塑料模具材料（精选12篇）
塑料模具材料 篇1
近年来制造业的快速发展, 使得塑料制品应用的领域不断扩大, 对塑料模具的需求量也在不断增长当中。目前塑料模具在整个模具行业中所占的比重约为30%。机械、汽车、家电、电子通讯、建筑材料等经济支柱产业的快速发展, 这一比例还将会不断攀升。随着塑料制品要求的提高, 塑料模具正朝着高效率、大型、精密、多型腔的方向进步。对模具材料性能方面的要求也在不断提高。正确选择塑料成型模具材料, 直接影响着模具使用寿命、生产周期、加工成本和塑件的质量。
1 选择原则
选择适合要求的模具材料需要以模具生产和使用条件为根据, 并且与模具材料的性能和其他因素相结合。
1.1 根据塑料的种类选择
成型塑料种类不同;塑料制品形状、尺寸、技术要求的不同, 在选择模具材料时也会有所区别。塑料模具材料一般有耐热性、耐磨性、耐腐蚀, 优良的切削加工性、热稳定性和热处理等不同的性质。用于塑料模具的材料大致可分以下几种类型:
1) 用于生产PVC, PP等通用塑料制品的模具。
生产批量不大, 表面粗糙度、尺寸精度要求不高, 而且截面不大时, 可选用碳素钢45钢或低碳钢10、20钢制造。
生产批量很大, 模具结构比较复杂, 尺寸较大, 技术要求高的工件时, 可采用较高淬透性和较低淬火变形合金模具钢。
2) 用于成型热固性塑料模具材料
对于热固性塑料的模具和含有玻璃纤维等添加剂的热塑性塑料的注射成型模具, 为了提高模具成型零件表面的耐磨性, 一般采用冷作模具钢来生产。
3) 成型腐蚀性塑料模具材料
生产PVC, 氟塑料和添加阻燃剂的塑料成型模具时, 因为成型时模具直接接触到腐蚀性介质, 所以应选择耐腐蚀性能较好的塑料模具钢。
4) 成型透明塑件的模具材料
产品的外观要求对模具材料的选择的影响也很大, 在透明塑料制品生产时, 对模具材料有镜面加工和高硬度的要求, , 并且要求材料中的非金属夹杂和气孔要少, 应选择能热处理成高硬度的超纯净钢。
1.2 根据模具结构零件选择
根据成型方法的不同, 可以划分出不同工艺要求的塑料加工模具类型。主要有注射成型模具、挤出成型模具、吹塑成型模具、压塑成型模具、吸塑成型模具等。
模具零件主要分为结构零件和成型零件两类。结构零件主要有导向机构、浇注系统、模板、支承件和脱模机构等, 材料一般选择碳素结构钢、碳素工具钢和合金结构钢等。有部分产品属于标准件, 可根据型号在市场上选购。成型零件主要包括型芯、型腔、成型杆、嵌镶件等, 是直接成型塑料制件的部位。成型零件结构复杂、要求表面光滑, 尺寸精确, 使用材料要求比结构零件高。
1.3 根据模具的寿命选择
按使用寿命的长短可以把模具分为五个等级。一级一般在百万次以上, 二级是在五十万至一百万次之间, 三级是在三十万至五十万次之间, 四级是在十万至三十万次之间, 五级是在十万次以下。一、二级对模具材料要求最高。需要采用经过热处理后硬度达到HRC50的钢材, 否则工作时容易产生磨损, 导致产品的尺寸发生变化。因此模具材料既要有较好的热处理性能, 又需要有好的切削性能, 和一些其他方面的优势。三级模具用预硬料多, 硬度HB270———340, 四五级模具用P20, 718等。对于要求特低的模具, 还有可能用到S50C, 45#钢, 即直接在模胚上做型腔。
1.4 根据模具材料的成本
模具材料的选择上, 还必须考虑的一点就是经济性。在满足使用要求和加工要求的前提下, 应尽可能地采用价格低廉的模具材料。可以选择碳素钢的就没必要选择合金钢, 可以选择国产材料的则不需要选择进口材料。
2 常用的模具材料
碳素钢成为现在使用最为广泛的模具钢, 是因为其价格低廉、制造方便、而且还具有一定的机械性能。除此之外塑料模具钢还包括有预硬型塑料模具钢、渗碳型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐腐蚀型塑料模具钢等等种类。目前使用最多的是预硬型塑料模具钢、渗碳型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢。
预硬型塑料模具钢是热处理到规定硬度的钢材, 有较好的切削加工性能, 可直接进行型腔加工。通常使用在塑料制品批量大、还有镜面要求的模具当中, 硬度范围在32~40HRC之间。
渗碳型塑料模具钢常用于多型腔、形状简单、尺寸不大的塑料模具中。最适合用冷挤压的方法制造, 可达到缩短周期、减少费用、提高精度的目的。
时效硬化型塑料模具钢可使用在硬度有一定要求, 但又不允许有较大热处理变形的模具。
3 总结
现代工业对塑料模具的基本要求是:可更高效地生产出使用性能、外观都符合要求的塑料制品。因此模具材料的使用会受到模具结构、塑料品种和性能、塑件的形状及质量要求的制约。在选择模具材料时, 既要满足模具加工和塑料制品生产的要求, 更要考虑到国内的模具钢材生产现状。在满足使用性能和加工性能的前提下, 尽可能选择产量大而且价格低廉的钢材。
摘要：本文阐述了如何根据模具的使用性能、工艺性能和材料的成本来选择符合要求的模具材料。并且对常用的模具材料分类进行了简单的介绍。
关键词：塑料模具,模具材料
参考文献
[1]黄毅宏主编.模具制造工艺.机械工业出版社, 2005.
[2]肖海燕族具设计之材料选用卟机械设计, 2006.
[3]陈再枝等.模具钢手册[M].冶金工业出版社, 2002.
[4]申开智主编.塑料成型模具.中国轻工业出版社, 2006.
塑料模具材料 篇2
原主人见了别生气呀，资源共亨嘛！
热浸锌法是钢件处理的基础，使钢件受到最基本的保护 而且为下一步喷塑提供更好的载体，下一步就是喷塑，以静电等方法使粉体峙密的分布在工件的表面，形成保护层，这种防腐工艺具有良好的表观和耐侯性
底盘的重点是地面下预埋部分的深度，而底盘面积俺觉得不是主要的
路灯的电器一般包括触发器，镇流器和电容及熔断器，所以安装在灯杆中即可，也不乏光源和电器同时安装在灯头内的一体灯具 当然这样的灯头要有足够容积，要考虑散热
用金属涂布（敷金属）的主要方法有：
──浸于金属或金属合金的熔融液中，例如，热浸镀锌、镀锡、热镀铅及铝涂布；
──电镀（通过电解适当的金属盐溶液，电镀金属在阴极中沉积于待镀产品上），例如，用锌、镉、锡、铅、铬、铬／铬酸盐、铜、镍、金或银电镀；
──浸渍或扩散（将产品加热使其表面覆上一层所需的金属粉末），例如，粉末镀锌（用锌渗镀）、热镀铝（用铝渗镀）及扩散镀铬（用铬扩散）；
──喷涂（雾化熔融镀敷金属并直接喷镀在待镀产品上），例如，斯库普法、瓦斯手枪、电弧、等离子体及静电等喷涂法；
──通过在真空中蒸发镀敷金属的敷金属法等；
──用辉光放电离子轰击镀敷金属的敷金属法（离子电镀）；
──通过阴极气化电镀法（溅散）。
聚酯粉未喷涂是为了防腐蚀,注意必须是聚胺本酯,环氧基的在室外会粉化.基座形式基本上都是锁螺栓, 但水泥基座的大小与埋入深度必须与灯杆高度及重量(包括灯具)相适应, 这有专用标准的,一般以十二级台风为考量,即风速40m/s以上.所以二三个水泥基座可能会比你家的装修费还贵许多.配电箱也有专业的行业规范, 如果指单个灯具用的,现在多数情况不需要了, 因为灯具一般都把电器装在里面了.如果是给多个灯送电的, 一般可就是个配电房了.旋转成型你指什么? 如指机械加工最多的就是车床 金属成型最多的是指旋压 塑料的就有滚塑 铸造就是离心铸造
有关热镀锌
把钢铁件浸到熔融的锌液，接触面形成锌—铁合金，在外是一层锌，其防腐性能要好于电镀锌。因而是较常用的户外表面防腐工艺。最常见的就是电线杆上扎箍等件，外表灰蒙蒙的。而象路灯、桥梁等则是在热镀锌后有喷了漆，就直接看不见了。有关聚酯粉末
聚酯粉末是塑料粉末喷涂的原料。塑料粉末喷涂也是一种表面处理工艺，它先是在表面喷上一层粉末，然后加热固化形成一层固化膜。户外箱柜等也常采用这种工艺。有关旋转成型
它是将液态的原料滴入正在旋转的模子上，利用离心力的原理使原料随模子的形状分布，然后在极短时间内固化成型，常用于形状复杂零件的制作，有些眼镜镜片就采用这种工艺。有关路灯基座固定
这个我没有杆过，不过，一般这样的东西都采用地脚螺栓来固定，轻的则可以打膨胀螺丝。
有关配电箱的放置
设计过配电箱，不过没有安置过，主要考虑走线和造作方面吧。
灯罩C(聚碳酸酯)耐温在120度左右(改性后会更高),但会发黄,由其是在室外使用,加UV也撑不过5年的,还有就是PMMA(俗称有机玻璃,术语太长记不住), 不过耐温差了些,抗UV性能略略好过PC,主要比PC便宜, 还有就是玻璃了.特殊的有PMMI(聚酰亚胺类).主要的要求是耐温(高低,抗冲击,不易老化,透光率高,加工成型的成本合适.灯杆高的都是钢管加镀锌,低的艺术灯杆才有铸铝的, 其它的材料基本都因为太贵而没人用.灯头的调节因反射器而异, 有很多光学的原理在里面,调节机构实际都很简单,一般也就螺钉加滑槽.转载《羊城晚报》 手机外壳材料“英雄谱”
手机外壳就像衣服一样，面料如何直接影响到手机的外观和功能。早期的手机外壳主要用金属框，如爱立信早期产品３８８，不但耐摔，抗震性也大为增加，而且使用户至今怀念那种厚重的沉甸甸的感觉。随着手机的发展，轻巧成为人们的挚爱，但是，金属框的“质量”制约了手机的发展，于是新的外壳材料应运而生，ＡＢＳ合成塑料以其很好的韧性（抗震性）、密封性，很高的机械强度，耐化学腐蚀，拿在手上很有质感的特点受到人们的青睐。以ＡＢＳ合成塑料作外壳的手机得以一时风靡，在年轻一族装点手机炫耀个性时成为了首选，他们钟爱塑料外壳的透视感，宠爱塑料无限的色彩变幻，因为这代表着他们多彩且无拘束的生活，也是他们能成为都市人流中闪烁亮点的重要标志。
而后，诺基亚将金属漆应用在８８１０上，采用银色镀铬外壳，在市场上又掀起了金属流行色的热潮，而后新材料的应用似乎停顿了一段时间。但是随着ＳＯＮＹ将ＵＶ涂层漆用在手机的外壳上，使用户在使用手机的时候感受到不留指纹，光亮如新的美好感觉。
之后西门子６６８８也披上了“银装”。阿尔卡特ｏｔ５１１采用亮眼的铝金属为外壳，更成为众手机商为金属质感趋之若鹜的榜样。摩托罗拉Ｖ６０也大胆采用镀铝全金属质感的外壳设计，体现出作为高档手机所拥有的庄重典雅。随之而来的钛金属、镁金属等材料让手机变得越来越“酷”。
在手机外观材料上，中国也作出了自己的贡献，在世界上率先研制出在手机上使用的纳米级“电磁屏蔽材料”。ＴＣＬ率先将高科技材料纳米材料应用在手机的显示屏保护透明盖上面，为那些因为手机透明盖磨损而痛心的用户看到了问题解决的方向。据ＴＣＬ称，手机显示屏成功运用当前最先进的纳米材料技术，显示屏表面达到极佳的硬度，耐磨抗裂，即使用刀子在屏幕上任意割划，也不会留下痕迹，更不用说一般的普通磨损了。出于对环保的世界大潮流要求的考虑，绿色材料的应用将成为未来手机材料的主流。目前，位于英国伦敦的布鲁尼尔大学的科学家们已经研制出一款能够在废弃不用之后自动分解的绿色手机。可以预见，在手机未来的发展之路上，新材料的应用将是一把利刃，谁掌握了新材料，谁就将引领手机的潮流。
显示屏“演变史”
显示屏就像手机的眼睛，想想去年以前我们用的手机都还处在黑白世界，而现在彩屏手机在中国已是遍地开花。早在１９９９年，第一款彩屏手机就已在日本诞生了，她的出现使人们“从黑白世界进入彩色新世界”的梦想成为了可能。就在２０００年１月，日本最大的电信运营商ＮＴＴＤｏＣｏＭｏ推出了第一支正式上市的彩屏手机Ｄ５０２ｉ。２０００年４月２９日，北京全球薄膜晶体液晶显示器的领先制造厂商三星电子宣布，已成功开发出用于ＩＭＴ－２０００手机的２英寸薄膜晶体液晶显示器，这一显示技术的成熟，使手机显示屏的黑白天下正逐渐被彩色液晶显示屏替代。爱立信ｔ６８在博览会上热销很大部分原因是因为它的彩色ＴＦＴ显示屏，未来手机的显示屏主流也肯定是彩色显示屏。
按显示屏面积的大小，显示屏可分为小屏幕和大屏幕。小屏幕手机因为其显示面积的限制，导致一些大的图片和文字不能完全显示。因此，目前的大多数手机都选择向大屏幕方向发展，看图片、听音乐、看电影、拍照片、玩游戏、即时聊天等等功能的实现，都离不开一个大的手机屏幕，三星Ａ３９９、三星ＳＧＨ－Ｎ６２０等都是“大眼妹”，快译通手机ＰＤＡ的屏幕更宽大，５．６ｘ８ｃｍ液晶显示屏提供１６０ｘ２４０像素的高显示分辨率，文字图像均能清晰显示。这样的一大作用是可以有效舒缓眼睛疲劳，很好地保护用户视力，充分突出了电子产品追求健康环保的理想。
像素的多少决定显示屏的分辨率和清晰度，目前市场上流行的显示屏像素主要有：１２８ｘ１２８，如摩托罗拉Ｖ６８０、三星Ａ３９９、首信Ｃ６２８８等，可同时显示６行中文，浏览方便；１２８ｘ１６０，如三星Ｔ１０８突破了２５６色显示的限制，达到４０９６色显示，使文字显示更清晰；１１２ｘ１１２，如飞利浦８２０等，可同时显示５行中文和９行英文，其靓丽的色彩显示、可视面积和机身的超大比例给了用户一个良好的人机交换界面；１６０ｘ２４０，如快译通手机ＰＤＡ，它是目前为止最大屏幕的手机。现在市场上应用的大部分是ＬＣＤ液晶显示屏，这种显示屏由液晶像素构成，一般由分辨率来标定！这项技术的发展比较缓慢，并没有产生大量的有效显示技术，但是从ＳＯＮＹ的ｚ１８开始，手机生产厂商就开始应用一种叫多级灰度显示的显示屏，这种显示技术在图像方面具有很强的表达能力，可以很好地体现出立体的图像。除此之外，自从三星Ａ２８８开创了国内双屏幕显示之先河以来，诸多手机品牌纷纷效仿，双屏彩色手机已经成为了目前手机的潮流。
在未来手机市场的竞争中，外观设计的竞争将占相当大的份额，能否贴近生活，能否把握潮流是手机设计者的根本设计标准，突出的设计可以成为逆转市场的重要因素
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塑料也像金属一样，种类繁多，虽然已工业化的主要类别只有五十多种，但每类又有许多品级。如尼龙塑料则包括尼龙
3、尼龙
4、尼龙
6、尼龙
46、尼龙66、尼龙
7、尼龙
8、尼龙
9、尼龙610、尼龙1010、尼龙
11、尼龙
12、尼龙
13、尼龙612，尼龙9T，尼龙13，MC尼龙，尼龙MXD6 尼龙等品种。每一品种还可以通过改性，例如加入填料或增强材料和其它辅助材料，或通过共混制成“合金”；或通过加工工艺如定向拉伸、结晶、发泡等来获得新的性能，以满足使用要求。
塑料的品种既然是如此繁多，它们的性能又具可变性，因此，塑料应用的选材常常要从塑料中许多性能的综合平衡来考虑(包括工艺与成本)，而且某些性能数据如磨损性、冲击性尚不能完全预测其使用性，有时又缺乏准确可靠的设计公式，因此，大多数塑料的选材过程是比较复杂的。为了能选择出性能和加工工艺均符合使用要求的、又尽量能恰如其分地量材使用的品种就要求采用系统、综合的分析方法来选材。
一个完整的设计过程，应从构思、草图开始。选材在设计过程中是个关键步骤，对于指定部件的选材，最主要的是考虑部件的功能和决定部件功能的有关材料性能，同时还要考虑诸如部件的特点和禁忌、使用时的外界条件、临界条件、使用寿命和使用方式、维修方法、制品尺寸和尺寸精度、成型加工工艺、生产数量、生产速度、成本、原料来源和经济效益等等。这些因素包括两方面，一方面是使用环境介质和环境条件，如构件承受的负荷和自重，冲击和振动等机械作用的影响；接触的气体、液体、固体及化学药品；曝露的大气环境(气温、湿度、降雨、阳光、冰雪以及有害气体等)的影响；贮存环境条件和长期贮存的的影响；此外，除静态破坏影响外，还要考虑摩擦升温、蠕变、成型收缩等引起的变形、应力松弛以及反复应变而引起的疲劳，高应变率引起的力学性能变化等等。另一方面是搬运、勤务处理或操作时，制品可能遭到外力作用，甚至是意外的外力作用的影响。充分考虑这些因素才能明确所要求的综合性能。
了解生产数量是为了从经济上考虑恰当的成型加工方法。比如所需数量是几个至几十个，就不必要制造模具，可直接用板材或棒材加工；需要数量是几百个左右时，可酌情采用简易模具或树脂-金属模、低熔点合金模等；当需要量更多时则应采用正规的模具成型。比如，设计的部件要急于使用，则考虑材料货源是主要的；如要设计宇航零件，则性能因素是最重要的；如设计通用产品，则应综合考虑性能和成本。下面列举一个典型的选材程序：
(1)零部件的构思：进行初步的功能设计，即部件的形状及其功能元件的形状，并考虑选择基本加工方法。
(2)选材：根据在应力下与使用性能相关的塑料的工程性能和加工性来筛选候选材料，这些应力是部件工作时施加在制品上的。
(3)初步分析设计：利用工程设计性能计算壁厚和零件的其它尺寸。并根据塑料的特点进行制品设计和模具设计。
(4)试制样品：在部件实际使用条件下或模拟零部件的使用条件下进行考验、考核。
(5)重新设计和重新试验：当发现性能不能满足使用要求时，要重新筛选材料或重新设计并试验。
(6)根据试制样品的试验情况和加工零部件的成本，确定最终设计和选材。
(7)确定材料的技术规格和检验方法。
有时上列步骤可以缩短，尤其是在零部件要求简单，或新零件与旧零件的差别很小的时候。然而，有时选材步骤更为复杂，特别是在开发新应用时，或在塑料所承受的应力很复杂的情况下，系统、综合的分析法不仅是可靠的成功办法，而且是节省开发费用的途径。
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二、塑料一般选材
设计者绘出零件图后，要对零部件列出使用条件和重要选材因素、然后合理地选材。括以下三个步骤：
(1)跟据应用目的，列出部件的全部功能要求(并不是材料的性能)，并尽可能定量化。例如：
①在额定的连续载荷下允许的最大变形量；
②使用和运输过程中所受的应力种类和大小；是否长期受力，是动态或是静态应力；
③最高工作温度；
④在工作温度下允许的尺寸变化；
⑤零部件允许的尺寸公差；
⑥零部件的使用性能要求；
⑦部件是否要求着色、粘接、电镀等；
⑧要求贮存期多长，是否在户外使用；
⑨有无耐燃性要求，等等。
(2)根据部件的功能要求，考虑使用性能数值(工程性能)和设计数据，提出目标材料(部件材料)的性能数值，并通过这些性能要求来选定材料，即使这些性能估计是粗略的，也会大大方便候选材料的筛选，为最终材料的选定提供有益的依据。
选择恰当材料性能是很关键而又复杂的，因为零部件的某一功能常常包含几种性能，例如在尺寸稳定性的要求中除尺寸精度外，还要考虑线胀系数、模塑收缩率、吸水性、蠕变性等等。零件的强度和刚度，除了从材料性能上考虑以外，还要从制品结构设计上(如厚度和加强筋等)加以考虑。材料的成型工艺性、耐久性、经济性等也都是选材时应考虑的因素。有时候，某些使用要求不一定能明确对材料性能的定量要求，如电镀性往往要通过实际试验或已有的经验来筛选。又如塑料炮弹弹带，要求材料经受高速冲击、压缩、扭拧、剪切等复杂的外力作用和高速高温高压气流的影响，很难直接提出材料的定量性能要求，因此，除了通过力学计算外，还可通过模拟试验和探索试验来推算受力情况，提出粗略的性能要求。
(3)最后通过部件工程性能要求与材料性能的比较来确定候选材料。
选择塑料时应注意下面几个问题：
①必须对选用塑料的性能有较全面的了解，然后根据使用条件去考虑配方、工艺和制品设计等。
②塑料一般导热性低，选用和设计时要充分注意。
③塑料的线胀系数一般比金属大，有的易吸水，因此尺寸变化较大，选用和设计时要考虑恰当的配合间隙和公差范围。
④有的塑料有应力开裂的倾向，选用和设计时要尽量减少应力，制品设计要避免应力集中，或作适当的后处理，并要严格控制加工工艺。
⑤有的塑料有蠕变和后收缩或变形的倾向，选用和设计时应充分注意。
⑥各种塑料有-一定的使用强度范围和允许接触的介质以及能承受的压力和速度极限，选用和设计时应该考虑
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三、塑料选材的途径
着手选材，可以先进行初选，然后综合评价后进行试验。初选可通过两个途径，一是根据制品用途选材；二是根据制品要求性能选材（利用材料性能表和性能等级分类等）；同时还要考虑经济成本和安全卫生等因素。
下面就以一些已工业化的塑料为对象，列举几种简易的选材方法。
1、根据用途选材
用途主要是指制品应用域的归类，此外还包括制品的使用环境、受力类型和作用方式、使用对象等等要素。
(1)使用环境
所谓使用环境是指材料或制品使用时经受周围环境的温度、湿度、介质等，特别是温度和湿度的条件。根据用途的不同，温度条件可由南北极的低温到赤道或沙漠地区的炎热气温，或者是宇航环境的高低温，甚至在火灾时的高温等；湿度条件从在水中长期或间歇浸泡与露天雨淋到冬天的干燥状态(30％RH)；有的制品是在特殊气体中使用或者用于接触化学液体或溶液的场合；此外，自然曝露状态下除了风、雨、雾等影响外还受太阳光的曝晒等等。因此，必须考虑待用塑料对使用环境的适应能力。
(2)制品的受力类型和作用方式
根据制品的受力类型和受力状态及其对材料产生的应变来筛选能满足使用要求的材料是很必要的。也就是说，要考虑上述各种环境下的外力作用是拉伸、压缩、弯曲、扭曲、剪切、冲击或摩擦，或是几种力的组合作用。此外，还要考虑外力的作用方式是快速的(短暂)或是恒应力或恒应变的，是反复应力还是渐增应力等等。
用于冲击负荷场合的制品，应选择冲击强度高的；用于恒定应力的场合而且必须防止变形时，应选择蠕变小的材料；用于反应力作用的场合应选择疲劳强度比较高的材料；
(3)使用对象
使用对象是指使用塑料制品的国别、地区、民族和具体使用者的范围。例如。国家不同，其标准规格也不同。如美国的电气部件用的塑料，为保证其对热和电气的安全性，要求必须符合UL规格。另外，对色彩和图案及形状的要求也会因国家、民族的习惯和爱好而不同，应选择合适的色彩和形状。使用者不同，如儿童、老年、妇女用品也各有不同的要求在工业上使用也要考虑使用对象，而选择不同的材料。
(4)按用途进行分类。
按用途分类的方法有多种，有的按应用领域分类。如汽车运输工业用的，家用电气设备用的，机械工业用的，建筑材料用的，宇航和航空用的……等等；有的，按应用功能分类。如结构材料(外壳、容器等)，低摩擦擦材料(轴承、滑杆、阀衬等)，受力机械零件材料。耐热、耐腐蚀材料(化工设备、耐热设备和火箭导弹用材料)，电绝缘材料(电气结构制品)、透光材料……。表中列出一些机械部件采用工程盟栀料的情况。当有几种材料同属一类用途时，应根据其使用特点和材料性能进一步比较和筛选。最好选择2-3种进行试验比较。比如说外壳这类用途就包括动态外壳，静态外壳，绝缘外壳等，因此要求使用不同特性的塑料。动态外壳是经常受到剧烈震动或轻微撞击的容器，要求材料除有刚性和尺寸稳定性外，还要有较好的冲击强度。在室内应用时可采用ABS塑料，在户外使用的应考虑耐老化性能好的材料。如AAS(丙烯睛-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物)或MAAS，或用酚醛、环氧或聚的玻璃钢等。静态外壳是用在不活动或少活动的部位，如仪表壳、收音机和电视机外壳等。要求形状和尺寸稳定、美观，一般可采用高冲击强度聚苯乙烯、ABS、聚丙烯等；如要求透明则可采用乙酸丁酸纤维素、聚甲基丙烯酸酯或聚碳酸酯。至于绝缘外壳，除要求绝缘外，有的还要求有高的机械强度和冲击强度，如电动机罩、电动机械外壳等，则可采用玻璃纤维增强聚碳酸酯，玻璃纤维增强聚对苯二甲酸丁二酯(PBTP)或热固性树脂的玻璃钢等
理解工程塑料的性能
塑料在成型加工中有时表现得很奇特。对一个成型问题的解答可能完全不同于另一个成型问题。这也许是因为这些例子中涉及到两种本质上互不相同的塑料树脂。本文将对这些材料的性质以及各种不同材料之间的差异加以讨论，以增进对注塑过程中机理的理解。
（1）结晶型聚合物的特性
许多人熟悉的物质是晶体如食用盐，糖，石英，矿物质和金属，当然还有冰。这些固态物质具有分子排布有序，致密堆积的特性。
其它表现为固态物质，并不形成有规则的晶体排列方式。它们只是冷却成为无序的或随机的分子团，称为无定型聚合物。非晶体物质不是真正的固体，最普通的例子就是玻璃，它们只是过冷的，极端粘稠的液体。（一件玻璃若放置几十年，其底部会逐渐变厚，这是由于很慢的流动引起的。）
塑料树脂可分为无定形或结晶形的。由于很长的聚合物链较大复杂，从而阻止了它们形成象石英那种固体所具有近乎完美的结构和完整的晶体排列次序。聚合物，例如高密度聚乙烯是有点结晶性的，尼龙的结晶性表现得更为强一些，而聚甲醛的结晶性表现得就更强了。左图给出了一些常见的晶体形塑料和无定形塑料。注意到许多工程塑料位于结晶型栏里，如聚甲醛，尼龙和聚酯。这是因为结晶型结构树脂趋向于产生工程应用中所要求的特性，例如：
抗化学物、油、汽油、油脂等。
机械强度和硬度。
在高温下,保持机械的和化学的性能不变。
耐疲劳性和重复的冲击。
半透明性或不透明性。
聚合物金字塔。本图表示不同树脂的分类。
塔底是商品塑料所目的两种特性，塔顶处是高性能塑料，工程塑料处于中间的位置。
PEI：聚醚亚胺 PEEK：聚醚酮 PES：聚苯醚砜 PPS：聚苯硫醚 PAR：聚芳酯 PSU：聚砜 LCP：液晶聚合物 HTN：高温尼龙
PI：聚酰亚胺 PET：聚对苯二甲酸乙二酯 PBT：聚对苯二甲酸丁二酯 PC：聚碳酸酯 M-PPO：改性聚苯醚 Nylon：尼龙 ABS：丙烯睛丁二烯苯乙烯三元共聚物
POM：聚甲醛 TPE：热塑性聚酯弹性体 PS：聚苯乙烯 PP：聚丙烯
PVC：聚氯乙烯 HDPE：高密度聚乙烯 PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯（亚加力）LDPE：低密度聚乙烯 SAN：苯乙烯一丙烯晴共聚物 SMA：苯乙烯马来酸酐
表
一、杜邦结晶型工程塑料
化学名词 简称 杜邦注册商标 聚甲醛 POM Delrin? 聚酰胺 Nylon Zytel? 聚对苯二甲酸乙二酯 PET Rynite? 聚对苯二甲酸丁二酯 PBT Crastin? 热塑性聚酯弹性体 TPE Hytrel? 高温尼龙 HTN ZytelHTN? 液晶聚合物 LCP Zenite?
（II）结晶型与无定型塑料的区别 熔解／凝固
晶体的本质也对成型过程产生影响，因为要破坏熔点时的晶体排列次序需要额外的热量，这热量叫做熔解热。晶体性塑料和无定型塑料熔解热的对比如图之所示。无定型物质的温度随看所加入的热量而增加，而且越来越呈现为液态。当温度上升至熔点以前，结晶型塑料物质能保持强度和硬度不变。熔解时额外所需的热量熔解热破坏了晶体的结构，同时温度保持不变，直到熔解结束。
图2 溶解热（从A到B）破坏晶体结构
随著塑料在模具中冷却，释放出来的熔解热必须由模具向外散掉。然而，随著温度的降低，成型稳定性和硬度迅速地提高，工件可以相当快地从模具中脱出。因此，结晶性塑料较适合应用于短周期成型。
收缩
紧密的结构意味著从熔体到固体的结晶型塑料有一个较大的体积改变。因此，结晶形塑料比无定型塑料有较高的成型收缩率一通常前者大于百份之一，而后者大约有0．5％。结晶形塑料较高的收缩率使得估算型腔尺寸复杂化，但这一优点也有助于工件的脱模。一些典型的成型收缩率的比较列于表二。
表
二、成型收缩率的比较
结晶形塑料 收缩率 聚甲醛 尼龙66
聚丙烯 2.0 1.5
1.0-2.5
无定形塑料 收缩率 聚碳酸脂 聚苯乙烯 0.6-0.8 0.4
当结晶型塑料熔解时，它们往往变得高度液态化。尼龙树脂因其具有良好流动特性所以在细长和薄截面要求的应用中著称。另一方面，人们也知道它们比许多粘度较高的无定形树脂更容易产生毛边。
水份敏感性
一些塑料是不受水份影响的，尤其是那些烃类（除了碳和氢以外没有其他元素）塑料，如聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯。其他塑料吸收不同的水份，甚至在室温下也吸收。成型工件在吸收水后会导致尺寸改变，从而水也可看作为增塑剂或韧化剂。
吸收的水份可能在注塑的过程中蒸发，导致水纹和气泡。有些树脂在熔解温度下可能会和水产生反应。这种反应叫做水解，它是降解的一种形式。它使分子量减少，导致熔体粘度减小，冲击强度的损失。
水解的敏感性并不取决于塑料树脂的吸水量多少。实际上，当尼龙树脂达到100％的相对湿度饱和时，它们能吸收高达8％或更多的水分。尼龙在熔解温度下水解比聚酯或聚碳酸酯较慢，而聚酯或聚碳酸酯吸收的水比它少得多。常见的塑料树脂根据它们对水份的敏感性和是否需要乾燥列于表三。
表
三、水对塑料加工过程的影响
不要求乾燥 通常要求乾燥
只吸收水分 有可能水解 聚甲醛(Delrin? 聚乙烯
聚丙烯
聚苯乙烯
聚氯乙烯
聚甲基丙烯酸树脂 ABS塑料 聚碳酸酯 丁酸纤维素
尼龙(Zytel?
聚对苯二甲酸乙二酯(Rynite?
聚对苯二甲酸丁二酯
聚氨酯
这些有关聚合物结构，结晶性和水分吸收的背景资料将会帮助我们理解为什么工程塑料的注塑操作不同于其它的塑料，而且在某些意义上工程塑料内不同种类亦互不相同。
压克力（acrylic）即为PMMMA（polymethy-methacrylaye)树脂玻璃，是一种不定形的热塑性塑料材料，有很好的光学特性（可象玻璃一样透明，透明度可达到92％）PMMA硬度大，强度适中，很容易划伤，划痕明显，但很容易磨光，在室外，风华和阳光暴晒均不会发生光学和机械变性。工艺上采用 塑料模具制作－注塑－挤出－真空成型
塑料模具材料 篇3
本周晨会，招商证券在对金发科技（600143）进行调研后作出了推荐，金发科技改性塑料业务已经形成稳定的业绩基础，同时多个项目良好的发展预期成为招商证券进行推荐的主因。
首先从业绩保障来看，金发科技2011年改性塑料销售60万吨以上，与2010年的销量56.72万吨相比再创新高。金发科技在2012年1月31日给出的业绩快报显示，2011年公司销售净利润比2010年增长60%-100%。剔除公司转让长沙高鑫75%股权产生投资收益外，公司净利润仍增长30%以上。
在未来发展预期上，可降解塑料项目和碳纤维项目成为金发科技今年的看点：
招商证券在调研中了解到，金发科技3万吨/年完全生物可降解塑料于2011年10月正式投产，目前满负荷生产。金发科技生产的完全生物降解塑料聚酯先改性，再对外销售，主要销售给欧盟、澳大利亚等国外地区，外销占90%以上，10%的产品用于国内吉之岛、沃尔玛等超市。招商证券获得的数据是，公司可降解塑料售价达4万元/t以上，毛利率达50%以上，在2011年已销售1万吨左右可降解塑料，实现约4亿元的收入。预计2012年可降解塑料的销量达4万吨，毛利率高达50%。
同时，金发科技的新增9万吨每年的可降解塑料生产装置已经启动建设，有望在今年10月建成投产。届时，公司生物可降解塑料总产能将达12万吨/年，巩固公司亚洲最大生物降解塑料生产企业的地位。
另外，金发科技200吨/年碳纤维项目计划2012年3月试车投产，毛利率可达40%以上。金发科技的碳纤维试验基地建在广州萝岗区，现主要建成200吨/年碳化生产线。目前，计划试验生产的碳纤维规格为T300，不对外销售，主要是要做成碳纤维复合材料，应用于汽车保险杠，销售毛利率可达40%以上。金发科技下一步计划是上马2000吨/年碳纤维生产线，对应10万吨的碳纤维复合材料，计划2013年底投产。远期规划是建成10000吨/年碳纤维生产线，届时，碳纤维复合材料项目会对车用塑料毛利率结构带来较大的正面影响。
招商证券也了解到，金发科技未来研发的重点放在了新材料和助剂的合成、碳纤维复合材料应用研究方面。公司目前正在珠海建设1000吨无氯阻燃剂中型试验线，产品主要供自己使用。未来公司可能启动5万吨/年高效磷氮无氯阻燃剂的建设。金发科技将碳纤维复合材料应用于三一重工的工程机械液压轴件，相比传统钢制材料，方便更换，成本较低。未来计划开发厦工机械、徐工机械、中联重科等客户。
对于金发科技正在实施的公开增发2.5亿股、募集资金投向五大新材料项目一事，招商证券测算将使公司新增产能123萬吨，通过增发投向毛利率更高的项目，将提高公司的盈利能力和竞争水平。
业绩方面，招商证券预测金发科技2011-2012年EPS分别为0.65、1.00（摊薄后），目前股价对应2012年PE 13倍。
初探塑料模具材料现状及发展方向 篇4
关键词：塑料模具材料,现状,发展方向
塑料制品的应用日益广泛, 为塑料模具提供了一个广阔的市场。据有关方面预测, 模具市场的总体趋势是平稳向上的, 在未来的模具市场中, 塑料模具的发展速度将高于其它模具, 在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料制品的迅猛发展, 塑料模具的工作条件愈加复杂和苛刻, 从而带动了塑料模具材料的快速发展, 主要表现为全球范围内塑料模具材料的开发速度加快、品种迅速增加。目前塑料模具材料仍以钢为主。
1 塑料模具材料的工作条件与性能要求[1,2]
塑料模具的工作条件比较复杂, 它在工作过程中会受到高温塑料填充和流动的压应力和摩擦力作用, 同时高温塑料在成型过程中总会有一些腐蚀性物质析出。这种特殊的工作条件对塑料模具材料提出了特定的性能要求。
(1) 具有优良的综合性能。塑料模具材料应具有足够的硬度和耐磨性, 以使其在受到高温塑料的作用下能够保持尺寸和形状稳定不变;应具有足够的强度和韧性, 既能承受一定的高压又能承受一定的冲击载荷的作用;应具有良好的高温性能, 以使模具能够在高温下正常工作;应具有良好的抗腐蚀性能, 以防止腐蚀性气体侵蚀模具型腔表面, 加剧模具失效。
(2) 具有优良的工艺性能。塑料模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态, 为了防止型腔表面由于反复受到拉、压变应力的作用下而使得模具失效, 要求塑料模具材料应具有较高的耐冷热疲劳性能。同时, 塑料模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的加工质量, 降低生产成本, 其材料应具有良好的可锻性、焊接性、切削加工性、表面抛光性、电加工性、和热处理工艺性。
2 塑料模具材料发展现状[2,3,4,5,6]
模具材料包括模具钢和合金材料, 但主要是模具钢。
目前, 专用塑料模具钢系列主要包括渗碳型塑料模具钢、淬硬型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀型塑料模具钢和无磁型塑料模具钢等。
(1) 渗碳型塑料模具钢。
此类钢含碳量一般在0.01%~0.25%的范围内。它主要用于冷挤压成型的塑料模具。此类钢在冷挤压成型后一般都进行渗碳和淬火、回火处理, 表面硬度可达58~6 2 HR C。此类钢国内的钢号有2 0、2 0 C r、20Mn、12Cr Ni3A、20Cr Ni Mo、DT1、DT2钢以及我国最新研制的冷成型专用钢0Cr4Ni Mo V (LJ) 钢。渗碳型塑料模具钢主要适用于形状简单、尺寸小、多型腔的塑料模具。
(2) 淬硬型塑料模具钢。
此类钢热处理后的硬度通常在45HRC以上。在国内的钢号有T7A、T8A、T10A、5 C r N i M o、9 S i C r、G C r 1 5、9 C r W M n、3 C r 2 W 8 V、4 5 C r 2 N i M o V S i、C r 1 2 M o V和6Cr Ni Si Mn Mo V (GD) 。其中GD钢是近年新推广使用的一种淬硬型塑料模具钢。该钢强韧性高、淬透性和耐磨性好, 淬火变形小, 价格低, 不仅降低成本, 而且可以有效提高模具的使用寿命。淬硬型塑料模具钢主要适用于制造形状较复杂、精度较高和耐磨性较好的塑料模具。
(3) 预硬型塑料模具钢。
此类钢有较好的切削加工性能, 可直接进行型腔加工, 加工后直接使用, 不再进行热处理。因省略了热处理及后续的精加工, 故可降低成本, 缩短制造周期。国内此类钢主要有3Cr2Mo (P20) 、3Cr2Ni Mo、5 N i S C a、4 C r 5 M o S i V S、8 C r 2 S、8 C r 2 M n、Y55Cr Ni Mn Mo V (SM1) 、WMo VS (8Cr Mn) 等钢号。其中P20 (3Cr2Mo) 也是国外使用最广泛的预硬型塑料模具钢, 现已被列入我国合金工具钢标准, 并为一些工厂采用。预硬型塑料模具钢适用于制造成型批量大、有镜面要求的模具, 硬度范围一般在30~4 0H RC。
(4) 时效硬化型塑料模具钢。
此类钢含碳量较低, 往往先经固溶处理, 在低硬度下加工, 成型后进行时效处理, 将硬度提高至45~50HRC。此类钢国内的钢号有18Ni140级、18Ni170级、18Ni210级、25Cr Ni3Mo Al、10Ni3Mn Cu Al Mo S (PMS) 、06Ni6Cr Mo VTi Al、Y20Cr Ni3Al Mn Mo (SM2) 、18Ni9Co等。其中25Cr Ni3Mo Al钢属于低镍无钴时效硬化钢, 这是参考了国外同类钢的成分, 并根据我国冶炼工业的特点及使用厂家对性能的要求加以改进而研制的一种新型时效硬化钢, 填补了我国时效硬化型精密塑料模具专用钢种的空白。时效硬化型塑料模具钢适用于制造形状复杂、高精度及透明塑料的模具。
(5) 耐蚀型塑料模具钢。
加工聚氯乙烯塑料、氟化塑料、阻燃塑料等塑料制品时, 分解出的腐蚀性气体对模具有腐蚀作用, 故要求模具材料有一定的耐蚀性, 为此需在模具表面镀铬或直接选用3Cr13、4Cr13、9Cr18、Cr18Mo V、C r 1 4 M o、C r 1 4 M o 4 V、1 C r 1 7 N i 2、0 Cr 17 N i7 Al、1C r1 8N i9、0 Cr 17 Ni 4 Cu 4N b (74PH) 、0Cr16Ni4Cu3Nb (PCR) 等耐蚀钢。耐蚀型塑料模具钢适用于制作含氟、氯的塑料成型模具。
(6) 无磁型塑料模具钢[3,4,5]。
此类钢在各种状态下都能保持稳定的奥氏体状态, 具有非常低的导磁系数。我国新研制的此类钢有7Mn15Cr2Al3V2WMo钢。无磁型塑料模具钢适用于制造生产磁性塑料制品和其它磁性材料制品用的压制成型模具、无磁轴承及其它要求在强磁场中不产生磁感应的结构件。
塑料模具材料除了模具钢以外, 还有一些合金材料。
(1) 铜合金。
用作塑料模具材料的铜合金主要是铍青铜, 如ZCu Be2、ZCu Be2.4等。一般采用铸造方法制模, 不仅成本低, 周期短, 而且还可制出形状复杂的模具。福建二轻工业研究所研制的析出硬化型铜基合金, W T i=3.5%~6.0%、W N i<0.2%, 经固溶处理后冷压成型, 再时效硬化, 模具型腔质量好。铍青铜适用于制造吹塑模、注塑模等。
(2) 铝合金。
铝合金的密度小, 熔点低, 切削加工性能和导热性能都优于钢, 其中铸造铝硅合金还具有优良的铸造性能。因此, 用铸造铝合金来制造塑料模具, 可缩短制模周期, 降低制模成本。常用的铸造铝合金有ZL101、ZL201、ZL302等。铝合金主要用于制造要求高导热率、形状复杂、耐蚀的塑料模具。
(3) 锌合金。
用于制造塑料模具的锌合金大多为Zn-4Al-3Cu共晶型合金。用此合金通过铸造方法可以加工出光洁而复杂的模具型腔, 并可降低制模费用、缩短制模周期。锌合金适用于制造注塑模和吹塑模。
(4) 钢结硬质合金。
钢结硬质合金具有高硬度、高耐磨性、耐高温、耐腐蚀和一定的韧性, 可进行热处理 (退火、淬火、回火等) , 可切削加工, 但表面抛光性有限。我国生产的模具用钢结硬质合金的典型牌号有GT35、R5、T1、D1、TLMW50、GW50、GJW50等。钢结硬质合金常用于制造以玻璃纤维为填料的增强塑料模具。
(5) 低熔点合金。
目前使用较常见的一种低熔点合金是WBi=58%、WSn=42%的铋锡合金。利用低熔点合金浇铸吹塑模具的型腔, 不仅可以缩短模具的制造周期, 节约大量钢材, 而且还节省劳力。
3 塑料模具材料发展方向
近年来, 工业发展突飞猛进, 模具的工作条件要求日益苛刻, 对塑料模具材料的性能、质量、品种等方面的要求不断提高, 因此塑料模具材料发展方向主要有以下几点。
(1) 塑料模具钢的品种、规格迅速向多样化、精料化、制品化方向发展。目前市场要求钢厂能够供应经过机械加工的不同要求的高精度、无脱碳层的精料, 同时要求钢厂能够供应经过淬、回火和精加工的模板、模块等制品, 模具成型后不需要再进行最终热处理就可以直接使用。
(2) 进一步提高模具钢的性能, 延长模具寿命。例如生产等向性模具钢, 改善钢的横向韧性和塑性, 使其与纵向性能接近, 可以大幅度提高模具的使用寿命。同时, 采用精炼、大断面无缺陷连铸、高刚度连轧机及高精度轧制等新工艺、新技术和新装备, 也可有效提高模具钢的性能。
(3) 新型塑料模具材料的研究和开发。随着工业技术不断发展, 对塑料模具的精度要求越来越高, 使用寿命要求越来越长, 这迫切需要新型模具材料的出现来满足市场需求。
4 结语
(1) 根据我国国情研制高性能、长寿命、高性价比和高效的新型塑料模具材料, 同时对国外优良钢种国产化, 以提高技术效果和经济效益。另外, 我国的Mn、V、Ti、B、Re、Nb等合金资源丰富, 微合金如何在塑料模具钢中的开发和应用有待进一步深入研究。
(2) 加强新型模具材料的推广和应用。国内研制的一些新型塑料模具材料的性能和寿命已达到或接近国外先进水平, 要加强研制单位与市场的联系和协调发展, 开拓新材料的应用市场。
(3) 加强先进模具加工工艺和热处理技术的推广与应用。我国某些特殊钢厂已采用炉外精炼、真空冶炼、快锻机和精锻机等生产模具钢, 模具钢的质量有大幅度提高[7]但所占比重很少, 还需进一步推广。同时, 模具钢的电渣重熔技术、可控气氛热处理与真空热处理技术还应进一步得到发展。
(4) 规范国内的模具材料市场。快节奏、现代化生产, 要求模具制造周期很短, 一般在30天左右, 要求模具钢的交货期仅有5天左右的期限。因此要保证厂家在短期内保质保量地向市场供货, 就必须进一步规范国内的模具材料供应市场、完善材料市场供应机制, 使市场与厂家的高效生产能力协调发展。
参考文献
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[2]吴元徽, 赵利群.模具材料与热处理[M].大连:大连理工出版社, 2007.
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[6]陈勇, 韦玉屏.塑料模具材料的种类及应用[J].装备制造技术, 2007 (9) .
塑料材料成分介绍书 篇5
一、NBR/PVC橡塑共混汽车密封条料
是以聚氯乙烯（PVC）、丁晴橡胶（NBR）为主要原料，加入稳定剂、增塑剂、耐寒剂等，通过高速混炼，经双螺杆挤出机挤出造粒而成，是最理想的各种车辆门窗、建筑门窗密封材料。它具有高弹性、耐寒、强度高、耐磨、光洁度好等优点，并且它的寿命是橡胶寿命的4倍以上。硬度可按用户要求在A55－A90之间调理,邵氏硬度A65时扯断强度≥13MPa，扯断伸长率≥400%，耐寒性-35℃。
二、橡塑发泡弹性材料
它是以丁晴橡胶（NBR）、聚醋酸乙烯共聚物（EVA）、氯化聚乙烯（CPE）、聚氯乙烯（PVC）等高分子材料加入有机发泡剂等助剂，通过精细处理、高速剪切、熔融共混、造粒田加工而制得的半发泡状材料，该产品主要用于门窗、容器等柔软发泡胶条。
三、PVC改性料
该产品是以聚氯乙烯为主要原料，按用户不同要求，加入不同比例的改性剂，可生产邵氏硬度A55－A95不同硬度、不同用途的各种产品。
四、PVC/ABS塑料合金料
该材料是PVC、ABS为主料，经高速捏合、强制混炼、熔融共混，挤出造粒而成，是替代金属、玻璃钢等制品的硬质高抗冲材料，它具有重量轻、无污染、加工容易、强度高、阻燃、耐油、耐磨、耐高低温、韧性好、收缩性小等优点。主要用于汽车内外装饰条、防擦条、家用电器、工业配件、家庭装修等各种用途，耐侯性-40℃-85℃,维卡软化点103℃±3℃。
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塑料模具材料 篇6
顾名思义，功能性塑料包装材料，即指在包装材料现有功能的基础上赋予其新的功能，包括绝缘性、耐高温、阻渗透或生物降解等功能，常见的此类材料有高阻隔性包装材料、热收缩性包装材料等。之所以将此类材料视为未来软包装的发展趋势，如下数据或许能够说明一二。从2008年至2010年，功能性包装薄膜正以6.46%、9.54%的增长速度逐年递增，功能性包装塑料添加剂市场的年复合增长率为3.9%。
鉴于此，本文将重点介绍三种关注度较高的功能性塑料包装材料，试图以此为读者提供一点
思路。
水溶性薄膜
水溶性薄膜是一种遇水即溶的新型环保包装材料，其在欧美、日本等市场被广泛用于各种产品的包装，如服装、食品、日化用品等。
水溶性薄膜具有彻底降解的特性，其降解最终产物为水和二氧化碳，这一特性可彻底解决包装废弃物的回收处理问题。因此，在日本、美国、法国等地区，水溶性薄膜被大量生产，一些知名的大公司也相继生产销售这种薄膜，如汉高、拜耳等公司。在我国，水溶性薄膜的市场需求十分可观，但由于生产水溶性薄膜的设备及技术方面的问题，市场总体情况仍旧是供不应求，市场前景广阔。
据了解，目前日本、美国市场水溶性薄膜的售价非常高，但是在国内市场上，其平均售价仅为这些国家的30%～40%。显而易见，我国生产的水溶性薄膜在价格上具有很强竞争力。
但同时我们还应该看到，在价格上的强大竞争力仅仅限于低端的水溶性薄膜产品，对于开发高端的水溶性薄膜产品，我国还处于探索阶段。目前，我国水溶性薄膜生产设备的生产速度平均为4.5米/分钟，而国外同类设备却在
7米/分钟左右。与普通薄膜生产设备相比，水溶性薄膜生产设备的生产率明显偏低，这也使得水溶性薄膜的生产成本较高。提高水溶性薄膜的质量与效率是我们将面临的两大问题。
果蔬保鲜薄膜
由于新鲜果蔬在采摘后还会进行呼吸，并且伴有新陈代谢、水分蒸发，当这个过程发展到一定阶段，果蔬便开始腐败。果蔬保鲜薄膜的研制正是为了延长果蔬的储存期，保证果蔬较长的货架寿命。
我国是世界最大的果蔬生产国，也是一个果蔬出口大国。长期以来，果蔬的保鲜问题一直是果蔬行业获得良好收益的关键所在。由于果蔬腐败的原因，相较于发达国家5%的果蔬采收平均损失率，我国果蔬采收平均损失率却为25%。每年，我国果蔬采收时因保存不当造成的损失高达上百亿元人民币。可以想象，若采用一定的果蔬保鲜技术或包装，我国果蔬市场的产值一定会大幅增加。这同时也带动着果蔬保鲜薄膜市场的繁荣。
目前，国内外开发的果蔬保鲜技术主要分为两种，一种是通过采用具有微孔或改进配方的薄膜结构，改善包装袋内的气调环境，从而达到保鲜果蔬的目的；另一种是通过使用除氧剂或者具有气体选择透过性的薄膜保持果蔬新鲜。
果蔬保鲜薄膜的生产关键在于原材料的选用。近日，美国一家公司推出了一种新型的果蔬保鲜包装袋。较之普通包装袋，此款包装袋可将果蔬的保鲜期延长一倍以上。此款包装袋用天然活性陶土和聚乙烯混合制成，犹如一个极细微的过滤筛，果蔬在熟化过程中产生的气体和水分可以透过包装袋，袋内不容易滋生真菌，以此达到高效保鲜
目的。
高阻隔性薄膜
高阻隔性薄膜是把气体阻隔性很强的材料与热封性、水分阻隔性很强的聚烯烃同时进行挤出而成的、多层结构的薄膜。由于高阻隔性薄膜具有卓越的阻隔性能，对食品起到了保质、保鲜以及延长货架寿命的作用，因而成为软包装行业未来发展的主要趋势之一。
目前市场上，比较常用的高阻隔性包装材料主要为PVDC（聚偏二氯乙烯）薄膜、EVOH（乙烯/乙烯醇共聚物）薄膜等包装材料。
其中，PVDC薄膜阻隔性能优异，对各种气体的透过率都很低，尤其在潮湿的环境中，不仅仍旧可以保持卓越的阻隔性能，还具有耐油、耐化学药品、抗蒸煮等特性，在国际上被视为高端绿色包装材料。因此，此种薄膜被广泛运用于食品、药品、军用品等包装领域。
但是，由于我国现有工艺和国产PVDC树脂原料不匹配，制备的PVDC薄膜产品机械性能差、晶点偏多，且生产过程周期短，大大限制了国产PVDC树脂的市场竞争力，国内PVDC树脂市场一直被国外公司所垄断。
近日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所高分子事业部完成的国产PVDC薄膜加工改性中试技术科技成果通过专家鉴定。该成果的配方和工艺条件正在向企业转移，实现产业化之后，打破国外公司的技术和市场垄断将成为可能。此举可同时提升我国PVDC树脂的市场竞争力和占有率。
新型塑料材料-聚乳酸应用分析 篇7
在合成降解塑料的生产当中, 生物塑料聚乳酸是最早实现批量生产的品种, 它的价格也是合成塑料中最低的, 因此被业内人士确定为新时期最有发展潜力的新型包装材料, 在环保包装材料中具有重要地位, 具有广阔的发展前景, 可以有效保护环境, 这一特点优于传统塑料。
一、应用现状
聚乳酸是一种脂肪族聚酯, 本身有着优异的生物降解性和力学性能, 被业内定为传统塑料的第一替代品, 还有, 聚乳酸还有生物相容性的特点, 可以当作体内植入材料, 也可以当作生物药用材料等;生产原料来源宽广, 主要以植物淀粉为主, 所以, 研究聚乳酸产业的发展具有非常重要的作用。
当前, 生产聚乳酸的企业对于外国来说, 主要集中在如美国、日本、德国等一些发达国家当中。我国关于聚乳酸的研究开始较晚, 但发展势头迅猛, 如浙江海正集团和中科院长春应用化学研究所合作建设的聚乳酸生产线, 可以进行大量生产, 一半以上的产品向发达国家销售。这一现状说明了我国关于聚乳酸的生产只落后于美国, 是世界上第二个规模超过5000t·a-1的国家。另外, 我国还有一些生产企业, 如华伟业公司、南通九鼎生物工程有限公司、长春圣博玛生物材料有限公司、浙江海正公司、上海同杰良生物材料有限公司等, 现在, 影响PLA发展的主要因素是价格。
二、聚乳酸的具体应用
PLC具有良好的加工特点, 可以使用一般的塑料加工设备进行加工, 可以应用操作方法有注射、挤出、拉伸、纺丝和吹塑、二次加工等。
1. 注射产品
关于聚乳酸的热塑性产品当前已经得到普遍应用, 绝大部分属于一次性产品, 如一次性用具、包装、餐具等。也可以根据使用情况将其性能改变, 从而生产出塑料瓶、瓶盖、塑料玩具、电脑外壳、汽车装饰品等。
2. 薄膜产品
聚乳酸薄膜包括双向拉伸薄膜、流涎薄膜和收缩薄膜, 可以用于各种包装袋、糖果外面包装、各种复合加工膜, 信封用膜, 各种卡片用膜等, 当前在欧洲大部分地区, 已普遍应用聚乳酸包装袋, 可以满足人类保护环境的要求, 降低白色污染对人类环境的危害。
3. 纤维产品
聚乳酸纤维也是一种对环境具有保护功能的纤维, 应用聚乳酸制作而成的面料非常柔软, 比一般面料要好, 本身具有丝绸一样的光泽, 有着良好的手感, 人穿着时非常舒服。应用聚乳酸纤维制作而成的针织布本身具有较好的下垂特点、光滑特点、吸水特点、透气特点等, 还有, 聚乳酸纤维本身有着优越的水扩散性, 如果和棉混纺的话, 可以生产出吸汗性能突出的衣料, 可以保持良好的形态, 同时有着良好的抗皱特点。
4. 医用缓释产品
在20世纪30年代, 德国科学家就已经发现聚乳酸的存在, 但因为生产需要较高资金, 所以只被应用于药物缓释剂和骨固定材料。关于聚乳酸的降解包括两个过程:一是水解, 也就是应用水环境, 将高分子量的聚乳酸的分子量降低, 最后形成L-乳酸。二是生物降解, 也就是在微生物参与的情况下, 将L-乳酸分解为二氧化碳和水。在生物体内, 本来就存在一定数量的L-乳酸, 因此, 分解聚乳酸形成的L-乳酸不会对人体构成危害, 并且人身体内也存在可以分解L-乳酸的酶, 人的身体可以将体内多余的L-乳酸分解掉。
聚乳酸和它的共聚物, 可以根据药物的使用需求和用药方法, 制作而成具有一定特点的药物剂型。在当前的应用中, 只是利用溶液成型和热压成片等办法, 制作一些缓释药物, 如胰岛素的聚乳酸双层缓释片、庆大霉素的聚乳酸圆柱体、促生长激素释放激素的块状植入剂、激素左炔诺酮的空心聚乳酸纤维剂等, 另外, 应用聚乳酸还能够生产薄膜类乳剂, 能够控制药物的释放速度。当前人们努力研究的是制作比较困难的、可以控制释放速度的、可以靶向治疗的威力药物, 如层状微粒、微球、微囊和纳米微粒等。
5. 医用高分子产品
生物可吸收材料当中, 一般情况下包含有可以用水分解的化学键, 如酯键等, 所以它能够自动分解, 同时, 微生物也可以将其分解为小分子, 在新陈代谢的作用下排出体外。生物可吸引材料包括天然和人工合成高分子两类, 当前在医学领域已得到普遍应用。天然生物可吸收材料包括:胶原、海藻酸盐、透明质酸、明胶、几丁酯等。天然材料具有较强的相溶性, 但机械强度差, 不能控制分解速度等, 只能在一定的范围内应用。
在这些材料当中, 聚乳酸和聚乙醇酸使用最多, 以聚乳酸为代表的脂族酸聚酯本身有着良好的生物相容性和生物可分解性, 当前已经被确定为应用于医用材料的、具有广阔发展的材料。如可吸收骨折内固定螺钉和板、骨修复材料、颈椎融合器、人工关节、眼科材料、口腔固定材料、美容材料、防粘连膜、缝合线等。聚乳酸等材料产生的降解物对人体无害, 并且本身有着良好的机械强度, 可以控制降解速度, 材料也容易加工。可以应用于长期和短期植入物, 当前材料在医学很多领域已经得到普遍应用。
6. 石油开采
聚乳酸一般应用于石油开采过程中的末期, 在温度和压力适宜的情况下, 聚乳酸在一定时间内可以形成乳酸, 不但可以大幅提高采油效率, 而且可以防止高分子材料应用时产生环境污染。当前, 应用聚乳酸的方案已经普遍应用于石油开采当中, 在新疆和四川等地普遍推广。
三、聚乳酸的未来
总之, 我国关于降解塑料的研究还不成熟, 而且降解塑料对技术要求也较高, 尤其是随着时代的发展, 人们越来越关注居住环境的保护, 因此降解塑料的研究得到了人们的重视, 也将应用于大量不同领域, 随着降解材料研究的进展, 材料也会发挥更加巨大的作用。塑料加工工业的发展方向是:功能化、轻量化、轻型化, 而绿色塑料本身具有的环保功能也将成为促进本身发展的强劲动力。
摘要：在高分子材料领域中, 发生第三次革命的材料就是生物塑料, 不但可以应用于传统塑料制品, 还广泛应用于医学、石油开采、3D打印等新领域, 当前, 随着石油价格越来越高, 消费者意识越来越强, 以及为了降低生产成本, 这些都表示生物塑料的商业化进程将会越来越快。
关键词：塑料,材料,新型,聚乳酸
参考文献
[1]钱伯章.中国聚乳酸的开发和应用进展[J].精细石油化工进展.2012 (05) .
[2]谭天伟, 苏海佳, 杨晶.生物基材料产业化进展[J].中国材料进展.2012 (02) .
浅谈车用塑料材料的应用 篇8
一、塑料在汽车中的应用现状
近几年, 塑料在汽车中的应用比例逐年上升, 这与汽车的销量和人们环保理念的加强有很大的关系。汽车中塑料材质所占的比例也在不断上升, 目前平均每辆汽车上塑料已经达到110千克。占汽车重量的10%以上。塑料在国内的汽车中得到广泛的运用, 已经达到了国际的平均水平。塑料主要应用在汽车内饰、汽车外饰和结构件等部位。
(一) 塑料在汽车内饰件中的应用
人们一般喜欢舒服、大方的汽车内饰, 传统的金属材质在这方面是欠缺的, 塑料材料可以弥补这一不足。塑料材质的汽车内饰可以有很好的触感, 其舒适性和可视性是其他材质不能比拟的。塑料材料制成的汽车内饰无异味, 不会产生其他的气体。现在的汽车中, 大多数的内饰都采用塑料材质, 例如仪表盘、座椅、扶手等等, 可以充分的满足顾客的需求。
(二) 塑料在汽车外饰件中的应用
传统的汽车外饰件使用的是金属制品, 在人们的感觉中, 金属制品比较坚硬结实, 但是金属制品容易腐蚀, 长期暴露在空气中容易被氧化从而生锈, 影响汽车的使用寿命。塑料材质可以有效的避免这一问题, 一些塑料的坚硬程度可以超越金属材料。塑料应用在汽车外饰中也可以降低成本, 减轻汽车质量, 从而降低汽车的油耗, 达到节能减排的目的。目前保险杠是应用塑料材质的主要部件之一, 另外灯罩、散热器隔板、挡板等等也逐渐在应用塑料材料代替金属材质。
(三) 功能和结构件
塑料不单单应用在汽车的内饰件和外饰件上, 现阶段许多的功能和结构件也开始应用塑料制品, 使用塑料制品可以有效的防止被腐蚀, 也可以减轻汽车质量, 比如油箱、水箱、风扇扇叶等等, 使用塑料材质明显优于金属材质。
二、汽车领域常用的几种塑料
随着汽车技术的发展, 越来越多的部件使用塑料材质。汽车对于塑料的要求较高, 因此一般是经过加工改良的塑料, 主要有以下几种:
(一) 改性PP材质
传统的PP材质的韧性不够, 对于PP材质的改良一般是增加其韧性, 给其填充其他的元素增加其强度。改良后的PP材质的有较强的韧性, 主要应用于汽车保险杠、挡泥板、轮胎罩等部位。
(二) 改性PC材质
PC材质的耐冲击力较高, 内部结构比较稳定, 不易变形, 是一种比较理想的汽车塑料。PC树脂一般应用于汽车灯和车窗等部位。改良后的PC材质耐热性更高, 可以应用于多个汽车的散热部件, 例如仪表盘、散热隔板、引擎装饰条等部位。
(三) 改性PPO
PPO材质的塑料耐高温、电性能稳定、吸收性小, 遇高温时不容易变形。现阶段PPO材质在汽车中应用比较广泛, 每年产量的四分之一用于汽车部件的生产。PPO/PS合金是PPO的的一种改良产品, 其耐高温性更强, 化学性质更稳定, 在高温环境下的膨胀系数更低。一般用于汽车中保险丝盒、电路开关外盒的生产。
(四) 改性的PO M
POM塑料材质比较坚硬, 具有塑料中的金属制成, 经过改良后的塑料这一优良性能更加稳定, 汽车中应用POM材质的部件比较多, 一般是汽车的重要部位, 例如汽油泵、把手、汽车车窗的升降装置等等。POM塑料材质的耐磨性也比较好, 并且具有金属光泽, 应用在汽车中比较美观, POM材质在汽车中有很广阔的应用前景。在技术水平的成熟下, 树脂材料开始应用在汽车工业中, 材料的研发成本也越来越低, 在下一阶段下, 自增强树脂将会成为一个研发热点。
三、汽车中应用塑料的发展趋势
塑料制品具有耐腐蚀, 质轻、设计自由度高的优点, 符合汽车行业的发展要求, 塑料在汽车行业有很大的发展空间。首先, 要加大多功能塑料制品的研究, 单一的塑料材质很难满足汽车发展行业的需要, 扩大塑料在汽车部件中的使用范围。其次, 汽车用量的增多也造成报废车的增多, 要大力研究塑料制品的回收技术, 防止产生二次垃圾, 也要积极研究环保型的塑料制品, 以保护生态环境。最后, 为了合理的利用资源, 车用工程塑料除了具有高性能外还要具有通用性, 在每个汽车中都能够使用, 而不再受汽车厂商和车型号的限制。
摘要：汽车是人们生活中不可或缺的重要代步工具, 经历了百年的发展, 汽车工业已经成熟。在人们环保理念的提升下, 塑料材料开始在汽车生产中得到了广泛应用。本文主要针对该种材料的应用问题进行分析。
关键词：汽车工业,塑料材料,应用
参考文献
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集装箱塑料底板材料性能测试 篇9
集装箱底板作为集装箱的主要承载配件,除了有极高的强度、刚度和较好的耐久性外,还需要进行特殊的化学防虫处理,是迄今为止结构用人造板产品中技术性能要求最高的一种。热带硬木一直被认为是制造集装箱底板最合适的木材,因为这些木材具有比较理想的材性,而集装箱底板所用木材主要集中在东南亚各国。随着集装箱生产需求量的增大,热带雨林的过度采伐,导致生态环境破坏、木材底板价格暴涨,而且木材生长周期长,所以世界造箱业迫切寻求能够替代传统热带硬木底板的新型材料。
为某集装箱部件公司所研发的新型塑料底板材料,其结构包括三层,中间层为再生塑料,外面两层为另一种塑料材料压制而成。要正确使用塑料底板材料就要首先测定其力学性能,以便进行有限元分析及材料性能优化。
1 弹性模量测试方法
弹性模量是工程材料中一个重要的物理参数,表示材料抵抗弹性形变的能力。材料弹性模量常用测试方法主要有两类:静态测量法和动态测量法[1]。
静态测量法是从应力-应变或载荷-位移曲线确定弹性模量。此类测量方法优点是测量精确,而缺点是测量时间相对较长,过程较繁琐,对试样具有破坏性。此外,在静态法测量中,还要根据试样不同长度,选择适宜的测量方式,才能获得较为准确的弹性模量值。
动态测量法是在试件承受交变应力产生小应变时,利用试件的固有频率与几何尺寸、密度、弹性模量之间的关系间接测量弹性模量。按照振动激励方式不同,动态测量法又分为共振法和声速法。共振法是国内规定的杨氏模量和切变模量的动力学方法,如横向振动法、纵向振动法等。此类测试方法存在共振频率寻找困难,对实验人员主观判断能力依赖程度高、测量精度低等缺点[2,3] 。
声速法通过测量弹性波在试样中的传播速度,测得材料动态弹性模量。声速法相对成素,常用的有脉冲回波法、干涉法和相位比较法。其中,超声脉冲回波法的基本被测量为时间和长度,与测量力和频率相比,被测量简单、测量方法成熟、精度高,并且无破坏性、无需改变试样大小或振动频率等特点,能有效避免静态法的缺点[4]。在国外,声速法已逐渐成为钢、炭纤维、有机纤维及单向复合材料弹性模量检测主要方法和发展方向[5,6,7,8]。
2 塑料底板弹性模量测试
常用静态测试法有静力拉伸法和梁弯曲法,梁弯曲法中有悬臂梁法、三点弯曲和四点弯曲法等。在对底板材料进行弹性模量测试时,因为底板承受载荷主要为弯曲载荷,为了尽量近似的模拟底板支架真实承载情况,主要进行底板材料弯曲状态下的弹性模量测试。
2.1 弹性模量测试原理
材料在弹性变形阶段,其应力与应变成正比关系,符合虎克定律。材料纵向应力与纵向应变的比例常数为弹性模量,横向应变与纵向应变之比即为泊松比。
在进行底板塑料材料弯曲状态下的弹性模量测试时,将底板材料试样自由地放置在2个平行的硬质合金圆棒支点上,在两支撑中点用压头施加载荷使其弯曲变形(即三点弯曲状态,如图1所示),测出底板试样中部的变形量及载荷数值,利用材料力学知识,计算出材料弯曲状态下的弹性模量。
2.2 弹性模量计算
将塑料底板试样放置在压力试验机上,通过控制进油量对试样进行逐级加载,分别测出各级载荷下试样中间的变形量δi,并记下各级载荷Fi。依据试样截面尺寸(宽度b、高度h、支撑跨距l)及两个测试数值δi和Fi,则可计算出材料弯曲状态下的弹性模量。
根据材料力学可知:横梁在两点支撑,中间承受集中载荷作用下,试样中间的变形及应力最大,计算材料弹性模量时取试样中间为计算对象。试样中点变形量δ与集中载荷F之间的关系为:
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有undefined,可得:undefined
又,undefined
则:undefined
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其中:Iz——试样横截面对z轴的惯性矩,Iz=bh3/12;
l——支点跨距,l=260mm;
b——试样宽度,b=50mm;
h——试样高度,h=28mm。
通过逐级加载F1,F2…Fn,可测得对应的δ1,δ2…δn,利用以上公式可计算出一组弹性模量Ei,取其平均值,即得到材料的弹性模量E。
2.3 最大应力计算
试样在弹性变形范围内,对其进行逐级加载可测得弹性模量,在压力机上继续加载,试样发生塑性变形直至断裂破坏,记录下对应的载荷大小,依据材料力学相关知识,即可求出塑料底板所能承受的最大应力。
undefined(2)
undefined(3)
其中:Mmax——试样所受最大弯矩;
Wz——试样的抗弯截面模量,矩形截面Wz=bh2/6。
3 弹性模量测试结果
3.1 塑料底板测试数据
本次测试采用塑料底板材料试样宽度b=50mm,高度h=28mm,支撑跨距l=260mm,分别在压力试验机上进行三点弯曲测试。测得应力应变曲线如图2所示,弯曲试验数据如表1所示。
根据塑料地板三点弯曲试验作出的应力-应变曲线,在材料的弹性阶段,根据最小二乘法得出试样的弹性模量为1.23GPa。
3.2 材料承受最大弯曲应力测试
进行完材料的弹性模量测试之后,取下百分表,继续加载,直到塑料地板断裂为止,读出试样断裂时试验机上的载荷数值Fmax,并据此计算出试样断裂破坏时的最大弯曲正应力。
对试样进行加载直至试样断裂破坏,测得塑料底板材料试验的最大载荷数值如表2所示。
4 结语
根据集装箱底板的实际使用情况采用三点弯曲方法进行测试,制定测试方案。通过测试获得了塑料底板的弹性模量及极限断裂应力等参数,为静态分析提供了性能参数。
参考文献
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论国产模具材料的应用及发展 篇10
目前常用的冷作模具钢是低合金钢 (CrWMn) 和高碳高铬工具钢 (Cr12、Cr12MoV) 。CrWMn具有适当的淬透性和耐磨性, 但热加工性和热处理性能不好。高碳高铬工具钢虽有较高的硬度和较高的耐磨性, 但其碳化物偏析较严重, 为了提高这类钢的强韧性, 我国又开发了一些新的冷作模具钢。
(1) 低合金冷作模具钢。
在碳素工具钢 (T8A、T10A) 的基础上, 加入适当的合金元素如:Cr、Ni、Mn、Mo、Ti、W、Si等冶炼而成, 常用的有CrWMn, 9SiCr、9Mn2V、GCr15等, 合金元素的加入提高了钢的淬透性, 低温回火后有较高的强韧性和耐磨性, 使模具寿命有较大提高。
近年来, 我国又研制了一些新型低合金冷作模具钢, 如GD (6CrNiMnSiMoV) 钢, CH-1 (7CrSiMnMoV) 钢, DS (6CrNiWMoV) 钢等。
(2) 韧性较高的高碳高合金耐磨冷作模具钢。
常用的有Crl2、Cr12MoV钢等, 这类钢热处理变形小, 耐磨性高, 承载能力大, 但韧性差, 常因碳化物偏析引起热处理后断裂, 为此研究人员开发了不少的新钢种, 如LD (7Cr7Mo2V2Si) 钢, GM (9Cr6W3Mo2V2) 钢和ER5 (Cr8MoWV3Si) 钢等。
(3) 基体钢。
基体钢一般指其成分与高速钢淬大组织中基体化学成功相同的钢, 我国研究的基体钢有:65Nb (6Cr4W3Mo2VNb) 钢, 012Al (5Cr4Mo3SiMnVA1) 钢, LM1 (65W8Cr4VTi) 、LM2 (65Cr5Mo3W2VSiTi) 钢, RM2 (5Cr4W5Mo2V) 钢等。
(4) 钢结硬质合金。
主要牌号有以TiC为硬质相的GT35、R5、D1、T1钢等和以WC为硬质相的TLMW50、GW50、GJW50钢等, 与硬质合金比较, 钢结硬质合金可以切削、锻造、焊接、热处理, 韧性和综合力学性能较好, 成本较低等优点。
2热作模具钢的应用及发展
我国热作型模具钢主要采用5CrNiMo、5CrMnMo和3Cr2W8V钢3个钢号, 5CrNiMo淬透性不高, 3Cr2W8V钢导热性差, 冷热疲劳性差, 我国引进了国外通用的铬系热作模具钢H13 (4Cr5MoSiV1) 钢, H13钢具有良好的冷热疲劳性, 模具寿命有大幅度提高, 其产量超过了3Cr2W8V钢, 为了适应压力加工新工艺, 新设备的要求, 我国研制了不少新型热作模具钢。
(1) 锤锻模具钢 (又称高韧性热作模具钢) 。
传统的热作模具钢是5CrMnMo, 5CrNiMo等, 其淬透性差, 使用温度不能超过500℃, 研究人员开发了高淬透性热作模具钢, 3Cr2MoWVNi钢, 45Cr2NiMoVSi钢、5Cr2NiMoVSi钢等。
(2) 热挤压模具钢 (又称高热强性模具钢) 。
该模具钢主要用于热挤压模, 压型模、压铸模等模具, 传统的热作模具钢是3Cr2W8V钢, 该钢具有较高的淬透性, 热硬性, 热强性和回火稳定性都较高, 但其高钨含量使钢具有脱碳倾向, 模具磨损较快, 粘模严重等不足, 在引进国外钢的同时, 我国又研究了许多韧性好, 热稳定性高的热挤压模具钢, 主要可分为下列几种类型:①中合金高热强性热作模具钢;②沉淀硬化型热作模具钢;③低碳高速钢和基体钢;④奥氏体型热作模具钢。
3塑料模具钢
我国过去一般采用正火的45钢或40Cr钢经调质后制造, 由于模具硬度低, 耐磨性差, 模具寿命低, 目前已很少使用。近年来, 自主研发了一批新的模具专用钢。
(1) 预硬型塑料模具钢。
这类钢在钢厂预先处理至要求硬度, 一般调质到30-35HRC后供使用单位制造模具, 如P20 (3Cr2Mo) , 718 (3Cr2NiMo) 钢, 是国际上使用最广泛的预硬型塑料模具钢。
(2) 易切削预硬钢。
在钢中加入S、Pb、Ca等, 使模具钢切削性能改善, 如我国研制的塑料模具钢8Cr2S (8Cr2MnWMoVS) 钢, SM1 (Y55CrNiMnMoVS) 钢等。
(3) 时效硬化型塑料模具钢。
对于形状复杂, 精密, 要求长寿命的塑料模具, 为了避免在其淬火热处理过程中产生变形, 我国研制了一系列时效硬化钢, 比如25CrNi3MoAl钢, PMS (1Ni3Mn2CuA1Mo) , 06Ni (06Ni6CrMoVTiA1) 钢等。
(4) 冷挤压成形塑料模具钢。
一些复杂的塑料模具型腔采用冷挤压的方法, 在淬硬的制品上直接压制出来, 省去型腔的切削加工, 是一种十分经济的加工方法。
(5) 非调质塑料模具钢。
这种钢不经调质处理, 锻、轧后即可达到预硬硬度, 有利于节约能源, 降低生产成本缩短生产周期, 如:3Cr2MnMoVS钢, 2Mn2CrVTiSCaRE钢等。
(6) 耐腐蚀塑料模具钢。
常采用马氏体不锈钢和沉淀硬化型不锈钢制造, 主要有:3Cr13、4Cr13、9Cr18、0Cr17Ni4CuNb等, PCR (0Cr16Ni4Cu3Nb) 钢是我国自主研发的耐腐蚀塑料模具钢。
摘要：模具制造的首要问题是模具材料, 我国模具钢生产技术发展较快, 标准中包含了37个钢种, 基本上形成了具有我国特色的模具钢系列。就3类模具钢钢种的应用和发展进行了简要阐述。
关键词：国产模具,应用,发展
参考文献
塑料模具材料 篇11
关键词：塑料食品包装材料有毒有害物质迁移食品安全对策
中图分类号：TS206.4 文献标识码：A 文章编号：1672-5336（2013）20-0042-03
近些年，食品安全问题已成为全球关注的焦点，而食品包装作为食品的“贴身衣物”，其安全性也已成为食品安全的重要组成部分。塑料包装材料因其种类繁多、成本低廉、易于加工、使用方便、应用范围广泛等特点成为目前最重要的一类食品包装材料。
1 食品用塑料包装的安全性分析
分析这些年出现的食品安全事件，塑料包装对食品的污染主要来源于塑料本身残留的有毒有害化学物质的溶出和迁移。这些污染物主要有以下几类：
1.1 树脂中有毒有害物质的迁移
树脂中有毒有害物质主要包括未聚合的游离单体、低聚物，使用过程中的降解物。在所有单体中，氯乙烯单体的毒性最大。氯乙烯引发神经衰弱、血小板减少等症，对肝脏损害尤为明显，同时是一种多系统多器官的致癌剂，诱发人体多种肿瘤[1]。我国已于2011年禁止将其用于食品包装。
苯乙烯对人体既有急性毒性，也有慢性毒性，对人体呼吸系统、神经系统、循环系统等均有损伤，虽其对血液和生殖毒性和致癌作用尚不能确定，也应引起高度警惕[2]。我国在GB/T9692-1998《食品包装用聚苯乙烯树脂卫生标准》中，明确规定树脂中苯乙烯单体含量不得超过0.5%。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）是日常生活中常用的一类树脂，加工成型后被用于盛装饮用水、果汁饮料、食用油等。PET树脂经过干燥、挤出、注塑、吹瓶等工序加工成型，受水分、温度等因素影响，聚合物发生降解，分子链断裂，形成少量低聚物。这类低聚物含量因PET种类不同而存在一定差异。
双酚A，在工业上被用来合成聚碳酸酯（PC）和环氧树脂等材料，曾一度用于制造塑料（奶）瓶、幼儿用的吸口杯、食品和饮料（奶粉）罐内侧涂层。当这些材料未被完全聚合或在高温、酸碱条件下，双酚A就会被释放和溶出。双酚A化学结构和雌激素相类似，具有弱雌激素和强抗雄激素活性，可直接或间接通过衍生物干扰生物的正常内分泌功能[3]。目前许多国家均已出台双酚A的限制法规，我国卫生部于2011年5月禁止双酚A应用于婴幼儿奶瓶。
1.2 添加剂污染
添加剂主要用于改善塑料的物理、化学特性，在实际使用过程中，也存在不同程度向食品中溶出迁移的问题，而添加剂及其降解物往往对人体具有毒性，对身体健康造成伤害。塑料添加剂种类很多，常见的添加剂污染主要有以下几类：
1.2.1 增塑剂
在塑料加工中添加塑化剂，可以使其柔韧性增强，容易加工，工业中常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类、脂肪族二元酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等，其中以邻苯二甲酸脂类（PAEs）使用最为普遍。PAEs与塑料分子通过氢键或者范德华力相联接，而彼此保留独立的化学性质，用于食品包装是就会存在溶出迁移问题。PAEs可通过饮食、呼吸等途径进入人体，对人体具有慢性毒性，生殖毒性和三致作用（致癌、致畸、致突变），是塑料制品中广泛存在的一类化学污染物。
1.2.2 热稳定剂
在聚氯乙烯（PVC）塑料加工成型过程中，热稳定剂可以有效抑制PVC早期着色和显著降低PVC分子的热分解速率，改进PVC塑料的加工性能。铅、镉、锡、锌等金属化合物和金属混合稳定剂是目前塑料加工中普遍使用的几类热稳定剂。重金属是铅、镉类热稳定剂生物毒性的关键影响因素，经过呼吸、消化系统进入体内，并在组织器官中累积，不易排出，形成慢性毒性，严重危害人体健康。作为使用量最大的铅盐类热稳定剂，因对环境造成污染以及在加工过程中容易与含硫稳定剂形成交叉污染等问题，正在逐步被一些无铅热稳定剂所替代。无镉热稳定剂因受使用成本及使用范围的制约，短期内仍无法完全替代含镉热稳定剂在塑料中的应用。钙锌复合稳定剂作为热稳定剂，具有不含重金属，用量少、成本低，性能优良等特点，是一类具有市场发展前景的绿色环保型热稳定剂[4]。
1.2.3 抗氧化剂
在塑料中添加抗氧化剂的目的是为了延缓降低塑料在有氧条件下的氧化降解速率，从而延长塑料的使用寿命。抗氧剂种类繁多，主要有酚类、硫代类、亚磷酸脂类复合类抗氧剂。BHT、抗氧化剂—168、抗氧化剂-1010、抗氧化剂-1076，是目前塑料包装材料中常用的四类抗氧化剂，一般四者混合使用提高其抗氧化性能，同时具备热稳定剂的作用。毒理学研究表明，四种氧化剂的混合物不存在急性作用，但存在亚急性作用，可对肾、肠道造成损伤[5]。因此，抗氧化剂的使用量应该严格遵守国家标准要求。
1.2.4 填料
填料一种用于塑料的配合料中，以降低成本，或增强塑料的物理性能，如硬度、刚度及冲击强度的相对惰性的物质。最常用的填料有碳酸钙、硫酸钙、亚硫酸钙等钙质填料、滑石粉、云母粉、二氧化硅等。
以日常用的一次性塑料餐盒为例，一些不法厂家为了节约原料成本而又不影响餐盒的物理性能，往往在产品生产过程中添加过量的碳酸钙、滑石粉等。按照国家标准要求，对这种高填充的快餐盒进行蒸发残渣检测，其结果严重超标.有些甚至超过国家标准上百倍（国家标准为30mg/L）。在盛放高温或油脂食品时，有毒有害物质就会溶出迁移到食品中。长期使用这类餐盒会导致消化不良、恶心、肝脏病变以及导致胆、肾结石等疾病，危害人体健康。
1.3 油墨印刷安全性
食品包装印刷油墨一般分为与食品接触用油墨和与食品非直接接触用油墨，这里讨论位于食品包装外侧即与食品非直接接触一面的印刷油墨。印刷材料在堆码、绕卷以及长时间存放过程中，因正反面相接触，油墨中的有毒有害物质将迁移至食品接触一面，从而对被包装食品造成污染。下面以塑料为承印材料，从印刷油墨和印刷工艺两方面对印刷油墨安全性进行分析。
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1.3.1 印刷油墨
油墨主要有色料、连接料和其他助剂组成。色料分为染料和颜料两类，塑料油墨中一般采用颜料，颜料不溶于水和有机溶剂，以颗粒形式分布于连接料中，决定了油墨的颜色、着色强度等并使油墨具有一定的粘稠度和干燥性。颜料中存在的重金属是造成环境污染和人体危害的主要原因。连接料由树脂和与溶剂组成，作为分散色料和各种助剂的介质，对油墨的黏度、粘着性、干燥性等印刷适性和印刷效果起决定作用[6]。除水溶性油墨外，连接料多为包含苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等十余种溶剂在内的有机溶剂，而在工业生产过程中，这些溶剂往往未被完全干燥挥发，即存在“溶剂残留”。其中以苯类溶剂危害最大，引起慢性中毒，主要对神经系统血液，系统造成危害，比如头痛、头昏失眠。溶血性贫血，粒细胞减少等。随着GB/T 10004—2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》标准实施，对油墨的安全提出了新的要求，无苯油墨开始逐步替代含苯油墨，但是其他种类的溶剂残留仍然对食品包装材料的安全存在风险。
1.3.2 印刷工艺
食品塑料包装领域的印刷工艺主要有：凹版印刷、柔性印刷、平板印刷。
凹版印刷具有印刷墨层厚实、颜色鲜艳、质量稳定等优点在食品包装领域占据重要地位，印刷工艺上制版过程较为复杂，周期长、成本高，适合大批量的印刷。凹版印刷油墨多采用挥发性有机溶剂，印刷过程环境污染严重，印刷成品也容易存在溶剂残留。
柔性印刷以柔性版为印版，采用醇溶性或者水溶性油墨进行印刷。印刷油墨墨层均匀、颜色饱满，印刷速度快、质量良好，溶剂中不含苯类溶剂、易挥发、干燥速度快，环境污染少。柔性印刷较凹版印刷工序简单、版面改动灵活、投资少等优点，在软包上应用尤为普遍。
传统平板印刷虽然技术成熟，但在环保上总是不尽人意。大豆油墨替代传统胶印油墨用于平板印刷，不仅印刷适性良好，成本低廉，而且绿色环保，可以满足各项印刷要求。大豆油替代了油墨中的挥发性有机溶剂，大幅度降低了传统油墨对环境和人体的污染，减少了有毒有害物质向食品中的迁移。
2 食品用塑料包装安全的几点建议
2.1 建立完善食品包装材料安全法规、标准
在食品包装材料领域，研究并建立既要符合国际相关要求，又要适应国情的安全技术法规，并制订系统的、配套的、实用性强的质量标准和相关技术标准，加快与国际接轨的步伐，全面提升该领域的标准化水平[7]。不断提高食品包装材料安全领域的科技创新能力，为行政监管提供强有力的技术支撑。
2.2 加大政府监管力度
监管部门应明确各自职能，依据相关法律、法规及检测体系的要求，严厉打击非法企业、非法商贩，杜绝非法生产、加工、经营食品包装行为，加大对相关责任企业和责任人的惩罚打击力度。在产品监督抽查年度计划中，增加抽查的次数和种类；常态化监控各类产品在生产、流通、使用过程的质量信息，以便及时采取措施保证产品质量安全，公开监测数据，接收群众的监督和建议。
2.3 提高检测技术和能力
目前，不断涌现的包装材料公共安全事件，对检验机构的检测水平和检测能力提出了新的挑战，为适应新形势下的检测工作，检验机构在不断加大硬件设施的投入的同时，更要加强检测人员的队伍建设。检测人员不仅要具备丰富的实际工作经验、较高的理论造诣，还应了解当前包装材料的市场动态，关注企业中新材料，新工艺的研发，善于利用感官发现产品中可能存在的质量问题。为产品的质量监督找到直接的突破口。
2.4 加强社会宣传，倡导低碳、环保包装
包装材料作为产品的附属物，在废弃后极易造成环境污染和资源的浪费。因此，对产品包装实行减量化、无害化、低碳化、安全化、重复使用已经成为大家的共识[8]。通过合理的设计，减少不必要的包装；对难以回收的废弃物进行无害化处理，鼓励使用可反复使用的环保型包装材料，减少浪费；对一些具有回收利用价值的的塑料包装制品进行循环使用，实现包装材料的可持续发展。加强社会宣传，让消费者和生产企业，经营者一起关注食品包装的质量安全，从而保障食品安全和大家的身体健康。
参考文献
[1]黎有萍.氯乙烯危害的研究综述[J].医学动物防制，2009，25（9）：675-677.
[2]张放，邵华.苯乙烯职业暴露危害研究进展[J].中国公共卫生，2006，2（9）：1145-1146.
[3]贺天锋，陈奕.双酚A的生殖毒性研究进展[A].见：中华预防医学会，华东六省一市预防医学会.华东地区第十次流行病学学术会议暨华东地区流行病学学术会议20周年庆典论文汇编[C]合肥：中华预防医学会，华东六省一市预防医学会，2011.586-590.
[4]李杰，刘芳，夏飞，塑料热稳定剂的无铅化技术发展趋势[J].中国塑料.2011，25（12）：1-6.[5]朱玲风.食品药品包装材料中抗氧化剂毒理学研究[D].长沙：中南林业科技大学，2013：1-64.
塑料:太阳能电池材料未来宠儿 篇12
据南京化工园紫金科创特区传出消息, 位于该特区的南京欧纳壹有机光电公司已经成功试生产出有机薄膜太阳能电池材料。欧纳壹公司董事长肖淑勇博士表示, 相对于晶体硅和无机薄膜而言, 纳米级的第三代塑料太阳能电池材料具有柔韧性好、成本低、商业利用价值高等多种优势, 将成为太阳能发电行业的“新宠”。
据肖博士介绍, 全世界共有136个国家处于普及应用太阳能电池的热潮中, 其中有95个国家正在大规模进行太阳能电池的研制开发, 积极生产各种相关的节能新产品。目前, 全球太阳能电池材料共有三代, 第一代是晶体硅太阳能电池材料, 包括单晶硅和多晶硅。目前市场上常见的是多晶硅太阳能电池材料, 尽管光电转化率较高, 但是此类材料生产过程污染高, 原材料无法降解, 同时工艺复杂, 成本高、能耗大。第二代是无机薄膜太阳能电池材料, 相对于第一代晶体硅材料而言, 其工艺已经简化, 但仍然依托高真空工艺技术, 设备投资很大, 而且材料中要用到储量较少的稀土, 其中一种稀土铟非常稀缺, 不太容易开发。第三代是塑料太阳能电池材料, 又称有机薄膜太阳能电池材料。其生产工艺简单, 能耗小, 成本低。这种材料是有机化合物, 可以降解, 是绿色环保产品。据测算, 目前塑料太阳能电池材料的发电效率在10%左右, 甚至能达到12%, 每瓦发电成本约是多晶硅电池的1/10, 有着较高的商业利用价值。
肖淑勇博士介绍, 由于有机太阳能材料是纳米级材料, 质量轻, 使用量非常小, 最大的优点是柔韧性好, 不仅制成的器件能弯曲能折叠, 而且可以做成溶液形成膜, 印刷或喷涂在物体表面, 进行发电。
肖淑勇强调, 第三代塑料太阳能电池材料虽然优势突出, 市场前景广阔, 但全球尚未实现大规模工业化生产。其应用也尚未大规模推广, 现在的客户大多是科研院所、大型企业的研发中心等。目前, 全球只有少数几家研究所能够研发和生产这种产品。加拿大的One Material公司专门从事塑料太阳能电池材料的研发和生产, 公司已经掌握了10多项全球发明专利, 诸多发明专利已转化为产品进入市场, 同时与三星、GE、夏普等国际企业保持合作关系。肖淑勇在南京化工园成立的南京欧纳壹公司, 也已建立了研发实验室, 并从去年9月份开始试生产塑料太阳能电池。据了解, 欧纳壹公司的生产工艺技术全球领先, 试生产出的产品质量优异, 价格是黄金的10倍, 产品已经供给中科院等国内科研院所使用。
目前, 南京欧纳壹公司加大了国内市场的开发, 未来公司计划和国内大型厂商、研究院校等合作, 从类似美国的“小项目”入手, 将塑料太阳能电池材料推广到市场上, 再进行规模化生产。肖淑勇表示, 公司将致力于改变太阳能企业依托于政府政策的局面, 希望能将太阳能技术真正转变为科技商品, 而非政策依托附品, 从而作为高效的绿色再生能源独立进入能源市场竞争。