材料选择指导

热可塑性材料可分为两大类：非结晶性和半结晶性。非结晶性聚合物是本来就具有透明性的材料，以未增强级为主。半结晶性聚合物是不透明的，通常会掺混某些添加剂，诸如玻璃纤维、矿物和抗冲击改性剂。超高性能聚合物在该领域中具有某些更高的材料性能，它既可以是非结晶性也可以是半结晶性。它们通常以各自优异的综合性能进行界定。

典型特性在选用高性能塑料时，了解塑料的本质、其特性和相应的测试方法是很重要的。只有具备了这些知识，您才能够评估某种特定树脂的优点和局限性，从而决定该树脂是否符合您的应用要求。以下论述将帮助对塑料不熟悉的设计工程师了解并掌握这些知识在选材过程中的重要性。本论述并不详尽，仅作为初步参考。

热学特性

材料在高温下可靠的工作性能通常是设计者考虑的一个关键因素。热学特性为材料高温环境中表现的两个重要方面提供了参考依据。第一个方面是热量给塑料带来的即时软化效应。这种效应限制了塑料所处的环境温度，甚至只是暴露很短的时间。第二个方面是材料的长期热稳定性。由于长期处于高温下会导致材料特性下降，因此了解长期热环境对您应用中至关重要的材料特性所产生的影响是非常必要的。

热变形温度（HDT）是对塑料在高温承载下工作能力的相对量度。在这个温度和 1.8 MPa 的载荷下，样条产生特定的形变。一般认为，最高工作温度须比热变形温度低 5-10∶。

相对热指数（RTI）是对塑料在高温下持续工作能力的相对量度。该指数定义为一个温度，在该温度下材料在空气中暴露 100,000 小时后保持 50% 的指定特性。本手册中给出的相对热指数的数值是基于拉伸强度的保持。相对热指数（RTI）可作为考虑最高连续使用温度时的保守依据。针对时间要求不长的应用，根据需求可提供备有 5,000 小时和 10,000 小时的相对热指数（RTI）数值的数据表。

玻璃化转变温度（Tg）是指这样一个温度，到达该温度时聚合物特性发生显著变化，聚合物从玻璃态转化为橡胶态。对于无定形聚合物，该温度一般比热变形温度（HDT）高 10∶ 左右，通常作为材料短期使用的温度上限。半结晶性聚合物在达到这个温度时会损失部分刚性，但在材料熔点以下仍保持可以使用的特性。

熔点（Tm）是指使半结晶性聚合物内结晶区域软化的温度。熔点通常表示半结晶性聚合物的保持固体形态绝对温度上限。

力学特性

由于多数的应用都会处于某种程度的力学载荷下，懂得材料在载荷影响下产生的变化是很重要的。设计工程师常常通过改变截面厚度来改变部件的承载能力或负载下的形变。拉伸强度可通过固定试样的一端、以特定的速率在另一端加载直到试样屈服或断裂为止的过程来测量。

延伸率是试样在屈服或断裂前能被伸长多少的量度。延伸率高说明材料有韧性、易延展。延伸率低通常说明材料有刚性和脆性。由于加入了玻璃纤维，玻璃纤维增强材料一般表现出低的伸长率，因而低的伸长率数值并不总表示脆性。挠曲模量可通过向由两点支撑着的试样中部加载测得。该模量定义为应力/应变曲线的斜率，是刚度或硬度的有用指标。

在进行材料对比时，若满足同样的承载能力要求，则材料的拉伸强度越高，所需的截面厚度越小。类似地，在同样的形变下，若材料的挠曲模量越高，则所需的截面厚度越小。对于有一些应用，考虑到注塑工艺的实际情况，截面可能已经采用了最小的厚度，这时相对强度可能不在考虑因素之内。耐冲击性大致可定义为材料遭受物体击打或坠落到坚硬表面上时抗破损的能力。伊佐德（Izod）冲击是评估材料此种特性最为常用的实验方法，该实验可使用有缺口或无缺口的样条。

无缺口伊佐德（Izod）冲击实验结果能很好地反映材料的实际耐冲击性。结果为 NB 表明在实验条件下试样没有破损。缺口伊佐德（Izod）冲击实验用来检测当表面有划痕或缺口时材料的开裂趋势。若在一种材料上测出高的无缺口伊佐德（Izod）值和低的缺口伊佐德（Izod）值，则表明这是一种具有高缺口敏感度的韧性材料。当考虑使用这类材料时，很重要的一点是要容许所有拐角处的半径尽可能的大。

电特性

大部分塑料都是良好的电绝缘体。这里所列出的电特性— 介电强度、体积电阻率和表面电阻率 — 提供了关于材料作为电绝缘体能力方面的基本信息。含有大量碳纤维或碳粉的材料牌号通常不适合于这一类的应用。当设计一个主要功能为电绝缘的塑料部件时，在最终选定材料之前，必须考虑其它若干电特性。

一般特性

减轻重量是推动许多用塑料取代金属应用的主要原因。比重，即树脂的密度除以水的密度，可以用来估算一个部件的重量。比重最小的材料可以造出最轻的部件。比重还会影响部件的材料成本。以单位重量计，用比重较小的材料可以造出比用比重大的材料更多的部件。吸水性可通过分别称量部件在水中暴露 24 小时之前和之后的重量测得。吸水性可造成材料尺寸和特性的变化，且不同材料受影响的形式不同。虽然一般来说需要低吸水性，但要特别关注吸水对材料性能的影响，而不仅仅是考虑所吸入的绝对水量。

化学相容性

暴露在化学环境中会影响材料的工作性能，对于每一种具体应用，要检测材料和所属应用环境中化学品的相容性。本手册中列出了化学相容性等级，希望能够建立起哪类化学品与哪类材料相容、可能与哪类材料不相容的概念。这些等级是根据长时间暴露来划定的，有些定义为等级较低的材料可能会适合于暴露时间较短的应用。有些被定为优等的化学品/材料组合也不一定适合于某种特定的试剂、温度、应力水平和材料组合。

加工和制造

这里列出的特性说明每一类材料所需的加工温度范围。熔融温度和模具温度数据可以帮助选择加工设备。列出的模塑收缩率数值是通过标准测试方法获得的，可能与某些具体部件不甚相关。然而该数值在材料对比中很有价值，可以帮助决定用来成形一种材料的模具是否可以用来成形另一种材料并做成同样尺寸的部件。

熔体流动速率用来描述我们的无定形塑料的特性，这些数值反映材料流动的难易程度。在与其他厂商提供的无定形塑料的熔体流动速率进行对比时，须明确其测试时使用的温度和载荷是否与我们使用的一致。我们列出了每一产品系列中各类产品的典型加工工艺。我们的大部分产品是通过注塑来加工的，但有些牌号的板材、型材和其它形状的产品可以通过挤出来加工。挤出板材可以热成型。生产涂料和膜可采用溶液加工方法。

塑料测试方法

下面的表格中列出了得到本手册中给出的典型材料特性数值所用的测试方法。因为同一种特性常常会用不同的名称来表示，所以在此也一同列出最常用的特性名称供您参考。如需获取关于测试方法的详细信息，请与美国材料试验协会（ASTM）、国际标准化组织（ISO）、保险商实验所（UL）或国际电工委员会（IEC）联系。

特性	别名	测试方法
热变形温度	载荷下变形温度、载荷下的变形温度、热畸变温度	ASTM D 648，SO 75/Af， 1.8 MPa 载荷下
相对热指数	连续使用温度	UL 746B, ASTM D 3045
玻璃转化温度	Tg	ISO 11357-2, ASTM D 3418
熔点	Tm	ISO 11357-3, ASTM D 3418
拉伸强度	断裂强度	ASTM D 638, ISO 527-1
延伸率	断裂伸长率	ASTM D 638, ISO 527-1
挠曲模量		ASTM D 790, ISO 178
伊佐德（Izod）冲击强度		ASTM D 256, ISO 180, A 型
介电强度	电气强度	ASTM D 149, IEC 60243-1
体积电阻率		ASTM D 257, IEC 60093
表面电阻率		ASTM D 257, IEC 60093
比重	相对密度	ASTM D 792, ISO 1183A
吸水性		ASTM D 570, ISO 62， 24 小时，23°C
模塑收缩率	模制件收缩率、收缩率	ASTM D 955, ISO 294-4
熔体流动速率	熔融质量流动速率、熔融指数	ASTM D 1238, ISO 1133