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《塑料材料科普指南:类型、特性、回收代码、应用和材料选择》

作者:杰克

塑料并非其中之一 材料它是一类广泛的聚合物基材料,用于包装、管道、电子产品、医疗设备、汽车零部件、精密齿轮、化学加工系统和高温工业零件。

快速解答:塑料有哪7种类型?

树脂鉴定的七个类别是:

PET 或 PETE

HDPE

PVC

LDPE

PP

PS

其他塑料

这些数字标识了制品中使用的主要树脂系列。它们并非质量等级、安全评级,也不保证产品会被当地的回收计划接受。ASTM D7611 标准规定,树脂识别码用于识别制品中的塑料树脂。

这七个代码也并未涵盖所有类型的塑料材料。工程应用中还会用到许多其他材料,包括 ABS, 丙烯酸树脂, 聚碳酸酯, 尼龙, POM, 超高分子量聚乙烯, 聚四氟乙烯, PEEKPPS、PEI 和增强型聚合物等级。

塑料还可以分为:

热塑性塑料或热固性塑料

非晶态或半晶态塑料

普通塑料、工程塑料或高性能塑料

未填充、玻璃填充、碳填充或其他改性材料

本指南介绍了不同类型的塑料、它们的回收代码、主要特性、常见应用、制造工艺和材料选择要求。此外,它还为数控加工工程塑料提供了实用指导。

什么是塑料?它是如何分类的?

塑料是一种聚合物基材料,可通过模塑、挤出、成型、机械加工、铸造或增材制造等方式转化为成品。

大多数商用塑料除了基础聚合物外,还包含其他成分。成品材料可能还包含:

填充剂

增塑剂

颜料

紫外线稳定剂

阻燃剂

润滑剂

抗冲改性剂

玻璃纤维

碳纤维

抗静电添加剂

这些成分可以改变刚度、强度、抗冲击性、颜色、耐磨性、电性能、热性能和加工性能。

因此,两种都标有“尼龙”、“聚碳酸酯”或“PEEK”的产品,其性能可能截然不同。

聚合物、树脂和塑料

A 聚合物 是由重复分子单元构成的大分子。

A 树脂 通常指用于生产塑料制品的基础聚合物材料。

A 塑料 是最终的聚合物基材料,通常含有添加剂、填料、增强材料或颜料。

这两个术语密切相关,但并非总是可以互换使用。

热塑性塑料与热固性塑料

最重要的基本分类是将热塑性塑料与热固性塑料区分开来。

特性热塑性塑料热固性塑料对热的反应加热后变软或融化固化成永久交联结构再加工通常可以重新加热和重新塑形通常无法重新熔化常见流程注塑成型、挤出成型、热成型、数控加工压缩成型、浇铸、层压例子PE、PP、PVC、ABS、PA、POM、PEEK环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、热固性聚酯树脂典型用途包装、管道、外壳、齿轮、机械加工零件粘合剂、电绝缘材料、复合结构

热塑性塑料广泛用于包装、模塑产品和精密加工零件。

热固性塑料常用于永久交联、耐热、电绝缘、粘合剂和复合结构等领域。

非晶态塑料与半晶态塑料

热塑性塑料还可以根据分子结构进行分类。

非晶态塑料 它们的分子排列大多无序。通常,在玻璃化转变温度以上,它们会逐渐软化。

半结晶塑料 它们既包含有序的结晶区,也包含无序的非晶区。它们通常既具有玻璃化转变温度,又具有可测量的熔化范围。

特性非晶态塑料半结晶塑料分子排列大多混乱部分订购热行为玻璃化转变温度以上逐渐软化Tg 加上熔化范围透明度通常透明通常不透明或半透明成型收缩率一般较低一般较高耐化学性通常适中通常更好例子ABS、PC、PMMA、PS、PEIPE、PP、PA、POM、PET、PEEK

这种结构差异会影响透明度、耐化学性、收缩率、热性能和尺寸控制。

商品塑料、工程塑料和高性能塑料

商品塑料 是经济实惠、大批量生产的材料:

PE

PP

PVC

PS

PET

工程塑料 提供更优异的机械性能、热性能、耐磨性能或尺寸性能:

ABS

PC

PA

POM

PMMA

工程PET

高性能塑料 广泛应用于要求严苛的热能、化学、航空航天、医疗、半导体和电气等领域:

PEEK

聚苯硫醚

PEI

PTFE

PAI

丙烯酸树脂、尼龙、硅胶、橡胶和泡沫塑料是塑料吗?

材料它是塑料的吗?说明Acrylic(亚克力)是丙烯酸树脂通常指的是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),一种非晶态热塑性塑料。尼龙是尼龙是一类聚酰胺工程热塑性塑料。硅胶通常单独分类硅橡胶具有硅氧主链天然橡胶没有天然橡胶是一种源自乳胶的弹性体。合成橡胶一种聚合物,但通常被归类为弹性体。它的性能与传统硬质塑料不同。保丽龙是的,但这个名称经常被误用。Styrofoam是挤塑聚苯乙烯保温材料的商标;该术语也常非正式地用于指发泡聚苯乙烯包装。PLA是PLA是一种热塑性聚酯。聚乙烯是PE是应用最广泛的塑料之一。

硬塑料、软塑料、柔性塑料、刚性塑料和透明塑料等术语描述的是物理性能或外观,而不是某一特定的聚合物系列。

按数字排列的7种塑料

许多塑料制品上的数字是树脂识别码。

它们标明了主要的树脂类别。ASTM 还摒弃了传统的循环箭头回收标志,以减少人们对该数字能保证可回收性的误解。

七种塑料图表

代码缩写塑料名称常用产品一般回收利用情况1PET 或 PETE聚对苯二甲酸水瓶、餐盘、纤维通常以瓶装形式接受2HDPE高密度聚乙烯瓶子、桶、管道、容器普遍接受3PVC聚氯乙烯管道、地板、电缆护套经常受到限制4LDPE低密度聚乙烯袋子、薄膜、衬垫、包装材料因地区和产品形式而异5PPPolypropylene

瓶盖、容器、铰链、汽车零部件增加但波动较大6PS聚苯乙烯杯子、托盘、实验室用品、泡沫包装经常受到限制7其他PC、ABS、PA、PLA 和其他树脂产品多样化聚合物依赖性

塑料#1:PET

PET是一种常用聚酯材料,用途广泛:

水和饮料瓶

食品容器

包装托盘

聚酯纤维

电影

工程库存形状

PET具有强度高、重量轻、透明度好(部分等级)以及良好的气体阻隔性能等优点。

许多一次性水瓶由PET制成。而可重复使用的水瓶则可能使用共聚酯、聚碳酸酯、HDPE、PP、不锈钢或其他材料。

PET不应与PETG混淆。PETG是乙二醇改性材料,具有不同的成型性、冲击性和加工特性。

高温加工过程中控制水分非常重要,因为吸收的水分会降解聚合物。

塑料#2:高密度聚乙烯

一系列不同厚度的高密度聚乙烯(HDPE)板材。

高密度聚乙烯(HDPE)是一种相对较硬、耐化学腐蚀的聚乙烯,用于:

牛奶瓶和洗涤剂瓶

化学品容器

水桶

水管和煤气管

砧板

储物箱

工业罐

很多五加仑水桶是用高密度聚乙烯 (HDPE) 制成的,不过也有用聚丙烯 (PP) 制成的。

高密度聚乙烯(HDPE)吸湿性极低,且耐多种化学品腐蚀。其缺点包括刚度低于许多工程塑料,以及热膨胀系数相对较高。

HDPE、LDPE 和 UHMW-PE 都属于聚乙烯家族,但它们的分子量、结构和性能却大相径庭。

塑料#3:聚氯乙烯(PVC)

PVC可以制成刚性材料或柔性材料。

齿轮系统中PVC齿轮和金属齿轮的精度

硬性 PVC 通常用于:

水管和排水管

化学管道

窗户型材

储罐

柔性PVC的用途包括:

电缆绝缘

挠性管

地板

医疗产品

人造皮革

柔性薄膜

增塑剂用于生产柔性聚氯乙烯(PVC)。增塑剂体系会影响PVC的柔韧性、迁移性、耐温性和法规适用性。

PVC回收通常比较困难,因为其配方可能含有不同的添加剂、增塑剂、稳定剂和填料。

4号塑料:低密度聚乙烯

低密度聚乙烯(LDPE)是一种柔软、柔韧的聚乙烯,用途包括:

塑料袋

垃圾袋

挤瓶

内衬

电影

保鲜膜

软包装

垃圾袋可由低密度聚乙烯 (LDPE)、线性低密度聚乙烯 (LLDPE)、高密度聚乙烯 (HDPE)、再生聚乙烯或混合物制成。

LDPE 具有良好的柔韧性和防潮性,但与大多数工程塑料相比,其刚度和耐温性较低。

薄膜通常需要单独的收集途径,因为它会缠绕在分拣设备上,而且比硬质容器更难处理。

5号塑料:PP

Polypropylene

是一种轻质半结晶塑料,具有良好的耐化学腐蚀性。

用于工业和消费领域的高品质聚丙烯板材

常见用途包括:

瓶盖

食品容器

活动铰链

汽车零件

实验室容器

医疗产品

水桶

电器组件

PP 特别适用于活动铰链,因为设计合理的薄截面可以承受反复弯曲。

瓶盖通常由PP或HDPE制成。

实验室 96 孔板可由 PP 或 PS 制成,具体取决于其用途是用于样品储存、PCR、检测还是细胞培养。

塑料#6:PS

聚苯乙烯有多种形式:

通用聚苯乙烯

高冲击聚苯乙烯

发泡聚苯乙烯

挤塑聚苯乙烯

它用于:

一次性杯子

食品托盘

实验室产品

家电外壳

防护包装

保温

未改性的聚苯乙烯相对较脆。

由于泡沫PS产品含有大量空气,除非将材料压缩,否则收集和运输效率低下,因此经济上难以回收利用。

塑料#7:其他

代码 7 并不指代某种特定的塑料。

它可能包括:

Polycarbonate(聚碳酸酯)

ABS

尼龙

Acrylic(亚克力)

PLA

生物塑料

多层包装

特种工程聚合物

混合树脂产品

因此,不能给代码 7 分配一个通用的可回收性、安全性、强度或耐温性等级。

首先必须确定具体材料。

常用工程塑料和高性能塑料

树脂识别代码系统对消费品很有用,但不足以用于工程材料的选择。

ABS

ABS 兼具抗冲击性、刚性和相对较低的成本。

采用ABS塑料制成的优雅耐用的化妆品包装解决方案。

典型应用包括:

设备外壳

汽车内饰件

电子外壳

玩具

原型

CNC加工部件

注塑件

大多数标准乐高积木主体通常由ABS材料制成,但特殊部件可能使用其他聚合物。

ABS 具有良好的加工性能,通常比 PE、PP、POM 或 PTFE 更容易喷漆或粘合。其耐热性和耐化学性中等。

丙烯酸树脂、PMMA

Acrylic(亚克力) 是PMMA的通用名称。

PMMA亚克力零件展现了精密加工工艺。

它广泛用于:

透明封面

显示

迹象

Windows

照明组件

光学和装饰部件

PMMA 通常比 PC 具有更高的可见光透过率、良好的耐候性和更好的固有表面硬度。

它的主要缺点是抗冲击性较低。

对于透明元件,如果光学外观和耐候性比抗冲击性更重要,则应选择 PMMA。

聚碳酸酯,PC

Polycarbonate(聚碳酸酯) 是一种透明工程塑料,以其高抗冲击性而闻名。

用于屋顶解决方案的耐用聚碳酸酯板材。

它用于:

机器防护罩

防护罩

镜头

照明部件

电器外壳

医疗组件

PC 比 PMMA 坚韧得多,但它更容易被刮伤,并且在接触不相容的溶剂、清洁剂、粘合剂或加工液时可能会产生应力裂纹。

当抗冲击性比最大表面硬度或外观更重要时,请选择PC材料。

PMMA 与 PC 在透明部件方面的比较

需求PMMAPC光学清晰度(卓越)等级非常好耐冲击性中度至低度(卓越)等级表面硬度更好降低耐候性(卓越)等级与年级相关的加工风险剥落和应力裂纹热量积聚和应力开裂典型用途展示架、标牌、光学盖机器防护罩,抗冲击罩

尼龙,PA

各种尼龙组件,可直接组装使用。

尼龙 是一类聚酰胺塑料,其中包括:

PA6

PA66

PA12

铸造尼龙

玻璃填充尼龙

典型用途包括:

变速箱

衬套

轴承

压路机

磨损部件

电缆扎带

紧固件

机器部件

大多数标准扎带由尼龙 6/6 制成。

尼龙具有良好的韧性、抗疲劳性和耐磨性。其主要缺点是吸湿性,吸湿会改变材料的尺寸、刚度和强度。

当韧性和抗疲劳性比最大尺寸稳定性更重要时,请选择尼龙。

缩醛,POM

适用于高要求应用的精密工程POM零件。

POM,也被称为 缩醛其价值体现在:

低摩擦

耐磨性好

高刚度

低吸湿性

良好的尺寸稳定性

可预测的加工行为

它用于:

精密齿轮

阀门组件

衬套

压路机

剪辑

机械外壳

电绝缘体

POM有均聚物和共聚物两种等级。

均聚POM通常具有略高的刚度和强度。共聚物POM通常具有良好的化学和热稳定性,并且可以降低厚板材的中心孔隙率问题。

具有代表性的未填充 POM-C 坯料形状的抗拉强度约为 67 MPa,弯曲模量约为 2.6 GPa,但具体数值取决于供应商、等级和测试标准。

POM与尼龙在精密零件领域的应用比较

需求POM尼龙吸湿性非常低中到高尺寸稳定性(卓越)等级湿度相关韧性良好通常会更好抗疲劳良好非常好可加工性(卓越)等级良好典型用途精密齿轮、阀门、卡扣齿轮、滚子、轴承、易损件

当尺寸稳定性和低吸湿性是优先考虑因素时,请选择POM材料。

当韧性、抗疲劳性和抗冲击载荷能力更为重要时,请选择尼龙材料。

超高分子量聚乙烯

超高分子量聚乙烯塑料扣的多功能性

超高分子量聚乙烯 以着称:

优异的耐磨性

高冲击强度

低摩擦

低吸湿性

耐化学性好

它用于:

输送机指南

耐磨条

溜槽衬垫

链条导轨

船用零件

食品加工设备

其局限性包括刚度低、热膨胀系数高,以及难以在薄型或柔性部件中保持严格的公差。

对于冲击、磨损和滑动应用,应选择 UHMW-PE,而不是高刚度精密结构。

PTFE

聚四氟乙烯 (PTFE) 具有以下特性:

非常低的摩擦力

广泛的化学耐受性

电气绝缘

高温能力

不粘行为

典型用途包括:

密封件

垫片

绝缘器

阀座

化学加工部件

滑动组件

聚四氟乙烯刚度低,在持续载荷下会因蠕变而变形。

选择聚四氟乙烯 (PTFE) 可获得低摩擦系数和耐化学腐蚀性,但需仔细核实轴承压力、蠕变和尺寸要求。

PEEK

高性能PEEK聚合物零件,展现了先进的CNC加工能力。

PEEK 是一种高性能半结晶热塑性材料:

机械强度高

优异的耐热性

耐化学性好

良好的耐磨性能

低吸湿性

灭菌耐受性

PEEK 用于:

航空航天部件

半导体设备

医疗器械

油气设备

高温电气部件

精密机械零部件

威格斯将未填充的 PEEK 描述为一种半结晶的高性能热塑性塑料,适用于需要高强度、高刚度、耐化学性和苛刻操作条件的场合。

主要缺点是材料成本。

当温度、化学品、磨损、机械载荷和尺寸要求能够承受高昂的费用时,请选择 PEEK。

PPS 和 PEI

PPS具有很强的耐化学性、耐高温性和良好的尺寸稳定性。

PEI 是一种非晶态高性能塑料,具有高刚度、良好的电性能和优异的高温性能。

例如,SABIC 指出,未增强的 ULTEM 1000 PEI 的玻璃化转变温度约为 217°C,而其公布的拉伸屈服强度在规定的测试条件下约为 115 MPa。

PPS 和 PEI 都应用于电气、航空航天、医疗和工业领域。

塑料性能对比表

塑料性能值受以下因素影响:

精确的商业级

填充物或纤维含量

湿度状况

试样厚度

试验温度

处理历史记录

ASTM 或 ISO 测试方法

以下数值为常用未填充或标准工程级材料的代表性筛选范围,并非保证的设计值。

机械性能比较

塑料密度,克/立方厘米代表性抗拉强度,MPa代表性弯曲模量,GPa通用耐热等级LDPE0.91-0.948-200.2-0.4低HDPE0.94-0.9720-350.7-1.5低到中等PP0.90-0.9125-401.0-1.8中硬质PVC1.35-1.4540-602.4-4.0中工程PET1.30-1.4050-802.0-3.0中ABS1.03-1.0835-501.8-2.5中PMMA1.17-1.2055-752.4-3.3中PC1.19-1.2255-752.0-2.6中等偏上未填充尼龙1.12-1.1555-901.5-3.0中等偏上POM1.39-1.4360-752.5-3.2中等偏上超高分子量聚乙烯0.93-0.9418-250.5-0.9中PTFE2.13-2.2020-350.4-0.8高未填充的PPS1.34-1.3765-903.5-4.5很高PEI1.27-1.30100-1153.0-3.5很高未填充的PEEK1.30-1.3290-1053.5-4.2很高

耐热等级是一种简化的筛选描述,不能替代 Tg、熔点、HDT、RTI 或特定等级的连续使用等级。

实用选择特征

塑料吸湿耐冲击性化学耐受性尺寸稳定性可加工性相对成本LDPE非常低良好良好低难以进行精密作业低HDPE非常低良好良好低到中等中低PP非常低中良好中中低硬质PVC低与年级相关的良好良好良好低到中等PET低中良好良好良好中ABS低良好中中良好低到中等PMMA低低到中等中良好良好中PC低(卓越)等级中良好温度控制良好中尼龙中到高良好良好湿度依赖性良好中POM非常低良好良好(卓越)等级(卓越)等级中超高分子量聚乙烯非常低(卓越)等级(卓越)等级低对严格公差的要求很高中PTFE非常低良好(卓越)等级持续负荷下的低可加工但尺寸偏软高聚苯硫醚非常低中(卓越)等级(卓越)等级良好高PEI低良好良好(卓越)等级良好高PEEK非常低良好(卓越)等级(卓越)等级(卓越)等级很高

了解塑料温度数据

材料数据表中可能会出现几个不同的温度值。

玻璃化转变温度,Tg: 非晶态分子片段获得流动性的温度范围。

熔点,Tm: 晶体区域熔化的温度。

热变形温度,HDT: 试样在特定试验载荷下发生变形时的温度。

维卡软化温度: 在规定的贯入试验条件下,软化的标准化指标。

连续使用温度或RTI: 在特定条件下进行的长期绩效评级。

这些数值不能互换。

塑料的熔点可能相对较高,但在受力作用下,即使温度很低也会发生形变。

哪种塑料最坚固?

没有一种塑料能够适用于所有用途,而且强度没有单一的。

PEEK在高温和机械载荷的共同作用下性能良好。

PC材质具有优异的抗冲击性。

POM具有良好的刚度和尺寸稳定性。

超高分子量聚乙烯在耐磨性和抗冲击性方面表现良好。

玻璃纤维增​​强塑料或碳纤维增强塑料比未增强塑料具有更高的刚度。

答案取决于“强度”是指抗拉强度、刚度、抗冲击性、抗疲劳性、耐磨性还是高温性能。

如何选择合适的塑料材料

材料选择应首先考虑使用条件,而不是材料名称。

步骤 1:定义温度

考虑:

正常工作温度

短期峰值温度

热循环

附近热源

清洁或消毒温度

高温下的机械载荷

不要仅凭熔点选择塑料。

Tg、HDT、蠕变和长期耐温性能可能更具相关性。

步骤 2:定义机械载荷

识别:

张力

压缩

打弯

冲击

疲劳

振动

轴承压力

长期静载荷

塑料即使能通过短期拉伸试验,在长期使用过程中仍可能因蠕变而变形。

步骤三:检查化学品暴露情况

回顾接触过的内容:

燃料

清洁剂

冷却液

灭菌化学品

化学相容性取决于浓度、温度、暴露时间、施加的应力以及材料的具体等级。

步骤 4:评估尺寸稳定性

尺寸稳定性受以下因素影响:

吸湿性

热膨胀

残余应力

潜变

纤维取向

零件厚度

加工热

POM 的吸湿性通常比尼龙低得多,因此常用于精密齿轮、阀门零件和尺寸敏感部件。

超高分子量聚乙烯和聚四氟乙烯具有优异的滑动性能,但难以保持严格的公差。

第五步:评估磨损和摩擦

对于齿轮、滚子、衬套、导轨和轴承,请考虑以下因素:

摩擦系数

抗磨性

压力-速度极限

润滑

轴材料

表面光洁度

温度

污染检测

尼龙、POM、UHMW-PE、PTFE基轴承等级和PEEK轴承等级都是常见的起始选择。

步骤 6:确定光学要求

对于透明部件:

PMMA具有极佳的透明度和耐候性。

PC材质具有更高的抗冲击性。

PETG具有良好的热成型性能。

透明PVC可用于特定应用。

PS材料虽然透明,但相对较脆。

步骤 7:匹配制造工艺和数量

数控加工适用于:

原型

小批量生产

紧公差零件

工程塑料库存

没有模具投资的项目

注塑成型适用于:

中高产量生产

复杂的模压几何形状

重复生产

挤压成型适用于连续型材的生产。

热成型技术适用于大尺寸薄壳的制造。

3D打印适用于快速迭代和复杂的小批量几何形状制造。

步骤 8:确认确切的商业等级

完整的材料规格可能包括:

聚合物家族

供应商确切等级

未填充或加固状态

纤维百分比

库存形式

颜色

食品接触合规性

医疗适用性

火焰等级

抗紫外线

抗静电性能

认证要求

单独使用“PEEK”、“尼龙”或“聚碳酸酯”可能不足以进行采购或制造。

基于应用的筛选矩阵

需求常用起始原料主要注意事项精密齿轮POM、PA、PEEK检查尼龙的湿度影响衬套和轴承PA、POM、PTFE等级、PEEK检查负载、转速、润滑情况和温度耐磨条超高分子量聚乙烯,聚甲醛检查热膨胀透明机器防护罩PC验证化学相容性光学显示器PMMA检查影响风险化学品储罐部件高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVDF)验证温度和流体兼容性高温部件PEEK、PPS、PEI确认具体等级和价格低摩擦密封件PTFE检查蠕变和变形结构性住房ABS、PC、PC/ABS核实热量和火焰要求

这些只是起点,而非普遍适用的选择标准。

按产品和行业划分的塑料材料

通用产品材料

产品常用塑料材料一次性水瓶PET牛奶瓶和洗涤剂瓶HDPE瓶盖PP 或 HDPE食品托盘PET、PP 或 PS垃圾袋低密度聚乙烯 (LDPE)、线性低密度聚乙烯 (LLDPE)、高密度聚乙烯 (HDPE) 或再生聚乙烯混合物软包装LDPE、LLDPE、PP 或多层结构透明胶片PMMA、PC、PETG 或透明 PVC精密齿轮POM、尼龙或PEEK耐磨条超高分子量聚乙烯或聚甲醛实验室培养皿根据用途,可选用PP或PS。电缆扎带常用尼龙 6/6标准硬质玩具积木常见ABS

塑料管道和管材

管道材质常见的应用PVC排水、灌溉、冷水系统CPVC冷热水系统PEX灵活的管道和供暖HDPE水、燃气和工业管道PP-R冷热水装置ABS排水、废物和通风系统PVDF化学品和高纯度管道

塑料管道的选择取决于压力、温度、流体化学性质、连接方式、安装环境和当地法规。

工业塑料

行业常见塑料包装PET、PE、PP、PS汽車PP、ABS、PC、PA、POM、PEEK医疗行业PC、PP、PE、PEEK、PTFE电子ABS、PC、PC/ABS、PA、PBT、PEI管道聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯(CPVC)、聚环氧乙烷(PEX)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP-R)、聚偏氟乙烯(PVDF)食品加工超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)、聚甲醛(POM)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)航空航天PEEK、PEI、PPS、PTFE建筑业聚氯乙烯(PVC)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)实验室PP、PS、PC、PTFE、PEEK消费品ABS、PP、PE、PET、PC

哪些类型的塑料可以回收?

PET 和 HDPE 是许多回收系统中回收最多的塑料之一。

然而,能否被接受取决于:

国家和市镇

产品形式

污染检测

颜色

本地分拣设备

本地处理能力

对回收材料的需求

一般回收趋势

宠物: 通常以瓶子和精选硬质包装的形式收集。

高密度聚乙烯: 常被当作瓶子和容器使用。

PP: 接受度越来越高,但各地供应情况不一。

低密度聚乙烯: 通常通过专门的胶片回收计划进行收集,而不是通过路边回收系统。

PVC: 从技术上讲,这些物品可以回收利用,但由于添加剂、分拣复杂性和市场有限等原因,它们通常不被纳入一般回收范围。

PS: 虽然可以回收利用,但除非压缩,否则泡沫产品很难经济地运输。

代码 7: 回收利用取决于具体的聚合物或材料组合。

哪些塑料不能回收?

极少数塑料是绝对无法回收利用的。

有些物质在实践中很少被回收利用,原因如下:

物料分离困难

混合层结构

重度污染

回收材料价值低

热固性交联

纤维增强

本地容量有限

缺乏合适的加工设备

难处理的产品通常包括:

多层薄膜

热固性塑料

纤维增强复合材料

混合树脂产品

被污染的包装

膨胀泡沫

一些PVC产品

如何识别塑料

实际的鉴别方法包括:

核对树脂识别编号。

寻找模塑材料的缩写,例如 ABS、PP、PA66、PC 或 POM。

请查阅制造商的技术数据表。

外观、硬度和密度仅作为初步线索。

使用实验室测试进行安全关键或工程关键的识别。

专业方法可能包括:

傅立叶变换红外光谱

DSC热分析

密度测量

化学分析

单凭外观无法可靠地鉴定聚合物。

塑料制造工艺的类型

塑料零件可以通过模塑、挤出、机械加工、成型、印刷、铸造或焊接等方式制造。

制造工艺比较

工艺应用最佳产量加工成本典型几何形状主要优势数控加工从原型到小批量生产低复杂固体部件无需模具投入即可实现精度注塑中等至非常高高复杂模制零件批量生产时单位成本低挤出加工连续生产中恒定横截面高效的型材、管材和薄膜吹塑高高空心产品瓶子和罐子热成型中到高中薄壳高效的大尺寸盖子和托盘滚塑低到中等中大型空心制品大型无缝部件压缩成型中到高中到高热固性材料和复合材料坚固的模制结构3D印刷从原型到小批量生产低非常复杂的几何形状快速设计迭代选角低到中等低到中等灵活的几何形状适用于树脂和弹性体

塑料注射成型的类型

常见的注塑成型方法包括:

传统注塑成型

嵌件成型

包覆注塑成型

双射成型

气体辅助成型

微注射成型

结构泡沫成型

常见的模具配置包括:

双板模具

三板模具

热流道模具

冷流道模具

多型腔模具

家庭模具

拧开模具

堆叠模具

当生产规模足以抵消模具投资时,注塑成型是一种经济的制造方式。

材料选择必须考虑熔体行为、收缩率、湿度敏感性、流动长度、壁厚、拔模斜度、模具温度和脱模要求。

热成型塑料

常用的热成型材料包括:

ABS

HIPS

PETG

PVC

PMMA

PC

HDPE

PP

热成型工艺用于制造托盘、包装、设备外壳、盖子和衬垫。

用于3D打印的塑料

常用的3D打印材料包括:

PLA

ABS

PETG

尼龙

TPU

PC

PEEK

基于聚乙烯亚胺的材料

PLA材料易于打印,适用于制作视觉模型和通用原型。

尼龙、PC、PEEK 和 PEI 基材料具有更强的工程性能,但需要更严格的打印条件。

塑料材料的数控加工

CNC加工广泛用于塑料原型制作、小批量生产、高精度零件加工以及用板材、片材、棒材或管材加工的零部件加工。

数控加工中常用的塑料

POM

ABS

PMMA

PC

尼龙

PET-P

超高分子量聚乙烯

PTFE

PEEK

聚苯硫醚

PEI

POM 通常是最容易加工的工程塑料之一,因为它能形成干净的切屑,具有良好的尺寸稳定性和表面质量。

PMMA 可以制成优良的透明或抛光表面,但需要仔细控制以避免碎裂、过热和应力开裂。

尼龙面料加工性能良好,但在最终检验前应考虑其湿度状况。

超高分子量聚乙烯和聚四氟乙烯可以进行机械加工,但由于其刚度低、热膨胀系数大,难以实现严格的公差。

杰克的工程笔记:材料状态很重要。

在精密塑料加工中,材料名称本身并不能决定加工结果。

重要变量包括:

浇铸型与挤压型PMMA

干式尼龙与湿润尼龙

均聚物与共聚物POM

未填充材料与增强材料

退火或应力消除处理后的坯料与未经处理的坯料

挤压成型、压缩成型或铸造坯料

两个标称聚合物名称相同的坯料,如果其水分含量、填料含量、制造历史或内部应力不同,则可能产生不同的尺寸结果。

POM与尼龙在精密加工中的比较

POM通常具有更可预测的尺寸稳定性,因为它吸湿性较差。

尼龙可能具有更好的韧性、抗疲劳性和抗冲击性能,但其尺寸会随着环境湿度的变化而变化。

对于精密齿轮、阀门零件、卡箍和壳体而言,POM 通常是更容易入手的材料。

对于韧性和抗疲劳性更为重要的部件,例如滚子、轴承、齿轮或耐磨部件,尼龙可能是更佳选择。

铸造丙烯酸与挤压丙烯酸

铸造PMMA通常是加工的首选材料,因为它通常能很好地承受切削热,并且与某些挤压型材料相比,应力相关的裂纹可能较少。

挤出亚克力板材在经济性和板材厚度一致性方面可能更胜一筹,但在切割过程中可能更容易软化,并且对某些机械加工或抛光操作可能更为敏感。

对于光学元件、外观元件或高精度元件,应指定材料形式。

热量积聚

塑料的导热性能通常不如金属。

切割时过热会导致:

熔化的边缘

涂抹

毛刺

表面增白

尺寸漂移

刀具加载

翘曲

锋利的刀具、合适的切屑装载量、有效的切屑排出、可控的切削速度和合适的冷却方法有助于限制热量积聚。

夹紧变形

软性或柔性塑料在夹紧压力下会发生变形。

组件在夹紧时可能测量值正确,但在释放后测量值会发生变化。

夹具应分散受力,避免局部受压。

吸湿

尼龙和其他一些聚合物会吸收环境中的水分。

水分会改变:

尺寸

强度

刚性

韧性

加工响应

对于公差要求严格的尼龙零件,应明确材料调节和检验环境。

残余应力和翘曲

塑料坯料可能含有铸造、模塑、挤出或冷却过程中产生的残余应力。

机械加工可能会释放这种应力,并使零件变形。

精密加工过程可能包括:

粗加工

受控稳定

半精加工

精加工

最终检验

这一点尤其重要,适用于:

薄壁

大型扁平零件

非对称分量

深口袋

对平面度或平行度的严格要求

增强塑料与工具磨损

玻璃纤维增​​强塑料和碳纤维增强塑料可以提高刚度、强度、抗蠕变性和尺寸稳定性。

它们还可以增加:

刀具磨损

边缘崩裂

表面粗糙度

纤维暴露

粉尘控制要求

工具材料、几何形状、工件夹持方式和检验策略都应考虑加固因素。

机械加工塑料零件设计指南

为了提高可制造性:

避免使用过薄的墙体。

添加合理的内角半径。

尽量避免挖很深很窄的洞。

留出合适的夹持区域。

不要将金属零件的公差直接应用于塑料。

考虑吸湿性和热膨胀。

对于经常装配的高负荷螺纹,可考虑使用金属嵌件。

清晰识别外观和光学表面。

对于应力较大或不对称的坯料,允许进行中间加工。

常见问题解答

塑料有多少种类型?

塑料材料的种类远不止七种。

这七大常见类别是树脂识别代码,主要用于识别消费品树脂。工程应用则使用数十种聚合物系列和数千种商业等级的树脂。

塑料有哪七种类型?

它们分别是PET、HDPE、PVC、LDPE、PP、PS和其他材料。

Code 7 是一种特定的塑料吗?

编号 7 可能包括 PC、ABS、尼龙、PMMA、PLA、多层材料和许多特种聚合物。

PET和PETG有什么区别?

PET广泛用于制造瓶子、纤维、薄膜和工程零件。

PETG 是经过乙二醇改性的,通常具有不同的热成型、冲击和 3D 打印性能。

POM比尼龙更好吗?

POM通常在尺寸稳定性和低吸湿性方面表现更佳。

尼龙在某些耐磨应用中通常具有更好的韧性、抗疲劳性和性能。

亚克力和聚碳酸酯哪个更好?

PMMA通常具有更好的可见光透过率、耐候性和固有的表面硬度。

PC材质具有更高的抗冲击性。

哪种塑料最适合高温应用?

PEEK、PPS、PEI、PAI 和一些含氟聚合物是常见的高温候选材料。

正确的选择取决于机械负荷、化学暴露、阻燃性能、尺寸要求、认证和成本。

哪种塑料最容易用数控机床加工?

POM通常是最容易进行精确加工的塑料之一。

PET-P、ABS、PMMA、PEEK 和其他几种工程塑料在合适的条件下也能很好地加工。

回收塑料可以用于制造精密零件吗?

是的,在某些应用中是这样。

然而,由于降解、污染、原料混合或添加剂不一致等原因,实际差异可能更大。应确认具体的回收等级、测试数据和认证信息。

所有热塑性塑料都可以回收利用吗?

热塑性塑料理论上可以重新熔化,但实际回收利用取决于收集、分离、污染、添加剂、产品设计和经济因素。

结语

按编号划分的七种塑料类型有助于识别常见的消费树脂,但它们并不能代表所有塑料材料。

塑料还可以分为:

热塑性或热固性

无定形或半结晶

商品、工程或高性能

未填充或加固

PET、HDPE、PVC、LDPE、PP 和 PS 在许多包装和消费品应用中占据主导地位。

ABS、PMMA、PC、尼龙、POM、UHMW-PE、PTFE、PEEK、PPS 和 PEI 在工程和制造中尤为重要。

选择合适的塑料需要评估以下方面:

工作温度

机械负载

冲击

穿

化学暴露

水分

尺寸稳定性

光学要求

法规要求

生产数量

制造工艺

对于数控加工的塑料零件,确切的材料等级、坯料形状、湿度条件、增强材料、残余应力和公差要求可能与聚合物系列一样重要。

申请制造审核时,请提供图纸、预期数量、使用温度、机械载荷、化学腐蚀要求、表面处理要求和公差。这些详细信息有助于比较POM、尼龙、PMMA、PC、UHMW-PE、PTFE、PEEK和其他候选材料。

关于作者

千斤顶 拥有超过13年的数控加工和定制制造经验。他的工作包括使用工程塑料(如POM、尼龙、PMMA、PC、UHMW-PE、PTFE、PEEK)和增强聚合物材料生产精密零件。

他的实际工作重点包括材料选择、数控铣削和车削、工件夹持、变形控制、公差规划和小批量生产。

技术数据说明

本指南中的数值是根据典型商用级材料数据编制的代表性筛选范围。实际性能取决于供应商、等级、增强材料、湿度条件、测试温度、试样几何形状、库存形式以及ASTM或ISO测试方法。

在完成最终工程设计之前,务必核实所用材料等级的最新技术数据表和认证文件。

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