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新手看工程塑料參數(shù)表時,常被 “致密度 98%”“斷裂伸長率 25%”“邵氏硬度 D80” 這類術語繞暈 —— 明明每個字都認識,放一起卻不知道啥意思;聽廠家說 “這材料拉伸強度 70MPa”,也不知道夠不夠用,只能盲目點頭。
其實這些術語一點都不復雜,只要用生活化比喻拆解,再結合測試方法和實際用途,新手也能秒懂。本文針對工程塑料最常用的 6 個術語,從 “通俗定義→生活化比喻→測試方法→實際應用” 四個維度講透,幫你下次看參數(shù)表時不犯怵,還能靠術語判斷材料好壞。
致密度是指工程塑料實際密度與 “完全無孔隙的理想密度” 的百分比,比如致密度 98%,意思是材料里只有 2% 的孔隙(小空洞),剩下 98% 是密實的塑料本體。
? 致密度高(如 98%)的材料,像 “擠干水的海綿”—— 內部孔隙少,結構緊實,水很難滲進去;
? 致密度低(如 90%)的材料,像 “沒擠干的海綿”—— 內部全是小孔,一壓就出水,結構松散。
比如同樣是 PA66,致密度 98% 的零件,用水泡不會吸多少水;致密度 90% 的零件,泡 1 小時就會吸水膨脹,甚至變形。
不用復雜設備,一臺普通密度計就能測,步驟像 “稱體重算 BMI”:
① 先稱材料在空氣中的重量(記為 M1);
② 再把材料完全浸在水里,稱它在水中的重量(記為 M2);
③ 按公式計算:致密度 =(實際密度 ÷ 理想密度)×100%,其中 “實際密度 = M1÷(M1-M2)”(水的密度按 1g/cm3 算),“理想密度” 是材料本身的標準密度(如 PA66 理想密度 1.14g/cm3,PC 是 1.2g/cm3,廠家會提供)。
例子:一塊 PA66 零件,空氣中重 114g,水中重 14g,實際密度 = 114÷(114-14)=1.14g/cm3,致密度 =(1.14÷1.14)×100%=100%,說明完全無孔隙,非常密實。
? 致密度≥95%:適合做需要承重、耐水的零件,如汽車發(fā)動機支架(怕吸水生銹,怕孔隙導致強度不夠)、水下設備外殼;
? 致密度<95%:只能做非承重、干燥環(huán)境的零件,如普通收納盒、裝飾件,別用來做承重件,容易斷裂。
避坑點:買 PA、PBT 這類易吸水材料時,一定要問致密度,低于 95% 的別買,否則加工時會開裂,用的時候會吸水變形。
比如一根 10cm 長的塑料條,拉斷時變成 12.5cm,斷裂伸長率 =(12.5-10)÷10×100%=25%,意思是它能拉長 25% 再斷。
? 斷裂伸長率高(如 25%)的材料,像 “筋道的手搟面”—— 能拉很長不折,煮完也不容易斷;
? 斷裂伸長率低(如 5%)的材料,像 “脆面條”—— 稍微一拉就斷,煮的時候還容易碎。
比如 ABS 的斷裂伸長率約 20%,能掰彎后彈回來;而純 PBT 的斷裂伸長率只有 5%,一掰就脆斷,所以 PBT 通常要加玻纖改性,把斷裂伸長率提到 10% 以上。
測試方法很直觀,就像用手拉面:
① 把材料切成標準樣條(通常是長 100mm、寬 10mm、厚 4mm 的長條);
② 把樣條夾在拉力機的兩個夾具上,設置拉力速度(如 5mm/min,像慢慢拉面);
③ 啟動拉力機,直到樣條拉斷,記錄拉斷時的長度,按公式算斷裂伸長率。
小技巧:新手不用自己測,讓廠家提供測試報告就行,重點看 “是否按 GB/T 1040 標準測試”(國內通用標準),沒按這個標準測的結果不可信。
? 斷裂伸長率≥15%:適合做需要彎折、有韌性的零件,如卡扣(要反復扣合,怕斷)、電線外皮(要彎曲,怕裂)、手機殼(摔的時候能緩沖,不容易碎);
? 斷裂伸長率<10%:只能做剛性、不彎折的零件,如齒輪(不用彎折)、儀器外殼(固定不動),別用來做卡扣、鉸鏈,一折就斷。
避坑點:買做卡扣、鉸鏈的材料時,斷裂伸長率一定要≥15%,比如選 ABS、PA66,別選純 PBT、純 PC(PC 斷裂伸長率約 10%),否則卡扣用幾次就斷了。
比如一塊 10mm 寬、4mm 厚的塑料條(截面積 40mm2),拉斷時用了 2800N 的力,拉伸強度 = 2800÷40=70MPa,意思是它每平方毫米能扛 70 牛的力(約 7kg 的重量)。
? 拉伸強度高(如 70MPa)的材料,像 “粗麻繩”—— 能吊很重的東西不崩斷;
? 拉伸強度低(如 30MPa)的材料,像 “細棉線”—— 吊輕點的東西就斷了。
比如 PA66 的拉伸強度約 70MPa,能做承重的齒輪;而 PP 的拉伸強度約 30MPa,只能做不承重的塑料盆,不能做齒輪。
拉伸強度和斷裂伸長率通常用同一臺拉力機測試,測完斷裂伸長率后,拉力機會自動記錄拉斷時的最大拉力,再除以樣條的截面積,就能算出拉伸強度。
注意:樣條截面積要算準(寬 × 厚),比如樣條實際厚 3.8mm,不是 4mm,算的時候要按 3.8mm 算,否則結果會不準。
? 拉伸強度≥60MPa:適合做承重零件,如汽車支架、工業(yè)齒輪、承重支架;
? 拉伸強度 30-60MPa:適合做輕度承重零件,如家電外殼、普通支架;
? 拉伸強度<30MPa:只能做非承重零件,如收納盒、裝飾件。
避坑點:廠家說 “這材料很結實”,別信口頭說的,要要測試報告,看拉伸強度具體多少,比如號稱 “能做齒輪” 的材料,拉伸強度必須≥60MPa,否則用幾天就拉斷。
? 硬度高(如邵氏 D85)的材料,像 “石頭”—— 用鑰匙刮不留痕,按上去不變形;
? 硬度低(如邵氏 D50)的材料,像 “軟指甲”—— 用鑰匙一刮就有痕,按上去會凹。
比如 POM 的邵氏硬度約 D82,用鑰匙刮不留痕,適合做齒輪(怕磨損);而 TPU 的邵氏硬度約 D50,很軟,適合做手機保護套(防摔)。
測試超簡單,不用破壞材料:
① 把材料平放在桌子上,確保表面平整;
② 拿起邵氏硬度計(D 級,工程塑料專用),讓硬度計的壓針垂直對著材料表面;
③ 輕輕按下硬度計,等指針穩(wěn)定后,讀出來的數(shù)值就是邵氏硬度(D 級)。
小技巧:同一材料要測 3 個不同位置,取平均值,避免材料表面不平整導致結果不準。
? 邵氏硬度≥D75:適合做怕刮擦、耐磨的零件,如齒輪(怕磨損)、家電外殼(怕刮花)、鍵盤鍵帽;
? 邵氏硬度<D75:適合做需要柔軟、防刮的零件,如手機保護套、密封墊,別用來做齒輪、外殼,容易刮花磨損。
避坑點:買做外殼、齒輪的材料,硬度必須≥D75,比如選 ABS(D78)、POM(D82)、PC(D85),別選軟的材料,否則用幾天就刮得全是痕。
? 阻燃等級高(V0 級)的材料,像 “防火服”—— 遇到火只燒一下就滅,不滴火星;
? 阻燃等級低(HB 級)的材料,像 “普通棉布”—— 遇到火就燒,還會滴火星,容易引燃其他東西。
比如家電里的材料要 V0 級,遇到短路起火只燒一下就滅;而普通收納盒用 HB 級就行,因為不用靠近火源。
UL94 阻燃等級測試很容易理解,以 V0 級為例:
① 把材料切成 127mm 長、12.7mm 寬、3.2mm 厚的樣條;
② 用酒精燈火焰(高度約 20mm)燒樣條下端,燒 10 秒后移開火焰;
③ 觀察樣條:V0 級要求 “移開火焰后 10 秒內熄滅,不滴火星,下方的棉花不被引燃”;
如果移開火焰后燒超過 10 秒,或滴火星引燃棉花,就是更低的等級(V1、V2 或 HB)。
新手自測:買材料時可以剪一小塊,用打火機燒一下,V0 級的材料燒一下就滅,不滴油;HB 級的會一直燒,還滴油。
? V0 級:適合做靠近火源、用電的零件,如家電內部零件(烤箱、微波爐)、充電樁外殼、電線外皮;
? V1/V2 級:適合做離火源遠的用電零件,如普通家電外殼;
? HB 級:適合做遠離火源、不用電的零件,如收納盒、裝飾件,別用來做用電、靠近火源的零件,會起火。
避坑點:買家電、電子相關的材料,必須問阻燃等級,至少要 V1 級,靠近火源的要 V0 級,否則有火災風險。
? 耐溫性好的材料,像 “能扛高溫耐寒的人”—— 夏天不怕熱,冬天不怕冷;
? 耐溫性差的材料,像 “怕熱怕冷的人”—— 夏天一熱就中暑,冬天一冷就凍僵。
比如 PA66 的長期耐溫約 120℃,能在發(fā)動機周邊(100℃左右)工作;而 ABS 的長期耐溫約 80℃,放在發(fā)動機周邊會軟化變形。
? 長期耐溫測試:把材料樣條放進烘箱,設置溫度(如 120℃),恒溫放 1000 小時,拿出來看是否軟化、變形,再測拉伸強度,若強度下降不超過 10%,說明能長期耐這個溫度;
? 低溫耐溫測試:把樣條放進低溫箱,設置溫度(如 - 40℃),恒溫放 24 小時,拿出來看是否變脆、斷裂,若彎折后不斷,說明能耐這個低溫。
新手參考:不用自己測,記常用材料的耐溫范圍就行:ABS(-40~80℃)、PC(-60~120℃)、PA66(-40~120℃)、PEEK(-60~260℃)。
? 高溫環(huán)境(>80℃):選 PC、PA66、PEEK,別選 ABS、PP;
? 低溫環(huán)境(<-20℃):選 PC、PA66、PEEK,別選 PP(低溫會脆裂);
? 常溫環(huán)境(-20~80℃):ABS、PC、PA66 都能用,看其他性能選。
避坑點:買材料時先想清楚使用環(huán)境溫度,比如做烤箱零件(溫度 100℃以上),別選 ABS,選 PC 或 PA66,否則會軟化變形。
術語 | 通俗理解 | 關鍵數(shù)值(工程塑料常用) | 必看場景 |
致密度 | 材料密實度,孔隙多少 | ≥95%(承重、耐水) | 發(fā)動機支架、水下零件 |
斷裂伸長率 | 能拉多長不斷,韌性如何 | ≥15%(卡扣、彎折件) | 卡扣、電線外皮、手機殼 |
拉伸強度 | 能扛多大拉力,結實程度 | ≥60MPa(承重件) | 齒輪、支架、承重零件 |
邵氏硬度(D 級) | 抗刮擦、抗按壓能力 | ≥D75(外殼、齒輪) | 家電外殼、齒輪、鍵帽 |
阻燃等級 | 抗燃燒能力 | V0/V1 級(用電、近火源) | 家電零件、充電樁外殼 |
耐溫性 | 能扛高低溫的能力 | >80℃(高溫環(huán)境) | 烤箱、發(fā)動機周邊零件 |
? 看參數(shù)表時,先看 “用途對應的關鍵術語”:比如做卡扣,先看斷裂伸長率(≥15%);做齒輪,先看拉伸強度(≥60MPa)和硬度(≥D75);
? 別信廠家 “口頭承諾”,要 “測試報告”:報告里要有具體數(shù)值,還要有測試標準(如 GB/T 1040、UL94),沒報告的別買;
? 記不住數(shù)值也沒關系,收藏這篇文章,選材料時對照表格查,慢慢就熟了。
工程塑料術語不是 “專業(yè)壁壘”,而是 “選對材料的工具”。只要理解每個術語的 “通俗意思” 和 “實際用途”,下次看參數(shù)表時,你也能像老手一樣,快速判斷材料好不好、適不適合自己用,再也不會被術語繞暈,也不會買錯材料花冤枉錢。