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十种最常见的注塑成型材料

发布时间:2023-08-03 18:32:00人气:

注塑成型材料的名称听起来像化学课上的术语。聚丙烯的缩写 (PP) 与聚苯乙烯 (PS) 相似。选择正确的注塑材料还意味着了解您的应用要求,这可能会在原型制作和生产之间发生变化。

幸运的是,您不需要化学博士学位即可做出正确的材料选择。当然,有很多因素需要考虑,但一切都从基础开始:主要材料的名称和缩写、它们的优缺点、典型应用以及常见的品牌和等级。

常用的注塑成型材料有十种:

● 亚克力(PMMA)

● 丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)

● 尼龙聚酰胺 (PA)

● 聚碳酸酯 (PC)

● 聚乙烯 (PE)

● 聚甲醛 (POM)

● 聚丙烯 (PP)

● 聚苯乙烯 (PS)

● 热塑性弹性体 (TPE)

● 热塑性聚氨酯 (TPU)

对于每种注塑成型塑料,以下部分解释了您需要了解的内容。

亚克力 (PMMA)

PMMA 或丙烯酸,它是一种坚固、透明的热塑性塑料,是一种重量更轻、防碎的玻璃替代品。因为 PMMA 是透明的并且具有出色的光学清晰度,它允许高百分比的光通过。

亚克力的优缺点

丙烯酸树脂具有很高的抗拉强度,可以承受负载,不会吸收异味,并且在注塑成型过程中可以保持严格的公差。该材料还可以抵抗阳光和天气,使其适合户外使用。因为它在与水接触时不会降解,所以 PMMA 不会释放双酚 A (BPA),这是一种在许多塑料中对人体健康有不利影响的化学物质。

丙烯酸树脂有一些重要的限制。它们比玻璃更贵,更容易划伤。它们也很容易被油脂和油污渍。此外,对于某些工业应用,PMMA 的使用温度太低。注塑成型的丙烯酸树脂缺乏很强的耐溶剂性,在特别重的负载下容易出现应力开裂。

PMMA 应用、等级

丙烯酸树脂用于窗户、温室、太阳能电池板、浴室外壳和其他用于建筑和照明应用的透明组件。

通用丙烯酸是最便宜的 PMMA 类型,用于商品而不是工程应用。标牌级亚克力比通用亚克力强 10 倍,为户外标牌提供出色的透光性。海洋级丙烯酸可抵抗持续暴露在水中的损坏,并且经常被造船者使用。

丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)

ABS 是一种工程级热塑性塑料,熔点相对较低,易于成型。这种不透明的聚合物支持着色剂的使用,并提供不同的纹理和表面处理。ABS以其强度和抗冲击性而闻名。

ABS的优缺点

ABS坚韧、相对便宜,并且具有良好的耐热、耐油、耐酸和耐碱性能。其苯乙烯含量赋予注塑件光泽、美观的外观,而其丁二烯含量即使在低温下也能提供出色的韧性。

由于 ABS 对阳光或天气的抵抗力不强,因此它不是户外应用的好选择。ABS 燃烧时也会产生大量烟雾,对高摩擦的抵抗力很差,并且对水等溶剂缺乏抵抗力。

ABS 应用、等级

注塑成型的 ABS 用于电子元件和键盘按键、保护头饰、电源插座的塑料壁板以及汽车部件,如仪表板、轮罩和汽车车身零件。其他应用包括消费品、运动器材和工业配件。

ABS 也可以与玻璃填料结合以增加强度,或与聚碳酸酯结合以提高耐低温冲击性。一些供应商生产填充和未填充的 ABS 塑料。

尼龙聚酰胺 (PA)

聚酰胺 (PA) 是一大类材料,可以是天然的也可以是合成的。然而,尼龙,一种聚酰亚胺,总是合成的。尼龙注塑成型具有挑战性,因为这种聚酰胺容易收缩并且填充不足。

尼龙的优缺点

尼龙 PA 的优点包括韧性和高耐热性。它们还具有高耐磨性、良好的抗疲劳性和降噪性能。凭借其低摩擦系数,注塑成型尼龙适用于高摩擦和磨损应用。

虽然尼龙不提供固有的阻燃性并且可以快速燃烧,但可以使用阻燃版本。同样,虽然尼龙会被阳光降解,但可以添加紫外线稳定剂来提高性能。此外,该材料对强酸和强碱的耐受性较差。

尼龙应用、等级

尼龙常用于坚固的机械部件,如轴承、衬套、齿轮和滑轨。它也是外壳和卡扣闭合、螺纹嵌件、动力拍片、夹具和固定装置的理想选择。其他应用范围从牙刷和轮子到医疗植入物和电连接器。

虽然尼龙是杜邦公司开发的一种特定类型的聚酰胺的名称,但这种尼龙聚酰胺也可从其他公司获得。今天,尼龙有四个主要等级:尼龙 66、11、12 和 46。每个等级的机械性能略有不同。

尼龙 66 具有更高的熔点和更强的耐酸性,可用于化学加工应用。

尼龙 11 具有更高的抗尺寸变化能力,因为它具有更高的防潮性。它用于户外应用。

尼龙 12 具有最低的熔点和相对较好的抗吸水性。

尼龙 46 的工作温度高于其他等级的尼龙。应用包括发动机和变速器

尼龙等级可以用玻璃填充以提高机械强度。

聚碳酸酯 (PC)

聚碳酸酯 (PC)塑料是天然透明的坚固、坚韧材料。它们的特性类似于 PMMA,但聚碳酸酯在更宽的温度范围内保持其物理特性。着色后,PC 会随着时间的推移保持其颜色并保持其强度。

聚碳酸酯的优缺点

聚碳酸酯非常耐用,比玻璃强 250 倍。凭借其可预测且均匀的模具收缩率,这种注塑成型材料可提供精确的尺寸控制。PC 塑料也很轻,并具有出色的光学性能以支持光传输。

因为它含有 BPA,所以不建议将注塑成型的聚碳酸酯用于食品制备或储存。它还需要较高的加工温度,这会使成型成本更高。聚碳酸酯也不耐刮擦。

PC 应用、等级

聚碳酸酯用于机械防护装置、透明或有色窗户、扩散器和用于发光二极管 (LED) 的光管以及透明管。这种材料还可用于生产用于聚氨酯和硅胶铸件的透明模具。

聚碳酸酯可以填充玻璃并与 ABS 复合以提高抗冲击性。一些等级包含相对较小百分比的不锈钢纤维。

聚乙烯 (PE)

聚乙烯是世界上最常用的塑料。主要有以下三种:

● 高密度(HDPE、PEHD)

● 低密度 (LDPE)

● 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET、PETE)

PE 是唯一可以根据其密度进行选择的商业聚合物,因为它控制其他材料特性,所以这一测量很重要。HDPE 和 LDPE 都具有耐化学性等有用的特性,但它们在各自的硬度、柔韧性、熔点和光学透明度方面有所不同。PET塑料不是由密度定义的。

聚乙烯的优缺点

HDPE、LDPE 和 PET 都是低成本塑料,既能防潮又能防化学品。LDPE 比 HDPE 更柔软、更灵活,HDPE 是一种不透明的材料。与 LDPE 一样,PET 可以像玻璃一样透明。工程师和设计师喜欢这些材料,因为它们在光学清晰度和其他特性方面提供了多种选择。

PE 塑料受到抗紫外线能力差的限制,不能承受高使用温度。厚度小于 0.020 英寸的HDPE 零件难以成型。对于注塑成型的 LDPE,很难实现紧密的公差。PET 会吸收大量水分并需要树脂干燥,这会增加生产成本。

PE 应用、等级

PE塑料以用于奶瓶(HDPE)、塑料薄膜(LDPE)和水瓶(PET)而闻名;但是,这些产品不是注塑成型的。它们是使用称为吹塑的不同类型的成型制成的。注塑成型 PE 的示例包括儿童玩具、工具箱、电线和电缆绝缘体以及医疗设备组件。

PE 塑料有编号等级,数字越大通常表示密度越高。例如,HDPE 500 的密度高于 HDPE 300。两种牌号的密度都高于 LDPE,后者也使用牌号编号系统。

聚甲醛 (POM)

聚甲醛 (POM)是一种工程塑料,也称为乙缩醛。它可以注塑成需要低摩擦、高刚度和出色尺寸稳定性的零件。因为它们具有高度结晶结构,所以 POM 塑料是天然不透明和白色的。

聚甲醛的优缺点

注塑 POM 结合了出色的刚性、热稳定性和低摩擦系数。它还具有低吸水性和良好的耐化学性。有两种主要类型的 POM 塑料可供选择:均聚物和共聚物。这使工程师和设计师可以选择具有不同特性的乙缩醛材料。

POM 以其纯形式具有低冲击强度和非常高的热膨胀率。模具收缩率相对较高,乙缩醛不抵抗紫外线。作为均聚物的 POM 塑料提供更高的硬度和拉伸强度。但是,所有 POM 塑料(均聚物和共聚物)都不能达到 UL 94 等标准的防火等级。

POM 应用、等级

由于其低摩擦系数,注塑 POM 适用于轴承、齿轮、传送带和滑轮。其他应用包括紧固件、眼镜框、刀具和枪支零件、锁系统和高性能工程部件。

POM 采用玻璃纤维或矿物质增强的等级,以提高强度和刚度。用这两种材料增强的化合物可提供出色的机械性能平衡。二手注塑机回收

聚丙烯 (PP)

聚丙烯 (PP)具有与聚乙烯 (PE) 相似的特性,但更硬且更耐热。它是世界上第二常用的塑料。虽然聚丙烯的密度随填料的变化而变化,但纯PP是密度最低的商品塑料。

PP的优缺点

聚丙烯塑料提供良好的耐化学性并在扭转或弯曲后保持其形状。PP 还具有高熔点,并且在暴露于湿气或水中时不会降解。注塑成型的 polypro(有时也称为这种塑料)也可回收多达四次。此外,回收的 PP 可以与其他塑料材料结合使用。

注塑成型的聚丙烯在紫外线下会降解,并且极易燃。在高于 100° C (212° F) 的温度下,它会溶解成对人体健康有害的芳香烃,例如苯和甲苯。因为难粘合,PP难上色;但是,可以添加颜料来为材料着色。

PP 应用、等级

注塑成型聚丙烯有多种消费、商业和工业应用。示例包括儿童玩具、储物容器、体育用品、包装、电器和电动工具主体。

PP 塑料可以填充玻璃纤维,以提高尺寸稳定性、刚度、强度和抗翘曲性。等级包括高结晶聚丙烯 (HcPP),它比普通聚丙烯具有更高的刚度。

聚苯乙烯 (PS)

聚苯乙烯 (PS) 是一种商品塑料,有两种用于注塑成型的基本类型:

● 通用聚苯乙烯 (GPPS)

● 高抗冲聚苯乙烯 (HIPS)

GPPS较脆,尺寸稳定性比HIPS低,HIPS与顺丁橡胶复合以增强其材料性能。GPPS 还具有玻璃般的透明度,而 HIPS 是不透明的。两种类型的聚苯乙烯都非常适合注塑成型,因为它们具有可预测且均匀的收缩率。

PS的优缺点

PS 塑料价格低廉、重量轻,并且耐湿气和细菌生长。它们还对伽马辐射具有出色的抵抗力,可用于对医疗设备进行消毒。注塑成型的聚苯乙烯还对稀释的酸和碱具有良好的耐化学性。

聚苯乙烯易燃,易受紫外线降解,并受到烃类溶剂(如苯和煤油)的侵蚀。因为它很脆,GPPS很容易开裂。虽然注塑成型的聚苯乙烯是可回收的,但它不是可生物降解的。

PS 应用、等级

聚苯乙烯用于医疗、光学以及电气和电子应用。由于具有更高的冲击强度,HIPS 经常与电器和设备一起使用。注塑成型的 GPPS 用于塑料玩具、箱子、容器和托盘。

聚苯乙烯可以用玻璃填充以增加强度,也可以与丙烯酸共聚以提高透明度并改善化学和紫外线稳定性。

热塑性弹性体 (TPE)

热塑性弹性体 (TPE) 或热塑性橡胶 (TPR) 是橡胶和塑料材料的混合物。TPE虽然具有橡胶的特性和性能,但其加工方式与塑料一样。TPR 的弹性是其吸引设计师和工程师的部分原因。TPE也是可回收的,可以回收六次。此外,其他回收材料可以混合在一起生产TPE。

TPE的优缺点

热塑性弹性体可以拉伸到中等伸长率。消除这种压力后,它们几乎恢复到原来的形状。TPE还具有更短的成型周期,支持二次成型选项,并且比液态硅橡胶 (LSR) 更容易成型且成本更低。

然而,在持续的压力下,TPE容易发生蠕变,这是一种固体材料永久变形的趋势。这种材料在较高温度下也往往会失去其橡胶特性,并且比其他注塑成型材料要贵得多。

TPE 应用、等级

注塑成型的 TPE 用于鞋类、医疗器械、汽车零部件和宠物产品。汽车应用包括防风雨密封和防震防尘罩。医疗应用包括呼吸管、阀门、导管和通气面罩。

热塑性聚氨酯 (TPU)

热塑性聚氨酯 (TPU)是一种热塑性弹性体 (TPE),与其他 TPE 一样,TPU 具有类似橡胶的弹性;但是,注塑成型的 TPU 具有更高的硬度,可以用作硬橡胶的替代品。通常选择 TPU 而非 TPE,因为 TPU 更适合极端温度和耐化学性。另一方面,TPE 更柔软、更灵活。

TPU的优缺点

与其他 TPE 相比,TPU 具有更高的耐磨性、耐化学品性、油脂、油和高温性能。注塑成型的热塑性聚氨酯还具有良好的承重能力,适用于材料暴露于臭氧的环境中。

TPU 对于某些注塑成型部件可能太硬或缺乏所需的柔韧性。热塑性聚氨酯也往往成本更高,并且在加工前需要干燥。由于某些牌号的保质期很短,注塑商可能必须在使用前将它们


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