塑料光纤的特性与应用(doc 9页)
塑料光纤的特性与应用(doc 9页)
塑料光纤的特性以及应用
080611338 丁宁
摘要：介绍了塑料光纤在局域网、汽车工业、传感器等
领域的应用。通过对石英光纤、金属电缆与塑料光纤的
性能进行比较，得到了塑料光纤具有芯径大、柔韧性好、
价格低廉、制作简单等特点。就塑料光纤在局域网、汽
车工业、传感器等领域的应用进行了分析、总结。此外
还指出阻碍塑料光纤进一步发展的因素。
一、引言
随着通信产业的迅猛发展，光纤作为信息载体的光信号传输介质在大容量数据的高速传输中起着重要的桥梁和纽带作用。目前，石英光纤由于其宽带、低损耗、适合长距离通信传输，而占据着光通信的主要市场。然而，由于石英光纤芯径小、连接复杂、成本高，所以在光纤人户时遇到很大的困难。随着短距离、大容量的数据通信系统及汽车等工业的迅速发展，塑料光纤(P0F)以其芯径大、柔韧性可塑性强、重量轻、价格低廉等优点而受到国际的普遍关注。为了对塑料光纤有一个较为全面的认识，本在查阅有关文献的基础上，阐述塑料光纤的主要特性和应用以及制备方法。
二、基本原理
塑料光纤的定义：塑料光学纤维是以光学塑料为材料的一类重要的光学纤维。
塑料光纤传光原理：
1、子午光线在阶跃型塑料光纤中的传输
阶跃型塑料光纤是一种具有芯皮结构的光纤。子午平面指的是包含有光纤轴的平面，所谓子午线，就是光线的传播路径始终在同一平面内，子午光线总是和光纤轴相交的，光在一种均匀介质传播时是一种直线式传播：当光从一种介质传至另一介质表面时，一般同时发生反射和折射；如果光从折射率小的光疏介质射入折射率大的光密介质时，则折射角小于入射角；而当光从光密介质射入光疏介质时折射角将大于入射角，因而当光从光密介质射入光疏介质时就有可能出现只有反射而无折射的现象，这就是全反射，全反射是光折射的一种边界
对不可见光波透过性能好。在可见光和近红外波段的透过性能接近光学玻璃，在远红外和紫外波段，透过率可以大于50%，比光学玻璃好。
（1）成本低、工艺简便。塑料的原材料比玻璃原料便宜，而且塑料光学纤维的操作温度通常在300oC以下，而玻璃光学纤维的制作则需要1000oC以上的高温，工艺比
玻璃光学纤维简单。
塑料光学纤维主要有如下缺点：
（1）耐热性能差。一般只能在-40oC~80oC的温度范围内使用，只有少数塑料光学纤维可以在200oC附近工作。当温度低于-40oC时，塑料光学纤维将变硬、变脆。由
于塑料的熔点低，比玻璃易老化。
（2）抗化学腐蚀和表面磨损性能比玻璃差，因而表面易被划伤，影响光学质量。
（3）易潮解。
由于塑料光学纤维具有上述优缺点，在光学纤维的广泛应用中可以用它来补充玻璃光学纤维之不足。因而，塑料光学纤维进来已成为光学纤维的一个极其重要的方面。
塑料光学纤维的特性：
1、光学特性
由于塑料光学纤维是一种纤维状长链分子，随着拉丝过程，长链分子的宏观取向将和光学纤维轴一致。同时塑料光学纤维是用单体聚合而成，很难得到密度均匀的材料，因而，光学不均匀性就很难避免，损耗难以大幅度下降。
2、机械性能
塑料光学纤维的一个显著的特点是柔软性好。例如，一毫米粗的塑料光学纤维，按曲率半径为6毫米做180o的来回弯曲100多次，对光学纤维毫无损害，透过率并无变化。总之，塑料光学纤维的曲率半径大于塑料光学纤维直径的3倍时，透过率仍无大的变化。
塑料光学纤维耐热性能差事一个大缺点。一般不能超过80oC，这是因为塑料本身熔点低的缘故。
塑料硬度差，易破损，易老化。
3、化学性能
塑料光学纤维的化学稳定性较差，在丙酮，醋酸乙酯或者苯的作用下，光学性能会受到很大影响。
表一给出了塑料光学纤维的一些主要性能及与玻璃光学纤维的比较；表二给出了几种塑料光学纤维的主要性能。
纤
维
塑料光学纤维玻璃光学纤维
光学性能光吸收系数一般为0.008~0.0018厘米
1-，实验室公认最低损耗为20分贝/
公里（650~680毫微米波段），接近一
般玻璃的光吸收，紫外和远红外透过
性能好
光吸收系数一般为0.00002~0.00001/厘米
1-，实验室中熔融硅的最低损耗≤0.2分贝
/公里（在1.5微米）相应的吸收系数<106-
厘米1-，近红外波段通过性能好
热
学
性
使用温度一般小于1000C，个别可短多组分光纤可用于3000C，石英光纤波导
能
时间在2000C下工作可用于4000C，塑料涂层玻璃光纤可用于
1500C以下
力学性能柔软性能好，耐弯曲，耐冲击，光纤
直径一般不小于50微米，作导光束用
的塑料单纤维直径可大于2毫米，这
时柔软性能仍很好
单纤维直径一般为5~150微米，大于100
微米的光纤就不能弯曲，易折断
化
学稳定性在化学药品的浸蚀下，易着色，变质
或老化
优良
耐
辐
射
性
较差差加
工性能制作温度低，加工工艺简单
制作需要高温（如石英光纤需要19000C），
工艺复杂
比
重
比重小，一般在1左右，因而质量轻比重大，一般在2.4左右，因而较重成
本
原料便宜，易于大量生产，成本低
原料较贵，可大批生产，成本高
四、应用领域
塑料光纤已有3O多年的研究历史，最初应用于照明，后来应用于汽车、医疗和工业控制以及短距离通讯网络。近年来，随着光纤到户(F1vrH)工程的推进，塑料光纤应用的市场空间将有很大的扩展。
4.1 FTTH
随着北京奥运、西部大开发、“村村通”工程以及“三网合一”等各种新业务的蓬勃发展，接入网逐渐显得带宽不足。F1vrH是宽带接入的最佳解决方案，是未来光通信的发展方向。F1vrH是指将光网络单元安装在住宅用户或企业用户处，是F1vrx系列中除FTTD(光纤到桌面)外最靠近用户的光接入网类型。在连接密集的用户接入网中，如果采用传统石英光纤组网，其安装和维护成本昂贵，用户不堪重负。FTTH的光缆结构将会不断地推陈出新，光纤的使用会由现在的多模光纤发展到单模光纤再到塑料光纤。利用塑料光纤芯径大、连接方便等优点组建局域网可以很好地解决最后100 m 的用户光纤问题。采用塑料光纤作为中心路由器到服务器和各个楼层塑料光纤交换机的传输媒质，且交换机到用户也都用塑料光纤进行连接，可实现真正意义上的m H，大幅低F1v1_H工程建设费用，从而进一步推动
F1vrH的发展步伐。
CYTOP 塑料光纤是日本旭硝子公司与日本庆应大学小池康博教授合作研究出的一种新型塑料光纤，具有低损耗(实验室的损耗达到10 dB／km以下)、宽带宽(1 km 内传输速率达 1 Gb／s)的特性，应用范围达100 m，能解决最后 1 km的用户接入问题，实现千兆FTTD。日本旭硝子公司在2000年推出这种光纤的产品，其商标名为Lucina。在日本政府工业和贸易部门的支持下，日本开放了千兆塑料光纤城市示范工程，将庆应大学的校园网塑料光纤化，还连接了小学、医院和公寓楼，演示了高速数据传输、流媒体通信、会议电视、远程医疗和数字视频广播。在此基础上，日本从2003年起，首先在高层建筑中敷设CYTOP 塑料光纤千兆以太网。
在国内，中科院化学所与中国科技大学合作，成功研制出PMMA GI 塑料光纤，并于2000年在中科院化学所的图书馆构筑了中国第一个百兆塑料光纤网络，实现了FTTD，传输速率达百兆。2004年，上海大学成功地构筑了中国第一个CYTOP 塑料光纤以太示范网。实现了千兆FTTD。
4.2 汽车工业
目前，包括数字音频和视频、导航系统以及通向其它车用总线的网关等在内的各种汽车终端应用不断涌现，车中的电子器件变得越来越复杂。为了减轻电气配线重量，提高信号传输速度，排除电磁干扰，汽车制造商正在加快采用气囊与传感器的步伐。作为传播信息的通道，塑料光纤具有不放射电磁噪音、质量轻的特点，汽车制造商已正式开始采用其来构筑车内LAN。塑料光纤可以将车载、机载通信网和控制系统组成一个网络，将微机、卫星导航设备、移动电话、传真等外设纳入机车整体设计中。通过由塑料光纤组成的网络，从接入的公用网络和国际互联网中为用户提供个人所需的音乐、电影、视频游戏和购物等服务。目前，大量采用塑料光纤的车辆已经问世。
4.3 工业控制总线系统
随着计算机和自动控制技术的高速发展，工业自动化水平提高到一个崭新的高度。工业自动化根据其特点和使用方向可分为过程控制自动化、面向生产和制造业的自动化以及自动化测量系统(工业测量仪表)。这些工业自动化系统的建立和发展都有一个共同特点，即由直接控制系统向集散型控制系统发展，而这种集散型控制系统的发展均以各种工业网络为基础。对塑料光纤来说，工业控制总线系统是其最稳定和最大的市场之一。通过转换器，
塑料光纤可以与RS232、RS422、100 Mbps以太网以及令牌网等标准协议接口相连，高速传输工业控制信号和指令，避免了因使用金属电缆线路受电磁干扰而导致通信中断的危险，从而在恶劣的工业制造环境中提供稳定、可靠的通信线路。
4.4 消费电子
标准1394b是消费电子领域的一套新标准。此标准可使用多种传输媒介，包括5类铜缆线、塑料光纤以及玻璃材料光纤。此外，1394b的最大传输速率也比1394a标准提高许多，超过400 Mbps，最高可达3．Gbps。并且1394b明确指出将具有低损耗、高性能的塑料光纤作为传输介质之一。
4.5 军事通信
在军事通信中，塑料光纤常用于高速传输大量的敏感、保密信息。由于它是网络和传感器的安全耐用的理想材料，因而可广泛用于战斗机、直升机和军舰。利用其重量轻、可挠性好、连接快捷及便于佩戴的特点，还可用于高科技军服中。士兵穿上这种既轻便又防水耐磨的电脑化军服，能够插入通信网络下载、存储、发送和接收任务信号，可从头上方的显示器上看到信息。塑料光纤不仅可用于军事常规通信领域，而且还可用于海下照明、导弹、运载火箭和电子对抗雷达等尖端领域。
另外，通过塑料光纤在飞机中组成通信网络，可从接入公共网络和国际互联网中为旅客提供电影、视频游戏、购物等服务，同时由于塑料光纤重量轻，可明显降低飞机载重量；通过塑料光纤可实现智能家电(家用PC、HDTV、电话、数字成象设备、家庭安全设备、空调、冰箱、音响系统和厨用电器等)联网，达到家庭自动化和远程控制管理；通过塑料光纤可实现办公设备的联网，如计算机联网可以实现计算机并行处理，办公设备间数据的高速传输可大大提高工作效率，实现远程办公PS 塑料光纤还可用于制作光纤工艺品，如花卉、盆景、动物和光纤壁画、广告牌等。
4.6 结论
在光通信技术蓬勃发展的今天，极力推崇塑料光纤的专家们强调的是其网络成本的低廉价格。国外对塑料光纤的研究投入了相当大的财力和人力，相比之下，我国对塑料光纤的研究则投入甚少，在研究、生产和应用等方面存在极大的差距。同时，塑料光纤行业的进一步发展也遇到了以下一些需设法解决的阻碍因素：
1)在目前的局域网中，与现有可升级的铜缆相比，使用塑料光纤的成本仍比较昂贵，因而企业在进行新线缆业务时会考虑光缆的使用率和价格是否合算；
2)研究机构因缺少市场意识与企业合作不紧密，导致有些技术即使取得实质性进展却不能实用化，同时企业也较难及时获悉市场与技术方面的相关信息；
3)整个塑料光纤行业统一标准制订与完善进展缓慢，不利于塑料光纤产业化；
4)塑料光纤开发者自身将目标定得太高，将主要精力投入到高端产业中，而这些产业需要更高的进入门槛和更先进的技术，使得塑料光纤本应成为主流的市场仍在大量使用铜缆；
5)缺少强有力的商业协会推动塑料光纤发展；
6)高校缺少塑料光纤相关课程等。
基于塑料光纤的发展趋势和潜在的巨大市场，我国研究者应加速塑料光纤技术以及相关塑料光纤器件(包括光发射机和接收机、连接器、光开关以及耦合器等)的研究力度。随着生产工艺和技术的改进，塑料光纤的各项性能指标将不断得以优化，必将在光通信领域得到广泛应用。
五、制备方法
制备塑料光纤，通常主要有两种方法：
其一为直接挤出成纤法，即将高折射率的芯材聚合物和低折射率的皮材聚合物通过双层喷嘴挤出，用高聚物聚烯烃材料包覆后，降温、热处理，使芯皮界面融合同时拉伸至一定的直径，冷却即可得到GI 塑料光纤。
其二为预制棒拉纤法，即首先制得渐变型折射率预制棒。然后在适当的温度和拉力下，以一定的拉伸速率将预制棒拉伸，便可以得到梯度折射率分布的渐变型塑料光纤。
六、直接挤出法制备GI 塑料光纤
1.、制备步骤
通过具有不同折射率的单体在聚合物中的相互扩散，用封闭的挤压过程来制备渐变型塑料光纤(GI P0F)。
图1是挤压法制备GI POF的原理图。其原理如下：容器1中含有聚合物单体A和至少一种单体B(包含有另外一种单体c)的混合溶液；容器2中含有聚合物单体D和至少另一种单体E的混合溶液。这两种溶液在6o℃加热后。经转速比为1／3的齿轮泵3和4以体积比1：3进入到同心模头5中，然后双层的复合单丝从模头的小孔中挤压出来，进入保持恒温80℃的封闭扩散区域6。当经过封闭扩散区域时，内层的单体B和c和外层的E相互扩散在细丝中产生了连续分布的折射率。在扩散区的底部，细丝进入由四个紫外灯(每个60 W／cm)构成的固化区7，最后由卷绕辊通过滚筒8获得光纤。
2、影响因素
该种方法制备的GI POF不易于控制偏心度，而且因直接挤出纤维，没有中间测试控制手段，容易造成原材料浪费。
3、结果讨论
直接挤出法制备的GI POF不易于控制偏心度，而且因直接拉出纤维，没有中间测试控制手段，容易造成原材料浪费。预制棒拉纤法是两步工艺法，可以通过测试棒的性能控制下一步拉纤，是制备GI POF的主要方法。其中界面．凝胶法具有原材料廉价、设备简单等优点，成为制备GI POF预制棒的主要方法。因此制备GI POF最佳方法是：第一步用界面．凝胶法制备GI POF预制棒，第二步是将性能合格的预制棒用如图3所示的装置拉制成纤维。
参考文献：
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论文评阅结果
评分标准得
分
1.选题符合要求、新颖。（5
分）
2.论文格式符合撰写格式规范要求。
（15分）
3.论文结构完整、条理清晰、层次清
楚。（20分）
4.正文归纳合理、阐述清楚、语言流
畅、图表清晰。（30分）
5.附参考文献。（5分）
6.字数3000字以上。（5分）
总分
常用塑料基本性能和用途(经典)
工程塑料总概 热性质： 玻璃转移温度（Tg）及熔点（Tm）；热变形温度（HDT）高；长期使用温度高（UL-746B）；使用温度范围大；热膨胀系数小。 机械性质： 高强度,高机械模数,低潜变性,强耐磨损及耐疲劳性。其它耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。 主要品种： 工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力，在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。一般指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。 被当做通用性塑胶者包括聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚酰胺(尼龙, Polyamide, PA)、聚缩醛(Polyacetal, Polyoxy Methylene, POM)、变性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide, 变性PPE)、聚酯(PETP，PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide, PPS)、聚芳基酯，而热硬化性塑胶则有不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶等。 拉伸强度均超过50MPa，抗拉强度在500kg/cm2以上，耐冲击性超过50J/m，弯曲弹性率在24000kg/cm2，负载挠曲温度超过100℃，其硬度、老化性优。聚丙烯若改善硬度及耐寒性，则亦可列入工程塑胶的范围。此外，较特殊者为强度弱、耐热、耐药品性优的氟素塑胶，耐热性优的矽溶融化合物、聚醯胺醯亚胺、聚醯亚胺、Polybismaleimide、Polysufone(PSF)、PES、丙烯塑胶、变性蜜胺塑胶、BT Resin、PEEK、PEI、液晶塑胶等。因为化学构造不同，故耐药品性、摩擦特性、电机特性等也有若干差异。且因成形性的不同，故有适用于任何成形方式者，亦有只能以某种成形方式加工者，造成应用上的受限。热硬化型的工程塑胶，其耐冲击性较差，因此大多添加玻璃纤维。工程塑胶除了聚碳酸酯等耐冲击性大者外，通常具有延伸率小、硬、脆的性质，但若添加20~30%的玻璃纤维，则可有所改善。
塑料原材料用途特性分析
塑料原料、用途、物性大全 通用塑料： ABS ABS高胶粉 ADPOLY AS(SAN) CA CAB EAA EVA GPPS HDPE HIPS LDPE LLDPE MBS MS MVLDPE(茂金属) PP PVC 工程塑料: COC K(Q)胶 LCP PA/ABS PA46 PA6 PA6/66 PA612 PA66 PBT PC PC/ABS PC/PBT PC/PET PEEK PEI PET PETG PMMA POM PPA PPE PPO PPS 热塑弹性体： CPE POE SBR SBS SEBS SIS TPE TPEE TPO TPR TPSIV TPU TPV TPX 热固性塑料: EP PU 电木粉电玉粉 ABS最简单，用燃烧的方法来鉴定。ABS塑料燃烧缓慢软化燃烧，无滴落黄色，黑烟接着燃烧有专门气味。 ABS塑料用途专门广泛。价格低廉，机械加工性能、化学性能良好。是食品、水处理、化工的理想材料。生活中到处可见ABS塑料，比如家用电器外壳，汽车、电子电器、仪表外壳等。ABS和PMMA相和可做出透明ABS塑料。 ABS塑料如汽车的ABS防爆系统，还有比较大型的医疗设施都与用到，因为其材质的硬度比较好，而且质轻 ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、
表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还能够进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。 ABS树脂的最大应用领域是汽车、电子电器和建材。汽车领域的使用包括汽车仪表板、车身外板、内装饰板、方向盘、隔音板、门锁、保险杠、通风管等专门多部件。在电器方面则广泛应用于电冰箱、电视机、洗衣机、空调器、计算机、复印机等电子电器中。建材方面，ABS管材、ABS卫生洁具、ABS装饰板广泛应用于建材工业。此外ABS还广泛的应用于包装、家具、体育和娱乐用品、机械和仪表工业中 ABS高胶粉用途 化学结构苯乙烯、丙稀晴－丁二烯橡胶，核壳型聚合物。物理特性1．产品胶含量在55－70％，在生产通用级ABS时，只需加入23－28％的高胶粉就能达到所需的性能指标，假如使用低胶粉则需加入28－33％，因此使用高胶粉能够降低成本。2．腈含量高，产品腈含量在26－28％左右，极性强，易于着色，耐化学性好，生产的ABS刚性强，提高光泽度。3．热变形温度高用高胶粉生产的通用ABS，热变形温度大幅度提
常用热固性塑料使用特性
常用热固性塑料使用特性 酚醛塑料PF 性能： 1.一般工业电器用：具有良好的可塑性，适用于一般压塑成型，工艺性良好，机电 性能好，光泽性好（如塑11-1，塑11-4，塑18-1，塑19-1） 2.高电绝缘用：适宜于压缩成型，除力学性能良好外，有优良的电绝缘性及耐水性 （如塑14-1，塑14-1T，塑17-1，塑21-1）。产品代号有“T”者表示有抗霉性 3.高频率用：有优良耐水、耐热性、耐高频率性，宜用于湿热带气候条件用（如塑 14-5，塑14-6，塑14-8，塑14-9，塑17-3） 4.耐水、耐热、耐油、耐腐蚀、防湿防霉用：有良好的机电性能外，还有上述各种 性能（如塑11-2，塑11-18） 5.耐冲击用：有高抗拉冲击强度，电绝缘，防湿，防霉，耐水性能（如塑32-1，塑 32-1T，塑32-5） 6.自然防霉，耐湿，耐酸特性及具有高度防湿，防霉，耐高频特性（如塑11-6，塑 35-1） 7.日用品用：有一定机械强度，工艺性好，价格便宜（如塑44-1等） 用途： 1.可用工业电器开关及零件，仪表壳，纺织机械零件，矿灯零件，旋钮灯头，开关， 插座等日用电器零件 2.可作电绝缘性，耐水性要求较高的电器仪表及电讯工业零件，交通电工器材几无 线电零件 3.可作耐高频的短波和超短波电讯器材，高绝缘试验仪器，无线电，雷达，电子管 灯座等电器零件 4.可作要求耐热、耐水、防霉、防腐的各种电器零件，用于船舶，湿热带气候条件 时 5.可用于有金属嵌件的复杂塑件，或用于防震，防湿，防霉场合时作真空管插座， 电磁开关座，蓄电池箱盖，通讯机外壳 6.可作蓄电池零件，人造纤维工业用零件，卫生医药用具，有酸，蒸气侵蚀的工作 条件时零件以及湿度大，频率高、电压高的电器，机械零件 7.可作瓶盖，纽扣等日用品零件 氨基塑料UF，MF 性能： 1.脲—甲醛塑料：着色性好，色泽鲜艳，外观光亮，无特殊气味，不怕电火花，有 灭弧能力，耐热，耐水性比酚醛弱，防霉性良好 2.三聚氰胺—甲醛：有高度抗弧性，介电性，较高耐水，耐热性，硬度高，其它 类似于脲—甲醛 用途： 1.可用日用品，航空及汽车的装饰器材，以及无线电，磁石发电机，点火器，电动 工具，矿用电器等零件 2.可用机电性能要求较高的零件，开关零件，接触器灭弧室和接触器零件，绝缘、防爆 等电器零件
常用塑料特性及其基本知
常用塑料特性及基本知识 为了进一步提高各品管人员对塑料的理解和更有效控制，现对常用塑料作以下简单阐述： 1、什么叫塑料： 塑料从其组成来讲，有些塑料单纯地由一种合成树脂组成，由这种树脂所制成的材料叫塑料。 2、塑料分类：以其受热行为分类，大体分为两类：“热固性塑料”和“热 塑性塑料”。 2．1 什么叫热固性塑料：热固性塑料是指在一定的温度和压力等条件下保持一定时间而固化、硬化后成为不熔不溶性物质的塑料，该种塑料不具备重复受热可塑性，如：酚醛、电木粉、环氧塑料等。 2．2 什么叫热塑性塑料：热塑性塑料是指在特定温度范围内能够反复加热软化和冷却定型的塑料，该种塑料具有可以重复使用和啤塑性能，如：ABS、PP、PC、PE等。 2．3 以塑料使用特点分类，可分为三种：通用塑料、工程塑料、特种塑料。2．3．1 通用塑料是指常用塑料，这类塑料产量大、用途广、价钱平/聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙稀（PVC）、聚苯乙烯（PS）。ABS等。 2．3．2 工程塑料是指可以作为结构部件使用的塑料，具有类似金属的特性，能代替各种金属作为工程结构件使用，聚酰氨（PA），聚碳酸酯（PC）， 聚甲醛（POM/赛钢），聚酯（PET），聚苯醚（PPO）等。2．3．3 特种塑料是指有某一方面特殊性能的塑料，具有较高耐热性、电绝缘性、耐腐蚀性等。 2.4 按用途分类塑胶分为工程塑胶和普通塑胶 一.按照受热性能,可分为热固性塑料和热塑性塑料. 热固性塑料—是经加热固化后不再在热的作用下变软而重复成型的塑料. 特点—质地坚硬,耐热性好,尺寸稳定,不溶于剂. 常见的有:酚醛塑料.环氧树脂.不饱和聚脂.脲甲醛.聚氯酯. 热塑性塑料—是指可以多次重复加热变软冷却结硬成型.主要由分子结构为线状或链状的聚合树脂构成. 常见的有:PE.PP.PS.ABS.PA.PMMA.PC.聚酯酸纤维等. 模具简介 1.两板模
塑料光纤的性能及其应用和制备
塑料光纤的特性以及应用 080611338 丁宁 摘要：介绍了塑料光纤在局域网、汽车工业、传感器等领域的应用。通过对石英光纤、金属电缆与塑料光纤的性能进行比较，得到了塑料光纤具有芯径大、柔韧性好、价格低廉、制作简单等特点。就塑料光纤在局域网、汽车工业、传感器等领域的应用进行了分析、总结。此外还指出阻碍塑料光纤进一步发展的因素。 一、引言 随着通信产业的迅猛发展，光纤作为信息载体的光信号传输介质在大容量数据的高速传输中起着重要的桥梁和纽带作用。目前，石英光纤由于其宽带、低损耗、适合长距离通信传输，而占据着光通信的主要市场。然而，由于石英光纤芯径小、连接复杂、成本高，所以在光纤人户时遇到很大的困难。随着短距离、大容量的数据通信系统及汽车等工业的迅速发展，塑料光纤(P0F)以其芯径大、柔韧性可塑性强、重量轻、价格低廉等优点而受到国际的普遍关注。为了对塑料光纤有一个较为全面的认识，本在查阅有关文献的基础上，阐述塑料光纤的主要特性和应用以及制备方法。 二、基本原理 塑料光纤的定义：塑料光学纤维是以光学塑料为材料的一类重要的光学纤维。 塑料光纤传光原理： 1、子午光线在阶跃型塑料光纤中的传输 阶跃型塑料光纤是一种具有芯皮结构的光纤。子午平面指的是包含有光纤轴的平面，所谓子午线，就是光线的传播路径始终在同一平面内，子午光线总是和光纤轴相交的，光在一种均匀介质传播时是一种直线式传播：当光从一种介质传至另一介质表面时，一般同时发生反射和折射；如果光从折射率小的光疏介质射入折射率大的光密介质时，则折射角小于入射角；而当光从光密介质射入光疏介质时折射角将大于入射角，因而当光从光密介质射入光疏介质时就有可能出现只有反射而无折射的现象，这就是全反射，全反射是光折射的一种边界效应，即光从一种透明介质进入到另一种介质里而发生弯曲的现象。塑料光纤就是通过全反射原理进行光传输的。 2、子午线在阶跃型光纤中的几何行程和反射次数 由于子午光线入射光纤中并不是同一角度，故而其在光纤中的几何行程也不相同。无论是子午线在光线中的行程计算公式还是反射次数计算公式，都是假定光纤是处于非常理想状态下：光纤非常直，光纤直径均匀，光纤内部无缺陷和光纤入射端面平直等，倘若光纤不在这一理想条件下，则入射子午线全反射的状况就会发生变化，如有的会从光纤中反射出，有的反射角会发生变化等，因此光纤的传输损耗也会增加。 3、斜光线在阶跃型折射率塑料光纤中的传输 所谓斜面光线，就是光在光纤中传输中时，并不是像子午光线一样保证在同一平面内，它在光纤中传输时，其轨道通常是一空间螺旋曲线，其最大入射角比子午线的大，但通常以子午线传输表征光纤的传输特性，自然这是最理想的一种状况。 4、光在渐变型折射率分布塑料光纤中的传输 对于渐变型折射率GI 塑料光纤，同样有子午线和斜光纤，这种光纤折射率并不是一恒定常数，而是随着离轴距离的增加而折射率下降，其渐变折射分布图参见如下；抛物线型折射率分布光纤具有较小的模式色散的特点，渐变折射分布有多种形式，当折射率分布按二次方抛物线分布时，子午线在光纤中的传播路径为正弦曲线型，斜光纤的传播路径为螺旋曲线，渐变型折射率塑料光纤多用于短距离数据传输，用于光纤照明较少。 5、荧光塑料光纤的传光原理 荧光塑料光纤就是在塑料光纤芯材中掺入一定量的荧光剂制备而成的塑料光纤，这种塑
各种塑料特性、工艺及用途
各种塑料特性、成型工艺、用途 ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 化学和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性:丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性;苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看,ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物,一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相,另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性,并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性,例如从中等到高等的抗冲击性,从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 注塑模工艺条件 干燥处理:ABS材料具有吸湿性,要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~90C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。熔化温度:210~280C;建议温度:245C。模具温度:25…70C。(模具温度将影响塑件光洁度,温度较低则导致光洁度较低)。注射压力:500~1000bar。注射速度:中高速度。 典型用途 汽车(仪表板,工具舱门,车轮盖,反光镜盒等),电冰箱,大强度工具(头发烘干机,搅拌器,食品加工机,割草机等),电话机壳体,打字机键盘,娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。 PC 聚碳酸酯
化学和物理特性 PC是一种非晶体工程材料,具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、 抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的缺口伊估德冲击强度(otched Izod impact stregth)非常高,并且收缩率很低,一般为0.1%~0.2%。 PC有很好的机械特性,但流动特性较差,因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种品质的PC材料时,要以产品的最终期望为基准。如果塑件要求有较高的抗冲击性,那幺就使用低流动率的PC材料;反之,可以使用高流动率的PC材料,这样可以优化注塑过程。 注塑模工艺条件 干燥处理:PC材料具有吸湿性,加工前的干燥很重要。建议干燥条件为100C 到200C,3~4小时。加工前的湿度必须小于0.02%。 熔化温度:260~340C。 模具温度:70~120C。 注射压力:尽可能地使用高注射压力。 注射速度:对于较小的浇口使用低速注射,对其它类型的浇口使用高速注射。 典型用途 电气和商业设备(计算机组件、连接器等),器具(食品加工机、电冰箱抽屉等),交通运输行业(车辆的前后灯、仪表板等)。 PE-HD 高密度聚乙烯 化学和物理特性
塑料的种类和主要特性
塑料的种类和主要特性及家具中的应用 A,主要特性 高压聚乙烯柔软、透明、无毒；低压聚乙烯刚硬、耐磨、耐蚀，电绝缘性较好 B,用途举例 :高压聚乙烯：薄膜、软管、塑料瓶；低压聚乙烯：化工设备、管道、承载不高的齿轮、轴承等 A,主要特性 :强度、硬度、弹性均高于聚乙烯，密度小，耐热性良好，电绝缘性能和耐蚀性能优良，韧性差，不耐磨，易老化B,用途举例 :法兰、齿轮、风扇叶轮、泵叶轮、把手、电视机(收录机) 壳体以及化工管道、容器、医疗器械等 A,主要特性
:较高的强度和较好的耐蚀性。软质聚氯乙烯，其伸长率高，制品柔软，耐蚀性和电绝缘性良好 B,用途举例废气排污排毒塔、气体液体输送管，离心泵、通风机、接头；软质PVC 薄膜、雨衣、耐酸碱软管、电缆包皮、绝缘层等 A,主要特性 :耐蚀性、电绝缘性、透明性好，强度、刚度较大，耐热性、耐磨性不高，抗冲击性差，易燃、易脆裂 B,用途举例 :纱管、纱绽、线轴；仪表零件、设备外壳；储槽、管道、弯头；灯罩、透明窗；电工绝缘材料等 5, 丙烯腈─丁二烯─苯乙烯共聚合物(ABS) A,主要特性 :较高强度和冲击韧度，良好的耐磨性和耐热性，较高的化学稳定性和绝缘性，易成形，机械加工性好，耐高、低温性能差，易燃，不透明 B,用途举例
齿轮、轴承、仪表盘壳、冰箱衬里以及各种容器、管道、飞机舱内装饰板、窗框、隔音板等，也可制作小轿车车身及档泥板、扶手、热空气调节导管等汽车零件6, 聚酰胺(PA)尼龙或锦纶 A,主要特性 强度、韧性、耐磨性、耐蚀性、吸振性、自润滑性良好，成形性好，无毒、无味。蠕变值较大，导热性较差，吸水性高，成形收缩率大 B,用途举例 尼龙610、66、6 等，制造小型零件(齿轮、蜗轮等)；芳香尼龙制作高温下耐磨的零件，绝缘材料和宇宙服等。应注意，尼龙吸水后性能及尺寸发生很大变化 A,主要特性 抗拉、抗弯强度高，冲击韧度及抗蠕变性能好，耐热性、耐寒性及尺寸稳定性较高，透明度高，吸水性小，良好的绝缘性和加工成形性，化学稳定性差垫圈、垫片、套管、电容器等绝缘件；仪表外壳、护罩；航空及宇航工业中制造信号灯、挡风玻 B,用途举例
常用塑料汇总
第六节常用塑料 一、热塑性塑料 （一）聚乙烯（PE） １．基本特性 聚乙烯塑料由乙烯单体经聚合而成, 按聚合时采用的生产压力的高低可分为高压、中压和低压聚乙烯三种。 低压聚乙烯又称高密度聚乙烯（HDPE），具有较高的刚性、强度和硬度。但柔韧性、透明性较差。 高压聚乙烯低又称低密度聚乙烯（LDPE）,具有较好的柔软性、耐寒性、耐冲击性，但耐热、耐光、耐氧化能力差、易老化。 聚乙烯无毒、无味、外观上是白色蜡状固体，微显角质状，柔而韧，比水轻，除薄膜外，其它制品皆不透明，有一定的机械强度，但与其他塑料相比除冲击强度较高外，其它力学性能绝对值在塑料材料中都是较低的。聚乙烯有优异的介电绝缘性，介电性能稳定；化学稳定性好，能耐稀硫酸、稀硝酸及其他任何浓度的酸、碱、盐的侵蚀；除苯及汽油外，一般不溶于有机溶剂；其透水气性能较差，而透氧气、二氧化碳及许多有机物质蒸气的性能好；聚乙烯是分子链仅由碳氢两种元素组成的高分子烷属链烃，极易燃烧，氧指数仅17.4，是最易燃烧的塑料品种之一。聚乙烯制品受到日光照射时，制品最终老化变脆。聚乙烯的耐低温性能较好，在-60℃下仍具有较好的力学性能，但其使用温度不高，一般LDPE的使用温度在80℃左右，HDPE的使用温度在100℃左右。 ２．应用 聚乙烯是产量最大，应用最广的塑料品种,高密度聚乙烯可用于制造塑料管、各种型材、单丝以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等；低密度聚乙烯常用作塑料薄膜、软管于制、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电线电缆包皮等。 ３．成型特点 聚乙烯的成型加工都是在熔融状态下进行的，成型时，收缩率大，在流动方向与垂直方向上的收缩差异大,易产生变形和产生缩孔；成型时的熔体温度一般约高出聚乙烯熔融温度30~50摄氏度。它可采用多种成型加工，可以注塑、挤出、中空吹塑、薄膜压延、大型中空制品滚塑、发泡成型等。聚乙烯质软易脱模，制品有浅的侧凹时可强行脱模。 （二）聚氯乙烯（PVC） １．基本特性 聚氯乙烯树脂是白色或淡黄色的坚硬粉末，纯聚合物的透气性和透湿率都较低。硬聚氯乙烯不含或少含增塑剂，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能；软聚氯乙烯含有较多的增塑剂，柔软性、断裂伸长率较好，但硬度、抗拉强度较低。聚氯乙烯有较好的电气绝缘性
各种常用塑料性能对比及用途2
工程塑料总概 热性质 玻璃转移温度（Tg）及熔点（Tm）；热变形温度（HDT）高；长期使用温度高（UL-746B）；使用温度范围大；热膨胀系数小。 机械性质 高强度,高机械模数,低潜变性,强耐磨损及耐疲劳性。其它 耐化学药品性、抗电性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。 主要品种 工程塑料是指一类可以作为结构材料，在较宽的温度范围内承受机械应力， 在较为苛刻的化学物理环境中使用的高性能的高分子材料。]般指能承受一 定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持 其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。 被当做通用性塑胶者包括聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)、聚酰胺(尼龙, Polyamide, PA)、聚缩醛(Polyacetal, Polyoxy Methylene, POM)、变性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide, 变性PPE)、聚酯(PETP，PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide, PPS)、聚芳基酯，而热硬化性塑胶则有不饱和聚酯、酚塑胶、环氧塑胶等。 拉伸强度均超过50MPa，抗拉强度在500kg/cm2以上，耐冲击性超过 50J/m，弯曲弹性率在24000kg/cm2，负载挠曲温度超过100℃，其硬度、老 化性优。聚丙烯若改善硬度及耐寒性，则亦可列入工程塑胶的范围。此外， 较特殊者为强度弱、耐热、耐药品性优的氟素塑胶，耐热性优的矽溶融化合 物、聚醯胺醯亚胺、聚醯亚胺、Polybismaleimide、Polysufone(PSF)、 PES、丙烯塑胶、变性蜜胺塑胶、BT Resin、PEEK、PEI、液晶塑胶等。因为 化学构造不同，故耐药品性、摩擦特性、电机特性等也有若干差异。且因成 形性的不同，故有适用于任何成形方式者，亦有只能以某种成形方式加工 者，造成应用上的受限。热硬化型的工程塑胶，其耐冲击性较差，因此大多 添加玻璃纤维。工程塑胶除了聚碳酸酯等耐冲击性大者外，通常具有延伸率 小、硬、脆的性质，但若添加20~30%的玻璃纤维，则可有所改善。 常见工程塑料的的应用 聚酰胺 （PA）由于它独特的低比重、高抗拉强度、耐磨、自润滑性好、冲击韧性优 异、具有刚柔兼备的性能而赢得人们的重视，加之其加工简便、效率高、比 重轻（只有金属的1/7）、可以加工成各种制品来代替金属，广泛用于汽车 及交通运输业。典型的制品有泵叶轮、风扇叶片、阀座、轴承、各种仪表 板、汽车电器仪表、冷热空气调节阀等零部件，大约每辆汽车消耗尼龙制品 达3.6~4千克。聚酰胺在汽车工业的消费比例最大，其次是电子电气。
塑料光纤应用及发展前景
塑料光纤特性研究及其应用 摘要： 塑料光纤是由高折射率的高聚物芯层和低折射率的高聚物包层所制成的光导纤维。塑料光纤的研究己经历30年之久，最早的塑料光纤是美国杜邦公司于1968年开发的聚甲基内烯酸甲酯阶跃型塑料光纤。最初生产的塑料光纤由于衰减大、色散大，带宽远远不能满足高速数据通信的要求，它仅仅用于照明、汽车车灯监控等非通信领域。随着高聚物材料的合成工艺，改性方法等技术的发展，使得塑料光纤的芯、包材料的选择，制造工艺方法，性能的改善等方面得以长足发展，现今塑料光纤己达到成熟生产和实用化水平。现在研制的新型氟树脂塑料光纤(POF)的传输速率为2. 5 Gbit/s,传输距离达200 m，其性能与现存的石英多模光纤技术性能完全接近，充分展示了塑料光纤的魅力和应用前景。这种塑料光纤可以取代石英多模光纤应用到光纤入户的局域网建设中，市场潜力巨大。 塑料光纤与石英光纤相比，塑料光纤在高速短距离通信网络中具有显著的竞争优势，它在100~1 000 m范围内带宽可达数GHz，而成本与对称电缆相当同时塑料光纤具有加工容易、弯曲性能好、连接分路简单、操作简便、价格便宜、可以采用可见光作光源等一系列优点。 塑料光纤制备技术的不断提升正不断提升这塑料光纤的品质，在汽车，局域网，甚至战斗机等高速短距离通信要求较高，传输距离不高的地方，塑料光纤起着举足轻重的地位。 关键词：市场现状制备方法市场前景特性研究应用领域 目录 前言： (2) 1.塑料光纤市场现状及前景 (2) 1.1塑料光纤发展过程及前景 (2) 1.2塑料光纤主要市场现状 (3) 1.2.1汽车工业 (3) 1.2.2.消费电子 (3) 1.2.3工业控制总线系统 (4) 1.2.4互连网 (4) 2.塑料光纤的材料及性能 (5) 2.1.塑料光纤的皮层材料 (5) 2.2塑料光纤的芯材料 (5) 2.3塑料光纤的性能 (6) 3塑料光纤的制备技术及比较 (9) 3.1塑料光纤制备技术 (9) 3.1.1棒管法 (9) 3.1.2共挤法 (10)
常用塑料特性
尼龙1010特性 尼龙1010是一种半透明白色或微黄色坚韧固体，具有一般尼龙的共性。密度在1.04～1.05g/cm3之间，对霉菌的作用非常稳定，无毒，对光的作用也很稳定。它的机械性能、热和电性能列人表2-30。从表中看出：尼龙1010的最大特点是具有高度延展性，不可逆拉伸能力高，在拉力的作用下，可牵伸至原长的3～4倍，同时，还具有优良冲击性能和低温冲击性能，－60℃下不脆。但是，在高于100℃下，长期与氧接触逐渐变黄机械强度下降，特别是在熔融状态下，极易热氧化降解。 尼龙(Nylon,Polyamide,简称PA)是指由聚酰胺类树脂构成的塑料。此类树脂可由二元胺与二元酸通过缩聚制得，也可由氨基酸脱水后形成的内酰胺通过开环聚合制得，分子式为：[ NH(CH2)m NHCO (CH2)n-2 CO ] n [ NH(CH2)n-1 CO ] n PA主要用于家用电器元件、电子及机电工业产品如插头、线等，亦用于生产汽车及仪表中的零部件、体育用品、输送管道、医疗器材、尼龙带、尼龙薄膜及织物等。
与PS、PE、PP等不同，PA不随受热温度的升高而逐渐软化，而是在一个靠近熔点的窄 的温度范围内软化，熔点很明显，温度一旦达到就出现流动。 一、PA性能的主要优点有： 1. 机械强度高，韧性好，有较高的抗拉、抗压强度。抗拉强度接近于屈服强度，比ABS高一倍多。对冲击、应力振动的吸收能力强，冲击强度比一般塑料高了许多，并优于缩醛树脂。 2. 耐疲劳性能突出，制件经多次反复屈折仍能保持原有机械强度。常见的自动扶梯扶手、新型的自行车塑料轮圈等周期性疲劳作用极明显的场合经常应用PA。 3. 表面光滑，摩擦系数小，耐磨。作活动机械构件时有自润滑性，噪声低，在摩擦作用不太高时可不加润滑剂使用；如果确实需要用润滑剂以减轻摩擦或帮助散热，则水油、油脂等都可选择。 4. 耐腐蚀，十分耐碱和大多数盐液，还耐弱酸、机油、汽油等溶剂，对芳香族化合物呈惰性，可作润滑油、燃料等的包装材料。 5. 对生物侵蚀呈惰性，有良好的抗菌、抗霉能力。 6. 耐热，使用温度范围宽，可在-450C至+1000C下长期使用，短时耐受温度达120-1500C。 7. 有优良的电气性能。在干燥环境下，可作工频绝缘材料，即使在高湿环境下仍具有较好的电绝缘性。 8. 制件重量轻、易染色、易成型。因有较低的熔融粘度，能快速流动。易于充模，充模后凝固点高，能快速定型，故成型周期短，生产效率高。 二、PA性能的主要缺点； 1. 易吸水。吸水会在一定程度上影响制件尺寸和精度,特别是薄壁件增厚影响较大；吸水亦会大大降低塑料的机械强度。在选材时，应顾及使用环境及与别的元件的配合精度的影响。 2. 耐光性较差。在长期偏高温环境下会与空气中的氧发生氧化作用,开始时颜色变褐，继面破碎开裂。 3. 注塑技术要求较严：微量水分的存在都会对成型质量造成很大损害;因热膨胀作用使制品尺寸稳定性较难控制；制品中尖角的存在会导致应力集中而降低机械强度；壁厚如果不均匀会导致制件的扭曲、变形；制件后加工时设备精度要求高。 4. 会吸收水、醇而溶胀，不耐强酸及氧化剂，不能作耐酸材料使用。 PA的品种很多，如今已有几十种，以PA6、PA66、PA610最为常用。 PA6{ [ NH ( CN2)5 CO ]n} PA6熔融温度较PA66低，加工性能比其他PA好。制件有较高冲击强率，载荷分散性、弹性比PA66大，柔软性好，工作温度80-1000C，低温脆化温度-20至-300C，适于轻载荷条件下使用，可作机器仪表、仪器零件、电线电缆的绝缘；用玻纤增强后可制作齿轮、泵叶。但PA6吸水性很大，饱和吸水率高达10%左右，影响性能；又因介电常数较大，不宜用作高频低损耗材料。 PA66{ [ NH ( CN2)6 NH CO(CH2)4 CO ] n} PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种。其结晶度高，故刚性、硬度、耐热性都高，屈服强度较PA6和PA66大，摩擦系数小，耐应力开裂性良好，尤其是抗蠕变性是热塑性塑料中最强的品种之一；吸水率为7%，工作温度100-1200C。适于在中等载荷条件下使用，可制作盛载化学药物的瓶、管，其他用途类似于PA6。 PA610{ [ NH ( CN2)6 NH CO(CH2)8 CO ]n} PA610易于成型，性能介于PA6和PA66之间，硬度较高，耐磨性比PA6稍差。最大特点是吸水变化很小，尺寸较稳定，可代替PA6和PA66制作精密尺寸制件。
常用塑料的用途
常用塑料的用途 一、塑料的含义： 塑料是以相对分子质量高的合成树脂为主要成分，加入其它添加剂，可在一定温度和压力下塑化成型的高分子合成材料。 二、塑料的组成： 1.树脂：树脂是在受热时软化，在外力作用下有流动倾向的聚合物。它是塑料中起粘结作用的成分，也叫粘料。树脂主要决定塑料的基本类型（热塑性和热固性）和基本决定塑料的主要性能（机械性能、化学性能、导电性能等）。 2.添加剂： (1)填料：主要起改善塑料性能的作用。常用的有粉状的木粉、滑石粉、铁粉、石墨粉等，纤维状的玻璃纤维、石棉纤维等，片状的麻布、棉布、玻璃布等。 (2)增塑剂：改善塑料的性能和提高柔软度。常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类，癸二酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。 (3)稳定剂：能阻缓材料变质的成分。常用的稳定剂有二盐基性亚磷酸铅、三盐基性硫酸铅、硬脂酸钙、硬脂酸钡等。 三、塑料的特性： 1.重量轻：塑料的密度一般在0.9- 2.3g/ml之间，约为铝的一半，铜的1/6。 2.比强度和比刚度高。(见表1-1) 3.化学稳定性好：对酸碱等化学物质有良好的抗腐蚀性。 4.电绝缘性好:塑料有优越的电绝缘性和耐电弧特性。 5.性和性能好。 6.消声和吸震性能好。 7.自润滑性好。 四、常用热性塑料的使用性能和用途: 常用热性塑料的使用和使用用途如下： (1) 硬聚氯乙烯(HPVC) 性能：机械强度高，硬度大，绝缘性优良，耐酸碱力极强，化学稳定性好，组热性好，印刷及焊接性好，但软化点低。 用途：适应制造型材，管材，棒材，板材，片材，丝类，中空瓶，焊条及注射制品(管件和阀门等)，代替木材和金属材料。 (2) 软聚氯乙烯(SPVC) 性能：制品柔软，断裂伸长率大，机械强度﹑耐腐蚀性﹑电绝缘性均低于硬聚氯乙烯，且易老化。
浅谈塑料光纤与光纤照明应用
浅谈塑料光纤与塑料光纤照明应用 导读：今天浅谈下塑料光纤灯发展概要及主要研发生产国情况，深入了解下塑料光纤的照明应用领域及市场前景，同时增强自身的专业知识，让更多的朋友加入我们的队伍来宣传并推广光纤照明应用。 一、浅谈塑料光纤 通过对塑料光纤的传光原理的研究及相关材料的开发，欧日等国的公司对塑料光纤的研制取得了重要的进展。 它们研制成的塑料光纤，光损耗率已降到25～9dB/Km。其工作波长已扩展到870nm(近红外光)，接近石英玻璃光纤的实用水平。美国研制的一种PFX塑料系列光纤，有着优异的抗辐照性能。 此外，美国麻省波士顿光纤公司研制的Opti-Giga塑料光纤更是引人注目，它不仅比玻璃轻、柔性更好、成本更低，而且可在100米内以每秒3兆比特的速度传输数据。这种光纤还可以利用光的折射或光在纤维内的跳跃方式来达到较高的传输速度。 现在美欧日已把塑料光纤用于短途传输，如汽车、医疗器械、复印机等。就目前塑料光纤生产量而言，日本是世界上最大的塑料光纤生产者，然而却是欧洲推动了塑料光纤新应用领域的开发并建立了光纤检验标准。2001年下半年是欧洲塑料光纤工业发展的重要阶段，在这段时间内建立了欧洲塑料光纤检验和测量的新发展方针。世界上第一个专用塑料光纤应用中心(POFAC)在德国Nuremberg 落成。德国采用塑料光纤已经研制成功了多媒体总线系统MOST (24Mbit/s)，并且有几家轿车制造商已把该系统引入到自己的产品上。德国宝马公司(BMW)在其新的7个系列产品中开创了使用100m塑料光纤的记录。 二、光纤照明应用领域及前景 光纤照明是近年新发展起来的一门全新高科技照明技术。它是采用光导纤维
塑料的分类及基本特性(精)
塑料的分类及基本特性 学校名称：江阴职业技术学院 院系名称：化学纺织工程系 时间：2017年3月10日
1.塑料的分类及基本特性 1.1塑料的概念 塑料是以树脂（天然的或合成的）为主要组分，加入一些用来改善使用性能和工艺性能的添加剂而制成的。因其通常在加热、加压条件下塑制成型，故称为塑料。 1.2 1.2.1按树脂的性质分类 热塑性塑料：在特定温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。 热固性塑料：因受热或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。 1.2.2按塑料使用范围分类 通用塑料：指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。 工程塑料：指能承受一定的外力作用，并有良好的机械性能和尺寸稳定性，在高、低温下仍能保持其优良性能，可以作为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。 特种塑料：般指具有特种功能（如耐热、自润滑等），应用于特殊要求的塑料。如氟塑料、有机硅等。 1.3塑料的基本性能 1. 质轻、比强度高。塑料质轻，一般塑料的密度都在0.9~ 2.3克/厘米3之间，只有钢铁的1/8~1/4、铝的1/2左右，而各种泡沫塑料的密度更低，约在0.01~0.5克/厘米3之间。按单位质量计算的强度称为比强度，有些增强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例如合金钢材，其单位质量的拉伸强度为160兆帕，而用玻璃纤维增强的塑料可达到170~400兆帕。 2. 优异的电绝缘性能。几乎所有的塑料都具有优异的电绝缘性能，如极小
的介电损耗和优良的耐电弧特性，这些性能可与陶瓷媲美。 3. 优良的化学稳定性能。一般塑料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力，特别是聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好，甚至能耐"王水"等强腐蚀性电解质的腐蚀，被称为“塑料王”。 4. 减摩、耐磨性能好。大多数塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。许多工程塑料制造的耐摩擦零件就是利用塑料的这些特性，在耐磨塑料中加入某些固体润滑剂和填料时，可降低其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。 5. 透光及防护性能。多数塑料都可以作为透明或半透明制品，其中聚苯乙烯和丙烯酸酯类塑料象玻璃一样透明。有机玻璃化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯，可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能，大量用作农用薄膜。塑料具有多种防护性能，因此常用作防护保装用品，如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。 6. 减震、消音性能优良。某些塑料柔韧而富于弹性，当它受到外界频繁的机械冲击和振动时，内部产生粘性内耗，将机械能转变成热能，因此，工程上用作减震消音材料。例如，用工程塑料制作的轴承和齿可减小噪音，各种泡沫塑料更是广泛使用的优良减震消音材料。 上述塑料的优良性能，使它在工农业生产和人们的日常生活中具有广泛用途；它已从过去作为金属、玻璃、陶瓷、木材和纤维等材料的代用品，而一跃成为现代生活和尖端工业不可缺少的材料。 然而，塑料也有不足之处。例如，耐热性比金属等材料差，一般塑料仅能在100℃以下温度使用，少数200℃左右使用；塑料的热膨胀系数要比金属大3~10倍，容易受温度变化而影响尺寸的稳定性；在载荷作用下，塑料会缓慢地产生粘性流动或变形，即蠕变现象；此外，塑料在大气、阳光、长期的压力或某些质作用下会发生老化，使性能变坏等。塑料的这些缺点或多或少地影响或限制了它的应用。但是，随着塑料工业的发展和塑料材料研究工作的深入，这些缺点正被逐渐克服，性能优异的新颖塑料和各种塑料复合材料正不断涌现。
常用塑料特性及加工工艺
常用塑料特性及加工工艺 PEI 聚乙醚 典型应用范围: 汽车工业（发动机配件如温度传感器、燃料和空气处理器等），电器及电子设备（电气联结器、 印刷电路板、芯片外壳、防爆盒等），产品包装，飞机内部设备，医药行业（外科器械、工具壳 体、非植入器械）。 注塑模工艺条件: 干燥处理：PEI具有吸湿特性并可导致材料降解。要求湿度值应小于0.02%。建议干燥条件为 150C、4小时的干燥处理。 熔化温度：普通类型材料为340~400C；增强类型材料为340~415C。 模具温度：107~175C，建议模具温度为140C。 注射压力：700~1500bar。 注射速度：使用尽可能高的注射速度。 化学和物理特性: PEI具有很强的高温稳定性，既使是非增强型的PEI，仍具有很好的韧性和强度。因此利用PEI 优越的热稳定性可用来制作高温耐热器件。 PEI还有良好的阻燃性、 抗化学反应以及电绝缘特性。 玻璃化转化温度很高，达215C。PEI还具有很低的收缩率及良好的等方向机械特性。 PE-LD 低密度聚乙烯 典型应用范围: 碗，箱柜，管道联接器 注塑模工艺条件: 干燥：一般不需要
熔化温度：180~280C 模具温度：20~40C 为了实现冷却均匀以及较为经济的去热，建议冷却腔道直径至少为8mm，并且从冷却腔道到 模具表面的距离不要超过冷却腔道直径的1.5倍。 注射压力：最大可到1500bar。 保压压力：最大可到750bar。 注射速度：建议使用快速注射速度。 流道和浇口: 可以使用各种类型的流道和浇口。PE-LD特别适合于使用热流道模具。 化学和物理特性: 商业用的PE-LD材料的密度为0.91~0.94 g/cm3。PE-LD对气体和水蒸汽具有渗透性。PE-LD 的热膨胀系数很高不适合于加工长期使用的制品。 如果PE-LD的密度在0.91~0.925 g/cm3之间，那么其收缩率在2%~5%之间；如果密度在 0.926~0.94 g/cm3之间，那么其收缩率在1.5%~4%之间。当前实际的收缩率还要取决于注塑工艺 参数。 PE-LD在室温下可以抵抗多种溶剂， 但是芳香烃和氯化烃溶剂可使其膨胀。 同PE-HD类似， PE-LD 容易发生环境应力开裂现象。 PE-HD 高密度聚乙烯 典型应用范围: 电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。 注塑模工艺条件:
常用塑料分类及其用途L
常用塑料名称缩写 1．聚苯乙烯（POLYSTYRENE），简称聚苯、PS、GPS、硬胶，是一种通用的透光性材料，特点如下：（1）光学性能好，其透光率达88%—92%。 （2）电气性能优良。 （3）着色性能好。 （4）热膨胀系数大，易产生内应力，宜用高料温、模温、低压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔，变形（尤其对壁厚塑件），但料温高易出银线，料温低则透明度差。 （5）最大的缺点是脆性，抗冲击强度低。 （6）耐热温度低，其制品的最高连续使用温度60—80`。 （7）耐酸性能较差。 2．改性聚苯乙烯（HIPS），俗称不碎胶，比PS有较强的韧性和耐冲击强度，较大的弹性。 3．ABS： （1）机械强度高。
（2）抗冲击能力强，低温时也不会迅速下降。 （3）缺口敏感性较优。 （4）抗蠕变性好，温度升高也不会迅速下降。 （5）有一定的表面硬度，抗抓伤，耐磨性好，摩擦系数低。 （6）产品有良好的质感。 （7）电气性能好，受温度、湿度、频率变化影响小。 （8）一般耐热可达90`C，耐热型的还可以在110—115`C下连续使用。 （9）耐低温达—40`C。 （10）耐酸、碱、盐、耐油耐水。 （11）不易燃着。 （12）可以喷油、印刷、还可以电镀。 （13）能与其它许多热塑性或热固性塑料共混，改进这些塑料的加工和使用性能。 （14）缺点：不耐有机溶剂，耐候性较差，吸湿性强。 4．聚乙烯（POLYETHEREN），简称PE、马力士，是产量最大，使用最普遍的一种塑料，其特点是：（1）软性，无毒，价廉，加工方便。 （2）收缩率比其他塑料大（1.5—3.5%），且方向性明显，易变形，翘曲。 （3）结晶倾向比其他塑料大（结晶料）。 （4）流动性极好，且流动性对压力变化敏感。 （5）宜用高压注射，射速要快，保压要充分，料温应均匀。 5．聚丙烯（POLYPRORYLENE），简称PP，俗称百折胶，其性能如下： （1）结晶料，流动性极好，成形性能好，制件的表面光泽、染色效果、外伤留痕等方面优于聚乙烯（PE）。 （2）是通用塑料中耐热最高的一种（100`C）。 （3）抗位强度大，在100`C时仍保留常温时抗位强度的一半。 （4）屈服强度高，有较高的弯曲疲劳寿命。 （5）收缩率小于橡胶（HDPE），产品的翘曲，扭弯等变形程度也相对小些。 （6）冷却速度快。 （7）表面硬度比橡胶（HDPE）高，耐刮性，耐磨性也较之为好。 （8）有良好的耐应力开裂性，制件在嵌入配件后或在螺丝拧紧后不致于太容易开裂。 （9）密度小（0.0—0.1），是目前使用的塑料中最轻的品种之一。 （10）有较好的抗化学药品浸蚀性，能耐80`C以下的无机酸、碱液、盐类及很多有机溶剂的浸泡，吸水性也很小。 （11）电气性能好，介电常数低。 （12）耐冲击强度随温度变化而变化，比聚乙烯（PE）低温脆化温度高。 （13）不宜制造尺寸精度要求高或容易出现变形缺陷的产品，模具结构要特别讲究结构的合理安排。 （14）刚性不足，不宜作受力机械构件。 （15）装饰性和装配性受到限制。 （16）防火安全性差。 （17）耐候性较差。 6．尼龙（NYLO、POLYARHIDE）简写PA、属结晶料，其特点如下： 优点： （1）机械强度高，韧性好，有较高的抗位，抗压强度。 （2）耐疲劳性能突出，经受多次反复屈折仍能保持原有的机械强度。 （3）表面光滑，摩擦系数小，耐磨。 （4）耐腐蚀，耐碱和大多数盐液，还耐弱酸，机油、汽油。 （5）无毒，对生物侵蚀呈惰性，有良好抗菌、抗毒能力。
常见的几种塑料及其特性
2．4．1gz烯(PE) 聚乙烯塑料的产量为塑料上、IL之冠，其巾以高乐聚乙烯的产量最大。聚乙烯树脂为无毒、无味，旱白色或乳白色，柔软、半透明的大理石状粒料，密度为o．9l—o．96R／cms，为 结吊型塑料。 聚乙烯按聚合时所采用体力的不同，可分为高乐、中压和低压聚乙烯。高压聚乙烯的分子结构不是单纯的线则，而是带有许多支链的树枝状分子，因此它的结晶度不高(结晶度仅60％一70％)，密度较低，AVX钽电容相对分于质坦较小，常称为低密度聚乙烯。它的耐热性、硬度、机械强度等都较低，但是它的介电性能好，具有较好的柔软性、耐冲击性及透明性，成型加 工性能也较好。小、低压聚乙烯的分子结构是支链很少的线型分子，其相对分子质虽、结晶度较高(高达87％一95％)，密度大，相对分子质量大，常称为高密度聚乙烯。它的耐热世、硬度、机械强度等较高，但柔软性、耐冲击性及透明件、成型加下性能较差。 低压聚乙烯可用于制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮、轴承等；中压聚乙烯最适宜的成型方法有高速吹塑成型，Mr制造瓶类、包桨用的薄膜以及各种汗 射成型制品和旋转成型制品，也可用齐电线电缆上面；高爪聚乙烯常用于制作塑料薄膜(理想的包装材料)、软管、塑料瓶，以及电气11rk的绝缘零件和电缆外皮等。 成型，Ik缩中范围及收缩值大，方向性明显，容易变形、翘曲，应控制模温，保持冷却均 匀、稳定；流动性好且对历力变化敏感，宜用高压注射，料温均匀，填充速度应伙，保压充分；冷却速度慢，因此必须充分冷却．模具应没有冷却系统；质软易脱模，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。 2．4．2聚丙烯4PP) 聚向烯无色、无味、无毒，外观似聚乙烯，但比聚乙烯更透明、更轻，密度仅为o．90— o．91g／cm3，不吸水，光泽好，易着色。 聚丙烯具有聚乙烯所有的优良性能，如电越的介电性能、耐水性、化学稳定性，育于成型加工等，还具有聚乙烯所没有的许多‘K能，如屈服强度、抗抓强度、抗压强度和硬度及弹 性比聚乙烯好。定闭t伸厉聚丙烯可制作铰链，有特别高的抗弯曲疲劳强度，如用聚丙烯注射戊型一体铰链(盖和本体合一的各种容器)，经过70 ooo ooo次开闭弯折未产生损坏和断裂现象。聚丙烯熔点为164一170℃，耐热性好，能在100。c以上的温度下进行消毒灭菌。其低温使用温度达一15℃，低于一35℃时会脆裂。聚内烯的高频绝缘性能好，而且由于其不 吸水，绝缘性能不受湿度的影响，但在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加人防老化剂。 聚丙烯可用做各种机械零件如法兰、接头、泵Df轮、汽车零件和凯?车零件，可作为水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道，化：[容器和其他设备的衬里、表面涂层，刘制造盖和本 体合一的箱犬、各种绝缘零件，并用于医药工业个。 成型收缩范围及收缩中大，易发个缩孔、凹疽、变形，方向性强，流动性极好，易十成型，热容量大，注射成型模具必须设汁能充分进行冷却的冷却回路，注意控制成型温度。料温低时方向性明显，尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯成型的适宜模温为80℃左右，不