工程塑料配方设计的原则


工程塑料的配方设计是一项涉及面很广的技术,它不仅要求了解各种工程塑料的特点、成型工艺和使用条件,而且要求对复配的方法、配方中各组分的优化等都做详尽地分析,以满足材料加工使用的要求,并获得良好的经济效益.配方设计的关键在于在对有理论、知识充分消化、吸收的基础上,通过自己不断地实践,摸索、总结,从而得到符合制品使用要求的配方。
在配方设计中通常应遵循以下原则。
①了解制品的性能要求 不同用途的制品有其不同的特定性能要求,这是配方设计时选择材料的重要依据;此外,选择配方材料时还应当了解制品的使用环境、使用方法和使用中可能出现的问题。比如.用于食品包装时,要求制品无毒无臭.所使用的材料就不能有污染,所选用的助剂也不能渗出;对于要求具有良好透明性的制品,必须选用透明性良好的材料,加入的助剂也不能影响制品的透明性;对于要求具有阻燃性的材料,在所选材料具有一定阻燃性的同时,有时还需向其中加入阻燃剂等。
②了解材料的性能特点 材料的性能包括材料的使用性能、加工性能和价格因素等。材料的使用性能是制品使用性能的保证.树脂以及各种助剂的性能是千差万别的,它们在共同作用时,所起的作用也不同,有的助剂与某一树脂配合使用时会提高产品的性能,同样的助剂用于另一种树脂则有可能带来不良的影响。这些资料有许多是前人已经总结出来的经验,有的则要靠实验去确定.
不同的材料在加工过程中对温度、压力、时间的响应是不同的,只有选择正确的加工方法,才能不破坏材料的固有性能,同时提高生产效率。
所选择的材料在达到了所要求的性能的同时,还应当考虑它的价格因素,尽量选择那些来源容易,产地较近,质量稳定可靠,价格合理的材料,以获得最好的经济效益.
③了解成型加工性能的要求 在各种制品的成型过程中,材料不可避免地要受到压力、温度的作用,在这些外部条件的作用下。材料的性能会发生很大的变化,因此在考虑配方组成时,必须对这此成型过程和不同的成型工艺中的热历史和力作用历史有充分的了解。以选择合适的配方组分和配比.
④根据资料上的数据初步设计配方中各组分的配比。
⑤通过实验对上述的配方进行验证和调整,最终确定配方
材料的配方技术是一门复杂的技术,它不仅涉及到材料应用的理论,也涉及到长期积累的实际经验,只有不断地进行摸索,积累经验.不断地通过实验进行改进,才可能使一种配方日臻完善。
合理选材与配方设计一般可遵循下列步骤。
①在确定制品性能和用途的基础上,收集工程塑料和助剂等各种原材料的资料.构思塑料制品的结构,初步考虑制品的功能设计,例如制品的形状、尺寸及其每个部件的作用等,以及所要采取的加工方法等。如能利用已经建成的数据库,则资料将更完整,且获取也更便捷。
②根据作用在产品上的应力、工程要求以及环境条件,结合材料的工程性能和加工的可能性,以从经济条件等,筛选现有材料,初步确定所用材料,并进行配方设计和试验。可先设计若干个配方,进行小样压片试验.通过性能测试初定合格的配方,再进行扩大试验,确定加工性能。
③应用可能获得的材料性能设计数据或凭经验进行初步解析设计,例如计算产品壁厚和其他部件尺寸等。
④制成实物模型,进行实样试验或模拟试验。
⑤再设计与再试验。当材料性能不符合要求时,需要再筛选、再配方。
⑥依据实物模型试验和制品成本,进行最终选材和配方设计
⑦将确定的材料规范化,内容包括原材料规格、牌号、产地、验收标准、监测项目和监测方法等。