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
料光纤经过特定波长的光照射后，将发出特定波长的光，其原理比较复杂，可简单认为基态分子中成键电子吸收光后激发，然后单线态分子返回到基态，即发出荧光。荧光塑料光纤按折射率分布结构分类，可分为荧光SI 塑料光纤和荧光GI 塑料光纤，掺杂有机染料的塑料光纤A最重要特性是在宽波长范围内提供高功率输出。它满足一般的SI 型光纤的传光特性，但入射光的波长不同于出射光的波长。荧光塑料光纤还有另一种传光方式，这就是入射光可从侧面照射荧光塑料光纤，出射光从光纤两端面出射，当然入射光的波长不同于出射光的传输波长。荧光材料的光特性主要依赖于基质材料，荧光塑料光纤增益放大特性同泵浦波长、荧光塑料光纤长度及所用掺杂剂和浓度有关。所谓增益G是指塑料光纤输出信号光功率Pout 与输入光功率Pin之间的一种比值。
6、结语
塑料光纤之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构，光在塑料光纤中传输是按全反射原理进行传光的，光在SI 塑料光纤中的传输方式为全反射式锯齿型，光在GI 塑料光纤中的传输方式为正弦曲线型；同时为了简化计算，选用子午线进行了参数计算，子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内，这些参数计算包括最大入射角或发射光角度、数值孔径、子午线在阶跃型光纤中的几何行程及反射次数；侧面发光塑料光纤和荧光塑料光纤也是按全反射原理进行传光的，对于单芯侧面发光塑料光纤多是由非固有损耗导致侧面发光，而对于多芯侧面发光塑料光纤则是由弯曲损耗产生侧面发光的。荧光塑料光纤经过特定波长光激发后发出特定波长的光，而且激发光不仅可从端面入射，而且可从侧面入射。
三、基本性质
塑料光纤具有如下许多突出的优点：
（1）重量轻。光学塑料的比重一般是0.83~1.5克/厘米3，大多在1克/厘米3左右，为玻璃比重的1/2~1/3。这在导弹、人造卫星、宇宙航行中有重要的应用。
（2）韧性好。例如厚3毫米的聚碳酸酯材料，一般子弹既打不透也打不碎，抗冲击强度好。塑料光学纤维柔软性能好，直径2毫米仍可自有弯曲而不断裂，而玻璃光学纤
维直径大于50微米就不能弯曲。
（3）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。
（4）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。
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：
1.刘德森，等.纤维光学，1987：445-470
2.李忠辉，等．渐变型聚合物光纤研究进展．光纤与光缆及其应用技术，2003：1—6．
3.耿玉慧，等．GI POF预制棒制备工艺的研究[J]．哈尔滨理工大学学报．200
4.9：41—43．
4.张宁等．一种适用于塑料光纤局域网的收发器研究2007.1
5.徐晋平．塑料光纤——新型的光传输技术．国际线缆设备．2005.7
论文评阅结果
常用工程塑料的物理、力学性能 (表一 塑料名称及代号 聚氯乙烯,硬质聚氯乙烯,软质聚乙烯(高密度聚乙烯(低密度聚乙烯,超高分子量聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃 性能指标 PVC PVC HDPE LDPE UNMWPE PMMA 密度/g·cm-31.30~1.58 1.16~1.35 0.941~0.965 0.91~0.925 0.94 1.17~1.20 吸水率(%0.07~0.4 0.5~1.0 <0.01 <0.01 <0.01 0.20~0.40 抗拉强度/MPa 45~50 10~25 21~38 3.9~15.7 30~34 50~77 拉伸模量/GPa 3.3 —0.4~1.03 0.12~0.24 0.68~0.95 2.4~3.5 断后伸长率(%20~40 100~450 20~100(断裂90~800 400~480 2~7 抗压强度/MPa ——18.6~24.5 ——— 抗弯强度/MPa 80~90 ———35~37 84~120 冲击韧度 悬臂梁,缺口/J·m-2简支梁,无缺口 30~40kJ/m2 —80~1067 853.4 简支梁,无缺口 190~200kJ/m2 未断
14.7 硬度 洛氏/邵氏②/布氏HR/HBS②/HBS 14~17HBS 50~75HSA 60~70HSD 41~50HSD 10HRR 50HRR 10~18HBS 成型收缩率(%0.1~0.5 1~5 1.5~4.0 1.2~40 4.0 0.2~0.6 无负荷最高使用温度 /℃66~79 60~79 79~121 82~100 —65~95 连续耐热温度/℃——85 ———(表二 塑料名称及代号 聚丙烯聚苯乙烯甲基丙烯甲酯-丁二烯 -苯乙烯 丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯 聚砜聚酰胺(尼龙-6 性能指标 PP PS MBS ABS PSU PA-6 密度/g·cm-30.90~0.91 1.04~1.10 1.09~1.10 1.03~1.06 1.24~1.61 1.13~1.15 吸水率(%0.03~0.04 0.03~0.30 —0.20~0.25 0.3 1.9~2.0 抗拉强度/MPa 35~40 50~60 42~55(屈服21~63 66~68 51~78 拉伸模量/GPa 1.1~1.6 2.8~4.2 2.2~2.7 1.8~2.9 2.5~4.5 —
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。
PE塑料的性能与应用 PE即聚乙烯，是一种具有多种结构和特性的聚合物。它主要分为低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、及特殊性能的超高分子量聚乙烯、低相对分子质量聚乙烯、高相对分子质量高密度聚乙烯、极低密度聚乙烯等。一般来说相对密度低于0.920的聚乙烯，通常称为低密度聚乙烯；相对密度等于或大于0.940的聚乙烯称为高密度聚乙烯；相对密度在0.926~0.940范围内的聚乙烯称为中密度聚乙烯。 由PE的分类上就能看出，密度是关系着PE塑料性能差异的主要指标，其次是相对分子质量，而密度又是树脂结晶度和分子线型结构不同造成的。线性结构的PE，结晶度高，密度大，熔融温度、硬度、屈服强度、弹性模量也高。尽管PE分子间的力不大，但主要因结晶度高，分子便堆砌紧密而强度增大。相反，支链度大的PE结晶度较小，则密度较低，可延伸性与韧性较大，即为柔韧性材料。 相对分子质量及其分布会直接影响结晶度，进而影响一系列性能，如：强度、硬度、韧性、耐磨性、耐化学药品和老化及耐低温脆折性等越高，而断裂伸长率降低。相对分子质量分布窄，对韧性和低温脆性却有所提高。而耐长期载荷变形，耐环境应力开裂性则下降。所以，相对分子质量分布的宽窄对PE制品的种类与使用性能也有密切关系。 另外，熔融指数是聚乙烯熔体流动性的定量指标，也是反映聚乙烯分子量大小的一个标志。一般情况下，PE的熔融指数越高，其分子量越低；反之PE的熔融指数越低，其分子量越高。PE的熔融指数对其加工影响较大。熔融指数大，则流动性就好，对注射成型有利，但对于直接挤出吹塑来说，则不希望熔融指数过高，特别是HDPE，熔融指数大，型坯易产生下坠，影响型坯的正常成型。若要吹塑大型制品时，应该选用高分子量高密度聚乙烯(代号为HMWHDPE)，其重均分子量在30~50万范围内，其分子量不仅明显地高于一般HDPE(重均分子量在15~20万之间)，而且分子量分布较宽，其熔体张力大，采用直接挤出吹塑成型时，大型制件的型坯也不易产生下坠问题。采用HMWHDPE制得的塑料制品还具有良好的耐冲击性、耐蠕变性以及耐应力开裂性。 ⒈常用聚乙烯的性能介绍 ⑴低密度聚乙烯性能：LDPE为乳白色蜡状颗粒，它具有无毒、无味、无臭，是PE中最轻的品种，结晶度较低，为55﹪~65﹪熔体流动速率较宽，约为0.2~50g/10min，具有良好的柔韧性、延伸性、透明性、耐寒性，有优良的加工性、化学稳定性及透气性较好，电绝缘性能优异，但其机械强度、透湿性、耐老化性能较差及耐热性低于高密度聚乙烯。 ⑵高密度聚乙烯的性能：HDPE为白色粉末或颗粒状，无毒、无味、无臭，与LDPE相比，支链较少，结晶度较高，密度较大，相对分子质量常为十几万到几十万，熔体流动速率范围较窄；具有较高的刚性和韧性，优良的机械性能和耐热性，还具有较好的耐溶剂性、耐蒸汽渗透性等。 ①HDPE的各项性能见表1—4
聚丙烯（PP）的介绍 聚丙烯概述 聚丙烯采用齐格勒-纳塔催化剂使丙烯催化聚合而得，它是分子链节排列得很规整的结晶形等规聚合物。聚丙烯的英文名称为Polypropylene，简称PP，俗称百折胶。聚丙烯按其结晶度可以分为等规聚丙烯和无规聚丙烯，等规聚丙烯为高度结晶的热塑性树脂，结晶度高达95%以上，分子量在8~15万之间，以下介绍的聚丙烯主要为等规聚丙烯。而无规聚丙烯在室温下是一种非结晶的、微带粘性的白色蜡状物，分子量低（3000~10000），结构不规整缺乏内聚力，应用较少。 聚丙烯（PP）作为热塑塑料聚合物在塑料领域内有十分广泛的应用，因所用催化剂和聚合工艺不同，所得聚合物性能，用途也不同。PP有很多有用的性能，但还缺乏固有的韧性，特别是在低于其玻璃化温度的条件下。然而，通过添加冲击改性剂，可以提高其抗冲击性能。 一、聚丙烯的特性 （1）物理性能：聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90~.091g/cm3，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中24h的吸水率仅为0.01%，分子量约8~15万之间。成型性好，但因收缩率大，厚壁制品易凹陷。制品表面光泽好，易于着色。（2）力学性能：聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比HDPE高，但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差，分子量增加的时候，冲击强度也增大，但成型加工性能变差。PP最突出的性能就是抗弯曲疲劳性，如用PP注塑一体活动铰链，能承受7×107次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹，干摩擦系数与尼龙
相似，但在油润滑下，不如尼龙。 （3）热性能：PP具有良好的耐热性，熔点在164~170℃，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的，150℃也不变形。脆化温度为-35℃，在低于-35℃会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。 （4）化学稳定性：聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使PP软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。（5）电性能：聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品，它的击穿电压也很高，适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。 （6）耐候性：聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌、硫代丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。 二、聚丙烯的用途 （1）薄膜制品：聚丙烯薄膜制品透明而有光泽，对水蒸汽和空气的渗透性小，它分为吹膜薄膜、流延薄膜（CPP）、双向拉伸薄膜（BOPP）等。 （2）注塑制品：可用于汽车、电气、机械、仪表、无线电、纺织、国防等工程配件，日用品，周转箱，医疗卫生器材，建筑材料。 （3）挤塑制品：可做管材、型材、单丝、渔用绳索。打包带、捆扎绳、编织袋，纤维，复合涂层，片材，板材等。吹塑中空成型制品各种小型容器等。 （4）其它：低发泡、钙塑板，合成木材，层压板，合成纸，高发泡可作结构泡沫体。 三、聚丙烯的成型加工 聚丙烯的成型加工性好，成型的方法很多，如注塑、吹塑、真空热成型、涂覆、旋转成型、熔接、机加工、电镀和发泡等，并可在金属表面喷涂。其中注塑成型的比例大，注塑温度在180~200 之间，注塑压力在68.6~137.2MPa，模具温度为40~60℃。预干燥温度在80℃左右。应避免PP 长时间与金属壁接触。 聚丙烯的二次加工性很好，其印刷性比聚乙烯好，照相凸版，胶版、平凹板等印刷方法均可使用，要获得良好的良好的耐热、耐油、耐水等要求的印刷性能，须经电晕放电处理等再行印刷。 四、聚丙烯的改性 聚丙烯可通过填充、增强、共混、共聚、交联来改性。如添加碳酸钙、滑石粉、无机矿物质等填料，可提高刚性、硬度、耐热性和尺寸稳定性；添加玻璃纤维、石棉纤维、云母、玻璃微珠等可提高拉伸强度，并可改善抗蠕变性、低温抗冲击性；添加弹性体和橡胶等可提高冲击性能、透明性等等。 均聚PP和共聚PP的介绍 1. PP均聚物 聚丙烯（PP）作为热塑塑料聚合物于1957年开始商品化生产，是有规立构聚合物中的第一个。其历史意义更体现在，它一直是增长最快的主要热塑性塑料，2004年它的全国总产量达到300万吨。它在热塑性塑料领域内有十分广泛的应用，特别是在纤维和长丝、薄膜挤压、注塑加工等方面。 1.1 化学和性质
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
注塑塑料性能分析 多种注塑塑料性能分析（一） 1.ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 典型应用范围: 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。 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80～90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210～280℃；建议温度：245℃。 模具温度：25～70℃。(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。 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。三种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。 2.PA6聚酰胺6或尼龙6 典型应用范围: 由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。 注塑模工艺条件: 干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105℃，8小时以上的真空烘干。 熔化温度： 230~280℃，对于增强品种为250~280℃。 模具温度： 80~90℃。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80~90℃。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20~40℃的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80℃。 注射压力： 一般在750~1250bar之间(取决于材料和产品设计)。 注射速度： 高速(对增强型材料要稍微降低)。 流道和浇口:由于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t(这里t为塑件厚度)。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口
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)
常用工程塑料的物理、力学性能(表一) 性能指标 塑料名称及代号 聚氯乙烯，硬质聚氯乙烯，软质聚乙烯(高密度)聚乙烯(低密度)聚乙烯，超高分子量 聚甲基丙烯酸甲酯 (有机玻璃) PVC PVC HDPE LDPE UNMWPE PMMA 密度/g·cm-31.30～1.58 1.16～1.35 0.941～0.965 0.91～0.925 0.94 1.17～1.20 吸水率(%)0.07～0.4 0.5～1.0 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 0.20～0.40 抗拉强度/MPa 45～50 10～25 21～38 3.9～15.7 30～34 50～77 拉伸模量/GPa 3.3 —0.4～1.03 0.12～0.24 0.68～0.95 2.4～3.5 断后伸长率(%)20～40 100～450 20～100(断裂)90～800 400～480 2～7 抗压强度/MPa ——18.6～24.5 ——— 抗弯强度/MPa 80～90 ———35～37 84～120 冲击韧度 悬臂梁，缺口/J·m-2简支梁，无缺口 30～40kJ/m2 —80～1067 853.4 简支梁，无缺口 190～200kJ/m2 未断 14.7 硬度 洛氏/邵氏②/布氏HR/HBS②/HBS 14～17HBS 50～75HSA 60～70HSD 41～50HSD 10HRR 50HRR 10～18HBS 成型收缩率(%)0.1～0.5 1～5 1.5～4.0 1.2～40 4.0 0.2～0.6 无负荷最高使用温度/℃66～79 60～79 79～121 82～100 —65～95 连续耐热温度/℃——85 ———
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
ABS塑料 特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. ABS+PC， 俗称ABS加聚碳。是国内少数几种可能透用的合料之一，不能自燃，外火燃烧时，表面有象聚碳燃烧一样的小颗粒析出，黑色低于ABS，常见于电器件、机械零配件等 聚酰胺(PA，俗称尼龙) PA是特性:坚韧、牢固、耐磨，无毒性. 缺点:不可长期与酸碱接触。 常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、网袋绳、水果外包装袋等。 PC是聚碳酸酯的简称，聚碳酸酯的英文是Polycarbonate，简称PC工程塑料，PC材料其实就是我们所说的工程塑料中的一种，作为被世界范围内广泛使用的材料， 聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好， 聚碳酸酯的耐磨性差。一些用於易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。 日常常见的应用有光碟，眼睛片，水瓶，防弹玻璃，护目镜、银行防子弹之玻璃、车头灯等等、动物笼子宠物笼子。 聚碳酸酯还被用来制作登月太空人的头盔面罩。苹果公司的ipod音乐播放器和ibook笔记本电脑外壳也使用聚碳酸酯制作。 PMMA 化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯 缺点:PMMA表面硬度不高、易擦毛、抗冲击性能低、成型流动性能差等 超级透明PMMA材料主要用于手机保护屏,该产品分为有硬化涂层,没有硬化涂层两种.其特点是透光率极好,没有杂质,静电保护膜,表面硬化厚后硬度可达5-6H
常用工程塑料的名称代号、特性及用途.txt你出生的时候，你哭着，周围的人笑着；你逝去的时候，你笑着，而周围的人在哭！喜欢某些人需要一小时,爱上某些人只需要一天,而忘记一个人得用一生常用工程塑料的名称代号、特性及用途 名称 (代号) 主要特性用途举例 热塑性塑料 聚乙烯 (PE) 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 聚丙烯 (PP) 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 聚氯 乙烯 (PVC) 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******、绝缘层等 聚苯 乙烯 (PS) 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 ABS 塑料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 聚酰胺 (PA) (尼龙或锦纶) 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 聚碳 酸酯 (PC) 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、挡风玻璃，座舱罩、帽盔等聚四氟乙烯 (塑料王) (PTFE) 优异的耐化学腐蚀性，优良的耐高、低温性能，摩擦因数小，吸水性小，硬度、强
常用塑料材料性能参数(一) 1.ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 典型应用范围: 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。 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80～90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210～280℃；建议温度：245℃。 模具温度：25～70℃。（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。 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。 2 .PA6 典型应用范围: 由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性，还用于制造轴承。 注塑模工艺条件: 干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105℃，8小时以上的真空烘干。 熔化温度：230~280℃，对于增强品种为250~280℃。 模具温度：80~90℃。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80~90℃。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20~40℃的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80℃。
常用塑料材料的特性简介 一、聚乙烯类塑料 聚乙烯是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物，英文名简称PE。PE的合成原料来自石油，自1965年以来一直高居世界塑料树脂产量第一位。目前，聚乙烯的主要品种有： 低密度聚乙烯（LDPE），高密度聚乙烯（HDPE），线性低密度聚乙烯（LLDPE），（超）高分子量聚乙烯（UHMWPE），茂金属聚乙烯（m-PE） 还有其改性品种： 乙烯—乙酸乙烯酯（EVA）氯化聚乙烯（CPE）。 1、聚乙烯类塑料的结构性能 PE为线性聚合物，属于高分子长链脂肪烃；分子对称无极性，分子间作用力小，力学性能不高、电绝缘性好、熔点低、印刷性缓谩 E的结构规整，线性度高，因而易于结晶。结晶度从高到低排序：HDPE，LLDPE，LDPE。随结晶度的提高，PE制品的密度、刚性、硬度和强度等性能提高，但冲击性能下降。 （1）一般性能 PE树脂为无味、无毒的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色，有似腊的手感；吸水率低，小于0.01%。PE膜透明，透明度随结晶度提高而下降。PE 膜的透水率低但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。PE易燃，氧指数仅为17?4，燃烧时低烟，有少量熔融滴落，火焰上黄下蓝，有石蜡气味。PE的耐水性较好。制品表面无极性，难以粘合和印刷，须经表面处理才可改善。 （2）力学性能 PE的力学性能一般，其拉伸强度较低，抗蠕变性不好，耐冲击性能较好。PE的耐环境应力开裂性不好，但随分子量增大而改善。PE的耐穿刺性好，并以LLDPE最好。 （3）热学性能 PE的耐热性不高，随分子量和结晶度的提高而改善。PE的耐低温性好，脆化温度一般可达－50℃以下；随分子量的增大，最低可达－140℃。PE 的线膨胀系数大，在塑料中属较大者。PE的热导率属塑料中较高者。 （4）电学性能 PE无极性，因此电性能十分优异。介电损耗很低，且随温度和频率变化极小。PE是少数耐电晕性好的塑料品种，介电强度又高，因而可用做高压绝缘材料。 （5）环境性能 PE具有良好的化学稳定性。在常温下可耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，具体有稀硫酸、稀硝酸、任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸及乙酸等，但不耐强氧化剂如发烟硫酸、、浓硫酸和铬酸等。PE在60℃以下不溶于一般溶剂，但与脂肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过60℃后，可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松节油、矿物油及石蜡中；温度超过100℃后，可溶于四氢化萘。 PE耐候性不好，日晒、雨淋都会引起老化，需加入抗氧剂和光稳定剂改善。2、聚乙烯类塑料的应用范围 （1）薄膜类制品 薄膜类制品是PE的最主要用途。LDPE树脂用于膜类制品可占50%以上，可用于食品、日用品、蔬菜、收缩、自粘、垃圾袋等轻质包装膜及农业用地膜、棚膜等。HDPE树脂用于膜类制品可占10%以上。因其薄膜强度高，主要用于重包装膜、撕裂膜及背心
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。
塑料性能 1、ABS 丙腈烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 典型应用范围 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。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80-90℃下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1% 熔化温度210-280℃；建议温度：245℃模具温度25-70℃（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。 2、PA12 聚酰胺12或尼龙12 典型应用范围 水量表和其他商业设备，电缆套，机械凸轮，滑动机构以及轴承等注塑模工艺条件干燥处理加工之前应保证湿度在0.1%以下。如果材料是暴露在空气中储存，建议要在85C热空气中干燥4-5 小时。如果材料是在密闭容器中储存，那么经过3小时温度平衡即可直接使用熔化温度240-300℃；对于普通特性材料不要超过310℃，对于有阻燃特性材料不要超过270℃模具温度对于未增强型材料为30-40℃，对于薄壁或大面积元件为80-90℃，对于增强型材料为90-100℃。增加温度将增加材料的结晶度。精确地控制模具温度对PA12来说是很重要的注射压力最大可到1000bar（建议使用低保压压力和高熔化温度）注射速度高速（对于有玻璃添加剂的材料更好些）流道和浇口对于未加添加剂的材料，由于材料粘性较低，流道直径应在30mm左右。对于增强型材料要求5-8mm的大流道直径流道形状应当全部为圆形。注入口应尽可能的短。可以使用多种形式的浇口。大型塑件不要使用小浇口，这是为了避免对塑件过高的压力或过大的收缩率。浇口厚度最好和塑件厚度相等。如果使用潜入式浇口，建议最小的直径为0.8mm。热流道模具很有效，但是要求温度控制很精确以防止材料在喷嘴处渗漏或凝固。如果使用热流道，浇口尺寸应当比冷流道要小一些化学和物理特性PA12是从丁二烯线性，半结晶-结晶热塑性材料。它的特性和PA11相似，但晶体结构不同。PA12是很好的电气绝缘体并且和其它聚酰胺一样不会因潮湿影响绝缘性能。它有很好的抗冲击性机化学稳定性。PA12有许多在塑化特性和增强特性方面的改良品种。和PA6及PA66相比，这些材料有较低的熔点和密度，具有非常高的回潮率。PA12对强氧化性酸无抵抗能力。PA12的粘性主要取决于湿度、温度和储藏时间。它的流动性很好。收缩率在0.5%到2%之间，这主要取决于材料品种、壁厚及其它工艺条件。 3、PA6 聚酰胺6或尼龙6 典型应用范围 干燥处理由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意。如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行105℃，8小时以上的真空烘干。熔化温度230-280℃，对于增强品种为250-280℃。模具温度80-90℃。模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要，因此建议模具温度为80-90℃。对于薄壁的，流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度，但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm，建议使用20-40℃的低温模具。对于玻璃增强材料模具温度应大于80℃。注射压力一般在750-1250bar之间（取决于材料和产品设计）注射速度高速（对增强型材料要稍微降低）流道和浇口由于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*t（这里t为塑件厚度）.如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm 化学和物理特性PA6的化学物理特性和PA66很相似，然而，它的熔点较低，而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好,但吸湿性也更强。因为塑件的许多品质特性都要受到吸湿性的影响,因此使用PA6设计产品时要充分考虑到这一点。为了高PA6的机械特性，经常加入各种各样的改性剂。玻璃就是最常见的添加剂,有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶,如EPDM和SBR等。对于没有添加剂的产品,PA6的收缩率在1%到1.5%之间.加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%（但和流程相垂直的方向还要稍高一些）。成型组装的收缩率主要受材料结晶度和吸湿性影响。实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。 4、PA66 聚酰胺66或尼龙 典型应用范围
常用工程塑料的名称代号、特性及用途
KFK Carbonfiber Reinforced Plastics(DIN) 碳纤维增强塑料 LDPE Low Density Polyethylene(GB) 低密度聚乙烯 LLDPE Linear Low Density Polyethylene 线型低密度聚乙烯 MBS Methyl Methacrylate Butadiene Styrene Copolymer 甲基丙烯酸甲酯/丁二烯/苯乙烯共聚物 MC Methyl Cellulose(GB) 甲基纤维素 MDPE Medium Density Polyethylene(GB) 中密度聚乙烯 MF Melamine Formaldehyde Rein(GBDINASTMISO) 三聚氰胺甲醛树脂 https://www.doczj.com/doc/1510058902.html, MOD Modacrylic Fiber 改性腈纶纤维 MPF Melamine Phenol Formaldehyde Resin(GB) 三聚氰胺酚甲醛树脂 NBR (参见PBAN)Butadiene Acrylnitrile RubberNitrile Rubber(ASTMBS) 丁腈橡胶 NC (参见CN)Nitrocellulose 硝基纤维素 NCR Nitrile Chloroprene Rubber(ASTM) 腈基氯丁橡胶 NDPE Low Pressure Polyethylene 低压法聚乙烯 NKNR Natural Rubber(ASTM) 天然橡胶
ODP (参见DODP)Octyl Decyl Phthalate(ISO) 苯二酸辛、癸酯 OER Oil Extended Rubber 油充橡胶 PA Polyamide(GBDINASTMISO) 聚酰胺 PA4 Pa from Butyrolactam 尼龙4，聚丁内酰胺及纤维 PA6 Pa from Caprolactam(DINISO) 尼龙6，聚已内酰胺及纤维 PA6I Pa from Hexamethylene Diamine and Isophthalacid 尼龙6I，间苯二酯六甲基二胺(_jian ben er zhi liu jia ji er an)及纤维 PA6T Pa from Hexamethylenediamine and Terephthalicacid 尼龙6T，聚对苯二甲酰已二胺及纤维 PA66 PA from Hexamothylene diamine and Adipic acid 尼龙66，聚已二酰已二胺及纤维 PA610 PA from Hexamethylene diamine and Sebacic acid(DINISO) 尼龙610，聚癸二酸已二胺及纤维 https://www.doczj.com/doc/1510058902.html, PA1010 PA from Sebacicdiamine and Sebacic acid 尼龙1010，聚癸二栈癸二胺及纤维 PA11 PA from 11 amine-Undeca acid(DINISO) 尼龙11，聚氨基十一酸及(_ju4 an1 ji1 shi2 yi1 suan1 ji2)纤维 PA12 PA from Lauric Lactam(DINISO) 尼龙12，聚十二内酰胺及纤维 PA6/12 Mixed PA from Caprolactam and Dcdecanlactam(DINISO) 尼龙612，聚已内酰胺和聚十二内酰胺混合物及纤维 PA66/610 Mixed PA from Hexamethylene diamine Adipic acid and Sebacic acid 尼龙66/610及纤维 PAA Poly(acrylic acid)(GB) 聚丙烯酸 PAC (参见PANPC)Polyacrylonitrile(IUPAC) 聚丙烯腈及纤维 PAN (参见PACPC)Polyacrylonitrile(GB) 聚丙烯腈 PB (参见PEB)Polybutene-1(GBDIN) 聚丁烯-1 PBAN (参见NBR)Butadiene Acrylonitrile Rubber 丁腈橡胶 PBR Pyridine Butadiene Rubber(ASTM) 丁吡橡胶