第3章 塑料的性能和用途

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塑料是以天然的树脂或合成的高分子化合物为主要成分，加入一定置的填充剂、增塑 剂、稳定剂、着色剂、润滑剂、稳定剂等，可在一定条件（一定温度、压力和时间）下塑化 成型，制成规定形状和尺寸的、具有一定功能的高分子材料。天然的树脂或合成的高分子材 料是常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，受热时通常有转化或熔融范围，具有流动 性，在外力作用下，可以使它塑化成形状不变的产品。

正是由于塑料有如此众多的优良性能，日用工业品中所用的传统材料，如金属、陶瓷、 玻璃、木材等逐步被塑料所代替。因此，从“天上飞的”、“地上跑的”、“水中游的”，到国 民经济各部门都有塑料制品，以至于人们日常生活的整个空间，处处都有塑料制品的痕迹。 塑料制品，在我国已显得越来越重要，从日用杂件、家用电器、办公用品、包装，到交通运 输、化学防腐、建筑材料、电子技术、医药卫生、光学仪器、战术掩体、打捞救生等诸多领 域，均获得广泛的应用。在机械工业、电子工业、汽车工业、化学工业、建筑工业、农林渔 业、钢铁工业、包装工业、航天航空工业及宇宙飞行器等有关零部件，以及在某些瞬时高温 场所，如原子能工业、火箭导弹、超音速高空飞行器、宇宙飞船等方面，某些特殊零部件非 塑料莫属。用塑料制作汽车仪表板、散热栅板、前后保险杠等大型汽车零部件，已成为汽车 工业技术进步的标志。电视机、洗衣机、照相机、电冰箱、手表、摩托车、缝纫机、音响设 备以及舞台道具等，均离不开塑料制品。在军事军工部门的塑料掩体、海军用船坞、水上飞 机停泊浮筒、宇宙密封船、雷达防空罩、空间救生艇等方面，塑料的优异性大显神通。

因此，塑料模具在各类模具中的地位更显突出。对从事于塑料制品设计、塑料模具设 计、制品成型生产的人员来说，学习本章内容，了解塑料的性能和用途，是必需的知识，对 做好模具设计、制造工作会有一定的帮助。

3.1 塑料的基本性能和特点

① 塑料是天然树脂或髙分子有机化合物，由树脂和添加剂组成。

② 塑料密度较小，一般仅为钢的1/4〜1/7、铝的1/2。

③ 塑料可以多种形态存在，如液体、固体、胶体、溶液等。

④ 塑料种类繁多，不同的树脂可以制造成不同的塑料。

⑤ 塑料用途广泛，产品多样化。

⑥ 塑料可以利用不同的加工方法加工成所需要的不同形状的制品。

⑦ 塑料具有多种不同的性能。

3.2塑料的优缺点

现把塑料的主要优缺点进行归纳，见图

塑料的优缺点

3.3塑料的分类

塑料的品种很多，塑料的分类体系 比较复杂，分类方法也很多，各种分类方法也有所交叉，按常规分类主要有以下三种：一是 按使用特性分类；二是按理化特性分类；三是按加工方法分类。

3.3.1根据理化特性分类

分为热固性塑料和热塑性塑料两种类型。

热固性塑料。热固性塑料是指在受热或其他条件下能固化或具有不熔特性的塑料， 如图3-2所示。

     

   ① 热塑性塑料。热塑料性塑料是指在特定温度范围内能反复加热软化、冷却固化的塑 料，如聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、热塑性聚酯、聚四氟乙烯等。热塑性塑料又分烃类、含 极性基团的乙烯基类、热塑性工程类、热塑性纤维素类等多种类型。

3.3.2根据成型方法分类

可以分为采用模压、层压、注塑、挤出、吹塑、浇铸、反应注塑等方法成型的塑料。

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3.3.3根据使用特性分类

通常将塑料分为通用塑料和工程塑料，工程塑料分为通用工程塑料和特种工程塑料，图 3-3所示是常见的三种塑料。

(1) 通用塑料

通用塑料是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。通用塑料一般仅能作为非 结构材料使用，性能一般。目前常用的五大通用塑料见图。

        

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图

3-3

根据塑料不同的使用特性分三大类

(2) 工程塑料

工程塑料是能承受一定外力作用，具有良好的力学性能和耐高温、耐低温:性能，尺寸稳 定性较好，可以用作工程结构件的塑料，是能在较广的温度范围内，在承受机械应力和较为 苛刻的化学物理环境中使用的材料。

工程塑料有多种分类方法，目前采用较多的是按产量和使用范围来进行分类。

① 常用的工程塑料如聚碳聚酯（PC)、聚酰胺（尼龙PA)、聚甲醛（POM)、聚对苯二 甲酸丁二醇酯（PBT)、聚苯醚（PPO)、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET)。它们与通用塑料 相比，产量较小，价格较髙，但具有优异的力学性能、电性能、化学性能以及耐热性、耐磨 性和尺寸稳定性等。

② 工程塑料还可按化学组成、耐热等级、结晶性以及成型后的制品种类等进行分类。

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按化子组成，工程，料可分为聚酰胺类（尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙11、尼龙12 等）、聚酯类（聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯酯等）、聚醚类（聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、 聚砜、聚醚砜、聚苯硫_、聚醚醚酮等）、芳杂环聚合物类（聚酰亚胺、聚苯并咪唑等）、聚 烯烃类（超高分子量聚乙條）及含氟聚合物（聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚 氟乙烯等）等。

按耐热等级，通常把在20CTC以上，经过1000h仍具有足够机械强度的品种称为耐髙温 工程塑料；而低于上述条件的品种则称为一般耐热性工程塑料。属于耐高温工程塑料的品种 主要有聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚四氟乙烯、聚苯并咪唑等。

③ 按成型后的制品种类，工程塑料可分为：一般结构零部件；传动结构零部件；静、 动密封件；电气绝缘零部件；耐腐蚀零部件；高强度、高模量零部件。

(3) 特种工程塑料

特种工程塑料是指具有特种功能，可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。特种工程 塑料又有交联型和非交联型之分。交联型的有聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、 耐热环氧树脂等。非交联型的有聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮 (PEEK)等。

(4) 其它

① 增强塑料。增强塑料原料按外形可分为粒状（如钙塑增强塑料）、纤维状（如玻璃纤 维或玻璃布增强塑料）、片状（如云母增强塑料）三种；按材质可分为布基增强塑料（如碎 布增强或石棉增强塑料）、无机矿物填充塑料（如石英或云母填充塑料）、纤维增强塑料（如 碳纤维增强塑料）三种。

泡沫塑料。泡沫塑料具有高缓冲性等特殊性能，泡沫塑料可以分为硬质、半硬质和 软质泡沫塑料三种。硬质泡沫塑料没有柔韧性，压缩硬度很大，只有达到一定应力值才产生 变形，应力解除后不能恢复原状；软质泡沫塑料富有柔韧性，压缩硬度很小，很容易变形， 应力解除后能恢复原状，残余变形较小；半硬质泡沫塑料的柔韧性和其他性能介于硬质和软 质泡沫塑料之间。

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