塑料大全手册 - 图文(3)

2019-05-27 19:30

众所周知的工程用热塑性弹性体(ETES),具有比橡胶更高的强度(一般为2—6倍)。因此,在许多应用中,工程用热塑性弹性体可代替橡胶产品,并且节省了材料和加工时间。

因为工程用热塑性弹性体在厚的或支撑部位上“功能上相等”于结构塑料,在薄的部位又具有弹性;所以它们可以在许多应用中作为多功能的材料。

化学

工程用热塑性弹性体的弯曲模量从34.5(大约是橡胶刚性的3倍)到1379MPa(与尼龙的刚性相似)。在化学结构上,这种树脂是聚酯结晶硬段与无定形二元醇软段的无规嵌段共聚物。变化硬段和软段的比例可制成一系列的树月旨。

机械性能

工程用热塑性弹性体的强度和刚性分别是“典型”的橡胶(硬度为邵氏A70)的2—6倍和3~100倍。一般工程用热塑性弹性体树脂的强度、刚性和弹性分别是未补强尼龙的一半、三分之一和三倍。

工程用热塑性弹性体的极限伸长率约为500%,而弹性极限为7— 25%应变(依据不同品级)。这种树脂具有较优的弯曲寿命、弹簧性质和抗蠕变性。它可以在很宽的温度范围内保持性质不变。

动力学性能。工程用热塑性弹性体的一个显著特征是具有非常好的动力学性能。经过合理设计的部件在承受反复的拉伸和压缩后,并不损失其机械性能,并且可以承受数百万次弯曲循环(甚至在-40°F的低温下)。

抗冲击强度。这种树脂即使在低温下,也具有很好的韧性。软质更富柔曲性品级的工程用热塑性弹性体,在标准实验室用悬臂梁冲击测试中不会断裂,并且可以作为聚酯、乙烯基树脂、聚丙烯酸酯和苯乙烯系塑料的抗冲击改性剂。

温度。工程用热塑性弹性体在一40~300°F温度范围内,性能很好。机械性能从低温到很高温度范围内,比其它热塑性弹性体和许多橡胶材料更为稳定。

其他性能

电性能。工程用热塑性弹性体在600伏条件下有很好的绝缘强度。例如在低压线中,仅用三分之一的绝缘包皮厚度,工程用热塑性弹性体就可以代替交联聚乙烯产品。因此,无论是在性能上还是在经济上,都是很有收益的。

燃烧性 未经改性的工程用热塑性弹性体定为UL的HB级;加过添加剂的混配级则分别定为 UL94-2和 UL V一0级。

耐化学品和抗环境影响性。工程用热塑性弹性体树脂具有高度的耐化学品和耐热性。在热的烃类环境中,高刚性品级工程用热塑性弹性体性能最佳;非常适合在热油、油脂、燃油以及液压油中使用。工程用热塑性弹性体还具有对燃料的低渗透性。工程用热塑性弹性体的耐辐射性,在核能工程用的和医用的制品(灭菌)时,具有很大的优越性。

耐候性。工程用热塑性弹性体要避免紫外线照射。防紫外线添加物和炭黑浓母料可以在成型机上通过计量共混而被加入。通过十年测试的资料显示:经过适当稳定的树脂,在各种气候条件下都能使用。

加工

工程用热塑性弹性体必须在加工前进行干燥。它们的加工很容易进行,加工条件的范围也很宽。可以使用标准注塑成型机、挤塑机、吹塑成型机、旋转成型机等。可以通过挤塑铸塑和吹塑制薄膜。由于这种树脂具有柔性,所以在顶出时必须考虑防止其压缩和变形。因此,建议使用具有大型顶杆和脱膜板、以及带有芯棒的大推力装置。

独特的加工过程包括:

1.大型倒置式模具可采用简单的钩型和搭扣设计以便模制复杂形状的制品。 2.不需特殊处理便可制成整体埋塑活动节点。 3.在同一部件上,可以有厚薄不同的截面。

4.与PVC、ABS、聚酯以及聚丙烯酸酯有共挤出和镶嵌模塑相容性。

工程用热塑性弹性体树脂在模塑时可以达到重现模具表面的A级光洁度。这样不需二次加工处理便可生产涂装的汽车部件。

应用

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由于工程用热塑性弹性体同时具有机械性能、耐环境影响、容易加工以及加工的多样性,所以它可代替许多材料。包括:金属、皮革、橡胶和铸塑、反应注塑成型(RIM)聚氨酯。使用它制造的产品主要有:汽车部件、工业产品、交通用具。消费产品、通讯、商业设备以及医用制品。

在涂装的汽车外部部件方面,开拓了新的市场。包括:仪表板、保险杠外皮、以及贴面包覆层等。其主要原因是工程用热塑性弹性体的价格低廉、表面性能好以及优越的耐用性等。

另一种新的趋势是“可注塑成型的皮革”。最初替代皮革是在制鞋业。工程用热塑性弹性体可注塑成与皮革的质地、纹理相当的制品,并且具有便于缝纫和粘接的高撕裂强度。

商业信息

工程用热塑性弹性体正在迅速增长,随着设计师和制造厂商对这些树脂的认识更加熟悉而继续增长。商品的工程用热塑性弹性体包括 Du Pont公司的 Hytrel Polymers ZytelFN柔性尼龙合金和用于汽车部件的Bexloy V;Eastman Chemical公司的 Ecdel; Hoechst Celanese公司的Riteflex以及GE Plastics公司的Lomod等等。

EVOH 乙烯-乙烯醇共聚物

将乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔作用相结合,乙烯-乙烯醇共聚物不仅表现出极好的加工性能,而且也对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用。 由于同乙烯结合而具有热稳定性,含有EVOH阻隔层的多层容器是完全可以重复利用的。

正是这些特点,在食品包装方面使含有EVOH阻隔层的塑料容器能代替许多玻璃和金属容器。 化学和性能

在今天可利用的聚合物中,聚乙烯醇(PVOH)的气体渗透率最低。但是,PVOH是水溶性的,而且难以加工。

EVOH共聚物是这样制取的:首先是乙烯和醋酸乙烯共聚,然后是水解该共聚物得到乙烯-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显改善。

从性质上来说,EVOH共聚物是高度结晶体,它的性质主要取决于其共聚单体的相对浓度。一般地说,当乙烯含量增加时,气体阻隔性能下降,防潮性能改进,且树脂更易于加工。

EVOH树脂的最显著特点是其对气体的阻隔作用。它被用在包装结构中,通过防止氧气的渗入来提高香味和质量的保留程度。在使用充气包装技术中,EVOH树脂有效地保留了用来保护产品的二氧化碳或氮气。

由于在EVOH树脂的分子结构中存在着羟基,EVOH树脂具有亲水性和吸湿性。当吸附湿气后,气体的阻隔性能会受到影响。

但是,阻隔层中的湿含量可以精心地控制,使用多层技术将如聚烯烃等强隔湿树脂把EVOH树脂层包裹起来,可以做到这一点。

耐油

EVOH树脂也具有很强的耐油性和耐有机溶剂性能。在68°F下浸入各种溶剂和油中1年后,重量增加的百分数为:对环己烷、二甲苯、石油醚、苯和丙酮等溶剂为0%,对乙二醇为2.3%,对甲醇为 12. 2%,对色拉油为 0. 1%。

热/机械性能

EVOH树脂具有高的机械强度、弹性、表面硬度,耐磨性和耐气候性,并且有强的抗静电性。EVOH薄膜具有高光泽和低雾度,因而高度透明。

EVOH树脂是所有商用强阻隔树脂中,热稳定性最高的树脂,这一性质使加工中产生的废料的可以再生和再利用,再生料中含有多达20%以上的EVOH。

加工

在多层结构中使用EVOH提供隔层有三种基本方法,它们是: 共挤出结构。EVOH树脂同聚烯烃或聚酚胺结合形成构架。 EVOH薄膜层压到其它基质上,或用其它材料作涂层。 用EVOH树脂作各种基质或单层容器的涂层。

不需要特殊改变,就可容易地在传统制造设备上进行加工。

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利用商用设备,EVOH树脂适用于下列加工中:单层或多层薄膜挤出;片材和型材共挤出;共挤出吹塑;共挤出涂层;层压(或叠层)和注塑。

含有EVOH树脂构架或EVOH薄膜的二次加工如热成型、真空成型和印刷等都很容易进行。同其它聚合物一样,EVOH树脂可通过过热来改性。

包括多层涂层或共挤出涂层的涂层技术也可以用来生产多层结构物,最后得到的结构非常类似于共挤出结构。可用EVOH树脂喷涂,浸入或滚筒涂层等方法。生产盛装碳酸化饮料的容器或达到阻隔溶剂、香料或气味的目的。

EVOH树脂对大多数聚合物的附着力很差,为克服这一困难,需使用特殊设计的粘接树脂或“连接树脂”。但尼龙除外,无需使用粘接树脂,EVOH树脂就可以很好地粘附到尼龙上。

新发展

随着刚性、高阻隔塑料包装的增长,对EVOH树脂提出了新的性能要求。为满足这些需求,EVOH供货商提供了某些牌号的产品,象J102(美国EVAL公司-EVALCA)和日本Goshei公司的ST系列产品。这些产品提高了可加工性和更宽的成型范围。其它产品,象美国EVAL公司的F100和E151也被开发出来,它们具有更好的粘度且和用于刚性容器中典型的聚烯烃有更好的匹配性。

在塑料回收领域,EVOH树脂更具有优越性。用过的高密度聚乙烯牛奶瓶和多层瓶(含有EVOH树脂)共混后,被用来生产非食品用的容器。

应用

含有EVOH树脂的阻隔层结构用在所有硬和软包装和包括无菌、热注入和压煮的所有类型的食品加工中。用含有EVOH材料包装的产品有:调味品(酱油)、番茄沙司、汁、食用面糊、肉产品、乳酪制品和加工过的水果。

非食品应用包括溶剂、化学品及与医药有关的产品包装。

机动车的燃料箱、燃料管和空调设备的制造商正在评价是否用EVOH结构来减少烃和/或氟利昂的排放。

商业信息

供货商包括:日本Nippon Goshei,日本的Kuraray有限公司和美国的EVAL公司。

HIPS 抗冲击聚苯乙烯

聚苯乙烯的生产始于1930年,是最早工业化生产的热塑性聚合物之一。为了满足韧性材料的要求,1950年开始开发橡胶改性聚苯乙烯(即高抗冲击聚苯乙烯,HIPS)。通过将橡胶加入聚苯乙烯基材,可生产出具有不同性能的各种品级的高冲击聚苯乙烯。近年来,已开发出各种特殊品级的HIPS,已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等,它们在许多应用领域中已能与昂贵的工程树脂相竞争。

抗冲击聚苯乙烯突出的特性是易加工、尺寸稳定性优异、冲击强度高并且有较高刚性。对于HIPS只是在耐热性。氧渗透性、紫外光稳定性和耐油品性方面有一定限度。 化学和性能

抗冲击聚苯乙烯是通过将聚了二烯橡胶在聚合反应之前溶于苯乙烯单体而制得的。虽然可以用悬浮聚合法制HIPS,但目前工业上生产HIPS采用的主要是本体聚合法。在本体聚合过程中,苯乙烯单体/橡胶/添加剂的混合体通过一系列反应器,转化率达70~90%。

聚合反应中需加热或加入引发剂使反应完成,然后在真空中加热从树脂中除去挥发性残留单体,再造粒出售。抗冲击聚苯乙烯根据其相对的抗冲击强度分为几级:中等抗冲击品级的缺口悬臂梁抗冲击强度一般为 0.6—1.5 ft.lb/in;高抗冲击品级的抗冲击度为1.5—2.5ft.lb/in;极高抗冲击级的抗冲击强度为>2.5 ft.lb/in。有的 HIPS品级其抗冲击强度值高达6.0 ft.lb/in,但这种树脂通常用于共混树脂中以提高低强度品级树脂的抗冲击强蔗。

标准HIPS的其它重要性能如下:弯曲强度13.8~55.1MPa;拉伸强度13.8—41.4MPa;断裂伸长率为15—75%;密度1.035—1.04 g/ml;维卡软化点185—220°F。

唯一工业化的掺用HIPS合金是其与聚苯醚的共混物。这种共混物的耐热性和韧性都很突出,但产品价格比单用HIPS的产品高许多(参见“合金和共混物”P15)。

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聚苯乙烯技术的不断发展使生产厂可以生产与标准级PS相比具有更突出性能的品级。聚苯乙烯的许多性能是不能兼而得之的,如欲提高抗冲击强度,就不得不牺牲光泽度等。目前出现的一些新型树脂,它们具有ABS的光泽度,同时也有很高的韧性。有些品级如在包装食品时,可耐各种油脂和用于致冷机时能耐氯氟烃(CFC)发泡剂的也已开发出来。阻燃级(UL V-0和 UL 5-V),抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。这些树脂的加工操作比许多阻燃工程树脂更为容易,价格也更低。

加工

抗冲击PS可用许多传统的成型方法进行加工,如注塑成型、结构泡沫塑料成型、片材和薄膜挤塑、热成型以及注坯吹塑成型等。HIPS树脂吸收水分较慢,因此一般情况下不需干燥。有时材料表面的水分过多会被吸收,从而影响最终产品的外观质量。在160°F下干燥2-3h就可去掉多余的水分。

薄膜、片材和型材的挤塑是HIPS用得最多的加工成型方法。抗冲击聚苯乙烯的加工范围很宽,因此它成为最容易热成型的树脂之一。一般使用普通的挤塑设备树脂熔融温度为400—500°F,树脂的熔体指数范围是 1.5—4.0 g/10min。也经常采用旋转式、串联的和梭式的压力和真空热成型设备。HIPS具有优异的热稳定性和剪切稳定性,能够接用多量的回收料,而不降低产品性能,在热成型加工中的回收料使用量可高达60%。

注塑成型是仅次于挤塑的用得最多的加工成型方法。树脂的注塑成型一般是在长径比为16:1—24:1、压缩比为2.5/1—3.0/1的往复式螺杆注塑机上进行。加工温度350—500°F,但对于阻燃级HIPS,其加工温度必须低于470°F,以防止添加剂产生降解反应。采用注塑成型方法加工的树脂其熔体指数一般为 5.0~15.0 g/min。结构泡沫塑料成型方法是常用的工艺,采用化学和物理发泡剂。

尽管各种HIPS树脂是被此相容的,但在操作之前要清洗加工设备,以保证良好的产品质量,抗冲击PS与丙烯睛一丁Th烯一苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯酸酯类树脂以及其它大多数塑料均不相容,不相容的塑料混合体在加工设备中会产生分离脱层现象,引起物理性能的极大下降。

应用

抗冲击PS具有易加工性、良好的性能和低价格,因此被用来制造许多用途的制品和工业产品。主要应用领域有包装和一次性用品、仪器仪表、家用电器、玩具和娱乐用品以及建筑行业。

HIPS的最大专一用途是作为包装和一次性用品材料,特别是食品包装材料和饮食餐具。主要应用包括日用包装容器。自动售货机用和分装用杯、各种罩盖、盘。碗等等。一次性用品如盘碟类、瓶盖、安全剃刀、笔杆等也是HIPS消耗量大的一部分用途。

近年来,特种产品成为HIPS产品开发的重点。新开发的HIPS产品在某些应用领域可与工程树脂竞争,有的比现用的产品质量要高得多,仪器仪表和消费电器是HIPS产品不断增长的市场之一,包括小型仪表、冰箱内壁和内部零件、电视机外壳、空调部件、商业机器以及录音录相磁带盒。特殊级别的HIPS树脂在许多领域已取代了价高的工程塑料,一种超高抗冲击强度,耐高温的HIPS甚至已可用作汽车内饰部件。

商业信息

1992年HIPS树脂的生产量约为27 /亿lb,几乎是PS总产量的一半。在美国,抗冲击 PS有 7个主要生产商: Amoco、 Chevron、 Dow、 Fina、 Huntsman, BASF和Novacor.抗冲击聚苯乙烯标准级的价格为40一50美分/lb,在成型和挤塑方面,与工程塑料和商品塑料(如聚烯烃树脂、PVC等)相比,其价格/性能比较好,这是它的优势。

IS 有机硅塑料

英文名称:Silicone

比重:1.75-1.95克/立方厘米 成型收缩率:0.5% 成型温度:160-180℃

物料性能: 耐高低温、耐水性好、高频绝缘性好,耐辐射、耐臭氧性好.

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成型性能:

1.流动性好,硬化速度慢,压缩成型时需要较高的成型温度。 2.压缩成型后,须经高温固化处理。

适用: 适于制作电工、电子元件及线圈的灌封与固定

MF,UF 氨基塑料

英文名称:MF,UF

比重:1.5克/立方厘米 成型收缩率:0.6-1.0% 成型温度:160-180℃

物料性能: 耐电弧性和电绝缘性良好,耐水、耐热性较好,适于压缩成型. 成型性能:

1.流动性好,硬化速度快,故预热及成型温度要适当,涂料、合模及加压速度要快。 2.成型收缩率大。

3.含水分挥发物多,易吸湿、结块,成型时应预热干燥,并防止再吸湿,但过于干燥则流动性下降。成型时有水分及分解物,有酸性,模具应镀铬,以防腐蚀,成型时应排气。

4.成型温度对塑件质量影响较大,温度过高易发生分解、变色、气泡色泽不均,温度过低时流动性差,不光泽。

5.料细、比容大、料中充气多,用预压锭成型大塑件时,易产生波纹及流纹,故一般不宜采用

适用:适于制作耐电弧的电工零件和防爆电器绝缘件.

PA塑料(尼龙)(聚酰胺)

英文名称:Polyamide

比重:PA6-1.14克/立方厘米,PA66-1.15克/立方厘米,PA1010-1.05克/立方厘米, 成型收缩率:PA6-0.8-2.5%、PA66-1.5-2.2% 成型温度:220-300℃

干燥条件:100-110℃ 12小时

物料性能: 坚韧,耐磨,耐油,耐水,抗酶菌,但吸水大;尼龙6弹性好,冲击强度高,吸水较大;尼龙66性能优于尼龙6,强度高,耐磨性好;尼龙610与尼龙66相似,但吸水小,刚度低;尼龙1010半透明,吸水小,耐寒性较好。

成型性能:

1.结晶料,熔点较高熔融温度范围窄,热稳定性差,料温超过300度、滞留时间超过30min即分解。较易吸湿,需干燥,含水量不得超过0.3%.

2.流动性好,易溢料。宜用自锁时喷嘴,并应加热。

3.成型收缩范围及收缩率大,方向性明显,易发生缩孔、变形等。

4.模温按塑件壁厚在20-90度范围内选取,注射压力按注射机类型、料温、塑件形状尺寸、模具浇注系统选定,成型周期按塑件壁厚选定。树脂粘度小时,注射、冷却时间应取长,并用白油作脱模剂。

5.模具浇注系统的形式和尺寸,增大流道和浇口尺寸可减少缩水。

适用:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,电器,仪表等零件

PA6 聚酰胺6或尼龙6

典型应用范围:

由于有很好的机械强度和刚度被广泛用于结构部件。由于有很好的耐磨损特性,还用于制造轴承。

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