【正文】 全性，要求必須符合 UL 規(guī)格。此外，還要考慮外力的作用方式是快速的 (短暫 )或是恒應(yīng)力或恒應(yīng)變的，是反復(fù)應(yīng)力還是漸增應(yīng)力等等。根據(jù)用途的不同，溫度條件可由南北極的低溫到赤道或沙漠地區(qū)的炎熱氣溫，或者是宇航環(huán)境的高低溫，甚至在火災(zāi)時的高溫等；濕度條件從在水中長期或間歇浸泡與露天雨淋到冬天的干燥狀態(tài) (30％ RH)；有的制品是在特殊氣體中使用或者用于接觸化學(xué)液體或溶液的場合；此外，自然曝露狀態(tài)下除了風(fēng)、雨、霧等影響外還受太陽光的曝曬等等。初選可通過兩個途徑，一是根據(jù)制品用途選材；二是根據(jù)制品要求性能選材（利用材料性能表和性能等級分類等）；同時還要考慮經(jīng)濟(jì)成本和安全衛(wèi)生等因素。 (7)確定材料的技術(shù)規(guī)格和檢驗方法。并根據(jù)塑料的特點 進(jìn)行制品設(shè)計和模具設(shè)計。比如，設(shè)計的部件要急于使用，則考慮材料貨源是主要的；如要設(shè)計宇航零件，則性能因素是最重要的；如設(shè)計通用產(chǎn)品，則應(yīng)綜合考慮性能和成本。另一方面是搬運、勤務(wù)處理或操作時，制品可能遭到外力作用，甚至是意外的外力作用的影響。為了能選擇出性能和加工工藝均符合使用要求的、又盡量能恰如其分地量材使用的品種就要求采用系統(tǒng)、綜合的分析方法來選材。 塑料選材的一般程序 塑料也像金屬一樣，種類繁多，雖然已工業(yè)化的主要類別只有五十多種，但每類又有許多品級。材料的成型工藝性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性等也都是選材時應(yīng)考慮的因素。例如： ① 在額定的連續(xù)載荷下允許的最大變形量； ② 使用和運輸過程中所受的應(yīng)力種類和大??；是否長期受力，是動態(tài)或是靜態(tài)應(yīng)力； ③ 最高工作溫度； ④ 在工作溫度下允許的尺寸變化； ⑤ 零部件允許的尺寸公差； ⑥ 零部件的使用性能要求； ⑦ 部件是否要求著色、粘接、電鍍等； ⑧ 要求貯存期多長，是否在戶外使用； ⑨ 有無耐燃性要求，等等。 吸濕性 塑料中因有各種添加劑，使其對水分有不同的親疏程度，所以塑料大致可分為 吸濕、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的兩種，料中含水量必須控制在允許范圍內(nèi)，不 然在高溫、高壓下水分變成氣體或發(fā)生水解作用，使樹脂起泡、流動性 下降、外觀及力學(xué) 性能不良。當(dāng)塑料余熱不足以使模具保持一定 溫度時，則模具應(yīng)設(shè)有加熱系統(tǒng)，使模具保持在一定溫度，以控制冷卻速度，保證流動性 ， 改善填充條件或用以控制塑件使其緩慢冷卻，防止厚壁塑件內(nèi)外冷卻不勻及提高結(jié)晶度等。比熱大、熱傳 導(dǎo)率低，熱變形溫度低、冷卻速度慢的塑料則不利于高速成型，必須選用適當(dāng)?shù)淖⑺軝C(jī)及加 強(qiáng)模具冷卻。比熱高的塑化時需要 熱量大，應(yīng)選用塑化能力大的注塑機(jī)。模具設(shè)計時應(yīng)增大脫模斜度，選用合理的進(jìn)料口及頂 出機(jī)構(gòu)，成型時應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)料溫、模溫、注塑壓力及冷卻時間，盡量避免塑件過于冷脆 時脫模，成型后塑件還宜進(jìn)行后處理提高抗開裂性，消除內(nèi)應(yīng)力并 禁止與溶劑接觸。 有的塑料（如聚碳酸酯）即使含有少量水分，但在高溫、高壓下也會發(fā)生分解， 這種性能稱為易水解性，對此必須 預(yù)先加熱干燥。 熱敏性塑料及易水解塑料 熱敏性系指某些塑料對熱較為敏感，在高溫下受熱時間較長或進(jìn)料口截面 過小，剪切作用大時，料溫增高易發(fā)生變色、降解，分解的 傾向，具有這種特性的塑料稱 為熱敏性塑料。所以結(jié)晶性料應(yīng)按要求必須控制模溫。 ② 冷卻回化時放出熱量大，要充分冷卻。 所謂結(jié)晶現(xiàn)象即為塑料由熔融狀態(tài)到冷凝時，分子由獨立移動，完全處于無次序 狀態(tài)，變成分子停止自由運動，按略微固定的位置，并 有一個使分子排列成為正規(guī)模型的 傾向的一種現(xiàn)象。 ③ 模具結(jié)構(gòu)澆注系統(tǒng)的形式，尺寸，布置，冷卻系統(tǒng)設(shè)計，熔融料流動阻力（如 型面光潔度，料道截 面厚度，型腔形狀，排氣系統(tǒng)）等因素都直接影響到熔融料在型腔內(nèi)的 實際流動性，凡促使熔融料降低溫度，增加流動性阻力的則流動性就降低。 各種塑料的流動性也因各成型因素而變，主要影響的因素有如下幾點： ① 溫度料溫高 則流動性增大，但不同塑料也各有差異，聚苯乙烯（尤其耐沖擊 型及 MFR 值較高的）、聚丙烯、尼龍、有機(jī)玻璃、改性聚苯乙烯（如 ABS、 AS）、聚碳酸酯、醋 酸纖維素等塑料的流動性隨溫度變化較大。 ⑤ 再試模并可適當(dāng)?shù)馗淖児に嚄l件略微修正收縮值以滿足塑件要求。對高精度塑件及難以掌握收 縮率時，一般宜用如下方法設(shè)計模具： ① 對塑件外徑取 較小收縮率，內(nèi)徑取較大收縮率，以留有試模后修正的余地。另外，保持壓力及時間對收縮也影響較大，壓力大、時 間長的則收縮小但方向性大。直接進(jìn)料口、進(jìn)料口截面大（尤其截面較厚的）則收縮小但方向性大，進(jìn) 料口寬及長度短的則方向性小。由 于塑料的導(dǎo)熱性差，使塑件內(nèi)層緩慢冷卻而形成收縮大的高密度固態(tài)層。例如， ABS 即為在聚苯乙烯分子 中導(dǎo)入了丙烯腈、丁二烯等第二和第三單體后成為改性共聚物，可看作稱改性聚苯乙烯，具有比 聚苯乙烯優(yōu)異綜合性能，工藝特性。要求形狀和尺寸穩(wěn)定、美觀，一般可采用高沖擊強(qiáng)度聚苯乙烯、 ABS、聚丙烯等；如要求透明則可采用乙酸丁酸纖維素、聚甲基丙烯酸酯或聚碳酸酯。動態(tài)外殼是經(jīng)常受到劇烈震動或輕微撞擊的容器，要求材料除有剛性和尺寸穩(wěn)定性外，還要有較好的沖擊強(qiáng)度。表中列出一些機(jī)械部件采用工程盟梔料的情況。 按用途分類的方法有多種，有的按應(yīng)用領(lǐng)域分類。如美國的電氣部件用的塑料，為保證其對熱和電氣的安全性，要求必須符合 UL 規(guī)格。此外，還要考慮外力的作用方式是快速的 (短暫 )或是恒應(yīng)力或恒應(yīng)變的，是反復(fù)應(yīng)力還是漸增應(yīng)力等等。根據(jù)用途的不同，溫度條件可由南北極的低溫到赤道或沙漠地區(qū) 的炎熱氣溫，或者是宇航環(huán)境的高低溫，甚至在火災(zāi)時的高溫等；濕度條件從在水中長期或間歇浸泡與露天雨淋到冬天的干燥狀態(tài) (30％ RH)；有的制品是在特殊氣體中使用或者用于接觸化學(xué)液體或溶液的場合；此外，自然曝露狀態(tài)下除了風(fēng)、雨、霧等影響外還受太陽光的曝曬等等。初選 可通過兩個途徑，一是根據(jù)制品用途選材；二是根據(jù)制品要求性能選材（利用材料性能表和性能等級分類等）；同時還要考慮經(jīng)濟(jì)成本和安全衛(wèi)生等因素。 下面就以一些已工業(yè)化的塑料為對象，列舉幾種簡易的選材方法。因此，必須考慮待用塑料對使用環(huán)境的適應(yīng)能力。 用于沖擊負(fù)荷場合的制品，應(yīng)選擇沖擊強(qiáng)度高的；用于恒定應(yīng)力的場合而且必須防止變形時，應(yīng)選擇蠕變小的材料；用于反應(yīng)力作用的場合應(yīng)選擇疲勞強(qiáng)度比較高的材料； (3)使用對象 使用對象是指使用塑料制品的國別、地區(qū)、民族和具體使用者的范圍。另外，對色彩和圖 案及形狀的要求也會因國家、民族的習(xí)慣和愛好而不同，應(yīng)選擇合適的色彩和形狀。如汽車運輸工業(yè)用的，家用電氣設(shè)備用的，機(jī)械工業(yè)用的，建筑材料用的，宇航和航空用的 …… 等等；有的，按應(yīng)用功能分類。當(dāng)有幾種材料同屬一類用途時，應(yīng)根據(jù)其使用特點和材料性能進(jìn)一步比較和篩選。在室內(nèi)應(yīng)用時可采用 ABS 塑料，在戶外使用的應(yīng)考慮耐老化性能好的材料。至于絕緣外殼，除要求絕緣外，有的還要求有高的機(jī)械強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，如電動機(jī)罩、電動機(jī)械外殼等，則可采用玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸酯，玻璃纖維增強(qiáng)聚對苯二甲酸丁二酯(PBTP)或熱固性樹脂的玻璃鋼等。由于熱塑性塑料品種多、性能復(fù)雜，即使同一類的塑料 也有僅供注塑用和擠出用之分，故本章節(jié)主要介紹各種注塑用的熱塑性塑料。所以壁厚、冷卻 慢、高密度層厚的則收縮大。距進(jìn)料口近的或與料流方向平行的則收縮大。注塑壓力高，熔融料粘度差小，層間剪切應(yīng)力小，脫模后彈性 回跳大，故收縮也可適量的減小，料溫高、收縮大，但方向性小。 ② 試模確定澆注系統(tǒng)形式、尺寸及成型條件。 流動性 熱塑性塑料流動性大小，一般可從分子量大小、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線流動長 度、表現(xiàn)粘度及流動比（流程長度 /塑件壁厚）等一系列指數(shù)進(jìn)行分析。對聚乙烯、聚甲醛、則溫度增減對其流動性影響 較小。 模具設(shè)計時應(yīng)根據(jù)所用塑料的流動性，選用合理的結(jié)構(gòu)。 作為判別這兩類塑料的外觀標(biāo)準(zhǔn)可視塑料的厚壁塑件的透明性而定，一般結(jié)晶性 料為不透明或半透明（如聚甲醛等），無定形料為透明（如有機(jī)玻璃等）。 ③ 熔融態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收 縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔。 ⑤ 各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大。如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，聚甲醛，聚三氟氯乙烯等。 應(yīng)力開裂及熔體破裂 有的塑料對應(yīng)力敏感，成型時易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力并質(zhì)脆易裂，塑件在外力作用下或 在溶劑作用下即發(fā)生開裂現(xiàn)象。 當(dāng)一定融熔體流動速率的聚合物熔體，在恒溫下通過噴嘴孔時其流速超過某值后，熔 體表面發(fā)生明顯橫向裂紋稱為熔體破裂，有損塑件外觀及物性。熱變形溫度高塑料的冷卻時間可短，脫模早，但脫模后 要防止冷卻變形。 各種塑料按其種類特性及塑件形狀，要求必須保持適當(dāng)?shù)睦鋮s速度。 對流動性好，成型面積大、料溫不勻的則按塑件成型情況有時需加熱或冷卻交替使用或局 部加熱與冷卻并用。所以吸濕性塑料必須按要求采用適當(dāng)?shù)募訜岱椒耙?guī)范進(jìn)行預(yù)熱，在使用時還 需用紅外線輻照以防止再吸濕。 (2)根據(jù)部件的功能要求，考慮使用性能數(shù)值 (工程性能 )和設(shè)計數(shù)據(jù)，提出目標(biāo)材料 (部件材料 )的性能數(shù)值，并通過這些性能要求來選定材料，即使這些性能估計是粗略的，也會大大方便候選材料的篩選，為最終材料的選定提供有益的依據(jù)。有時候，某些使用要求不一定能明確對材料性能的定量要求，如電鍍性往往要通過實際試驗或已有的經(jīng)驗來篩選。如尼龍塑料則包括尼龍 尼龍 尼龍 尼龍 4尼龍 6尼龍 尼龍 尼龍 尼龍 6尼龍 10尼龍 1尼龍 1尼龍 1尼龍 612，尼龍 9T，尼龍 13， MC 尼龍，尼龍 MXD6 尼龍等品種。 一個 完整的設(shè)計過程，應(yīng)從構(gòu)思、草圖開始。充分考慮這些因素才能明確所要求的綜合性能。下面列舉一個典型的選材程序： (1)零部件的構(gòu)思：進(jìn)行初步的功能設(shè)計，即部件的形狀及其功能元件的形狀，并考慮選擇基本加工方法。 (4)試制樣品：在部件實際使用條件下或模擬零部件的使用條件下進(jìn)行考驗、考核。 有時上列步驟可以縮短，尤其是在零部件要求簡單，或新零件與舊零件的差別很小的時候。 下面就以一些已工業(yè)化的塑料為對象，列舉幾種簡易的選材方法。因此，必須考慮待用塑料對使用環(huán)境的適應(yīng)能力。 用于沖擊負(fù)荷場合的制品，應(yīng)選擇沖擊強(qiáng)度高的；用于恒定應(yīng)力的場合而且必須防止變形時，應(yīng)選擇蠕變小的材料；用于反應(yīng)力作用的場合應(yīng)選擇疲勞強(qiáng)度比較高的材料； (3)使用對象 使用對象是指使用塑料制品的國別、 地區(qū)、民族和具體使用者的范圍。另外，對色彩和圖案及形狀的要求也會因國家、民族的習(xí)慣和愛好而不同，應(yīng)選擇合適的色彩和形狀。如汽車運輸工業(yè)用的，家用電氣設(shè)備用的，機(jī)械工業(yè)用的，建筑材料用的，宇航和航空用的 …… 等等；有的， 按應(yīng)用功能分類。當(dāng)有幾種材料同屬一類用途時，應(yīng)根據(jù)其使用特點和材料性能進(jìn)一步比較和篩選。在室內(nèi)應(yīng)用時可采用 ABS 塑料，在戶外使用的應(yīng)考慮耐老化性能好的材料。至于絕緣外殼，除要求絕緣外，有的還要求有高的機(jī)械強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度，如電動機(jī)罩、電動機(jī)械外殼等，則可采用玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸酯，玻璃纖維增強(qiáng)聚對苯二甲酸丁 二酯(PBTP)或熱固性樹脂的玻璃鋼等。由于熱塑 性塑料品種多、性能復(fù)雜，即使同一類的塑料 也有僅供注塑用和擠出用之分，故本章節(jié)主要介紹各種注塑用的熱塑性塑料。所以壁厚、冷卻 慢、高密度層厚的則收縮大。距進(jìn)料口近的或與料流方向平行的則收縮大。注塑壓力高，熔融料粘度差小，層間剪切應(yīng)力小，脫模后彈性 回跳大，故收縮也可適量的減小，料溫高、收縮大，但方向性小。 ② 試模確定澆注系統(tǒng)形式、尺寸及成型條件。 流動性 熱塑性塑料流動性大小，一般可從分 子量大小、熔融指數(shù)、阿基米德螺旋線流動長 度、表現(xiàn)粘度及流動比（流程長度 /塑件壁厚）等一系列指數(shù)進(jìn)行分析。對聚乙烯、聚甲醛、則溫度增減對其流動性影響 較小。 模具設(shè)計時應(yīng)根據(jù)所用塑料的流動性，選用合理的結(jié)構(gòu)。 作為判別這兩類塑料的外觀標(biāo)準(zhǔn)可視塑料的厚壁塑件的透明性而定，一般結(jié)晶性 料為不透明或半透明（如聚甲醛等），無定形料為透明（如有機(jī)玻璃等）。 ③ 熔融態(tài)與固態(tài)的比重差大，成型收縮大，易發(fā)生縮孔、氣孔。 ⑤ 各向異性顯著，內(nèi)應(yīng)力大。如硬聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、醋酸乙烯共聚物，聚甲醛，聚三氟氯乙烯等。 應(yīng)力開裂及熔體破裂 有的塑料對應(yīng)力敏感，成型時易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力并質(zhì)脆易裂，塑件在外力作用下或 在溶劑作用下即發(fā)生開裂現(xiàn)象。 當(dāng)一定融熔體流動速率的聚合物熔體，在恒溫下通過噴嘴孔時其流速超過某值后，熔 體表面發(fā)生明顯橫向裂紋稱為熔體破裂，有損塑件外觀及物性。熱變形溫度高塑料的冷卻時間可短，脫模早，但脫模后 要防止冷卻變形。 各種塑料按其種類特性及塑件形狀，要求必須保持適當(dāng)?shù)睦鋮s速度。 對流動性好，成型面積大、料溫不勻的則按塑件成型情況有時需加熱或冷卻交替使用或局 部加熱與冷卻并用。所以吸濕性塑料必須按要求采用適當(dāng)?shù)募訜岱椒耙?guī)范進(jìn)行預(yù)熱，在使用時還 需用紅外線輻照以防止再吸濕。一般熱塑性塑料有結(jié)晶和無定形兩類。彈性體具橡膠狀手感，有一定的拉伸率。彈性體加熱時，直到化學(xué)分解溫度前，不發(fā)生流動，至分解溫度材料分解炭化。在實