机械制造技术基础
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1.3.1 塑料

塑料是一种以树脂为主要成分的高分子有机化合物,其原料主要来自石油及其副产品。塑料由树脂和添加剂(用来改善塑料的使用性能和工艺性能)组成,其中树脂的种类、性能和数量决定了塑料的性能。

1.塑料的性能特点

塑料具有密度小(密度为0.9~2.2g/cm3,仅为钢铁的1/8~1/4)、强度高、耐腐蚀、电绝缘性能好、减振、耐磨、隔声性能好,生产率高、成本低,较易实现自动化或半自动化生产等优点。其缺点是强度低、耐热性差,大多数塑料只能在100℃以下工作;塑料的线膨胀系数很大,导热性也很差(约为金属的1/500),易老化,易燃烧。

2.塑料的分类和应用

(1)按使用范围分类 根据使用范围不同,可分为以下两类:

1)通用塑料。通用塑料大多用于生活用品、包装材料及要求不高的工程制品,其产量大、价格低、用途广,占塑料总产量的3/4以上,常见品种有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。

2)工程塑料。工程塑料具有较高的强度、刚度、韧性、耐热和耐蚀性,绝缘性较好,主要用在机械设备和工程结构中作结构材料,常见品种有ABS塑料、酚醛塑料、聚酰胺、聚四氟乙烯、有机玻璃、环氧塑料等。

(2)按树脂热性能分类 根据树脂热性能不同,可分为以下两类:

1)热塑性塑料。热塑性塑料的分子结构主要是链状的线型结构,其特点是加热时软化,可塑造成型,冷却后则变硬,此过程可反复进行,而塑料基本性能不变。这类塑料有较高的力学性能,成型工艺简便,生产率高,可直接注射、挤出、吹塑成型;但耐热性、刚性较差,使用温度一般低于120℃;常用的品种有聚四氟乙烯(即“塑料王”)、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺(即尼龙)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(即ABS塑料)、聚甲基丙烯酸甲酯(即有机玻璃)等。

2)热固性塑料。热固性塑料的分子结构为体型结构,其特点是首次加热时软化,可塑造成型,冷凝固化后成为坚硬的制品,若再次加热,则不软化,也不溶于溶剂中,无法再成型。这类塑料具有抗蠕变性强、受压不易变形、耐热性较高等优点,但强度低,成型工艺复杂,生产率低;常用的品种有酚醛塑料(即“电木”)、环氧塑料、氨基塑料等。

常用塑料的名称、代号、主要特性及用途见表1-16。

表1-16 常用塑料的名称、代号、主要特性及用途