根据抗蠕变性能选材——制品蠕变性能的关键因素

所有的塑料制品在长期恒定的外力（包括拉伸、压缩、弯曲等）作用下都会发生蠕变现象。不同材料在不同工作条件下发生蠕变的程度不同，只要蠕变量在允许范围内，则允许存在蠕变现象，但蠕变量超过设计值，则会导致制品失效。因此，对有尺寸精度或配合精度的制品，在设计时必须进行蠕变计算，选用适当抗蠕变性能的材料，将制品蠕变量控制在允许的有效寿命之内。制品的蠕变性能与其结构、尺寸及使用条件等诸多因素有关，其中所选材料的抗蠕变性能是重要因素之一。通常，在应力-应变曲线中表现刚硬的塑料及玻璃化温度较高塑料抗蠕变性好。此外，在材料中含有刚性填充料、增强纤维或改性后分子呈刚性结构的材料，其抗蠕变性也都较好，蠕变速率低，蠕变极限值高。因此，热固性塑料比热塑性塑料抗蠕变性好，交联网状结构料与结晶度高的料抗蠕变性也较好。在热塑性塑料中，LCP、PPO、POM、PI、PAR、PPS、PSF、PC、ABS、HPVC等塑料及GFPBT、GFPET、GFPP、GFPA66等增强塑料的抗蠕变性优良，未增强的PA、PE、F4等塑料抗蠕变性差。几种塑料的蠕变值见表19-70。

表19-70 几种塑料的蠕变值

在蠕变计算中，通常都要利用供应商提供的该塑料的蠕变数据或蠕变曲线，但这些资料都在试验条件下测取的，与实际使用情况不一定吻合，或取不到所需的数据，因此常采用一些近似的方法进行计算。这里提供一些塑料的抗蠕变模量及蠕变速率和初期模量的数据，见表19-71和表19-72，从中可供近似地估算若干年后塑料的蠕变情况、模量衰减率。但在估算长期蠕变情况时，必须考虑温度变化对蠕变的影响，计算时应酌情调整数值。

表19-71 几种塑料的蠕变模量

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注：温度为20℃，负荷时间为1年，应变为1%。

表19-72 几种塑料初期的蠕变模量和蠕变速率

另外，还需注意的是，如果利用蠕变曲线采用外推法求取较长使用期下的寿命，一般只能外推一位数，如图线中只标注在100h范围内时，其外推只能推到1000h内的寿命。推延范围过长，则数据的可靠性下降。