塑料制造塑造了现代世界,将原始聚合物转变为从一次性包装到精密航空航天组件的所有事物。但是,并非所有塑料都是平等的。商品和工程塑料是两种常见的热塑性塑料类型,可以反复熔化,重塑和固化。商品塑料专为经济高效的日常物品生产而设计,而工程塑料为苛刻的应用提供了出色的性能。在本文中,我们将讨论每种独特的特征,主要类型和应用。
在日常生活中,商品塑料都在我们周围 - 您可以在冰箱或厨房中轻松找到它们。 According to Grand View Research, the global commodity plastics market was valued at USD 498.2 billion in 2024 and is projected to grow at a CAGR of 2.9% from 2025 to 2030. One of the most demanding markets is single-use products, including普通物品,例如保鲜膜,塑料袋,饮料瓶,一次性餐具和医疗手套。除此之外,商品塑料被广泛用于其他需要基本的机械强度和热稳定性的日常消费品中,例如儿童玩具,电子套管和设备外壳。它们具有成本效益且易于处理,因此通常以非常高的体积生产。
有许多不同类型的商品塑料,每种塑料都有独特的属性和应用。以下是一些最常见的:

据报道,聚乙烯(PE)是最常用的塑料,在2024年,各个行业的收入份额为34.4%。对PE的需求主要是由于其在包装中的使用,例如膜,袋子和容器,因为它的轻巧,耐化学性,易于加工和可回收性。
此外,随着进步,PE有几种性能变体。低密度聚乙烯(LDPE)更柔软,更透明,非常适合包装膜和塑料袋。高密度聚乙烯(HDPE)更强且更密集,通常用于高强度的瓶子和容器,或用于地下排水系统的管道,水箱和组件。线性低密度聚乙烯(LLDPE)将LDPE的柔韧性与HDPE强度相结合,具有增强的撕裂性和抗穿刺性,并且通常在农业膜和覆盖材料中发现。

聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)都是聚烯烃。它们具有相似的特性,例如良好的耐化学性,低密度和低吸收。但是PP具有更好的耐热性,通常是用于微波安全容器,热水管和汽车发动机盖等物品。
PP也更加刚性,并且具有更好的疲劳性抗性。它用于汽车内部,工业围墙和生活铰链中。此外,PP具有较高的透明度。在医疗领域,它用于注射器,IV瓶,药品包装以及可支配的防护装备,例如手术礼服和面罩过滤器介质。

PVC是一种长期成本的长期成本的商品塑料。它在其分子链中具有氯,这使其具有一些阻燃特性。这对于电气和建筑行业中的防火应用很重要。 PVC易于以各种方式处理,包括挤出,注塑成型,吹塑和日历。还可以通过添加增塑剂,稳定剂,润滑剂,填充剂和颜料来改变它。
PVC有两种形式。 刚性PVC(UPVC)几乎没有增塑剂,这使其难,刚性且具有抗冲击力。使用正确的稳定器,它也具有良好的天气抗性和紫外线稳定性。 UPVC通常用于管道,窗框和信用卡中。 塑料或柔性PVC 通过添加更高量的增塑剂而变得更柔软。这降低了其玻璃过渡温度(TG),使材料更加柔韧和易于弯曲。柔性PVC通常在电缆绝缘,地板,充气玩具和医用管中发现。但是,应注意可能影响健康和环境的增塑剂的潜在迁移和蒸发。

聚苯乙烯(PS)自然显示为高度透明的玻璃样固体。它有些刚性,但影响力很低,很容易破裂。当与其他聚合物(例如添加橡胶)混合或共聚时,它变成了高冲击聚苯乙烯(臀部),从而提供了改善的冲击强度和韧性。该形式被广泛用于家用电器套管,计算机,玩具和标志。
PS也有泡沫形式,例如膨胀的聚苯乙烯(EPS)或挤出的聚苯乙烯(XPS)。这些轻巧的泡沫具有出色的热绝缘,电击性,缓冲性和吸收声。他们发现在建筑物绝缘,保护性包装和绝缘板上使用。但是,PS不容易生物降解,并且回收和重复使用废物的过程非常具有挑战性。
与日常物品经济和大量生产的商品塑料不同,工程塑料旨在承受商品塑料无法处理的机械和环境条件。它们通常是半晶,这意味着它们具有提高刚性,强度,耐热性,化学稳定性,有时甚至是自润滑的。但是,它们更昂贵,通常以较少的数量生产以满足特定的业务需求或高性能目标。
尽管工程塑料不如商品塑料常见,但它们的使用正在增长,因为它们进入传统上依赖金属或其他材料的应用。因此,为加工项目选择正确的材料仍然可能具有挑战性。但是,您可以使用塑料原型制作选项来做出更好的选择。接下来,让我们看一下一些常见类型的工程塑料:

聚碳酸酯(PC)的化学结构中具有碳酸盐基团,在聚合物链之间形成了僵硬的连接,并使材料更坚固,更刚性。这就是为什么PC适合安全性和防撞产品(例如防弹玻璃,头盔和汽车挡风玻璃)的原因。碳酸盐连接还可以在高温下抵抗变形,从而使PC良好的尺寸稳定性。
作为一种无定形工程热塑性塑料,聚碳酸酯具有非常低的吸水率和高光学透明度,这使其非常适合光透镜,眼镜透镜和LED灯盖。此外,PC易于机加工或成型为所需的形状。但是,它对紫外线敏感,长期室外使用可能需要额外的紫外线稳定器。

PMMA是丙烯酸家族中最早的工程聚合物之一。像PC一样,它是透明的,但提供了出色的光传输,通常达到92%。这使其成为玻璃的轻便替代品,并广泛用于轻型管,光镜,扩散器,天窗和高质量的显示器。但是,在高可见性应用(例如挡风玻璃)中,PMMA相对较差的刮擦性耐药性是一个问题,在挡风玻璃上,清晰的表面对于安全性至关重要。它是最难的聚合物之一,具有良好的天气抗性,在户外使用方面表现良好。尽管PMMA刚性且具有良好的拉伸强度,但如果设计不当,它可能会脆弱,并且可能在高压力或撞击下破裂。

POM是一种高度结晶和线性热塑性塑料,可提供强度,刚度和韧性的良好平衡。它的刚度和强度,尤其是在50至120°C的温度范围内,其强度大于大多数其他热塑性塑料。在室温下,POM在伸长率约为8-10%的情况下显示出明显的产量点。在这一点之下,即使在重复的压力后,它也会恢复自动恢复,为弹簧固定固定效果提供出色的弹簧容量和适合性。
此外,POM具有良好的磨损性,低动态摩擦系数和有利的电性能。它通常对蠕变和大多数有机溶剂具有抵抗力。它的高热失真温度使其在升高的温度下表现良好,同时在低至–40°C的温度下保持有效。
这些属性的组合使POM特别适合精确组件,例如手表零件,滚筒,轴承,齿轮,住房零件,泵零件,阀门和齿轮。此外,POM家族通常会用玻璃纤维加固,以进一步增强碱基聚合物的机械性能。

聚酰胺(尼龙)是一种多功能工程塑料,可在不同的“等级”中获得并相应地应用。 PA 6/6 具有高熔点,强大的机械强度和出色的耐磨性。它用于面临重复摩擦和压力的部分,例如齿轮,轴承和紧固件。 pa 6 以较低的成本提供更好的表现性和流动性。尽管其熔点和机械强度略低于PA 6/6,但PA 6在形成纤维方面特别有效。这使其在纺织品,地毯,衣服和渔网以及牙刷刷毛,绳索和尼龙袋等日常物品中流行。
尼龙在一定程度上抵抗油和溶剂,但对酸和碱的抗性不是很抗性。它还吸收水分,这会影响其大小并削弱其某些特性。在某些情况下,必须控制湿度或修改材料以确保性能稳定。

PEEK是一种非常高性能的塑料,用于航空航天,汽车,医疗和食品加工领域。它的关键优势之一是它可以承受高温(约250°C左右)的能力,远远超过了最常见的塑料的热极限。它还提供了出色的拉伸强度,刚度和耐磨性和疲劳性,同时对几乎所有化学物质具有高度耐药性。此外,PEEK的水分吸收低,并且具有生物相容性。但是,由于高原材料成本及其加工过程的复杂性,它比大多数CNC塑料贵。

PET是一种强壮,透明的半晶塑料,具有出色的耐化学性。它是用于服装和家用纺织品的聚酯纤维的主要材料。 PET还提供了对气体和水分的出色障碍物,通过防止氧气和湿度进入,有助于保持饮料和可腐烂的食物。此外,PET通过建立良好的闭环系统被广泛回收,使其成为环保包装的有吸引力的选择。

PBT的结构与PET相似,但在其主链中包含一个额外的 - (Ch₂)₂–组。与PET相比,该较长的脂肪族段可改善PBT的机械强度,刚度,较低的水分吸收和更好的尺寸稳定性。它还具有出色的电绝缘和耐化学性。这些属性使PBT在需要更高性能的情况下流行于汽车,电气和工业组件,例如连接器,齿轮和精密部分。

PTFE是固体中最低的摩擦系数之一。这意味着轴承,密封和滑动零件等组件通常不需要额外的润滑剂。它的天然不粘表面也广泛用于炊具涂料和其他有问题的应用中。此外,PTFE对几乎所有化学物质都具有高度耐药性,并具有出色的耐热性,并连续暴露于高达260°C(500°F)的温度。它还提供有效的电绝缘材料。但是,与其他工程塑料(如PEEK或POM)相比,PTFE相对较软,具有较低的拉伸强度,并且在恒定应力下倾向于变形。
商品塑料是具有基本强度,热和化学特性的具有成本效益的材料。它们被广泛用于包装,一次性产品,家居用品和日常消费品。相比之下,工程塑料提供了出色的机械,化学,电气和光学特性,并已成为更换苛刻应用中金属和陶瓷等材料(例如金属和陶瓷)的首选。如果您对塑料材料还有其他疑问或产品要求,请随意与我们联系!
1。工程塑料和特种塑料之间有什么区别?
工程塑料是高性能的材料,可为苛刻的应用提供高强度,耐热性和化学稳定性。常见示例包括PC,PMMA和POM。
特殊塑料是针对需要独特特性的特定利基应用设计的,例如极端的耐化学性,出色的光学清晰度,专业的电气性能和出色的环境稳定性。典型的例子是液晶聚合物(LCP),聚醚酰亚胺(PEI)和高性能热固体(如环氧树脂)。
2。什么是最强的工程塑料?
总体上没有一个“最强”的工程塑料,因为强度取决于特定属性(拉伸,弯曲,冲击等)和使用条件。然而,聚酰胺酰亚胺(PAI)被认为在未增强的热塑性塑料中具有最高的拉伸强度,达到约21,000 psi。这种高性能的材料还具有出色的磨损和辐射性,低易燃性和烟气发射以及高稳定性。 PAI广泛用于喷气发动机,内燃机,推力垫圈和印刷电路板,以及阀,齿轮,轴承,电气连接器和其他关键机械组件中。
3。什么是使用最广泛的商品塑料?
聚乙烯(PE)是使用最广泛的塑料,占2024年塑料总产量的34.4%以上。它是一种具有成本效益的热塑性聚合物,易于塑造,使其成为包装,消费产品和工业应用的主食。它的各种形式,例如LDPE和HDPE,进一步扩大了其全球使用。
在我们的日常生活中,我们无时无刻不在与各种金属材料打交道。您有没有想过您的智能手机外壳是由什么金属制成的?或者为什么汽车和自行车如此轻而坚固?这些问题的答案往往在于一种我们经常忽视但起着至关重要作用的金属——铝。
在为特定应用选择坚固的金属材料时,钛和钢通常被认为是首选。除了强度差异之外,每种金属还具有独特的性能,使其适用于各种用途。哪一种是您项目的正确选择?本文将概述这两种金属并比较它们的主要特性。让我们开始吧。
延展性是材料科学中的一个基本概念,它解释了为什么某些材料(例如金属)会在压力下显着弯曲或伸展,而另一些材料突然突然会弯曲。在本文中,我们将解释什么是延展性,如何测量,为什么重要以及哪些因素影响它。 延展性的定义 延展性是材料在断裂前张力造成塑性变形的能力。简而言之,可以将延性材料拉长很长的路,而无需捕捉 - 考虑将铜拉入电线中。相比之下,像玻璃这样的脆性材料几乎没有变形后倾向于破裂或破碎。在材料科学中,塑性变形是形状的永久变化。这与弹性变形不同,弹性变形是可以恢复的。延展性与可塑性密切相关,但更具体:可塑性是在任何模式(张力,压缩或剪切)下永久变形的一般能力,而延展性则是指张力的能力。 从原子的角度来看,许多金属的高延展性来自非方向金属粘结以及允许脱位移动的滑移系统的可用性。施加压力后,脱位滑行使金属晶体可容纳塑性应变,因此金属通常弯曲或拉伸而不是断裂。相比之下,陶瓷和玻璃具有定向离子或共价键,并且滑动非常有限,因此在张力下,它们在明显的塑料流动之前倾向于破裂。但是,并非所有金属在室温下都是延性的(例如,某些BCC金属,高碳钢和金属玻璃杯可能相对脆),并且加热玻璃弯曲的玻璃弯曲主要是由于其玻璃转换温度以上的粘性流量,而不是金属式耐耐耐高压。 测量延展性 拉伸测试是量化延展性的最常见方法:标本以单轴张力加载到骨折中,延展性据报道是休息时伸长率的百分比和降低面积的百分比。 休息时伸长百分比(a%) 骨折时量规长度的百分比增加:a%=(lf -l0)/l0×100%,其中l0是原始量规长度,而LF是断裂时的最终长度。较高的A%表示拉伸延展性更大。 减少面积百分比(RA%) 裂缝位置的横截面的百分比降低:RA%=(A0 - AF)/A0×100%,其中A0是原始面积,AF是休息时的最小面积。大的RA%反映出明显的颈部和强烈的颈后延展性。 (对量规长度不太敏感;对于非常薄的纸张而言并不理想。) 这两种措施通常是拉伸测试的一部分。例如,可以描述钢样品的伸长率20%,而在休息时降低了60%的面积 - 表明延性行为。相比之下,脆性陶瓷可能仅显示1%的伸长率,而本质上可能显示出0%的面积减少(几乎没有变薄)。伸长率和降低越大,材料的延展性就越大。 可视化延展性的另一种方法是在应力 - 应变曲线上,这是从拉伸测试获得的图。绘制应力(相对变形)的应力(每单位面积)。此曲线上的要点包括: 杨的模量(E):线性弹性区域的斜率;刚度的度量。 屈服强度(σᵧ):塑性变形的发作(通常由0.2%偏移方法定义时,当不存在尖锐的屈服点)。 最终的拉伸力量(UTS):最大工程压力。超越标本的脖子;断裂发生后期,通常处于较低的工程压力下。 断裂点:标本最终破裂的地方。 延性材料(蓝色)与脆性材料(红色)的代表性应力应变曲线 延性材料的曲线在屈服后显示长塑料区域,表明它可以在骨折前保持较大的应变。相比之下,脆性材料的曲线在屈服点附近结束,几乎没有塑料区域。总而言之,在工程应力 - 应变图(对于规定的规格长度)上,延展性反映了裂缝的总应变 - 延性材料的长时间,脆性材料的较短。但是,明显的断裂应变取决于所选的量规长,一旦颈部开始定位,颈部开始定位,因此工程曲线不是颈后延展的直接衡量。因此,规格通常在休息时报告百分比伸长率(a%)以及降低面积百分比(RA%)。 延展性和延展性有什么区别? 延展性是一种材料在不破裂而伸展张力的能力。我们以拉伸测试的伸长百分比或减少面积来量化它。如果可以将金属吸入电线,则是延展性的。锻造性是一种材料在压缩方面变形的能力(不开裂,可以锤击,滚动或压入纸板);我们通过弯曲/扁平/拔罐测试或减小厚度可以耐受多少判断。 实际上:黄金,铜和铝都是高度延展且可延展的(非常适合电线和纸板)。铅非常具有延展性,但仅适中延展性(易于滚动成薄片,较差,作为细丝)。镁在室温下的延展性有限,而锌在变暖时会更具延展性。为了制造制造,选择延性合金用于绘画,深度拉伸和下拉的功能;选择可延展的合金滚动,冲压和锻造,在压缩占主导地位的地方。温度和晶体结构移动两个特性。快速规则:延展性=张力/电线;锻造性=压缩/表。 为什么延展性很重要 延展性是制造性和服务安全性安全背后的安静主力。在工厂中,它允许将金属卷成纸板,将其拉入电线并锻造而不会破裂。在现场,它使组件能够吸收能量,重新分配应力并在失败前提供警告。 制造的延性材料 高延展性通常意味着一种材料是可行的:它可以锻造,滚动,绘制或挤出成各种形状而不会破裂。低延展性(脆性)意味着该材料很难变形,并且更适合于铸造或加工等过程(在材料不强迫塑料形状过多地改变形状)之类的过程中。 锻造和滚动:这些过程通过锤击(锻造)或在掷骰(滚动)之间将固体金属变形为形状。延性金属耐受涉及的大塑料菌株。实际上,钢板/开花被热卷成薄板,板和结构形状,例如I光束,铝很容易被伪造成组件 - 金属在压缩载荷下流动。相比之下,像铸铁这样的脆性合金倾向于在沉重的变形下破裂,因此通常通过铸造到近网状形式来形状。 挤出和电线/栏绘图:挤出将金属推动通过模具制作长而恒定的截面产品。电线/条形图将固体库存通过模具降低直径。两者都依靠塑料流。可以将延性合金(例如铝,铜和低碳钢)挤出到试管和轮廓(例如窗框,热水链截面)中,并将其抽入细线。在加工温度下没有足够的延展性的材料倾向于检查或裂缝,这就是为什么玻璃或陶瓷不会以固态挤出/绘制的原因;他们的纤维是融化的。 深图:深色绘图形成轴对称的杯子和罐,并用拳头迫使薄板进入模具;法兰向内进食,而墙壁略微稀薄。足够的延性可防止分裂和皱纹。铝饮料罐头是经典的例子。 薄板金属弯曲和冲压:车身面板和外壳的一般弯曲和冲压需要延展性,以避免边缘裂纹和橙色 - 薄荷伸展时。钢制和铝等级是针对形成性量身定制的,因此可以将复杂的形状(例如,汽车引擎盖)盖章而不会故障。 金属3D打印(AM):延展性仍然很重要。当然的零件(尤其是来自激光粉床融合(LPBF))可以显示出由于细,质感的微观结构,残留应力和孔隙率而显示出降低的延展性。压力缓解和热等静止压力(髋关节),然后经常进行轻热处理,恢复延展性并降低开裂风险;然后,TI-6AL-4V和ALSI10MG等合金可以提供有用的服务延展性。 现实世界应用的延性材料 延展性不仅是实验室指标,还直接影响现实世界结构,车辆和设备的性能。这就是为什么它在工程和设计中重要的原因: 防止突然失败并提高安全性:延性材料逐渐失效:它们在断裂前产生和吸收能量,提供可见的警告并允许负载重新分配。在建筑物中,这就是为什么结构钢受到青睐的原因 - 超负荷的梁会弯曲而不是捕捉。钢筋混凝土遵循相同的逻辑:嵌入式钢钢筋增加延展性,因此成员可以在地震需求下弯曲而不是分开。 影响(地震和碰撞应用)中的能量吸收:在动态载荷下,延展性将影响能量变成塑料工作。钢框通过屈服来消散地震力,并以钢或铝折叠的汽车碎区域的控制方式以受控的方式降低机舱减速。现代人体结构平衡强度与延展性(例如DP/Trip Steels),并且航空航天Al/Ti合金保留足够的延展性,以造鸟,加压和冷soak耐受性。 […]
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