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。
在力学中,“螺纹”一词专指“螺纹”,是连接器、紧固件和传动元件不可或缺的重要部件。螺纹广泛应用于各种设备和结构中,如螺栓、螺母、螺杆、丝杠等,都是依靠螺纹来实现其功能的。无论是在生产制造还是日常生活中,螺纹的使用都是无处不在的。没有它们,大多数机器将无法正常运行。
加工零件在整个行业都普遍存在。它们代表了一类精确的工程组件,这些组件是通过减法过程对严格公差进行的,并提供复杂的几何形状,可重复的精度和出色的表面饰面。
剪切模量,有时称为刚性模量,是一种基本材料特性,可在受剪切力时测量材料的刚性。用日常的话来说,它描述了一种物质在与另一部分平行滑动时塑造变化的耐药性。在本文中,我们将解释什么是剪切模量,计算方式以及与其他弹性模量的比较以及现实世界工程示例的比较。 什么是剪切模量? 在图中,将块固定在底部,同时平行于顶表面施加力F。该力导致水平位移ΔX,块变形为倾斜的形状。倾斜角θ表示剪切应变(γ),它描述了形状的变形程度。 剪切应力(τ)是施加的力除以表面积A的作用:力的作用: τ= f / a 剪切应变(γ)是水平位移与块高度的比率: γ=ΔX / L(对于小角度,弧度中的θ≈γ) 剪切模量(g)有时用μ或s表示,可以测量材料对这种类型的失真的耐药性。它被定义为剪切应力与剪切应变的比率: g =τ /γ=(f / a) /(Δx / l)=(f·l) /(a·Δx) 在SI系统中,剪切模量的单位是Pascal(PA),它等于每平方米牛顿一个(N/m²)。由于Pascal是一个很小的单元,因此实心材料的剪切模量通常很大。因此,工程师和科学家通常在Gigapascals(GPA)中表达G,其中1 GPA =10⁹PA。 剪切模量值 下表显示了常见材料的典型剪切模量值: 材料剪切模量(GPA)铝26–27黄铜35–41碳钢79–82铜44–48带领5–6不锈钢74–79锡〜18钛(纯)41–45具体的8–12玻璃(苏打石)26–30木材(道格拉斯冷杉)0.6–1.2尼龙(未填充)0.7–1.1聚碳酸酯0.8–0.9聚乙烯0.1–0.3橡皮0.0003–0.001钻石480–520 这些数字显示了刚性有多少材料。金属倾向于在数十千兆内的剪切模量。陶瓷和玻璃的范围相似,而混凝土却低一些。塑料通常大约1 GPA或更少。甚至更柔软的是橡胶和弹性体,仅在巨型范围内具有剪切模量。在最顶部,钻石达到了数百个千斤顶,是最僵硬的材料之一。 具有高剪切模量的材料强烈抵抗变形或扭曲。这就是为什么钢和钛合金在桥梁,建筑物和飞机框架等结构中至关重要的原因。它们的刚度可防止横梁和紧固件在重载下弯曲或剪切。玻璃和陶瓷虽然脆弱,但也受益于相对较高的模量。它可以帮助他们在镜头和半导体晶圆等应用中保持精确的形状。钻石具有很高的剪切模量,即使在大力下,也几乎没有弹性应变。这就是为什么钻石切割工具保持锋利的原因。 另一方面,当灵活性是一个优势时,选择具有低剪切模量的材料。橡胶和其他弹性体用于振动阻尼器,密封件和地震底座隔离器,因为它们的柔软度使它们可以轻松剪切并吸收能量。聚合物(例如聚乙烯或尼龙)在柔韧性和强度之间取得了平衡,这就是为什么它们被广泛用于轻质结构和耐冲击的部分。即使是木材等天然材料也会显示出强烈的方向差异:在整个谷物上,其剪切模量也远低于其沿谷物,并且建筑商需要考虑到这一点,以免在剪切力下裂开。 剪切模量计算 可以使用不同的测试方法来确定剪切模量G,并且选择取决于材料以及您是否需要静态还是动态值。对于金属和其他各向同性固体,一种常见的方法是在杆上或薄壁管上进行静态扭转测试。扭转角与施加扭矩的斜率给出了G。ASTME143指定了结构材料的室温程序。 对于动态测量,可以使用扭转摆:测量样品 - 质量系统的振荡周期,并将其与(复杂的)剪切模量相关联。 ASTM D2236是描述这种塑料方法的旧标准。 对于纤维增强的复合材料,使用V-网状方法(例如ASTM D5379(iosipescu))和ASTM D7078(V-Notched Rail剪切)获得了平面内剪切模量。 ASTM D4255(轨道剪切)也广泛用于聚合物矩阵复合材料。 请注意,ASTM A938是用于评估扭转性能的金属线的扭转测试(例如延性);它不是确定G的标准方法。 有时G不会直接测量G,而是根据其他数据计算得出的。用于各向同性材料杨的模量e和泊松的比例ν, g = e 2 (( 1 + […]
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