1.4 工程塑料的耐化学学性能
耐酸、碱、有机溶剂、油料、气体、盐水等 表现在外观、物性会发生失光、变色、雾化、开裂、龟裂、翘 曲、分解、溶胀、溶解、发动等变化。
1.2.2电性能
电气材料根据使用电场的高低分为弱电材料和强电材料。用于 通信设备、各种民用电子设备、家电、高频绝缘、印制电路等的电 子材料属弱电材料；用于变压器、电动机、发电机等电器及电力输 送线路的材料为强电材料。弱电材料的主要电性能指标是介电常数
和介质损耗角因数；强电材料主要应满足绝缘性、耐电压和长期使
1.2 工程塑料的性能
1．2．1热性能 与热传导有关的物理量，如热导率 、比热容、线膨胀系数； 与相态变化省关的性能，如玻璃化转变温 度、熔点； 与耐热性有关的性质，如热变形温度、维 卡软化点； 与燃烧有关的性质，如阻燃性、燃烧速率。
1.2 工程塑料的性能
1．2．1热性能 热导率、比热容、线膨胀系数。
Байду номын сангаас
1.2 工程塑料的性能
表1-1常见工程塑料热性能 工程塑料 PA66 比热容 kJ／(kg· K) 1.67 导热系数 W／(m· K) 0.24 线胀系数 ×10-5/K 9 最高使用温度 ℃ 90-130
PC
POM(共聚） PPO PET+30%玻纤 PTFE PSF PES PI LCP PEEK PPS
1.2 工程塑料的性能
1.2.3光学性能
2.黄色指数
无色透明、半透明和近白色不透明塑料偏离白色的程度，称为塑料黄色指数， 或塑料黄色度。
某些工程塑料(如PC、PA6等)常以黄色指数的变化，作为经长期暴露于光和热 环境中性能变化的评定依据。 3．白度
塑料白度是指不透明白色或近白色的粉末状树脂和板状塑料表
工程塑料的力学强度、硬度和耐热性不如金属，力学强度低， 拉伸强度约为钢的1／10；
一般只能在100℃左右工作，少数可达 200℃（PEEK)； 热导率只有钢铁的1/(200～300)；
尺寸稳定性差，膨胀收
缩变形较金属大，线膨胀 系数约为铁的5倍； 耐久性差，长期受重力作用易 产生疲劳，在室外长期受紫外线作用，易降低性能。
1.3 工程塑料的力学性能
表1-4 常见工程塑料的摩擦系数与磨损量
工程塑料 PA6 PA66 POM PC 改性聚苯醚 ABS PTFE
摩擦系数（与玻璃），% 磨损量(9.8N),mg/103周期
UHMWPE
0.15-0.40 0.15-0.40 0.15-0.35 / 0.18-0.23 / 0.04 0.10-0.22
有明显屈服的工程塑料的屈服强度是作为结构材料使用时的最大应力
。
1.3 工程塑料的力学性能
1.3.2冲击强度（Impact stength) 冲击强度是衡量材料在高速冲击状态下的韧性或对断
裂的抵抗能力的指标。主要有摆锤冲击试验法、落锤冲击
试验法。摆锤冲击试验又分简支梁法（Charpy)和悬臂梁
(Izod)法。缺口（notched)与无缺口（unnotched)，
工程塑料及其应用
青岛科技大学
塑料工程教研室
目 录
一 二 三 四
第一章 工程塑料性能 第二章 工程塑料成型加工 第三章 工程塑料改性 第四章 工程塑料在机械中应用
1
工程塑料介绍
前 言
工程塑料具有一系列优异的性能 和很高的使用价值，是当今世界 发展最为迅速的工程结构材料之 一。工程塑料作为重要的结构材 料，能在较宽的温度范围内承受 机械应力和在较苛刻的物理化学 环境中使用，在机械、汽车、电 器、建筑、化工等许多工业领域 得到愈来愈广泛的应用。
特种工程塑料的使用温度一船在150℃以上， 主要品种有PSF、PES、PPS、PI、
LCP、氟塑料等。
1.1.2 工程塑料性能特点
1)突出的优点之一是密度低（工程塑料的密度通常在
(1.02～2.40g/cm3)只有钢铁材料的1/8～1/4。）
2)较高的比强度(定义：材料的拉伸强度与其密度之比)。
3)良好的电绝缘性（许多电子电器产品都离不开它）
5 / 13 14 17 22 14 3
1.3 工程塑料的力学性能
1.3.6 不同温度时聚合物的力学聚集状态
结晶性塑料和无定形塑料两类。 结晶的有PA、PET PBT POM PTFE 等。 无定形的PPO、PC、PMMA、PI等。 两者的力学聚集态有玻璃态、高弹态、粘流态均有 三种状态。但其力学聚集状态随着温度的变化 有很大差异。
1.3 工程塑料的力学性能
1.3.6 不同温度时聚合物的力学聚集状态
低于Tg的某一温度时，将出 现不能拉伸或压缩的脆性，该 温度称为脆化点Tx。脆化点与 分子链的柔性有关，柔性链时， Tx就接近Tg；刚性链，Tx就比 Tg低得多。聚合物在Tg与Tx区 域内表现为可拉伸或压缩，而 不变脆。
高弹态又称橡胶态，连段运动， 施加外力，能产生缓慢的形变：如 果除去外力，又会缓慢地恢复原状， 这种状态称为高弹态。处于高弹态 的无定形聚合物具有显著的高弹性， 其高弹形变最高可达1000％。它也 有明显的松弛现象，即它的形变不 是瞬时的，而是需要一定的松弛时 间才能完成。 使分子链及链段都可以移动，聚合 物成为流动 粘流态，大分子链与链段运动。 当施加外力时，分子间相互滑动而 产生形变，除去外力后不能恢复原 状。这种形变是不可逆形变，称为 粘性流动形变或塑性形变。
面对规定蓝光漫反射的辐射能，与同样条件下理想的全反射漫射体
反射的辐射能之比，用百分数表示。
1.3 工程塑料的力学性能
拉、压、弯、冲击、剪切、撕裂、硬度、蠕变
1.3.1拉伸应力应变行为
OA段基本上是一条直线，应力与应变成正 比，试样表现为胡克弹性行为。直线的斜率是 试样的弹性模量。 B点是屈服点，B点后，在应力基本不变的 情况下试样产生较大的变形，当应力去除后， 试样不能恢复到原样，即发生了塑性变形。屈 服点对应的应力称为屈服应力或屈服强度。 细颈现象：从C点直到D点。 D点之后试样的应变进入第二阶段，试样 再度被均匀拉伸，应力提高，直到E点被拉断 为止。相应于E点的应力是拉伸强度（tensile strength)，对应的形变称为断裂标称应变(断 裂伸长率）(Elogation at break)。
2.压陷硬度
球压痕硬度、邵氏硬度、巴柯尔硬度、布氏使度和洛氏硬度。压陷硬度的测 试原理是，把规定直径的钢球（或针）在规定的载荷下压入试样表面，并 保持一定时间，用压痕单位面积承受的力或者压痕的深度表示硬度。布氏 硬度一般用于硬度值较高的塑料，邵氏硬度用于低硬度，洛氏硬度应用范 围较广，较软、较硬的塑料均可测试。
在的恶劣条件下工作的零件，如齿轮，偶遇坚硬杂质 时．会因塑料的异物埋没性和就范性而将杂质埋没在 齿轮内或发生适当形变而继续运转，不会像钢齿轮那 样发生咬死或刮伤现象。）
7)优良的吸振性、抗冲击性、抗疲劳强度以及消 声性（对于运动的机械零件，可使其达到平稳无声运转。）
1.1.2 工程塑料性能特点
缺点：
1.3 工程塑料的力学性能
1.3.4 蠕变与疲劳
疲劳是材料在重复载荷的长时间作用
下引起的力学性能下降或破坏的现象。
许多金属材料有明显的疲劳极限，而工程塑料的疲劳 极限不明显，通常以循环次数的应力值作为疲劳极限。
PC、PSF的疲劳极限一般只有静拉伸强度的10％-20％； POM、PET的疲劳极限较高，为静拉伸强度的50％。
136
215 187 178 257 200-210
PPO
PPS PET PBT PPS PEEK
-56
-60 69 20 90 143
175
165 263 224 285 334
PA46
PA610 PA612
78
50 /
290
213 210
PTFE
PVF PC
-33
-35 /
327
200 200
1.2 工程塑料的性能
结晶聚合物在熔点以下仍为玻璃态而不是高弹态，扩大了温 度使用范围。结晶使工程塑料的强度增加，从而使其应用范围也 更为广泛。完全结晶的聚合物，在熔点以下无高弹态，不论相对 分子质量多么低也不会产生流动。当加热到熔点Tm以上，可能是 高弹态，也可能是粘流态，要视相对分子质量而定。如果有高弹 态出现．即在曲线上有水平部分，再升高温度到流动点以上才变 成粘流态。
1.1.1工程塑料类型
工程塑料具有良好的综合性能，刚性大，蠕变小， 力学强度高，耐热性好，电绝缘性好，能够在较苛刻 的化学、物理环境中长期使用，可作为结构材料使用； 工程塑料又分为通用工程塑料和特种工程塑料， 通用工程塑料使用温度一般在150℃以下，主要品种有 PA、POM、PC、PMMA、PBT、PET、UHMWPE)、PMMA等。
1.3 工程塑料的力学性能
表1-3 常见工程塑料的疲劳强废
工程塑料 PA6 PA66 POM PC PET PSF 30%玻纤增强PSF
静态拉伸强度，MPa 疲劳极限，MPa
74 80 69 65 68 68 130
20 21 34 7-14 23 23 38-42
1.3 工程塑料的力学性能
1.3.5摩擦和磨损 机械的减摩耐磨零件，工程塑料大部分有自润滑性， 干燥状态下的摩擦因数较低，一般在0.02-0.50范围。 材料的磨损主要指在摩擦过程中，材料的表面不断损 失的性能。
1.26
1.47 1.06 1.05 1.00 / / / / / /
0.20
0.20 / / 0.25 / / / / / /
3
9.5 6 4 14 / / / / / /
100-125
85-90 120-130 150-160 240-260 140-150 170-180 260-316 210-260 230-280 180-220