ju)一個(ge)或(huo)(huo)幾(ji)個(ge)配(pei)方因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)變量(liang)值(zhi)，頂測(ce)(ce)出(chu)(chu)(chu)制品(pin)性(xing)能(neng)(neng)(neng)指標的(de)范(fan)圍；另外．還可找(zhao)出(chu)(chu)(chu)這些(xie)因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)之間的(de)相(xiang)互關系，找(zhao)出(chu)(chu)(chu)主要因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)、次(ci)要因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)或(huo)(huo)可忽略因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)，通過方程式求出(chu)(chu)(chu)所(suo)需性(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)配(pei)方因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)最佳組(zu)合，畫出(chu)(chu)(chu)某種(zhong)(zhong)性(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)等高線，探討各配(pei)方因(yin)(yin)(yin)素(su)(su)變量(liang)對性(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)影響(xiang)，從而(er)預測(ce)(ce)物理(li)性(xing)能(neng)(neng)(neng)。
