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我们今天接触到的大多数物品都包含某种形式的塑料。日常用品也从小时常见的木材、金属、皮革等逐渐被塑料所代替。可以说，塑料正改变我们的生活、工作和玩乐的方式。尽管塑料也给我们带来困扰，尤其是塑料垃圾的处理。但是毫无疑问，塑料已经成为当今世界非常重要的一部分。

塑料简史

年，一个名叫CharlesGoodyear的人发现了天然橡胶。年PS出现，不过该材料直到年后的年才在实际应用中使用。年出现尼龙PA。年出现PP。年出现LCP。PEEK于年进入市场。年，通用电气开发出PEI，也被称为Ultem。

在这段发展历史中，成千上万种的树脂被开发出并推向市场。根据一家塑料信息管理公司IDES统计，总共有来自全球家塑料供应商的80,张树脂数据表。

热固性塑料、热塑性塑料和弹性体只是大量选择的一部分。

如何从如此繁多的塑料品种中选择适合自己产品的塑料，对今天的设计和机械工程师们提出了挑战。你需要拥有许多不同学科的专业知识。但是，大多数工程师受限于学校所学知识和以往的工作经验，对于塑料无从下手。

在选择塑料之前，你需要问自己几个问题：该零件需要在什么环境下运行？是否需要承受高温？是否需要接触人体或其它生物？是否需要自润滑或者吸水性？然后，对照下面几种材料的特性进行初步选择。

1.Polyethylene(PE)

PE是目前使用最广泛的塑料，每年消耗约有8万吨。最常见的用途是包装，特别是塑料袋。

PE最早出现在年。直到20世纪30年代，英国科学家开发了一套标准化工艺流程后，PP才开始批量生产进入市场。年开发出低密度聚乙烯（LDPE）。年菲利普斯石油公司的一位科学家开发出高密度聚乙烯（HDPE）。

LDPE和HDPE都广泛应用于包装和容器行业。LDPE薄膜可制成塑料袋，或者粘覆在纸上例如牛奶盒。通过吹塑工艺LDPE和HDPE可制成各种容器和存储装置。通过注塑工艺可制成家居用品，例如拖把和水桶。

2.Polypropylene(PP)

年菲利普斯石油公司的两位科学家PaulHogan和RobertL.Banks（两个人还开发出HDPE）开发出聚丙烯PP。

PP被认为是一种非常耐用和廉价的材料。它具有较高的抗拉强度，能承受较大的压缩变形。同时化学稳定性好，对许多溶剂、化学物质和酸有很强的抗性。因此，PP有很广泛的工业用途。由于其耐化学性和无毒性，也被广泛用于医疗行业。

PP通常是坚韧同时具有柔性，使得其可以取代ABS等。

3.Nylon(Polyamide)

尼龙（聚酰胺）是一种从乙二胺合成的工程热塑性塑料。该材料最早出现年，杜邦公司将其作为纤维使用。随后在年开发出注塑级尼龙。

常见的尼龙有PA6，PA66以及PA12。其最大的优点是耐候性（耐风化耐大气腐蚀）和耐磨损性能。常见的应用包括齿轮、轴承和安装座。尼龙常常与添加剂混合，例如添加玻璃纤维增加其强度。尼龙具有吸水性，因此在某些应用中吸湿可能会带来一些问题。

4.Polycarbonate(PC)

年拜耳公司和通用电气的科学家们各自开发了类似的PC生产工艺。年PC开始进入市场。直到今日，通用电气的Lexan和拜耳公司的Makrolon仍然是非常受欢迎的PC品牌。

PC是一种具有优异物理性能的透明非晶聚合物，具有耐冲击（几乎难以打破），耐热性可达°C和优异的透明度。PC有不透明和半透明等级。PC常被用来代替玻璃。应注意其使用温度不超过°C。

5.Delrin(Acetal/Polyoxymethylene/POM)

聚氧亚甲基或缩醛，或其更常见的商品名称Delrin，最在出现在20世纪20年代。早期因为不具有热稳定性，所以没有商业化。直到年杜邦公司的科学家稳定了这一工艺过程，并于年申请了一项专利。年Delrin进入市场。

众所周知，Delrin具有较强的耐化学性，并具有很强的疏水性。因此具有低摩擦和自润滑性能，使其成为轴承、车轮。脚轮等耐磨损材料的一个理想选择。另外，它在食品工业中也普遍使用。

6.Polysulfone(PSU)

聚砜以其”在高温下的韧性和稳定性”而闻名。于年由联合碳化物公司研发并推入市场。PSU被认为是“所有热塑性塑料中承受最高的工作温度”。PSU具有透明度，有时也被当作PC的高端替代品。

由于其耐热性，PSU在某些应用中起到阻燃的作用。PSU也是医疗器械材料一个很好的选择，因为其能够满足医疗行业所需的反复灭菌消毒的处理要求。

PSU是一种昂贵的工程树脂，还具有低吸水率和耐化学/溶剂等优点。

7.Polybutyleneterephthalate(PBT)

聚对苯二甲酸丁二酯于是由Ticona公司在年引入市场。PBT是一种具有优异力学和电气性能的半结晶树脂。具有非常好的化学稳定性。材料在成形过程中收缩率很小，且制品非常坚固。

PBT其它常见性能有耐高温、低吸水率、绝缘性和阻燃性，在汽车、消费电子和医疗行业中应用广泛。

8.Acrylic(Polymethylmethacrylate/PMMA)

亚克力，是在年代作为一种涂料被开发出来。在年出现可注塑亚克力。它最出名的品种就是有机玻璃，可替代了传统玻璃，并且使用安全。亚克力具有极好的耐久性和透明度，使其成为长生命周期制品的完美选择。亚克力燃烧缓慢，不会产生烟雾或气体。

亚克力常用于照明或者光学透射制品，例如汽车尾灯、显示屏幕或者窗口等。

9.PEEK(Polyetheretherketone)

英国化学公司帝国化学工业(ICI)于年首次制成PEEK，商品名为Vitrex。

PEEK被认为是一种“有机聚合物”，抗热击穿，其机械和化学性能非常稳定。

PEEK是一种“高级生物材料”，在医疗器械行业很受欢迎，典型应用是人体植入物。PEEK的高性能也适用于其它高要求应用，例如航空航天、汽车和化学诊断工业。

10.Ultem(Polyetherimide/PEI)

聚醚酰亚胺（Polyetherimide）商品名也叫做Ultem，由通用电气于年开发（现在Ultem属于SABIC）。PEI经常与PEEK进行比较：比PEEK便宜，呈现透明色（或者琥珀色），但耐热性和强度比PEEK低。PEI能承受°C的连续工作温度。

PEI典型应用是医疗、汽车、电子和航空航天。尽管PEI还不属于光学级材料，但其良好的透光性使其在电信业中应用广泛，例如光纤连接器。另外，PEI低的热膨胀系数使其成为需要严格控制公差的应用中的最佳树脂。

SABIC工程师指出：“非结晶热塑性树脂PEI具有优异的耐热性、高强度和高刚度，以及优异的化学稳定性。Ultem商品有透明和各种不透明颜色，以及填充玻璃纤维的各种牌号选择。此外，Ultem还有良好的加工性能，为设计工程师提供了更大的灵活性和自由度。”

11.LCP(LiquidCrystalPolymer)

LCP，即液晶聚合物，是所有塑料中比较新的品种。尽管对LCP树脂的成分研究最早发生在年，但是直到年后的年可注塑LCP树脂才进入市场。

LCP是一种独特的工程热塑性塑料，因为它的分子链形成“高度有序的结构”。这种材料非常坚固，但是价格昂贵。它具有良好的热变形属性，注塑时具有良好的流动性。因此，LCP是薄壁结构（例如0.2mm）的一个很好的选择。

RTP的工程师指出：“LCP在极端温度下具有优异的机械强度，几乎可以抵抗所有化学物质、环境、辐射和燃烧的破坏，因此可以取代陶瓷、金属、复合材料和其它塑料等。”

除了材料本身的特性，还需要注意许多其它的变量也会影响一个注塑零件的性能。大多数热塑性塑料由不同的等级和牌号，具有不同的性能。还会在树脂中混合添加剂，如玻璃纤维，碳或其它无机物，以改善塑料制品的经济性和机械性能。所有这些因素都会影响材料熔化、流动和填充性能，以及机械和化学性能。

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