塑料的基本性能介绍-热性质

塑料的基本性能介绍-热性质
热性质是指塑料在温度变化的影响下，各种形性改变的程度。通常热性质与塑料加工的关系*为密切。现将重要的项目分述如下：  
    
    1、玻璃转移点（GlassTransition Point，Tg，玻璃化温度）  
    
    当塑料的温度达到玻璃转移点时，其分子键的分枝开始局部脉动，塑料便由玻璃状变成橡胶状。也就是说，当聚合物的温度在Tg时，会由较高温下呈现的橡胶态，转至低温下所呈现的具坚硬易脆性质的玻璃状。结晶性塑料有明显的Tg及潜热值，聚合物是呈现橡胶态还是玻璃状全视Tg与当时使用时的温度而定，故Tg为聚合物在使用上的重要指针。以下列举数种塑料的Tg值：  
    
    塑料名称Tg(℃)  
    
    塑料名称                    Tg(℃)  
    PVC(rigid)                    80~212
聚碳酸酯 (Polycarbonate,PC)    39~150  
    HDPE                        120
PET                          79  
    LDPE                        120
PBT                          20  
    Polypropylene,PP              -10~-18
PI                            410  
    聚苯乙烯  (Polystyrene,PS)      63~112
PPS                          85  
    PMMA                      100~120
PSF                          190  
    ABS                          88~105
PESF                        230  
    PA                          57
PEEK                        143  
    聚缩醛 (Polyacetal,POM)        50~-85
    PEI                          217~220
PAI                          280  
    Nylon                        650
   聚乙烯 (Polyethylene,PE)          120~125  
    Polyvinylchloride60~76Polysulfone  146~273  
    聚丙烯  (Polypropylene,PP)        -10~-18
ASA                            104  
    HIPS                          100
PES                            230  
    SAN                            100
PU                            120  
    
    2、塑料的熔点（MeltingPoint，Tm）  
    
    塑料的熔点是指塑料由固体状态变成熔融状态时的温度，此时结晶性塑料的比容显着增加，此温度又称可加工温度。下表为一些塑料的Tm值：  
    塑 料 名 称              Tm(℃)  
      HDPE                130~135
PET                  250~265  
    LDPE                  107~120
PBT                  225~230  
    Polypropylene,PP        165~176
POB                  450  
    PA                    220
PEEK                  334  
    聚缩醛  (Polyacetal, POM)  175~181
PPS                    285~290  
    PTFE                  327
Nylon6                215~225  
    Nylon46                295
Nylon11              184~187  
    聚碳酸酯  (Polycarbonate, PC)  220
Nylon12                  177~178  
    PMMA                    160
Nylon66                  225~265  
    PVC(rigid)                212
Nylon610                  213  
    ACETAL                  160
聚乙烯(Polyethylene,PE)    115~176  
    Nylon612                  210~220
聚丙烯(Polypropylene,PP)    176  
    
    3、热变形温度（Heatdistortion temperature，HDT）  
    
    热变形温度显示塑胶材料在高温受压下能否保持不变的外形，一般用来表示塑料的短期耐热性。若考虑**系数，短期使用的*高温度应保持低于热变形温度10℃左右，以确保不致于因温度而使材料变形。*常用的热变形测定法为ASTM D648试验法，即将试片在一定压力及一定加温速度下，弯曲到一定程度时的温度。例如，在一标准试片（127×13×3mm）的中心，置放在455kPa或1820kPa负载下，并以2℃/min条件升温直到变形量为0.25mm时的温度。对非结晶塑料，HDT比Tg小10~20℃；对结晶塑料，HDT则接近于Tm。通常加入纤维补强后，塑料的HDT会上升，因为纤维补强可以大幅提升塑料的机械强度，以致在升温的耐挠曲测试时，会呈现HDT急剧升高的现象。下表列举几项常用塑料的热变形温度比较：  
    塑料名称                    HDT1820Kpa(℃)  
    聚乙烯  (Polyethylene,PE)      29~126
硬质PVC                    54~79  
    聚丙烯 (Polypropylene,PP)    40~152
聚苯乙烯  (Polystyrene,PS)    63~112  
    PBT                        60~65
ABS                        66~107  
    PET                        80~100
亚克力PMMA   (AcrylicResin)  68~99  
    尼龙6PA-6                  63~80
PPO                      100~128  
    HomopolymerPOM          125~136
聚碳酸酯  (Polycarbonate, PC)  39~148  
    CopolymerPOM              110
H-PVC                    54~74  
    PI                        315~360
PSF                        175  
    HDPE                      43~49
PAR                        175  
    MDPE                      32~41
PES                        205  
    尼龙6,6PA-6,6              62~261
GPPS                        96  
    HIPS                        96  
    LDPE                        32
PS+20~30%GF                103  
    尼龙6-10PA-6-10              57
AS                          88~104  
    尼龙6-12PA-6-12              60
Poly(vinylchloride)            60~76  
    尼龙11PA-11                  55
Polysulfone                    146~273  
    
    4、热膨胀系数（HeatExpansion coefficient）  
      热膨胀系数是指塑料加热时尺寸膨胀的比率，可依ASTM D696的试验法测定。由于一般塑料的热膨胀系数比金属大2～10倍，因此在设计模具、塑料与金属并用的器具、塑料的钳核物时，必须详加考虑，以防止因内部应力而造成产品的龟裂变形。  
    
    5、收缩率（Shrinkage）  
      收缩率是指塑胶制品经冷却、固化并脱模成形后，其尺寸与原模具尺寸之差的百分比，可依ASTM D955方法测得。在塑料模具设计时，收缩率是首先必须考虑的，以免造成成形品尺寸的误差。  
      因结构不同的关系，结晶性塑料与非结晶性塑料的收缩率存在明显的差异。一般地，结晶性塑料的收缩率比非结晶性塑料的收缩率大上好几倍（如下表所示）。同时有添加玻璃纤维或其它强化剂的塑胶材料，其收缩率可降低好几倍。影响成型收缩的因素有热收缩、结晶度（热塑性）或硬化度（热固性）、弹性回复、分子配向、与成型条件等因素。  
    （1）热塑性塑料  
    塑料名称      成形收缩率(%)    塑料名称   成形收缩率(%)      塑料名称    成形收缩率(%)  
    ABS            0.3~0.8          PA          0.6~2.5          POM          0.8~3.5  
    AS            0.2~0.7          PA-6        0.5~2.2          PP            1.0~2.5  
    CA            0.3~0.8          PA-66        0.5~2.5          PPO          0.5~0.7  
    CAB          0.4~0.5            PA-610      1.2              PPS          0.6~1.4  
    CAP            1                PA-612      1.1              PS            0.2~1.0  
    CP            0.4~0.5          PA-11        1.2              PVA          0.5~1.5  
    EC            0.4~0.5          PA-12        0.3~1.5          PVAC          0.5~1.5  
    EPS          0.4              PAR          0.8~1.0          PVB          0.5~1.5  
    FEP          3.0~4.0          PBT          1.3~2.4          硬质PVC       0.1~0.5  
    FRP          0.1~0.4          PC            0.4~0.7          软质PVC      1.0~5.0  
    EVA          0.5~1.5          PCTFE        0.2~2.5          PVCA          1.0~5.0  
    HDPE        1.2~2.2          PE            0.5~2.5            PVDC        0.5~2.5  
    HIPS          0.2~1.0          PET            2.0~2.5            PVFM        0.5~1.5  
    LCP          0.1~1.0          PES            0.5~1.0            SAN          0.2~0.6  
    LDPE          1.5~3.0          PMMA        0.2~0.8            SB          0.2~1.0  
    
    （2）热固性塑料  
    塑料名称      成形收缩率(%)       塑料名称           成形收缩率(%)  
    EP            0.1~0.5              SP                0.0~0.5  
    MF            0.5~1.5              UF                0.6~1.4  
    PDAP          0.1~0.5              UP                0.1~1.2  
    PF            0.4~0.9              DAP              0.1~0.5  
    PU            0.6~0.8              BMC              0.0~0.2