热塑性弹性体(TPE)通常是弹性模数较低的弹性材料,在室温条件下可被反复拉伸至原来长度的两倍以上,并具有在应力消除后几乎完全恢复至其原来长度的能力。具有这种特性的早期材料是热固性橡胶,但许多可注射模塑的热塑性弹性体(TPE)系列正在取代传统的橡胶。除了以它们的基本形式使用之外,TPE还广泛地用于刚性热塑性塑料的改性,通常是用于改进抗冲击强度。对于板材和一般模塑级复合材料来说,这是相当普遍的。
热塑性弹性体TPE是一种具有橡胶的高弹性,高强度,高回弹性,又具有可注塑加工的特征,具有环保无毒安全,硬度范围广,有优良的着色性,触感柔软,耐候性,抗疲劳性和耐温性,加工性能优越,无须硫化,可以循环使用降低成本,既可以二次注塑成型,与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合,也可以单独成型。
热塑性弹性体既具有热塑性塑料的加工性能,又具有硫化橡胶的物理性能,可谓是塑料和橡胶优点的优势组合。热塑性弹性体正在大肆占领原本只属于硫化橡胶的领地。近十余年来,电子电器、通讯与汽车行业的快速发展带动了热塑性弹性体市的高速发展。
热塑性弹性体(TPE)具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能。由于不需经过热硫化,使用通用的塑料加工设备即可完成产品生产。这一特点使橡胶工业生产流程缩短了1/4,节约能耗25%~40%,提高效率10倍~20倍,堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革命。
TPE的种类
到1996年为止,六种主要的TPE可分为二大类:嵌段共聚物(苯乙烯类树脂、共聚多酯、聚氨酯和聚酰胺),以及热塑性弹性体掺混物及合金(热塑性聚烯烃和热塑性硫化橡胶)。 除这些TPE以外,还出现了两种新技术。它们是茂金属催化合成的聚烯烃塑性体与弹性体,以及反应成型的热塑性聚烯烃弹性体。
传统型TPE是所谓的两相体系。从本质上来说,由硬的热塑性塑料所组成的一相,以机械或化学的方式与软的弹性体所组成的另一相结合,所生成的TPE具有该两相结合的性质。
TPE的优点
1. 可用一般的热塑性塑料成型机加工,不需要特殊的加工设备。
2. 生产效率大幅提高。可直接用橡胶注塑机硫化,时间由原来的20min左右,缩短到1min以内;由于需要的硫化时间很短,因此已可用挤出机直接硫化,生产效率大幅提高。 3. 易于回收利用,降低成本。生产过程中产生的废料(逸出毛边、挤出废胶)和最终出现的废品,可以直接返回再利用;用过的TPE旧品可以简单再生之后回收利用,减少环境污染,扩大再生资源来源。
4. 节能。热塑性弹性体大多不需要硫化或硫化时间很短,可以有效节约能源。以高压软管生产能耗为例:橡胶为188MJ/kg,TPE为144MJ/kg,可节能达25%以上。
5. 应用领域更广。由于TPE兼具橡胶和塑料的优点,为橡胶工业开辟了新的应用领域。 6. 可用于塑料的增强、增韧改性。自补强性大,配方简化,配合剂对聚合物的影响制约小,质量性能更易掌握。但TPE的耐热性不如橡胶,随着温度上升而物性下降幅度较大,因而适用范围受到限制。同时,压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差,价格上也往往高于同类橡胶。尽管如此,TPE的优点仍十分突出,各种新型的TPE产品也不断开发出来。作为一种节能环保的橡胶新型原料,发展前景十分看好。
传统的TPE系列 苯乙烯类树脂(S-TPE) 共聚多酯(COPE) 聚氨酯(TPU) 聚酰胺(PEBA) 聚烯烃掺混物(TPO) 聚烯烃合金(TPV) TPE的新品种
反应成型的TPO (R-TPO) 聚烯烃塑性体(POP) 聚烯烃弹性体(POE)
这些新的聚烯烃塑性体(POP)和弹性体(POE),本质上是分子量非常低的线性低密度聚乙烯(VLMW-LLDPE)。作为聚合催化剂技术进步的产物,这些材料原先开发的目的是改进软包装薄膜的特性。近来,这些挠性较好的聚乙烯作为低成本的橡胶取代物,被用于某些对模塑制品的要求不怎么苛刻的用途。这主要包括那些不会接触极端的温度、压力、负载或应力环境的产品。在模塑制品方面,这些新材料被用于那些多多少少希望有一点挠性或触觉感的场合。注意,它们并非是真正的弹性体。
TPE的拉伸特性 拉伸特性
拉伸特性是用来说明弹性体被拉伸时将如何表现的测试值。有几种普遍采用的试验,可显示弹性体在最终用途环境里将会如何表现。
断裂抗拉强度
此测试值又称为极限抗拉强度。在此试验中,弹性体的试片被拉伸直至断裂。拉断此材料所需的力量也被同时测出。其单位通常是磅/平方英寸(psi)或兆帕(MPa)。极限抗拉强度高的弹性体,与测试值较低的弹性体相比较不易拉断。
抗撕裂强度
此测试值说明弹性体抵抗撕裂的性能如何。抗撕裂强度试验与断裂抗拉强度试验基本相同,但试片一侧有一V形缺口以作为扩展点。所测试材料被拉伸至完全撕裂,撕裂此试片的力量也被同时记录。其单位通常是磅/英寸(psi)或千牛顿/米(kN/m)。
拉伸模数
在拉伸模数试验中,弹性体被拉伸至各种不同的长度,其抵抗拉伸的力量也被分别测出。此测试值通常表示为弹性体相应于其长度与原始长度的各种不同百分比时的抗拉强度,例如在50%、100%或300%时的抗拉强度。弹性体对拉伸的抵抗力在开始时可能会很强,但随着它的伸长而会变得较弱(称为―颈缩‖)。
断裂伸长率
伸长率并非是衡量拉伸该材料是如何困难或如何容易,而只是衡量它在断裂前能被拉伸多长。断裂伸长率被表示为与其原始长度的百分比。某些软的弹性体在断裂前可被拉伸至其原始长度的1000%以上。软的TPE弹性体的伸长率通常比硬的刚性材料高的多。
影响测试值的因素
试片的成型方法及熔体流动方向均会影响其拉伸特性测试值。因此,对于许多弹性体,在流动方向和横断方向这两个方向的拉伸特性均要测量。
流动方向
如同弹性体的其它许多特性,拉伸特性会受到成型时聚合物分子取向的影响。因此,取决于拉伸是沿着聚合物成型时的流动方向进行,还是沿着横断方向进行,拉伸特性可能会有很大变化。
试片(挤压成型相对于注射模塑)
某些试验是用注射模塑的试片进行的,而另一些试验则是用挤压成型的试片进行的。由于不同类型的试片其测试值会有显著差别,所以很重要的一点是,只能对同类型试片的测试值进行比较。
TPE的压缩永久变形
压缩永久变形值是材料在一定温度下被压缩至一定形状,并维持一定时间后而发生永久性变形的量。
通常采用的ASTM测试方法(ASTM D395)要求使材料变形(压缩)达25%并保持一定的时间。任其复原30分钟后再测量此样品。
23 °C(室温)
22小时,70小时,168小时(1星期),1000小时(42天)。 70 °C
22小时,70小时,168小时(1星期),1000小时(42天)。 121 °C
22小时,70小时,168小时(1星期),1000小时(42天)。 150 °C
22小时,70小时,168小时(1星期),1000小时(42天)。
所得的测试值是材料样品未能恢复到它原有高度的百分比。例如,40%压缩永久变形表示,此热塑性弹性体只恢复了被压缩厚度的60%。100%压缩永久变形则表示此热塑性弹性体无丝毫恢复,也就是说,它保持了被压缩的状态。
往往压缩永久变形易与蠕变相混淆。然而,压缩永久变形是在某一恒定的应变条件下所发生变形的量,而蠕变则是在某一恒定应力条件下所发生变形的量。
TPE的适用温度
适用温度这个术语,是用来大致地定义某种材料适合使用的最高温度。
适用温度取决于许多因素,包括性能要求、接触时间长短、有无负荷存在,以及工件设计结构等。
某些常用的适用温度测量方法为维卡软化温度、热变形温度(HDT)、美国安全检测实验室(UL)方法、半抗拉强度以及其它专有方法,因所在行业而异。
要求较高适用温度的应用实例包括汽车、运输、液压软管以及矿井电缆等。不要求较高适用温度的应用实例则包括一般的室内用途,例如个人养护用品和厨房器皿上的手柄、电话筒连线以及玩具等。
TPE的应用
热塑性弹性体以其特异的性能及环保无毒的特性,逐渐取代近年来受到进出口限制的
PVC、橡胶材料,得到了越来越广泛的应用:
(1)园林工具:手板锯、高枝剪、鍬、铲修枝剪、整篱剪、园林锯、园林剪刀、草耙、钢叉、修枝剪、花具、雪铲、小锄、修枝锯、草剪等手柄包胶。
(2)洁具:花洒头、喷枪、排污管、软管等。
(3)日常用品:手把类(刀具、梳子、剪刀、手提箱、牙刷柄等)、脚踏垫、冰格、餐桌垫、瓶盖内衬、背包底座及其他橡塑制品等。
(4)运动器材:手把(高尔夫球、各种球拍、脚踏车、滑雪器材、滑冰器材等)、潜水器材(蛙鞋、蛙镜、呼吸管、手电筒等)、刹车块、运动护垫等。
(5)工具材料:手工具(螺丝起子,榔头、锤子等手柄)。
(6)汽机车零件:汽车挡泥板、排挡罩、门窗封条、垫片、方向盘、防尘套、脚踏板、投射灯外壳、机车(脚踏车)手把等。
(7)文具用品:橡皮擦、笔套、垫片等。
(8)医疗器材:吸球、仪器手把、轮子、束带、容器、垫圈、防毒面罩、各种管件、瓶塞及相关医疗用品等。
(9)电线电缆:电缆线外壳、连接器、插头被覆等。 (10)轮子包胶:手推车轮子、医用脚轮、工业脚轮等
(11)资讯部件:游乐器方向盘、手把、鼠标被覆、衬垫、外壳被覆、光碟包装盒及其它软质防震零件等。
二.PE:
聚乙烯是最结构简单的高分子,也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。
聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压),有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa),高温(190–210°C),过氧化物催化条件下自由基聚合,生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE),它是支化结构的。
聚合压力大小:高压、中压、低压;
聚合实施方法: 淤浆法、溶液法 、气相法 ;
产品密度大小:高密度、中密度、低密度、线性低密度; 产品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。 聚乙烯特性
聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差。
聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度。 聚乙烯的种类
(1) LDPE:低密度聚乙烯、高压聚乙烯
(2) LLDPE:线形低密度聚乙烯 (3) MDPE:中密度聚乙烯、双峰树脂 (4) HDPE:高密度聚乙烯、低压聚乙烯 (5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯 (6)改性聚乙烯:CPE、交联聚乙烯(PEX)
(7)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)
分子量达到3,000,000-6,000,000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣。
主要方法:
液相法(又分为溶液法和淤浆法)和气相法(物料在反应器中的相态类型)。我国主要采用齐格勒催化剂的淤浆法。
条件与过程描述:纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下,在压力0.1-0.5MPa和温度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤浆。经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗,并回收汽油和未聚合的乙烯,经干燥、造粒得到产品。
三.PPO
PPO,中文名称叫聚苯醚。是世界五大通用工程塑料之一。它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。另外,聚本醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域。PPO的负荷变形温度可达190℃以上,脆化温度为-170℃。 纯的PPO料具有熔融流动性较差、价格高的缺点,市场出售的产品均为其改良的产品,具有优良的综合性能,它们广泛运用于:
电子电气:能够满足在潮湿、负载、高温的条件下具有优良的电绝缘性,运用制备电视积机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套、高频印刷电 路板,各种高压电子元器件,电视机、电脑、传真机、复印机外壳等。
汽车工业:适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。 机械工业:用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。 化工领域:用于制作管道、阀门、滤片及潜水泵等耐腐蚀零部件。
未经改性的聚苯醚(PPO)树脂具有良好的力学性能、电性能、耐热性、阻燃性以及化学稳定性等,但是它的耐溶剂性差、制品容易发生应力开裂、缺口冲击强度低,另外它存在一个致命的弱点——熔体粘度高,加工成型性极差,纯PPO树脂不能采用注射方法成型,这样大大限制了它的应用。
为了克服这些缺点,或赋予其新的性能,人们对PPO进行了多种改性。其方法有化学(共聚、嵌段、接枝和网化等)和物理(共混、填充、增强和微发泡等)改性两种。
化学改性主要包括:
(1) 对PPO的结构进行改性,如用溴化、磷酸酯化、磺酰化、羧基化等来提高PPO的溶解性和透气性以用于膜材料,或是赋予PPO的阻燃性而用于阻燃材料;
(2) PPO的主链或端基与带官能团的小分子进行反应,赋予PPO一定的极性和反应活性,用于PPO合金的增容剂;
(3) PPO与其他高分子或小分子通过嵌段或接枝共聚获得新材料或用作PPO合金的增容剂; 聚苯醚的物理改性中研究最为活跃的是
PPO的合金化,主要包括:
(1) 利用PPO与聚苯乙烯(PS)在宽广组成范围内的相容性与各种带苯乙烯单元的聚合物共混来制备PPO/PS型合金,即第一代PPO合金;
(2) 通过与其它工程塑料,如聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)等共混制备高性能的PPO合金,即第二代PPO合金。
另外,可以按组分间的相容性将聚苯醚合金分为: (1) 相容体系,主要是指PPO/PS;
(2) 非相容体系,包括PPO/PA、PPO/PBT、PPO/PET、PPO/聚四氟乙烯(PTFE)、PPO/聚烯烃(PO)等;
(3) 部分相容体系,包括PPO/聚碳酸酯(PC)、PPO/PPS,PPO/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS),PPO/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、PPO/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、PPO/苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)等。
四.PPS
PPS,中文名称叫聚苯硫醚。它具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一,热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯,流动性仅次于尼龙。此外,它还具有成型收缩率小(约 0.08%),吸水率低(约0 .02%),防火性好、耐震动疲乏性好等优点。
英文名称:Phenylene sulfide 比重:1.36克/立方厘米 成型收缩率:0.7% 成型温度:300-330℃ PPS塑料的物料性能
1、电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,白色硬而脆,跌落于地上有金属响声,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好 。有优良的阻燃性,为不燃塑料。
2、强度一般,刚性很好,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.长期使用温度可达260度 ,在400度的空气或氮气中保持稳定。通过加玻璃纤维或其它增强材料改性后,可以使冲击强度大为提高,耐热性和其它机械性能也有所提高,密度增加到1.6-1.9,成型收缩率较小到0.15-0.25%适于制作耐热件.绝缘件及化学仪器.光学仪器等零件.
PPS塑料的成型性能
1.无定形料,吸湿小,但宜干燥后成型。
2.流动性介于ABS和PC之间,凝固快,收缩小,易分解,选用较高的注射压力和注射速度。模温取100-150度。主流道锥度应大,流道应短。
PPS塑料缺点是脆性大、韧性差,耐冲击强度低,经过改良以后,可以获得十分优异的综合性能,市场出售的产品均为其改良的产品,
PPS塑料广泛运用于:
电子方面:视机、电脑上的高压元件、外壳、插座、接线柱,电动机的起动线圈、叶片,电刷托架及转子绝缘部件,接触开关,继电器,电熨斗,吹风机,灯头,暖风机,F级薄膜等。
汽车工业:适用于排气再循环阀及水泵叶轮,及汽化器、排气装置、排气调节阀、灯光反射器、轴承、传感部件等。
机械工业:用作轴承、泵、阀门、活塞、精密齿轮、以及复印机、照相机、计算机零部件,导管、喷雾器、喷油嘴、仪器仪表零件等。
化工领域:用于制作耐酸碱的阀门管道、管件、阀门、垫片及潜水泵或叶轮等耐腐蚀零部件。
五.PTFE
PTFE是polytetrafluoroethylene的英文缩写,PTFE的中文名称为聚四氟乙烯。 PTFE属氟塑料的一种品种,氟塑料还有PCTFE(聚三氟乙烯)、PVDF (聚偏氟乙烯)、PVF(聚氟乙烯)等。由于PTFE的产量最大,达85%以上, 因此这里主要介绍它。PTFE是于1946年由美国杜邦公司正式实现工业化生产的。PTFE的大分子链的侧链是原子直径很小的氟,故PTFE是结晶度很高的结晶型聚合物。
(1) PTFE的常用特性
PTFE是白色晶体粉末,密度为2.14〜2.10g/cm3。它有两个最显著的特点:一是耐蚀性极好,由于PTFE分子链中的氢全被电负性极大的氟所取代,形成完全对称的,能量处于最低状态的结构,所以它的化学性质最稳定,在任何浓度的强酸、强碱和强氧化剂中都不被腐蚀,即使在高温状态下也是如此,其化学稳定性超过玻璃、陶瓷和不锈钢,故PTFE有\"塑料之王\"之称。它的热稳定性也很优异,在350℃时才开始熔化,超过500℃时才分解。在250℃环境中长期使用性能几乎不变,在-180℃也不脆化。 PTFE的另一突出特点是摩擦因数极小,其摩擦因数仅为0.04,且动、静摩擦因数相近,是摩擦因数最小的固体材料之一。PTFE还具有良好的自润滑性,即使在无润滑条件下使用,也仍具有优良的摩擦性能。
PTFE的电气性能亦很优良,它的绝缘电阻高,介电常数小,耐压高。它还有很好的耐候性和耐太阳光能力。由于PTFE的侧基原子无极性,故吸湿性极低,即使在潮湿环境中也能保持良好的电绝缘性。
氟塑料家族以PTFE应用最广泛,国内前几年PTFE的产品占氟塑料总产量的90%,在国外,PTFE 的产量也占到氟塑料总产量的60%。
PTFE 塑料具有优良的耐腐蚀性能及耐热性能,它几乎可耐任何浓度的强酸、强碱、强氧化性介质和有机溶剂,耐化学腐蚀性能超过了现有的所有塑料,耐温范围为-195℃~250℃,长期使用温度为-100℃~250℃。
由于PTFE 材料价格昂贵,强度低于钢铁,故一般将其做成衬里,外靠金属壳体保护与增强,构成一个整体。这样,衬里层既可耐蚀、耐高低温,外壳又能耐压,有足够的强度和刚度,可以降低整体成本。PTFE衬里防腐产品除了在化工、石化、炼油、制药、冶金等领域已得到广泛的应用外,在电子电器方面也经常使用。目前,这些产品有衬里管道、管配件、塔、釜、容器、泵和阀等。
PTFE的主要不足是:力学性能较差,注塑成型较困难,成本也较高等。 (2) PTFE的主要用途
PTFE的应用范围很广,主要用作化工设备中的耐蚀材料,可制作化工设备的衬壁、管道、泵、阀等;电子电气工业的高级绝缘材料,高频电缆和接插件,潮湿环境中的绝缘材料;在高温或腐蚀介质中工作的无油润滑活塞环、低转速滑动轴承,食品机械、纺织机械中的运动摩擦零部件;建筑工业的桥梁、隧道、钢架房屋、贮槽的位移支承滑块;医疗器械上的人工血管、消毒器等。
(3) 生产方法:
聚四氟乙烯由四氟乙烯经自由基聚合而生成。工业上的聚合反应是在大量水存在下搅拌进行的,用以分散反应热,并便于控制温度。聚合一般在40~80℃,3~26千克力/厘米2压力下进行,可用无机的过硫酸盐、有机过氧化物为引发剂,也可以用氧化还原引发体系。每摩尔四氟乙烯聚合时放热171.38kJ。分散聚合须添加全氟型的表面活性剂,例如全氟辛酸或其盐类。
备 注:
聚四氟乙烯[PTFE,F4]是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一,因此得\"塑料王\"之美称。它能在任何种类化学介质长期使用,它的产生解决了我国化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片. 聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点,它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。
PTFE乳液介绍:
PTFE乳液是一种含聚氟四乙烯高分子化学材料,它广泛应用于包装、电子电气、化工能源、耐腐蚀材料。
六.PC
聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC)是一种无色透明的无定性热塑性材料。其名称来源于其内部的CO3基团。
聚碳酸酯无色透明,耐热,抗冲击,阻燃BI级,在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比,聚碳酸酯的耐冲击性能好,折射率高,加工性能好,需要添加阻剂才能符合UL94 V-0级。 但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低,并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大,聚碳酸酯同聚
甲基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。 不能长期接触60℃以上的热水,聚碳酸酯燃烧时会发出热解气体,塑料烧焦起泡,但不着火,离火源即熄灭,发出稀有薄的苯酚气味,火焰呈黄色,发光淡乌黑色,温度达140℃开始软化, 220℃熔解,可吸红外线光谱。
聚碳酸酯可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工,最重要的加工方法是注塑。 成型之前必须预干燥,水分含量应低于0.02%,微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽,银丝和气泡,PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。 冲击韧性高,因此可进行冷压,冷拉,冷辊压等冷成型加工。挤出用PC分子量应大于3万,要采用渐变压缩型螺杆。 长径比1:18~24,压缩比1:2.5,可采用挤出吹塑,注-吹、注-拉-吹法成型高质量,高透明瓶子。PC合金种类繁多,改进PC熔体粘度大(加工性)和制品易应力开裂等缺陷。 PC与不同聚合物形成合金或共混物,提高材料性能。 具体有PC/ABS合金,PC/ASA合金、 PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等。 利有两种材料性能优点,并降低成本,如PC/ABS合金中,PC主要贡献高耐热性,较好的韧性和冲击强度,高强度、阻燃性, ABS则能改进可成型性,表观质量,降低密度。
在聚碳酸酯纤维不应使用次氯酸钠和其它碱性清洁剂,否则会泄出一种内分泌干扰素酚甲烷(双酚A),会影响生殖系统。
聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。密度:1.20-1.22 g/cm 线膨胀率:3.8×10 cm/cm°C 热变形温度:130°C。 不耐强酸,不耐强碱。 聚碳酸酯,英文名Polycarbonate, 简称PC。PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料,具有优良的物理机械性能,尤其是耐冲击性优异,拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高;蠕变性小,尺寸稳定;具有良好的耐热性和耐低温性,在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能,尺寸稳定性,电性能和阻燃性,可在60~120℃下长期使用;无明显熔点,在 220-230℃呈熔融状态;由于分子链刚性大,树脂熔体粘度大;吸水率小,收缩率小,尺寸精度高,尺寸稳定性好,薄膜透气性小;属自熄性材料;对光稳定,但不耐紫外光,耐候性好;耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类,溶于氯化烃类和芳香族溶剂,长期在水中易引起水解和开裂,缺点是因抗疲劳强度差,容易产生应力开裂,抗溶剂性差,耐磨性欠佳。 PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工,最重要的加工方法是注塑。成型之前必须预干燥,水分含量应低于0.02%,微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽,银丝和气泡,PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。冲击韧性高,因此可进行冷压,冷拉,冷辊压等冷成型加工。挤出用PC分子量应大于3万,要采用渐变压缩型螺杆,长径比1:18~24,压缩比1:2.5,可采用挤出吹塑,注-吹、注-拉-吹法成型高质量,高透明瓶子。PC合金种类繁多,改进PC熔体粘度大(加工性)和制品易应力开裂等缺陷, PC与不同聚合物形成合金或共混物,提高材料性能。具体有PC/ABS合金,PC/ASA合金、 PC/PBT合金、PC/PET合金、PC/PET/弹性体共混物、PC/MBS共混物、PC/PTFE合金、PC/PA合金等,利有两种材料性能优点,并降低成本,如PC/ABS合金中,PC主要贡献高耐热性,较好的韧性和冲击强度,高强度、阻燃性, ABS则能改进可成型性,表观质量,降低密度。 聚碳酸酯可制作板材,瓦片,中空板,棒,管,异型塑料制品 PC的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业,其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃,PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗,用于飞机舱罩,照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。 PC板可做各种标牌,如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器, PC树脂用于汽车照相系统,仪表盘系统和内装饰系统,用作前灯罩,带加强筋汽车前后档板,反光镜框,门框套、操作
杆护套、阻流板、PC被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置,电话线路支架下通讯电缆的连接件,电闸盒、电话总机、配电盘元件,继电器外壳, PC可做低载荷零件,用于家用电器马达、真空吸尘器,洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄,各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。PC是光盘储存介质理想的材料。PC瓶(容器)透明、重量轻、抗冲性好,耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤,作为可回收利用瓶(容器)。PC及PC合金可做计算机架,外壳及辅机,打印机零件。改性PC耐高能辐射杀菌,耐蒸煮和烘烤消毒,可用于采血标本器具,血液充氧器,外科手术器械,肾透析器等,PC可做头盔和安全帽,防护面罩,墨镜和运动护眼罩。 PC薄膜广泛用于印刷图表,医药包装,膜式换向器
七.ABS
ABS塑料化学名称:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物,英文全称:Acrylonitrile Butadiene Styrene。
ABS塑料物理属性:ABS塑料比重:1.05克/立方厘米,成型收缩率:0.4-0.7%,成型温度:200-240℃,干燥条件:80-90℃ 2小时
ABS塑料的特点:
1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好;
2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理; 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别;
4、流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。
ABS塑料的用途:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件。 ABS塑料的成型特性:
1、无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时;
2、宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度),对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽,耐热塑件,模温宜取60-80度;
3、如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法;
4、如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。
ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。
ABS塑料一般是不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落现象。
ABS塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。
ABS塑料的缺点:热变形温度较低,可燃,耐候性较差。
八.PVC
PVC,全名为Polyvinylchlorid,主要成份为聚氯乙烯,另外加入其他成分来增强其耐热性,韧性,延展性等。这种表面膜的最上层是漆,中间的主要成分是聚氯乙烯,最下层是背涂粘合剂。
它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。
据统计,仅仅1995年一年,不PVC在欧洲的生产量就有五百万吨左右,而其消费量则为五百三十万吨。在德国,PVC的生产量和消费量平均为一百四十万吨。PVC正以4%的增长速度在全世界范围内得到生产和应用。
近年来PVC 在东南亚的增长数度尤为显著,这要归功于东南亚各国都有进行基础设施建设的迫切需求。在可以生产三维表面膜的材料中,PVC是最适合的材料。
PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3,软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层,但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别),容易变脆,不易保存,所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂,因此柔韧性好,易成型,不易脆,无毒无污染,保存时间长,因此具有很大的 开发应用价值。下文均简称PVC。
PVC的本质是一种真空吸塑膜,用于各类面板的表层包装,所以又被称为装饰 膜、附胶膜,应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大,为60%,其次是包装行业,还有其他若干小范围应用的行业。
严格的工艺
PVC之所以能被广泛地应用于建材行业,有两点很重要的原因:
一是PVC独特的性能(防雨,耐火,抗静电,易成型),二是PVC低投入高产量的特点。那么,PVC为什么能具有上述两大优呢?让我们从其生产工艺上来找答案吧。
PVC的生产工艺并不复杂,普通的生产线一般由滚压机、印刷机、背涂机和切割机组成,主要是通过滚压机的直动搅拌,滚轴旋转以及高温滚压生产出厚度仅为0.3 mm至0.7mm的薄膜,生产的同时并且通过印刷机在膜的正面印上花色,通过背涂机在膜的背面附上一层背涂。可不要小看这层背涂,它是PVC膜优质性能的一个重要保证。背涂由特殊材料组成,是一种高能亲和剂,正是由于这层背涂,PVC薄膜才能紧紧地和中密板或其它板材融合在一起,十年甚至十五年不开胶。而普通贴面膜在最大问题就是无法解决膜的脱落问题。由于整套生 产过程都是在高温下(滚压机内温度达到220度)进行的,这就使PVC膜具有高抗光性和耐火性,保证PVC膜的高质量。当然,这对生产机器的要求很高,通常一套生产线的生产设备造价约为3千9百万马克,折合人民币约1.6亿元。但另一方面,PVC膜的生产工艺却相当简单,机器产量也很大,所以全面地看,PVC实际是一种低投入、高产量的产品。
超常的性能
PVC膜与普通粘贴膜还有什么不同呢?普通的粘贴膜是在常温下直接用胶水贴在板材的表面上,因此经过一两年后,贴膜就容易脱落。而PVC膜则是应用专用的真空压膜机在110度的高温下压附在板材的表面,因此不 易脱落。
虽然PVC膜有优良的质量保证,但有人可能会说,PVC毕竟是化学产品,它就是比不上天然材料,排除不了 毒性和异味,也免不了对环境造成伤害。事实却并非如此,这是因
为德国生产PVC膜的原料是经过特殊的提炼,有毒物质被完全提炼出来,所以PVC是完全无毒无味的,对人体皮肤或是呼吸系统没有任何刺激,对于那些对木料和油漆过敏的人来说,使用PVC膜包装的家具或厨具是非常合适的。通过使用PVC膜作装饰膜,人们就可 以大量地使用中密板、刨花板、胶合板和纤维板,减少使用木材量,从而减少对森林乃至环境的破坏。从这个 角度而言,PVC膜对生态环境的保护作出了很大的贡献。
PVC的使用曾一度在西方国家引起了很大的争议,许多人试图用种种其它材料代替PVC。但事实证明,PVC的质量比其它替代品相比毫不逊色,而在造价上则比这些材料便宜。有关专家通过研究发现,在许多行业中,放弃使用PVC将会产生为数可观的额外费用。具体数据表明,放弃使用PVC将会增加几十亿马克的额外费用 。对于具体的消费者而言,这将意味着一笔巨大的额外开支。以用PVC为表层材料的窗户为例,如果这些窗户不使用PVC,而是使用普通木材作为表层,那么仅仅清洗和维修一项就要增加为数惊人的费用。在英国的一个小镇上,人们在过去的二十年里都使用木制窗户,有人对这些窗户的清洁维护费用进行了调查,并把其与PVC窗户的清洁费用进行比较,结果表明,木制普通窗户的清洗费用比PVC窗户的清洗费用高出一 倍 。
PVC材料是塑料装饰材料的一种。具有轻质、隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等特点。规格、色彩、图案繁多,极富装饰性,可应用于居室内墙和吊顶的装饰,是塑料类材料中应用最为广泛的装饰材料之一。
PVC扣板的优点主要有以下几方面:
1.质量轻、隔热、保温、防潮、阻燃、耐酸碱、抗腐蚀。 2.稳定性、介电性好,耐用、抗老化,易熔接及粘合。 3.抗弯强度及冲击韧性强,破裂时延伸度较高。
4.通过捏合、混炼、拉片、切粒、挤压或压铸等工艺极易加工成型,可满足各种型材规格的需要。
5.表面光滑、色泽鲜艳、极富装饰性,装饰应用面较广。 6.施工工艺简单,安装较为方便。
九.PP
PP塑料,化学名称:聚丙烯 英文名称:Polypropylene(简称PP) 比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度:160-220℃ 。 PP为结晶型高聚物,常用塑料中PP最轻,密度仅为0.91g/cm3(比水小)。通用塑料中,PP的耐热性最好,其热变形温度为80-100℃,能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性,有很高的弯曲疲劳寿命,俗称―百折胶‖。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点:尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生―铜害‖,它具有后收缩现象,脱模后,易老化、变脆、易变形。 日常生活中,常用的保鲜盒就是由PP材料制成。
1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解. 2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.
3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形
4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.
PP在熔融温度下有较好的流动性,成型性能好,PP在加工上有两个特点:其一:PP
熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降(受温度影响较小);其二:分子取向程度高而呈现较大的收缩率。 PP的加工温度在200-300℃左右较好,它有良好的热稳定性(分解温度为310℃),但高温下(270-300℃),长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低,所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性,改善收缩变形和凹陷。模温宜控制在30-50℃范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中,要吸收大量的熔解热(比热较大),产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥,PP的收缩率和结晶度比PE低。
1、密度
PP是所有合成树脂中密度最小的,仅为0.90~0.91g/cm3,是PVC密度的60%左右。这意味着用同样重量的原料可以生产出数量更多同体积的产品。
2、力学性能
PP的拉伸强度和刚性都比较好,但冲击强度较差,特别是低温时耐冲击性差。此外,如果制品成型时存在取向或应力,冲击强度也会显著降低。虽然抗冲击强度差,但经过填充或增强等改性后,其机械性能在许多领域可与成本较高的工程塑料相竞争。
3、表面硬度
PP的表面硬度在五类通用塑料中属低等,仅比PE好一些。当结晶度较高时,硬度也相应增加一些,但仍不及PVC、PS、ABS等。
4、热性质
在五大通用塑料中,PP的耐热性是最好的。PP塑料制品可在100℃下长时间工作,在无外力作用时,PP制品被加热至150℃时也不会变形。在使用成核剂改善PP的结晶状态后,其耐热性还可进一步提高,甚至可以用于制作在微波炉中加热食品的器皿。
5、耐应力开裂性
成型制品中残留有应力,或者制品长时间在持续应力下工作,会造成应力开裂现象。有机溶剂和表面活性剂会显著促进应力开裂。因此应力开裂试验均在表面活性剂存在下进行。常用的助剂为烷基芳基聚乙二醇。试验表明PP在表面活性剂浸泡时的耐应力开裂性能和在空气中一样,有良好的抵抗能力,而且PP的熔体流动速率越小(分子量越大),耐应力开裂性越强。
6、化学稳定性
PP的化学稳定性优异,对大多数酸、碱、盐、氧化剂都显惰性。例如在100℃的浓磷酸、盐酸、40%硫酸及其它们的盐类溶液中都是稳定的,只有少数强氧化剂如发烟硫酸等才可能使其出现变化。PP是非极性化合物,对极性溶剂十分稳定,如醇、酚、醛、酮和大多数羧酸都不会使其溶胀,但在部分非极性有机溶剂中容易溶解或溶胀。
7、气密性(气体阻隔性)
PP对氧气、二氧化碳和水蒸汽都有一定的透过性,比起尼龙(PA)和聚酯(PET)都
有明显差距,对于高阻隔性塑料,如PVDC、EVOH等就差得更多了。但与其它非塑料材料相比其气密性还是相当好的。通过添加阻隔性材料或在表面涂敷阻隔性塑料,可以大大提高其气密性。
8、老化性能
PP分子中存在叔碳原子,在光和热的作用下极易断裂降解。未加稳定剂的PP在150℃下被加热半小时以上,或在阳光充足的地方曝晒12天就会明显变脆。未加稳定剂的PP粉料在室内避光放置4个月也会严重降解,散发出明显的酸味。在PP粉料造粒之前加入0.2%以上的抗氧剂可以有效地防止PP在加工和使用过程中的降解老化。抗氧剂分为游离基链反应终止剂(也称主抗氧剂)和过氧化物分解剂(也称辅抗氧剂)两大类,主、辅两类抗氧剂的合理配合,将会发挥良好的协同效果。目前推荐使用的B215抗氧剂就是主抗氧剂1010(酚类)和辅抗氧剂168(亚磷酸酯)按1:2的比例复配而成的。为防止光老化需要在PP中加入紫外线吸收剂,它可将波长290~400nm的紫外线吸收激化转化为没有破坏性的较长波长的光线。对于埋在土壤中或在室内避光使用的PP塑料制品仅加入主辅抗氧剂即可,无须加入紫外线吸收剂。
9、电性能
PP属于非极性聚合物,具有良好的电绝缘性,且PP吸水性极低,电绝缘性不会受到湿度的影响。PP的介电常数、介质损耗因数都很小,不受频率及温度的影响。PP的介电强度很高,且随温度上升而增大。这些都是在湿、热环境下对电气绝缘材料有利的。另一方面PP的表面电阻很高,在一些场合使用必须先进行抗静电处理。
10、加工性能良好
PP属于结晶型聚合物,不到一定温度其颗粒不会熔融,不像PE或PVC那样在加热过程中随着温度提高而软化。一旦达到某一温度,PP颗粒迅速融化,在几度范围内就可全部转化为熔融状态。PP的熔体粘度比较低,因此成型加工流动性良好,特别是当熔体流动速率较高时熔体粘度更小,适合于大型薄壁制品注塑成型,例如洗衣机内桶。PP在离开口模后,如果是在空气中缓慢冷却,就会生成较大的晶粒,制品透明度低。果是在水中急冷(如下吹水冷法制薄膜),PP的分子运动被急速冷冻,不能生成晶体,此时的薄膜就是完全透明的。PP的成型收缩率是比较大的,达到2%以上,远远大于ABS塑料(0.5%)。PP的成型收缩率可以随着添加其它的材料的种类及多少有所变化,这在制作具有配合尺寸的注塑制品时需认真加以考虑。
十.POM
聚甲醛(英文:polyformaldehyde)热塑性结晶聚合物,学名聚氧化聚甲醛。被誉为―超钢‖或者―赛钢‖,又称聚氧亚甲基。结构为,英文缩写为POM。通常甲醛聚合所得之聚合物,聚合度不高,且易受热解聚。1955年前后杜邦公司由甲醛聚合得到甲醛的均聚物。聚甲醛很易结晶,结晶度70%以上。均聚甲醛的熔融温度为180℃左右。
聚甲醛是一种没有没有侧链,高密度,高结晶性的线性聚合物,具有优异的综合性能。 聚甲醛是一种表面光滑,有光泽的硬而致密的材料,淡黄或白色,可在-40- 100°C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越,又有良好的耐油,耐过氧化物性能。很不耐酸,不耐强碱和不耐月光紫外线的辐射。
聚甲醛的拉伸强度达70MPa,吸水性小,尺寸稳定,有光泽,这些性能都比尼龙好,聚甲醛为高度结晶的树脂,在热塑性树脂中是最坚韧的。具抗热强度,弯曲强度,耐疲劳性强度均高,耐磨性和电性能优良。
性能数值
比重 1.43 熔点 175°C 伸强度(屈服) 70MPa 伸长率(屈服) 15%
(断裂) 15% 冲击强度(无缺口) 108KJ/m2 (带缺口) 7.6KJ/m2
均聚甲醛的合成一般以甲醛的水溶液在酸的存在下缩合聚合。得到聚合度为100以上的a-聚甲醛,然后将其加热分解成甲醛气体,经精制和脱水后,通常利用部分预聚合的方法纯化单体,然后通入含少量引发剂的干燥溶剂中进行聚合。因为水的存在,使分子量显著降低。引发剂可用路易斯酸或碱等。但大多用叔胺进行负离子加成聚合,反应如下:聚甲醛的端基为半缩醛(—CH2OH),当温度高于 100℃ 时,端基易断裂,一般需经端基处理使之稳定化。稳定化处理后可耐热到230 ℃。多聚甲醛可在 170~200 ℃的温度下加工,如注射、挤出、吹塑等。主要用作工程塑料,用于汽车、机械部件等
典型应用范围
POM具有很低的摩擦系数和很好的几何稳定性,特别适合于制作齿轮和轴承。由于它还具有耐高温特性,因此还用于管道器件(管道阀门、泵壳体),草坪设备等。
注塑模工艺条件: 干燥处理:如果材料储存在干燥环境中,通常不需要干燥处理。 熔化温度:均聚物材料为190~230℃;共聚物材料为190~210℃。 模具温度:80~105℃。为了减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度。 注射压力:700~1200bar 注射速度:中等或偏高的注射速度。
流道和浇口:可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口,则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。对于共聚物材料既可使用内部的热流道也可使用外部热流道。
化学和物理特性
POM是一种坚韧有弹性的材料,即使在低温下仍有很好的抗蠕变特性、几何稳定性和抗冲击特性。POM既有均聚物材料也有共聚物材料。均聚物材料具有很好的延展强度、抗疲劳强度,但不易于加工。共聚物材料有很好的热稳定性、化学稳定性并且易于加工。无论均聚物材料还是共聚物材料,都是结晶性材料并且不易吸收水分。POM的高结晶程度导致它有相当高的收缩率,可高达到2%~3.5%。对于各种不同的增强型材料有不同的收缩率。 其综合表现为:、 •耐疲劳强度高。
•耐磨性好,磨擦性能非常优异。 •吸水率低。
•表面硬度大,刚性好。
•尺寸稳定性好,产品的尺寸精度高。 •良好的滑动。
十一.PA6
品名:聚酰胺6或尼龙6(PA6) 性状:半透明或不远明乳白色结晶形聚合物 特
性:热塑性、轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好 。燃烧鉴别方法:蓝底黄火焰,烧植物味。溶剂实验:耐环己酮和芳香溶剂。密度:1.13g/cm3 熔点:215℃ 热分解温度:>300℃ 平衡吸水率:3.5% 具有良好的耐磨性、自润滑性和耐溶剂性。 密 度:(g/cm3) 1.14-1.15 熔 点:215-225℃ 拉伸强度:> 60.0Mpa 伸 长 率:> 30% 弯曲强度: 90.0Mpa 缺口冲击强度:(KJ/m2) > 5
工业生产中泛用于制造轴承、圆齿轮、凸轮、伞齿轮、各种滚子、滑轮、泵叶轮、风扇叶片、蜗轮、 推进器、螺钉、螺母、垫片、高压密封圈、耐油密封垫片、耐油容器、外壳、软管、电缆护套、剪切机 滑轮套、牛头刨床滑块、、电磁分配阀座、冷陈设备、衬垫、轴承保持架、汽车和拖拉机上各种输油管、 活塞、绳索、传动皮带,纺织机械工业设备零雾料,以及日用品和包装薄膜等。 加工工艺
干燥处理:由于PA6很容易吸收水分,因此加工前的干燥特别要注意,如果材料是用防水材料包装供应的,则容 器应保持密闭。如果湿度大于0.2%,建议在80℃以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时,建议进行温度为105℃,8小时以上的真空烘干。 融化温度:230-280℃,对于增强品种为250-280℃。 模具温度:80-90℃。模具温度很显著地影响洁净度,而洁净度又影响着塑件的机械特性。对于结构部件来说结晶度很重要,因此建议模具温度为80-90℃。对于薄壁的、流程较长的塑件也建议施用较高的模具温度。增大模具温度可以提高塑件的强度和刚度,但却降低了韧性。如果壁厚大于3mm,建议使用20-40℃的低温模具。对于玻璃纤维增强材料模具温度应大于80℃。
注射压力:一般在750-1250bar之间(取决于材料和产品设计) 注射速度:高速(对增强材料要稍微降低)
流道和浇口:对于PA6的凝固时间很短,因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*T(这里T为塑件的厚度)。 如果使用热流道,浇口尺寸应比使用常规流道小一些,因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入 式浇口,浇口的最小直径应当是0.75mm。
PA6的化学物理特性和PA66很相似,然而,它的熔点较低,而且工艺温度范围很宽。它的抗冲击性和抗溶解性比PA66要好,但吸湿性也更强。因为塑件的许多品质特性都要收到吸湿性的影响,因此使用PA6设计产品时要充分考虑这一点。为了提高PA6的机械特性,经常加入各种各样的改性剂。玻璃纤维就是最常见的添加剂,有时为了提高抗冲击性还加入合成橡胶,如EPDM和SBR等。对于没有添加剂的产品,PA6的收缩 1%到1.5%之间。加入玻璃纤维添加剂可以使收缩率降低到0.3%(但和流程相垂直的方向还要稍高一些)。成型组装的收缩率主要受材料的结晶度和吸湿性影响。实际的收缩率还和塑件设计、壁厚及其它工艺参数成函数关系。
十二.PS
玻璃化温度80~90℃,非晶态密度1.04~1.06克/厘米3,晶体密度1.11~1.12克/厘米
3,熔融温度240℃,电阻率为1020~1022欧·厘米。导热系数30℃时0.116瓦/(米·开)。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物,具有优良的绝热、绝缘和透明性,长期使用温度0~70℃,但脆,低温易开裂。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性。 普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物,聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环,大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质,如透明度高.刚度大.玻璃化温度高.性脆等。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成,加工过程中受热发
泡,专用于制作泡沫塑料产品。高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物,丁二烯为分散相,提高了材料的冲击强度,但产品不透明。间规聚苯乙烯为间同结构,采用茂金属催化剂生产,是近年来发展的聚苯乙烯新品种,性能好,属于工程塑料。 聚苯乙烯(PS)包括普通聚苯乙烯(GPPS).聚苯乙烯.可发性聚苯乙烯(EPS).高抗冲聚苯乙烯(HIPS)及间规聚苯乙烯(SPS)。 聚苯乙烯(Polystyrene,简称PS)是一种无色透明的热塑性塑料。通式是[(CH2CHC6H5)n]。具有高于100摄氏度的玻璃转化温度,因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器,以及一次性泡沫饭盒等。
普通聚苯乙烯(GPPS) 普通聚苯乙烯树脂为无毒.无臭.无色的透明颗粒,似玻璃状脆性材料.其制品具有极高的透明度,透光率可达90%以上,电绝缘性能好,易着色.加工流动性好,刚性好及耐化学腐蚀性好等。普通聚苯乙烯的不足之处在于性脆,冲击强度低,易出现应力开裂,耐热性差及不耐沸水等。
化学性质
聚苯乙烯的化学稳定性比较差,可以被多种有机溶剂(如:芳烃、卤代烃等)溶解,会被强酸强碱腐蚀,不抗油脂,在受到紫外光照射后易变色。燃烧时会产生大量一氧化碳或者二氧化碳,注意防止中毒
物理性质
聚苯乙烯质地硬而脆,无色透明,可以和多种染料混合产生不同的颜色。 密度:1.04-1.06
耐冲击性聚苯乙烯(HIPS)
耐冲击性聚苯乙烯是通过在聚苯乙烯中添加聚丁基橡胶颗粒的办法生产的一种抗冲击的聚苯乙烯产品。这种聚苯乙烯产品会添加微米级橡胶颗粒并通过枝接的办法把聚苯乙烯和橡胶颗粒连接在一起。 当受到冲击时,裂纹扩展的尖端应力会被相对柔软的橡胶颗粒释放掉。因此裂纹的扩展受到阻碍,抗冲击性得到了提高。
苯乙烯丙烯腈(SAN)
SAN是Styrene Acrylonitrile的缩写。苯乙烯丙烯腈是苯乙烯和丙烯腈的共聚物,是一种无色透明,具有较高的机械强度的聚丙烯基工程塑料。SAN的化学稳定性要比聚苯乙烯好。SAN类产品的透明度和抗紫外性能不如聚甲基丙烯酸甲酯类产品但是价格相对便宜。
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)
ABS是Acrylonitrile butadiene styrene的缩写。这种塑料是丙烯腈,丁二烯和苯乙烯的共聚物。具有高强度,低重量的特点。是常用的一种工程塑料之一。
SBS橡胶
SBS橡胶是一种聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)结构的三段嵌段共聚物。这种材料同时具有聚苯乙烯和聚丁二烯的特点,是一种耐用的热塑性橡胶。SBS橡胶经常被用来制造轮胎。
聚苯乙烯化学和物理特性 大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS
具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸,但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀,并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。典型的{TodayHot}收缩率在0.4~0.7%之间
十二.PC\\ABS
PC/ABS,聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物,是由聚碳酸
酯和ABS合金而成的热可塑性塑胶,结合了两种材料的优异特性,ABS 材料的成型性和PC的机械性、冲击强度和耐温、抗紫外线(UV)等性质,可广泛使用在汽车内部零件、事务机器、通信器材、家电用品及照明设备上。典型应用范围:计算机和商业机器壳体、电器设备、草坪园艺机器、汽车零件仪表板、内部装修以及车轮盖)。
注塑模工艺条件:干燥处理:加工前的干燥处理是必须的。湿度应小于0.04%,建议干燥条件为90~110C,2~4小时。熔化温度: 230~300C。模具温度:50~100C。注射压力:取决于塑件。注射速度:尽可能地高。
化学和物理特性: PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。例如ABS的易加工特性和PC的优良机械特性和热稳定性。二者的比率将影响PC/ABS材料的热稳定性。PC/ABS这种混合材料还显示了优异的流动特性。收缩率在0.5%左右。 二、PC/ABS是一种通过混炼后合成的改性工程塑料。其中,PC就是聚碳酸脂,ABS就是丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙 烯(S)的共聚物。这种改性塑料比单纯的PC和ABS性能更好,例如:抗冲击性提高,耐热性提高,硬度提高等等。ABS塑料 特点:1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.
2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。
总之,这种材料既具有PC树脂的优良耐热耐候性、尺寸稳定性和耐冲击性能,又具有ABS树脂优良的加工流动性。所以应用在薄壁及复杂形状制品,能保持其优异的性能,以及保持塑料与一种酯组成的材料的成型性。ABS工程塑料最大的缺点就是质量重、导热性能欠佳。
十三.PMMA
PMMA也叫亚克力或者亚加力。都是英文acrylic 的中文叫法,翻译过来其实就是有机玻璃。化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯。香港人多叫亚加力,是一种开发较早的重要热塑性塑料,具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性,易染色,易加工,外观优美,在建筑业中有着广泛的应用。有机玻璃产品通常可以分为浇注板、挤出板和模塑料。
PMMA 化学名称叫 聚甲基丙烯酸甲酯。 聚甲基丙烯酸甲酯是由甲基丙烯酸甲酯单体聚合而成。平均分子量50-l00万。根据聚合机理的不同,PMMA有四种不同的构型:无规立构、全同立构、间同立构、立构规整,性能也有所不同。
物理性质
高度透明的无定形热塑性聚合物,相对密度(30 ℃/4℃)1.188-1.22。高度通明性,透光率90%-92%,比无机玻璃还高,并能透过紫外线光达73.5%。折射率1. 49。机械强度高、韧性好,拉伸强度60一75MPa,冲击强度12-13kJ/m,比无机玻璃高8-10倍。可拉伸定向,冲击强度提高1.5倍。具有优良的耐紫外线和大气老化性。玻璃化温度80-100 ℃,分解温度>200 ℃。使用温度-40~80℃。耐碱、耐稀酸、耐水溶性无机盐、烷烃和油脂。溶于二氯乙烷、氯仿、丙酮、冰醋酸、二氧六环、四氢呋喃、醋酸乙酯等,不溶乙醇、乙醚、石油醚等。电绝缘性良好。 PMMA具有质轻、价廉,易於成型等优点。
有机玻璃:具有水晶一般的透明度,透光率达92%以上,用染料著色的压克力(亚克
力)又有很好的展色效果,此外,压克力板(亚克力板)具有极佳的耐候性,较高的表面硬度和表面光泽以及较好的高温性能。压克力板有良好的加工性能,既可采用热成型(包括模压、吹塑和真空吸塑),也可用机械加工方式哪钻、车、切割等。用微电脑控制的机械切刮和雕刻不仅使加工精度大提高,而且还可制作出用传统方式无法完成的图案和造型。另外,压克力板可采用激光切割和激光雕刻,制作效果奇特的制品。 透明压克力板材具有可与玻璃比拟的透明光率,但密度只有玻璃的一半。此外,它不像玻璃那么易碎,即使破坏,也不会像玻璃那样形成锋利的碎片。亚克力板的耐磨性能与铝材接近,它不定期耐多种化学品的腐蚀。亚克力板具有良好的适印性和喷涂性,采用适当的印刷(如丝印)和喷涂工艺,可以赋予压克力制品(亚克力制品)理想的表面装饰效果。
经过特别改造的压克力板材可以大量吸收紫外光,另外阴燃压克力 (亚克力)仍能帮助克服特定场所的消防隐患,高抗冲压克力抗冲强度是压克力的6到10倍,表面经过特殊处理的超耐磨压克力板能经受极为苛刻的考验。 辨别方法
1.手感:优质的压克力材质手感圆润柔滑,并且不带汗渍、指纹印。 2.厚度:厚度是压克力承重范围的硬性标准,8~12厘米是常见的厚度。 3.均匀度:色泽是否均匀也是判别压克力好坏与否的标准之一。 4.五金件:质量好而又外表美观的五金件对于透明家具来说至关重要。劣质的五金件容易在长时间使用中造成艰涩、生锈、不灵活等问题。
压克力板之特性与优点
用新型聚脂材料,经热曲成型或平面镶边,金属托底内置光源,极具视觉冲击力。
耐侯性:面板涂覆高浓度紫外线吸收剂,金属底座喷涂进口汽车漆,可保长久耐侯,永不褪色,使用年限长达5~8年。
耐久性:产品对内置光源具有良好的保护,延长光源产品使用寿命。 合理性:合理性设计,防雨防潮;开启式结构,便于维修。 耐冲击性:是玻璃产品的200倍,几乎没有断裂的危险。 透光性:高达93%,透光极佳、光线柔和、璀璨夺目。 耐燃性:不自燃并具自熄性。
美观性:工艺精美,全字体呈镜面效果,底座无褶皱,无接缝,所有铆固件不外露。 节能性:透光性能好,相应减少光源产品,省电电,降低使用成本。 典型应用范围
汽车工业(信号灯设备、仪表盘等),医药行业(储血容器等),工业应用(影碟、灯光散射器),电子产品的按键(特别是透明的)。日用消费品(饮料杯、文具等)。 注塑模工艺条件
干燥处理:PMMA具有吸湿性因此加工前的干燥处理是必须的。建议干燥条件为90C、2~4小时。 熔化温度:240~270C。 模具温度:35~70C。 注射速度:中等 化学和物理特性PMMA具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射,特别适合制作影碟等。PMMA具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长,可导致应力开裂现象。PMMA具有较好的抗冲击特性。 由于PMMA表面硬度不高、易擦毛、抗冲击性能低、成型流动性能差等缺点,PMMA的改性相继出现。如甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丁二烯的共聚,PMMA与PC的共混等。 超级透明PMMA材料主要用于手机保护屏,该产品分为有硬化涂层,没有硬化涂层两种.其特点是透光率极好,没有杂质,静电保护膜,表面硬化厚后硬度可达5-6H以上. 目前特别推荐用于硬化处理的PMMA材料,国内称为生板。 工艺特性
1.聚甲基丙烯酸甲酯含有极性侧甲基,具有较明显的吸湿性,吸水率一般在0.3%-0.4%,成型前必须干燥,干燥条件是80℃-85℃下干燥4-5h 。
2.聚甲基丙烯酸甲酯在成型加工的温度范围内具有效明显的非牛顿流体特性,熔融粘度随剪切速率增大会明显下降,熔体粘度对温度的变化也很敏感。因此,对于聚甲基丙烯酸甲酯的成型加工,提高成型压力和温度都可明显降低熔体粘度,取得较好的流动性。 3.聚甲基丙烯酸甲酯开始流动的温度约160℃,开始分解的温度高于270℃,具有较宽的加工温度区间。
4.聚甲基丙烯酸甲酯熔体粘度较高,冷却速率又较快,制品容易产生内应力,因此成型时对工艺条件控制要求严格,制品成型后也需要进行后处理。 5.聚甲基丙烯酸甲酯是无定形聚合物,收缩率及其变化范围都较小,一般约在0.5%-0.8%,有利于成型出尺寸精度较高的塑件。
6.聚甲基丙烯酸甲酯切削性能甚好,其型材可很容易地机加工为各种要求的尺寸。
加工工艺
浇铸成型
浇铸成型用于成型有机玻璃板材、棒材等型材,即用本体聚合方法成型型材。浇铸成型后的制品需要进行后处理,后处理条件是60℃下保温2h, 120℃下保温2h 2.注塑成型 注塑成型采用悬浮聚合所制得的颗粒料,成型在普通的柱塞式或螺杆式注塑机上进行。表1是聚甲基丙烯酸甲酯注塑成型的典型工艺条件。
挤出成型
聚甲基丙烯酸甲酯也可以采用挤出成型,用悬浮聚合生产的颗粒料制备有机玻璃板材、棒材、管材、片材等,但这样制备的型材,特别是板材,由于聚合物分子量小,力学性能、耐热性、耐溶剂性均不及浇注成型的型材,其优点是生产效率高,特别是对于管材和其它用浇注法时模具。难以制造的型材。 热成型
热成型是将有机玻璃板材或片材制成各种尺寸形状制品的过程,将裁切成要求尺寸的坯料夹紧在模具框架上,加热使其软化,再加压使其贴紧模具型面,得到与型面相同的形状,经冷却定型后修整边缘即得制品。加压可采用抽真空牵伸或用对带有型面的凸模直接加压的方法。热成型温度可参照表3推荐的温度范围。采用快速真空低牵伸成型制品时,宜采用接近下限温度,成型形状复杂的深度牵伸制品时宜采用接近上限温度,一般情况下采用正常温度。
由于PMMA抗冲击性能低、成型流动性能差等缺点,PMMA的改性相继出现。如甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯、丁二烯的共聚,PMMA与PC的共混等。
超级透明PMMA材料主要用于手机保护屏,该产品分为有硬化涂层,没有硬化涂层两种.其特点是透光率极好,没有杂质,静电保护膜,表面硬化厚后硬度可达4-6H以上. 目前特别推荐用于硬化处理的PMMA材料,国内称为\"生板\".
十四.TPV
热塑性硫化橡胶(英文为Thermoplastic Vulcanizate),简称为TPV,热塑性硫化橡胶的中文简称为热塑性橡胶(英文Thermoplastic Rubber),简称为TPR,但这个名称容易和其它种类的热塑性弹性体(英文为Thermoplastic Elastomer)相混淆在一起,因为通常热塑性弹性体也被大家叫做热塑性橡胶,尤其是苯乙烯类弹性体,目前至少在中国似乎\"TPR‖已经
成为它的专有名称了,一提起TPR,就是指以SBS、SEBS等苯乙烯类弹性体为基料的热塑性弹性体,这与苯乙烯类弹性体在民用以及终端消费品领域中消耗量之大是分不开的。 热塑性硫化橡胶的名称如果再说的详细一点,那应该是热塑性动态硫化橡胶(英文为Thermoplastic Dyamic Vulcanizate),加了―动态‖2字是更具体说明了生产这种热塑性硫化橡胶的工艺---动态硫化,这种工艺指在橡胶和热塑性塑料熔融共混过程中使橡胶硫化,当然在橡胶在硫化的同时也不断与热塑性塑料相混合,因此被硫化了的橡胶是作为分散相分布在热塑性塑料连续相中。与之相对应的热塑性静态硫化橡胶,就是指橡胶按传统方法先硫化好,然后通过磨粉设备把硫化好的橡胶磨成粉,最后与熔融的热塑性塑料共混,理论上这种方法也能制得性能优良的TPV,但到目前为止,只是处于实验室阶段。 组成
TPV主要由二部分组成,一是塑料,作为连续相,二是橡胶作为分散相。通常橡胶需要与软化油或增塑剂与之配合。硫化剂和一些辅助助剂也是必不可少的。另外为了降低成本或者提高某方面的性能,一些无机填料会被填加。 许多塑料和橡胶之间可形成TPV,但仅有个别共混物经过动态硫化后具有实用价值,目前商业化的有PP/PE/EPDM,PP/NBR,PP/ACM,PS/SEBS。在化工出版社《热塑性弹性体》一书中对11种橡胶和9种塑料制备的99种橡胶/塑料共混物进行了评论,研究发现,要得到最佳性能的橡胶/热塑性塑料动态硫化共混物,必须满足以下条件: (1)塑料和橡胶两种聚合物的表面能匹配; (2)橡胶缠结分子链长度较低; (3)塑料的结晶度大于15%。当塑料与橡胶之间的极性或表面能差别比较大的情况下,添加合适的相容剂,再进行动态硫化,也可以得到性能优良的共混物。 具体性能
1、良好的弹性和耐压缩变形性,耐环境、耐老化性相当于三元乙丙橡胶,同时其耐油耐溶剂性能与通用型氯丁橡胶不相上下。
2、应用温度范围广(– 60—150℃),软硬度应用范围广(25A—54D),易染色的优点大大提高了制品设计的自由度。
3、优良的加工性能:可用注射、挤出等热塑性塑料的加工方法加工,高效、简单易行,无需增添设备,流动性高、收缩率小。
4、绿色环保,可回收使用,且反复使用六次性能无明显下降,符合欧盟环保要求。 5、比重轻(0.90—0.97),外观质量均匀,表面档次高,手感好。
基于以上性能特点, TPV在广泛的应用领域与传统橡胶材料、其他TPE弹性体(包括TPR\\SBS、SEBS、TPU等)材料或PVC等塑料材料相比,在综合性能和综合成本方面都具备一定的替代优势,从而为制品企业在产品创新、提升产品附加值、提高竞争力方面提供了新的选择。
TPV 为全球第一大显示器生产商冠捷集团,其公司在北京,福清,武汉,宁波,苏州均有分厂。
TPV是Thermoplastic Vulcanizate的简称,中文名称为热塑性三元乙丙动态硫化弹性体或热塑性三元乙丙动态硫化橡胶,是高度硫化的三元乙丙橡胶EPDM微粒分散在连续聚丙烯PP相中组成的高分子弹性体材料。TPV常温下的物理性能和功能类似于热固性橡胶,在高温下表现为热塑性塑料的特性,可以快速经济和方便地加工成型。TPV热塑性三元乙丙动态硫化弹性体/橡胶将硫化橡胶材料通过动态硫化使三元乙丙橡胶EPDM以低于2微米尺寸的微粒分散在聚丙烯PP塑料基体中,把橡胶与塑料的特性很好的结合在一起,得到综合性能优异的高性能弹性体材料。
TPV热塑性三元乙丙动态硫化弹性体/橡胶的主要性能: 1、 TPV可在-60℃~135℃温度范围内使用,应用温度范围广泛; 2、 TPV硬度范围在25A~65D之间,可以满足广泛的硬度要求;
3、 TPV具有较好的耐候性,具有优异的抗老化、耐臭氧和耐紫外线性能;
4、 TPV使用时不需要硫化,可直接通过注射、挤出、压延、吹塑等方式加工成型, 能缩短加工工艺流程,降低加工成本;
5、 TPV耐环境性能类似三元乙丙橡胶(EPDM),耐油耐溶剂性能与氯丁橡胶类似; 6、 TPV易于焊接、可重复使用、环保无毒。
TPV热塑性三元乙丙动态硫化弹性体/橡胶的主要特点: 1、 优异的抗老化性能和良好的耐候、耐热性能; 2、 优异的抗永久变形性能;
3、 优异的抗张强度、高韧性和高回弹性; 4、 优异的环保性能和可重复使用; 5、 优异的电绝缘性能; 6、 硬度范围广泛; 7、 使用温度范围广泛;
8、 颜色多样化,有全透明、半透明、浅色系列,着色容易,容易加工成型; 9、 可与PP、PA、PC、ABS、PS、PBT、PET等多种材料共注射或挤出成型。
汽车工业
1、汽车密封条、密封件系列; 2、汽车防尘罩、挡泥板、通风管、缓冲器、波纹管、进气管等; 3、汽车高压点火线。可耐30-40KV电压,可满足UL94 V0阻燃要求;
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