本章目标：理解塑料件材料和分类，掌握选择依照。

1.塑料件材料分类1.1按塑胶的加工特征分类

按塑胶加工固化后的特征,将塑胶分成热塑性塑胶和环氧塑胶两类。

1.1.1热塑性塑胶

热塑性塑胶()在冲压成形过程中只有化学变化。加热时变软,冷却后变硬,这个过程可重复进行,其废弃料可回收,但随着回收次数的提高其杋械功耗越来越差。

常见的热塑性塑胶有聚氯烯烃、聚烯烃、聚丙烯、聚苯烯烃、ABS塑胶、有机玻璃、聚甲醛、聚碳酰氯、聚酰氯、聚砜等。

因为这类塑胶便于回收,可以重复使用,相对于环氧塑胶是比较环保的塑胶。就电子产品来说,大部份塑胶结构件是用热塑性塑胶,其中ABS塑胶药量最大。

1.1.2环氧塑胶

环氧塑胶()在成形过程中起物理变化,受热时可软化并具备一定的可塑性,达一定的湿度即硬化定型,冷却后再加热也不会变软或弄成其他形状。

环氧塑胶的废弃物品不能回收复制,仅能撕碎后适于滤料。

常见的高聚物塑胶有热固性塑胶、氨基塑胶、环氧塑胶、有机硅树脂等。相对于热塑性塑胶其机械硬度高,绝缘佳,耐燃烧性、耐水性、耐碱性好。在电子产品中,环氧塑胶的典型应用是基体的热固性塑胶和丙烯酸树脂。

1.2热塑性塑胶按按结晶的类别分类

塑胶都属硅烷,这种共聚物有独到的分子内部结构与分子外部结构。高分子内部结构决定了硅烷最基本的数学、化学性质,而高分子外部结构则决定硅烷的加工功耗和地理、机械功耗。

热塑性塑胶可逐步进行分类，根据塑料材料的分子结构分类分为两种:非结晶型[即无定型()塑胶]和结晶型()塑胶。

1.2.1结晶型塑胶

结晶型塑胶在融化时,有晶核到基体的生成过程,且产生一定的身形,如PE、PP、PA、POM等均属结晶型。

结晶型塑胶的结晶度与结晶型态影响到制品的地理、机械功耗。若成形时的冷却速率慢,有促使结晶的进行,可以减少结晶度,因而增加机械功耗。

这类材料的劣势是其分子结构的特点使其他材料的分子不易渗透,故涂层、电镀功耗和粘接功耗较好。

结晶性塑胶也不是完全结晶塑胶原料公司介绍，大都是部份结晶。其实聚丁二烯、聚丙烯、聚酰氯、氯化共聚物、聚甲醛都属于结晶性塑胶，但在不同的成形工艺条件下其结晶度只是不同的。

1.2.2非结晶型塑胶

非结晶型塑胶又称为无定型塑胶。在融化时,没有晶核与基体的生长过程,也是自由的大分子链的“冻结”,如PS、ABS、PVC、PMMA、PC等。

非结晶型塑胶表面能吸收其他分子,因此容易进行油漆、镀铬、喷涂等表面涂漆工艺,并容易粘接。

1.2.3结晶塑胶和非结晶塑胶新能对比表格

结晶塑胶和非结晶塑胶有着迥然不同的功耗。如表3-1。

1.3热塑性塑胶根据塑料的应用领域进行分类1.3.1通用塑胶

通用塑胶(普通塑胶)通常指销量大、用途广和价钱低的塑胶,其中主要有聚烯烃(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙稀(PVC)、聚苯烯烃(PS)、酚醛塑胶(PF)、氨基(MF)塑胶,很多塑胶适于低工况的装潢件、绝缘垫和中小结构件，如薄膜、管材、鞋材、盆子、桶、包装材料等。

1.3.2普通安装工程塑胶

安装工程塑胶是指机械硬度比通用塑胶好,能承受中等荷载,可替代板材金属制成各式结枃件的塑胶。这类塑胶主要有乙烷一丁二烯腈一苯烯烃共聚(ABS)、聚噻吩环氧丙醇(PMMA,也称有机玻璃,其基体环氧称为亚克力)、聚碳酰氯(PC)、聚酰氯(PA,也称锦纶)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚醚砜(PES)和聚砜(PSU)等,广泛应适于各类产品的壳体和外壳类。

1.3.3高功耗安装工程塑胶

高功耗塑胶是比安装工程塑胶刚硬度更好的塑胶,能承载中等的荷载,可替代金属钢梁做传动件、支撑件、室外结构件等。其中有些是耐低温安装工程塑胶，是其指在髙温条件下仍能保持较髙电学功耗的塑胶,耐低温和高挠度。

高功耗塑胶主要有砷化镓(PI)、聚苯胺类(PPS)、PSF、PAS、PAR、聚对苯二酰对苯二胺(PPA)、液晶聚合物(LCP)、聚烯烃(PCT)等,广泛应适于车辆底盘部件、油泵和水泵盖、电子家电仪表用低温插头等。

1.3.5塑胶合金

塑胶合金是指运用数学共聚物或物理共混的方式而荣获的高功耗、功能化、专用化的一类新材料,如PC/ABS、PC/PBT、PC/PMMA等。广泛适于车辆、电子、精密仪器、办公设备、包装材料、建筑材料等领域,能缓解或增加现有塑胶的功耗并增加费用,塑胶合金早已成为塑胶工业中最活跃的品种之一。

1.3.6热塑性弹性体

热塑性弹性体(,TPE)亦称热塑性橡胶(TPR),是一种兼顾橡胶和热塑性塑胶特征,在室温展现橡胶般的高弹性,低温下又能肌注模塑成形的高分子材料。它也被称为继天然橡胶和合成橡胶以后的第三代橡胶。

热塑性弹性体具备硫化橡胶的化学、杋械功耗和热塑性塑胶的工艺加工功耗。因为其不需经过热硫化,使用通用的塑胶加工设备即可完成产品生产。这一特性使橡胶工业生产步骤降低了1/4工序,节省煤耗25%~40%,提升效率10~20倍,号称橡胶工业的又一次材料和工艺技术革命。

在温度条件下,这些材料可被反复拉伸至原先宽度的2倍以上,并具备在挠度去除后几乎完全恢复至其原先宽度的能力。目前可肌注模塑的热塑性弹性体正在代替传统的橡胶。不仅以它的基本方式使用此外,热塑性弹性体还广泛地适于刚性热塑性塑胶的改性,一般是适于改进塑胶的抗冲击硬度。对于薄板和通常模塑级复合材料来说,这些应用是相当普遍的。

热塑性弹性体可以单独成形,也可以与PP、PE、PC、PS、ABS等碳化物材料混和成形。

常见的热塑性弹性体品种有:氯烯烃类(TPVC)、苯烯烃类(TPES)、聚氨酯类(TPU)、聚酰氯类(PEBA)、聚乙烯共聚物物(TPO)和聚苯胺类(TPB)等

广义的热塑性弹性体也包括硅橡胶材料,如英国道康宁公司的一种硅橡胶热塑性弹性体TPSiV。

1.3.7改性塑胶

改性塑胶是指在塑料原料中添加各式添加剂、填充料和提升剂(如玻璃纤维、导电纤维、阻燃剂、抗冲击剂、流动剂、光稳定剂等),使塑胶具备高无卤性、高机械硬度、髙冲击性、耐低温性、髙耐热性、导电性等功耗,因而扩大塑胶的使用范围。

玻璃纤维加强塑胶(,简称玻璃钢)就是一种典型的改性塑胶,玻璃钢是在原有塑胶(如PC、PP、PA、PET、PBT)的基础上,加入玻璃纤维,复合而成的一种具备高硬度、高功耗的安装工程结构塑胶。玻璃钢材料质轻、不锈蚀、结构整体成形费用低、自由设计度大,广泛应适于车辆、机械、电器、轮船、航空航天等领域,是取代传统金属材料的最好选择。

1.4热塑性材料分类表（好图）

2.塑料材料选择的原则2.1参考材料选择总原则

其材料中的四条基础原则要求记住的。

1)材料的通用化

2)材料的性价比

3)材料的环保要求

4)材料的应用创新

除此此外塑胶原料公司介绍，针对塑料这些材料，还须要遵循以下要求：

2.2塑料件荷载情况

选用塑料材料时,产品设计安装工程师必须仔细剖析零件在实际应用场合承受荷载的状况,包括荷载的大小、类型和时间,于是对比塑料材料的化学特征,选用合适的材料。五种典型的荷载条件及安装工程师应考虑的塑料材料特征见表3-3。

2.3产品使用环境

产品使用环境包括环境湿度和接触介质。塑料材料只好在一定的湿度范围内保持功耗,高于或则超出该气温范围,塑料件在机械挠度或物理防御下就十分容易显得脆弱而发生失效,但是不同塑料材料工作气温范围也不一样。

如图3-2所示,相对于23℃的环境湿度,在80℃环境湿度下某品牌POM的拉伸硬度急剧下跌。

然而应当明晰产品使用环境的湿度,包括最高和最低的工作气温,以及常年的工作气温等。

//通常的顾客要求书或试验型号书中就有明晰的规定。

在考虑湿度时,还须要考虑产品在组装、后处理、运输时的环境湿度。

塑料材料的选用也要考虑产品在制造和使用环境中或许接触的各类物理介质,比如脱模剂、冲压油、脱脂剂、润滑油、清洗剂、润滑油、印刷涂料、粘合剂等,另外还需考虑水、雨水、紫外线、砂对塑料材料的影响。合理的选择塑料材料,确保与环境兼容。

2.4售价

在产品设计中,费用永远都是十分重要的一个诱因,塑料材料的选用还要考虑到材料的售价,在满足产品应用要求的条件下,尽量选用售价比较实惠的塑料材料。

图3-3所示为常见塑料材料的价钱对比。

还要留意的是,因为塑料材料的密度不同,在对比塑料件费用时不只是是对比原材料售价,还须要对比密度。

2.5组装要求

塑料材料的选用还要考虑到零件是通过何种方法组装到产品之中的,依据产品的组装要求采用合适的材料。有的塑料材料适宜于粘合连结,有的适宜超声波冲压,而卡扣的连结则要求塑料材料具备足够的硬度、弹性和规格稳定性。诸如,某产品上下盖要求用超声波冲压组装,上盖的塑料材料早已选取为ABS,这么下盖的塑料材料必须与ABS具备较差的超声波冲压刻蚀功耗,可以为ABS或PMMA等。

2.6规格稳定性

在选择塑料材料时,应按照零件和产品的规格稳定性要求来选定合适的塑料材料。无定形塑胶的规格稳定性好,如PC;半结晶塑胶因为收缩率大、易蠕变等诱因会导致规格稳定性差,如PA66。

2.7外形

零件是否有透明度的要求、是否还要咬花、是否还要镀铬、表面粗糙度是否有要求等,这种外型要求就会影响到塑料材料的选择。

2.8安全规范

塑料材料选择时考虑产品是否还要满足某些安全规范或某些认证的要求,例如3C认证、FDA、USDA、UL等;同时也要考虑产品是否还要满足UI94无卤等级的要求,无卤等级分为5VA、5VB、V-0、V-1、V-2、HB。不同的塑料材料具备不同的无卤等级,并且同一种塑料材料由于材料等级不同,其无卤等级也不同。

3.采用塑料材料的杂谈

塑料材料在产品中的成功应用离不开以下4大方面:

1)塑料材料的选择。

2)塑料件的设计。

3)塑料磨具的设计。

4)肌注成形工艺的管控

其中塑料材料的选择和塑料件的设计是属于产品设计安装工程师的职责,本章将做具体的论述。塑料磨具的设计和肌注成形工艺的管控属于磨具安装工程师和肌注成形操作人员的职责,产品设计安装工程师毋须精通肌注磨具和肌注工艺的每一个细节,但起码还要了解和熟悉,非常是与塑料件品质、成本等相关的知识。

十分重要的一点是,这4大方面并不是孤立存在的,而是还要有机的结合成个整体,产品设计安装工程师、模具安装工程师、注射磨具工艺人员以及塑料原料供应商技术安装工程师组成一个团队,进行充分有效地勾通与合作,能够确保塑料材料在产品中的成功应用。其中,塑料材料供应商技术安装工程师的作用往往被忽视,它们是塑料材料的学者,对塑料材料原本的功耗、应用和优劣点等十分了解,它们能对塑料材料选择和塑料件设计提出有用的建议。所以,在产品开发时,越早让塑料原料供应商技术安装工程师介入越好。（其实，还有为了钱骗人的）

塑料材料诸多,功耗各异,合适塑料材料的选择显得十分困难。通常来说,塑料材料的选择一般是承袭先前产品所用过的材料(不求有功,只求无过),或则由塑料材料供应商、模具制造商推荐,但那样的选择常常不是最优选择。塑料材料的选用不只是要求产品设计安装工程师全面了解塑料材料的功耗参数,并且还须要考虑产品的荷载情况、应用环境、功能、外观、装配和费用等诱因。塑料材料的选用应当在产品设计早期就确定出来,由于塑料材料的功耗差距或许会导致塑料件的设计完全不同,这包括壁厚大小、加强筋长度、螺钉配合孔大小以及组装工艺选择等的不同;另外,塑料材料收缩率的不同也促使同一套肌注磨具加工不同塑胶其规格存在差别,即便肌注磨具开始加工,更换塑料材料的或许性就显得十分小。

​