塑料主要性能及其应用

塑料门窗是继木、钢、铝合金门窗后发展起来的第四代新型门窗，塑料门窗的主要特点是隔热、隔声、密封性能优良。无论是在寒冷的冬季，还是炎热的夏季都可达到防寒保温和防暑降温的效果。它不仅可以节约能源，保护环境，改善居住条件，提高建筑功能，而且还具有施工快、重量轻、绝缘性能好以及易于着色、造型美观、防水防潮、耐腐蚀、寿命长和维护方便等综合优良性能。因此，塑料门窗的广泛使用，其经济效益和社会效益都是巨大的。

聚氯乙烯塑料门窗是以聚氯乙烯(PVC)为主要原料，掺人适量的助剂和改性剂，经挤压机挤出各种截面的异型材，再根据不同的品种、规格，选用不同截面异型材组装而成。因PVC塑料的变形较大，刚度较差，一般在空腔内插人型钢或铝合金型材，以增强抗弯能力。广义地讲，塑料门窗是以高分子合成材料为主，以增强材料为辅制成的一类新型材质的门窗。目前，世界上已开发出三种材质的塑料门窗，即:聚氯乙烯(PVC)塑料门窗、玻璃纤维增强不饱和聚醋树脂(GUP)门窗和聚氨基甲酸醋(PUR)硬质泡沫塑料门窗。其中，聚氯乙烯(PVC)塑料门窗所占比例最大，约90%以上。本节只介绍聚氯乙烯(PVC)塑料门窗，因此，书中所提塑料门窗就是特指聚氯乙烯(PVC)塑料门窗。

1.型材种类

PVC塑料门窗型材是多腔室中空异型材，种类很多，大致可分为以下几种:

(1)闭合中空异型材，单孔或多孔的异型材，完全闭合，可以有横筋和尖角，壁厚也可以不同。

(2)开放中空异型材，也是单孔或多孔的异型材，但有从中空腔室伸出的分支。

2.塑料门窗型材结构的特点

硬聚氯乙烯塑料门窗型材的结构包括型材的断面结构和外形结构。断面结构决定型材的性能优劣和加工的难易。外形结构决定了型材美观和成本的高低。型材结构的特点表现在各种结构元素之中。这些元素包括型材腔室结构、壁厚与筋肋、功能性沟槽结构及外部尺寸等。型材按结构形状分类，大致有中空腔、开放型和复合型。按功能分类，有主、辅型材。

(1)型材的型腔结构。中空腔室结构是PVC塑料窗型材的基本特征。由于聚氯乙烯塑料的弹性模量很低，型材的刚度取决于腔室的结构，因此型材设计首先考虑的就是腔室的构造。腔室的结构通常应有2一3个腔室:增强腔、排水腔及五金件腔。增强腔顾名思义是为了放置具有静力承载能力的加强筋。为了最大限度地获得加强筋的惯性矩，该腔面积通常为最大，故又称为主腔室。排水腔主要是给排水孔提供一个通道，不让雨水流进增强腔，防止加强筋遭到锈蚀。五金件腔的设置是为了使紧固五金件的螺钉穿过两层壁厚更加牢固。腔室的分布通常沿型材的厚度方向排列，这种方式能使温度、声音的阻隔作用达到最优化。

{2)型材的壁厚与筋肋。型材结构的第二个特征就是型材外壁和筋肋的厚度。型材的惯性矩与截面尺寸有关，为了得到较好的惯性矩，应将型材的重量尽可能地分布在型材的边缘地区，因此型材的外壁比内筋要厚。内筋的厚度通常不超过外壁厚度的80%。其次，内筋壁薄还可避免型材挤出时产生收缩痕，为此内筋不宜过长。此外，型材焊接成门窗后，型材的腔室被封闭，在炎热的环境中封闭腔室的空气压力会增加，如果型材外壁太薄就会因压力而变形。内筋的多少，决定了腔室的多少，也决定了型材外壁的厚度。一般窗型材单腔结构的壁厚应约4mm，多腔结构的壁厚约为3mm?内筋较多的型材其刚度和焊接强度也相应较高严内筋的合理分布还可提高型材的落锤冲击性能。除了内部加强筋肋外，有时需在内腔增设一些凸起，如用来固定或支撑金属加强筋的方形或尖形凸起。为了便于冷却，凸起部分的高度一般不超过型材壁厚。

(3)功能性沟槽结构。功能性沟槽结构是型材截面结构的第三个特征。所谓功能性沟槽是满足塑料窗安装各种配件所需的沟槽。如玻璃安装槽、压条固定槽、五金件槽、密封条槽(或毛条槽)等。玻璃安装槽的尺寸取决于玻璃层数、玻璃厚度及密封条的规格。玻璃压条固定槽要根据玻璃压条的结构来设置。玻璃压条一般有单脚和双脚之分，单脚压条安装方便，但容易脱落。双脚压条安装时不如单脚压条方便，但很牢固，不易脱落。五金件槽通常用来安装上下连杆锁闭插销和剪式支撑铰链，以及四连杆支撑铰链等，尺寸取决所使用的五金件。密封条槽和毛条槽是根据这些密封件的安装所需尺寸进行设计。

(4)型材的外形尺寸。窗型材的结构除应满足力学性能要求和功能性要求外，还应考虑外观造型和尺寸大小。一味地追求低成本把型材外形弄得瘦骨嶙峋，对塑料门窗的宣传和使用都不利。为了消除塑料门窗的弱不禁风感，型材外形应尽量设计成饱满、大方、豪华状。可在型材的立面增加华丽的曲面。如推拉窗，扇

包框形式就不如框包扇的形式丰满结实，如何弥补这种缺憾，在框材上大有文章可做。有时在外框材上留出镶嵌槽，用来加装贴脸或窗台板之类装饰型材也是增强外观造型的一项措施。另外，除了前述一些功能性沟槽外，在型材的外部的其他沟槽，要考虑到雨水和污物的清理方便。门窗用塑料型材品种多样化且配套、齐全，能按建筑设计的要求，制造各种形式的门窗。如60系列和70系列型材可以满足不同档次建筑门窗的需要。