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。

　　工程塑料被广泛应用于电子电气、汽车、建筑、办公设备、机械、航空航天等行业，随着材料技术及设计工艺的提升，工程塑料替代金属材料应用日益增多，以塑代钢、以塑代木已成为国际发展趋势。

　　今天这篇文章，我们就来整理一下工程塑料在被选材时，最常被用来比较的七个指标及其对应优势材料。内容较多，收藏再看！

　　填充剂的加入能够极大地提高材料的硬度和热变形温度，而且，对于高性能的和专用的聚合物来说，玻璃纤维的加入能使成本大幅下降。因为这些，在聚合物中填充玻璃纤维经常用于替代金属一途。

　　在高性能材料中加入碳纤维可以使材料的硬度和热变形温度大幅提高。与填充玻璃纤维相比填充碳纤维有以下优点：

　　金属比较于塑料最大的优点之一就是它们具有很高的硬度（平均值比较要比塑料的高8倍）。然而，在许多实际应用中，并不需要这么高的硬度，如果有必要的话，还可以通过灵活的设计、骨架增强和低密度来进行补充。在很多情况下，硬度也是一个关键的性能。

　　填充剂和纤维的加入都可以极大地提高材料的硬度。T当表面外观并不是一个主要关心的问题时，玻璃纤维由于其高的性价比被经常使用。然而，玻璃纤维会使材料产生各向异性，降低了它的加工性能，同时易磨损。

　　填充玻璃纤维的高结晶度的聚合物的弯曲模量高于10GPa：聚丁二醇酯PBT，聚甲醛POM，聚乙二醇酯PET，聚苯硫醚PPS，聚醚醚酮PEEK，液晶树脂LCP。在这些材料中，液晶树脂LCP具有最高的硬度且有最高的各向异性。

　　在许多实际应用中，耐冲击性能是一个关键的性能。图1比较了室温下常用的替代金属的聚合物的冲击性能（未填充的和填充了30％玻璃纤维的）。

　　冲击性能改性剂的添加能够使许多脆性聚合物材料的韧性得到很大的增强。聚合物的韧性由它自身、冲击改性剂的份量和改性剂在基体中分散的质量共同决定。然而，在所有的情况下你必须和硬度、耐化学性和加工性能相结合折衷考虑。

　　塑料替代金属的一个很有前景的领域就是磨擦应用方面，例如齿轮、泵转子、引擎部件、刹车部件、滑动部分等等。在这一领域，塑料具有以下优点：

　　常用的用于降低材料摩擦系数的组分有：石墨、氧化钼、聚四氟乙烯PTEE、硅油或高分子量的硅树脂。添加碳纤维也是一个不错的选择，特别是对于那些需要非常高的硬度的应用场合。

　　在一些应用场合里，例如引擎部分、泵部分、燃料输送线、高性能的管道和配件，这些材料要耐受苛刻的工作条件，在高温下仍要耐很多化学试剂，并且要长期保持它们的机械力学性能和尺寸稳定性。

　　在许多情况下，有着较高玻璃化温度（Tg）的半结晶聚合物能够提供最好的成本与耐化学性的性价平衡。在这些半结晶性聚合物中，例如氟聚合物、聚苯硫醚PPS, 聚醚醚酮PEEK, 液晶高分子LCP都是极好的选择，尤其是需要在高温下保持好的耐化学性的场合。与半结晶聚合物相比，无定形聚合物通常有着杰出的耐化学性，特别是对于有机溶剂、烃类和燃料。

　　为了满足工业要求，许多聚合物中都含有冲击性能改性剂，在绝大多数情况下，冲击改性剂加入工程塑料或者高性能的聚合物中会极大地减小它对于燃料、烃类和有机溶剂的耐受性。但冲击性能也限制了一些材料在一些场合的应用，一个极好的例子就是聚苯硫醚PPS，它在高温下有杰出的耐化学性，但是它的冲击性能偏于中低。

　　当一个制品持续暴露于紫外光下，或者它被用于户外，这样的材料需要有极好的耐紫外辐射性能。这样的应用如汽车、运输工具、照明设备等等都需要有极好的耐气候性。

　　添加冲击性能改性剂的材料通常比不加的基体本身耐紫外辐射性能更差，这个规则对于含有双键的聚合物进行冲击性能改性后更为准确，如三元乙丙橡胶EPDM，抗冲改性剂MBS树脂，丁二烯-苯乙烯共聚物SBS树脂。

　　酸和基团的影响来自于聚合过程、添加剂的分解、填料和外部环境（如化工厂），它们对于材料的耐气候性有负面影响。

　　在一些专用的场合里，材料要经常暴露在伽玛射线下，这特别是在一些医疗应用上，经常需要进行定期的杀菌消毒。通常，含有双键或者大量脂肪族单元的材料不具备好的耐伽玛射线的能力。例如一些对伽玛射线耐受力很差的材料，如：ABS树脂, 聚甲醛POM, 聚丙烯PP……