常用工程塑料性能及应用

常用工程塑料性能及应用举例名称特性应用举例硬质聚氯乙烯（PVC）机械强度高，化学稳定性及介电性能优良，耐油性和抗老化性也较好，易熔接及粘合，价格较低。缺点是使用温度低（在60°C以下），线膨胀系数大，成型加工性不良。制品有管、棒、板、焊条及管件，除作日常生活用品外，主要用作磨蚀的结构材料或设备衬里材料（代有色合金、不锈钢合橡胶）及电气绝缘材料。软质聚氯乙烯（PVC）拉伸强度、抗弯强度及冲击韧性均较硬质聚氯乙烯低，但破裂延伸率较高。质柔软、耐摩擦、挠曲，弹性良好，象橡胶，吸水性低，易加工成型，有良好的耐寒性，合电气性能，化学稳定性较强，能制各种鲜艳而透明的制品。缺点是使用温度低，在-15—55°C。通常制成管、棒、薄板、薄膜、耐寒管、耐酸碱软管等半成品，供作绝缘包皮、套管，耐腐蚀材料、包装材料和日常用品。聚乙烯（PE）具有优良的介电性能、耐冲击、耐水性好，化学稳定性高，使用温度可达80—100°C，摩擦性能和耐寒性良好。缺点是机械强度不高，质柔软，成型收缩率大。用作一般电缆的包皮，耐腐蚀的管道、阀、泵的结构零件，亦可喷涂于金属表面，作为耐磨、减磨及防腐蚀涂层。有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）有极好的透光性，可透过92%以上的太阳光，紫外线光达73.5%；机械强度较高，有一定耐热耐寒性，耐腐蚀、绝缘性能良好，尺寸稳定，易于成型，质较脆，易溶于有机溶剂中，表面硬度不够，易擦毛。可作要求有一定强度的透明结构零件、如油杯、车灯、仪表零件，光学镜片；装饰件、光学纤维等。聚丙烯（PP）是最轻的塑料之一，其屈服、拉伸和压缩强度和硬度均优于低压聚乙烯，有很突出的刚性，高温（90°C）抗应力松弛性能良好，耐热性能较好，可在100°C以上使用，如无外力150°C也不变形，除浓硫酸、浓硝酸外，在许多介质中很稳定，低分子量的脂肪烃、芳香烃、氯化烃，对它有软化和溶胀作用，几乎不吸水，高频电性能不好，成型容易，但收缩率大，低温显脆性，耐磨性不高。作一般结构零件，作腐蚀化工设备和受热的电气绝缘零件，如泵叶轮、汽车零件、化工容器、管道、涂层、蓄电池匣。聚苯乙烯（PS）有较高的韧性和抗冲击强度；耐酸、耐碱性能好，不耐有机溶剂，电气性能优良，透光性好，着色性佳，并易成型。作一般结构零件和透明结构零件仪表零件、油浸式多点切换开关、电池外壳，透明零件。丙烯腈—丁二烯—苯乙烯（ABS）具有良好的综合性能，即高的冲击韧性和良好的力学性能，优良的耐热、耐油性能和化学稳定性，尺寸稳定、易机械加工，表面还可镀金属，电性能良好。作一般结构或耐磨受力传动零件和耐腐蚀设备，用ABS制成泡沫夹层板可做小轿车车身。聚砜（PSU）有很高的力学性能、绝缘性能和化学性能稳定，并且在100—150°C以下能长期使用，在高温下能保持常温下所具有的各种力学性能和硬度，蠕变值很小，用F-4填充后，可作摩擦零件。适于高温下工作的耐磨受力传动零件，如汽车分速器盖、齿轮以及电绝缘零件。聚酰胺（尼龙）（PA）尼龙66疲劳强度和刚性较高，耐热性较好，摩擦系数低，耐磨性好，但吸湿性大，尺寸稳定性不够。适用于中等载荷、使用温度≤100-120°C、无润滑或少润滑条件下工作的耐磨受力传动零件。尼龙6疲劳强度、刚性、耐热性稍不及尼龙66，但弹性好，有较好的消震，降低噪音能力。其余同尼龙66。在轻载荷、中等温度（最高80-100°C）、无润滑或少润滑、要求噪音低的条件下工作的耐磨受力传动零件。尼龙610强度、刚性、耐热性略低于尼龙66，但吸湿性较小，耐磨性好。同尼龙6，宜作要求比较精密的齿轮，用于湿度波动较大的条件下工作的零件。尼龙1010强度、刚性、耐热性均与尼龙6和610相似，吸湿性低于尼龙610，成型工艺性较好，耐磨性亦好。轻载荷、温度不高、湿度变化较大的条件下无润滑或少润滑的情况下工作的零件。单体浇铸尼龙强度、耐疲劳性、耐热性、刚性均优于尼龙6及尼龙66，吸湿性低于尼龙6及尼龙66，耐磨性好，能直接在模型中聚合成型，宜浇铸大型零件。在较高载荷、较高的使用温度（最高使用温度小于120°C）无润滑或少润滑的条件下工作的零件。聚甲醛（POM）抗拉强度、冲击韧性、刚性、疲劳强度、抗蠕变性能都很高，尺寸稳定性好，吸水性小、摩擦系数小，有很好的耐化学药品能力，性能不亚于尼龙，但价格较低，缺点是加热易分解，成型比尼龙困难。可用作轴承、齿轮、凸轮、阀门、管道螺帽、泵叶轮、车身底部的小部件、汽车仪表板、汽化器、箱体、容器、杆件以及喷雾器的各种代铜零件。聚碳酸酯（PC）具有突出的冲击韧性和抗蠕变性能，有很高的耐热性，耐寒性也很好，脆化温度达-100°C，抗弯抗拉强度与尼龙等相当，并具有较高的延伸率和弹性模数，但疲劳强度小于尼龙66，吸水性较低，收缩率小，尺寸稳定性好，耐磨性与尼龙相当，并有一定的抗腐蚀能力。缺点是成型条件要求较高。可用作各种齿轮、蜗轮、齿条凸轮、轴承、心轴、滑轮、传送链螺帽、垫圈、泵叶轮、等罩、容器、外壳、盖板等。氯化聚醚（聚氯醚）（CPE）具有独特的耐腐蚀性能、仅次于聚四氟乙烯，可与聚三氟乙烯相比，能耐各种酸碱和有机溶剂，在高温下不耐浓硝酸、浓双氧水和湿氯气等，可在120°C下长期使用，强度、刚性比尼龙聚甲醛等低，耐磨性略优于尼龙，吸水性小，成品收缩率小，尺寸稳定，成品精度高，可用火焰喷镀法涂于金属表面。作耐腐蚀设备与零件，作为在腐蚀介质中使用的低速或高速、低速、低负荷的精密耐磨受力传动零件，如泵、阀、轴承、密封圈、化工管道涂层、窥镜等。酚醛树脂（PF）力学性能很高，刚性大，冷流性小，耐热性很高（100°C以上），在水润滑下摩擦系数极低（0.01—0.03），PV值很高，有良好的电性能和抵抗酸碱侵蚀的能力，不易因温度和湿度的变化而变形，成型简便，价格低廉。缺点是性质较脆、色调有限，耐光性差，耐电弧性较小，不耐强氧化性酸的腐蚀。常用的为层压酚醛塑料和粉末状压塑料，有板材、管材、及棒材等。卡用作农用潜水泵密封件和轴承、轴瓦、皮带轮、齿轮、制动装置和离合装置的零件、摩擦轮及电器绝缘零件等。环氧树脂（EP具有较高的强度，良好的化学稳定性和电绝缘性能，成型收缩率小，成型简便。制造金属拉延模、压形模、铸造模，各种结构零件以及用来修补金属零件及铸件。聚酚氧（苯氧树脂）具有良好的力学性能，高的刚性、硬度和韧性。冲击强度可与聚碳酸酯相比，抗蠕变性能与大多数热塑性塑料相比属于优等，吸水性小，尺寸稳定，成品精度高，一般推荐的最高使用温度为77°C。适用于精密的、形状复杂的耐磨受力传动零件，仪表、计算机等零件；涂层及胶粘剂。线型聚酯（聚对苯二甲酸乙二醇酯）（PETP）具有很高的力学性能，抗拉强度超过聚甲醛，抗蠕变性能、刚性和硬度都胜过多种工程材料，吸水性小，线胀系数小，尺寸稳定性高，热力学性能和冲击性能很差，耐磨性同于聚甲醛和尼龙，增强的线型聚酯性能相当于热固性塑料。作耐磨受力传动零件，特别是与有机溶剂接触的上述零件，增强的聚酯可以代替玻纤填充的酚醛、环氧等热固性塑料。聚苯醚（聚苯撑氧）（PPO）改性聚苯醚（MPPO）在高温下有良好的力学性能，特别是抗张强度和蠕变性能好，有较高的耐热性（长期使用温度为-127—+120°C），成型收缩率低尺寸稳定性强，耐高浓度的无机酸、有机酸、盐的水溶液、碱及水蒸气，但溶于氯化烃和芳香烃中，在丙酮、苯甲醇、石油中龟裂和膨胀。适于作在高温下的耐磨受力零件和耐腐蚀的化工设备与零件，如泵叶轮、阀门、管道等，还可以代替不锈钢作外科医疗器械。聚四氟乙烯（PTFE、F-4）具有优异的化学稳定性，与强酸、强碱或强氧化剂均不起作用，有很高的耐热性，耐寒性，使用温度自-180°C到250°C，摩擦系数很低，是极好的自润滑材料。缺点是力学性能较低，刚性差有冷流动性，热导热率低，热膨胀大，耐磨性不高（可加入填充主要用作耐化学腐蚀、耐高温的密封元件，如填料、衬垫、涨垫、阀座、阀片，也用作输送腐蚀介质的高温管道，耐腐蚀衬里，容器以及轴承、导剂，适当改善），需采用预压烧结的方法，成型加工费用较高。轨、无油润滑活塞环、密封圈等。其分散液可以作涂层及浸渍多孔制品。填充聚四氟乙烯（PTFE）用玻璃纤维粉末、二硫化钼、石墨、氧化镉、硫化钨、青铜粉、铅粉等填充的聚四氟乙烯在承载能力、刚性、PV极限值等方面都有不同的提高。用于高温或腐蚀介质中工作的摩擦零件如活塞环等。聚三氟氯乙烯（PCTFE、F-3）耐热性、电性能和化学稳定性仅次于F-4，在180°C的酸、碱和盐的溶液中亦不溶胀和或侵蚀，机械强度、抗蠕变性能、硬度都比F-4好些，长期使用温度为-195—190°C之间，但要求长期保持弹性时，则最高使用温度为120°C，涂层与金属有一定的附着力，其表面坚韧、耐磨、有较高的强度。作耐腐蚀的设备与零件，悬浮液涂于金属表面可作防腐、电绝缘防潮等涂层。聚全氟乙烯丙烯（FEP、F-46）力学、电性能和化学稳定性基本于F-4相同，但突出的优点是冲击韧性高，即使带缺口的试样也冲不断，能在-85°C—205°C温度范围内长期使用。同F-4用于制作要求大批量生产或外形复杂的零件，并用注射成型代替F-4的冷压烧结成型。聚酰亚胺（PI）能耐高温、高强度，可在260°C温度下长期使用，耐磨性能好，且在高温下稳定、挥发物少，电性能、耐辐射性能好，不溶于有机溶剂和不受酸的侵蚀，但在强酸、沸水、蒸汽持续作用下会破坏，主要缺点是质脆，对缺口敏感，不宜在室外长期使用。适用于高温、高真空条件下作减磨、自润滑零件，高温电动机电器零件。摘自机械设计手册第一卷*机械工程材料