聚合物材料在不同應(yīng)用場合下,會經(jīng)受各種外力和環(huán)境的綜合作用。因此首先要詳細了解使用條件及其對材料性能的要求,然后根據(jù)性能要求選材并進行設(shè)計。但是根據(jù)材料性能數(shù)據(jù)選材時,制品設(shè)計者應(yīng)該注意,塑料和金屬之間有明顯的差別,對金屬而言,其性能數(shù)據(jù)基本上可用于材料的篩選和制品設(shè)計,然而,粘彈性的塑料卻不一樣,各種測試標(biāo)準(zhǔn)和文獻記載的聚合物性能數(shù)據(jù)是在許多特定條件下的,通常是短時期作用力或者指定溫度或低應(yīng)變速率下的",這些條件可能與實際工作狀態(tài)差別較大,尤其不適于預(yù)測塑料的使用強度和對升溫的耐力,因此,所有的塑料選材都要把全部功能要求轉(zhuǎn)換成與實際使用性能有關(guān)的工程性能,并根據(jù)要求的性能進行選材。通常根據(jù)性能選材的方法有:對塑料性能分項考慮、比較的選材;同時考慮多項性能綜合評價的選材。
(1)對塑料性能分項考慮、比較的選材
①相對密度塑料基材的相對密度一般都在0.91(聚丙烯)到2.2(聚四氟乙烯)的范圍內(nèi)。但若制成泡沫塑料,相對密度就會減少到0.04或更低;填充無機材料或金屬等材料能使相對密度達到3左右。塑料比金屬的相對密度小(鋁2.7,鋼7.8),這是塑料的優(yōu)點之一。用它們來制造水上運輸船舶和漂浮物,飛機和宇宙飛行器、導(dǎo)彈等就是利用這一優(yōu)異特性以及其它性能。
列出各種工業(yè)材料和各種塑料的相對密度比較。
、谏珴膳c透明度塑料有可能在很廣的范圍內(nèi)著色,而且有的塑料表面有光澤,不需機械加工就能得到成型制品,這對簡化工藝、降低成本是很有利的。此外,由于有些非結(jié)晶性的樹脂是透明的,所以適于在光學(xué)上和裝飾上應(yīng)用。若使用填料摻混,則會失去透明性。對于層壓塑料,可用表面有光澤的樹脂制作塑料裝飾板;還可在塑料表面組合金屬箔和其它塑料膜或通過表面電鍍、噴鍍、蒸鍍、表面陶瓷化和表面涂飾、改質(zhì)等技術(shù)來獲得各種用途的表面,改善表面性能。分別列出各種材料的折射率、透明塑料的光學(xué)性能以及各種塑料的光彈性常數(shù);
、塾捕
塑料的硬度比-般金屬差得多,而且目前還沒有一種能通用于金屬和塑料的硬度測定計,所以不能作定量比較。一些材料的硬度的近似比較。盡管塑料表面比金屬軟,但對于許多方面的應(yīng)用,塑料的耐磨損性還是令人滿意的,例如熱固性的三聚氰胺甲醛樹脂和酚醛樹脂層壓板可用作桌面,俞者的棉纖維增強塑料可用作軸承滾珠等。為了進一步提高塑料的表面硬度和耐磨性,以適應(yīng)某些應(yīng)用如光學(xué)材料和制品的需要,可以通過表面處理和改性技術(shù),如有機與無機的表面涂層或表面鍍層,表面陶瓷化等,其表面性能將會大大改善。
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