塑料的熱膨脹性能與材料結(jié)構(gòu)有關(guān)，結(jié)晶度高的，常溫下比較剛硬的塑料，熱膨脹性要小些，熱固性塑料，分子呈三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此熱膨脹性相對(duì)要低于熱塑料性塑料。對(duì)于注射成型生產(chǎn)的注塑加工制件，甚至流動(dòng)方向與流動(dòng)方向垂直方向的線膨脹系數(shù)也有較大的差別。塑料材料加入填料或玻璃纖維，可以明顯降低熱膨脹系數(shù)，不過(guò)在使用纖維增強(qiáng)時(shí)，纖維和分子的取向效應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料的熱膨脹行為呈各向異性。不對(duì)稱的熱膨脹行為還會(huì)產(chǎn)生扭曲或翹曲等形式的變形。
 
齒輪、軸承這類運(yùn)動(dòng)部件，因摩擦、疲勞生成熱量。如果因?qū)嵝缘汀峤粨Q不充分，逐漸蓄積的熱量會(huì)影響部件的工作狀態(tài)。因此，類似的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，應(yīng)注意采取有利于散熱的各種措施，如控制壁厚、設(shè)計(jì)有利于散熱的幾何形狀、擴(kuò)大散熱面積，根據(jù)可能設(shè)置金屬嵌件等。塑料材料可以在組成中添加導(dǎo)熱性好的填料、纖維來(lái)改善和提高導(dǎo)熱性能，如石墨、碳纖維、金屬粉末或金屬纖維。
 
在實(shí)際使用中，總希望材料的熱膨脹系數(shù)越小越好。熱膨脹系數(shù)大的材料，在溫度變化條件下會(huì)影響制件的尺寸穩(wěn)定性。塑料材料作為一個(gè)部件與其他材料組合時(shí)，不同材料的熱膨脹系數(shù)的差異甚至?xí)?dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量事故。例如帶有金屬嵌件的塑料制件，當(dāng)溫度變化時(shí)，很容易因熱膨脹系數(shù)之差，引起塑料材料內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致材料開(kāi)裂，特別是像聚碳酸酯這樣一類容易因應(yīng)力而開(kāi)裂的材料。因此，設(shè)計(jì)人員在制品設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須預(yù)先采取措施來(lái)校正熱膨脹失配問(wèn)題。
 
用石墨填充氯化聚氯乙烯，當(dāng)石墨填充量達(dá)到50份時(shí)，導(dǎo)熱率可擴(kuò)大20倍。能作為導(dǎo)熱材料使用。一種添加了特殊碳纖維的導(dǎo)熱PA，其導(dǎo)熱率可達(dá)到10W/（m.K）。但纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料會(huì)存在各向異性。比如，單向連續(xù)碳纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料，其纖維方向的導(dǎo)熱率比垂直于纖維方向的導(dǎo)熱率大10倍以上，且隨著纖維含量的增加，差別會(huì)越來(lái)越大。因此在進(jìn)行熱設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理選用組分材料的類型、含量及復(fù)合形式。
 
塑料材料的低導(dǎo)熱性作為塑料的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，在很多方面得到廣泛應(yīng)用。例如，用作炊具手柄、電動(dòng)工具外殼、汽車方向盤等。閉孔結(jié)構(gòu)的多孔塑料具有很低的導(dǎo)熱性，因此常用作絕熱材料。注塑加工材料導(dǎo)熱性低，也常常容易造成過(guò)熱現(xiàn)象。一些家電產(chǎn)品在嚴(yán)重過(guò)載及異常條件運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生的熱量不易及時(shí)散發(fā)，使溫升較快，從而可導(dǎo)致電器塑料機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生事故。
 
同金屬材料相似，塑料材料也有受熱膨脹的特點(diǎn)。表征材料熱膨脹性能的參數(shù)是熱膨脹系數(shù)。定義為單位溫度變化條件下，材料在長(zhǎng)度或體積上的變化率。由定義可知，熱膨脹系數(shù)分為先線膨脹系數(shù)和體積膨脹系數(shù)。設(shè)計(jì)上通常使用的是線膨脹系數(shù)。在工程技術(shù)中，對(duì)于那些處于溫度變化條件下的結(jié)構(gòu)材料來(lái)說(shuō)，熱膨脹系數(shù)不僅是材料一個(gè)重要的使用性能，并且是進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。
 
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