共擠吹膜的生產(chǎn)工藝技術(shù)和應(yīng)用

1、第二部分 共擠吹膜的生產(chǎn)、工藝技術(shù)和應(yīng)用第二部分 共擠吹膜的生產(chǎn)、工藝技術(shù)和應(yīng)用第一章 基本原料介紹一、常用塑料包裝材料簡介一、聚乙烯（ PE ）（一） 性能及用途聚乙烯是典型的熱塑性塑料，為無臭、無味、無毒的可 燃性白色粉末。成型用的聚乙烯樹脂均為經(jīng)擠出造粒的蠟狀 顆粒料，外觀呈乳白色。聚乙烯的分子量在 1 萬 100 萬之間，分子量超過 100 萬的 為超高分子量聚乙烯。分子量越高，其物理力學(xué)性能越好， 但隨著分子量的增高，加工性能降低。因此，要根據(jù)使用情 況選擇適當(dāng)?shù)姆肿恿亢图庸l件。高分子量聚乙烯是個(gè)加工 結(jié)構(gòu)材料和負(fù)荷材料，而地分子量聚乙烯只適合作涂覆、上 光劑、潤滑劑和軟化劑等。聚

2、乙烯的力學(xué)性在很大程度上取決于復(fù)合物的分子量、支化 度和結(jié)晶度。高密度聚乙烯的拉伸強(qiáng)度為 2025MPa ，而低 密度聚乙烯的拉伸強(qiáng)度只有 1012MPa 。聚乙烯的伸長率主 要取決于密度，密度大，結(jié)晶度高，其蔓延性就差。聚乙烯的電絕緣性能優(yōu)異。因?yàn)樗欠墙^緣材料，其介電常 教及介電損耗幾乎與溫度、頻率無關(guān)；高頻性能很好，適于制造各種高頻電纜和海底電纜的絕緣層。 （二） 品種1 低密度聚乙烯（ LDPE ）（1） 性能低密度聚乙烯的密度范圍為 0.9100.925g/cm 。 分子結(jié)構(gòu)為主鏈上帶有長、短不同支鏈的支鏈型分子。在主 鏈上每 1000 個(gè)碳原子中約帶有 50 個(gè)以下的乙基、 丁基或

3、更 長的支鏈。與高密度和中密度聚乙烯相比，它具有較低的結(jié) 晶度（55%65% ）,較低的軟化點(diǎn)（108C 126C ）以及較寬的熔體指數(shù)（0.280g/10min ）。 由于低密度聚乙烯的化學(xué)結(jié)構(gòu)與石蠟烴類似，不含極性基團(tuán)， 所以具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)酸、堿和鹽類水溶液具有耐 腐蝕作用。它的電性能及好，具有導(dǎo)電率低、介電常數(shù)低、 介電損耗低以及介電強(qiáng)度高等特性。但低密度聚乙烯的耐熱 性能較差，也不耐氧和光老化。因此，為了提高其耐老化性 能，通常要在樹脂中加入抗氧劑和紫外線吸收劑等。低密度聚乙烯具有良好的柔軟性、延伸性和透明性，但 機(jī)械強(qiáng)度低于高密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯。（ 2 ）用途低密

4、度聚乙烯主要用于制造薄膜。薄膜制品約占地密度 聚乙烯制品總產(chǎn)量的一半以上，用于農(nóng)用薄膜及各種食品、 紡織品和工業(yè)品的包裝。低密度聚乙烯電絕緣性能優(yōu)良，常 用作電線電纜的包覆材料。 注射成型制品有各種玩具、 蓋盒、 容器等。與高密度聚乙烯摻混后經(jīng)注射成型和中空成型可制管道及容器等。 2高密度聚乙烯（ HDPE ）（1）性能高密度聚乙烯的高密度為 0.9410.965g/cm 。分 子結(jié)構(gòu)為線型結(jié)構(gòu)，支鏈少，平均每 1000 個(gè)碳原子僅含有 幾個(gè)支鏈。與低密度聚乙烯相比，高密度聚乙烯結(jié)晶度達(dá) 80%90% ，密度大，使用溫度較高， 硬度和機(jī)械強(qiáng)大較大， 耐化學(xué)性能好。（2）用途高密度聚乙烯的用途與

5、低密度聚乙烯不同。低密度聚乙 烯約 50%70% 用于制造薄膜；而高密度聚乙烯則主要用于 制造中空硬制品， 約占總消費(fèi)量的 40%65% 。具體用途有： 吹塑法制造各種瓶、罐及各種工業(yè)用槽、桶等容器；注射成 型制造各種盆、桶、藍(lán)、簍、筐等日用成器、日用雜品和家 具等；擠出成型制造各種管材、捆扎帶以及纖維、單絲等。 此外，還可用于制造電線電纜的包覆材料和合成紙；加入大 量無機(jī)鈣鹽以后，還可以制造鈣塑包裝箱和家具、門窗等。 最近，高密度聚乙烯用于制造高強(qiáng)度超薄薄膜，做食品、農(nóng) 副產(chǎn)品和紡織品的包裝材料發(fā)展很快。 3中密度聚乙烯 （MDPE）（1）性能密度為 0.9260.940g/cm ，分子結(jié)構(gòu)

6、為支鏈數(shù)介 于高密度聚乙烯和低密度乙烯之間的線型高分子。結(jié)晶度為 70%75% ，軟化溫度為 110C115C ，除兼 有高、低密度聚乙烯的性能外， 還具有優(yōu)良的抗應(yīng)力開裂性、 剛性及耐熱性。（2）用途 最適宜于高速吹塑成型制造瓶類，高速自動(dòng)包裹用薄膜 以及各種注射成型制品和旋轉(zhuǎn)成型制品，如桶、罐等。還可 用于電線電纜包覆層。 4 線型低度密度聚乙烯 （LLDPE） （1）性能線型低密度聚乙烯的密度為0.9100.925g/cm由于線型低密度聚乙烯分子側(cè)鏈為短支鏈，分子結(jié)構(gòu)介于線 型高密度聚乙烯和帶有長支鏈的高壓法低密度聚乙烯之間， 所以其物理機(jī)械性能優(yōu)于普通低密度聚乙烯。在機(jī)械性能方 面，線

7、型低密度聚乙烯的拉伸強(qiáng)度比普通低密度與乙烯高 50%70%，伸長率高 50%以上，耐沖擊強(qiáng)度、穿刺強(qiáng)度及 耐低溫沖擊性能均比低密度聚乙烯好。在物理性能方面，在 相同密度情況下，線型低密度聚乙烯的熔點(diǎn)比低密度聚乙烯 高，使用溫度范圍寬，允許使用溫度比低密度聚乙烯高 10C 15C 。（ 2 ）用途線型低密度聚乙烯可代替低密度聚乙烯制造薄膜、管材、注射成型制品、中空吹塑容器、旋轉(zhuǎn)成型制品及電線電纜包 覆材料等。 制得的產(chǎn)品的機(jī)械性能比低密度聚乙烯好。 所以， 制造相同強(qiáng)度的制品時(shí)， 線型低密度聚乙烯制品可減薄。 二、 聚丙烯 （PP） （一）性能聚丙烯重量輕，密度為 0.900.91g/cm，是通

8、 用塑料中最輕的一種。聚丙烯具有優(yōu)良的耐熱性，長期使用的溫度可達(dá)100C 120C ，無載荷時(shí)使用溫度可達(dá) 150C ，聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸，并 能經(jīng)受 135C 的消毒溫度的品種，因此可制造輸送熱 水的管道。聚丙烯的耐低溫性能不如聚乙烯， 催化溫度為 -10C -13C （聚乙烯為 -60C ）。低溫甚至室溫下的抗 沖擊性能不佳，低溫下易脆裂是聚丙烯的主要缺點(diǎn)。 聚丙烯是一種非極性所料，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，并且結(jié) 晶度越高，化學(xué)穩(wěn)定性越好。除強(qiáng)化性酸（如發(fā)煙硫酸、硝 酸）對(duì)他有腐蝕作用外，室溫下還沒有一種溶劑能使聚丙烯 溶解，只是低分子量的脂肪烴、芳香烴和氯化烴對(duì)它有軟化 或

9、溶脹作用。它的吸水性很小，吸水率還不到 0.01% 。 聚丙烯在成型和使用中易受光、熱、氧的作用而老化。聚丙 烯在大氣中 12 天就老化變脆，室內(nèi)放置 4 個(gè)月就會(huì)變質(zhì)， 通常需添加紫外線吸收劑、抗氧劑、炭黑和氧化鋅等來提高 聚丙烯制品的耐候性。聚丙烯的力學(xué)強(qiáng)度、剛性和耐應(yīng)力開裂都超過高密度聚 乙烯，而且有突出的延伸性和抗彎曲疲勞性能，用它制成的 活動(dòng)鉸鏈經(jīng)過 7000 萬次彎曲試驗(yàn)，竟無損壞痕跡。聚丙烯的電絕緣性能優(yōu)良，特別是高頻絕緣性很好，擊 穿電壓強(qiáng)度也高，加上吸水率低，可用于 120C 使用 的無線電、電視的耐熱絕緣材料。 （二）用途聚丙烯綜合性能優(yōu)良，可以用注射成型、擠出成型、中 空

10、成型制成各種制品。在這些用途中用于注射成型制品居首 位，包括日用器具、娛樂和體育用品、玩具等；汽車部件， 如蓄電池殼體、空調(diào)零件、散熱器葉片等；硬包裝，如醫(yī)療 洗滌器、蓋罩、化妝品盒；機(jī)械零件，如洗衣機(jī)洗槽、攪拌 器、空氣管。擠出成型制品包括電線、電纜、薄膜、片材、 管材等。薄膜主要用于包裝服裝、針織品、食品、香煙等。 中空成型制品包括容器、瓶類。聚丙烯纖維分長絲（單絲、 復(fù)絲、膨體紗） 、短纖絲。纖維可代替棉、麻、絲、毛等天 然纖維。主要用于生產(chǎn)機(jī)織和針織，如地毯、沙發(fā)布、捆扎 材料、繩索和編織袋等。三、聚氯乙烯 （PVC） （一）性能聚氯乙烯是無毒、無臭的白色粉末，密度為 1.40g/cm

11、 ，加入增塑劑和填料的聚氯乙烯塑料的密度 為 1.15 2.00g/cm。聚氯乙烯的力學(xué)性能取決于聚合物的分子量、增塑劑和 填料的含量。聚合物的分子量越大，力學(xué)性能、耐寒性、熱 穩(wěn)定性越高，但成型加工比較困難；分子量低則相反。增塑劑的加入， 它不但能提高聚氯乙烯的流動(dòng)性， 降低塑化溫度， 而且使其變軟。通常，在 100 份聚氯乙烯樹脂中增塑劑量大 于 25 份即變成軟質(zhì)塑料， 伸長率增加， 而拉伸強(qiáng)度、 剛度、 硬度等力學(xué)性能均降低；增塑劑加入量小于 25 份時(shí)為硬質(zhì) 或半硬質(zhì)塑料，具有較高的力學(xué)強(qiáng)度。 聚氯乙烯是無定型聚合物，它的玻璃化溫度（Tg ）為80C 左右，在此溫度下即開始軟化， 隨

12、著溫度的升高， 力學(xué)性能逐漸喪失。顯然，Tg是聚氯乙烯理論使用溫度的上 限。但在實(shí)際應(yīng)用中，聚氯乙烯的長期使用溫度不宜超過 65C 。聚氯乙烯的耐寒性較差，盡管齊催化溫度低于 -50C ，但低溫下即使軟質(zhì)聚氯乙烯制品也會(huì)變硬、 變 脆。由于聚氯乙烯含氯量達(dá) 65% ，因而具有阻燃性和自熄性。聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性差，無論受熱或日光都能引起變色， 從黃色、橙色、棕色直到黑色，并伴隨著力學(xué)性能和化學(xué)性 能的降低。 聚氯乙烯具有較好的典型能，其電絕緣性可與硬橡膠媲美。 （二）用途聚氯乙烯的應(yīng)用比較廣泛。在包裝材料方面，它可制造 包裝薄膜、收縮薄膜、復(fù)合薄膜和透明片材，還可制作集裝 箱和周轉(zhuǎn)箱以及包裝涂層

13、。四、聚苯乙烯（ PS ）（一）性能聚苯乙烯是質(zhì)硬、脆、透明、無定型的熱塑性塑料。沒有氣味，燃燒時(shí)冒黑煙。密度為1.041.09g/com,易于染色和加工，吸濕性低，尺寸穩(wěn)定性、電絕緣和熱絕緣 性能極好。聚苯乙烯的力學(xué)性能同制造方法、分子量大小、取向度 以及所含雜質(zhì)有關(guān)。分子量大的強(qiáng)度高，分子量在 5 萬以下 的拉伸強(qiáng)度很低， 10 萬以上的其拉伸強(qiáng)度的改善就不明顯了。 分子量高時(shí)成型困難，通常分子量控制在 5 20 萬。聚苯乙烯可溶解于許多溶劑中， 如苯、 甲苯、四氯化碳、 氯仿、鄰二氯苯等。聚苯乙烯的透光率為 87%92%，其透光性僅次于有機(jī)玻璃。 折光指數(shù)為 1.591.60。受光照射或

14、長期存放，會(huì)出現(xiàn)面混 濁和發(fā)黃現(xiàn)象。聚苯乙烯毒性極低，屬于衛(wèi)生安全的塑料品種。（二）用途 聚苯乙烯由于具有高透明度、 廉價(jià)、剛性、 絕緣、印刷性好、 易成型等優(yōu)點(diǎn)，使它在青工制品，裝潢和包裝等方面有一定 的使用價(jià)值。五、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂 （PET）（一）性能聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂系結(jié)晶型聚合物，密度為 1.301.38g/cm ，熔點(diǎn)為 255C 260C ，在 熱塑性塑料中具有最大的強(qiáng)韌性，其薄膜拉伸強(qiáng)度可與鋁箔 相匹敵，為聚乙烯的 9 倍，聚碳酸酯和尼龍的 3 倍。 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂在較寬的溫度范圍內(nèi)，保持其優(yōu) 良的物理機(jī)械性能，-2080C內(nèi)溫度的影響 很小，長期使用溫度可達(dá) 12

15、0C ，能在 150C 使用一段時(shí)間。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂在較高溫度下，也能耐氟氫酸、 磷酸、乙酸、乙二酸，但鹽酸、硫酸、硝酸能使它受到不同 程度的破壞，如拉伸強(qiáng)度下降。強(qiáng)堿尤其是高溫下的堿，能 使它的表面發(fā)生水解，其中以氨水的作用更劇。（二）用途聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂除了大量用于抽絲做纖維外，多 用于制造薄膜，大量用于電影片基、 X 光片基、錄音音像帶 基。由于電性能好，在電氣、電子工業(yè)中可做 B 級(jí) （130C ）絕緣材料。此外，還大量用于吹塑瓶子， 如用于調(diào)味品、食用油、飲料、化妝用品瓶子。注射制品堅(jiān) 韌耐磨，吸濕性小，尺寸穩(wěn)定，彈性模量高，并具有優(yōu)良的 電性能和耐化學(xué)性，主要用于機(jī)械、電

16、氣電子精密結(jié)構(gòu)件， 如線圈骨架、配電開關(guān)、繼電器原件等。六、聚酰胺（ PA ）（一）性能聚酰胺是乳白色或微黃色不透明粒狀或粉狀物，密度為1.021.15g/cm，吸水率為 0.3%9.0%，隨著鏈節(jié) 中碳原數(shù)的增加，密度和吸水率趨于降低。聚酰胺的結(jié)構(gòu)可以看作是聚乙烯分子鏈中每間隔一定距 離嵌入一個(gè)聚酰胺基團(tuán)。這中間隔隨鏈節(jié)中碳原子數(shù)的增加 而增大，其性能受聚酰胺基團(tuán)的影響變小，作為聚乙烯的性 質(zhì)增加。例如，聚酰胺的拉伸強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度、熔點(diǎn)和吸水率 等都隨著鏈節(jié)中碳原子數(shù)的增加而降低。但由于聚酰胺基團(tuán) 的存在，聚酰胺類聚合物都顯示出耐磨、易吸水的共性。與金屬比，聚酰胺的剛性比較低，表面硬度和耐蠕變

17、性也 較差，但它的比強(qiáng)度高于金屬，比壓縮強(qiáng)度與金屬相當(dāng)。聚酰胺的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和硬度隨溫度和吸水率的增 大而降低。而沖擊強(qiáng)度則隨溫度和吸水率的增大而明顯提高。聚酰胺居于有優(yōu)良的耐磨性，各種聚酰胺的摩擦系數(shù)差別 不大，通常在 0.10.3 之間。如果在聚酰胺中添加二流化鉬、 石墨等填料或聚四氟乙烯粉末，可進(jìn)一步提高其耐磨性。 聚酰胺的熔點(diǎn)溫度范圍窄，通常在 180C 280C 之間，長期使用溫度一般不宜超過 100C 若在 100C 以上的溫度下長期與氧接觸，會(huì)使制品逐 漸呈現(xiàn)褐色，喪失使用性能。大多數(shù)聚酰胺具有自燃性，少數(shù)品種具有可燃性，但對(duì)火 焰的傳播速度很慢。聚酰胺在室溫下耐稀酸、弱堿

18、和大多數(shù)鹽類，但強(qiáng)酸、較高 濃度的酸及強(qiáng)氧化劑會(huì)使其明顯受到侵蝕，在較高溫度下發(fā) 生破壞。聚酰胺的耐溶劑性優(yōu)良。能耐烴類、油類及一般溶劑，如 四氧化碳、乙酸甲脂、苯、四氫呋喃等。它對(duì)礦物油、植物 油均呈惰性，但水和醇及其類似的化合物能使聚酰胺溶脹， 在常溫下可溶于極性的酚類化合物和氯化鈣的甲醇溶液。各種聚酰胺的電性能在干態(tài)時(shí)基本相同，具有較高的電阻 值，但隨著溫度和吸水率的增加有明顯的降低；介電常數(shù)與 此相反，雖吸水率的增加而增大。（二）用途聚酰胺在工業(yè)上主要用于制造各種機(jī)械、汽車、化工、 電子和電器裝置的零部件，特別用于高強(qiáng)度或耐磨制件，如 各種齒輪、滑輪、軸承、泵體中葉輪、風(fēng)箱葉片、高壓密

19、封 圈、閥座、墊片、各種殼體、工具手柄、支撐架、汽車燈照 等。在電子儀器設(shè)備、繼電器等電器設(shè)備中制作零件、電梯 導(dǎo)軌、建筑裝飾用扶手等。在包裝上可制成薄膜，與鋁箔制 成復(fù)合材料，用于罐頭、食品和飲料的包裝。七、聚偏二氯乙烯 （PVDC）（一）性能聚偏二氯乙烯是硬幣、韌性、半透明至透明材料，帶有 不同程度的黃色。經(jīng)紫光照射后發(fā)暗橙道淡紫色熒光。密度 為 1.70 1.75g/cm，吸水性 <0.1%。與其他塑料相比，聚偏二氯乙烯對(duì)很多氣體和溶液具有很低 的透過率，故廣泛用作包裝材料。純聚偏二氯乙烯由于難以 制得適當(dāng)?shù)臏y試樣品，因而很少獲知其機(jī)械性能。主要是測 定共聚物的強(qiáng)度。聚偏二氯乙烯的

20、機(jī)械性能與結(jié)晶的種類、 數(shù)量和定向程度有關(guān)。拉伸強(qiáng)度隨結(jié)晶度升高，而韌性和伸 長率則隨之而下降。聚偏二氯乙烯在熱、紫外線、離子輻射、堿性試劑、催化金 屬或鹽類作用下容易分解，分解反應(yīng)的共同特點(diǎn)是有氯或氫 釋放出來。（二）用途 聚偏二氯乙烯除作纖維用外，主要用作包裝薄膜。此外 還可作為防濕的涂料和粘合劑。八、聚乙烯醇 （PVA）（一）性能聚乙烯醇的密度為1.261.29g/cm，折射率為1.52 ，紫外線照射后發(fā)藍(lán)白色熒光。吸水性大，浸入水中能 溶解。對(duì)纖維的含水率可達(dá) 30% 50% ，在 65%RH 、 25C 環(huán)境下的濕率也可達(dá) 4.5% 。能透過水蒸氣， 但 難透過醇蒸汽， 更不能透過有

21、機(jī)溶劑蒸汽、 惰性氣體和氫氣。 聚乙烯醇薄膜的阻氣性甚至優(yōu)于聚偏二氯乙烯薄膜。聚乙烯 醇的彈性模數(shù)為 4400 5400MPa ，拉伸強(qiáng)度為 35MPa ，伸 長率取決于含濕量，平均可達(dá) 450% ；纖維的濕強(qiáng)度是干強(qiáng)度的55%60% ;薄膜的硬度隨分子量的增加而增加。聚乙烯醇雖為結(jié)晶性高聚物，但熔點(diǎn)不敏銳，融熔溫度范圍為 220C 240C 。玻璃化溫度為 85C 。 聚乙烯醇受熱軟化，穩(wěn)定使用溫度為 120C 140C 。在 250C ，有氧存在分解時(shí)， 產(chǎn)生自然。 由于聚乙烯醇在一般氣候條件下都會(huì)吸濕，故不宜在電絕緣 方面應(yīng)用。（二）用途 由于聚乙烯醇具有良好的透明性、五靜電性、韌性、印

22、刷 性，極好的阻氣性和良好的耐化學(xué)性，作為水溶性的包裝材 料是個(gè)分適宜的。九、乙烯 -醋酸乙烯脂共聚物 （EVA）（一）性能EVA 共聚物是高分子的熱塑性聚合物，是典型的無規(guī)共 聚體。 EVA 由于在乙烯支鏈中引入由極性的醋酸集團(tuán)所組成 的短支鏈，打亂了原來的結(jié)晶狀態(tài)，從而降低了支鏈上乙烯 的結(jié)晶度， 同時(shí)還增加了聚合物鏈之間的距離。 這就使 EVA 比聚乙烯更富有柔韌性和彈性。EVA 的熔體指數(shù)（ MI ）的大小與聚合工藝條件有關(guān)，亦 與 VA 含量有關(guān)，在同一聚合條件下， VA 含量逾高，其 MI 亦逾高。EVA 的介電常數(shù)、介電損耗角正切值與共聚物中 VA 含量呈線性的函數(shù)關(guān)系，即 VA

23、 含量越高，其介電常數(shù)也就越 大。EVA熱分解溫度為 229C230,也有文獻(xiàn) 報(bào)道在 250C 以上。EVA 對(duì)于氣體和濕氣的滲透性要比低密度聚乙烯高， 因此它 不宜做高度抗?jié)B透材料。 EVA 的耐油、 耐化學(xué)藥品性比聚乙 烯、聚氯乙烯稍差，隨 VA 含量的增加， 這一傾向愈加明顯。 (二)用途EVA 可作為收縮薄膜、重包裝袋、可撓性電線和電纜護(hù)套， 也常用于注射和吹塑制品、 熱熔粘合劑、 各種板材紙張涂層、 泡沫制品等。 EVA 還可作為其他樹脂的改性劑。十、聚碳酸 酯(PC)(一)性能聚碳酸酯是無色或微黃色透明顆粒，無味、無臭、無毒。 密度為 1.2g/cm, 吸水率小于 0.16% ，

24、透明率為 75% 90% ，折光指數(shù)( 25C ) 1 .5890 ，可制成透明、半透 明，不透明的各種制品。 聚碳酸酯具有優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度和耐蠕變性，拉伸強(qiáng)度和彈性 模量也較高，而且能在較高的溫度范圍內(nèi)保持較高的力學(xué)強(qiáng) 度；不足之處是它的疲勞強(qiáng)度和耐磨性差。聚碳酸酯既有良 好的耐寒性，又有良好的耐熱性。它的脆化溫度為 -100% ， 最高使用溫度為100%，可在-60120C下長期使用聚碳酸酯對(duì)熱、氧、大氣和紫外線有良好的穩(wěn)定性。但長 期在室外使用或在強(qiáng)光照射下，其表面會(huì)變暗，失去光澤、 泛黃，甚至產(chǎn)生龜裂。聚碳酸酯是極性聚合物，電性能比非極性的碳?xì)渚酆衔锷?差，但仍屬于電性能優(yōu)良的塑料品種。

25、(二)用途 聚碳酸酯的用途十分廣泛，可用作機(jī)械零件，能耐油酸 可作食品和醫(yī)藥包裝薄膜，能經(jīng)受高溫消毒，可作外科醫(yī)療 器械。由于其力學(xué)強(qiáng)度高，又可作安全防護(hù)用的面罩、安全 帽、機(jī)械防護(hù)罩等， 以及飛機(jī)的擋風(fēng)罩、 座艙蓋、 空調(diào)管道、 艙門、儀表盤、座位及結(jié)構(gòu)材料等。日前，聚碳酸酯已成為 航空和宇航工業(yè)中不可缺少的材料。二、原材料的基本介紹1、聚乙烯材料 聚乙烯是最結(jié)構(gòu)簡單的高分子，也是應(yīng)用最廣泛的高分子材 料。 它是由重復(fù)的 CH2 單元連接而成的。 聚乙烯是通過乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。聚乙 烯的性能取決于它的聚合方式。 在中等壓力 (15-30 大氣壓 ) ， 有機(jī)化合物催

26、化條件下進(jìn)行 Ziegler-Natta 聚合而成的是高 密度聚乙烯 (HDPE) 。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的， 且分子鏈很長，分子量高達(dá)幾十萬。如果是在高壓力 (100-300MPa) ，高溫 (190210C) ，過氧化物 催化條件下自由基聚合， 生產(chǎn)出的則是低密度聚乙烯 （LDPE） ， 它是支化結(jié)構(gòu)的。 聚合壓力大小：高壓、中壓、低壓； 聚合實(shí)施方法： 淤漿法、溶液法 、氣相法 ； 產(chǎn)品密度大?。焊呙芏取⒅忻芏?、低密度、線性低密度； 產(chǎn)品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量。 聚乙烯特性聚乙烯無臭，無毒， 手感似蠟， 具有優(yōu)良的耐低溫性能 （最低 使用溫度可達(dá)-70-10

27、0 C ），化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸 堿的侵蝕 （不耐具有氧化性質(zhì)的酸 ），常溫下不溶于一般溶劑， 吸水性小， 電絕緣性能優(yōu)良； 但聚乙烯對(duì)于環(huán)境應(yīng)力 （化學(xué)與 機(jī)械作用 ）是很敏感的，耐熱老化性差。 聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度。 聚乙烯的種類（ 1 ）LDPE ：低密度聚乙烯、高壓聚乙烯（2）LLDPE ：線形低密度聚乙烯（3）MDPE ：中密度聚乙烯、雙峰樹脂（4）HDPE ：高密度聚乙烯、低壓聚乙烯（5）UHMWPE ：超高分子量聚乙烯（6）改性聚乙烯： CPE 、交聯(lián)聚乙烯（ PEX ）（7）乙烯共聚物：乙烯 -丙烯共聚物（塑料） 、 EVA 、乙烯 -丁烯共聚

28、物、乙烯 -其它烯烴（如辛烯 POE 、環(huán)烯烴）的共 聚物、乙烯 -不飽和酯共聚物（ EAA 、EMAA 、EEA 、EMA 、EMMA 、EMAH ）分子量達(dá)到 3，000 ，000-6 ，000 ，000 的線性聚乙烯稱為 超高分子量聚乙烯 （UHMWPE） 。超高分子量聚乙烯的強(qiáng)度非 常高，可以用來做防彈衣。1.2 聚乙烯物理性能 聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無毒，具 有優(yōu)越的介電性能。易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透水率低， 對(duì)有機(jī)蒸汽透過率則較大。聚乙烯的透明度隨結(jié)晶度增加而 下降在一定結(jié)晶度下，透明度隨分子量增大而提高。高密度 聚乙烯熔點(diǎn)范圍為 132-135oC ，低密

29、度聚乙烯熔點(diǎn)較低（ 112oC ）且范圍寬。常溫下不溶于任何已知溶劑中， 70oC 以上可少量溶解于甲 苯、乙酸戊酯、三率乙烯等溶劑中1.3 聚乙烯化學(xué)性能聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性， 室溫下耐鹽酸、 氫氟酸、磷酸、 甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學(xué)物質(zhì)，硝酸和 硫酸對(duì)聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用。聚乙烯容易光氧化、熱氧 化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發(fā)生降解，碳黑對(duì)聚乙 烯有優(yōu)異的光屏蔽作用。受輻射后可發(fā)生交聯(lián)、斷鏈、形成 不飽和基團(tuán)等反映。1.4 各類聚乙烯產(chǎn)品用途 高壓聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成 型制品、電線包裹層等中低、壓聚乙烯：以注射成型制品及 中空制品為主。

30、超高壓聚乙烯：由于超高分子聚乙烯優(yōu)異的綜合性能，可作 為工程塑料使用。聚乙烯塑料的相對(duì)分子質(zhì)量在 10 000 以上，根據(jù)密度的不 同分為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。低密 度聚乙烯較軟，多用高壓聚合；高密度聚乙烯較硬，多用低 壓聚合。大量使用的常為低密度（高壓）聚乙烯。聚乙烯是 當(dāng)今世界用量最多的一種塑料。 聚乙烯為蠟狀，有蠟一樣的光滑感，不染色時(shí)，低密度聚乙 烯透明，而高密度聚乙烯不透明，最大用途是在農(nóng)業(yè)大棚、 食品袋等方面。它不怕水，也不怕油，抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，且 美觀實(shí)用。聚乙烯（PE）是日常生活中最常用的高分子材料 之一，大量用于制造塑料袋，塑料薄膜，牛奶桶的產(chǎn)品。 其基本

31、結(jié)構(gòu)為- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - 化學(xué)性質(zhì) 聚乙烯抗多種有機(jī)溶劑，抗多種酸堿腐蝕，但是不抗氧化性 酸，例如硝酸。在氧化性環(huán)境中聚乙烯會(huì)被氧化。物理性質(zhì) 聚乙烯在薄膜狀態(tài)下可以被認(rèn)為是透明的，但是在塊狀存在的時(shí)候由于其內(nèi)部存在大量的晶體，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的光散射而 不透明。聚乙烯結(jié)晶的程度受到其枝鏈的個(gè)數(shù)的影響，枝鏈 越多，越難以結(jié)晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到枝鏈個(gè)數(shù) 的影響，分布于從90攝氏度到130攝氏度的范圍，枝鏈 越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通?？梢酝ㄟ^把高密度聚乙 烯在130攝氏度以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制備。 分類：

32、聚乙烯有高密度聚乙烯 (HDPE, High Density Polyethylene) ，中密度聚乙烯 (MDPE, Medium Density Polyethylene) ，低密度聚乙烯 (LDPE, Low Density Polyethylene) ，線性低密度聚乙烯 (LLDPE, Linear Low Density Polyethylene) 等多種產(chǎn)品 2、線性低密度聚乙烯的 性能( LLDPE )1) LLDPE 同 LDPE 相比，分子沒有長鏈支鏈，短支鏈比 HDPE 多，而長支鏈比 LDPE 少，分子量分布比 LDPE 狹窄， 由于是無長支鏈的 線性 結(jié)構(gòu)，為此，流變學(xué)

33、 性能同 LDPE 有著顯著的差別。2) LLDPE 是密度為 0.920.930g/cm2 的無色 .無臭.無毒的 固體 ,其結(jié)晶度介于 HDPE 和 LDPE 之間 .3) LLDPE 熔化點(diǎn)比 LDPE 高 1020 度,熔體粘度相當(dāng)大 . 在相同的熔體溫度下 ,LLDPE 的熔體粘度是 LDPE 的 10 倍以 上,而且熔體粘度受溫度變化的影響小 ,而受剪切力的影響大 , 為此 ,LLDPE 不能用提高熔體溫度的方法來降低其粘度 ,而只 能用提高剪切力 ,即提高機(jī)械速度來降低其粘度 .為此 LLDPE 適宜于快速生產(chǎn)快速擠出和快速注塑4) LLDPE 的性能由其密度 .分子量和分子量分

34、布來決定 ,正 如上述密度是由聚乙烯鏈上的共聚單體濃度來決定的 ,而共 聚單體的濃度控制了 LLDPE 短支鏈的總量 ,支鏈的長度取決 于共聚單體的種類 , 共聚單體含量愈大 LLDPE 的密度就愈 小.5) 在相同條件下 ,LLDPE 的抗張強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度是 LDPE 的三倍 ,脆化溫度比 LDPE 低 2030 度 ,耐環(huán)境應(yīng)力開裂性比 LDPE 提高 1000 倍 .6) LLDPE 柔軟性好 ,耐針刺性好 ,韌性好 ,透明性好 .7) LLDPE 有如離子型樹脂的熱封性 ,在熱封面上有污染也 能熱封 ,熱封強(qiáng)度比 LDPE 好 ,且熱封強(qiáng)度受溫度的影響小8) LLDPE 加工時(shí) ,必

35、須使用高速生產(chǎn)設(shè)備 ,而且主電機(jī)功率 要比加工 LDPE 的來得大 ,由于粘度大 ,加工的壓力也要增加 .9) LLDPE 風(fēng)冷的透明度不如 LDPE.3、常用尼龍?jiān)?(聚酰胺 )PA6/PA6 ， 66 聚酰胺( PA )具有品種多、產(chǎn)量大、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)，是五 大工程塑料之一。但是，也由于聚酰胺品種繁多，在應(yīng)用領(lǐng) 域方面有些產(chǎn)品具有相似性，有些又有相當(dāng)大的差別，需要 仔細(xì)區(qū)分。聚酰胺( Polyamide )俗稱尼龍，是分子主鏈上含有重復(fù) 酰胺基團(tuán) NHCO 的熱塑性樹脂總稱。尼龍中的主要品 種是 PA6 和 PA66 ，占絕對(duì)主導(dǎo)地位； 其次是 PA11 、PA12 、 PA610 、

36、PA612 ，另外還有 PA1010 、PA46 、PA7 、PA9、 PA13。新品種有尼龍 61、尼龍9T、特殊尼龍 MXD6 （阻隔 性樹脂）等；改性品種包括： 增強(qiáng)尼龍、單體澆鑄尼龍 （MC 尼龍）、反應(yīng)注射成型 （ RIM ）尼龍、芳香族尼龍、 透明尼龍、 高抗沖（超韌）尼龍、電鍍尼龍、導(dǎo)電尼龍、阻燃尼龍、尼 龍與其他聚合物共混物和合金等。性能指標(biāo)尼龍為韌性角狀半透明或乳白色結(jié)晶性樹脂，作為工程 塑料的尼龍分子量一般為 1.5-3 萬。尼龍具有很高的機(jī)械強(qiáng) 度，軟化點(diǎn)高， 耐熱，摩擦系數(shù)低， 耐磨損， 具有自潤滑性、 吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐堿和一般溶劑；電絕緣 性好，有自熄

37、性，無毒，無臭，耐候性好等。尼龍與玻璃纖 維親合性十分良好，因而容易增強(qiáng)。但是尼龍染色性差，不 易著色。尼龍的吸水性大，影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，纖維 增強(qiáng)可降低樹脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。其中 尼龍 66 的硬度、剛性最高，但韌性最差。尼龍的燃燒性為 UL94V2級(jí)，氧指數(shù)為24-28。尼龍的分解溫度299C,在449C -499C會(huì)發(fā)生自燃。尼龍的熔體流動(dòng)性好，故制品壁 厚可小到 1mm 。表 1 給出了聚酰胺主要品種的技術(shù)性能指 標(biāo)。性能特點(diǎn)與用途PA6物性 乳白色或微黃色透明到不透明角質(zhì)狀結(jié)晶性聚合物； 可自由著色， 韌性、耐磨性、 自潤滑性好、 剛性小、 耐低溫， 耐細(xì)菌、能

38、慢燃，離火慢熄，有滴落、起泡現(xiàn)象。最高使用 溫度可達(dá)180 C,加抗沖改性劑后會(huì)降至 160 C；用15%-50% 玻纖增強(qiáng)，可提高至199C,無機(jī)填充 PA能提高其熱變形 溫度。加工 成型加工性極好：可注塑、吹塑、澆塑、噴涂、粉末成型、機(jī)加工、焊接、粘接。PA6是吸水率最高的PA，尺寸穩(wěn)定性差，并影響電性能（擊穿電壓） 。應(yīng)用 軸承、齒輪、凸輪、滾子、滑輪、輥軸、螺釘、螺帽、 墊片、高壓油管、儲(chǔ)油容器等。PA66物性 半透明或不透明的乳白色結(jié)晶聚合物，受紫外光照 射會(huì)發(fā)紫白色或藍(lán)白色光， 機(jī)械強(qiáng)度較高， 耐應(yīng)力開裂性好， 是耐磨性最好的 PA ，自潤滑性優(yōu)良，僅次于聚四氟乙烯和 聚甲醛，耐熱

39、性也較好，屬自熄性材料，化學(xué)穩(wěn)定性好，尤 其耐油性極佳，但易溶于苯酚，甲酸等極性溶劑，加碳黑可 提高耐候性；吸水性大，因而尺寸穩(wěn)定性差。加工 成型加工性好，可用于注塑、擠出、吹塑、噴涂、 澆鑄成型、機(jī)械加工、焊接、粘接。 應(yīng)用 與尼龍 6 基本相同， 還可作把手、 殼體、支撐架等。 4 、 乙烯-乙烯醇共聚物（ EVOH ）將乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔作用相結(jié) 合，乙烯 -乙烯醇共聚物不僅表現(xiàn)出極好的加工性能， 而且也 對(duì)氣體、氣味、香料、溶劑等呈現(xiàn)出優(yōu)異的阻斷作用。由于 同乙烯結(jié)合而具有熱穩(wěn)定性， 含有 EVOH 阻隔層的多層容器 是完全可以重復(fù)利用的。正是這些特點(diǎn)，在食品包裝方

40、面使 含有 EVOH 阻隔層的塑料容器能代替許多玻璃和金屬容器。 化學(xué)和性能在今天可利用的聚合物中，聚乙烯醇（ PVOH ） 的氣體滲透率最低。但是， PVOH 是水溶性的，而且難以加 工。 EVOH 共聚物是這樣制取的：首先是乙烯和醋酸乙烯共 聚，然后是水解該共聚物得到乙烯 -乙烯醇。 因此， 仍然保留 了高度的阻隔作用，而且在防潮和加工性能方面有明顯改善。 從性質(zhì)上來說， EVOH 共聚物是高度結(jié)晶體，它的性質(zhì)主要 取決于其共聚單體的相對(duì)濃度。一般地說，當(dāng)乙烯含量增加 時(shí)，氣體阻隔性能下降， 防潮性能改進(jìn)， 且樹脂更易于加工。 EVOH 樹脂的最顯著特點(diǎn)是其對(duì)氣體的阻隔作用。 它被用在 包

41、裝結(jié)構(gòu)中，通過防止氧氣的滲入來提高香味和質(zhì)量的保留 程度。在使用充氣包裝技術(shù)中， EVOH 樹脂有效地保留了用 來保護(hù)產(chǎn)品的二氧化碳或氮?dú)狻?由于在 EVOH 樹脂的分子結(jié) 構(gòu)中存在著羥基， EVOH 樹脂具有親水性和吸濕性。當(dāng)吸附 濕氣后，氣體的阻隔性能會(huì)受到影響。但是，阻隔層中的濕 含量可以精心地控制，使用多層技術(shù)將如聚烯烴等強(qiáng)隔濕樹 脂把 EVOH 樹脂層包裹起來， 可以做到這一點(diǎn)。 耐油 EVOH 樹脂也具有很強(qiáng)的耐油性和耐有機(jī)溶劑性能。 在 68F 下浸入各種溶劑和油中 1 年后，重量增加的百分?jǐn)?shù)為：對(duì)環(huán) 己烷、二甲苯、石油醚、苯和丙酮等溶劑為 0 ，對(duì)乙二醇 為 23，對(duì)甲醇為 1

42、2 2，對(duì)色拉油為 01。熱 機(jī)械性能 EVOH 樹脂具有高的機(jī)械強(qiáng)度、彈性、表面硬度， 耐磨性和耐氣候性，并且有強(qiáng)的抗靜電性。 EVOH 薄膜具有 高光澤和低霧度，因而高度透明。 EVOH 樹脂是所有商用強(qiáng) 阻隔樹脂中，熱穩(wěn)定性最高的樹脂，這一性質(zhì)使加工中產(chǎn)生 的廢料的可以再生和再利用， 再生料中含有多達(dá) 20 以上的 EVOH 。加工在多層結(jié)構(gòu)中使用 EVOH 提供隔層有三種基本 方法，它們是：共擠出結(jié)構(gòu)。 EVOH 樹脂同聚烯烴或聚酚胺 結(jié)合形成構(gòu)架。 EVOH 薄膜層壓到其它基質(zhì)上，或用其它材 料作涂層。 用 EVOH 樹脂作各種基質(zhì)或單層容器的涂層。 不 需要特殊改變，就可容易地在傳

43、統(tǒng)制造設(shè)備上進(jìn)行加工。利 用商用設(shè)備， EVOH 樹脂適用于下列加工中：單層或多層薄 膜擠出；片材和型材共擠出；共擠出吹塑；共擠出涂層；層 壓（或疊層）和注塑。含有 EVOH 樹脂構(gòu)架或 EVOH 薄膜的二次加工如熱成型、 真空成型和印刷等都很容易進(jìn)行。 同其它聚合物一樣， EVOH 樹脂可通過過熱來改性。包括多層涂層或共擠出涂層的涂層技術(shù)也可以用來生產(chǎn)多層結(jié)構(gòu)物，最后得到的結(jié)構(gòu)非常類似 于共擠出結(jié)構(gòu)。 可用 EVOH 樹脂噴涂， 浸入或滾筒涂層等方 法。生產(chǎn)盛裝碳酸化飲料的容器或達(dá)到阻隔溶劑、香料或氣 味的目的。 EVOH 樹脂對(duì)大多數(shù)聚合物的附著力很差，為克 服這一困難，需使用特殊設(shè)計(jì)的粘

44、接樹脂或 連接樹 脂 。但尼龍除外，無需使用粘接樹脂， EVOH 樹脂 就可以很好地粘附到尼龍上。新發(fā)展隨著剛性、高阻隔塑料 包裝的增長， 對(duì) EVOH 樹脂提出了新的性能要求。 為滿足這 些需求，EVOH供貨商提供了某些牌號(hào)的產(chǎn)品，象J102 （美國EVAL公司-EVALCA ）和日本 Goshei公司的ST系列產(chǎn) 品。這些產(chǎn)品提高了可加工性和更寬的成型范圍。 其它產(chǎn)品， 象美國 EVAL 公司的 F100 和 E151 也被開發(fā)出來，它們具 有更好的粘度且和用于剛性容器中典型的聚烯烴有更好的 匹配性。在塑料回收領(lǐng)域， EVOH 樹脂更具有優(yōu)越性。用過 的高密度聚乙烯牛奶瓶和多層瓶 （含有

45、EVOH 樹脂）共混后， 被用來生產(chǎn)非食品用的容器。應(yīng)用含有 EVOH 樹脂的阻隔層結(jié)構(gòu)用在所有硬和軟包裝和 包括無菌、熱注入和壓煮的所有類型的食品加工中。用含有 EVOH 材料包裝的產(chǎn)品有： 調(diào)味品（醬油）、番茄沙司、 汁、 食用面糊、肉產(chǎn)品、乳酪制品和加工過的水果。非食品應(yīng)用 包括溶劑、化學(xué)品及與醫(yī)藥有關(guān)的產(chǎn)品包裝。機(jī)動(dòng)車的燃料 箱、燃料管和空調(diào)設(shè)備的制造商正在評(píng)價(jià)是否用 EVOH 結(jié)構(gòu) 來減少烴和或氟利昂的排放。商業(yè)信息供貨商包括：日本 Nippon Goshei ，日本的 Kuraray 有限公司和美國的 EVAL 公司。5、粘合樹脂的介紹（常用粘合性聚合物） 在多層共擠復(fù)合技術(shù)和涂布復(fù)合等技術(shù)中經(jīng)常要用到粘合 樹脂，杜美國邦公司稱為 TIE ，日本三井公司稱為 ADMER ， 以及日本三菱公司，韓國 SK 公司和阿托非納公司的產(chǎn)品， 還有南京奧光和南京六合公司的相關(guān)產(chǎn)品。 粘合樹脂通常是一類接枝改性的聚合物。通過將共聚單體接 枝在聚合物的主鏈上形成官能支鏈，使暴露在主鏈外的官能 支鏈迅速，高效地與被粘合材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。粘合性材料 的潤濕，擴(kuò)散，化學(xué)鍵以及物理糾纏是決定粘合強(qiáng)度的主要 因素。常用粘合性聚合物是一種酸酐改性的乙烯 -醋酸乙烯， 聚乙烯， 聚丙烯聚合物和一些酸共