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塑料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

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塑料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究
備注：1
                目錄  contents
1、塑料材質(zhì)分類及簡(jiǎn)單介紹
             ABS 塑料、PS塑料及PPS塑料

2、PP塑料材質(zhì)的介紹

3、分析PP塑料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用領(lǐng)域

4、分析PP塑料在各應(yīng)用領(lǐng)域常用的工藝形式

備注：2
1、塑料材質(zhì)分類及介紹
ABS塑料
ABS樹(shù)脂是五大合成樹(shù)脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工。塑料ABS樹(shù)酯是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PB，PAN，PS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。
件。
備注：3
                物料性能

1、綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好. 
  
2、與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。

3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。
  
4、流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。  適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零
備注：4
            ABS塑料的特點(diǎn)
常規(guī)性能
塑料ABS無(wú)毒、無(wú)味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆?；蚍蹱?。密度為1.05~1.18g/㎝3,收縮率為0.4%~0.9%,彈性模量值為0.2Gpa,泊松比值為0.394，吸濕性<1%，熔融溫度217~237℃，熱分解溫度>250℃。
力學(xué)性能
塑料ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能，其沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用；塑料ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和低轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比PA及POM小。
熱學(xué)性能
塑料ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。
電學(xué)性能
塑料ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。
環(huán)境性能
塑料ABS不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。

備注：5
               加工性能
成型工藝
塑料ABS具有良好的加工性能，可以使用注塑機(jī)、擠出機(jī)等塑料成型設(shè)備進(jìn)行注塑、擠塑、吹塑、壓延、層合、發(fā)泡、熱成型，還可以焊接、涂覆、電鍍和機(jī)械加工。ABS的吸水性比較高，加工前需進(jìn)行干燥處理，干燥溫度為70~85℃，干燥時(shí)間為2~6h；ABS制品在加工中容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
擠出工藝
擠出，可生產(chǎn)管材、板材、片材、及型材等制品。
備注：6
應(yīng)用領(lǐng)域
   ABS樹(shù)脂的最大應(yīng)用領(lǐng)域是汽車、電子電器和建材。汽車領(lǐng)域的使用包括汽車儀表板、車身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤、隔音板、門鎖、保險(xiǎn)杠、通風(fēng)管等很多部件。在電器方面則廣泛應(yīng)用于電冰箱、電視機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)器、計(jì)算機(jī)、復(fù)印機(jī)等電子電器中。

建材方面，ABS管材、ABS衛(wèi)生潔具、ABS裝飾板廣泛應(yīng)用于建材工業(yè)。此外ABS還廣泛的應(yīng)用于包裝、家具、體育和娛樂(lè)用品、機(jī)械和儀表工業(yè)中。

備注：7
           ABS塑料產(chǎn)品
備注：8
備注：9
安全帽
備注：10
酒吧椅
備注：11
             PS塑料
PS（聚苯乙烯系塑料）是指大分子鏈中包括苯乙烯基的一類塑料，包括苯乙烯及其共聚物，具體品種包括普通聚苯乙烯（GPPS）、高抗沖聚苯乙烯（HIPS）、可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）和茂金屬聚苯乙烯（SPS）等。

備注：12
                物理性能
⒈無(wú)定形料，吸濕小，不須充分干燥，不易分解，但熱膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力.流動(dòng)性較好，可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型.
⒉宜用高料溫，高模溫，低注射壓力，延長(zhǎng)注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，防止縮孔.變形.
⒊可用各種形式澆口，澆口與塑件圓弧連接，以免去處澆口時(shí)損壞塑件.脫模斜度大，頂出均勻.塑件壁厚均勻，最好不帶鑲件，如有鑲件應(yīng)預(yù)熱.
備注：13
                     應(yīng)用領(lǐng)域
電子電器、汽車外裝零件、內(nèi)部零部件、汽車電器零件、機(jī)械設(shè)備等。
備注：14
備注：15
備注：16
一次性PS塑料
ps塑料框條
備注：17
             PPS塑料
它是一種綜合性能優(yōu)異的熱塑性特種工程塑料，其突出的特點(diǎn)是耐高溫，耐腐蝕和優(yōu)越的機(jī)械性能。PPS是含硫芳香族聚合物，線型PPS在350℃以上交聯(lián)后成熱固性塑料，支鏈型結(jié)構(gòu)PPS為熱塑性塑料。
備注：18
                  物理性能
1、電絕緣性（尤其高頻絕緣性）優(yōu)良，白色硬而脆，跌落于地上有金屬響聲，透光率僅次于有機(jī)玻璃，著色性耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性良好。有優(yōu)良的阻燃性，為不燃塑料。
強(qiáng)度一般，剛性很好，但質(zhì)脆，易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂；不耐苯、汽油等有機(jī)溶劑；長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)260度，在400度的空氣或氮?dú)庵斜３址€(wěn)定。
備注：19
                pps的主要用途
在化工行業(yè)pps可用作合成、輸送、儲(chǔ)存物料的反應(yīng)罐、管道、閥門、化工泵等，在機(jī)械中心pps可制作葉輪、葉片、齒輪、偏心輪、軸承、離合器及耐磨零件；pps的主要用途還是在電子電器領(lǐng)域，如制作變壓器骨架，高頻線圈骨架、插頭、插座、接線架、接觸器轉(zhuǎn)鼓鼓片及各種精密零件等。
汽車工業(yè)：PPS用于汽車工業(yè)占45%左右，主要用于汽車功能件，點(diǎn)火器，加熱器，溫控器，燈座，軸承；如可代替金屬制作排氣筒循環(huán)閥及水泵葉輪，氣動(dòng)信號(hào)調(diào)解器等。
電子電器：PPS用于電子電器工業(yè)可占30%，它適合于環(huán)境溫度高于200℃的高溫電器元件；可制造發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)上的點(diǎn)涮、電涮托架、啟動(dòng)器線圈、屏蔽罩及葉片等；在電視機(jī)上，可用于高電壓外殼及插座、接線柱及端子板等；在電子工業(yè)、制造變壓器、阻流圈及繼電器的骨架和殼體，集成電路載體；利用高頻性能，制造H級(jí)繞線架和微調(diào)電容器等。
機(jī)械工業(yè)：用于殼體、結(jié)構(gòu)件、耐磨件及密封材料，具體有泵體、閥門、軸承、軸承支架、活塞環(huán)及齒輪等。
紡織纖維：用于特殊工業(yè)除塵設(shè)備。
薄膜/絕緣紙：用于電機(jī)絕緣材料。
備注：20
             加工方法
備注：21
注塑：可采用通用注塑機(jī)，玻璃纖維增強(qiáng)PPS的熔融指數(shù)以50為宜。注塑的工藝條件為：料筒溫度，純PPS為280~330℃，40%GFPPS為300-350℃；
擠出：采用排氣式擠出機(jī)，工藝為：加料段溫度小于200℃；料筒溫度300-340℃，連接體溫度320-340℃，口模溫度300-320℃。
模壓成型：適合大型制品，采用兩次壓縮，先冷卻，后熱壓。
噴涂成型：采用懸浮噴涂法和懸浮噴涂與干粉熱噴混合法。
備注：22
備注：23
led導(dǎo)熱塑料pps
pps水泵葉
備注：24
       PP塑料材質(zhì)的介紹
聚丙烯，英文名稱：Polypropylene（PP)，，是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹(shù)脂。
備注：25
                 PP塑料性質(zhì)
物理性能
  聚丙烯為無(wú)毒、無(wú)臭、無(wú)味的乳白色高結(jié)晶的聚合物，密度只有0. 90--"0. 91g/m3，是目前所有塑料中最輕的品種之一。它對(duì)水特別穩(wěn)定。
熱性能
  聚丙烯具有良好的耐熱性，制品能在100℃以上溫度進(jìn)行消毒滅菌，在不受外力的條件下，150℃也不變形。
化學(xué)穩(wěn)定性
  聚丙烯的化學(xué)穩(wěn)定性很好，除能被濃硫酸、濃硝酸侵蝕外，對(duì)其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定。
備注：26
          PP塑料特點(diǎn)

無(wú)毒、無(wú)味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響，但低溫時(shí)變脆，不耐磨、易老化。適于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見(jiàn)的酸、堿等有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用，可用于食具。
1、相對(duì)密度小，僅為0.89-0.91，是塑料中最輕的品種之一。
2、良好的力學(xué)性能，除耐沖擊性外，其他力學(xué)性能均比聚乙烯好，成型加工性能好。
3、具有較高的耐熱性，連續(xù)使用溫度可達(dá)110-120℃。
4、化學(xué)性能好，幾乎不吸水，與絕大多數(shù)化學(xué)藥品不反應(yīng)。
5、質(zhì)地純凈，無(wú)毒性
6、電絕緣性好。
7、聚丙烯制品的透明性比高密度聚乙烯制品的透明性好。

備注：27
備注：28
pp管塑料座椅
備注：29
                    生產(chǎn)工藝
聚丙烯的生產(chǎn)工藝按聚合類型可分為溶液法、淤漿法、本體法和氣相法和本體法-氣相法組合工藝5大類
備注：30
pp塑料繩
備注：31
備注：32
各種形狀辦公用PP筆筒,PP塑料筆筒
一次性快餐盒 PP塑料無(wú)毒無(wú)害 
備注：33
3、分析PP在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用領(lǐng)域
新型的塑料
塑料技術(shù)的發(fā)展日新月異，針對(duì)全新應(yīng)用的新材料開(kāi)發(fā)，針對(duì)已有材料市場(chǎng)的性能完善，以及針對(duì)特殊應(yīng)用的性能提高可謂新材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用創(chuàng)新的幾個(gè)重要方向。
  1、新型高熱傳導(dǎo)率生物塑料
  2、可變色塑料薄膜
  3、塑料血液
  4、新型防彈塑料
  5、可降低汽車噪音的塑料
備注：34
備注：35
備注：36
備注：37
備注：38
pp材料在各應(yīng)用領(lǐng)域常用的工藝形式
　　PP注塑工藝
 典型應(yīng)用范圍: 汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等），器械（洗碗機(jī)門襯墊、干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門襯墊等），日用消費(fèi)品（草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等）。  注塑模工藝條件:  干燥處理：如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。  熔化溫度：220~275C，注意不要超過(guò)275C。  模具溫度：40~80C，建議使用50C。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。  
備注：39
擋泥板
洗碗機(jī)門襯墊
備注：40
割草機(jī)
備注：41
汽車門板注塑工藝
備注：42
注射壓力：可大到1800bar。  注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。  流道和澆口: 對(duì)于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的口。  對(duì)于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。 PP材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。  
備注：43
化學(xué)和物理特性: PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。 由于均聚物型的PP溫度高于0C以上時(shí)非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無(wú)規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100C）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。 PP的維卡軟化溫度為150C。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。
備注：44
PP不存在環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂問(wèn)題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對(duì)PP進(jìn)行改性。PP的流動(dòng)率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同MFR的材料，共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。  由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要
備注：45
好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對(duì)芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒(méi)有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。
備注：46
以下是注塑工藝的流程。。。。
備注：47
備注：48
工藝特點(diǎn)

PP在熔融溫度下有較好的流動(dòng)性，成型性能好，PP在加工上有兩個(gè)特點(diǎn)：其一：PP熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降（受溫度影響較?。?；其二：分子取向程度高而呈現(xiàn)較大的收縮率。　　
備注：49
　PP的加工溫度在200-300℃左右較好，它有良好的熱穩(wěn)定性（分解溫度為310℃），但高溫下（270-300℃），長(zhǎng)時(shí)間停留在炮筒中會(huì)有降解的可能。因PP的粘度隨著剪切速度的提高有明顯的降低，所以提高注射壓力和注射速度會(huì)提高其流動(dòng)性，改善收縮變形和凹陷。模溫宜控制在30-50℃范圍內(nèi)。PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出現(xiàn)披鋒。
備注：50
PP在熔化過(guò)程中，要吸收大量的熔解熱（比熱較大），產(chǎn)品出模后比較燙。PP料加工時(shí)不需干燥，PP的收縮率和結(jié)晶度比PE低。
備注：51
產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，材料是影響產(chǎn)品外觀的一個(gè)重要因素。在確定塑料為產(chǎn)品設(shè)計(jì)材料時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選用恰當(dāng)?shù)乃芰掀贩N。然而塑料是一個(gè)有極為廣泛意義的術(shù)語(yǔ)，包括30多種基本材料，接近38000種配方，并且這一數(shù)量仍在不斷變化[ ]，但是大多數(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中實(shí)際選用的塑料品種只是塑料總體數(shù)量的一小部分。研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常用的塑料按頻率由高到低依次為：ABS樹(shù)脂、聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚碳酸脂PC、聚氯乙烯PVC和壓克力樹(shù)脂PMMA；其中ABS樹(shù)脂在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的重要性和使用頻率又明顯超過(guò)其他五種，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最常用也是最重要的塑料。而塑料特性按重要性由高到低依次為：熱變形溫度、沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、耐候性、透明度、燃燒性、硬度、抗溶劑性、光澤度、抗張強(qiáng)度以及導(dǎo)電率和電阻率

備注：52
備注：53

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