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1、塑料在产品设计中的应用塑料在产品设计中的应用前言：塑料为合成的高分子化合物聚合物(polymer)，又可称为高分子或巨分子(macromolecules)，也是一般所俗称的塑料(plastics)或树脂(resin)，可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的。 1. 塑塑料料拼拼音音与与英英文文拼音：s lio 英文：plastics; plastic material; plastomer 英文示例： engineering plastics; 工程塑料。an impressionable plastic
2、 material; 可塑塑料。 foam plastics; 泡沫塑料。general-purpose plastics; 通用塑料 2. 塑塑料料的的简简介介塑料的主要成分是合成 树脂。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等，目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的 高聚物。树脂约占塑料总重量的 40100。塑料的基本性能主要决定于树脂的本性，但添加剂也起着重要作用。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃、聚苯乙烯等。所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂相似，但因又经过化学的力量来合成，而被称之为塑料。 根据美国材料试验协会所
3、下的定义，塑料乃是一种以高分子量有机物质为主要成分的材料，它在加工完成时呈现固态形状，在制造以及加工过程中，可以借流动 (flow)来造型。 因此，经由此说明我们可以得到以下几项了解： 它是高分子有机化合物 它可以多种型态存在例如液体固体胶体溶液等 它可以成形 (moldable) 种类繁多因为不同的单体组成所以造成不同之塑料 用途广泛产品呈现多样化 具有不同的性质 可以用不同的加工方法 (processing method ) 塑料和树脂这两个名词也常混用。塑料可区分为热固性与热 可塑性二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重复 生产。塑料高分子的结构基本有两种类型：第一种是线 型结构，具有
4、这种结构的高分子化合物称为线型高分子 化合物；第二种是体型结构 ，具有这种结构的高分子 化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称 为支链高分子，属于线型结构。有些高 分子虽然分子间 有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。高分子的分子结构分类： （a）线型结构 （b）线型结构（带有支链） （c）网状结构（分子链间少量交联） （d）体型结构（分子链间大量交联）两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶
5、解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。塑料则两种结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料，由体型高分子制成的是热固性塑料。塑料与其它材料比较有如下的特性：1 耐化学侵蚀2 具光泽，部份透明或半透明3 大部分为良好 绝缘体4 重量轻且坚固5 加工容易可大量生产，价格便宜6 用途广泛、效用多、容易着色、部分耐高温塑料也区分为泛用性塑料及工程塑料，主要是用途的广泛性来界定，如PE、PP 价格便宜，可用在多种不同型态的机器上生产。工程塑料则价格较昂贵，但原料稳性及物理物性均好很多，一般而言，其同时具有刚性与韧性两种特性。表1.1 为塑料原料对照表， 1 至 8 项为泛用性塑料，第 9、10 项介
6、于二者之间。一般称 PP、HDPE、LDPE、PVC 及 PS 为五大泛用塑料。表 1.1 常用塑料原料对照表学名学名英文简称英文简称中文学名中文学名俗称俗称PolyethylenePE聚乙烯 High Density PolyethyleneHDPE高密度聚乙烯硬性软胶Low Density PolyethyleneLDPE低密度聚乙烯 Linear Low Density PolyethyleneLLDPE线性低密度聚乙烯 Polyvinyl ChloridePVC聚氯乙烯 General Purpose PolystyreneGPPS一般级聚苯乙烯硬胶Expansible Polysty
7、reneEPS发泡性聚苯乙烯发泡胶High Impact PolystyreneHIPS耐冲击性聚苯乙烯耐冲击硬胶Styrene-Acrylonitrile CopolymersAS,SAN苯乙烯丙烯晴共聚物透明大力胶Acrylonitrile-Butadiene-Styrene CopolymersABS丙烯晴丁二烯苯乙烯共聚合物超不碎胶Polymethyl MethacrylatePMMA聚甲基丙烯酸酯压克力Ethylene-Vinyl AcetateCopolymersEVA乙烯醋酸乙烯之共聚合物橡皮胶Polyethylene TerephthalatePET聚对苯二甲酸乙酯聚酯Poly
8、butylene TerephthalatePBT聚对苯二甲酸丁酯 Polyamide(Nylon 6.66)PA聚醯胺 尼龙 PolycarbonatesPC聚碳酸树酯防弹胶PolyacetalPOM聚缩醛树酯赛钢、夺钢PolyphenyleneoxidePPO聚氧化二甲苯NorylPolyphenylenesulfidePPS聚苯硫醚 PolyurethanesPU聚胺基甲酸乙酯 3. 塑塑料料的的特特性性塑塑料料主主要要有有以以下下特特性性 ：大多数塑料质轻，化学性稳定 ,不会锈蚀； 耐冲击性好； 具有较好的透明性和耐磨耗性； 绝缘性好，导热性低； 一般成型性、着色性好，加工成本低；大部
9、分塑料 耐热性差，热膨胀率大，易燃烧； 尺寸稳定性差，容易变形； 多数塑料耐低温性差，低温下变脆； 容易老化； 某些塑料易溶于溶剂。塑料可区分为 热固性与热可塑性二类，前者无法重新塑造使用，后者可一再重复生产。塑塑料料高高分分子子的的结结构构 基本有两种类型：第一种是线型结构，具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；第二种是体型结构，具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，属于体型结构。两种不同的结构，表现出两种相反的性能。线型结构（包括支链结构）高聚物由于有独立的分子存在，故
10、有弹性、可塑性，在溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物由于没有独立的大分子存在，所以没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬 度和脆性较大。塑料则两种 结构的高分子都有，由线型高分子制成的是热塑性塑料， 由体型高分子制成的是热固性 塑料。【塑塑料料与与其其它它材材料料比比较较有有如如下下的的特特性性 】1 耐化学侵蚀 2 具光泽，部份透明或半透明3 大部分为良好绝缘体4 重量轻且坚固5 加工容易可大量生产，价格便宜6 用途广泛、效用多、容易着色、部分耐高温塑料也区分为泛用性塑料及工程塑料，主要是用途的广泛性来界定，如PE、PP 价格便宜，可用在多种不同型态的机器
11、上生产。工程塑料则价格较昂贵，但原料稳性及物理物性均好很多，一般而言，其同时具有刚性与韧性两种特性。 4. 塑塑料料的的优优点点1、大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与酸、碱反应。2、塑料制造成本低。3、耐用、防水、质轻。4、容易被塑制成不同形状。5、是良好的绝缘体。6、塑料可以用于制备燃料油和燃料气，这样可以降低原油消耗。 5. 塑塑料料的的缺缺点点1、回收利用废弃塑料时，分类十分困难，而且经济上不合算。2、塑料容易燃烧，燃烧时产生有毒气体。例如聚苯乙烯燃烧时产生甲苯，这种物质少量会导致失明，吸入有呕吐等症状， PVC 燃烧也会产生氯化氢有毒气体，除了燃烧，就是高温环境，会导致塑料分解出有毒成分，
12、例如苯环等。3、塑料是由 石油炼制的产品制成的，石油资源是有限的。4、塑料无法被自然分解。由于塑料的无法自然降解性 ,目前已经导致许多动物的悲剧。比如动物园的猴子，鹈鹕，海豚等动物，都会误吞游客随手丢的1 号塑料瓶，最后由于不消化而痛苦的死去；望去美丽纯净的海面上，走近了看，其实飘满了各种各样的无法为海洋所容纳的塑料垃圾，在多只死去海鸟样本的肠子里，发现了各种各样的无法被消化的塑料。 6. 塑塑料料的的成成分分我们通常所用的塑料并不是一种纯物质，它是由许多材料配制而成的。其中高分子聚合物(或称合成树脂 )是塑料的主要成分，此外，为了改进塑料的性能，还要在聚合物中添加各种辅助材料，如填料、增塑剂
13、、润滑剂、稳定剂、着色剂等，才能成为性能良好的塑料。 1、合合成成树树脂脂 合成树脂是塑料的最主要成分，其在塑料中的含量一般在40100。由于含量大，而且树脂的性质常常决定了塑料的性质，所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈。其实树脂与塑料是两个不同的概念。树脂是一种未加工的原始聚合物，它不仅用于制造塑料，而且还是涂料、 胶粘剂以及合成纤维的原料。而塑料除了极少一部分含100的树脂外，绝大多数的塑料，除了主要组分树脂外，还需要加入其他物质。 2、填填料料 填料又叫填充剂，它可以提高塑料的强度和耐热性能，并降低成本。例如酚醛树脂中加入木粉
14、后可大大降低成本，使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一，同时还能显著提高机械强度。填料可分为有机填料和无机填料两类，前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等，后者如 玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。 3、增增塑塑剂剂 增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物，最常用的是邻苯二甲酸酯 类。例如生产聚氯乙烯塑料时，若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑剂 (用量10)，则得硬质聚氯乙烯塑料。 4、稳稳定定剂剂 为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中
15、加入稳定剂。常用的有 硬脂酸盐、环氧树脂等。5、着着色色剂剂 着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。 特种塑料6、润润滑滑剂剂 润滑剂的作用是防止塑料在成型时不粘在金属模具上，同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。 7.抗抗氧氧剂剂防止塑料在加热成型或在高温使用过程中受热氧化,而使塑料变黄 ,发裂等除了上述助剂外，塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等，以满足不同的使用要求。 7. 塑塑料料的的分分类类一一、按按使使用用特特性性分分类类根据名种塑料不同的使用特性，通常将塑料分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。通通用用塑塑料料一
16、般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。通用塑料有五大品种，即聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)及丙烯青丁二烯苯乙烯共聚合物（ ABS） 。它们都是热塑性塑料。工工程程塑塑料料一般指能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料，如 聚酰胺、聚砜等。 工程塑料在工程塑料中又将其分为通用工程塑料和特种工程塑料两大类。通用工程塑料包括：聚酰胺、聚甲醛、 聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。特种工程塑料又有交联型的非交联型之分。交联型的有：聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树指等。非交联型的有：聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮（PEEK）等特特种种塑塑料料一般是指具有特种功能，可用于航空、 航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐高温、自润滑等特殊
