塑料选材指南

确定您所需部件的功能:

• 轴承和磨擦应用（即摩擦力），或
• 结构性（静态或动态）应用

确定成品部件的主要功能可为您导出一组材料。例如，在轴承和磨擦应用方面，结晶材料（如尼龙，聚甲醛）优于无定形材料（如聚砜、Duratron®PEI或聚碳酸酯）。在导出的材料组中，了解何种添加剂最为适合您的应用，可进一步缩小选择范围。

磨擦性能可因二硫化钼、石墨、碳纤维和高分子润滑剂（如PTFE，蜡）而增强。

结构性能可因增强纤维，如玻璃或碳而增强。

一旦您决定部件的功能（轴承磨擦或结构），可以通过确定机械特性要求，进一步缩小选择范围。对于轴承和磨擦应用，首要考虑是磨擦性能，主要查看参数为PV值和“k”磨损因数。计算所需的PV值（压力（psi）x速度（米/分））。参考图1，选择PV值超出您计算所得值的材料；然后，根据“k”磨损因数，再缩小材料范围。一般而言，“ｋ”因数越低，材料磨损慢，寿命长。

结构件在特定温度下的最大持续工作压力一般设计为其极限强度的25%。本指南旨在补偿塑料因蠕变造成的粘弹性行为。此处提供了等距应力－时间曲线，帮助您了解材料强度在室温（图２）和150℃（图3）下的时间函数。

从标准和极端条件两方面，考虑部件的耐热性要求。

材料的耐热性是用热变形温度（HDT）和持续工作温度来描述。HDT是材料软化温度的指标，一般作为中高应力下最高承受温度。持续工作温度一般是指长期暴露于此温度以上，材料物理特性将发生重大且永久的退化。本指南不得混淆由监管机构报告，如保险商实验室（UL）报告的连续操作或使用温度。

结晶材料的熔点和无定形材料的玻璃化转变温度是可保持形态稳定的短期温度极限。大多数工程塑胶制品工作时应低于这些温度，因为在这些温度下聚合物将失去大部分的机械性能。

考虑材料在使用和清洗时，所用化学品。

三菱化学先进材料在本手册中提供了化学兼容信息，以作为指导，但是要考虑到浓度、温度、时间和应力都为材料是否适合的影响因素。尼龙、聚甲醛和Ertalyte® PET-P通常适用于工业环境。结晶高性能材料，如Fluorosint®增强型PTFE、Techtron® PPS和Ketron™ PEEK更适用于强腐蚀性化学环境（见图5）。强烈建议您在终端使用条件下进行测试。具体的抗化学性数据，可参见性能对照表。

在进入第5-7步前，应考虑材料的其它特性，包括：

• 抗冲击强度、韧性
• 尺寸稳定性
• 是否遵守监管机构规定

具有更高伸长率、抗冲击强度和拉伸强度的材料一般会更强韧、缺口敏感更低，适合在冲击载荷下工作（见表1）。

表 1

随着温度变化，工程塑料的膨胀和收缩程度比许多金属（包括铁）高10-15倍。线性热膨胀系数（CLTE）是用于估算工程塑料材料膨胀率的参数。CLTE用温度函数和平均值来表示。图6显示了工程塑料的CLTE-温度变化曲线。

弹性模量和吸水性对材料尺寸稳定性有影响。请务必考虑湿度和蒸汽的影响。

诸如美国食品药品管理局（FDA）、农业部（USDA），保险商实验室（UL），3A 乳业协会和美国船级社（ABS）这些机构通常针对其行业中应用的材料，进行批准或设定专门的指南。

选择最具成本效益的型材。

三菱化学先进材料为设计者提供了最广泛的尺寸和配置选择。请务必研究所有的型材可能性——寻找到最为经济的型材，以降低造价。

考虑三菱化学先进材料的多种成型工艺。

注：许多情况下，即使材料一样的，但是选择的成型工艺不一样，物理性能会有所不同。

例如：

• 注塑零件表现的各向异性（特性取决于方向）程度最高。
• 挤出产品表现稍微的各向异性。
• 模压产品是各向同性的——所有方向特性一致。

确定所选材料的机械加工能力。

机械加工能力也是材料选择的标准。本网站中所有跨骏产品都已消除应力，以提高机械加工能力。一般而言，与无填充型产品相比，玻璃和碳增强型产品在机加工过程中对工具摩擦程度和缺口敏感度较高。增强型产品在机加工过程中通常更稳定。

因为其极高的硬度，环化材料（如Duratron® PAI、Duratron® PI和Duratron® PBI）在加工时将极具挑战性。这些材料的机加工过程中，应该采用硬质合金和多晶钻石刀具。为帮助您评估材料的机械加工性，性能对照表中列有每种材料的评级。

请确保您了解所需的信息。

本网站所列性能仅适用于三菱化学先进材料的材料。请勿购买次级产品。当您订购时，请要求出具产品证书。

工程注意事项：

所有材料都具有固有局限，在设计零件时必须予以考虑。为了明确局限，本网站中每种材料都包含工程注意事项部分，以说明材料这些特征。

我们将诚实地介绍材料优缺点，从而为您的选择提供便利。如需其它信息，请联系三菱化学先进材料技术服务部。