塑料焊接技术：塑料基础知识——热塑性塑料与热固性塑料

　　　 本网站的大部分涉及塑料材料的装配问题。材料基础方面的知识对于理解它们之间的关系是必需的。

  塑料材料分为以下两种基本类型：热塑性塑料与热固性塑料。热固性塑料在加热到其熔融温度时发生了一种被称为“交联”的化学反应，成型后无法再恢复到它以前自勺形态。交联材料加工后产生的边角料将无法再次利用。

  热塑性塑料在加热时不发生交联反应。这意味着它们可以被再次加热并回复到它们最初的形态。只要不被污染，注道残料、流道冷料、边角料都能被回收并用于加工。按这样的方式考虑，材料的利用率可以达到100%。

  然而，热塑性塑料并非完全恢复到最初的状态。有一小部分发生了降解。这就意味着二次使用的塑料无法与原料具有相同的力学性能。这种再生料可以通过注射再次成型为塑料零件。但是该零件的强度明显不如用纯料制得的零件；而且变得更脆并有轻微变色。

  上面讲到的降解是否真正影响到了零件的性能？有以下几点因素值得考虑。某些树脂的解聚程度要大于其他树脂。于是，这便有了一个关于温度的问题：降解温度有多高？熔体处于高温下有多长时间？如果把原始设计和允许的回收料所占比率考虑在内的话，将存在安全因子。相对受影响较小的树脂，加入少量(5%～10%)的回收料（在零件中难以察觉），制得的零件具有较大的安全因子，且不使它在日常使用中接触到高温。另一个极端的例子便是受影响极大的聚合物料，含有s0%的回收料，制得的零件安全因子最低，而且每天都置于高温环境下。毫无疑问，这样的零件，它们的力学性能将会逐渐下降，而且经不起长期使用便失效了。出现这种情况在不同程度上取决于特定树脂的易降解性，而紫外线的存在使得情况更为恶化。

  在两种极端之间还存在灰色区域。限制回收料的含量以及放置于高温下的耐间，可以减少由此造成的损坏。如果没有长期广泛的测试，我们很难解释下降的幅度有多大。至少在编写本书的时候，还没有方法能精确的预测某一特定零件的失效时间。通过适当设计安全因子，零件可以使用几年直至失效（每一种材料都有一连续使用温度）。

  “热历史’’一词用于描述降解的累积。树脂在第一次用于制造产品（也即第一次加工）的过程中接触了热。有些工艺带给材料的热历史要多于其他工艺。．例如，热成型工艺就给生产的零件以相当高的热历史：在化合物的形成过程中接触了高温-成型片材又带来更多高温下的暴露，接着再进行热成型，进一步给材料以高温。

  热成型生产工艺边角料所占百分比高，因为零件必须由片材剪裁而来。剩下的坯料作为边角料再次加工，再一次增加其热历史。如果允许有50%的废料的话，那就意味着第二次以后25%的料经受了两次加工。第三次有12.5%的料经受三次加工等。有人已经得出以下结论，在热成型过程中使用废料是不明智的。然而，提高材料使用率又要求使用废料。对于热成型加工者来说，这项工艺的模塑应力一般不是很大，因而对于热历史的增加是一种补偿。

  很多装配工艺也会给材料带来热历史。因而，我们在选用最佳工艺时，不仅要考虑由装配工艺带来的热历史，而且也要考虑产品之前所经受的热历史。