塑料的力学性能哪些特征!
塑料的力学性能有如下特征:(1)拉伸强度塑料的拉伸强度比金属的要小得多,如钢铁的拉伸强度为700MPa、铝合金为440 MPa,玻璃纤维增强不饱和聚酯为350 MPa、PES为180 MPa、热塑性聚酯为220 MPa。但由于塑料的密度较低,从比强度看,合金钢约为74~89 MPa、铝合金约为136~157 MPa、玻璃纤维增强不饱和聚酯可达到210 MPa。
(2)断裂伸长率玻璃纤维增强热固性塑料的断裂伸长率比热塑性塑料的要小得多。而金属的则在几至几十个百分点。热固性塑料的拉伸模量比热塑性塑料高,特别是玻璃纤维增强不饱和聚酯层压板更高。
(3)压缩强度塑料的压缩强度约为100MPa,采用玻璃纤维增强后要高得多,如玻璃纤维增强不饱和聚酯达520MPa。在所有材料中陶瓷的压缩强度最高,其中氧化铝陶瓷可达560—1100MPa,而钢铁约为350MPa。通常,多数塑料压缩强度值比拉伸强度高。对于热固性塑料和PS一类硬质脆性材料往往关心其压缩强度,而多数热塑性塑料因韧性较好则不太受重视。
(4)剪切强度通常不太关心塑料的剪切强度。但对于热固性塑料层压板和热塑性塑料板材和薄膜等类需冲切加工的材料来说,剪切强度是重要的。一般热固性塑料的剪切强度高于拉伸强度,而热塑性塑料的两者基本接近。
(5)弯曲强度除部分高性能工程塑料外,热塑性塑料的弯曲强度比热固性塑料的低,玻璃纤维增强不饱和聚酯最高(400MPa)。弯曲强度、弯曲弹性模量明显受温度、湿度影响,随温度和湿度增高,两者显著下降,热固性塑料的更明显。
(6)冲击强度绝大多数热塑性塑料属韧性材料,而多数热固性塑料以及PMMA、PS则属脆性材料。玻璃纤维增强热固性塑料的冲击强度增加。随温度升高并超过某一温度时,冲击强度随之增加;低温时温度下降到某一温度后,可呈脆性破坏。PA因吸湿而使韧性增加。
(7)硬度热固性材料的硬度通常高于热塑性塑料。结晶性的PA一直到熔点附近仍保持较高的洛氏硬度。
(8)蠕变受材料的种类和是否增强影响,且外力愈大,作用时间愈长,蠕变愈大。此外,也受周围环境影响。
(9)疲劳强度塑料的疲劳强度为静态强度的10%一50%,由于疲劳,塑料将在比静态强度低得多的应力作用下被破坏。POM、PMMA、PE、PP及各种增强热固性塑料的疲劳强度较高,pvc、PC较低。金属的疲劳强度比塑料高许多倍。随温度上升,疲劳强度下降。易吸水的PA、abs受湿度影响较大,而吸水较小的POM、PC则不受湿度的影响。
(10)摩擦系数受材料的配对(如同种材料配对或与钢配对)、有无润滑剂及润滑剂类型显著影响。从润滑剂看,化学结构对动摩擦系数的影响大致为如下情况。
热塑性塑料:结晶性的、完全对称结构(如PTFE、PE)>结晶性的、准对称结构(如PA、POM)>结晶性的、亚对称结构(如PPS、PP)>非结晶性的、非对称结构(如PVC、PES、PC等)>非结晶性的、高非对称结构(如ABS、PS、PMMA等)。
热固性塑料(如PF、MF、UF等):无充填的大于纤维素充填的。采用共混或合金化可改善塑料的摩擦特性。从摩擦量看,非增强的PE、PA最低,其次是PTFE、POM、PC、PPO等,ABS、AS则较高。增强或填充后,摩擦量大幅增加。
什么是热塑性材料和热固性材料,它们的区别是什么
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热塑性材料:热塑性塑料是一类在一定温度下具有可塑性,冷却后固化且能重复这种过程的塑料。
热塑性塑料是一类应用最广的塑料,以热塑性树脂主要成分,并添加各种助剂而配制成塑料。在一定的温度条件下,塑料能软化或 熔融 成任意形状,冷却后形状不变;这种状态可多次反复而始终具有可塑性,且这种反复只是一种物理变化,称这种塑料为热塑性塑料。
包括尼龙(Nylon )、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚苯乙烯(PS)、聚甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC )、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(铁氟龙, PTFE)等,都是热塑性材料。
热固性材料:热固性塑料第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一交联反应而固化变硬,这种变化是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了。正是借助这种特性进行成型加工,利用第一次加热时的塑化流动,在压力下充满型腔,进而固化成为确定形状和尺寸的制品。
热固性塑料特点是在一定温度下,经一定时间加热、加压或加入硬化剂后,发生化学反应而硬化。硬化后的塑料化学结构发生变化、质地坚硬、不溶于溶剂、加热也不再软化,如果温度过高则就分解。
酚醛、服醛、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯、有机硅等塑料,都是热固性塑料。
热塑性材料与热固性材料的区别热塑性材料加热时变软以至流动,冷却变硬,这种过程是可逆的,可以反复进行。热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构,分子链之间无化学键产生,加热时软化流动,冷却变硬的过程是物理变化。
热固性塑料第一次加热时可以软化流动,加热到一定温度,产生化学反应一交链固化而变硬,这种变化是不可逆的,此后,再次加热时,已不能再变软流动了。热固性的树脂固化前是线型或带支链的,固化后分子链之间形成化学键,成为三度的网状结构,不仅不能再熔触,在溶剂中也不能溶解。
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