2. 工程塑料关键性能指标体系
工程塑料选型的第一步，不是去翻材料手册找“最强”的牌号，而是建立一套能横向比较、能对应工况的性能指标体系。同一组拉伸数据，在干燥态和调湿态下可能相差一倍；同一张介电常数表，在1 kHz和1 MHz下结论可能相反。因此，本节的重点不是罗列标准号，而是讲清五类性能各自“测什么、怎么测、数据怎么读、读的时候要防哪些坑”。
一、力学性能：先分清“刚性、强度、韧性”三件事
力学性能是选型中使用频率最高的一类，核心指标包括拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、弯曲强度与弯曲模量、缺口冲击强度、硬度等。常用标准为ISO 527（拉伸）、ISO 178（弯曲）、ISO 179/180（简支梁/悬臂梁冲击）、ASTM D638/D790/D256。ISO与ASTM在试样尺寸、拉伸速率上并不等价，跨标准比较数据时必须谨慎。
数据解读有三个关键点。第一，模量看“刚性”，强度看“承载上限”，断裂伸长率与冲击强度看“韧性”，三者不能互相替代。第二，工程塑料普遍具有黏弹性，模量随温度、时间、应变速率变化，手册上的模量通常是23 ℃、短时、特定速率下的条件值，不能直接用于长期承载设计。第三，缺口冲击强度对缺口半径、试样厚度、是否带缺口极其敏感，未注明缺口类型的冲击数据基本不可比。
以玻纤增强PA66（30% GF）为例，其典型拉伸强度约150～190 MPa、弯曲模量约8～9 GPa，而缺口冲击强度可能只有8～12 kJ/m²；未增强PA66拉伸强度约80 MPa、缺口冲击可达5～8 kJ/m²（干态）。这说明增强提升刚性与强度，却往往牺牲韧性，选型时要按“受力形式”取舍，而不是追求单项最高。
二、热性能：负荷变形温度不等于使用温度
热性能指标主要包括负荷变形温度（HDT）、维卡软化温度、玻璃化转变温度（Tg）、熔点（Tm）、线膨胀系数（CLTE）、热导率以及热失重（TGA）分解温度。常用标准为ISO 75（HDT）、ISO 306（维卡）、ASTM D648/D1525、ISO 11357（DSC）、ISO 11358（TGA）。
最容易误读的是HDT。HDT是在规定负荷（常见0.45 MPa或1.8 MPa）下试样变形达到规定量时的温度，它反映的是“在该负荷下短期抗变形能力”，不是长期使用温度上限。结晶性塑料如PBT、PA，HDT可能接近甚至超过Tg，因为晶区仍能维持刚度；非晶塑料如PC、PSU，HDT通常受Tg支配。真正决定长期耐热的，是材料在目标温度、目标载荷、目标时间下的蠕变与老化数据。
此外，CLTE要与金属嵌件、装配间隙一起看。玻纤流动方向与垂直方向的CLTE可能相差2～3倍，大面积制件在温度循环中易出现翘曲或应力开裂，这是热性能与结构设计交叉的典型问题。
三、电性能：频率、湿度、温度三变量耦合
电性能指标包括体积电阻率、表面电阻率、介电常数、介质损耗因数、击穿强度、耐电弧性、相比漏电起痕指数（CTI）。常用标准为IEC 60093、IEC 60250、IEC 60243、IEC 60112、ASTM D257/D150/D149。其中CTI直接关系到高压、潮湿、污染环境下的爬电距离设计，是电气选型的高权重指标。
解读电性能数据必须同时锁定三个变量：测试频率、环境湿度、温度。极性塑料如PA、PBT在吸湿后体积电阻率可下降几个数量级，介电常数和损耗因数明显上升；因此“干燥态数据”不能直接用于湿热环境。高频应用（如5G连接器）更关注低介电常数与低损耗，此时LCP、PPS、PEI等材料优势明显，而普通PA因极性吸水并不适合。
四、化学性能与摩擦磨损性能：环境与运动副决定寿命
化学性能通常以耐化学药品性表、应力开裂试验、耐水解、耐油、耐酸碱等形式呈现，标准如ISO 175（耐液体）、ISO 22088（环境应力开裂）。需要强调的是，化学侵蚀往往与应力、温度协同作用：无应力下浸泡一年无异常的材料，在装配应力加60 ℃热油中可能数周即开裂。因此化学数据要结合“介质+温度+应力+时间”四要素判断。
摩擦磨损性能指标包括摩擦系数、比磨损率、极限PV值，常用标准为ASTM D3702（止推环）、ISO 6601等。摩擦系数分动、静两种，静摩擦系数偏高易导致爬行；比磨损率需注明对偶材料、表面粗糙度、载荷与速度。PV值是“压力×速度”的许用上限，超过后温升急剧上升，磨损由磨粒磨损转为熔融磨损，寿命断崖式下降。
五、把五类指标串成一张选型判断表
实际选型时，建议把工况拆成“载荷形式、温度范围、介质、电气要求、运动方式”五个维度，再与上述五类指标一一对应。下面给出一份可直接套用的判断表（示例参数为教学假设，用于说明填写方式，不代表实测结论）。
| 工况维度 | 对应指标 | 示例要求 | 数据判读要点 |
|---|---|---|---|
| 持续承载 | 拉伸/弯曲模量、蠕变 | 80 ℃、10 MPa、1000 h 变形＜1% | 不能用23 ℃短时模量代替 |
| 冲击受载 | 缺口冲击强度 | −20 ℃、缺口、≥8 kJ/m² | 低温冲击需单独数据 |
| 高温环境 | HDT、Tg、CLTE | 1.8 MPa HDT≥120 ℃ | HDT仅作筛选，不作寿命判据 |
| 湿热电气 | CTI、体积电阻率 | CTI≥600 V，湿热后电阻率≥10¹² Ω·cm | 必须用调湿后数据 |
| 滑动摩擦 | 摩擦系数、PV值 | PV≤0.3 MPa·m/s，动摩擦系数≤0.3 | 注明对偶材料与表面状态 |
最后要强调，五类性能并非彼此独立。玻纤增强提升刚性与HDT，却可能降低冲击韧性并增大各向异性；吸湿提升PA韧性，却恶化电性能与尺寸稳定性；润滑改性降低摩擦系数，却可能降低强度与耐热。选型的本质，是在这些耦合关系中寻找与工况最匹配的平衡点，而不是追求某一项指标的极值。