设计基础材料——塑料

“材料的美感分为三类：原始状态的美；再次创造的美；再次组合的美。材料

本身是没有感情色彩的。它的原始色彩，给予人感情的导视。材料本身只有功能性。”

材料是工业设计中非常重要的一个环节

对材料的认识和掌握

是实现产品设计的前提和保证。

早在1919年成立的包豪斯学校

就十分重视材料及其质感的研究和实际练习。

其灵魂教师伊顿曾经这样说道：

“当学生们陆续发现可以利用各种材料时，

他们就能创造出更具有独特材质感的作品”。

作为设计学生

我们要了解材料，尊重材料，

最大限度的利用材料。

今天，我们先来看看现代生活中

应用最广的材料之一

——塑料

塑料：发明于1907年，首先在工业上合成了酚醛塑料并使其成为一种极好的塑料，随后很快形成塑料工业行业。

塑料优点：质量轻、强度高、化学稳定性好、电和热的不良导体、耐腐蚀、易加工、成本低、使用方便等。

塑料的组成：

1.合成树脂：塑料的基本原料和主体材料，合成树脂约占塑料总比重的40%~100%，主要起胶黏作用，并决定了塑料类型（热塑性或热固性）和基本性质，因此塑料的名称也多用其原料树脂的名称来命名，如聚乙烯塑料、酚醛塑料等。

2.填料：为了改善塑料制品某些性质在塑料制品中加入的一些材料。填料约占塑料比重的40%~70%，可以降低塑料的成本。

3.增塑剂 4.稳定剂 5.润滑剂 6.固化剂 7.着色剂 8.其他添加剂

01-

ABS塑料 

ABS即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，ABS是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构,其综合性能良好，化学稳定性好，电性能良好，有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明的特性，同时ABS塑料具有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，表面可做电镀、喷漆处理

ABS塑料 （丙烯腈-- 丁二烯 --苯二烯共聚物）

优点：坚硬，易压出、易染色、难燃、耐冲击、表面性佳

缺点：耐溶剂性差、低介电强度、低拉伸率

用途：把手、外壳、行李箱、冰箱衬垫、家电制品

材料特性：在低温下也能保持很好的抗压强度硬度高、机械强度高抗磨损性好、比重轻相对热量指数高达80c在高温下也能保持很好的尺寸稳定性防火、工艺简单光泽度好、易于上色，相对其他热塑性塑料来说成本较低。低成本、多种生产方式，良好的抗化学物质性，表面硬度高、防划痕，结构稳定性好、高抗压性，优秀的结构强度和硬度。

典型用途：电子消费品、玩具、环保商品、汽车仪表板、门板、户外护栅。

主要工艺：钢模注铸、注射铸模、TPO注射铸模 

由于ABS塑料的优良性能常被应用于汽车、电子电器、办公设备、通讯设备等对强度硬度有所要求的结构件上，且常被应用作3D打印材料，属于3D打印材料中最稳定的一种。

02-

苹果电脑——聚碳酸酯（PC）

聚碳酸酯（PC）作为一种现代材料，聚碳酸酯在此产品中的应用是为了诠释一种典型的物体和形状。聚碳酸酯和其他聚合物一样坚硬，同时重量又轻，并可以提供多种颜色和后处理效果。此材料以超清晰性和超结实性而闻名，并常常在透明、光滑等应用方面作为玻璃的替代品。

优点：具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广、高度透明性及自由染色性、H.D.T.高、耐疲劳性佳、耐候性佳、电气特性优、无味无臭对人体无害符合卫生安全、成形收缩率低、尺寸安定性良好

缺点：成形品设计不良易产生内部应力问题

用途：电子电器（CD片、开关、家电外壳、信号筒、电话机）汽车（汽车保险杆、汽车分电盘、汽车安全玻璃）工业零件（照相机本体、机具外壳、安全帽、潜水镜、安全镜片）。

材料特性： 能提供一系列色彩清晰度好、加工工序简单抗撞击性非常好可以提供全透明、半透明与不透明的外观效即使在高温下，它的尺寸稳定性也很强抗高温性达125C防火、防辐射经久耐用、可回收、无毒性

典型用途: 安全头盔、眼镜、轻巧的光盘盒、厨房用具、电脑壳体、建筑玻璃窗、手机壳体

主要工艺：注塑

03-

最为廉价的塑料——聚丙烯（PP）

PP（聚丙烯）它广泛应用于产品设计方方面面，从包装、照明设备到室内用品无所不包。但是，人们还无法完全通过加热成型工艺来应用这种材料。

优点：易染色、耐湿性佳、耐化性佳、高铰链特性、耐冲击性

缺点：复杂之异形压出不易、易被紫外线分解、不易接合、易氧化

用途：水管、胶膜、胶布、电线蔽护材料、容器、汽车保险杆、仪表板、铰链

材料特性：透明度和颜色的多种选择,低密度、抗热性强,良好的硬度、牢度和强度平衡性,加工方式简单而灵活,优秀的抗化学物质性

典型用途: 家具、包装、照明设备、食物包装、桌垫、文件夹、便签纸盒

主要工艺：注塑成型

04-

PA（聚酰胺,俗称尼龙)

优点：具高抗张强度、耐韧、耐冲击性特优、自润性、耐磨性佳、耐药性优、低温特性佳、具自熄性

缺点：尼龙吸湿性高、长期尺寸精密度及物性受影响。

用途：电子电器（连接器、卷线轴、定时器、护盖断路器、开关壳座）汽车（散热风扇、门把、油箱盖、进气隔栅、水箱护盖、灯座)工业零件(椅座、自行车框、溜冰鞋底座、纺织梭、踏板、滑轮)

05-

透明——有机玻璃 聚甲基丙烯酸甲酯

俗称有机玻璃，亚克力（PMMA）

缺点：耐化性差、长期时用温度最高93℃、应力集中处，较易碎化、表面硬度不够，易擦毛

用途：灯罩、窗玻璃、标示牌、光学透镜、硬式隐形眼镜、汽车零件。

材料特性：多种制造与加工方式，容易加工多种透明、半透明和不透明及色彩、表面效果可供选择，优秀的抗化学物质和抗风化性,优秀的抗化学物质和抗风化性，高度的印刷附着性，可完全回收利用，优秀的视觉清晰度，特别的色彩创意与配色，表面硬度高，耐久性好。

典型用途: 展示用品零售标板、室内用品、家具、照明设备、玻璃装配。

主要工艺：注塑成型

06-

PS（聚苯乙烯）

聚苯乙烯(PS)是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒。此外聚苯乙烯还被应用于梳子、盒子、圆珠笔杆、儿童玩具、塑料购物袋等。

优点：成本低、透明可染色、尺寸安定特性、高刚性

缺点：碎裂性高、抗溶剂性差、耐温差

用途：文具、玩具、电气用品外壳、保丽龙餐具

材料特性：清晰度好、强度高,工艺简单、容易着色,与其他聚合物相比价格便宜，透明度高,抗水抗湿性强,尺寸稳定性强

典型用途: 包装、玩具、挂衣架、家用产品、电子产品、模具箱、一性次杯子

主要工艺：注塑成型

07-

PVC(聚氯乙烯)

聚氯乙烯(PVC)塑料在全球的合成材料中用量在位列第二。PVC塑料不易燃，强度高、硬度高，耐摩擦，具有优良的几何稳定性，但不耐高温，在高温中易软化。

优点：尺寸安定性佳、低成本、耐候性佳、加不同比例可塑剂可轻易调整软硬度

缺点：耐化性差、耐温性差、密度较一般塑料类为高、热分解后会产生氯化氢

用途：薄板、胶膜、容器、人造皮、地板材料、收缩膜、管材、玩具

材料特性： 有弹性、容易上色，有多种硬度供选择，能够挤压成型、注铸和吹塑，能用玻璃纤素强化，能在低温下保持其特性，可以印刷、回收利用，良好的抗撕拉和磨损性，良好的抗晒和防海水性，良好的抗油和化学物质性

典型用途: 食物包装、电子产品、软性饮料瓶、米勒啤酒瓶

主要工艺：注铸、吹塑或挤压成型

在色彩方面PVC本身是微黄色半透明有光泽的质感，但成品稳定性较差，长时间使用会发黄，且在曲折处会出现白化现象。

聚氯乙烯一般应用于保鲜膜、塑料鞋及革制品、薄膜、电缆、塑料袋。

08-

LDPE（低密度聚乙烯）

优点：耐寒性优、卫生无毒耐水性、 耐药品性、 电气特性优、柔软性优

缺点：低温时的耐冲击性劣，耐候性不佳

用途：各种容器(耐热用)、HINGE成形品、玩具类、FILM、SHEET5板, PIPE6、耐热的工业部品

09-

HDPE（高密度聚乙烯）

优点：耐寒性优、卫生无毒、耐水性、 耐药品性优、电气特性优

缺点：耐热性劣、耐候性劣、成形收缩大

用途：各种容器(密闭容器)、包装袋、玩具类、厨房用品、机械部品】

10-

运动鞋底－人造橡胶（TPE）

TPE有热塑性物质的加工性能，感觉上像橡皮一样。TPE是热塑性合成橡胶家族的属类，包括TPO(热塑性石蜡)和TPS(热塑性苯乙烯)。这些都是工程聚合物，在多数情况下可以提供韧性和硬度。TDE的铸模形式通常为注铸、吹塑或挤压成型。材料特性： 有弹性、容易上色，有多种硬度供选择，能够挤压成型、注铸和吹塑，能用玻璃纤素强化，能在低温下保持其特性，可以印刷、回收利用，良好的抗撕拉和磨损性，良好的抗晒和防海水性，良好的抗油和化学物质性

主要工艺：注铸、吹塑或挤压成型