第四章-塑料和塑料家具

轻便易清洁塑料家具色彩鲜艳，造型多样，形态饱满，富有质感。第一节塑料的特性塑料：以合成树脂或天然树脂为主要基料，加入添加剂，在一定温度、压力下塑制成型的高分子有机化合物材料，在常温下能保持形状不变。密度：一般在0.9～2.3g/cm3，比木材略高，比强度高。大大减轻家具及室内制品的自重，同时减轻了施工的劳动强度。是抗拉强度最高的材料之一，玻璃钢（玻璃纤维增强塑料）的抗拉强度高达167～490Mpa。热学性质：导热系数小，一般为0.12～0.8W/m·K，是良好绝热材料。但塑料的熔点和软化点不高，热膨胀系数很大，在不太高的温度范围内各种性能变化较大。力学性质:塑料的刚度（弹性模量）随温度变化的幅度较大，一般热塑性塑料热变形温度仅80℃～120℃，热固性塑料耐热性较好，一般也不超过150℃。使用时易产生变形。易老化性：在阳光、空气、热及环境介质中的酸、碱、盐等作用下，其机械性能变差，发生硬脆、破坏等现象，这种现象称为“老化”。经改进的塑料制品使用寿命可延长。耐腐蚀性：不带极性基团的塑料对酸、碱、盐等有良好抗腐蚀能力。透气性与吸水性：一般塑料的吸水、透水、透气性很小。吸水性一般小于1%，可用作防水、防潮材料。第二节塑料的基本品种热塑性塑料分子结构为链状的线型结构，塑料成型后可反复加热重新塑制的塑料，如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料等。按塑料受热后性能变化分类热固性塑料分子结构为网状的体型结构，塑料成型后不能再度加热，只能塑制一次的塑料。如氨基塑料、酚醛塑料等。按塑料本身的性能分类硬质塑料在相对湿度50%，塑料的挠曲及弹性模量在700Mpa以上的塑料，如硬聚氯乙烯塑料。泡沫塑料塑料在加工成型时，用化学或机械方法使内部产生微孔而具有隔声、保温、绝热性能的塑料。如聚苯乙烯泡沫塑料。软质塑料在相对湿度50%，塑料的挠曲及弹性模量低于70Mpa的塑料，如软聚氯乙烯塑料。增强塑料用纤维及其织物或片状材料增强的塑料，如玻璃钢（玻璃纤维增强塑料）、层压塑料等。钙塑材料树脂中加入大量钙盐填料（如碳酸钙、亚硫酸钙等）、助剂等加工而成的可代替纸和木材的塑料。如钙塑板、钙塑门窗等。透光塑料有优良的透光、透明性能的塑料，如有机玻璃等常用塑料的名称与缩写代号见下表。化学名称习惯名称代号聚乙烯（Polyethylene）聚乙烯PE聚丙烯（Polypropylene）聚丙烯PP聚氯乙烯（Polyvinylchloride）聚氯乙烯PVC化学名称习惯名称代号聚苯乙烯（Polystyrene）聚苯乙烯PS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物Acrylonitrile-Butacliene-StyreneABS塑料ABS聚碳酸酯（Polycarbonate）聚碳酸酯PC聚酰胺酯（Polyamide）尼龙PA聚甲基丙烯酸甲酯PolyMethylmethacrylate有机玻璃PMMA酚醛塑料（Phenol-Formaldehyde）酚醛塑料PF发泡性聚苯乙烯ExpandablePolystyrene发泡性聚苯乙烯EPS环氧树脂EpoxyResins环氧树脂ER机械强度较高，电性能优良，抗老化性好，耐酸碱，化学稳定性好；热软化点低。根据组分不同可制得软、硬两种制品。热软化点低，耐热性差。是家具与室内制作中用量最大的塑料品种；软质材料用于装饰膜及封边材料；硬质材料用于各种板材、管材、异型材。半硬质、发泡和复合材料用于地板、天花板、壁纸等。1.聚氯乙烯（PVC）板用途：性能：泡沫塑料制品聚氯乙烯家具易老化、脆裂，只能放在室内使用，不适用于室外。应避阳光直射和靠近炉灶和暖气片。如有破裂可用电烙铁烫软后粘合，也可以用香蕉水和聚氯乙烯碎末溶解成的胶水粘合。2.聚苯乙烯（PS）大量用于各种透明、半透明装饰件，也用于各种泡沫包装材料和耐腐蚀材料。具一定机械强度和化学稳定性，电性能优良，透光性好，着色性佳，易成型；耐热性差，性脆不耐冲击，易老化。性能：用途：俗称有机玻璃，具极好的透光性，机械强度较高；有一定的耐热性、耐寒性、和耐候性；耐腐蚀和电绝缘性良好；在一般条件下尺寸稳定性好；成型容易。较脆，易溶于有机溶剂，表面硬度不够，容易擦毛。3.聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）性能：用途：综合性能超过聚苯乙烯，用于中高档灯具及各种透明、半透明装饰材苯乙烯链段是热塑性塑料，赋予树脂良好的加工流动性；丁二烯链段是橡胶结构，赋予树脂弹性和韧性；丙烯赋予耐化学腐蚀性，具有一定表面硬度。比例不同，性能各异。4.苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物（ABS）具有坚韧、刚性、质硬的综合性能，耐热性好，尺寸稳定，耐化学药品，易成型加工。可以染成各种颜色，鲜艳美观。性能：ABS制成的户外家具也称玻璃纤维增强塑料，是一种品种繁多，性能独特，用途广泛的复合材料。它是由合成树脂和玻璃纤维经带有图案的阴模成型，制作而成的一种功能型的新型材料。玻璃钢材料具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。性能5.玻璃钢（GFRP或FRP）造型怪异的玻璃钢沙发玻璃钢家具的各项性能优良，适合室内外应用。它寿命长，坚固耐用，但损坏不易修补，可用螺丝加垫片连接修整。使用时应防止承载过荷和意外的压裂、划伤。高密度聚乙烯（HDPE）杨氏模量、抗张强度、硬度及耐热性较高，尺寸稳定性好，坚韧能弯曲，使用温度80～100℃，电绝缘性和耐辐射性良好，可做拉手，负荷较小的结构材料。低密度聚乙烯的延伸性能好，常用做薄膜制品。机械强度不高，热变形温度低，不能承受较高负荷。6.聚乙烯（PE）7.聚丙烯（PP）比重小，机械性能优于HDPE，有突出的刚性，可在100℃内使用，几乎不吸水，具优良的化学稳定性，成型容易。收缩率较大，低温呈脆性，耐磨性不够高、热变形温度低。8.聚酰胺（PA）五金配件上广泛使用的一种工程塑料，有良好的机械强度与耐磨性，耐腐蚀性。熔化后流动性好，易成型加工，可注射制造薄壁零件。9.聚碳酸酯（PC）产品透明，着色性好，吸水性低，尺寸高度稳定，机械加工性能优良，耐蠕变，收缩率低，高抗冲击，可在较宽的温度和湿度范围使用，可注射、挤压、吹塑、真空成型。结构中含有不饱和键，在引发剂作用下可以交联固化得到热固性树脂。固化后的树脂耐热、隔音及透光性能良好，具有优良的装饰性能和耐溶剂性能。制成波形瓦、门窗、卫生洁具、玻璃钢和人造大理石等树脂型混凝土。玻璃钢制品10.不饱和聚酯树脂由热固性酚醛树脂加工而得。优点：电绝缘性、化学稳定性和粘附性很好。耐光、耐热、耐腐蚀。缺点：质脆、色深；装饰性差，主要做绝缘配件、层压制品。11.酚醛塑料由含有氨基的热固性树脂（三聚氰胺树脂、脲醛树脂等）制得。12.氨基塑料三聚氰胺树脂质硬，耐划伤，无色半透明，用做层压装饰板的面层材料，或用做一些浅色装饰模压件。三聚氰胺装饰板的表面可仿制各种珍贵树种木纹或图案，是一种很好的装饰材料。第三节塑料家具1.玻璃钢家具具有优越的机械强度，质轻透光，强韧而微与弹性；自由成型，任意着色，是铸模家具的理想材料。一、塑料家具种类将所有细部构件组成完成整体，在感觉上，比金属暖和轻巧；也常用作基层构件，如沙发的靠背坐面基层，代替传统沙发的框架，表面加上泡沫海绵和纺织物面料作软垫处理。钢材构成的腿足样式，红色的玻璃钢靠背和坐板的联体，一次成模，玻璃钢的特性赋予了这件家具良好的韧性和钢性。靠背处直曲的面的转变，自然，顺畅，有着个性化的造型样式，也有着优秀的物化特性，突现了高招的技术特征。玻璃钢一次成模的特殊性，以及所达到的特殊材料的刚性和柔韧性，在家具设计领域，成为家具造型和概念设计所常用的制造手段，制作模式也成为现代家具设计的一种流行方式。2.ABS树脂家具又称“合成木材”，是一种坚韧的材料，通过注模、挤压或真空模塑成型，用于制造零部件及整个椅子框架部件。当时的广告这样介绍它：“……不会变老，不会坏，扔出窗口，放在室外，浸在水里，带入极地或沙漠，它将常新不旧。”名字：UNIVERSALE4867设计师：乔•科隆波设计：1965投入生产：1967材料：ABS树脂Universale4867椅坚固简朴，容易相叠，它最初采用ABS树脂，随后采用聚丙烯，它适用于任何环境，不管是室内还是室外，是公共空间还是私人空间。3.丙烯酸树脂家具（PMMA）坚固强韧，无色透明，有类似玻璃的表面质地，可以利用简单而便宜的成型和折叠技术，作出种种的形状，也可以用很便宜的真空成型或加温折弯方法，使得制作家具时，有更广泛的造型可能。丙烯酸树脂家具，因透光率极高，使家居显得光洁；重量不到普通玻璃的一半，抗碎裂能力却比玻璃高几倍；绝缘性高，又非常容易加工。丙烯酸的耐热能力较差，约80℃便可能令胶料变质，105℃能令它变软，所以不可装载沸水，否则可能过热变形。4.发泡塑料聚氨基甲酸酯泡绵，用于模塑或挤压成型。发泡成型家具主要是沙发，其造型稳重，线条简明，轮廓非常柔美、高雅和大方。泡棉构件组合沙发5.PVC家具利用PVC塑料可以制作单体及坐卧两用的多功能充气家具。利用充气成型，重量轻，便于运输，携带方便。二、结构特点塑料具有质轻、坚牢，耐水、耐油、耐蚀性高，色彩佳，成型简单，生产率高等优点。其最主要的特点就是易成型，且成型后坚固、稳定，因此塑料家具常由一个单独的部件组成。塑料家具根据使用要求必须具有足够的强度，但注塑成型工艺对制件壁厚却有一定的限制，因此，合理地确定制品的壁厚是非常重要的。且壁厚应尽量均匀，壁与壁连接处的厚度不应相差太大，并且应尽量用圆弧连接。1.壁厚、加强筋与支承面常用塑料制件的壁厚范围塑料名称制件壁厚范围（mm）塑料名称制件壁厚范围（mm）聚乙烯0.9～4.0聚酰胺0.6～3.0有机玻璃1.5～5.0聚碳酸酯1.5～5.0聚丙烯0.6～3.5聚苯乙烯1.0～4.0ABS1.5～4.5聚氯乙烯1.5～5.0壁厚达不到强度要求时，就必须在制品的反面设置加强筋。2.塑料家具斜度与圆角塑料制品都是由模注塑成型的，为便于脱模，设计时塑料制品与脱模方向平行的表面应具一定的斜度。且塑制件的内、外表面及转角处都应以圆弧过渡，避免锐角和直角。塑料制品脱模斜度的参考值塑料名称型腔成型空芯有机玻璃35′～1°30′20′～1°聚苯乙烯35′～1°30′20′～1°聚碳酸酯35′～1°20′～50′聚乙烯20′～45′25′～45′ＡＢＳ35′～1°20′20′～1°塑料制件上各种形状的孔（如通孔、盲孔、螺纹孔等），应开设在不减弱塑料件机械强度的部位。相邻两孔之间和孔与边缘之间的距离通常不应小于孔的直径，并应尽可能使壁厚一此。设计塑料制件上的内、外螺纹时，必须注意不影响塑件的脱模和降低塑件的使用寿命。制作螺纹成型孔的直径一般不小于２mm，螺距也不宜太小。三、塑料家具孔、螺纹塑料在家具上的应用有结构件；面料；垫子和装饰；配件四类。市场上塑料家具大体上分四类以聚氯乙烯异型材为主要结构框架，以玻璃钢贴面板为镶板或隔板组装而成的框架式组装家具；以聚氯乙烯板及异型材组装而成的板式组装家具；聚丙烯家具，大都为实体注塑或模塑成型，也有用异型材组合的，近年来发展较多的是聚丙烯结构发泡家具聚氯乙烯挤出低发泡类的塑料家具，常称人造木材家具。聚氯乙烯塑料组装家具组装家具的异型材要求外观平滑，表面无痕也无凹凸、裂纹与杂质，色泽均一，无扭曲变形。家具结构合理、焊部牢固、美观、服帖，板面平整、光洁。混合造粒挤出定型组装具有密实表皮和发泡芯层的桌椅等塑料家具制品的生产，日益受到人们的重视。使用的原料主要有HIPS和PP两类。产品主要在海滩、酒吧及旅游点使用。具有不怕雨淋、不怕晒等优点。聚丙烯家具聚丙稀家具耐光、油、对化学溶剂性能好，但硬度差，应防止碰撞和刀尖硬物划伤，如有开裂可用热熔法修补，无胶水可粘。人造木材组合家具是以聚氯乙烯低发泡型材与板材组合而成的，用聚氯乙烯树脂、稳定剂、润滑剂、增强剂、增塑剂和发泡剂等原料按一定比例配制，经混合、塑化后，挤出、定型而成。人造木材组合家具具有木材的外观和质感，可锯、刨、割、钉，其相对密度小，不霉、不烂。由于发泡的缘故，还具有保温、阻燃、