在塑料制造,热塑料和热固性是两种主要类型的塑料材料,通常用于注射成型, cnc加工 3D打印和挤出。两者都是由聚合物制成的,这些聚合物由分子的长链组成。在显微镜下,热塑性塑料看起来像是纠结的自由流动绳索,而热固件类似于紧密编织的网络。聚合物的结构直接影响了性能和性能。热塑性塑料和热眠器之间的主要区别在于它们对热量的反应。除此之外,他们还有许多其他差异。阅读,您会在本文中找到有关它们的更多详细信息。
热塑性塑料是在室温下固体的树脂。加热时,由于晶体熔化或越过玻璃过渡温度,颗粒会变软并最终变为流体。冷却后,它们将其变硬成所需的形状,而无需进行化学键合。这使得热塑性塑料可以轻松地重新加热,重塑和回收多次,而无需进行任何永久性化学变化。
它们通常倾向于抵抗收缩并提供良好的强度和弹性。它们基于它们的分子结构将其分为两种类型:
热塑性塑料通常用于注射成型,挤出,热形式,吹塑,旋转成型以及许多其他制造技术。一些常用的热塑性塑料包括:
热固性(或热固性塑料)是一种聚合物,通常在室温下以液体树脂(或偶尔作为柔软的固体)存在。当加热或与催化剂混合时,它会经历形成不可逆,刚性,交联的结构的固化过程。这种永久性结构使热固性对热的耐热性,增强的耐腐蚀性以及对蠕变的耐药性的耐药性(在机械应力下永久变形的趋势)与热塑性塑料有关。这使得热固加工聚合物成为需要在高温下需要出色尺寸稳定性的零件,例如汽车中的进气歧管或重型机械中的制动卡钳。
但是,热固体有一些局限性。一旦治愈,它们就无法像热塑性塑料一样重新变形或重塑,并且它们往往耐火的影响较小,更容易粉碎。由于某些复合材料可以陷入填充物,但处理热固体的处理更具挑战性,因为它们不能轻易地重新处理和回收。
此外,它们的高硬度和蓬松度使表面饰面(例如抛光和磨削)和机械加工更加困难。在注射成型过程中,至关重要的是防止热固件达到其交联温度,直到完全填充模具为止,因为过早的固化会导致缺陷并阻碍适当的形状。
热固性塑料更经常出现在氨基甲酸酯铸造,压缩成型,树脂转移成型(RTM),反应注射成型(RIM)和细丝绕组中。一些常用的热眠器包括:
有数百种不同的热塑性和热固性。根据比较的特定材料,它们的性质几乎相同或大不相同。在下面的讨论中,我们将重点介绍两个类别的聚合物之间的典型差异,而不是普遍的差异。
热塑性塑料由长,线性或分支的聚合物链组成,这些链不会在化学上相互交联,形成可以是无定形或半晶的结构。这会导致相对松散的纠缠布置,从而具有灵活性和恢复。相比之下,热固体具有密集的交联网络,其中聚合物链被永久粘合。这个刚性,互锁的框架增强了热固体的耐热性和结构稳定性。
热偏转温度(HDT)测量塑料在升高温度下在负载下保持其形状的能力。该参数与材料的分子结构密切相关,将热塑性塑料与热塑性区分开。热塑性塑料(由线性或弱分支链组成)通常表现出较低的HDT值,远低于其熔点。例如,即使其熔点约为260°C,PA66尼龙在70°C和90°C之间的负载下开始变形。这种渐进的软化是由于其聚合物链的迁移率会导致,在加热时可能会彼此滑动。相反,由于它们的永久交联结构,诸如环氧树脂等热固体(例如环氧树脂)的尺寸稳定性高达200-300°C或更高。
热固性通常对化学物质,酸和碱具有卓越的抗性。他们高度交联的三维网络可最大程度地减少化学物质的渗透,从而增强了恶劣环境中的材料稳定性。尽管许多热塑性塑料(例如PVDF和PTFE)也具有良好的化学耐药性,但它们相对松散的分子结构使它们在暴露于高度腐蚀性培养基或延长的化学接触时更容易肿胀或降解。
热固性塑料具有高度稳定的结构,即使在长期暴露于高温和腐蚀性环境下,也可以提供出色的耐用性。但是,它们具有较低的韧性,并且可能在低温或高影响力负载下破裂或断裂。此外,一旦治愈,它们就无法通过加热重新处理。如果损坏,通常必须更换它们而不是修复或回收,这可以看作是某些长期应用中的限制。
相比之下,热塑料由于物理纠缠的聚合物链提供了出色的韧性和抗冲击力。这种结构允许明显的变形能力,并可以重复进行熔化和重塑以进行修复或回收。但是,它们的性能可能在持续的高温或反复的机械应力下逐渐降解。
热塑性塑料通常在颜色,透明度和细节方面具有更大的灵活性和多功能性。传统上,它们在消费产品中很受欢迎,可以实现高质量的饰面。相反,热固性塑料的重点是结构强度和耐用性。尽管它们的外观通常更固定,但轮辋和RTM流程提供了一个独特的机会来确保优越的美学。在注入热固性树脂之前,许多RIM/RTM技术允许在涂层和塑料表面之间产生强烈的粘附,从而可以在涂料和绘画之前进行内涂层和涂漆。这种牢固的纽带有助于防止诸如碎屑,剥落,破裂和其他注入成型缺陷等问题。
此外,某些热固性材料(例如环氧树脂)的粘度较低,使它们甚至可以捕获最小的美学细节,例如复杂的图案或添加徽标。这通常会产生细节详细的纹理,高光泽度和出色的视觉吸引力。
热塑性和热塑性材料均可在各种应用中有效使用。对于某些用途,一种类型的唯一属性使其成为最佳选择,而对于其他类型,两者都可以发挥相似的功能。
热塑性排放应用:
对于需要可回收性,高质量饰面和光学清晰度的应用,这些产品通常是由热塑性制造的。以下是常见用途:
热固性专用应用:
某些应用需要特殊的耐热性,尺寸稳定性以及主要由热固性提供的耐药性。其中包括:
两者都使用的应用:
热塑性塑料通常在原材料和加工方面更具成本效益。它们的配方相对简单,通常需要更少的交联剂,固化剂或其他填充剂。它们可以重新启动和重新处理,这使得生产周期较短,并支持具有相对较低工具和能量费用的大量生产。此外,任何废料材料都可以回收利用,从而进一步降低生产成本。
相比之下,热固性塑料通常具有较高的材料成本,尤其是对于环氧树脂等特种树脂。他们的处理涉及化学交联的固化步骤,化学交联需要专门的设备和模具以及更严格的过程控制。此外,一旦治愈,就无法重新加工或回收热固性,从而导致更高的物质废物和处置成本。
到目前为止,我们认为您对热塑性塑料和热固性塑料之间的差异有整体理解。这是一个简明的细分,可帮助您确定哪种材料可能是满足您需求的最佳选择:
如果:,请选择热塑性塑料
如果:
热塑性塑料与热固性塑料可快速概述聚合物基材料之间的差异。但是,有数百种单独的热塑性和热固性,每种材料具有特定的特性。因为有很多选择,因此在选择塑料之前有帮助。
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聚酯是热塑性或热固件?
聚酯包括不同类型的聚合物。例如,聚对苯二甲酸酯(PET)是一种在饮料瓶和纺织品中广泛用于的热塑性,而不饱和聚酯树脂(UPR)或乙烯基酯树脂经常用于纤维纤维增强的塑料。答案取决于相关聚酯的特定类型。
如果热塑料重新加热会发生什么?
热固性塑料由于在固化过程中形成的永久性交联结构而重新加热后无法融化或软化。取而代之的是,即使在升高的温度下,它们也保持着坚固的结构,如果暴露于过多的热量,它们将分解或char。
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。
什么是管道线? 管螺纹是螺丝线程专为连接管道和配件而设计。它们允许将管道拧紧在一起,形成一个紧密的压力密封,用于流体或气体。管道线程有两种基本类型: 锥形线直径逐渐减小,形成锥状形状。 平行(直)线沿其长度保持恒定直径。 锥形管螺纹对于实现泄漏密接头尤为重要。当雄性和雌性锥形线被拧紧时,它们会互相楔入并形成压缩拟合度。这种锥形楔子会产生密封和强大的机械固定。但是,即使是经济良好的金属线的间隙也很小,因此通常将密封剂(例如水管工的PTFE胶带或管道涂料)应用于螺纹上,以填充任何空隙并确保完全无泄漏的连接。 另一方面,平行(直(直)管道线不提供密封;他们拧在一起而无需楔入。直线螺纹通常用扁平的洗衣机,O形环或垫圈密封,以防止泄漏。两种类型的线程都是常见的,但是选择取决于应用程序的密封需求。例如,花园软管使用带有橡胶洗衣机的直线来密封,而钢制管道则使用带胶带的锥形线。 什么是Tap Drill图表? Tap Drill图表是一张表格,可以告诉您在敲击线程之前要使用哪个钻头。钻得太大的孔,螺纹将很浅,容易泄漏。钻得太小,在切割过深的螺纹时,水龙头可能会结合甚至破裂。遵循图表可为您提供最佳的线程参与度,通常约为75%,这可以使强度与轻松敲击。换句话说,大约四分之三的全螺纹高度形成,在敲击过程中产生强烈的固定,没有过多的扭矩。在下一部分中,我们将重点介绍北美最常见的管道螺纹标准:NPT:NPT,并为NPT管道TAPS提供全面的Tap Drill图表。 了解NPT(国家管道锥度)线程 NPT代表国家管道锥线。它是美国和加拿大用于管道,空气软管,燃油管线和许多其他应用的标准锥形管线。如果您曾经将PTFE(Teflon)胶带包裹在管道或安装中,那么您很可能已经使用了NPT线。这些线的比例为1:16,这意味着每16英寸长的直径增加1英寸(每英尺约0.75英寸)。相对于管道的中心线,这对应于1.79°半角度。这似乎似乎很小,但是足以确保雄性NPT拟合被拧入女性端口,它们越远,螺纹楔子更紧密,从而产生了自封的干扰。 NPT使用与标准的美国螺纹相同的60°螺纹轮廓,但具有扁平的波峰和根源,以增加强度。在ANSI/ASME B1.20.1中定义了所有临界维度和公差,包括每英寸线(TPI),音高直径限制和线程接合长度。管道尺寸由名义内径(例如½“或¾”)命名,但该数字不能反映实际的外径。例如,¾“ NPT管道的测量约为1.050”。此外,由于诸如BSPT和NP之类的标准共享标称大小,但使用不同的音高或线程表单,因此您必须指定名义大小(以匹配OD)和TPI(以匹配线程螺距)以选择正确的点击或拟合。 为了给出正式的NPT几何感,以½英寸的NPT线程为例:它具有14个TPI和16个锥度的1个。螺纹形式是扁平的60°“ V”,其半角度的圆锥形为1°47'24''(1.7899°),与中心线同样应用于男性和女性线。当您手动安装配件时,大约3-4个线(“ L1尺度长度”)的尺寸很小;然后,使用扳手添加另外1.5-3个“扳手化妆”线以完成密封。 您经常会看到商店的速记,例如“ MIP/FIP”或“ MNPT/FNPT”(雄性/雌性铁管或NPT),以区分外部线和内部线,而ANSI则将其称为外部或内部NPT,但昵称使其很快识别出哪个在商店地面上。 NPT线程如何工作 因为雄性和女性线都是锥形的,因此拧紧它们会产生楔子效果。螺纹侧面互相挤压,形成一个机械强度且非常紧密的关节。您会注意到,只需几回合后,正确收紧的NPT关节就会感到贴合 - 这是锥度完成工作的锥度。不过,NPT线程并不是完全防漏的。螺纹之间存在很小的螺旋间隙,如果您不使用密封剂,则可能会泄漏。这就是为什么安装程序在组装前将雄性螺纹包裹在液体/粘贴密封剂上的雄性线:它可以润滑螺纹并填充微间隙,从而确保气体或水密密封。在燃油气或液压系统中,切碎的胶带可以堵塞阀,技术人员通常更喜欢糊密封剂。 NPT线程的应用 NPT线程在日常和工业环境中无处不在。住宅水和天然气管道依赖于NPT配件来可靠泄漏。气动工具和空气压缩机在软管,阀门和快速连接耦合器上使用NPT连接器。在汽车和重型机械中,NPT配件可为传感器(例如油压发件人)和流体线(制动或冷却液系统)提供,并为其简单起见以及广泛的现成零件而珍贵。由于符合ANSI的水龙头,死亡和配件都遵循相同的规格,因此您可以不用担心混合品牌。这种通用的兼容性使NPT成为北美的首选管道。 NPT Tap Drill图表 当在孔中创建内部NPT螺纹(例如,敲击管道装件或储罐中的一个孔中的孔)时,您必须首先钻一个适当的尺寸孔。由于NPT螺纹是锥形的,因此钻孔通常比水龙头的最大直径小一点,以使水龙头随着锥度的前进而切割锥度。下面是通用管道尺寸的全面NPT Tap钻图: 名义管尺寸(英寸)每英寸线(TPI)点击钻(英寸)抽气钻(mm)线程参与(%)1/16270.2426.15〜75%1/8270.3328.43〜75%1/4180.4375(7/16英寸)11.11〜75%3/8180.5625(9/16英寸)14.29〜75%1/2140.7031(45/64英寸)17.86〜75%3/4140.9063(29/32“)23.02〜75%111½1.1406(1-9/64英寸)28.97〜75%1¼11½1.4844(1-31/64英寸)37.70〜75%1½11½1.7188(1-23/32英寸)43.66〜75%211½2.2188(2-7/32英寸)56.36〜75%2½82.6250(2-5/8“)66.67〜75%383.2500(3-1/4英寸)82.55〜75%3½83.7500(3-3/4英寸)95.25〜75%484.2500(4-1/4英寸)107.95〜75% 笔记: 上面列出的Tap Drill尺寸假定直接敲击而无需转换。线程参与度(%)表示已达到的全线深度的百分比 - 典型的管道螺纹典型,平衡关节强度和敲击扭矩。括号中的钻头大小是标准字母或折射尺寸的标准尺寸(例如1/8-27 NPT使用字母Q钻,0.332“)。 管道水龙头是锥形的,因此您必须深入到足够深的深处以形成正确的螺纹锥度。制造商通常会指定所需的卷入线数,也可以使用NPT插头量表进行验证。定期退缩以清除芯片并在挖掘金属时使用切割液 - 水管水龙头由于直径较大和锥度而去除大量材料。 如果有锥形介孔器,您可以先用1:16锥形铰刀在攻击之前将钻孔钻孔。这会减少敲击扭矩,并可以在孔的末端稍微增加螺纹互动。但是,大多数字段和DIY应用都使用上面显示的直钻和tap方法,该方法提供了足够紧密的接头。 将NPT与其他线程类型进行比较 NPTF(国家管道锥度燃料) 这是一个干密封的锥形管螺纹,通常称为dryseal NPT或管道螺纹燃料。它具有与标准NPT相同的锥度(1:16)和线螺距,也具有60°螺纹角度。关键区别在于螺纹的顶峰和根设计:NPTF线在波峰和根上的间隙为零,从而形成了一种干扰拟合,可将金属对金属固定而无需任何密封剂。这使得NPTF非常适合对超透露率敏感的应用,即使是微小的泄漏或密封剂污染也是不可接受的。尽管NPTF和NPT具有尺寸并将其物理贴合,但仅交配NPTF雄性和女性会产生干密封。 NPTF由ANSI/ASME B1.20.3定义,而标准NPT则使用B1.20.1。 典型用途:高压液压系统;燃料系统;和其他流体功率应用(例如,制动系统组件或燃油轨配件)。 NPS(国家管道直线) 该螺纹标准具有与相应的NPT大小相同的螺纹角,形状和音高,但它是直(平行)而不是锥形的。虽然NPS线将拧到相同尺寸和TPI的NPT拟合上,但其缺乏锥度会阻止楔形密封件,并且可能会泄漏。 NPS线用于机械连接或由O形圈或垫圈等单独元素提供密封的地方。 典型用途:电导管螺纹(通常称为NPSM),消防软管耦合或大型直径水管工会以及燃气灯笼或老式的管道工会,密封垫圈或垫圈会产生密封。 […]
塑料原型制作是使用塑料材料创建早期,物理模型或产品样品的过程。这些原型可帮助制造商在全面生产之前测试和完善产品的形式,拟合度,功能和美学。
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