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    公司新聞
    塑膠的物理性能簡介
    發表時間:2014-12-24 瀏覽量:4290

    機 械 性 能

    抗拉強度
    極限抗拉強度是指材料拉伸斷裂時單位面積上的方英寸塑膠的拉力范圍需要1000磅至50000磅或更高。鋼材或其它結構合金的抗拉強度要高得多,例如SS304鋼的抗拉強度為84Psi.

    延伸率
    延伸率(常常與抗拉強度相關)指斷裂時長度的增加,用原始長度的百分數表示。例如,拉斷一張書寫紙幾乎看不見它的伸長,而橡皮條可以拉長其原始長度的幾倍而不斷裂。

    設計考慮要點
        在設計時,需要考慮零件的韌性,抗拉強度高和延伸率是兩個重要因素。某種抗拉強度高和延伸率高的材料例如Radel*RPAZS,要比抗拉強度高而延伸率低的材料具有更好的韌性。

    抗壓強度
    抗壓強度是衡量一種材料支撐壓力的能力。用磅/平方英寸來表示(Psi),該性能表示下列內容:
     極限抗壓強度(破壞試片的最大壓力)
     在某種特定變形下的壓縮強度(例如0.1%.1%.10%變形而未破壞一典型地用于塑膠材料)
     壓縮屈服強度(在材料永久屈服點,即拉壓曲線上斜率為0的點,所測量的壓力Psi 值)
     
    抗彎強度
    彎曲性能衡量一種材料在負載情況下的耐能強度。材料的抗彎強度是指屈服時的負載,一般用Psi表示。對于塑膠,其參數通常以變形/拉伸5%計算(此負載足以改變外形5%)。

    硬度
    硬度通常采用兩種試驗方法表示—洛氏硬度(ASTM D 785)或者壓痕度/硬度計(ASTMD2240).洛氏試驗一般被選作硬材料,例如縮醛.尼龍和聚醚醚酮,它們的蠕變在試驗結果中是次要因素。
    硬度計用來檢驗一些材料的硬度,如聚氨酯和PVC.兩種方法之間沒有關聯,不能比較。硬
    度是在比較材料時最經常采用的參數。而試驗本身并不表示材料的強度.耐磨性或耐腐蝕性。

    彈性模量(抗拉、抗壓、抗彎)
    彈性模量(抗拉.抗壓.抗彎)與某一綜合變形所加的壓力有關。由于所有塑膠對于負荷不表現準確的彈性模量(在其拉壓曲線上的某部分一個準確的連續斜率),通常用正確模量來進行表達。
    鑒于塑膠在受壓條件下,其表現對時間的依賴性(粘彈性),在設計上要特別注意連續負載或長時間負載情況。當必須確定依賴時間的變形時,應使用視在模量值(蠕變)。這些參數
    與時間和溫度均有關聯,可用一臺DMA儀(動態模量分析儀)進行測量。

    沖擊強度/韌性
    某種材料吸收突然附加能量的性能就是它的耐沖擊性。沖擊強度隨材料的外形.尺寸.厚度以及型號而變化。各種沖擊試驗方法并非向設計人員提供可立即使用的結果,但是在比較各種不同材料之間相應的沖擊強度視非常有用。最常使用的沖擊試驗為缺口試驗及拉伸試驗。也采用擺錘式沖擊試驗來得到材料韌性的完整性能。

    缺口沖擊試驗
    測量沖擊強度的一種最常用的方法是V形缺口沖擊試驗。在試驗中,懸臂梁式的擺錘擺動沖擊一個缺口。在試片破壞后,擺錘繼續沿原來的方向運動,但由于與試片碰撞而損失了能量。該能量損失,按每英寸厚度試片所消耗的英尺—磅(ft_lb/in.或者J/m)表示,這就是缺口沖擊強度。本試驗既可以帶缺口試片,也可以用無缺口試片,還可以用反方向缺口試片進行,相應地稱之為“無缺口”或“反向缺口”沖擊強度。
    拉伸沖擊強度
    該試驗采用與V形缺口沖擊試驗相似的擺錘,所不同的是其試片為一拉伸片。試片的安裝所示,用來測量其在突然載入的情況下使此試片遭到破壞所需的能量。

    電 氣 及 熱 力 性 能

    線性熱膨脹系數
    線性熱膨脹系數(CLTE)是單位溫差下材料的線性尺寸變化與原始尺寸的比值,通常用in./in./F表示。如果在溫差大的環境使用不同材料,必須充分重視CLTE,使之尺寸穩定性更高。塑膠的CLTE變化很寬。尺寸穩定性最好的塑膠的CLTE接近于鋁,而要超出鋼的十幾倍。

    熱彎曲溫度
    熱彎曲溫度是指對1/2英尺厚的試片,施加一特定的彎曲應力,使其彎曲0.010英寸時的溫度有時稱之為“熱變形溫度”(HDT).此參數被用于相應地測量各種不同材料在短時間升溫而且載入的情況下 耐受溫度的能力。
    連續工作溫度
    該參數最通俗的定義是:在長時間工作(約十年)后某一材料能夠耐受或保持其至少50%固有物理性能的最高環境溫度(在空氣中)。大多數熱塑性塑膠能夠耐受短時間暴露在較高的溫度而不產生明顯退化。當選擇一種材料在高溫環境工作時,熱變形溫度和連續工作溫度這兩種因素都要考慮。
    玻璃化溫度
    玻璃化溫度Tg,就是溫度高于以上時,非晶體聚合物將變軟和橡膠狀。除非是熱成型,確保非晶體聚合物的使用溫度低于Tg非常重要,這樣才能獲得理想的機械性能。

    熔點
    在此溫度下,結晶型熱塑性膠從固態變成液態。

    體積電阻
    材料的體積電阻是 對電流的抗力,用ohms—cm表示。電流越容易通過,體積電阻可以用來預測所加電壓產生的電流,象歐姆定律一樣。

               V=IR
     其中 : V=所加電壓(伏特)
               I=電流(安培)
               R=導線阻抗(歐姆)

    表面電阻
    該試驗測量電流通過一種材料表面的能力。與體積電阻試驗不同的是,測試電極均放置在試片的相同一側。然而表面電阻與體積電阻一樣也受環境變化的影響,例如吸濕率。表面電阻用作評估和選擇材料以便測試,確保靜電排放或其他表面特性較為嚴格的使用要求。

    電離強度
    絕緣體置于極高的電壓下突然擊穿。允許載入電壓而未穿的最小試片厚度就是材料的電離強度,用Voits/mil.表示。通常的測量方法是在試片的任意側放置電極,以可控制速率升高電壓。在具體應用時影響電離強度的因素為:溫度.試片厚度。試片狀態。升壓速度以及試驗持續時間等。污染或試片的內部雜質也影響電離強度。

    設計考慮要點     
         工程塑料ULtem*1000PEI的短時電離強度最高,為830voite/mil.

    電離常數           
    電離常數,或介電參數,是衡量某一種儲存電能的能力。塑膠內的極性分子和感應性分子在電廠會自動排列。能量促使這種排列的產生。這一過程中一些能量轉化成熱能,這種電能以熱能形式的損失成為介電損失,且與介電常數相關聯。其余的電能所需排列電極性被儲存在材料內。這部分能量在以后做功時被釋放出來。
    介電常數越高,材料所儲存的能量越多。絕緣體需要較低的介電常數,而電容器需要較高的介電常數。介電常數取決于頻率.溫度。濕度?;瘜W污染以及其他因素。

    介電因素 
    介電因素,或者介電損失切值,標志著在所加電壓下發生分子排列的難易程度。它經常與介電常數聯在一起使用來預測絕緣體的能量損失。

    可燃性
    在電氣應用場合,或在任何塑膠應用占相當百分比的封閉場所,必需考慮到裸露在火焰的情
    形,例如飛機客倉內部使用的塑膠板??扇夹院饬坎牧系娜紵?。煙霧產生性以及點燃溫度。
    UL94可燃性級別(HB,V-2,V-1,V-0,5V)在該試驗中,試片 接近一個專用的火焰發生裝置?;鹧嬉崎_后試片的持續燃燒能力就是劃分級別的基礎,總之,較為理想的測定是所燃材料自己熄滅而不掉落燃燒顆粒。每一對應于特定的材料厚度(例如UL94-V1@1/8”厚)UL可燃性參數尺規是從最易燃到最阻燃的順序排列,即HB,V-2,V-1,V-0,5V。

    其 它 性 能

    比重
    比重就是在73°F(23°C)單位體積某種材料的質量與相同體積水的質量的比值。因為比重是一個與尺寸無關的量,經常被用來進行材料比較,最常用的就是決定零件成本和重量。

    設計考慮要點
         比重小于1.0的材料會浮于水,例如聚乙烯和聚丙烯。這對識別未知塑膠很有幫助

    吸水率 
    吸水率是指材料吸水后其重量增加的百分比。標準試片先要進行乾燥,而后在浸水73°F(23°C)前后都要稱重。浸水24小時后稱量一次,飽和之后在 稱量一次。兩種比值都很重要,它們反映了吸水率。材料的機械性能.電氣性能及尺寸穩定性都會受到吸水性的影響。

    摩擦系數
    摩擦系數(COF)用來衡量兩個接觸面得滑動阻力。盡管止推墊圈測試方法最常用,還可以采用各種不同方法測試。因為摩擦系數是作用于兩個配合面的摩擦力與常規力的比值,因而它沒有單位。COF對比較各種材料之間的“光滑度’’非常有用,通常是在無潤滑的條件下在拋光鋼面上運行。該值反映滑動阻力,越低表明材料越光滑。

    通常使用兩種COF.               
             ●  靜摩擦系數,指一個支撐面從“休息’’狀態到開始運動時的阻力。
             ● 動摩擦系數,指一個支撐面或配合面按給定速度運動時的阻力。

    設計考慮要點
        靜摩擦系數和動摩擦系數之間的差異表明滑動粘附現象。差異越大說明滑動粘附程度越高,反之亦然?;瑒诱掣教匦詫x擇間歇運動還是往復運動非常重要?;瑒诱掣捷^低的塑膠,見MC蘭色尼龍。

    PV和極限PV
    支撐面的應用必需考慮兩個因素:
    支撐面將要承載的載荷,用壓力P(磅/英寸)表示
    接觸面的速度,用速度V(英尺/分鐘)表示
    支撐面應用時要用到P與V的乘積PV。由于壓力和速度的雙重作用,在支撐面引起摩擦熱。如果所采用的PV參數超出了塑膠的耐力,會因過熱導致支撐面過早破壞。

    極限PV是指作為支撐面材料用在無潤滑條件下所能承載的最大PV值。超出此極限會因表面熔化或者過度磨損,造成材料的提前破壞。

    耐磨性/“K”系數
    耐磨系數K是支撐表面磨損量與壓力.速度.時間的比值。
                    K=磨損量/PVT* 1010
                    或 磨損量(in.)=K•PNT*10 -10

    K值越低說越耐磨。如果采用不同的壓力和速度,該試驗結果變化很大。如果K值比較不同材料性能,則應嚴格限定試驗方法。

    設計考慮要點
     我們特別推薦的軸承和耐磨材料,例如二硫化鉬尼龍,兼有耐磨系數低和極限PV高的優點,使之具有更寬的設計柔性和更高的安全系數。

     
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