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塑料尺寸稳定性与声学性能

材料是注塑加工产品设计的物质基础,材料的物理、化学性能基本上决定了产品的使用性能和商品价值。因此,了解材料的性能,选择合适的材料,可以说是产品设计成功的第一步。每一种材料无论是从技术的或经济的角度来评判,都是不可避免的、或多或少的局限性,因此,在材料介绍时有必要,给设计者以特别的提示。了解材料的局限性,有助于材料选择和产品设计时尽其所长、避其所短。
 
塑料材料的尺寸变化或尺寸稳定性和材料本身的组成、结构、刚性,以及所显示的吸湿性、热膨胀性等有关。通常的情况是,热固性塑料好于热塑性塑料,工程塑料好于通用塑料。除此之外,尺寸稳定性也与成型工艺条件有关。对有些塑料制件成型后进行退火、或调湿处理,可以在一定程度上抑制使用过程中的尺寸变化。
 
泡沫塑料杯认为是具有吸音特性的材料,一些硬质的发泡板因此常被用于建筑墙体材料。此外,高浓度的填充相对密度大的填料,例如铅、铁以及这些化合物的粉末和纤维的复合塑料,也具有优异的声阻性。塑料材料实际的声阻性,还因声音的频率而异,有学者认为频率不宜超过2000Hz,当然声阻性还应与材料的厚度有关。
 
在尺寸稳定要求较高的适用场合,应注意选择刚性好,受外界温度、湿度等变化影响较小的材料。在塑料材料中加入矿物填料或用玻璃纤维等增强材料,可以增加材料的尺寸稳定性,此外在制件的结构设计中,合理的设计也是必要的。吸水、吸湿导致的溶胀,有些则是永久性的、不可恢复的尺寸变化,如老化等化学变化引起的材料变化属于永久性的尺寸变化。
 
声音入射到某种材料时,入射的声音一部分被材料的表面所反射,另一部分被材料内部所吸收,余下部分则透过该材料。使透过的声音小于入射音称之为隔音。具有隔音、吸音功能的材料可称之为声阻材料。优良的声阻材料可以防止噪声对人们的危害。聚合物由于对机械振动的高阻尼性而可用作声阻材料。
 
塑料是有机物,在使用条件下,要保持绝对的尺寸稳定性是困难的,影响注塑加工制件尺寸稳定性的原因很多,包括使用环境下的吸水、吸湿过程,因温度变化引起的膨胀和收缩,有机溶剂的侵蚀、溶胀;负荷作用下的弯曲、蠕变,材料组分中含有的增塑剂等挥发成分的逸散,残留内应力的释放引起的翘曲、扭曲,后结晶化过程导致的尺寸变化,以及光、氧等老化因素引起的材质变化等。
 
可以用一种材料内耗值来衡量声阻能力大小。试验证明,只有在玻璃化温度附近时,聚合物材料的内耗材较大。因此,用来做声阻材料的聚合物,首先要求其玻璃化温度在使用温度附近。如果要求声阻材料在较宽的温度范围内有较高的内耗值,则应选用聚合物的多相复合物,例如两种以上聚合物的共混物、多元共聚物、多种均聚物的层压材料。
 
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