انتخاب مواد پلاستیکی

در چشم انداز صنعتی امروز که به سرعت در حال تکامل است، مواد پلاستیکی به دلیل عملکرد برتر و طیف گسترده ای از کاربردهای خود به یک جزء ضروری تبدیل شده اند.آنها نه تنها در زندگی روزمره همه جا هستند بلکه نقش مهمی در بسیاری از زمینه ها مانند صنایع پیشرفته دارند.با پیشرفت مداوم علوم مواد، تنوع و عملکرد مواد پلاستیکی به طور مداوم در حال افزایش است.ارائه مهندسان و طراحان با گزینه های بیشتر و چالش هاچگونگی انتخاب مناسب ترین مواد پلاستیکی از میان گزینه های بی شماری برای یک کاربرد خاص به یک مسئله پیچیده اما حیاتی تبدیل شده است.هدف از این مقاله ارائه یک راهنمای جامع برای کمک به خوانندگان برای درک خواص اساسی مواد پلاستیکی است، تکنیک های پردازش، الزامات عملکرد و چگونگی تأثیر آنها بر عملکرد و هزینه محصول نهایی.ما خواص شیمیایی و فیزیکی مواد پلاستیکی مختلف را مورد بحث قرار می دهیم، عملکرد آنها را در شرایط مختلف محیط زیست و کاربرد تجزیه و تحلیل می کنند و توصیه های عملی انتخاب را ارائه می دهند.ما امیدواریم که به خوانندگان در تصمیم گیری آگاهانه در طول مرحله طراحی و توسعه محصول کمک کنیم، اطمینان از قابلیت اطمینان، دوام و بهره وری اقتصادی محصولات. به دنبال این مقدمه، ما به یک سفر به دنیای مواد پلاستیکی،کشف اسرار آنها و یادگیری نحوه استفاده از این دانش برای طراحی عملی محصول. چه شما یک مهندس با تجربه باشید یا تازه وارد میدان علوم مواد، امیدواریم که این مقاله اطلاعات ارزشمند و الهام بخش برای شما فراهم کند.بیایید با هم این سفر را آغاز کنیم تا اسرار انتخاب مواد پلاستیکی را کشف کنیم.

انتخاب مواد پلاستیکی

تا به امروز بیش از ده هزار نوع رزین گزارش شده است که هزاران نوع از آنها به صورت صنعتی تولید می شوند.انتخاب مواد پلاستیکی شامل انتخاب نوع مناسب از میان طیف گسترده ای از انواع رزین است.در نگاه اول،بسیاری از انواع پلاستیک موجود می تواند بسیار زیاد باشد. با این حال، همه انواع رزین به طور گسترده ای استفاده نشده است.انتخاب مواد پلاستیکی که ما به آن اشاره می کنیم خودسرانه نیست بلکه در انواع رزین های رایج استفاده می شود.

اصول انتخاب مواد پلاستیکی:

I.قابلیت سازگاری مواد پلاستیکی

• مقایسه عملکرد مواد مختلف

• شرایط مناسب برای انتخاب پلاستیک

• شرایط مناسب برای انتخاب پلاستیک

II.کارایی محصولات پلاستیکی

شرایط استفاده از محصولات پلاستیکی:

a. فشارهای مکانیکی بر روی محصولات پلاستیکی

b. خواص الکتریکی محصولات پلاستیکی؛

c.مطالب دقیق ابعاد محصولات پلاستیکی؛

د.مطلوبات نفوذی محصولات پلاستیکی

ضرورت شفافیت محصولات پلاستیکی

f.تعویضات ظاهری محصولات پلاستیکی.

محیط استفاده از محصولات پلاستیکی:

درجه حرارت محیط

b.رطوبت محیط

ج. رسانه های تماس؛

d.نور،اکسیژن و تابش در محیط زیست.

عملکرد پردازش پلاستیک

• قابلیت پردازش پلاستیک

• هزینه های پردازش پلاستیک

• زباله های تولید شده در طول پردازش پلاستیک

IV.هزینه محصولات پلاستیکی

• قیمت مواد اولیه پلاستیکی؛

• طول عمر محصولات پلاستیکی

• هزینه های نگهداری محصولات پلاستیکی

در فرآیند انتخاب واقعی، برخی از رزین ها خواص بسیار مشابهی دارند که انتخاب را دشوار می کند.قبل از اینکه تصمیم بگیریم که کدام یک مناسب تر است، باید جنبه های متعددی را در نظر بگیریم و بارها آن را در نظر بگیریمبنابراین،انتخاب مواد پلاستیکی یک کار بسیار پیچیده است و هیچ قاعده ای واضح برای پیروی وجود ندارد.نکته ای که باید توجه داشته باشید این است که داده های عملکرد مواد پلاستیکی که از کتاب ها و نشریات مختلف نقل شده است در شرایط خاص اندازه گیری می شودکه ممکن است به طور قابل توجهی از شرایط کار واقعی متفاوت باشد.

مراحل انتخاب مواد:

هنگامی که با نقشه های طراحی یک محصول که باید توسعه داده شود روبرو می شوید، انتخاب مواد باید از مراحل زیر پیروی کند:

• اول اینکه تعیین کنید که آیا محصول می تواند از مواد پلاستیکی ساخته شود.

• دوم،اگر مشخص شود که مواد پلاستیکی می توانند برای تولید مورد استفاده قرار گیرند،پس کدام مواد پلاستیکی را انتخاب کنید،مورد بعدی برای در نظر گرفتن است.

انتخاب مواد پلاستیکی بر اساس دقت محصول:

انواع مواد پلاستیکی موجود

1 هیچ

2 هیچ

3 PS، ABS، PMMA، PC، PSF، PPO، PF، AF، EP، UP، F4, UHMW، PE پلاستیک های تقویت شده 30٪ GF (پلاستیک های تقویت شده 30٪ GF دارای بالاترین دقت)

4 انواع PA، پلی اتر کلر، HPVC، و غیره

5 POM، PP، HDPE و غیره

6 SPVC، LDPE، LLDPE و غیره

شاخص های اندازه گیری مقاومت گرمایی محصولات پلاستیکی:

شاخص های به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرند دمای انحراف حرارتی، دمای مقاومت حرارتی مارتین، و نقطه نرم شدن ویکات، با دمای انحراف حرارتی که به طور معمول مورد استفاده قرار می گیرد.

عملکرد مقاومت گرما از پلاستیک های معمولی ((غیر قابل تغییر):

ماده حرارت انحرافی دمای ویکات نقطه نرم شدن مارتین مقاومت گرما دمای

HDPE 80°C 120°C -

LDPE 50°C 95°C -

EVA - 64°C -

PP 102°C 110°C -

PS 85°C 105°C -

PMMA 100°C 120°C -

PTFE 260°C 110°C -

ABS 86°C 160°C 75°C

PSF 185°C 180°C 150°C

POM 98°C 141°C 55°C

PC 134°C 153°C 112°C

PA6 58°C 180°C 48°C

PA66 60°C 217°C 50°C

PA1010 55°C 159°C 44°C

PET 70°C - 80°C

PBT 66°C 177°C 49°C

PPS 240°C - 102°C

PPO 172°C - 110°C

PI 360°C 300°C -

LCP 315°C

اصول انتخاب پلاستیک های مقاوم در برابر گرما:

• سطح مقاومت گرما را در نظر بگیرید:

a.با توجه به الزامات مقاومت گرما بدون انتخاب بیش از حد بالا،چون ممکن است هزینه ها را افزایش دهد.

b.به طور ترجیحی از پلاستیک های عمومی اصلاح شده استفاده کنید.پلاستیک های مقاوم در برابر گرما بیشتر به پلاستیک های ویژه تعلق دارند که گران هستند.پلاستیک های عمومی نسبتا ارزان تر هستند.

ج. ترجیحاً از پلاستیک های عمومی با حاشیه ای بزرگ از تغییر مقاومت گرما استفاده کنید.

• عوامل محیطی را در نظر بگیرید:

a.مقاومت سریع و طولانی مدت در برابر گرما

مقاومت در برابر گرما خشک و مرطوب

c. مقاومت در برابر خوردگی متوسط؛

d. مقاومت گرما در برابر اکسیژن و اکسیژن آزاد؛

e.مقاومت گرما در حالت بارگذاری و تخلیه

تغییر مقاومت گرما در پلاستیک:

اصلاح مقاومت گرمایی پر شده:

اکثر مواد پرکننده معدنی غیر ارگانیک،به استثنای مواد آلی،می توانند درجه حرارت مقاومت گرما پلاستیک را به طور قابل توجهی بهبود بخشند.میکا، خاک رس ، آلومینیوم و آزبست. هرچه اندازه ذرات پرکننده کوچکتر باشد، اثر اصلاح بهتر است.

• پرکننده های نانو:

• PA6 پر از نانو مونتمورلیونیت 5٪، دمای انحراف حرارتی را می توان از 70 °C به 150 °C افزایش داد؛

• PA6 پر از فوم دریایی 10٪، دمای انحراف حرارتی را می توان از 70 °C به 160 °C افزایش داد؛

• PA6 پر از مایکای مصنوعی 5٪، دمای انحراف حرارتی را می توان از 70 °C به 145 °C افزایش داد.

• پرکننده های معمولی:

• PBT پر از 30٪ تالک، دمای انحراف حرارتی را می توان از 55 °C به 150 °C افزایش داد؛

• PBT پر از 30٪ میکا، دمای انحراف حرارتی را می توان از 55 °C به 162 °C افزایش داد.

اصلاح مقاومت گرمایی تقویت شده:

افزایش مقاومت گرما پلاستیک ها از طریق اصلاحات تقویت کننده حتی موثرتر از پر کردن است.موشکو پولي.

• رزین بلوری تقویت شده با فیبر شیشه ای 30٪ برای تغییر مقاومت گرما:

• دمای انحرافی حرارتی PBT از 66°C به 210°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی PET از 98°C به 238°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی PP از 102°C به 149°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی HDPE از 49°C به 127°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی PA6 از 70°C به 215°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی PA66 از 71°C به 255°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی POM از 110°C به 163°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی PEEK از 230°C به 310°C افزایش می یابد.

• رزین آمورف تقویت شده با فیبر شیشه ای 30٪ برای تغییر مقاومت گرما:

• دمای انحراف حرارتی PS از 93°C به 104°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی PC از 132°C به 143°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی AS از 90°C به 105°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی ABS از 83°C به 110°C افزایش می یابد؛

• دمای انحراف حرارتی PSF از 174°C به 182°C افزایش می یابد؛

• دمای انحرافی حرارتی MPPO از 130°C به 155°C افزایش می یابد.

تغییر مقاومت گرما در مخلوط پلاستیک

مخلوط کردن پلاستیک ها برای افزایش مقاومت در برابر گرما شامل ترکیب رزین های مقاوم در برابر گرما به رزین های مقاوم در برابر گرما است، بنابراین مقاومت در برابر گرما را افزایش می دهد.اگرچه بهبود در مقاومت گرما به اندازه آن که با اضافه کردن اصلاح کننده های مقاوم گرما به دست می آید قابل توجه نیستمزیت این است که به طور قابل توجهی بر خواص اصلی مواد تاثیر نمی گذارد و در عین حال مقاومت گرما را افزایش می دهد.

• ABS/PC: دمای انحراف گرما را می توان از 93°C به 125°C افزایش داد.

• ABS/PSF ((۲۰٪): دمای انحراف گرما می تواند به 115°C برسد.

• HDPE/PC ((۲۰٪): نقطه نرم شدن ویکات را می توان از ۱۲۴ درجه سانتیگراد به ۱۴۶ درجه سانتیگراد افزایش داد.

• PP/CaCo3/EP: دمای انحراف گرما را می توان از 102°C به 150°C افزایش داد.

تغییر مقاومت گرما در پیوند متقابل پلاستیک

پلاستیک های متقاطع برای بهبود مقاومت در برابر گرما معمولاً در لوله ها و کابل های مقاوم در برابر گرما استفاده می شود.

• HDPE:بعد از درمان با پیوند متقابل سیلان، دمای انحراف حرارتی آن را می توان از 70°C اصلی به 90-110°C افزایش داد.

• PVC:بعد از پیوند متقابل، دمای انحراف حرارتی آن را می توان از 65°C اصلی به 105°C افزایش داد.

انتخاب خاص پلاستیک های شفاف

استفاده روزانه از مواد شفاف:

• فیلم شفاف:پاکتینگ از PE،PP،PS،PVC و PET،و غیره استفاده می کند.

• ورق ها و پانل های شفاف:از PP،PVC،PET،PMMA و PC استفاده کنید.

• لوله های شفاف:از PVC،PA و غیره استفاده کنید.

• بطری های شفاف: استفاده از PVC،PET،PP،PS، و PC، و غیره

II.مواد تجهیزات روشنایی:

به طور عمده به عنوان سایه چراغ استفاده می شود، به طور معمول استفاده می شود PS، PS اصلاح شده، AS، PMMA، و PC.

مواد ابزار نوری:

• اجسام سخت لنز:به طور عمده از CR-39 و J.D استفاده می شود.

• لنزهای تماسی: معمولا از HEMA استفاده کنید.

IV.مواد مشابه شیشه:

• شیشه خودرو: استفاده رایج از PMMA و PC

• شیشه های معماری: معمولا از PVF و PET استفاده می شود.

V. مواد انرژی خورشیدی:

PMMA، PC، GF-UP، FEP، PVF، و SI، و غیره.

مواد فیبر نوری:

لایه هسته ای از PMMA یا PC استفاده می کند و لایه پوشش یک پلیمر فلوروولفین است، نوع فلور میتیل متاکریلات.

مواد:

PC و PMMA که معمولاً استفاده می شوند.

VIII.مواد پاک کننده شفاف:

PMMA، FEP، EVA، EMA، PVB، و غیره

انتخاب مواد خاص برای اهداف مختلف مسکن

• کابینت تلویزیون:

• اندازه کوچک: PP اصلاح شده

• اندازه متوسط: پی پی،HIPS،ABS و آلیاژهای PVC/ABS اصلاح شده؛

• اندازه بزرگ:ABS.

• پوشش درب یخچال و پوشش داخلی:

• معمولاً از هیئت های HIPS، هیئت های ABS و هیئت های کامپوزیت HIPS/ABS استفاده می کنند.

• در حال حاضر،ABS مواد اصلی است،فقط یخچال های Haier از HIPS اصلاح شده استفاده می کنند.

• ماشین لباسشویی:

• سطل های داخلی و پوشش ها عمدتا از PP استفاده می کنند،مقدار کمی از آلیاژ های PVC/ABS استفاده می کنند.

• تهویه مطبوع:

• استفاده از ABS،AS،PP تقویت شده.

• فن های الکتریکی:

• از ABS،AS،GPPS استفاده کنید.

• جاروبرقی:

• از ABS،HIPS، PP اصلاح شده استفاده کنید.

• آهن:

• مقاوم در برابر گرما: PP اصلاح شده

• مقاومت در برابر گرما:ABS،PC،PA،PBT، و غیره

• فر مایکروویو و آشپزخانه های برنج:

• مقاوم در برابر گرما: PP و ABS اصلاح شده

• مقاومت در برابر گرما:PES،PEEK،PPS،LCP، و غیره

• رادیو، ضبط کننده های نوار، ضبط کننده های ویدئویی:

• از ABS،HIPS و غیره استفاده کنید.

• تلفن:

• استفاده از ABS،HIPS،PP اصلاح شده،PVC/ABS، و غیره