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文檔簡介
1、高分子原材料知識(shí)培訓(xùn)12塑料塑料(根據(jù)受熱行為和可否反復(fù)成型加工)熱塑性塑料熱固性塑料3熱塑性塑料:具有多次重復(fù)加工性。受熱時(shí)熔融,可進(jìn)行各種成型加工,冷卻時(shí)硬化。再受熱,又可熔融加工。熱固性塑料:不具有多次重復(fù)加工性。受熱熔融成型的同時(shí)發(fā)生固化反應(yīng),形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),再受熱不熔融,在溶劑中也不溶解,當(dāng)溫度超過分解溫度時(shí)將分解破壞。塑料(根據(jù)使用范圍和用途)通用塑料工程塑料通用工程塑料特種工程塑料5 通用塑料通用塑料:產(chǎn)量大、用途廣、價(jià)格低,但是性能一般,主要用于非結(jié)構(gòu)材料。包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料等六大品種。這一類塑料的特點(diǎn)是產(chǎn)量大、用途廣、價(jià)格低,它們占塑
2、料總產(chǎn)量的3/4以上,大多數(shù)用于日常生活用品。其中,以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯這四大品種用途最廣泛。 工程塑料工程塑料:是指能作為結(jié)構(gòu)材料在機(jī)械設(shè)備和工程結(jié)構(gòu)中使用的塑料。它們的機(jī)械性能較好,耐熱性和耐腐蝕性也比較好,是當(dāng)前大力發(fā)展的塑料品種。這類塑料主要有:聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、有機(jī)玻璃、 ABS塑料、聚苯醚、聚砜、氟塑料等 通過共聚、填充、增強(qiáng)、合金化等途徑,可使通用塑料工程化,從而提高材料的性能價(jià)格比。7樹脂樹脂(resin):是指受熱后有軟化或熔融現(xiàn)象,軟化時(shí)在外力作用下有流動(dòng)傾向,常溫下是固態(tài)、半固態(tài),有時(shí)也可以是液態(tài)的有機(jī)聚合物。廣義地講,可以作為塑料制品加工原料的任
3、何聚合物都稱為樹脂。8塑料塑料:指以樹脂(或在加工過程中用單體直接聚合)為主要成分,以增塑劑、填充劑、潤滑劑,著色劑等添加劑為輔助成分,在加工過程中能流動(dòng)成型的材料。塑料與樹脂的區(qū)別塑料與樹脂的區(qū)別: 樹脂是純的高聚物,而塑料是以樹脂為主的高聚物制品。9塑料主要有以下特性塑料主要有以下特性:大多數(shù)塑料質(zhì)輕,化學(xué)穩(wěn)定性好,不會(huì)銹蝕;耐沖擊性好;具有較好的透明性和耐磨耗性;絕緣性好,導(dǎo)熱性低;一般成型性、著色性好,加工成本低;大部分塑料耐熱性差,熱膨脹率大,易燃燒;尺寸穩(wěn)定性差,容易變形;多數(shù)塑料耐低溫性差,低溫下變脆;容易老化;某些塑料易溶于溶劑。 102.1聚乙烯2.1.1概述聚乙烯(poly
4、ethylene,簡稱PE)是由乙烯單體經(jīng)自由基聚合或配位聚合而獲得的高聚物。聚乙烯(PE)是通用合成樹脂中產(chǎn)量最大的品種,產(chǎn)量居世界首位,占總樹脂量的20%左右。CH2CH2CH2CH2nPolym.n聚乙烯主要有高密度聚乙烯(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。 12比較項(xiàng)目高壓法中壓法低壓法操
5、作條件聚合壓力,MPa聚合溫度, 引發(fā)劑98.1-245.2150-330微量氧或有機(jī)過氧化物2-7125-150金屬氧化物260齊格勒-納塔引發(fā)劑轉(zhuǎn)化率,%16-27接近100接近100反應(yīng)機(jī)理自由基型配位離子型配位離子型實(shí)施方法氣相本體聚合液相懸浮聚合液相懸浮聚合工藝流程簡單復(fù)雜復(fù)雜結(jié)構(gòu)性能大分子支化程度相對(duì)密度純度熱變形溫度, 高低(0.910-0.925)高50 ,較軟介于兩者之間居中(0.926-0.940)基本與低壓法相同基本與低壓法相同大分子排列整齊高(0.941-0.970)產(chǎn)品含有引發(fā)劑殘基78,較硬 建設(shè)投資高低低操作費(fèi)用低高高聚乙烯生產(chǎn)方法(高壓法、中壓法、低壓法)比較1
6、32.1.2 聚乙烯的結(jié)構(gòu)聚乙烯的結(jié)構(gòu)乙烯的化學(xué)組成為碳和氫,重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為CH2CH2,是主鏈為碳原子組成的線型高聚物,是柔性很好的熱塑性聚合物。依據(jù)聚合方法的不同,其產(chǎn)物結(jié)構(gòu)不同,高壓法合成的聚乙烯平均每1000個(gè)碳原子中含2030個(gè)支鏈,其中短支鏈為甲基、長支鏈為烷基(如正丁基等),而中壓法和低壓法合成的聚乙烯基本上無支鏈。高壓聚乙烯的相對(duì)分子量為2500050000,結(jié)晶度為55%65%,密度為0.910.93,熔融溫度為105,一般稱為低密度聚乙烯。14中壓法合成的聚乙烯,相對(duì)分子量為4500050000,結(jié)晶度為85%以上。低壓法合成的聚乙烯相對(duì)分子量一般小于350000,超過一百
7、萬的為超高分子量聚乙烯,結(jié)晶度80%以上,密度為0.920.97,熔融溫度高于127。按照聚乙烯的結(jié)構(gòu)與性能可以分為高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)和茂金屬聚乙烯,此外,還有改性品種如乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)和氯化聚乙烯(CPE)等。 15聚乙烯分子鏈規(guī)整柔順,易于結(jié)晶。冷卻速度越快,結(jié)晶度越低。從而帶來聚乙烯制品不同的結(jié)晶度,最后影響制品收縮率。聚乙烯分子量不同也會(huì)影響其性能。分子量越高,其拉伸強(qiáng)度、表面硬度、耐磨性、耐蠕變性能、耐溶劑和耐老化性能都會(huì)有所提高,耐斷裂伸長率會(huì)降低。16聚乙烯分子量的大小可用
8、熔體流動(dòng)速率表示,包括熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFR: melt mass-flow rate)和熔體體積流動(dòng)速率(MVR: melt volume-flow rate)。聚乙烯的MFR越大,則其分子量越小,流動(dòng)性越好。熔體流動(dòng)速率:在一定的溫度和負(fù)荷下,熔體每10min通過標(biāo)準(zhǔn)口模的質(zhì)量或體積。單位:g/10 min。它與分子量的大小成反比。 172.1.3 聚乙烯的性能一般性能一般性能: 聚乙烯樹脂為無毒、無味的白色粉末或顆粒,外觀呈乳白色蠟狀固體。吸水率低,小于 0.01%。聚乙烯膜透明,并隨結(jié)晶度的提高而降低。聚乙烯膜的透水率低但透氣性較大,不適于保鮮包裝而適于防潮包裝。易燃、氧指數(shù)為17.
9、4,燃燒時(shí)低煙,有少量熔融物落滴,火焰上黃下藍(lán),有石蠟氣味。聚乙烯的耐水性較好。制品表面無極性,難以粘合和印刷,經(jīng)表面處理有所改善。支鏈越多其耐光降解和耐氧化能力越差。 18氧指數(shù)氧指數(shù) (oxygen gas index): 在規(guī)定試驗(yàn)條件,為了維持燃燒所需的氧氣最低濃度數(shù)值。該數(shù)值是由氧指數(shù)測定儀測試出來的,它表示當(dāng)時(shí)混合氣體(氮和氧)中含氧量。氧指數(shù)在26以上的可以認(rèn)為具有難燃性,這種物質(zhì)在平??諝庵胁荒苋紵?,比較安全。氧指數(shù)在26以下的就屬于可燃的了。(空氣是由78%氮?dú)?及21%的氧氣和少量的惰性氣體及水蒸氣等組成的). 19常用樹脂的氧指數(shù)常用樹脂的氧指數(shù)樹脂氧指數(shù),樹脂氧指數(shù),聚
10、縮醛有機(jī)玻璃聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚4甲基戊烯ABS聚酯聚氟乙烯聚砜醋酸纖維素AS150173174175178180191200226500190191氯化聚醚尼龍66聚苯醚聚砜P-1700聚酰亞胺聚砜PHS聚苯硫醚聚氯乙烯聚偏氯乙烯氯化聚氯乙烯聚四氟乙烯23224330030036538040040343745095020力學(xué)性能:力學(xué)性能:聚乙烯的力學(xué)性能一般,屬于典型的軟而韌聚合物材料。其拉伸強(qiáng)度較低,抗蠕變性不好,耐沖擊性好。沖擊強(qiáng)度LDPELLDPEHDPE,其他力學(xué)性能LDPELLDPEHDPE。力學(xué)性能主要受密度、結(jié)晶度和相對(duì)分子質(zhì)量的影響,隨著這幾項(xiàng)指標(biāo)的提高,其力學(xué)性能增大。
11、21熱性能:熱性能:聚乙烯的耐熱性不高,其變形溫度在塑料材料中是最低的。隨分子量和結(jié)晶度的提高有所改善。耐低溫性能好,脆性溫度一般可達(dá)50以下;并隨分子量的增大,最低可達(dá)140。聚乙烯的線膨脹系數(shù)大,最高可達(dá) (2024)105 /K,其制品尺寸隨溫度改變變化較大。聚乙烯熱導(dǎo)率較高,不宜作為良好的絕熱材料來選用。22耐化學(xué)藥品性能:耐化學(xué)藥品性能:聚乙烯屬于烷烴類惰性聚合物,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。在常溫下耐酸、堿、鹽類水溶液的腐蝕,但不耐強(qiáng)氧化劑如發(fā)煙硫酸、濃硝酸和鉻酸等。聚乙烯在60以下不溶于一般溶劑,但與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等長期接觸會(huì)溶脹或龜裂。溫度超過60后,可少量溶于甲苯、乙酸戊酯
12、、三氯乙烯、松節(jié)油、礦物油及石蠟中;溫度高于100,可溶于四氫化萘及十氫化萘。23電學(xué)性能:電學(xué)性能:因聚乙烯無極性,而且吸濕率低,所以具有介電損耗低、介電強(qiáng)度大的電性能優(yōu)異,即可以做高頻絕緣材料、耐電暈性塑料,又可以做高壓絕緣材料。但聚乙烯氧化時(shí)會(huì)產(chǎn)生羰基,使其介電損耗有所提高,如果作為電氣材料使用,在聚乙烯必須加入抗氧劑。24環(huán)境性能:環(huán)境性能:由于聚乙烯分子中含有少量羰基,日光照射時(shí)會(huì)吸收波長范圍為290300nm的光波,使制品最終變脆。其耐候性不好,日曬、雨淋都會(huì)引起老化,需要加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑改善。環(huán)境應(yīng)力開裂環(huán)境應(yīng)力開裂:聚乙烯在許多活性物質(zhì)的作用下會(huì)產(chǎn)生開裂現(xiàn)象?;钚晕镔|(zhì)包括:
13、酯類、硫化或磺化醇類、有機(jī)硅液體和潮濕土壤等。所以聚乙烯不宜來制備盛裝這些物質(zhì)的容器,也不宜單獨(dú)用于制備埋入地下的電纜包皮。25(1)聚乙烯的吸水率低,加工前不需要干燥處理。(2)在加工過程中,選擇合適的熔體流動(dòng)速率非常重要。如注射成型與吹塑成型對(duì)熔體流動(dòng)速率大小的要求不同。2.1.4聚乙烯的加工性能用途熔體流動(dòng)速率,g/10minLDPELLDPEHDPE吹塑薄膜重包裝薄膜擠出平膜單絲、扁絲管材、型材中空吹塑容器電纜絕緣層注塑制品涂覆旋轉(zhuǎn)成型0.38.00.11.01.4 2.50.1 5.00.3 0.50.2 0.41.5 5020 2000.75 200.3 3.30.1 1.62.5
14、 4.01.0 2.00.2 2.00.3 1.00.4 1.02.3 503.3 111.0 250.5 8.03.0 6.0.25 1.20.1 5.00.2 1.50.5 8.02.0 205.0 103.0 20262.1.5聚乙烯的加工工藝 聚乙烯是一種典型的熱塑性塑料,因此聚乙烯的加工都是在熔融狀態(tài)下進(jìn)行的,成型時(shí)的熔體溫度一般比聚乙烯熔點(diǎn)高4050 0C 成型工藝包括:注射成型、擠出成型、中空吹塑成型、真空熱成型和旋轉(zhuǎn)成型。塑料注射成型機(jī)塑料注射成型機(jī)制品注射成型:包括加料、物料熔融、注射、制品冷卻和脫模五個(gè)步驟??杀3帜>咔凰x予的形狀,打開模具后可得到所需要的制品。聚乙烯具有
15、良好的注塑成型加工性。擠出成型機(jī)制品擠出成型:它是用加熱或其它方法使塑料成為流動(dòng)狀態(tài),然后在機(jī)械力(或壓力)的作用下使其通過塑模(口模)而成為連續(xù)的型材。 可制備管材、板材、單絲、棒材、薄膜等。中空吹塑機(jī)中空吹塑:先從擠出機(jī)中擠出管形型坯,再將型坯置于模具中通氣吹至要求形狀,成為封閉的中空容器用途占樹脂的比例制品薄膜類制品LDPE的50%HDPE的10%LLDPE的70%用于食品、日用品、蔬菜、收縮、自粘、垃圾等輕質(zhì)包裝膜,地膜、棚膜、保鮮膜等。重包裝膜,撕裂膜、背心袋等。包裝膜,垃圾袋、保鮮袋、超薄地膜等。注塑制品HDPE的30%LDPE的10%LLDPE的10%日用品如:盆、筒、簍、盒等,
16、周圍箱、瓦楞箱、暖瓶殼、杯、臺(tái)、玩具等。中空制品以HDPE為主用于裝食品油、酒類、汽油及化學(xué)試劑的桶,玩具管材類制品以HDPE為主給水、輸氣、灌溉、穿線、吸管、筆芯用的管材,化妝品、藥品、鞋油、牙膏等用的管材。絲類制品圓絲用HDPE扁絲用HDPE和LLDPE漁網(wǎng)、纜繩、工業(yè)濾網(wǎng)、民用紗窗等。紡織袋、布、撕裂膜。電纜制品以LDPE為主電纜絕緣和保護(hù)材料其他制品HDPE/LLDPELDPE打包帶型材312.1.7其它種類的聚乙烯1、超高分子量聚乙烯(UHMW-PE):是一種新型熱塑性工程塑料,粘均分子量在150萬以上,最高可達(dá)700萬。它的分子結(jié)構(gòu)和普通聚乙烯完全相同。普通聚乙烯的分子量一般在4萬
17、12萬,隨著分子量的大幅度升高,樹脂的某些性能會(huì)發(fā)生突變,比如耐磨性佳;抗沖擊性強(qiáng),而且在低溫時(shí)抗沖擊強(qiáng)度仍保持較高數(shù)值;自潤滑性好等。UHMW一PE可以取代碳鋼、不銹鋼、青銅等,用于紡織、造紙、食品機(jī)械、運(yùn)輸、陶瓷、煤炭,醫(yī)用材料等領(lǐng)域。目前,世界上超高分子量聚乙烯年生產(chǎn)能力為8萬噸。我國UHMWPE年生產(chǎn)能力為一萬噸。 32UHMW-PE的成型加工方法:n粉末壓制燒結(jié)n擠出、注塑和吹塑與中分子量聚乙烯、低分子量聚乙烯、聚丙烯、液晶材料或助劑共混n模壓成型法、柱塞擠出法、螺桿擠出法和注塑法。2、低分子量聚乙烯(LMW-PE):又稱,聚乙烯蠟,合成蠟。是一種無毒、無味、無腐蝕性的白色或淡黃色的
18、蠟狀物。分子量:500-5000,蠟狀物,用于塑料加工、橡膠加工、油墨、精密鑄造、蠟制品、熱粘膠等領(lǐng)域中。3、交聯(lián)聚乙烯:1、輻射交聯(lián):高能射線及快電子或輻射性同位素的照射 2、過氧化物交聯(lián):過氧化異丙苯3、硅烷交聯(lián):兩步法,一步法,乙烯硅烷共聚交聯(lián)法。用途:電線、電纜、熱水管材、熱收縮管材等4、茂金屬聚乙烯(m-PE)mPE:茂金屬PE,上世紀(jì)90年代最重大的技術(shù)進(jìn)步。美國??松?1年工業(yè)化。分子量高分布窄,支鏈短而少,密度低,純度高,高拉伸強(qiáng)度,高透明性,耐穿刺性好,熱封溫度低等。5、氯化聚乙烯(CPE):含氯量25-40%:軟質(zhì);40%:硬質(zhì) 優(yōu)異的沖擊性能、阻燃性能、耐熱性能。長期
19、使用溫度為120。它的耐候性能、耐油性能、耐酸堿性能和耐臭氧老化性能優(yōu)良,耐磨性、電絕緣性好。 主要用途:可作為橡膠復(fù)合材料,PVC的增韌劑。也可做電線、電纜的包皮,阻燃薄膜(含氯10%)等6、氯磺化聚乙烯(CSM): 在有SO2存在時(shí)對(duì)PE氯化。氯含量:27-45%,硫含量:1-5%。 可作為天然橡膠或合成橡膠的改性;襯墊、輸送帶,電纜絕緣層等。?357、乙烯共聚物:A、乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA):B、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA):C、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA):D、乙烯丙烯酸類共聚物(EAA 或 EMAA):E、乙烯乙烯醇共聚物(EVOH):F、離子聚合物:類似橡膠的彈性,介
20、于熱塑性塑料和熱固性塑料之間的剛性和其它力學(xué)性能。362.2 聚丙烯CH2CHCH3CHCH3CH2nPolym.npropylenePolypropylenePP聚丙烯的立體結(jié)構(gòu)382.2.1 PP概述 聚丙烯(PP)作為熱塑性塑料聚合物于1957年開始商品化生產(chǎn),是有規(guī)立構(gòu)聚合物中的第一個(gè)品種。2004年全國總產(chǎn)量達(dá)到300萬噸。它在熱塑性塑料領(lǐng)域內(nèi)有十分廣泛的應(yīng)用,特別是在纖維和長絲、薄膜擠壓、注塑加工等方面。 PP:白色蠟狀固體,密度0.890.92 /cm3.2.2.2 PP的結(jié)構(gòu)聚丙烯大分子鏈上側(cè)甲基的空間位置有三種不同的排列方式,即等規(guī)、間規(guī)和無規(guī)。等規(guī)指數(shù)(或等規(guī)度):在等規(guī)聚
21、丙烯中,等規(guī)聚合物所占的比例。一般由正庚烷回流萃取去掉無規(guī)和低分子量聚合物的剩余物,用質(zhì)量分?jǐn)?shù)()表示。目前生產(chǎn)的PP中95為等規(guī)聚丙烯。41聚丙烯的分子量對(duì)其性能也有影響,PP的分子量習(xí)慣上用熔體流動(dòng)速率(MFR)表示。聚丙烯的結(jié)晶:PP制品的晶體屬球晶結(jié)構(gòu),具體形態(tài)有、和擬六方4種晶型。PP制品球晶種類對(duì)性能影響大,球晶尺寸對(duì)制品性能影響更大,大球晶制品的沖擊強(qiáng)度低、透明性差,而小球晶則相反。PP的偏光顯微鏡(POM)照片432.2.3 PP的性能力學(xué)性能:力學(xué)性能:PP的強(qiáng)度、剛度和硬度都比PE高,光澤性也好。PP的沖擊強(qiáng)度較低,對(duì)溫度依賴性較大。 PP的沖擊強(qiáng)度還與分子量、結(jié)晶度、結(jié)晶
22、尺寸等因素有關(guān)。PP有優(yōu)良的抗彎曲疲勞性,其制品在常溫下可彎折106次而不損壞。電性能電性能:PP具有優(yōu)異的電絕緣性能,是優(yōu)異的介電材料和絕緣材料,并可作為高頻絕緣材料。但由于PP低溫脆性的影響,其在絕緣領(lǐng)域的應(yīng)用遠(yuǎn)不如PE和PVC,主要用于電信電纜的絕緣和電器外殼。44熱性能:PP具有良好的耐熱性,可在100 oC以上使用。PP的耐沸水、耐蒸汽性良好,特別適用于制備醫(yī)用高溫消毒設(shè)備。PP的熱導(dǎo)率小于PE,是很好的絕熱保溫材料。耐化學(xué)藥品性:PP具有很高的耐化學(xué)腐蝕性。在室溫下不溶于任何溶劑,但在某些溶劑中可溶漲。PP還有很好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性。在高溫下可溶于四氫化萘、十氫化萘和1,2,4三氯
23、代苯。45環(huán)境性能環(huán)境性能:PP耐候性較差,叔碳原子的氫易氧化,對(duì)紫外線很敏感,在氧和紫外線作用下易降解。因此在PP生產(chǎn)中必須加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑。其它性能其它性能:PP極易燃燒,可加阻燃劑; PP氧氣透過率較大,可用表面涂敷阻隔層或多層共擠改善。PP透明性較差,可加入成核劑來提高其透明性。2.2.4 PP的加工時(shí)的注意事項(xiàng)1. 聚丙烯的吸水率較低,在成型加工前不需干燥。2. 提高壓力和溫度都可以改善PP的熔體流動(dòng)性,但以提高壓力較為明顯。3. PP成型收縮率較大,一般在15之間,且有明顯的后收縮性。在加工過程中易發(fā)生取向。474. PP容易氧化降解,在高溫下對(duì)氧特別敏感。一般可加抗氧劑,減少
24、受熱時(shí)間,避免與氧接觸。5. PP一次成型優(yōu)良,幾乎所有的成型加工方法都可適用,其中最常用的是注射成型和擠出成型。482.2.5 PP的改性PP的缺點(diǎn):低溫脆性大、熱變形溫度低、收縮率大、厚壁制品易產(chǎn)生缺陷等。為克服上述缺點(diǎn),需對(duì)PP進(jìn)行改性,如聚丙烯共聚物、聚丙烯合金(即聚丙烯共混物)以及含有各種填料、添加劑、增強(qiáng)劑的改性聚丙烯品種。A. 聚丙烯共聚物: 主要為丙烯和乙烯的共聚物,可分為無規(guī)共聚物和嵌段共聚物。a. 聚丙烯無規(guī)共聚物:乙烯單體含量17。與均聚PP相比,具有較好的光學(xué)透明性、柔順性、較低的熔融溫度和較高的沖擊強(qiáng)度;但剛度、硬度和耐蠕變性能等比均聚PP低1015。主要用于高透明薄
25、膜、上下水管、供暖管材及注塑制品。b. 聚丙烯嵌段共聚物:乙烯單體含量520。它既有較好的剛性,又有較好的低溫韌性。主要用于大型容器、中空吹塑容器、機(jī)械零件、電線電纜等。50n制備工藝: 等規(guī)聚丙烯或無規(guī)聚丙烯懸浮或溶解在某溶劑中,以有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑,與甲基丙烯酸(酯)或丙烯酸(酯)、苯乙烯、乙酸乙酯、富馬酸、馬來酸(酐)等單體進(jìn)行接枝共聚合。在聚丙烯分子鏈上接枝彈性鏈段,可以提高聚丙烯的沖擊強(qiáng)度和低溫性能;接枝適當(dāng)?shù)臉O性基團(tuán),可以改善聚丙烯的粘接性能、染色性能、抗靜電性能等。用途:黏合劑、涂料以及防水涂層。c. 接枝聚丙烯51B. 聚丙烯合金:a. PPHDPE:主要為改善PP的韌性。一
26、般加入1040的HDPE。b. PP熱塑彈性體共混:主要為改善韌性、耐寒性。常用的熱塑彈性體EPM、EPDM和SBS。常用于汽車保險(xiǎn)杠和安全帽。c. PP聚酰胺:主要為改善PP的耐寒性、耐磨性、抗沖擊性和染色性。二者相容性較差,常加入少量順丁烯二酸酐與PP的接枝共聚物作相容劑。52C. 填充聚丙烯D. 增強(qiáng)聚丙烯E. 茂金屬聚丙烯 (間規(guī)立構(gòu))532.2.6 其他聚烯烴A. 聚1丁烯,PB:Poly(1-butylene)CH2CHCH2CH3nPB具有極好的抗蠕變性,是聚烯烴中最好的。有較好的抗應(yīng)力開裂性(分子量很高)。它的加工性能介于HDPE和PP之間。PB可以作薄膜,也可作包裝化學(xué)藥品及
27、化肥的塑料袋。齊格勒納塔催化劑催化,室溫常壓聚合Tm1124;d10.89g/cm3Tm2135;d20.95g/cm3;54B. 聚4甲基1-戊烯, P4MP: Poly(4-methyl-pentene )CH2CHCH2CH(CH3)2nP4MP是塑料中最輕的。結(jié)晶區(qū)和非晶區(qū)折射率一致,透明性極好(90),且不隨制品厚度變化,可在150 0C以下作為透明的特殊材料使用。P4MP可用作醫(yī)療器具、光學(xué)和照明器材,并可作食品包裝膜??梢宰⑸涑尚?,也可以擠出和吹塑成型。552.2.7 PP應(yīng)用舉例聚丙烯聚丙烯 是一種熱塑性塑料,比重輕,成品表面硬度大,彈性高,耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定性、絕緣性良好。產(chǎn)品
28、的加工適應(yīng)性很強(qiáng),廣泛應(yīng)用于注塑、擠出扁絲、吹膜、噴絲、改性工程塑料等工業(yè)和民用塑料制品加工領(lǐng)域,可用于制造食品容器具和食品包裝產(chǎn)品。56服裝的掛裝包裝 聚丙烯包裝薄膜適用于服裝、針紡織品、食品、郵票、照片等的包裝。 58聚丙烯打包帶工程帶聚丙烯打包帶工程帶具有比重輕、拉力強(qiáng)、美觀、不生銹、耐腐蝕的特點(diǎn)。打包帶適用于各種物品的捆扎包裝,工程帶可代替鋼筋在橋臺(tái)、引橋、駁岸等加筋土工程中作拉筋用,可根據(jù)需要生產(chǎn)各種顏色打包帶。 59聚丙烯塑料掛鉤 聚丙烯塑料接頭掛鉤接頭與洗衣機(jī)軟管連接狀60聚丙烯中空纖維超微過濾膜組件 PP管本色為透光奶白, 長期使用溫度高達(dá) 120 0C,耐寒,表面光滑,剛性,
29、耐磨,抗應(yīng)力開裂性,耐大部分化學(xué)藥品,無毒,延伸性良好。熱加工收縮率大。價(jià)格低廉。 通常為紅色、白色、黑色、蘭色等。可用于燈飾、電子、玩具、五金等等。 622.3 聚氯乙烯Poly(vinyl chloride):PVC CH2CHClnCH2CHClnPolym.632.3.1 概述 80%90%的的PVC樹脂是通過懸浮聚合合成樹脂是通過懸浮聚合合成的,其次是乳液聚合合成的。 樹脂按形態(tài)不以分為粉狀和糊狀兩種樹脂按形態(tài)不以分為粉狀和糊狀兩種,粉狀常用于生產(chǎn)壓延和擠出制品,糊狀樹脂常用于人造革、壁紙、兒童玩具及乳膠手套等。 聚氯乙烯是由氯乙烯單體經(jīng)自由基聚合而成的聚合物,聚氯乙烯是由氯乙烯單體
30、經(jīng)自由基聚合而成的聚合物,簡稱簡稱PVC。是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的樹脂品種之一,在20世紀(jì)60年代以前是產(chǎn)量最大的樹脂品種,60年代后退居第二位?,F(xiàn)在排在PE、PP之后居第三位。 64按樹脂結(jié)構(gòu)不同可以分為按樹脂結(jié)構(gòu)不同可以分為緊密型緊密型和和疏松型疏松型兩種兩種,其中疏松型呈棉花團(tuán)狀,可以大量吸收增塑劑,常用于軟制品的生產(chǎn);緊密型呈乒乓球狀,吸收增塑劑能力低,主要用于硬制品的生產(chǎn)。按相對(duì)分子質(zhì)量的大小可以將PVC分為分為通用型通用型和和高聚合度高聚合度兩兩類類。通用型PVC的平均聚合度為5001500,高聚合度型的平均聚合度大于1700以上。常用的是第一種類型。PVC樹脂的牌號(hào)以粘度和平均聚合度大
31、小表示,如下表所示。牌號(hào)特性黏度平均聚合度用途SG-1SG-2SG-3SG-4SG-5SG-6SG-71541441431361351271261181171071069695851800165016501500150013501350120011501000950850850750高級(jí)絕緣材料絕緣材料、軟制品絕緣材料、膜、鞋膜、軟管、人造革硬管、型材硬管、纖維、透明片吹塑瓶、透明片、注塑其中:S為懸浮法,G為通用型PVC是無定型的熱塑性樹脂,分子鏈上的氯、氫原子空間排列基本無序空間排列基本無序,制品的結(jié)晶度低,一般只有5%15%。PVC分子鏈中含有強(qiáng)極性強(qiáng)極性的氯原子,分子間力大分子間力大,
32、使PVC制品的剛性、硬度、力學(xué)性能提高,并賦予優(yōu)異的難燃性能(氧指數(shù):40.3 ),但其介電常數(shù)和介電損耗比PE大。PVC樹脂含有聚合反應(yīng)中殘留的少量雙鍵、支鏈及引發(fā)劑殘少量雙鍵、支鏈及引發(fā)劑殘基基,加上兩相鄰碳原子之間含有氯原子和氫原子,容易脫氯化氫,使PVC在光、熱作用下發(fā)生降解反應(yīng)。CH2CHCln2.3.2 PVC的結(jié)構(gòu)672.3.3 PVC的性能聚氯乙烯樹脂為白色或淡黃色的粉末聚氯乙烯樹脂為白色或淡黃色的粉末,相對(duì)密度為1.351.45;純聚氯乙烯的吸水率和透氣性都很小?;瘜W(xué)性能:化學(xué)性能:PVC可耐除發(fā)煙硫酸和濃硝酸以外的大多數(shù)無機(jī)酸、堿、多數(shù)有機(jī)溶劑(如乙醇、汽油和礦物油)和無機(jī)
33、鹽,適合作化工防腐材料。PVC在酯、酮、芳烴及鹵代烴中溶脹或溶解,其中最好的溶劑是四氫呋喃和環(huán)已酮。PVC在光、氧、熱的長期作用下,容易發(fā)生降解,引起PVC制品顏色的變化,變化的順序?yàn)椋喊咨奂t色淡黃色褐色紅棕色黑色。68力學(xué)性能力學(xué)性能:PVC宏觀上比PE具有較高的強(qiáng)度、剛度、硬度和較低的韌性,斷裂伸長率和沖擊強(qiáng)度均下降。其力學(xué)性能隨分子量的增大而提高,但隨溫度的升高而下降。 未增塑的PVC的拉伸曲線屬于硬而較脆的類型。PVC中加入的增塑劑數(shù)量多少對(duì)力學(xué)性能影響很大,一般隨增塑劑含量的增大,力學(xué)性能下降。硬質(zhì)PVC的力學(xué)性能好,其彈性模量很大(15003000MPa);而軟質(zhì)PVC的彈性模
34、量 較 小 ( 1 . 5 1 5 M Pa ) , 但 斷 裂 伸 長 率 高 達(dá)200%450%。聚氯乙烯的耐磨性一般。熱性能:熱性能:PVC的熱穩(wěn)定性很差的熱穩(wěn)定性很差,純聚氯乙烯樹脂在140即開始分解,到180迅速分解,而粘流溫度160,因此純PVC樹脂難以用熱塑性方法加工。在PVC生產(chǎn)時(shí)必須加入熱穩(wěn)定劑。聚氯乙烯的線膨脹系數(shù)較小,具有難燃性,其氧指數(shù)高達(dá)47。PVC基本屬于無定型聚合物。080屬于玻璃態(tài);80175屬于高彈態(tài);175190為融熔范圍(期間無明顯的熔點(diǎn));190200屬于粘流態(tài);200以上會(huì)發(fā)生快速分解。聚合溫度對(duì)PVC有巨大影響。70電性能:電性能:PVC的電性能較好
35、,但由于本身極性較大,其電絕緣性不如PE和PP,介電常數(shù)、介電損耗和體積電阻率較大;PVC的電性能受溫度和頻率的影響較大,同時(shí)耐電暈性不好,因此,一般只能用于中低壓和低頻絕緣材料。PVC的電性能與聚合方法有關(guān),懸浮法較乳液法好,并且受添加劑種類影響較大。 712.3.4 PVC的成型加工PVC粉末樹脂以顆粒狀態(tài)存在粉末樹脂以顆粒狀態(tài)存在,其中懸浮法樹脂的顆粒大小為50250m,乳液法樹脂的顆粒大小3070m??梢杂脭D出、吹塑、注塑、壓延、搪塑、發(fā)泡、壓制、真空成型等方法進(jìn)行加工。PVC在加工前需要在加工前需要干燥處理干燥處理?xiàng)l件是110,11.5h。PVC遇金屬離子會(huì)加速降解遇金屬離子會(huì)加速降
36、解加工前要進(jìn)行磁選,設(shè)備不應(yīng)有鐵銹。72聚氯乙烯的加工穩(wěn)定性不好:聚氯乙烯的加工穩(wěn)定性不好:熔融溫度(160)高于分解溫度(140),不進(jìn)行改性難以用熔融塑化的方法加工。改性方法一是在其中加入熱穩(wěn)定劑,以提高分解溫度,使其在熔融溫度之上;二是在其中加入增塑劑,以降低其熔融溫度,使其在分解溫度之上。要求加工溫度控制要精確,加工時(shí)間盡量短。73 助劑的品種和用量對(duì)PVC物理性能影響較大。其制品的軟硬程度可以通過加入增塑劑量的多少進(jìn)行調(diào)整,制成軟硬相差懸殊的制品。硬聚氯乙烯:不含增塑劑或含增塑劑低于10的PVC;軟質(zhì)聚氯乙烯:含增塑劑超過40的PVC。PVC熔體的流動(dòng)性不好熔體的流動(dòng)性不好: 并且熔
37、體強(qiáng)度低,易產(chǎn)生熔體破碎和制品表面粗糙等現(xiàn)象;尤其使聚氯乙烯硬制品,此現(xiàn)象更突出,必須加入加工助劑,并且在注射時(shí)采用中速或低速,不宜采用高速。742.3.5 PVC的加工助劑穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑: 包括熱穩(wěn)定劑、抗氧劑和紫外線吸收劑。包括熱穩(wěn)定劑、抗氧劑和紫外線吸收劑。熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑:鉛及其化合物鉛及其化合物(如二堿式碳酸鉛、三堿式硫酸鉛(如二堿式碳酸鉛、三堿式硫酸鉛等),能與放出的等),能與放出的HCl反應(yīng),生成氯化鉛。成本低,效果及反應(yīng),生成氯化鉛。成本低,效果及電性能好。但遇硫有著色污染性,毒性大,透明性不好,適電性能好。但遇硫有著色污染性,毒性大,透明性不好,適用于電氣、唱片工業(yè)。用于電氣、
38、唱片工業(yè)。馬來酸二丁基錫等有機(jī)物馬來酸二丁基錫等有機(jī)物,效率高、,效率高、透明、穩(wěn)定性好,但成本高。適用于透明的特殊制品,吹塑透明、穩(wěn)定性好,但成本高。適用于透明的特殊制品,吹塑瓶子。瓶子。助劑: 穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、填料等。穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、填料等。7576抗紫外線吸收劑:抗紫外線吸收劑:鋇、鎘復(fù)合穩(wěn)定劑耐紫外線,但有毒。鋇、鎘復(fù)合穩(wěn)定劑耐紫外線,但有毒。與鈣鹽配合使用,可產(chǎn)生協(xié)同作用,較好的防止加熱變色與鈣鹽配合使用,可產(chǎn)生協(xié)同作用,較好的防止加熱變色問題。問題。增塑劑:增塑劑:與與PVC有較好的相容性,即溶解度參數(shù)相近。并有較好的相容性,即溶解度參數(shù)相近。并可在可在150 0C
39、以下混合等。常用的有鄰苯二甲酸酯類、脂肪以下混合等。常用的有鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類、磷酸酯類等。族二元酸酯類、磷酸酯類等。硬聚氯乙烯:不含增塑劑或含增塑劑低于10;軟質(zhì)聚氯乙烯:含增塑劑超過4070。77潤滑劑:潤滑劑:由于由于PVC的熔體黏度高以及熔體黏附金屬的傾向大,的熔體黏度高以及熔體黏附金屬的傾向大,熔體之間和熔體與加工設(shè)備之間的摩擦力大,就需要加入潤熔體之間和熔體與加工設(shè)備之間的摩擦力大,就需要加入潤滑劑來克服摩擦力,滑劑來克服摩擦力,改善聚合物的加工流動(dòng)性改善聚合物的加工流動(dòng)性。常用的有硬。常用的有硬脂酸鉛、硬脂酸鈣或蠟等。脂酸鉛、硬脂酸鈣或蠟等。79填料及其他添加劑:填
40、料及其他添加劑:填料的加入,可以提高制品的硬度、改善電性能、降低成本等。常用的填料有碳酸鈣、滑石粉、硫酸鎂等。另外,為了改善PVC的其他性能,還可以在其中加入抗靜電劑、著色劑、防霉劑、紫外線吸收劑、熒光增白劑等。80保鮮膜分為三種:第一種PE,主要用于食品的包裝,像我們平常買回來的水果、蔬菜用的這種膜,包括在超市采購回來的半成品都用的是這種材料;第二種PVC,這種材料也可以用于食品包裝,但它對(duì)人體的安全性可能會(huì)有一定的影響;第三種來講是聚偏二氯乙烯,簡稱PVDC,主要用于一些熟食、火腿等這些產(chǎn)品的包裝。 PVC的安全問題主要來源于聚氯乙烯樹脂中殘留的氯乙烯單體(vinyl chloride m
41、onomer, VCM)以及所使用的加工助劑。 2.3.6 PVC2.3.6 PVC的安全性的安全性81VCM是一種略有芳香味,常溫常壓下無色的氣體。1987年氯乙烯被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)列為人類致癌物(Group 1)。 加工助劑中的鄰苯二甲酸二乙基乙酯(DEHP)和乙基己基胺(DEHA)在2000年被IARC列為三類致癌物,即尚不能確定對(duì)人類有致癌作用。82對(duì)于PVC包裝材料,韓國環(huán)境部1993年8月禁止使用PVC涂料,2001年1月禁止使用PVC收縮薄膜,2004年1月禁止使用PVC材料包裝雞蛋、油炸食品、漢堡包和三明治。禁止使用PVC材料的原因?yàn)椋海?)鄰苯二甲?;饔?、己二酸
42、、單體的毒性作用;(2)焚燒時(shí)二惡英及含氯有毒氣體的產(chǎn)生;(3)難以再利用造成的環(huán)境影響。韓國還禁止使用DEHP和DEHA。 83我國現(xiàn)行適用于PVC保鮮膜的國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定VCM1.0mg/kg(GB9681-1988,食品包裝用聚氯乙烯成型品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn))。在GB9685-2003食品容器、包裝材料用助劑使用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的20類64種我國容許使用的食品容器和包裝材料用助劑中不包括DEHP和DEHA。 二惡英(dioxin)二惡英是一種有劇毒的含氯有機(jī)化合物,是目前世界上已知的有毒化合物中毒性最強(qiáng)的。它的致癌性極強(qiáng),相當(dāng)于氰化鉀的300倍,0.1克的二惡英可導(dǎo)致數(shù)十人死亡,導(dǎo)致上千只禽類死亡。PV
43、C是二惡英的主要來源。當(dāng)PVC生產(chǎn)、回收和在焚燒爐中毀棄,或者PVC的產(chǎn)品在意外燃燒時(shí)如垃圾掩埋時(shí),就會(huì)產(chǎn)生二惡英。 2.3.7 PVC2.3.7 PVC的應(yīng)用的應(yīng)用硬質(zhì)硬質(zhì)PVC塑料塑料管材:管材:各種輸送物料的管型材:型材:門、窗、家具等板材:板材:瓦楞板、密實(shí)板、發(fā)泡板等片材:片材:吸塑制品如包裝盒等絲類:絲類:紗窗、蚊帳、繩索等瓶類:瓶類:食品、藥品、化妝品包裝材料等注塑品:注塑品:管件、閥門、辦公用品、殼等軟質(zhì)軟質(zhì)PVC塑料塑料薄膜:薄膜:大棚膜、包裝膜、裝飾膜,雨衣等電纜:電纜:中低壓絕緣和電纜料等鞋類:鞋類:雨鞋、涼鞋、鞋底、鞋面材料等革類:革類:人造革、地板革、壁紙等其他:其他
44、:軟透明管、唱片及墊片等87PVC防水卷材88用聚氯乙烯塑料添加部分二次料,經(jīng)擠出滾壓制成,供制造電纜時(shí)做成纜線芯、繞包和絕緣修理使用。 90聚氯乙烯內(nèi)螺紋球閥 聚氯乙烯電磁閥 912.4 聚苯乙烯樹脂CH2CHnCH2CHnPolym.StyrenePolystyrene ( PS )922.4.1 概述 早在1839年人們即發(fā)現(xiàn)水汽蒸餾苯乙烯出現(xiàn)苯乙烯的固化反應(yīng),當(dāng)時(shí)認(rèn)為是氧化。20世紀(jì)30年代,為備戰(zhàn)需要,德國加快了工業(yè)生產(chǎn)苯乙烯及苯乙烯聚合物的開發(fā)工作,1933年法本公司開發(fā)了連續(xù)本體聚合生產(chǎn)聚苯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。美國于1938年開發(fā)了苯乙烯釜式本體聚合工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。在50年代初道化
45、學(xué)公司推出高抗沖聚苯乙烯商品(HIPS),1953年美國出現(xiàn)了ABS樹脂,并于1958年建廠投產(chǎn)。 93 聚苯乙烯(PS:Polystyrene)是產(chǎn)量僅次于PE、 PP和 PVC的通用樹脂,分為通用聚苯乙烯(GPPS:General Purpose Polystyrene )、抗沖聚苯乙烯(HIPS:High-impact polystyrene )和發(fā)泡聚苯乙烯(EPS:Expanded polystyrene )3種。 聚苯乙烯樹脂在工業(yè)上主要采用本體法和懸浮法制得,其中稀釋劑本體法最為常用。94 第一種是首先把PS樹脂制備成含有發(fā)泡劑的珠粒,稱為可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)。其方法是將PS
46、珠粒在加熱、加壓條件下把戊烷、丁烷、石油醚等低沸點(diǎn)物理發(fā)泡劑滲入到珠粒中去,再使之溶脹即制得EPS珠粒。然后將EPS再通過預(yù)發(fā)泡、熟化處理,最終經(jīng)過模壓成型制得PS泡沫制品。這種產(chǎn)品主要為厚板、包裝箱等。 第二種是直接將發(fā)泡劑(如偶氮化合物、碳酸銨等)及其他助劑與PS混合均勻,然后通過擠出發(fā)泡、冷卻定型即可。其主要產(chǎn)品為片材、仿木型材等。EPS制備方法95泡沫塑料是被廣泛應(yīng)用的包裝緩沖材料, 根據(jù)產(chǎn)品易碎性,運(yùn)輸方式,目的地以及其它特殊情況而設(shè)計(jì)。常見泡沫塑料有聚苯乙烯泡沫(EPS)、聚丙烯泡沫(EPP)、聚乙烯泡沫(EPE) 和聚氨酯泡沫(PU)。EPP與EPE抗潮能力好,有回彈力具有良好的
47、多次緩沖性能。EPS具有良好的絕緣能力以及緩沖性能。PU常被用作輕型產(chǎn)品的緩沖材料。 96聚苯乙烯的結(jié)構(gòu) PS的大分子主鏈為飽和烴類聚合物,具有良好的電絕緣性;又因吸濕性小,可用于潮濕環(huán)境中。 PS的側(cè)基為體積大的苯環(huán),分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,大分子鏈運(yùn)動(dòng)困難,PS呈現(xiàn)剛性和脆性,制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。 PS的側(cè)苯基在空間的排列為無規(guī)結(jié)構(gòu),導(dǎo)致PS為無定型聚合物,具有很高的透明性;97 側(cè)苯基的存在使聚苯乙烯的化學(xué)活性要大一些,苯環(huán)所能進(jìn)行的特征反應(yīng)如氯化、硝化、磺化等聚苯乙烯都可以進(jìn)行。由于苯基的存在,主鏈上氫原子活化,易于被空氣中的氧氧化,制品長期戶外使用變黃變脆。但同時(shí),苯基的存在又賦予其較高的耐輻
48、射性能,在106Gy輻射劑量下,性能變化很小。98一般性能:PS為無色透明的粒料,燃燒時(shí)發(fā)濃煙并帶有松節(jié)油氣味,吹熄可拉長絲;制品質(zhì)硬似玻璃狀,落地或敲打會(huì)發(fā)出類似金屬的聲音;能斷不能彎,斷口處呈現(xiàn)蚌殼色銀光。2.4.2 聚苯乙烯的性能99光學(xué)性能光學(xué)性能:透明性好是PS最大的特點(diǎn),透光率可達(dá)88%92%,同PC和PMMA一樣屬最優(yōu)秀的透明塑料品種,人稱三大透明塑料。PS的折射率為.591.60,但因苯環(huán)的存在,其雙折射較大,不能用于高檔光學(xué)儀器。 力學(xué)性能力學(xué)性能: PS硬而脆、無延伸性、拉伸至屈服點(diǎn)附近即斷裂。PS的拉伸強(qiáng)度和彎曲在通用熱塑性塑料中最高,其拉伸強(qiáng)度可達(dá)60MPa;但沖擊強(qiáng)度
49、很小,難以用做工程塑料。PS的耐磨性差,耐蠕變性一般。PS的力學(xué)性能受溫度的影響比較大。 100熱學(xué)性能熱學(xué)性能: PS的耐熱性能不好,熱變形溫度僅為7095,只可長期在6080溫度范圍內(nèi)使用。PS的耐低溫性也不好,脆化溫度為-30。PS的熱導(dǎo)率低,一般為0.100.13W/(mK),基本不隨溫度變化而變化,是良好的絕熱保溫材料;線膨脹系數(shù)較大,為(68)10-5K-1,與金屬相差懸殊,故制品不易帶金屬嵌件。電學(xué)性能電學(xué)性能: PS的電絕緣性優(yōu)良,且不受溫度和濕度的影響,適于做高頻絕緣材料。但易產(chǎn)生靜電,使用時(shí)需要加入抗靜電劑。 101化學(xué)性能化學(xué)性能: PS的化學(xué)穩(wěn)定性較好,可耐一般酸、堿、
50、鹽、礦物油及低級(jí)醇等,但不耐氧化酸,如硝酸和氧化劑的侵蝕。PS還受許多烴類、酮類及高級(jí)脂肪酸等侵蝕,可溶于芳烴(如苯、甲苯、乙苯及苯乙烯等)、氯化烴(如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷及氯苯)及酯類等。環(huán)境性能環(huán)境性能: PS的耐候性不好,其耐光、氧化性都差,不適于長期戶外使用;但PS的耐輻射性好。 1022.4.3 聚苯乙烯的加工性能 PS屬無定形樹脂,無明顯熔點(diǎn),熔融溫度范圍比較寬??稍?20180之間成為流體,并且熱穩(wěn)定性較好,因此,成型加工可在很寬的范圍內(nèi)進(jìn)行。 PS的吸水率比較低,在加工前一般不需干燥;如有特殊需要時(shí)(如要求透明性高)才干燥。 PS在加工中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,除選擇正確的工藝條件、
51、改進(jìn)制品設(shè)計(jì)和合理的模具結(jié)構(gòu)外,還應(yīng)對(duì)制品進(jìn)行熱處理。熱處理的條件為在溫度6585熱風(fēng)循環(huán)干燥箱或熱水中處理13h。PS成型收縮率比較低,一般僅為0.2%0.7%,有利于成型尺寸精度較高及尺寸穩(wěn)定的產(chǎn)品。1032.4.4 聚苯乙烯的用途電器制品:電器制品:PS兼有透明性和絕緣性好,可用于電視機(jī)、錄音機(jī)及各種電器的配件、殼體及高頻電容器等。透明制品:透明制品:PS具有優(yōu)異的透明性,可用于一般光學(xué)儀器、透明模型、燈罩、儀器罩殼及包裝容器等。PS的著色性和光澤性好,可廣泛用于日用品的生產(chǎn),具體有兒童玩具、裝飾板、磁帶盒、家具把手、梳子、牙刷把、筆桿及文具等。包裝材料:包裝材料:主要是PS泡沫塑料,多
52、用于電器、精密儀表、工藝品、玻璃制品及陶瓷制品等包裝;隔熱材料等。104105航航 空空 杯杯高高 腳腳 杯杯1062.4.5 高抗沖聚苯乙烯(HIPS:High-Impact Polystyrene )GPPS的缺陷:脆性大、耐熱性低等。為改善這些缺陷,通過機(jī)械共混和接枝聚合法,把一定量的橡膠引入到PS中,制備HIPS。HIPS機(jī)械共混法:丁苯橡膠或順丁橡膠,1020。橡膠相分散不均勻,效果不顯著。接枝聚合法:把丁苯橡膠或順丁橡膠(一般為510)溶解在苯乙烯單體中進(jìn)行本體或懸浮聚合,使PS的韌性大幅提高。1072.4.6 ABS樹脂ABS樹脂是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,即Acryl
53、onitrile-butadiene-styrene ,簡稱ABS。ABS樹脂兼有三種組分的共同性能,成為具有“堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性”的材料。丙烯腈能使聚合物耐化學(xué)腐蝕,且有一定的表面強(qiáng)度;丁二烯使聚合物呈橡膠韌性;苯乙烯使聚合物顯現(xiàn)熱塑性塑料的加工特性,即較好的流動(dòng)性??刂艫:B:S (一般為20:30:50)的比例可以調(diào)節(jié)其性能生產(chǎn)出不同型號(hào)、規(guī)格的ABS樹脂,以適應(yīng)各種不同需要。CH2CHCNCH2CHCHCH2xyzCH2CH108ABS的應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域汽車工業(yè): 汽車工業(yè)中有眾多零件是用ABS或ABS合金制造的,如上海的桑塔納轎車,每輛車用 ABS11kg,位列汽車中所用塑料第三。在
54、其它車輛中,ABS的使用量也頗驚人。2000年我國汽車用 ABS的量就達(dá)到3.5萬噸,預(yù)測到2010年,此值將達(dá)到6萬噸,轎車中主要零部件使用ABS的如儀表板用 PC/ABS作骨架,表面再復(fù)以PVC/ABS制成的薄膜。此外,車內(nèi)裝飾件大量使用了ABS,如手套箱、雜物箱,門檻上下飾件、水箱面罩,另外還有許多零件采用ABS為原料。 109辦公室機(jī)器:辦公室設(shè)備機(jī)器需要有漂亮的外觀,有良好的手感,如電話機(jī)外殼、存儲(chǔ)器外殼以及計(jì)算機(jī)、傳真機(jī)、復(fù)印機(jī)中都大量使用了ABS制作的零件。 玩具:許多漂亮的玩具、組合式的智力開發(fā)玩具也可使用ABS來制作,此外通訊、廣播事業(yè)中也有ABS的市場。 110家用電器:由
55、于ABS有高的光澤和易成型性,成型后低的收縮率,所以在家電和小家電中更有著廣泛的市場,如電視機(jī),有些廠家大屏幕電視機(jī)的前后殼體使用阻燃 ABS制成,家用傳真機(jī)、音響、VCD中也大量選用ABS為原料,電風(fēng)扇、空調(diào)、冷氣機(jī)、吸塵器中也使用了很多 ABS制作的零件,廚房用具也大量使用了ABS制作的零件。 111112整機(jī)采用優(yōu)質(zhì)ABS塑料做為產(chǎn)品外殼(MP3)。 銀灰色的ABS塑料外殼堅(jiān)固程度足以承受一個(gè)成年人的重量。筆記本機(jī)身采用ABS工程塑料,上半部分覆蓋仿金屬銀色涂料,下半部分使用黑色。機(jī)身外殼采用了ABS工程塑料作為原料 1141152.5 丙烯酸類樹脂聚甲基丙烯酸甲酯(聚甲基丙烯酸甲酯(P
56、oly(methyl methacrylate)簡稱PMMA ),),俗稱“有機(jī)玻璃”。CH2CCOOCH3CH3nCCOOCH3CH3CH2Polym.nPMMA1162.5.1 PMMA的結(jié)構(gòu)PMMA是含70%75%間同立構(gòu)的線型熱塑性高聚物。因?yàn)樗痪哂型耆囊?guī)整結(jié)構(gòu),而且有龐大的側(cè)基,因此是無定形的。如果采用配位聚合也可以得到全同立構(gòu)或間同立構(gòu)PMMA。玻璃化溫度約104 0C,流動(dòng)溫度160 0C,熱分解溫度約為270 0C,有較寬的溫度加工范圍。1172.5.2 PMMA的性能光學(xué)性能:光學(xué)性能:PMMA為高度透明的無定型熱塑性塑料,具有十分優(yōu)異的光學(xué)性能,透光率可達(dá)90%92%,
57、折射率為1.49,并可透過大部分紫外線和紅外線。力學(xué)性能:力學(xué)性能:PMMA具有較高的力學(xué)性能 ,在常溫下具有優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度;但沖擊強(qiáng)度一般,且對(duì)缺口敏感較大;表面硬度一般,易于劃傷,耐磨性較低,抗銀紋能力較差。力學(xué)性能:力學(xué)性能:PMMA的氧指數(shù)為17.3,屬于易燃塑料,燃燒有花果臭味;耐熱溫度不高,長期使用溫度僅為80。電學(xué)性能:電學(xué)性能:由于分子中極性較大,其電性能不如聚乙烯好,其介電常數(shù)較大;主要用作高頻率絕緣材料。耐化學(xué)藥品性:耐化學(xué)藥品性:PMMA中酯基的存在使其耐溶劑一般,只耐堿、稀酸及水溶性無機(jī)鹽、長鏈烷烴、油脂、醇類及汽油等;不耐芳烴、氯代烴,可溶于甲苯、
58、二氯乙烷及氯仿等。環(huán)境性能:環(huán)境性能:PMMA的耐候性好,長期在戶外使用,性能下降很小。并且對(duì)臭氧和二氧化硫等氣體具有良好的抵抗性能。119 吸濕率較大(0.3),PMMA在加工前需要進(jìn)行干燥處理,使其含水量在0.02%以下。2.5.3 加工性能 PMMA熔體屬于非牛頓流體,粘度變化主要受螺桿轉(zhuǎn)速的影響。其熔體的粘度比PE、PS等高,對(duì)溫度的敏感性也比其他非牛頓流體類塑料高。PMMA對(duì)加工溫度比較敏感,成型溫度在180230,加工溫度范圍比較窄,超過260以上即分解。因此加工時(shí)要嚴(yán)格控制溫度,以防止過熱。120 PMMA的熔體粘度較大,成型中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。為得到尺寸精度高的制品,必須在85下進(jìn)
59、行緩慢退火處理。 退火:為了消除塑料制品的內(nèi)應(yīng)力或控制結(jié)晶過程,將制品加熱到適當(dāng)?shù)臏囟炔⒈3忠欢〞r(shí)間,而后慢慢冷卻的操作。 塑料制品的退火處理說明:塑料制品退火處理的目的是消除內(nèi)應(yīng)力。 比如在制品薄厚的交接部位,厚的部位降溫慢、薄的部位降溫快些,則連接處發(fā)生不均勻收縮,結(jié)果引起制品變形。121 照明及采光照明及采光:常用于燈罩,汽車、輪船、飛機(jī)上的窗玻璃及擋風(fēng)玻璃,儀表窗、展示窗、廣告窗、天花板、照明板等。2.5.4 PMMA的用途 光學(xué)儀器光學(xué)儀器:各種光學(xué)鏡片如眼鏡、放大鏡及透鏡等,信息傳播材料如光盤及光纖等。 醫(yī)學(xué)材料醫(yī)學(xué)材料:用于牙科材料如牙托、假牙以及假肢材料等。 日用品日用品:各種
60、產(chǎn)品模型、標(biāo)本及工藝美術(shù)品等,各種鈕扣、發(fā)夾、兒童玩具、筆桿及繪圖儀器等。1232.6環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂指至少含有兩個(gè)環(huán)氧基的高分子化合物??捎糜谡澈蟿?、涂料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的基體樹脂等。 以環(huán)氧樹脂為主要樹脂基料配成的膠粘劑 1. 可粘接對(duì)象金屬、陶瓷、玻璃、木材、混凝土等,俗稱“萬能膠”。 2. 應(yīng)用領(lǐng)域汽車、飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭、造船、電子電器、輕工、化工等各個(gè)領(lǐng)域。124環(huán)氧值 每100g樹脂中所含環(huán)氧基的摩爾數(shù)。 在膠粘劑配制過程中,常用的反應(yīng)型固化劑的用量是按環(huán)氧值進(jìn)行計(jì)算的。125n優(yōu)點(diǎn)粘附性好:內(nèi)聚力大:100固體:低收縮率: 低蠕變性:耐高、低溫和耐化學(xué)品性能好;可室溫固化:電絕
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