文档介绍：工程塑料的性能比较

选择材料时需要考虑的一个关键因素就是材料的耐热性。
通常来讲,如果想使材料的最大工作温度提高就相应需要增加更多的成本。
填充剂的加入能够极大地提高材料的硬度和热变形温度,而且,对于高性能的和专用的聚合物来廛,玻璃纤维的加入能使成本大辐下降。因为这些,在聚合物中填充玻璃纤维经常用于替代金属一途。
图1比较了常用来替代金属的玻璃纤维填充聚合物的最大工作温度和热变形温度。
图1: 填充30%玻璃纤维的聚合物的最大工作温度和热变形温度
在高性能材料中加入碳纤维可以使材料的硬度和热变形温度大辐提高。与填充玻璃纤维相比填充碳纤维有以下优点:
更高的硬度
更低的密度
良好的导电性
良好的摩擦性能
因为这些原因,碳纤维经常被用在汽车的燃料输送线和燃料系统上。

金属比较于塑料最大的优点之一就是它们具有很高的硬度(平均值比较要比塑料的高8倍)。然而,在许多实际应用中,并不需要这么高的硬度,如果有必要的话,还可以通过灵活的设计、骨架增强和低密度来进行补充。在很多情况下,硬度也是一个关键的性能。
填充剂和纤维的影响
填充剂和纤维的加入都可以极大地提高材料的硬度。T
当表面外观并不是一个主要关心的问题时,玻璃纤维由于其高的性价比被经常使用。然而,玻璃纤维会使材料产生各向异性,降低了它的加工性能,同时易磨损。
当需要关注产品的外观时,则可以加入一些矿石填充剂,如碳酸钙、滑石、硅灰石、云母都是很好的选择。然而材料的硬度和热变形温度都要比填充玻璃纤维的材料低很多。
档次较高的产品,可以选用碳纤维作为填充剂,它可以赋予材料非常高的硬度。填充碳纤维的其它优点有:
导电性
极好的摩擦性能
低密度
图1比较了常用来替代金属的聚合物的硬度(未填充的和填充了30%玻璃纤维的材料)。
填充玻璃纤维的高结晶度的聚合物的弯曲模量高于10GPa:聚丁二醇酯PBT,聚甲醛POM,聚乙二醇酯PET,聚苯硫醚PPS,聚醚醚***PEEK,液晶树脂LCP。在这些材料中,液晶树脂LCP具有最高的硬度且有最高的各向异性。

在许多实际应用中,耐冲击性能是一个关键的性能。图1比较了室温下常用的替代金属的聚合物的冲击性能(未填充的和填充了30%玻璃纤维的)。
在这些材料中,对于未填充的材料,聚碳酸酯PC和它的混合物:聚碳酸酯PC/ABS树脂和聚碳酸酯PC/聚丁二醇酯PBT具有高的耐冲击性能。
当持续工作温度不超过100-120°C时,这些材料都是极好的选择。
对于填充玻璃纤维的材料有更高的硬度,液晶高分子LCP表现了杰出的性能。
冲击性能改性剂的影响
冲击性能改性剂的添加能够使许多脆性聚合物材料的韧性得到很大的增强。
聚合物的韧性由它自身、冲击改性剂的份量和改性剂在基体中分散的质量共同决定。
然而,在所有的情况下你必须和硬度、耐化学性和加工性能相结合折衷考虑

自润滑性和耐磨损性
塑料替代金属的一个很有前景的领域就是磨擦应用方面,例如齿轮、泵转子、引擎部件、刹车部件、滑动部分等等。在这一领