塑料垫圈的定义

塑料垫圈的优点

塑料垫圈的生产参考标准

塑料垫圈的成型法

塑料垫圈的材质概要

塑料垫圈的物性评价方法

塑料垫圈的定义

塑料是合成树脂的同义语，是以高分子物质为主原料，经过人工方式加工成有用的形状的固体,但不包括纤维、橡胶、涂料和粘结剂等。可以说塑料具备以下3个条件：在素材上是高分子物质，其形状经过人工加工后形成了有用的形状，在常态下是固体。顾名思义，塑料垫圈是由塑料制成的，在国内，塑料垫圈通常也被称作塑料华司（Washers），树脂垫圈，塑胶垫圈或尼龙垫圈（国内市场最常见的塑料垫圈大多是用尼龙66制成的）。

塑料垫圈的优点

与金属垫圈相比，具有优异的绝缘、耐蚀、隔热和非磁性能，且重量轻，广泛用于半导体、汽车、航空航天工业和室内装饰等各种领域。采用的材料数量也多达10多种，包括PA66、PC、具有最佳性能的特种工程塑料PEEK、用玻璃纤维强化后的RENY以及PPS、氟树脂PTFE、PFA和PVD等。

塑料垫圈的生产参考标准

塑料垫圈在生产过程中，也按照塑料垫圈市场规范在各级产品中严格分类，在紧固件系列的塑料垫圈的应用中，主要的分类主要有以下几项标准：

公制塑料垫圈 的概念：GB—中国国家标准这也是我们常用的公制塑胶螺丝的标准，（统称为国标）

美制塑料垫圈 的概念：ANSI—美国国家标准（美标）

德制塑料垫圈 的概念： DIN—德国国家标准（德标）ASME—美国机械工程师协会标准

在平时的内销业务中，我们最常遇到的标准是GB（国标）和DIN（德标）。

塑料垫圈的成型法

塑料垫圈采用注塑成型工艺制造，这种成型方法应用了近似注射器的原理，注射器的本体就是注射成型机，注射液就是溶化了塑料原料，而注射器上的手指压力在这里就是油压，利用该注射压力使原料通过一个称为“门”的细小孔后流入模具内，使原料成形。其主要特征是：可以在较短时间内大量生产质量相同的成型品；从原料的投放到成型品的取出，可以完全实现自动化；能够制作尺寸精度很高、构造很复杂的成型品等等。另一方面，设备投资很大，模具费用不菲。考虑到模具的折旧，可以说这种方法不适合小批量生产。

塑料垫圈的材质概要

PA6 【尼龙6】

PA6（聚酰胺6=尼龙6）是一种结晶性的工程塑料。它是高韧性材料，摩擦系数小，而且有耐磨性，自润滑性优异。它的耐油性和耐化学品性也很好，因此最适合用作机械材料，但也存在一个问题，就是由于吸湿性大，在设计上必须加以考虑。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度65℃

·燃烧性UL94 V-2

热稳定型PA6 【热稳定型尼龙6】

热稳定性尼龙6具备与普通尼龙6一样的机械性能，不过其还具备额外的优点，在大多数温度高达121℃的工况环境下，热稳定性尼龙6产品仍能经受住考验并长时间正常工作。热稳定性尼龙6材料的颜色为灰白色。

PA66 【尼龙66】

PA66（聚酰胺66=尼龙66）是一种结晶性的工程塑料。它是高韧性材料，摩擦系数小，而且有耐磨性，自润滑性优异。它的耐油性和耐化学品性也很好，因此最适合用作机械材料，但也存在一个问题，就是由于吸湿性大，在设计上必须加以考虑，水分作为增塑剂降低了尼龙的拉伸强度、透气性以及提高了延展性、抗冲击强度以及吸收能量的特性，注塑时通过添加炭黑可使尼龙的户外耐候性得以改良，在大多数温度高达85℃的工况下，尼龙产品仍能长时间的正常工作。尼龙材料的颜色为半透明灰白色。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度85℃

·燃烧性UL94 V-2

改良型耐冲击型尼龙66

改良型耐冲击尼龙66具有在低温条件下耐强大冲击力的额外优势，耐热性也远远优于普通尼龙66，改良型耐冲击尼龙66的颜色为灰白色。

添加30%玻璃纤维尼龙66

添加30%玻璃纤维的尼龙66具备远优于普通尼龙66的杰出机械性能。相对于普通尼龙66以下方面得到了改进：提高了拉伸强度、变形温度和抗剪强度，改良了抗蠕变性、尺寸稳定性，降低了吸水性和热膨胀型。含30%玻璃纤维的尼龙66耐磨损性好，尼龙66所具备的相关电气性能及低摩擦系数都得到了保留。含30%玻璃纤维的尼龙66的颜色为不透明的棕褐色。

PA46 【尼龙46】

耐高温尼龙46，它突破了传统的尼龙和高性能材料间的性价比上限。尼龙46具备良好的短期和长期耐热性，高温下仍能保持高刚度、高抗蠕变性、卓越的韧性、优异的抗疲劳性能、良好的耐化学性，其还具备更高的连续使用温度。尼龙46的颜色为半透明白色。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度163℃

·燃烧性UL94 V-0

PEEK 【聚醚醚酮】

PEEK（聚醚醚酮）是半结晶性的、具有最高级性能的特种工程塑料。在工程塑料中它有着最优异的耐化学品性能，能溶解PEEK的通用化学品唯有浓硫酸。并且，还具有优异的耐热性、耐磨性、阻燃性、耐加水分解性，广泛用于办公设备领域、汽车领域和IC晶圆载盘、LCD制造用夹具等方面。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度180℃

·燃烧性 UL94 V-0

PPS 【聚苯硫醚】

PPS（聚苯硫醚）是结晶性的特种工程塑料。具有优异的耐热性，在高温氛围气中长时间使用，物性也几乎不会劣化。并且，还有优异的耐化学品性、机械特性、电气特性以及尺寸稳定性，广泛用于电气电子部件、汽车部件和化学机械部件等方面。·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度200℃

·燃烧性UL94 V-0

PTFE 【聚四氟乙烯树脂】

聚四氟乙烯树脂是氟树脂系列产品中有代表性的树脂。对几乎所有的化学品、溶剂均呈非活性。而且还同时具有优异的电气特性、非粘着性和润滑性，有望在化学、电气、机械、宇宙开发等领域获得广泛的应用。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度260℃

·燃烧性UL94 V-0

PVDF 【聚偏氟乙烯树脂】

聚偏氟乙烯既有氟树脂特有的优异性能，也有与通用树脂同等的成形加工性。这种性能保持平衡的工程塑料具有优异的耐化学品性和耐候性，广泛用于锂离子电池用粘结剂等电子材料、钓鱼线、各种弦乐器的弦和电解用比例阀和防蚀衬件等各种领域。不含RoHS指令限用的6种物质。

·连续使用温度90℃

·燃烧性UL94 V-0

RENY 【玻璃纤维强化聚酰胺MXD6】

RENY是以聚酰胺MXD6为基础聚合物、用50%玻璃纤维强化而成的结晶性工程塑料。在工程塑料中具有最高的强度和弹性率，并且耐油性能和耐热性能优异，所以已经代替金属材料，广泛用于汽车等运输工具上的部件、普通机械、精密机械部件、电气电子设备部件和土木建筑用构件等方面。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度105℃

·燃烧性UL94 HB

PC 【聚碳酸酯】

PC（聚碳酸酯）是一种非结晶性工程塑料，在较宽的温度范围内能保持强韧性、尺寸稳定性的热塑性塑料之一，具有超群的耐冲击性，聚碳酸酯能在140℉ （60℃）的水温下不受影响，可在条件有限的情况下用于沸水之中。聚碳酸酯不受油脂、石油、清洁剂、脂肪烃、大多数无机酸和高级醇影响。聚碳酸酯易受氯化和芳香族碳氢化合物，以及大多数芳烃溶剂、酯、酮的侵蚀。聚碳酸酯的颜色为水一般透明，90%透光度的白色。聚碳酸酯在机械特性和电气特性两个方面具有良好的平衡性，而且，材质透明，显示自我消化性，所以广泛用于电气电子领域到汽车、医疗领域等各个方面。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度115℃

·燃烧性UL94 HB

Polyurethane【聚亚安酯】

Polyurethane(聚亚安酯) 是一种由乙烷有机单元链聚合而成的塑料,质地柔软、富有弹性、具有良好的柔韧性, 不容易滋生细菌——因而是医疗用手套、医疗设备脚垫等的适宜原料。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度65℃

PP 【聚丙烯】

PP（聚丙烯）是一种结晶性树脂，是有代表性的通用塑料。比重为0.9，在通用塑料中重量最轻，并具有优异的耐化学品性、耐加水分解性和电气特性，作为一种应用范围很大的塑料广泛用于各个领域。聚丙烯是一种在高温下仍具备良好刚性和韧性的化合物，可应用于蒸汽消毒场合，具备良好的耐磨性、低摩擦系数、不吸水性、优异的电气性能、独特的可弯曲性、卓越的耐化学性、受应力不开裂性能。聚丙烯还是一种低密度、表面光泽度高的材料。聚丙烯在烯烃类产品中具备最高的拉伸强度，聚丙烯拉力系数高但耐碰撞性相对较弱。聚丙烯具有良好的抗疲劳性能，优异的耐磨性，极低的摩擦系数可媲美尼龙。然而尼龙自带润滑性，因此耐磨性还是要比聚丙烯好。聚丙烯具备优异的耐化学性，可耐稀酸、浓酸（氧化酸除外）、碱、酒精、洗涤剂和水。聚丙烯在140℉的室温下可耐芳香烃化合物、氯化合物、油脂和石油的侵蚀。最近PVC（聚氯乙烯）因会产生二恶英，遇到了麻烦，于是很多地方用聚丙烯取代了PVC聚氯乙烯。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度115℃

·燃烧性UL94 V-2

POM 【聚缩醛】

POM（聚缩醛）是一种结晶性的工程塑料。具有均衡的机械性质，且具备优异的耐疲劳性、耐蠕变性、摩擦磨损特性和耐化学品性，所以作为金属的替代材料，已经被广泛地用于电机、汽车、各种机械和建筑材料等各个领域。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度95℃

·燃烧性UL94 HB

PS 【石墨尼龙】

石墨尼龙充分利用了聚酰胺的优异性质，制造时将石墨颗粒均匀地分散到组成中，使处于浮游状态的石墨颗粒在基带的表面形成一个扁平状的石墨层。几乎不存在由面压引起的蠕变变形，有优异的耐蠕变性和摩擦磨损特性，作为一种止推垫圈，已经用于各种构造用器材部件。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度65℃

·燃烧性UL94 HB

PO 【Polysoul】

Polysoul是一种无给油润滑材料，它以压延伸长尼龙片作为芯材，表面为含油覆膜层，具有耐磨损性优异、蠕变变形少、适用于高速和高负荷和薄而轻这4个特点，在“无法加油的部位”“需要滑动的部位”“无法维修的部位”能发挥它的优异特性，可作为止推垫圈，用于各种构造用器材部件。

·不含RoHS指令限用的6种物质（铅、镉、汞、六价铬、PBB、PBDE）

·连续使用温度65℃

·燃烧性UL94 HB

PFA 【聚四氟乙烯烷氧基树脂】

PFA（聚四氟乙烯烷氧基树脂）是一种热可塑性氟树脂，具有优异的化学、电气和机械性能。几乎不会受到任何化学品侵蚀，是一种化学性质非常稳定的材料。最适合用于经常要接触强活性化学品的半导体领域中使用的构件。

·连续使用温度260℃

·燃烧性V-0

PVC 【聚氯乙烯】

具有优异的耐水性、耐酸性、耐碱性和耐溶剂性，用于供水管等。耐热性能差，且在燃烧时会释放氯气等有害物质。

·连续使用温度35℃

PI 【聚酰亚胺】

聚酰亚胺的耐热性能良好，并具有在高压和高速擦过时的优异的耐磨损性和摩擦性能，另外在高真空状态下的排气性很低，且有良好的抗化学品性和机械特性，同时尺寸稳定性非常优异（没有熔点和玻璃转移点），且导电性很低。

·连续使用温度300℃

·燃烧性V-0

NYLATRON GS【尼拉特隆GS】

尼拉特隆GS是尼龙66添加了二硫化钼润滑剂后合成的材料。尼拉特隆GS具有卓越的抗拉和抗压强度、较低的表面摩擦系数、高耐热性和优于普通尼龙66的尺寸稳定性。尼拉特隆GS的颜色为暗沉的木炭灰色。

·连续使用温度100℃

·燃烧性V-0

HDPE【高密度聚乙烯】

聚乙烯是塑料中密度最低的材料之一，因此每立方米的价格也是塑料中最低的之一。高密度聚乙烯具有良好的韧性、优异的电气性能、耐化学性、良好的低温脆性和低吸水性。聚乙烯具有惰性特质、不受强弱酸、碱、清洁剂和酮的影响。聚乙烯抗拉强度低、受到很大的压力负荷会产生蠕变和松弛现象。聚乙烯遇到氯化和芳香族碳氢化合物，以及汽油和石油会发生膨胀现象。

·连续使用温度80℃

塑料垫圈的物性评价方法

1.物理性质比重

比重是指同一温度、同样容积条件下的水与物质两者的质量之比。各种塑料的比重在0.83～2.1左右，最轻的是聚甲基戊烯0.83；最重的是PTFE（聚四氟乙烯）2.1。平均为1.1左右，为钢的1/7左右，质量轻是塑料的一大特点。

吸湿性

将塑料长时间浸渍在水中，或者置放在湿度高的氛围中，会多少吸收水份（湿气）而增加重量，其程度视材料的种类而异。并且，通常这时温度越高，这种倾向越明显。塑料的这种性质称为吸水性或吸湿性，我们将经过一定时间后试样每一单位的重量，或者每一单位表面积所增加的重量定义为吸水率，以百分比（%）等来表示。

2.光学性质透明度

入射到物体的光线，一部分会在物体表面被反射，另一部分会被吸收到物体内部，剩余的就成为透过光。透明度用透过光的多少加以表示，分为全光线透过率和平行光线透过率两种。ASTM对塑料的透明度采用透过率和散射率，相当于D-1003和D1746-1970中的全光线透过率。透过率高的塑料有丙烯树脂（93%）和聚碳酸酯（89%），这些材料的成型品极为漂亮，用于透镜和光刻盘等光学部件。

折射率

折射率的测定在ASTM D542-1950中规定了要利用Abbe的折射仪的方法，对塑料来说，其范围为1.338(氟碳树脂)～1.586（聚碳酸酯），水晶为1.55；钢玉为1.768；钻石为2.417。

3.热力学性质热传导系数

通过物体内部的等温面的单位面积，在单位时间内，呈直线流动的热量和在该方向上的温度梯度两者之比称为热传导系数。塑料的热传导系数一般要低于金属，其范围从最低的聚丙烯1.3×10-4cal/s/cm2/(℃/cm)到最高的高密度聚乙烯12.4×10-4cal/s /cm2/(℃/cm)，明显小于石英玻璃33.1×10-4cal/s/cm2/(℃/cm)、普通陶瓷30～41×10-4和铜0.941cal/s/cm2/(℃/cm)。

比热

比热，正确地说是比热容量，是表示物质的热容量的尺度，用使单位质量的物质升高单位温度所需的热量来表示，作为实用单位，现在采用的是(cal/℃·g) 。从最低的三氟化树脂0.22(cal/℃·g)到最高的聚乙烯或离子交联聚合物0.55(cal/℃·g)，塑料的比热范围很窄，高于玻璃的0.185(cal/℃·g)和铁酸盐的0.17(cal/℃·g)。

热膨胀系数

表示随着温度的上升，物质的体积增大程度的是热膨胀系数，分为用长度表示的线膨胀系数α和用体积表示的体积膨胀系数β，完全等方体的固体的两者关系为β=3α。塑料的线膨胀系数用每1℃温度的长度变化率表示，范围从显示最低值的苯酚树脂(2.5～6.0×10-5℃-1)、PPO(5.5×10-5℃-1)到最大的低密度聚乙烯(10.0～20.0×10-5℃-1)。

热转移点

塑料因温度变化会出现相（phase）转移的地方有2处。即玻璃转移点和融点。前者在非晶性塑料上有明显的表现，在该温度以上，就能够出现分子链内的部分运动，分子的变形会明显变得自由，从玻璃状转移到橡胶状，伸长变大，变形阻力明显下降。后者明显表现在结晶性塑料上，在该温度以上，就不再结晶，变成溶融状态，温度从该温度点下降后，在临近该温度的温度下结晶化、固化，体积明显缩小，并且整体变硬。

载荷挠度温度

这是指在试验片的中心加上一定的弯曲载荷（0.45MPa或1.82MPa），以等速使其升温，当中心部的伸长变形量达到0.2mm时的温度。可以作为判断短期耐热性能的一个指标，也称为热变形温度。

4.电气性质电阻

将物体中有电流（I）以电位差（V）流动时的关系R(=V/I)称为电气阻力或简称为电阻。一般来说，塑料是体积电阻率在108Ω·cm以上的绝缘体，但该数值会随物体的形状、电压的施加方式以及环境等变化。因此，从它的实用角度出发，现在采用绝缘电阻、体积电阻和表面电阻3种电阻，并已经加以规格化。所谓绝缘电阻，就是将加在两个电极之间的直流电压用电极间流动的电流去除所得的数值，包括试验片的体积电阻和表面电阻两者。要测定该值，可以用直流电压500V，使用一定的试验片，在20℃、65%RH的条件下进行测定。所谓体积电阻是指将加在两个电极之间的直流电压用流过电极间夹着的试验片的单位体积上的电流去除所得的数值，另外，作为实用的数值，采用体积电阻率（Ω·cm)，塑料的该数值的范围从最低的苯酚树脂1011Ω·cm到最高的四氟化树脂1018 Ω·cm。表面电阻则是将加在试验片表面的两个电极之间的直流电压用流过表面层的电流去除所得的数值。

绝缘破坏强度

绝缘体的塑料在电位差明显很高的情况下，电流也会变得很大，结果会造成材料的破坏。绝缘破坏强度就是指在规定的试验条件下，将试验片会被破坏的最小实效电压（破坏电压）用2电极间距离（试验片的厚度）去除得到的值，一般用MV/mm这种单位加以表示。塑料的该数值的范围从最低的苯酚树脂11.8MV/mm到最高的聚丙烯30MV/mm。

介质常数

介质常数表示在单位电场中，单位体积中积蓄的静电能量的大小。该值会受到频率以及湿气和环境的很大影响，塑料在106Hz的情况下，其范围从最低的四氟化树脂的2.1到最高的聚酰胺6的4.7。

介质损耗角正切

在感应回路中加上正弦波电压（E）后，在理想性电容器的时候，E与电流（I）之间的相位差角是90°，但在实际上的感应体中，电流会出现相位上的偏离。这种相位差角的余角的正切就称为介质损耗角正切。该值会受到材料、加压频率、环境等的影响，在塑料中，在常态下对106Hz而言，其范围从最低的聚乙烯的0.0001到最高的聚酰胺6、环氧树脂的0.03左右。该值会成为高频回路的介质损耗的原因，但在材料的高频加热时却是有效的特性值。

耐电弧性

即便是绝缘破坏强度很高的塑料，在高电压下长时间使用后，也会因部分放电而出现劣化现象。耐电弧性就是表示该放电劣化的电阻性。

5.机械性质拉伸特性

材料上很少会单纯加上拉伸外力，而拉伸外力在材料的任何部分产生的拉伸张力都是均匀的，所以会形成单纯的应力分布状态。另外，拉伸应力超过某一限度后，材料往往就会破损，因此拉伸特性就成了一种有代表性的机械性质。拉伸强度是用试验片原先的最小横截面积去除屈服或破坏时的最大拉伸载荷后的商值，用Mpa表示。拉伸伸长是用原先的标点间的距离去除从试验片破坏时的平行部标点间距离减去原先的标点间距离之后的值，用%表示。

弯曲特性

弯曲外力作用在物体上时的材料举动称为弯曲特性。

硬度

对硬度还没有一个严密的物理定义，因为是一种非破坏试验，不破坏材料就能够简单地进行测定，所以在实用上就常常使用硬度，成了一种很方便的尺度。作为测定塑料硬度的规格，一般采用的是洛氏硬度。塑料上使用的洛氏硬度HR的测定如下：压入子是钢球，先加上基准载荷Po，以这时的凹陷深度为基准，进一步加上试验载荷P，经过一定时间（ASTM中为15s）后，测定将其返回到基准载荷时的塑性凹陷的深度h(mm)，再从下式求出：HR=130-500h。但因钢球直径和载荷种类的不同，有各种标度的洛氏硬度，在JIS中，有M标度和R标度，而在ASTM中规定了K/E/L/M/R5种标度。

冲击特性

材料的力学强度有逐渐增加载荷进行测定的静态强度，以及加上冲击时的强度，即韧性和冲击强度，两者未必显示同样的倾向。测定材料的这种韧性的原理是在材料上加上冲击性载荷，进行破坏，用该破坏所需要的能量来表示。艾氏冲击强度值就是其中有代表性的试验方法，它是使用振摆形状的艾式冲击试验机，对悬臂试验片加上冲击弯曲打击，用试验片的宽度去除1次打击破坏所需要的能量后所得的商值。

蠕变特性

将在一定状态下，连续加上一定的应力时的材料的举动称为蠕变，这种情况下会显示以下2个特性：1.随着时间的经过，变形量会增大。2.随着时间的经过，破坏应力会减小。也就是说，1.即使在载荷时间短的时候，变形量少，不会成为问题，但随着载荷时间变长，会出现相当大的变形，特别是会出现塑性变形，变得不耐用；2.对静态强度以下的应力，载荷时间变长后，也会出现破坏。

疲劳特性

如应力或变形力反复加在物体上，该材料就会弱化，加速破坏。材料的这种举动称为材料的疲劳。也就是说，材料上只加一次应力时，如应力小于静态强度时，不会出现破坏，但反复次数增加的话，即使是小于静态强度的应力造成破坏的可能性也会增加。在这种条件下使用塑料时，如果不明确这种疲劳举动，就无法保证对破坏的安全性。

摩擦、磨损特性

在塑料的表面互相接触的情况下，当两者间出现相对运动时，就会出现一种力图妨碍该运动的阻力，这就是摩擦，从表面开始材料逐渐磨灭下去的现象称为磨损。

塑料垫圈的UL阻燃法令

UL的目的是为保险业者(Underwriters)防止电气和火灾事故，由民间设立的产品安全试验方面的一家美国检测机构。产品安全试验的基本要求是在产品中消除故障发生的原因，建立故障发生时的安全机构和灾害防止及防火。在该认证制度中，对部件和不成为成品的原材料、半成品有一项认证制度，在执行该制度的情况下，可以省略对部件和成品的试验项目。UL法令中与塑料有密切关系的项目有以下5个：

UL94 塑料的燃烧性试验

UL746A 塑料的短期物性评价的规格

UL746B 塑料的长期物性评价的规格

UL746C 塑料的电气元件用途评价的规格

UL746D 塑料的组装部件(制模程序)的规格