
產(chǎn)品分類
烯丙酯類樹脂
烯丙酯類是以烯丙基為基礎(chǔ)的酯類。以一元酸或二元酸為基礎(chǔ)的烯丙酯可用作低粘性單體或熱塑性預(yù)聚體。它們常常用作不飽和樹脂的交鏈劑,也用在增強(qiáng)熱固性模塑物料和高性能透明物的加工成型中。
樹脂在高溫高濕條件下仍保持原有的電性能,模塑制品具有尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、機(jī)械強(qiáng)度好以及耐熱性能好等優(yōu)點(diǎn)。
添加阻燃劑的烯丙酯類樹脂模塑料可在市上購到,一些品種已被美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可。
某些樹脂,用其很薄的試片檢測,具有抗燃級(jí)UL94 V—0可燃度級(jí),并有抗強(qiáng)電弧引燃性與抗電弧徑跡性。
化學(xué)與性質(zhì)
商業(yè)上應(yīng)用最廣泛的烯丙酯類是鄰苯二酸二烯丙酯及間苯二酸二烯丙酯單體與預(yù)聚物,它們都很容易轉(zhuǎn)化成熱固性模塑料以及玻璃布和紙張的預(yù)浸料。
二甘醇雙(碳酸烯丙酯),由于它具有所需的優(yōu)良透明性,用途越來越廣泛。由于輕便、尺寸穩(wěn)定、耐磨損、易上色,它是制作塑料鏡片的主要材料。其他應(yīng)用還包括儀表盤蓋、相機(jī)濾光片,以及快速增長的玻璃業(yè)的各領(lǐng)域。
近來,又出現(xiàn)了一種改性的雙酚A雙(碳酸烯丙酯),它是一個(gè)透明的聚合物,有很高的折光指數(shù)(1.56),比二甘醇雙(碳酸烯丙酯)的折光指數(shù)還高。另外,還有一種改性型用于透鏡設(shè)計(jì)中,可改變透鏡的設(shè)計(jì)。
另外一些有商品價(jià)值的單體是富馬酸二烯丙酯和馬來酸二烯丙酯。這是一類高反應(yīng)能力的三官能團(tuán)單體,含有兩種可供聚合的雙鍵。
甲基丙烯酸烯丙酯也有雙官能團(tuán)特性,可用做交聯(lián)劑和單體中間體。氰尿酸二烯丙酯可用作不飽和聚酯樹脂的交聯(lián)劑。
典型的催化系統(tǒng)是過氧化物,如過苯甲酸特丁酯,苯甲酸過氧化物或二枯基過氧化物,它們有足夠熱穩(wěn)定性,可持續(xù)至交聯(lián)完成。最佳產(chǎn)品首推二甘醇雙(碳酸烯丙酯)和過氧化二碳酸二異丙酯,因?yàn)樗鼈儾粌H顏色很淺,而且具有高度的透明性。引發(fā)劑用量一般為每100份樹脂2至3份。
分級(jí)
模塑級(jí)主要是纖維填充型,填充纖維包括礦物纖維、玻璃纖維、合成纖維。這類模塑產(chǎn)品在高溫高濕條件下有優(yōu)良的電性能,低損耗因數(shù)。很高的表面電阻和體積電阻,很高的抗電弧性和抗電弧徑跡性。鄰苯二酸二烯丙酯的絕緣強(qiáng)度值在374°F時(shí)仍較好,而間苯二酸二烯丙酯可超過400°F時(shí)仍較好。
應(yīng)用
大多數(shù)鄰苯二酸二烯丙酯化合物常用于電學(xué)或電子器材的關(guān)鍵部位,以保證嚴(yán)酷環(huán)境條件下有高度可的性能。
一個(gè)很重要的應(yīng)用領(lǐng)域是通訊、計(jì)算機(jī)、宇航系統(tǒng)中應(yīng)用的電連接裝置,其他應(yīng)用包括絕緣體、電位器、電路板、開關(guān)、電視元件等方面,這些聚合材料和現(xiàn)代電子精修技術(shù),例如汽相固結(jié)技術(shù)等有高度的匹配性。
增強(qiáng)塑料。烯丙酯類樹脂預(yù)浸漬在玻璃布或粗紗上,可制作管、導(dǎo)管、天線罩、接線盒、飛機(jī)和導(dǎo)彈部件等。
聚酯用烯丙酯類單體。一些烯丙酯類單體廣泛用作預(yù)成型聚酯或氈片粘接劑的交聯(lián)劑,和層合預(yù)浸坯料或濕鋪料交聯(lián)劑,也廣泛用于純料、粒料和預(yù)混模塑料中,以及玻璃布與裝飾層合物的加工成型中。 由于模塑溫度條件下的蒸汽壓低,302°F時(shí)為2.4mmHg,因此,在制造成品時(shí),特別是制造大件成品時(shí),常用鄰苯二酸二烯丙酯或其他低揮發(fā)性的烯丙酯單體,而較少用苯乙烯。
由于它的低揮發(fā)性,故烯丙酯聚酯較苯乙烯聚酯可在更高溫度下模塑成型,因而模塑周期較快。
熱固性聚酯
不飽和聚酯的用途極廣,它具有剛性、回彈性、柔性、抗腐蝕、耐候或耐燃勝。可以不加填料,也可加填料、可增強(qiáng)或是加入顏料。可以在常溫或高溫下加工。因此不飽和聚酯已廣泛應(yīng)用于船艇、淋浴間、文體器材、汽車車體外部制件、電氣部件、儀器設(shè)備、人造大理石、鈕扣、耐腐蝕罐槽和附件、波紋板和平板。汽車修補(bǔ)料、礦柱、仿木家具部件、保齡球、熱成型有機(jī)玻璃板的增強(qiáng)夾板、聚合物混凝土和涂料。
化學(xué)與性能
商品不飽和聚酯樹脂是由溶解于交聯(lián)單體中的不飽和聚酯所組成,并加人阻聚劑防止樹脂在使用前發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。這些組份的選擇將決定樹脂的性能。
不飽和聚酯是不飽和二元酸(一般為馬來酸配)和二元醇的縮合產(chǎn)物。通過加入飽和二元酸如苯二甲酸酐、間苯二酸或已二酸來調(diào)節(jié)樹脂的不飽和度。二元醇一般是丙二醇、乙二醇、二甘醇。二丙二醇或新成二醇或是上述二元醇的混合物。
最常用的交聯(lián)單體為苯乙烯,也有用乙烯基甲苯、甲基丙烯酸甲酯、α-甲基苯乙烯和鄰苯二甲酸二烯丙酯。最常用的阻聚劑是氫醌、對(duì)苯醌、叔丁基鄰苯二酚。
添加氯橋酸酐、四溴苯二甲酸酐和二溴新戊二醇可使樹脂具有阻燃性。使用間苯二酸、新戊二醇、三甲基戊二醇和氫化雙酚 A可使樹脂具有耐化學(xué)品性能。使用新戊二醇、甲基丙烯酸甲酯和紫外線吸收劑如二苯甲酮類和苯并三唑類化合物,可使樹脂具有耐候性。
在加工廠中是利用自由基加成反應(yīng)使樹脂發(fā)生聚合。自由基來自有機(jī)過氧化物(催化劑),高溫下使過氧化物受熱分解產(chǎn)生自由基。過氧化酯類和過氧化苯甲酸是高溫下使用的有機(jī)過氧化物。
如加工廠在常溫下使用樹脂,則樹脂的生產(chǎn)廠要加入促進(jìn)劑,促進(jìn)劑可使有機(jī)過氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成自由基。用過氧化甲乙酮(MEKP)作催化劑時(shí),則用辛酸估作促進(jìn)劑;如用過氧化物苯甲酸作催化劑,則用二乙基苯胺或二甲基苯胺作促進(jìn)劑。
加工與應(yīng)用
壓塑成型是聚酯有效的加工方法之一。這方法比較快速,可自動(dòng)化,產(chǎn)生的廢棄物少。片狀成型料(SMC)是集樹脂。玻璃纖維、增稠劑、脫模劑、顏料和催化劑于一體,從而可使玻璃纖維的損壞降至最低程度,添加一種熱塑性低收縮添加劑可改善外觀表面。開發(fā)成功的一種能30秒固化且有A級(jí)光潔度的SMC體系,可使用聚酯制作汽車車體的外部制件,如發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋和行李廂蓋。SMC還可制汽車的儀表板、前燈外罩和后車輪罩蓋。其它品級(jí)的SMC可加工浴盆、洗衣桶、廢物池和電氣零件的配電開關(guān)、保險(xiǎn)絲座和路燈罩。
預(yù)混料和預(yù)制整體模塑料(BMC)是在。型葉片混合機(jī)中制取的像面團(tuán)似的材料。可用來模壓加工成洗衣桶、盤子、手提箱、設(shè)備外殼和電氣部件。
注塑成型是聚酯的最有效的加工方法,與SMC壓塑成型相比可更加自動(dòng)化,且制品性能更加均一,固化時(shí)間短、加工費(fèi)用低。TMCQ(厚模塑料)注塑成型不僅可制電氣部件,還可生產(chǎn)汽車的車身部件。BMC在∑型葉片混合時(shí)會(huì)損傷玻璃纖維,而TMC可將這種損傷降至最小程度。
手工鋪敷或噴涂操作用以制作大型制件,如船艇。也用以進(jìn)行短期生產(chǎn),以免使用昂貴的金工模具。層合用樹脂加入促進(jìn)劑和具有觸變性。
應(yīng)用觸變劑(氣法炭黑或有機(jī)白土)可使加工廠將樹脂涂敷到垂直的模具表面,而沒有在凝膠前發(fā)生流淌的危險(xiǎn)。低苯乙烯釋放量的層合用樹脂可使加工廠符合政府的有關(guān)規(guī)定。低檔層合樹脂對(duì)玻璃纖維花紋有很好的遮蓋力。用鋪敷法和噴涂工藝的例子是制船艇、娛樂器械、活動(dòng)房、房屋組件、卡車駕駛室、運(yùn)動(dòng)場設(shè)施。另外制淋浴室的層合樹脂要填充三水合氧化鋁(ATH)或石膏,使具有阻燃性以符合建筑規(guī)范,且不增加成本。
鋪敷法或噴涂法操作時(shí)采用凝膠涂層,該涂層是含有顏料的聚酯涂料,涂敷模具表面最后與層合件成為一體,它起著保護(hù)玻璃纖維的作用,產(chǎn)生永久性的漂亮的外表面。作凝膠層用的樹脂為間苯二甲酸樹脂,其中一般含有新成二醇,可使制品具有耐水性和耐候性。
常用真空成型的有機(jī)玻璃片代替模具和凝膠層。有機(jī)玻璃片成為玻璃纖維增強(qiáng)聚酯復(fù)合材料的外表面,高級(jí)浴盆就是這樣制作的。
樹脂傳遞模塑(RTM)介乎鋪敷法和壓塑成型之間的加工方法,RTM法比鋪敷法好,可控制厚度并有光滑的內(nèi)表面和外表面。RTM法所需的模具費(fèi)用比壓塑成型法少得多。
含有促進(jìn)劑的樹脂與催化劑一起注入靜態(tài)混合器,最后進(jìn)入襯有玻璃纖維氈的模具內(nèi),空氣則從模具的氣孔排出。
樹脂的粘度要低,以使用泵輸送。凝膠時(shí)間應(yīng)足夠長以保證模具完全充滿,但要求操作速度快,以保證合理的生產(chǎn)效率。采用RTM法加工的制品有小船、電器外殼、汽車車體外部制件和椅子。豪華浴室內(nèi)用的人造大理石樹脂,應(yīng)充填優(yōu)質(zhì)填料,從而能經(jīng)受熱循環(huán)試驗(yàn)。長絲纏繞成型法可用于制造化學(xué)品貯罐和大直徑管道。連續(xù)法制板工藝用以生產(chǎn)平板和瓦楞板,用作房間隔板、棚頂、墻圍和天窗。擠拉成型法可制作異型材。例如制作汽車簧板、旗桿、耐化學(xué)品腐蝕的工字梁、公園長凳、射箭用的弓。
通用級(jí)聚苯乙烯
通用級(jí)聚苯乙烯是苯乙烯系塑料家族的基本成員,它是一種由 2 000—3000苯乙烯單元構(gòu)成的高分子量線型聚合物。通用級(jí)聚苯乙烯常常被稱為透明PS--這個(gè)名稱僅表示樹脂的透明度,而不是結(jié)晶度。
性能優(yōu)點(diǎn)
透明PS的商業(yè)成功歸功于作為一種材料它所具有的透明特性。透明PS的成型加工非常簡單容易,只要稍加修整即可得到最終產(chǎn)品。它為輕的通用性樹脂,熱性能和電性能優(yōu)異。它是無定形聚合物,因此具有透明性和易加工性,并具有許多優(yōu)于其它熱塑性塑料的性能。由于沒有結(jié)晶熔點(diǎn),PS在加工中要輸入和帶出的能量(即無結(jié)晶熱)很少,從玻璃態(tài)到粘性流體的轉(zhuǎn)化是逐步發(fā)生的。在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)以上時(shí),PS是具有高熔體強(qiáng)度的粘性流體,很容易用擠塑和注塑成型方法進(jìn)行加工,沒有或幾乎沒有降解。
聚苯乙烯的無定形性還使它的成型收縮率(其值一般為0.004—0.007in/in)低于一些更透明的熱塑性塑料如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。由于具有這些特點(diǎn),聚苯乙烯或許是所有熱塑性塑料中最容易加工的,即具有高成型速率和低廢品率。
品級(jí)
工業(yè)通用聚苯乙烯產(chǎn)品一般分3級(jí):易流動(dòng)品級(jí)、中等流動(dòng)性品級(jí)和高耐熱品級(jí)。選擇哪一種品級(jí)主要取決于所用的加工方法和產(chǎn)品最終用途。在所有主要的商品聚苯乙烯生產(chǎn)企業(yè),以上每種品級(jí)都有幾種產(chǎn)品。
易流動(dòng)品級(jí) 是分子量最低的PS,通常為降低熔體粘度,提高熔體指數(shù),要加入3~4%填充礦物油,然而樹脂粘度降低又導(dǎo)致熱變形溫度和脆性的下降。易流動(dòng)品級(jí)PS大部分采用注塑成型方法加工,尤其是薄壁部件。在這個(gè)品級(jí)中也包括粘度非常低的樹脂(熔體指數(shù)>20g/10 min,392°F)。
中等流動(dòng)性品級(jí) 其熔體粘度和物理性能介于其它兩種品級(jí)之間,分子量中等,礦物油填充量約為2%。
高耐熱級(jí) 分子量最大,添加劑量最低。不加礦物油或其它增加流動(dòng)性的助劑,一般只含脫模劑或助擠劑,如硬脂酸鋅或硬脂酸。一方面樹脂具有較低的熔體指數(shù),另一方面其熱變形溫度和不易斷裂性也因此而降低。
特殊品級(jí) 它們具有某些特殊的性能,價(jià)格比普通品級(jí)的通用型PS高。這些特殊品級(jí)包括:改善成型周期時(shí)間樹脂、超低殘余單體含量的可接觸食物樹脂、特殊用途的超低分子量樹脂以及耐更高溫度樹脂等。
應(yīng)用
透明PS很適于做各種用途的制品,特別是對(duì)透明性有要求的制品。代表性的有:包裝制品(容器、罩蓋、瓶類)、一次性醫(yī)藥用品
玩具、杯、刀具、磁帶軸、防風(fēng)窗、電器以及許多發(fā)泡制品——雞蛋箱。肉類和家禽包裝盤、瓶子標(biāo)簽以及發(fā)泡PS緩沖材料。
易流動(dòng)品級(jí)PS的應(yīng)用包括一次性醫(yī)藥用品和餐具、玩具,以及包裝箱等。還可用于制造共擠塑包裝用品。
中等流動(dòng)性品級(jí)PS的主要應(yīng)用包括:注塑杯、醫(yī)用制品、玩具和包裝箱;注坯吹塑的瓶子;以及擠塑或共擠塑食品包裝用品。
高耐熱品級(jí)PS的一般用途是:擠塑包裝食品的泡沫材料;擠塑熱成型片材用于照明、建筑和裝飾品;擠塑薄膜用于經(jīng)拉伸定向的食品包裝袋、注塑成型制CD盒以及注坯吹塑生產(chǎn)包裝容器。
回收
從工業(yè)廢料中回收聚苯乙烯雖然已有多年,但近來對(duì)于聚苯乙烯制食品和泡沫塑料包裝用品消費(fèi)后的回收已成為關(guān)注點(diǎn)。
著手回收聚苯乙烯的有國家聚苯乙烯回收公司、加拿大聚苯乙烯回收協(xié)會(huì)。泡沫塑料包裝回收者協(xié)會(huì)、塑料制的疏松填料生產(chǎn)者資助的項(xiàng)目以及許多學(xué)校、醫(yī)院、公司的回收部門等。
PP均聚物
聚丙烯(PP)作為熱塑塑料聚合物于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)。其歷史意義更體現(xiàn)在,它一直是增長最快的主要熱塑性塑料,1991年它的世界總產(chǎn)量達(dá)到240億磅。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。
化學(xué)和性質(zhì)
PP是以金屬有機(jī)有規(guī)立構(gòu)催化劑(Ziegler-Natta型),使丙烯單體在控制的溫度和壓力條件下合成的。因所用催化劑和聚合工藝不同,所得聚合物的分子結(jié)構(gòu)有三種不同類型的立體化學(xué)結(jié)構(gòu),數(shù)量也不一樣。這三種結(jié)構(gòu)是指等規(guī)聚合物、間規(guī)聚合物和無規(guī)聚合物。在等規(guī)聚丙烯(最常見的商品形式)中,甲基原子團(tuán)都處在聚合物骨架的同一側(cè),這一結(jié)構(gòu)很容易形成結(jié)晶態(tài)。等規(guī)形式的結(jié)晶性賦予它良好的抗溶劑和抗熱性能。在前十年期間所用的催化劑技術(shù)使非等規(guī)異構(gòu)體的生成達(dá)到最少程度,消除了對(duì)無價(jià)值的無規(guī)組分進(jìn)行分離的必要性,簡化了生產(chǎn)步驟。
生產(chǎn)聚丙烯的工藝主要有兩種:一種是氣相法;一種是液體丙烯淤漿法。此外,還有一些老式淤漿工藝裝置在運(yùn)行,它們采用一種液態(tài)飽和烴作為反應(yīng)介質(zhì)。典型的等規(guī)聚丙烯均聚物的性能見表1。
比較而言,高密度和低密度聚乙烯都有較高的密度,相當(dāng)?shù)偷娜埸c(diǎn)和較低的彎曲模量即剛度。這些性能差異導(dǎo)致了最終用途不同。剛度和易定向性使聚丙烯均聚物適合制作各種纖維和用于延展帶,而它們較高的耐熱性使它們能用于制作硬的高壓容器和器具及汽車的模塑部件。
影響聚丙烯均聚物的加工性能和物理性能的主要因素包括:分子量(通常用流速表示);分子量分布(簡稱MWO);有規(guī)立構(gòu)性和助劑。聚丙烯平均分子量范圍從約200 000到 600 000。分子量分布通常用聚合物的重均分子量(Mww)與數(shù)均分子量(Mnn)的比值表示, Mww/Mnn。該式又稱為多分散性指數(shù)。
一個(gè)聚合物的分子量分布對(duì)它的加工性能和最終使用性能有舉足輕重的影響。這是因?yàn)槿廴趹B(tài)的聚丙烯對(duì)剪切敏感,即當(dāng)施加的壓力升高時(shí),其表觀粘度降低。分子量分布范圍寬的聚丙烯比分布窄的更對(duì)剪切敏感,因而具有寬范圍分子量分布的材料在注塑過程中更易于加工。某些特定的用途,特別是纖維,則要求窄范圍的分子量分布。分子量分布與催化劑體系和聚合反應(yīng)工藝都有關(guān)系。
常用過氧化物在反應(yīng)器后面的擠壓過程進(jìn)行化學(xué)裂解,使分子量分布范圍變窄。這一過程稱為控制流變學(xué)(CR)過程。
與聚乙烯相比較,等規(guī)聚丙烯更易受光和熱而氧化降解。在通常的加工和最終使用條件下,聚丙烯要經(jīng)受無規(guī)的斷鏈作用,導(dǎo)致分子量降低和流速升高。
所有的商品級(jí)聚丙烯都含有穩(wěn)定劑,以便在加工時(shí)保護(hù)材料,提供令人滿意的最終使用性能。對(duì)于特別的用途,除了加抗氧劑和紫外線抑制劑外,還須加其它添加劑。例如:在薄膜配方中加入潤滑劑和防粘劑,以減少摩擦系數(shù)并防止薄膜自身粘連。在包裝材料中添加抗靜電以消除靜電荷。為了提高透明度或縮短模型周期,則需用成核劑。
均聚物樹脂通常接流速和最終用途分類。流速取決于平均分子量和分子量分布兩者。
某些特殊用途要求流速高達(dá)400分克/分鐘,而普通商品均聚物的流速則在0.5—50分克/分鐘的范圍以內(nèi)。流速通常是確定加工特性最主要的因素。
加工和應(yīng)用
聚丙烯極好的流動(dòng)性能和寬范圍的流速,以及其它獨(dú)特的聚合物特性相結(jié)合,使它具有優(yōu)異的加工性能。較低的流速能滿足擠壓帶、帶狀長絲和單絲等的加工要求,還能使成品有抗張強(qiáng)度和低延伸性,同時(shí)保持足夠的橫向完整性,使卷絲機(jī)導(dǎo)向裝置上的劈裂和粉塵飛揚(yáng)的情況達(dá)到最低程度。為了抵消它們特有的低橫向強(qiáng)度和斷裂傾向(原纖化),定向程度更高的薄膜到纖維產(chǎn)品,
如:粗纖度紡織品、細(xì)繩和繩子,通常要求流速在7~20的范圍內(nèi)。含有發(fā)泡劑的裝飾帶條產(chǎn)品是由流速接近于10的聚丙烯擠壓而成的,這樣才能使熔體強(qiáng)度和定向能力達(dá)到適當(dāng)?shù)木狻_@種聚合物經(jīng)中等程度的定向,能產(chǎn)生光滑的類似緞?dòng)谝粯拥谋砻嫘Чa(chǎn)品有足夠的橫向強(qiáng)度可以延緩斷裂。非織布和多絲產(chǎn)品的擠壓需要一種低粘度、自由流動(dòng)的材料,因此,流速極高的聚丙烯用于這些用途。
澆鑄PP薄膜大量用于繪圖藝術(shù)品方面。另外,薄膜可以雙軸取向和熱變定,使具有極好的機(jī)械性能和熱性能,應(yīng)用于各種性能層合材料和包裝材料方面。使用管式水冷激工藝可以把PP加工成共擠出吹制薄膜以及單層薄膜。
熱成型用的擠塑片材要求使用低流速配方的材料,使具有足夠的熔體強(qiáng)度。當(dāng)使用PP擠塑型材時(shí),較低的流速加工性能總是要好些。型材擠壓通常限于較小的截面以便能用水急冷保證產(chǎn)品具有足夠的韌度。PP還可以擠塑成管狀產(chǎn)品,如飲料吸管和飲用水管。PP在線纜涂層方面也有用途。
在用量方面僅次于擠塑的注塑加工很適應(yīng)聚丙烯的特性。PP良好的流動(dòng)性能和強(qiáng)韌機(jī)械特性,被利用來生產(chǎn)許多種不同類型的具有內(nèi)在的強(qiáng)韌機(jī)械性能的產(chǎn)品。良好的加工性能與極好的抗應(yīng)力斷裂性能產(chǎn)生了優(yōu)良的模塑成型的密封罩。一般而言,低流速配方材料用于生產(chǎn)厚壁產(chǎn)品和那些要求韌性的產(chǎn)品。高流速的材料用于生產(chǎn)薄壁部件和要求快速加工的產(chǎn)品。
市場
PP均聚物可使用各種加工工藝,生產(chǎn)范圍很寬的產(chǎn)品。擠塑制品是消耗PP的最大市場,而紡織纖維和單絲又是其中最大的部分。長期以來,PP一直是制造纖維的主要原料,這是因?yàn)樗闹芰Α⒛湍p、耐化學(xué)品性能以及有利的經(jīng)濟(jì)條件。定向和非定向薄膜占據(jù)擠塑制品市場的第二大份額,并且是繼續(xù)保持增長的領(lǐng)域。
接下來,注塑品是PP均聚物的第二大市場,包括容器、密封器、汽車方面的應(yīng)用、家庭用品、玩具及其它許多消費(fèi)品和工業(yè)方面的最終用途。許多吹塑容器選用聚丙烯,是因?yàn)樗牧己玫母舫毙阅芎妥銐虻那迤愣取?br />
鑒于對(duì)未來塑料制品的新需求,PP均聚物將繼續(xù)保持增長。良好的經(jīng)濟(jì)方面的條件、良好的機(jī)械性能以及重量輕、著色能力強(qiáng)和易于加工等特性,將使PP繼續(xù)成為本世紀(jì)眾多應(yīng)用領(lǐng)域的首選材料。
抗沖擊型PP共聚物
PP有很多有用的性能,但還缺乏固有的韌性,特別是在低于其玻璃化溫度的條件下。然而,通過添加沖擊改性劑,可以提高其抗沖擊性能。傳統(tǒng)改良性為彈性體,通常為乙丙橡膠。普遍認(rèn)為,遍布于半結(jié)晶態(tài)聚丙烯基體內(nèi)的橡膠粒子,能在界面上形成許多應(yīng)力集中點(diǎn),并5;發(fā)局部形變,防止斷裂擴(kuò)展。
抗沖擊改性劑一直是在共混時(shí)添加進(jìn)去的,最近,彈性體組分的現(xiàn)場合成已經(jīng)具有商業(yè)重要性。而且,正在宣傳用一種新系列的沖擊改性劑來代替乙丙橡膠,即Flexomer聚烯烴、Exact塑彈體和Insite聚合物。這些都是烯烴聚合物,它們填補(bǔ)了極低密度聚乙烯和傳統(tǒng)乙丙彈性體之間的空白。
化學(xué)和性能
等規(guī)PP均聚物,是在Ziegler-Natta催化劑體系催化下,由丙烯聚合而成的。乙丙橡膠組分在一系列反應(yīng)器中合成的,或是預(yù)先購買,然后在擠壓機(jī)內(nèi)與PP均聚物共混。生成的抗沖擊聚丙烯經(jīng)粒化后出售。現(xiàn)場生產(chǎn)的抗沖擊PP共聚物,可以通過選用合適的催化劑組成及反應(yīng)器條件,來精確地控制其重要的性能。催化劑組成和反應(yīng)器條件決定基體樹脂的結(jié)晶度、橡膠組分的組成和數(shù)量及總體分子量分布。
抗沖擊PP是最輕的熱塑性塑料之一,其密度低于1,每磅產(chǎn)品的價(jià)格低于PET、PBT、高抗沖擊聚苯乙烯和ABS。按比容計(jì),抗沖擊PP的單位體積成本低于上述那些樹脂和聚氯乙烯(PVC)。僅有HDPE在這方面堪與匹敵。抗沖擊型PP通常在適中的溫度下加工,范圍為350~550°F。
抗沖擊聚丙烯共聚物具有廣譜的熔體流動(dòng)速率,通常范圍為從小于1到約30。具有最高熔體流動(dòng)速率的樹脂,通常是由熔體流動(dòng)速率較低的材料“減粘裂化”制得。也就是對(duì)從反應(yīng)器出來后的材料進(jìn)行一步反應(yīng),降低平均分子量,從而制得熔體流速更高的產(chǎn)品。
抗沖擊聚丙烯共聚物對(duì)化學(xué)品和環(huán)境應(yīng)力斷裂有很高的抵抗力。經(jīng)處理后,材料可具備優(yōu)良的懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度和較低的加納爾沖擊性能。懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度范圍在回.5到大于15英尺•磅/英寸;在-40°F下,加納爾沖擊強(qiáng)度范圍為15到300英寸•磅以上。
橡膠組分為聚丙烯提供了沖擊強(qiáng)度,卻使抗沖擊聚丙烯相對(duì)于均聚物而言,降低了剛度和熱變形溫度。加填料的抗沖擊聚丙烯共聚物能夠忍受更高的溫度而不變形。填料一般為玻璃纖維。云母、滑石和碳酸鈣。這些聚合物的最終用戶應(yīng)該知道對(duì)每一種規(guī)格的產(chǎn)品,在不同的熔化強(qiáng)度、熔體流速、剛度和熱變形溫度之間需作出權(quán)衡。
用途
抗沖擊聚丙烯的主要商業(yè)用途是用在汽車、家用品、器具中的注塑件。它的抗沖擊能力、低密度、著色能力和加工性能使它成為理想的材料。具有較高熔體流速的中等抗沖擊樹脂品級(jí)有較高的流動(dòng)性能,這個(gè)特點(diǎn)在注塑大型部件如:汽車面板時(shí)特別有用。
高抗沖擊能力具有較低熔體流速的樹脂(一般小于2),可以轉(zhuǎn)化成抗穿刺性極好的薄膜,這種薄膜的抗沖擊能力和耐蒸汽殺菌能力,適合做一次性醫(yī)療廢品袋。擠壓片材可以用熱成型法加工成大而厚的部件,如:汽車工業(yè)中的護(hù)板和汽車車尾行李箱襯里。
彈性體組分改良聚丙烯抗沖擊性能的機(jī)理,在材料受沖擊時(shí),可誘導(dǎo)應(yīng)力白化。
大多數(shù)用途是以彈性組分在聚丙烯基體中的分散度為基礎(chǔ)的。基于與此相反的概念,正在開發(fā)新型的保險(xiǎn)杠。其結(jié)果是形成了一個(gè)分子復(fù)合結(jié)構(gòu)。
丙烯酸-苯乙烯-丙烯睛(簡稱ASA)
ASA聚合物是無定形材料,可以采用擠塑和注塑加工制成對(duì)氣候影響有極好抵抗力的產(chǎn)品。三元共聚物ASA的機(jī)械性能通常類似于ABS樹脂,不同的是ASA的性能受室外氣候的影響要比ABS樹脂小得多。
化學(xué)和性能
三元共聚物ASA可以用擁有專利權(quán)的專利反應(yīng)工藝,或接枝工藝來生產(chǎn)。在反應(yīng)法中,ASA是通過在苯乙烯和丙烯睛(SAN)的聚合反應(yīng)過程中接技一種丙烯酸酯彈性體而制得,彈性體細(xì)粉末均勻地分散入并接校在SAN分子鏈上。
ASA杰出的耐候性來自于丙烯酸酯彈性體。對(duì)許多塑料而言,在日光輻射特別是在光譜的紫外線一端輻射與大氣中氧氣共同作用下,會(huì)發(fā)生脆化和變黃。ASA部件發(fā)生這種變化所需的時(shí)間比其它塑料長得多。
ASA部件即使在低溫下也具有很高的光滑度,很好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐熱性能,以及很高的沖擊強(qiáng)度。ASA在1.82MPa的壓力下,標(biāo)準(zhǔn)熱變形溫度為180—220°F;抗張強(qiáng)度為27.6~48.3MPa;斷裂伸長率為 25—40%;彎曲模量1516~1723MPa;帶切口的懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度為9.0一11.0英尺•磅/英寸。
ASA能耐下列物質(zhì)的作用:飽和烴、低芳烴汽油和潤滑油、植物油與動(dòng)物油、水、鹽的水溶液、稀酸和稀堿。然而,它容易受濃無機(jī)酸、芳烴、氯代烴、酯。醚、酮和某些醇類的侵蝕。ASA比ABS有更好的抗環(huán)境應(yīng)力斷裂性能。ASA材料的阻燃級(jí)別是UL94—HB。
專用品
ASA還有和其它聚合物有極好的混溶性的特點(diǎn),而且以ASA為基礎(chǔ)的合金及混合料可以使它的耐候性被有效利用。丙烯酸橡膠的規(guī)格、數(shù)量和分布的變化都能形成不同的專用制品,具有較高的熱變形溫度HDT、低毛糙表面,或耐擦傷性能。
玻璃纖維增強(qiáng)的ASA/PBT熱塑塑料聚酯,具有優(yōu)良的耐候性,并結(jié)合了增強(qiáng)PBT的機(jī)械性能和熱性能的優(yōu)點(diǎn),而且有良好的韌度和尺寸穩(wěn)定性。
加工
ASA樹脂可以用大多數(shù)傳統(tǒng)方法進(jìn)行加工。這些方法包括型材及片材擠塑和共擠塑、注塑、結(jié)構(gòu)泡沫模塑和擠壓吹塑。擠塑片材可以熱成型。
吹塑應(yīng)在有槽的、有冷卻和熱絕緣的加料段的擠壓機(jī)中進(jìn)行。螺桿應(yīng)有略深的螺紋,以減少摩擦熱。使用帶有蓄料器的擠壓機(jī)效果最好。
要把ASA樹脂切片進(jìn)行預(yù)干燥。要在加工之前,用一個(gè)空氣循環(huán)爐在185°F下把切片預(yù)干燥4—6小時(shí)。ASA部件可以用熱旋轉(zhuǎn)焊接技術(shù);在某些場合,超聲焊接也是可能的。ASA部件還可以用2一丁酮、二氯乙烯或環(huán)己烷進(jìn)行溶劑焊接。不用進(jìn)行表面預(yù)處理,部件就很容易接受并保持印刷和涂漆。也可能用傳統(tǒng)方法進(jìn)行真空鍍金屬。
用途
ASA杰出的耐候性使它在下述領(lǐng)域內(nèi)十分有用:建筑領(lǐng)域、用作水槽、排水管及管件、標(biāo)志牌、郵筒、輕便家用護(hù)墻板、花盆、百葉窗框裝飾。
休閑娛樂:戶外家具、擋風(fēng)板、游泳池泵及過濾器外殼、溫泉、水池用臺(tái)階及小船。
汽車和運(yùn)輸:外側(cè)視鏡殼體、托架。保險(xiǎn)桿封皮、裝飾。
商業(yè)信息
現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的和用戶指定顏色的ASA樹脂的品種范圍很寬。按顏色不同,1993年初的典型的批發(fā)價(jià)為1.70—2.00美元/磅。
市場出售的ASA基本樹脂的牌號(hào)有: Luran S牌( BASF塑料材料公司);Gelog牌(通用塑料公司); Centrex牌(孟山都公司)。
苯乙烯樹脂ABS三元聚合物ABS從本世紀(jì)40年代開始商業(yè)化,銷量逐年增長,現(xiàn)已成為全球銷量最大的工程熱塑性塑料,僅美國的銷量就于1989年超過了12億磅。在大宗商品塑料與高性能工程熱塑性塑料之間,ABS占據(jù)了獨(dú)特的“過渡”聚合物的位置。
ABS
化學(xué)和性質(zhì)
ABS的多能性來自于它的三個(gè)單體結(jié)構(gòu)單元——丙烯睛、丁二烯和苯乙烯。每個(gè)組分都為最終聚合物提供了一套不同的有用的性能。丙烯睛主要提供了耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性;丁二烯提供了初度和沖擊強(qiáng)度;苯乙烯組分則為ABS提供了硬度和可加工性。 有三種生產(chǎn)工藝——乳液法、連續(xù)本體法或懸浮法,任一種工藝方法所制得的ABS原料中的苯乙烯含量均為50%甚至更高。通常至少兩種工藝結(jié)合使用,以使最終產(chǎn)物最佳化。ABS樹脂屬于兩相體系:苯乙烯一丙烯睛共聚物(SAN)為連續(xù)相,丁二烯衍生橡膠為彈性體分散相。
實(shí)際上還有少量苯乙烯和丙烯睛在丁二烯橡膠上發(fā)生共聚合反應(yīng)(接枝),本來不相容的硬SAN和橡膠相容起來。因此,人們可把ABS看作是第一個(gè)在商業(yè)上取得成功的聚合物合金之一。
改變?nèi)N單體A、B、S的比例,聚合物的分子量和橡膠相的形態(tài)就能有無限的ABS產(chǎn)品供選擇。例如,橡膠相的顆粒大小可以從小于0.1微米變到幾個(gè)微米。橡膠相內(nèi)平均顆粒大小和顆粒大小分布,對(duì)聚合物性能的整體均衡,包括強(qiáng)度、韌度和外觀有重要影響。大橡膠顆粒增加韌度而降低光滑度。
與分子量相關(guān)的硬相鏈長度對(duì)ABS樹脂的性能也有顯著的影響。一般地,聚合物鏈越長,強(qiáng)度性能(包括沖擊和延性)越高,而流動(dòng)性能越低。
最后,硬SAN相與橡膠相的比率將影響ABS樹脂的流動(dòng)性和抗沖擊性能之間的均衡,例如,橡膠含量的增加將提高ABS材料的沖擊強(qiáng)度和韌度,但通常以流動(dòng)性變差為代價(jià)。 流動(dòng)性能和抗沖擊性能之間的均衡是ABS材料的基本產(chǎn)品特征,這種特征將普通用途的ABS材料彼此區(qū)別開來。
合金及專用品
如果在聚合過程中加人更多種的單體,或者混入化學(xué)添加劑,或者與另一種塑料共混或形成合金,就可以進(jìn)一步拓寬以ABS為基礎(chǔ)的樹脂的性能范圍。
例如,在聚合過程中加入α一甲基苯乙烯或馬來酸酥,就能生產(chǎn)出具有較高熱變形溫度的以ABS為基礎(chǔ)的材料。使用甲基丙烯酸甲酯,能使硬相和橡膠相的折射指數(shù)相匹配,從而使材料具有透明度。
通常,ABS樹脂與添加劑在聚合過 程中作為最后一個(gè)工序進(jìn)行配料,或者作為分別的工序在擠壓或班伯里密煉機(jī)等熔體混合設(shè)備中進(jìn)行熔融配料。所用的典型添加劑能改進(jìn)耐紫外線性能和熱穩(wěn)定性、阻燃性和抗靜電性能。具有更高強(qiáng)度和硬度的增強(qiáng)型ABS已經(jīng)商業(yè)化。
ABS的一個(gè)有用的特點(diǎn)就是能與各種不同的聚合物形成一系列合金,這些合金具有超出傳統(tǒng)均衡性能的新的性能范圍。
最普通的是ABS-一聚碳酸酯(PC)合金,與基礎(chǔ)ABS三元共聚物相比,它表現(xiàn)出改進(jìn)了的抗沖擊性能(特別是在低溫下)和高耐熱性能。它們?cè)谄囀袌觯鐑x表面板和車 輪擋板等方面有很強(qiáng)的適用性。通過加入助劑,PC/ABS合金還能制成阻燃型材料,并已在商用機(jī)器市場上取得很大成功。阻燃型ABS材料的另一個(gè)商業(yè)化途徑是與PVC組成合金;PVC是具有阻燃性的材料。
ABS與一種結(jié)晶型聚合物組成合金,會(huì)具有更強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性。已商品化的有:ABSPBT(聚對(duì)苯二甲酸丁烯酯)合金和ABS尼龍合金,其目標(biāo)市場包括草坪和花園器具、汽車內(nèi)部材料、動(dòng)力工具殼體和化妝品包裝材料。
ABS合金的一個(gè)新系列,可以不需要化學(xué)添加劑或填料(炭或金屬),而顯示的“永久”的靜電消散性能。這種永久抗靜電性能是耐擦拭的,并對(duì)溫度相對(duì)敏感。
這些合金不風(fēng)化并有良好的著色能力,應(yīng)用目標(biāo)主要是材料加工領(lǐng)域。(要得到更多有關(guān)ABS合金的資料,請(qǐng)參見本書第5頁“合金和共混”一章)。
加工
ABS是無定形的熱塑塑料,它在一定溫度范圍內(nèi)軟化而不是突然熔化。ABS稍具吸濕性,在熔化加工前應(yīng)予以干燥。ABS通常以丸片形成出售,顏色為原色、預(yù)著色或混合色,也有以自然粉末形成出售。也可用濃縮色料來滿足最終用戶的精確要求。各種ABS材料都易于接受常用的二次加工處理,如機(jī)加工、粘合、緊固、電鍍、涂漆等。
ABS樹脂的一個(gè)基本長處就是加工性能。ABS材料的加工操作條件范圍寬廣和具有良好的剪切稀化流動(dòng)特性。很多加工形式都可選用,包括注塑、擠塑、熱成型、結(jié)構(gòu)泡沫和吹塑。
用途
ABS基產(chǎn)品的性能范圍寬廣,加工寬裕度大,價(jià)格與性能較均衡,這使它的應(yīng)用市場很廣。
運(yùn)輸。這是ABS在美國的最大市場,年需用約3億磅樹脂。汽車方面的應(yīng)用很多,包括車內(nèi)和車外。為了內(nèi)部注塑使用,已開發(fā)出高耐熱、普通用途和光滑性低的材料,用作儀表面板、控制板和其它汽車內(nèi)部裝演部件。
人們普遍認(rèn)為ABS是制作汽車內(nèi)部組件的首選塑料。外部應(yīng)用則包括散熱器格柵、前燈罩和大型卡車的用擠壓一熱成型方法制成的各種飾帶。電鍍級(jí)ABS可用于把手、燈框、鏡座、格柵和裝飾帶。
器具。1989年美國的器具市場消耗2.5億磅ABS樹脂,其中絕大部分消耗在主要的器具上,擠壓一熱成型門和油罐襯里為首。透明ABS用作冰箱的凍結(jié)箱托架。
器具市場的其它用途有廚房用具、動(dòng)力工具、真空掃除機(jī)、縫紉機(jī)和電動(dòng)頭發(fā)吹風(fēng)機(jī)上用的注塑外殼。ABS受人偏愛是由于它的強(qiáng)度、韌度、光滑度。著色力、加工性能和價(jià)格等之間的良好平衡。
商用機(jī)器。是ABS的一個(gè)大的“附加值”市場,這部分在1989年約為7500萬磅樹脂,在歷史上一直保持強(qiáng)勁的增長速度。阻燃級(jí)材料在計(jì)算機(jī)外殼及控制板方面很適用。
建筑。ABS在此領(lǐng)域內(nèi)有廣泛應(yīng)用,特別是在排水、廢水和排氣(合稱DWV)管,以及注塑管件等方面。1989年美國的銷量超過1.5億磅。ABS材料能與低價(jià)格的PVC在DWV管材市場上共存,是由于它能提供改進(jìn)了的低溫沖擊性能、較易粘接和低得多的比重。
消費(fèi)品和工業(yè)品市場中有許多部分應(yīng)用ABS。這包括玩具、醫(yī)療器具、草坪和花園用具、家具、化妝品包裝、船舶、排灌、箱包和淋浴間。非常美觀。良好的加工性能、高光滑度及有利的成本/性能之間的平衡等方面的要求,決定了ABS對(duì)于這個(gè)廣闊市場部分的適合性。
商業(yè)信息
盡管ABS用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來說,已有很長的歷史,這類產(chǎn)品及其服務(wù)的大多數(shù)市場和應(yīng)用,還遠(yuǎn)沒有成熟。未來幾年內(nèi),美國對(duì)ABS樹脂的需求預(yù)計(jì)將以每年3~5%的速度增長。
ABS在歐洲的增長率估計(jì)與美國相似,而太平洋地區(qū)相則為每年7~ 10%左右。以ABS為基礎(chǔ)的合金甚至比標(biāo)準(zhǔn)ABS樹脂預(yù)計(jì)有更快的增長。
在1991年中的價(jià)格表上,普通用途ABS注塑級(jí)產(chǎn)品的價(jià)格范圍為:中檔的沖擊/原始型樹脂的標(biāo)價(jià)為 1.47美元/磅;極高沖擊強(qiáng)度級(jí)材料的價(jià)格為1.62美元/磅。
一般地,擠塑級(jí)產(chǎn)品的標(biāo)價(jià)要低5%~ 10%。專用阻燃級(jí)和高耐熱級(jí)起價(jià)為回.65美元/磅,這是原始材料批發(fā)價(jià)。
以下是美國的三個(gè)主要的ABS生產(chǎn)商:通用塑料公司(Cycolac牌樹脂),孟山都公司(Lustran),陶氏化學(xué)公司(Magnum牌)。通用塑料公司的(美)國內(nèi)生產(chǎn)能力最大,所占市場份額居先。所有這三個(gè)供應(yīng)商都有美國以外的生產(chǎn)能力。
聚丙烯無規(guī)共聚物
聚丙烯無規(guī)共聚物也是聚丙烯的一種,它的高分子鏈的基本結(jié)構(gòu)用加入不同種類的單體分于加以改性。乙烯是最常用的單體,它引起聚丙烯物理性質(zhì)的改變。與PP均聚物相比,無規(guī)共聚物改進(jìn)了光學(xué)性能(增加了透明度并減少了濁霧),提高了抗沖擊性能,增加了撓性,降低了熔化溫度,從而也降低了熱熔接溫度;同時(shí)在化學(xué)穩(wěn)定性、水蒸汽隔離性能和器官感覺性能(低氣味和味道)方面與均聚物基本相同。
開發(fā)了將改進(jìn)了的透明度和沖擊強(qiáng)度結(jié)合起來的PP無規(guī)共聚物,應(yīng)用于吹塑、注塑、薄膜和片材擠壓加工領(lǐng)域,作食品包裝材料、醫(yī)藥包裝材料和日常消費(fèi)品。
化學(xué)
PP無規(guī)共聚物一般含有 1- 7%(重量)的乙烯分子及 99— 93%(重量)的丙烯分子。在聚合物鏈上,乙烯分子無規(guī)則地插在丙烯分子中間。在這種無規(guī)的或統(tǒng)計(jì)學(xué)共聚物中,大多數(shù)(通常 75%)的乙烯是以單分子插入的方式結(jié)合進(jìn)去的,叫做X3基團(tuán)(三個(gè)連續(xù)的乙烯[CH2]依次排列在主鏈上),這還可看成是一個(gè)乙烯分子插在兩個(gè)丙烯分子中間。
另有 25%的乙烯是以多分子插入的方式結(jié)合進(jìn)主鏈的,又叫X5基團(tuán),因?yàn)橛?個(gè)連續(xù)的亞甲基團(tuán)(兩個(gè)乙烯分子一起插在兩個(gè)丙烯分子中間)。很難把X5和更高的基團(tuán)如X7、X9等加以區(qū)分。鑒于此,把XS和更高基團(tuán)的乙烯含量一起統(tǒng)計(jì)為>X3%。
無規(guī)度比值X3/X5可以測定。當(dāng)X3以上基團(tuán)的百分比很大時(shí),將顯著降低共聚物的結(jié)晶度,這對(duì)無規(guī)共聚物的最終性能影響很大。共聚物中極高含量的乙烯對(duì)聚合物結(jié)晶度的影響,類似于高無規(guī)聚丙烯含量時(shí)的作用。
無規(guī)PP共聚物不同于均聚物,因?yàn)闊o規(guī)地插入聚合物主鏈中的乙烯分子阻礙了聚合物分子的結(jié)晶型排列。共聚物結(jié)晶度的降低引起物理性質(zhì)的改變:無規(guī)共聚物與PP均聚物相比剛度降低,抗沖擊性能提高,透明度更好。乙烯共聚物還有較低的熔化溫度,這成了它們?cè)谀承┓矫鎽?yīng)用時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。
無規(guī)共聚物含有較多的可革取物和無規(guī)PP,以及乙烯含量高得多的聚合物鏈。這種較高的可革取物含量,視不同的聚合過程,不同程度地存在于所有的商品共聚物材料中,并在滿足聯(lián)邦食品管理局(FDA)關(guān)于食品接觸的規(guī)定上造成困難。
制造方法
乙烯/丙烯無規(guī)共聚物是由乙烯分子和丙烯分子同時(shí)進(jìn)行聚合反應(yīng)而制得的,所用反應(yīng)器與生產(chǎn)PP均聚物的一樣。乙烯分子比丙烯分子小,反應(yīng)快于(反應(yīng)活性約十倍)丙烯。這使催化劑的立體定向性減弱而活性增大,從而導(dǎo)致無規(guī)聚丙烯生成量增多。為了減少這種無規(guī)物的生成,需要降低反應(yīng)溫度,從而降低催化劑的活性,并減少最終產(chǎn)物中無規(guī)異構(gòu)體的含量,得到一種具有較均衡性能的產(chǎn)品。
乙烯含量高(>3%)的無規(guī)共聚物在生產(chǎn)過程中處理起來比較困難,也很難在己烷稀釋劑中進(jìn)行聚合反應(yīng),因?yàn)榉磻?yīng)的二級(jí)副產(chǎn)品(無規(guī)聚丙烯和含乙烯量很高的共聚物)能溶于己烷。這在液體丙烯的本體聚合反應(yīng)也是一樣,盡管溶解度較低。己烷稀釋工藝生產(chǎn)出的大量副產(chǎn)品,必須在己烷再循環(huán)階段分離出來,這會(huì)增加總生產(chǎn)成本,然而卻能得到合少量可溶組分的較清潔的聚合物。 在本體聚合工藝中,這些雜質(zhì)會(huì)留在聚合物中,并在處理薄片狀材料時(shí)帶來麻煩。而且,最終共聚產(chǎn)品中含有較多的可溶性雜質(zhì)。使用有機(jī)溶劑進(jìn)行二次清洗,可除去大部分雜質(zhì),但又會(huì)提高共聚物的總生產(chǎn)成本。一般地,副產(chǎn)物含量高時(shí),薄片狀無規(guī)共聚物會(huì)變得較粘,當(dāng)乙烯含量高于3.5%(重量)時(shí),這個(gè)問題更突出。
處理問題增多,以及較低的反應(yīng)器溫度導(dǎo)致無規(guī)共聚物較低的生產(chǎn)速度。而且無規(guī)共聚物的生產(chǎn)周期通常很短。這些因素使無規(guī)共聚物的總生產(chǎn)成本高于均聚物,對(duì)乙烯含量高的無規(guī)共聚物更是如此。
共聚物熔點(diǎn)降低和乙烯含量直接相關(guān)。據(jù)報(bào)導(dǎo),乙烯含量為7%時(shí),共聚物的熔點(diǎn)低達(dá)152°F。X3含量對(duì)共聚物熔點(diǎn)的影響比兒及更高基因含量的影響更大。它還取決于催化劑本身,及其以X3基團(tuán)代替以X5基團(tuán)結(jié)合乙烯的能力。
性能
物理性能:一般地說,無規(guī)PP共聚物比PP均聚物的撓曲性好而剛性低。它們?cè)跍囟冉抵?2°F時(shí),還能保持適中的沖擊強(qiáng)度,而當(dāng)溫度降至-4°F時(shí),有用性就有限了。共聚物的彎曲模量( 1%應(yīng)變時(shí)的割線模量)在 483~1034MPa范圍內(nèi),而均聚物則在1034~1379MPa范圍內(nèi)。PP共聚物材料的分子量對(duì)剛性的影響不如PP均聚物的大。帶切口的懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度一般在0.8~1.4英尺•磅/英寸的范圍內(nèi)。
耐化學(xué)性能:無規(guī)PP共聚物對(duì)酸。堿、醇、低沸點(diǎn)碳?xì)浠衔锶軇┘霸S多有機(jī)化學(xué)品的作用有很強(qiáng)的抵抗力。室溫下,PP共聚物基本不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑。而且,當(dāng)暴露在肥皂、皂堿液。水性試劑和醇類中時(shí),它們不象其它許多聚合物那樣會(huì)發(fā)生環(huán)境應(yīng)力斷裂損壞。當(dāng)與某些化學(xué)品接觸時(shí),特別是液體烴。氯代有機(jī)物和強(qiáng)氧化劑,能引起表面裂紋或溶脹。非極性化合物一般比極性化合物更容易為聚丙烯所吸收。
阻隔性能:PP共聚物和均聚物都有很低的水蒸汽滲透率(0.5克/毫升/100平方英寸/24小時(shí))。這些性質(zhì)可以通過定向加以改進(jìn)。拉伸吹塑型聚丙烯瓶子已把抗水蒸汽滲透性能改進(jìn)至0.3,氧氣滲透率到2500。
電性能:一般地,聚丙烯有很好的電性能,包括:高介電強(qiáng)度,低介電常數(shù)和低損耗因子;然而,電力應(yīng)用一般選擇均聚物。
用途
無規(guī)共聚型聚丙烯主要用于薄膜、吹塑和注塑等要求高透明度的場合。乙烯含量較高的共聚物,由于熔接起始溫度較低而廣泛用作共擠出薄膜結(jié)構(gòu)的特殊密封層。
聚鄰苯二酰胺
聚鄰苯二酰胺(簡稱PPA)樹脂是以對(duì)苯二甲酸或鄰苯二甲酸為原料的半芳香族聚酰胺。既有半結(jié)晶態(tài)的,也有非結(jié)晶態(tài)的,其玻璃化溫度在255°F左右。非結(jié)晶態(tài)的PPA主要用于要求阻隔性能的場合;半結(jié)晶態(tài)的PPA樹脂主要用于注塑加工,也用于其它熔融加工工藝。下文主要介紹后者——半結(jié)晶態(tài)PPA樹脂,特別注明的除外。半結(jié)晶態(tài)PPAS的熔點(diǎn)約為590°F,以不透明矩形切片的形式供應(yīng)。
性能
PPA樹脂比脂肪類聚酰胺如尼龍6,6等更結(jié)實(shí)堅(jiān)硬;對(duì)水分的敏感度更低;熱性能更好;而且蠕變、疲勞和耐化學(xué)品性能也好得多。例如:含 45%玻璃短纖維的PPA樹脂,抗張強(qiáng)度約276MPa,彎曲模量超過13786MPa,熱變形溫度(HDT)549°F。即使礦物填料級(jí)的PPA,抗張強(qiáng)度也能達(dá)到117MPa。PPA樹脂的延展性不如尼龍6,6,然而,已經(jīng)開發(fā)出未增強(qiáng)的沖擊改性級(jí)PPA樹脂,其缺口懸臂梁式?jīng)_擊強(qiáng)度高達(dá)20英尺•磅/英寸。
所有的聚酚胺都吸收一定的水分,引起增塑作用和尺寸改變。例如尼龍6,6,在23°F下,相對(duì)濕度為100%時(shí),能吸收8.9%的水分,這使其玻璃化溫度由6.5°C降到一20℃,尺寸增加2.3%。在相同條件下,PPA樹脂能吸收約6%的水分,但其玻璃化溫度Tg不會(huì)低于40℃,伴隨的尺寸增長不超過 1.0%。
正如前面所提過的,用玻璃增強(qiáng)的PPA樹脂有很高的HDT值,能耐受很高溫度的短期作用,例如:在一個(gè)供爐中或者在蒸汽相和在紅外逆流團(tuán)結(jié)過程中。PPA樹脂的熱氧化穩(wěn)定性使它能耐長期高溫作用,玻璃增強(qiáng)級(jí)PPA,在20 000小時(shí)內(nèi),其連續(xù)使用溫度可達(dá)330°F。
在正常環(huán)境條件下,PPA樹脂通常對(duì)脂肪烴、芳香烴、氯代烴、酯、酮、醇和大多數(shù)水溶液表現(xiàn)出優(yōu)秀的抗溶性。這類樹脂不能經(jīng)受極強(qiáng)的酸和強(qiáng)氧化劑的作用。可溶于酚和甲酚。PPA并非天生阻燃,根據(jù)UL94標(biāo)準(zhǔn),阻燃級(jí)牌號(hào)的樹脂的定級(jí)為VO,直至0.031英寸厚度。
加工
盡管其它熔融工藝也能使用,絕大多數(shù)PPA樹脂是用傳統(tǒng)注塑法加工的。把 PPA原料預(yù)干燥到低于 0.1%的濕度水平,然后裝入熱密封的金屬村里袋子或盒子內(nèi),這些容器能保證PPA原料在加工前不用再干燥。加工工藝可接受的濕度水平是0.15%或更低。加工濕的樹脂能使分子量降低,造成相應(yīng)的機(jī)械性能上的損失。使用干燥劑貯斗式干燥器,在175°F條件下很容易把樹脂干燥到露點(diǎn)濕度達(dá)一25°F甚至更低。干燥時(shí)間視吸收的水量而定,一般在4—16個(gè)小時(shí)范圍內(nèi)。
注塑時(shí)熔融溫度在615—650°F范圍內(nèi),物料在機(jī)筒內(nèi)的停留時(shí)間不超過10分鐘,這樣注塑出來的產(chǎn)品機(jī)械性能最佳。要求模具溫度至少275°F,以便得到完全結(jié)晶和尺寸穩(wěn)定性最佳的產(chǎn)品。具有部分厚壁的部件,由于冷卻速度慢,可以在較低的模溫下注塑。模溫對(duì)于成品部件的表面外感最佳化是至關(guān)重要的。用于真空鍍金屬成電鍍金屬的礦物填料級(jí)PPA樹脂的模具表面溫度要求350°F。
用途
由于PPA樹脂的杰出的物理、熱和電性能,尤其是適中的成本,使它有廣闊的應(yīng)用范圍。這些性能和優(yōu)良的耐化學(xué)性一起,使PPA成為汽車工業(yè)許多用途的候選者。趨向更好的空氣動(dòng)力學(xué)車身設(shè)計(jì)連同更高性能的馬達(dá),將提高發(fā)動(dòng)機(jī)箱的溫度,使傳統(tǒng)的熱塑塑料顯得不盡適用。這些新的要求使PPA成為制作下述部件的候選材料之一:汽車前燈反光器、軸承座、皮帶輪、傳感器殼體、燃料管線元件和電氣元件。
電氣元件的發(fā)展方向是小型化和高溫團(tuán)結(jié),如紅外固結(jié)和汽相團(tuán)結(jié),這需要PPA的優(yōu)越性能。阻燃級(jí)PPA具有優(yōu)良的電性能、很高的HDT值、高的高溫彎曲模量、能以最小的溢料加工成長的薄壁部件,因此適合于制作開關(guān)設(shè)備。連接件、電刷座和馬達(dá)托架。
礦物填料級(jí)PPA用于反光表面和鍍金屬方面的用途,包括汽車前燈、裝飾用管件和硬件。未經(jīng)增強(qiáng)的沖擊改性級(jí)PPA有極好的均衡機(jī)械性、高溫性能。超常的韌性且這些性能受濕度的影響極小,其用途包括油田部件、軍用品、體育用品、風(fēng)扇葉輪和齒輪及個(gè)人安全用品。
商業(yè)信息
生產(chǎn)非結(jié)晶PPA樹脂的公司有:Amoco特性制品公司(Amodel牌),杜邦公司(Eytel牌),Dynamit諾貝爾公司(Trogamid牌)。Amoco公司和三井石化公司分別生產(chǎn)Amodel牌和Arlen牌的結(jié)晶PPA樹脂。
聚丙烯
聚丙烯最突出的性質(zhì)是多面性,它能適合于許多加工方法和用途。它的價(jià)值和多面性主要來自于優(yōu)良的耐化學(xué)品性能、在大宗熱塑性塑料中最低的密度和最高的熔點(diǎn)、適中的成本。
化學(xué)和性能
聚丙烯(簡稱PP)與聚乙烯(PE)不同之處在于,前者每隔一個(gè)碳原子上就有一個(gè)甲基,這起到使鏈硬化的作用。除非這些甲基處于鏈的同一側(cè)位置上,聚合物不會(huì)結(jié)晶。在Natta和Ziegler(互相獨(dú)立地)開發(fā)出立體定向催化劑之前,只能生產(chǎn)出軟且粘連的無規(guī)立構(gòu)聚丙烯。商業(yè)塑料的硬度和耐溶齊小勝源自結(jié)晶性。PP的鏈比PE的硬,因而PP有較高的熔化溫度和抗張強(qiáng)度,但結(jié)晶度較低。PP均聚物的熔點(diǎn)約為330°F,取決于加熱速度和熱歷史。
在PP鏈上間隔地插入乙烯(無規(guī)共聚),鏈會(huì)變得更缺乏規(guī)則和更柔軟,從而降低聚合物的結(jié)晶度、模量、熔點(diǎn)和熔點(diǎn)銳度。典型的無規(guī)共聚物是比較透明的,熔點(diǎn)在293—305°F范圍內(nèi)。當(dāng)乙烯含量升高時(shí),聚合物的結(jié)晶度越來越低,最后變成乙烯一丙烯橡膠(EPR)。
另一類重要的共聚物是抗沖擊非均相共聚物。這些產(chǎn)品是由橡膠(有時(shí)為PE)在均聚物基體中聚合而制得的。所用橡膠通常為EPR,它生成一個(gè)與均聚物基體分離的相態(tài),形成有光霧。半透明的外觀。這些材料并非真正的嵌段共聚物,因?yàn)槠渲械南鹉z相可被溶劑所革取。用EPR與PP共混可得類似的產(chǎn)品,抗沖擊共聚物具有和均聚體物相似的熔點(diǎn)。
分子量和分子量分布在PP加工過程中很重要。在446T和4.75磅負(fù)荷下的熔體流動(dòng)是熔體粘度的一個(gè)指數(shù),該指數(shù)與重均分子量相關(guān)。商品聚丙烯的熔體流動(dòng)有低至0.25克/10分鐘到高達(dá)800克/10分鐘。分子量分布用重均分子量與數(shù)均分子量的比值來表示,高結(jié)晶度PP的這個(gè)比值可以高達(dá)11;而用作熔吹織物的PP則可低至2.l。這個(gè)比值在纖維紡絲過程中極為重要,而且影響到擠壓、擠出物脹大、模塑內(nèi)應(yīng)力和定向過程。
象大多數(shù)聚合物一樣,聚丙烯會(huì)氧化,特別是在熔化加工過程中。就PP而論,采取清除攻擊叔氫的自由基來保護(hù)聚合物。對(duì)于在高溫下長期使用的PP,則采用復(fù)雜的多組分穩(wěn)定劑體系;對(duì)于限制氣味或味道的場合,穩(wěn)定體系必須非常簡單。如果用于防陽光(紫外線)可加入炭黑或用專門的穩(wěn)定方法。
普通PP的抗張強(qiáng)度為34.5MPa,彎曲模量約為1723MPa。有抗張強(qiáng)度為100MPa,彎曲模量為9650MPa的玻璃填充級(jí)PP。礦物填充級(jí)PP的彎曲模量可高達(dá)約4480MPa,但抗張強(qiáng)度增加不多。在低于一75°F時(shí)仍保持延展性。抗張強(qiáng)度低至18 6MPa和彎曲模量低至689MPa的抗沖擊共聚物已經(jīng)不是最近出現(xiàn)的品種了。現(xiàn)代聚合反應(yīng)過程能生產(chǎn)出可填補(bǔ)聚丙烯與烯烴橡膠之間空白的材料。
除了強(qiáng)氧化劑和非極性溶劑外,PP對(duì)化學(xué)侵蝕有很強(qiáng)的抵抗力。例如,發(fā)煙硝酸或熱的濃硫酸能使PP降解,但濃度較低的溶液則對(duì)PP無害。液體如汽油、二甲苯和氯代烴能使PP溶脹并變軟。共聚物溶脹程度比均聚物高。PP從這類溶劑中取出后,其尺寸又會(huì)恢復(fù)原狀。由于PP表面惰性極大,如果不采用火焰處理或類似技術(shù),很難在PP上進(jìn)行印刷、涂漆及粘合。
聚丙烯的燃燒熱很高,很難制成阻燃級(jí)產(chǎn)品,但市場上有幾種牌號(hào)的阻燃級(jí)PP出售。PP還是優(yōu)秀的電絕緣體,其介電常數(shù)和損耗因數(shù)很低。它的耐濕性很好,但不是良好的阻隔氧氣的材料。
用途
纖維是PP的一個(gè)主要市場。通過拉伸或定向,可使其抗張強(qiáng)度提高15倍之多。抽絲產(chǎn)品包括衣物、尿布、非織品。家具革、農(nóng)用袋、線繩、鋪地織物、帶。地毯和地毯背村。PP還可以鑄造或定向拉伸成為薄膜。定向薄膜可作為香煙。糖果及許多物品的包裝材料;非定向膜用于電容器或包裝材料。
PP片材用于制熱成型的食品容器,這連同隔潮和傳氣傳味性能必須符合FDA規(guī)定。新型極低模量級(jí)產(chǎn)品可以用壓延機(jī)壓延,并與軟質(zhì)乙烯基樹脂爭奪市場。
通過注射吹塑法、擠壓吹塑法或拉伸吹塑法,可以把PP加工成中空制品。為了提高吹塑和熱成型性能,已開發(fā)出高熔體強(qiáng)度級(jí)PP。
市場上有快速加工擠壓貼膠級(jí)PP;聚丙烯卓越的電性能,使其適合于作電話線和數(shù)據(jù)傳輸電纜的絕緣材料。
許多不同類型的注塑部件是由PP或它的抗沖擊共聚物制成的。在汽車市場。,共聚物被用作內(nèi)部裝演和面板、外部組件和蓄電池等;均聚物和填充級(jí)用于發(fā)動(dòng)機(jī)箱罩或作儀表板。
玻璃填料級(jí)PP用作裝飾品或器具的部件。所有無填料的PP樹脂均可作家用品,醫(yī)療器具,包括一次性放射性殺菌用品,主要使用低成本的均聚物和無規(guī)共聚物。薄壁模塑容器擴(kuò)大了PP傳統(tǒng)包裝市場的范圍,如防竄改的密封器和配料器
改性聚苯醚
聚苯乙烯能和聚苯醚以任意比例混合,外加上相對(duì)容易地賦予產(chǎn)品以阻燃性,使有可能生產(chǎn)出具有廣譜物理性質(zhì)、耐熱和阻燃性質(zhì)的材料。現(xiàn)有產(chǎn)品的熱變形溫度在170~460°F之間的范圍內(nèi)。加工方法從標(biāo)準(zhǔn)模塑和擠出到吹塑和結(jié)構(gòu)泡沫模塑。通用級(jí)和阻燃級(jí)兩 種牌號(hào)用途極廣。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)模塑制品,最小厚度范圍從0.060到0.125英寸而 對(duì)于結(jié)構(gòu)泡沫件,最小厚度范圍從0.125到0.250英寸,其可燃性范圍是從UL94 HB到 V-O。
由于這兩種主要聚合物組分的憎水性質(zhì),大多數(shù)改性聚苯醚合金具有低吸濕能力。因而在很寬的濕度和溫度條件范圍內(nèi),有良好的電性能。受水、大多 數(shù)鹽溶液、酸和堿的化學(xué)侵蝕的程度極低。但是,暴露于一些有機(jī)化學(xué)品中會(huì)引起聚合物合金變軟或開裂。
化學(xué)和性質(zhì)
改性聚苯醚(PPO)是從2,6-二甲基酚氧化偶聯(lián)聚合得到的,它是一種線性和非晶形的聚合物,其Tg約為410°F。PPO能和苯乙烯(PS)在很寬的比例范圍內(nèi)形成合金。PS,通常是高抗沖PS(HIPS),提供了極好的熔體流動(dòng)特征。但是,因?yàn)镻S的Tg約為220°F,它的加入降低了共混聚合物的熱變形。PPO聚合物,具有非常高的Tg,增加了共混聚合物的熱變形。但是,PPO聚合物的加入導(dǎo)致熔融粘度的增加,因而在成型加工方面要困難一些。
因?yàn)镻PO的阻燃特性比苯乙烯類樹脂好得多,引入PPO所得的共混物通過加入耐熱的以磷為基礎(chǔ)的助劑極易使之具有阻燃能力。
共混聚合物可以進(jìn)一步用橡膠抗沖改性劑改進(jìn)韌性,用玻璃和石墨纖維提高剛性,和用各種填料改進(jìn)強(qiáng)度、剛度和阻燃性,并同時(shí)降低模具收縮率。使用沖擊強(qiáng)度改性劑能在一定溫度范圍內(nèi)使許多牌號(hào)的樹脂具有高延展性。良好的配方系統(tǒng),將典型地使產(chǎn)品的懸臂梁沖擊強(qiáng)度高達(dá)7英尺•磅/英寸,加納爾落縹沖擊值達(dá)到30英尺•磅。在溫度低至一40°F時(shí),材料仍保持良好的延展性。使用纖維達(dá)到的剛度取決于使用纖維的類型和數(shù)量。石墨纖維是最硬的,在10%填料時(shí),可使彎曲模量超過4136MPa。玻璃由于價(jià)廉而最常使用,在玻璃占 30%(wt)時(shí),產(chǎn)品模量超過6893MPa。礦物填料將PPO合金的拉伸強(qiáng)度提高到超過6893MPa,且使模量適度增加。此外,纖維和填料降低模具收縮率。
專用牌號(hào)
專用牌號(hào)包括一系列非玻璃填充產(chǎn)品,用于提高剛性和尺寸穩(wěn)定性的可發(fā)泡牌號(hào),用于微波食品包裝的可發(fā)泡牌號(hào),用于電訊和器件的可噴鎮(zhèn)和電鍍牌號(hào),用于計(jì)算機(jī)與電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)內(nèi)件的高模量牌號(hào),以及用于住宅和家具的吹塑牌號(hào)。
基于PPO和尼龍共混的系列產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展起來,PPO提供了極好的耐熱性和韌性,結(jié)晶尼龍相耐油/汽油/溶劑。PPO和尼龍的合金的吸濕性和濕氣增加性同比尼龍低得多。同礦物填充的尼龍相比,PPO/尼龍合金的密度更低,韌性更高,工具/機(jī)械磨損更小。PPO/尼龍牌號(hào)用作要求涂漆爐溫達(dá)到370°F的汽車車身板。這些牌號(hào)在汽車應(yīng)用中取代了尼龍,用在要求高熱和延展性以及硬度或尺寸穩(wěn)定的部件中,象車輪罩、鏡子框、接頭和連軸器。PPO/尼龍牌號(hào)用在要求耐化學(xué)品、尺寸穩(wěn)定和耐熱的液體處理應(yīng)用中。大部件用吹塑牌號(hào)的樹脂加工或從熱成型片材制得。
加工
大多數(shù)基于聚合物共混物的PPO具有極佳的加工穩(wěn)定性,因而很大范圍內(nèi)的產(chǎn)品可在大多數(shù)專業(yè)設(shè)備上加工。螺桿注塑機(jī)械因其能提供更迅速和均勻的熱量而比柱塞型設(shè)備更受歡迎。通常,加工溫度在500到600°F之間。
擠出牌號(hào)樹脂能在單或雙螺桿設(shè)備上加工。以聚苯醚為基礎(chǔ)的片材牌號(hào)能在有排氣或無排氣的設(shè)備上加工。擠出的片材易于真空成型且具有好的壓延均勻度。吹塑牌號(hào)具有足夠的熱強(qiáng)度,以制成大的部件。良好的溫度控制,能在幾何拐點(diǎn)保持高強(qiáng)度。
應(yīng)用
汽車中使用的聚合共混物包括主要內(nèi)部部件如儀表盤和座椅背和外部部件,如阻流板,輪子罩和鏡子框。
利用新技術(shù),可在很寬的溫度范圍內(nèi),在保持沖擊和韌性的同時(shí),改善汽車內(nèi)部應(yīng)用的特殊牌號(hào)的流動(dòng)特性。電訊和商用機(jī)械是另一個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域。特定的應(yīng)用包括終端設(shè)備外殼、鍵盤座、CATV外殼、器具、手提混合器。頭發(fā)吹干機(jī)和電動(dòng)工具。泵室和葉輪,以及接觸流體的高溫管材,都可以用基于PPO的合金制作。
商業(yè)信息
改性聚苯醚合金可以從GE塑料公司得到,其商品名為 Noryl和 Prevex。它們是具有各種性質(zhì)的、基于PPO的系列工程熱塑料。Norvl標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)的標(biāo)出價(jià)格從$ 1.38到$ 2.80/磅,有特殊填料的牌號(hào)達(dá)到$ 5/磅。 NORYL GTX樹脂,一種PPO/尼龍合金,價(jià)格為$ 1.72到$ 2.70/磅。
熱塑性聚酰亞胺
在過去幾年里,幾種新的耐高溫?zé)崴苄跃埘啺芬呀?jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。熱塑性聚酰亞胺比傳統(tǒng)的熱固性聚酰亞胺有一些優(yōu)點(diǎn),最引人注目的是改進(jìn)了韌性和熱加工和成型的能力。熱固性聚酰亞胺是化學(xué)交聯(lián)的,固化后不能重新成型(即:交聯(lián)),而熱塑性聚酰亞胺是完全反應(yīng)的線性聚合物,含有亞胺基團(tuán)-CONCO-作為聚合物鏈的一部分。由于熱塑性聚酰亞胺在加工期間沒有化學(xué)交聯(lián),它們可以被再模塑和再成型。
化學(xué)與性能
由于芳香環(huán)結(jié)合到聚合物構(gòu)架中而帶來更高的熱穩(wěn)定性,商業(yè)化的熱塑性聚酰亞胺來源于芳香雙胺和芳香二酐。芳香聚酰亞胺的制備通常涉及芳香雙胺和芳香二酐的縮聚作用,該作用發(fā)生在合適的反應(yīng)介質(zhì)中,并生成一中間產(chǎn)物聚酰胺酸。生成的聚酰胺酸可用在一些領(lǐng)域上或者通過熱或化學(xué)作用轉(zhuǎn)換成具一般結(jié)構(gòu)的線性熱塑性聚酰亞胺。
芳香族熱塑性聚酰亞胺的主要性質(zhì)是突出的高玻璃化溫度(Tg),顯著的耐高溫性,韌性,好的電性能,固有的阻燃性和高耐輻射性。但是,由于熱塑性聚酰亞胺相對(duì)高的Tg和熔融粘度,制造時(shí)要求一相對(duì)高的加工溫度。在有些情況下,加工溫度可能超過聚酰亞胺的分解溫度。雖然加工溫度在其熱分解溫度以上的線性芳香聚酰亞胺從理論上是熱塑性塑料,但它們通常被稱為假熱塑性聚酰亞胺。在這種情況下,比最終聚酰亞胺更易溶解和熔融的聚酰胺酸中間產(chǎn)物,可能在受熱轉(zhuǎn)化成聚酰亞胺以前就變成薄膜或型件。芳香族聚酰亞胺難加工的問題,在某種程度上已經(jīng)通過在聚合物鏈中雙配和雙胺任一或兩者的芳環(huán)之間引人如酮、醚和六氟異亞丙基基團(tuán)之類的柔性鏈而得到解決。改善熱塑性聚酰亞胺的可加工性的一種特別有效的芳香族雙胺是全氟異亞丙基雙胺(4一BDAF)。4-BDAF與芳香二配反應(yīng)生成具有如右上圖結(jié)構(gòu)的聚酰亞胺。
從4-BDAF得到的熱塑性聚酰亞胺比用苯二胺和芳香二配制得的聚酰亞胺更容易加工,并仍然具有高的Tg和好的氧化熱穩(wěn)定性。4-BDAF中氟的存在也導(dǎo)致制得的聚酰亞胺呈現(xiàn)出改良的電性能。其它的用于改進(jìn)熱塑性聚酰亞胺加工性的雙胺是用硅氧烷改性的芳香雙胺和二氨基苯基1,2一二氫化茚。
熱塑性聚酰亞胺的主要特點(diǎn)是它們的耐熱性,這體現(xiàn)在它們具有高的Tg。典型的Tg范圍是:從對(duì)芳香聚醚亞胺的423°F,到某些含有4-BDAF聚酰亞胺的超過700°F。
改進(jìn)了韌性的芳香聚酰亞胺同熱固性聚酰亞胺相比,其延伸率范圍從5%提高到超過 50%,其斷裂能范圍從8.5提高到 14英寸•磅/平方英寸。
熱塑性聚酰亞胺具有極好的電性能,其介電常數(shù)從部分氟化的芳香聚酰亞胺的低于2.8(1kHz)到非氟化聚酰亞胺的3.5(1kHz)。
除少數(shù)例外,芳香熱塑性聚酰亞胺能耐大多數(shù)普通有機(jī)溶劑和稀酸。暴露或浸入在堿和熱的濃酸中,會(huì)使聚酰亞胺降解。一些熱塑性聚酰亞胺在強(qiáng)極性的有機(jī)溶劑中是可溶的。
產(chǎn)品形式
完全亞胺化的熱塑性聚哪亞膠有幾種形式。薄膜、壓塑粉、清漆和纖維支撐薄膜適用于模壓和注塑、層壓、電絕緣和夾套、漆包線、電于涂層、保護(hù)涂層和粘接劑。也有全亞胺化的聚酰亞胺的預(yù)制通用型材,可以用機(jī)器加工成各種部件。
用熱塑聚酰胺的中間產(chǎn)物聚酰胺酸制成的清漆也有供應(yīng),用在電子和防護(hù)涂層和長纖維纏繞使用聚酰亞胺酸漆時(shí),要求對(duì)涂層進(jìn)行熱酰亞胺化或長纖維纏繞預(yù)成型處理。
熱塑聚酰亞胺也可制成碳纖維預(yù)浸料坯,以制造高級(jí)合成材料。熱型聚酰亞胺產(chǎn)品中還有“干式”熱塑帶狀預(yù)浸料坯和濕式預(yù)浸料坯。這些產(chǎn)品是在生產(chǎn)復(fù)合材料的過程中,由聚酰亞胺單體的混合物經(jīng)熱作用轉(zhuǎn)化為聚酰亞胺網(wǎng)絡(luò)樹脂而制成。
加工
由于芳香熱塑聚酰亞胺的Tg高,因此在加工這些聚合物時(shí)要求高溫。
聚酰亞胺粉料可在中等壓力(21到41MPa)下壓塑成型。根據(jù)熱塑聚酰亞胺的Tg,需要用500和845°F之間的鑄塑溫度來熔化粉料。具有中等Tg的粉料和粒料也能被注塑成型。由于具有高的熔融粘度,進(jìn)行注塑成型需要豐富的專業(yè)知識(shí)。為優(yōu)化注塑性能,應(yīng)遵循聚酸亞胺供貨商對(duì)注塑某一特殊樹脂所推薦的程序。
借助傳統(tǒng)的薄膜鑄塑技術(shù),可以從聚酰亞胺清漆(若能溶解在某一合適溶劑中的話),或聚酰胺酸清漆制得薄膜。若使用聚酰胺酸清漆,則得到的薄膜必須熱酰亞胺化,以得到聚酰亞胺薄膜。”
通常,使用熔融擠出技術(shù),由于芳香熱塑聚酰亞胺加工溫度太高而不能制得可以接受的薄膜。但是,用硅氧烷雙胺或醚改性雙臉來改性能充分地降低聚酰亞胺的加工溫度,這樣,傳統(tǒng)的熔融擠出法就成為可行。
用聚酰亞胺或聚酰胺酸的溶液浸透玻璃、石英、石墨纖維和/或連續(xù)纖維束,接著除去溶劑,并加熱樹脂使其熔融,能制得層合板。如同在其它場合使用聚酰胺酸一樣,這里也要求有一個(gè)最終熱酰亞胺化的步驟。
采用壓塑和蒸壓技術(shù),從“濕式”或“干式”熱塑聚哪亞胺預(yù)浸料坯能制得耐高溫的高級(jí)復(fù)合材料。用來加固預(yù)浸料坯和使用聚酰亞胺熔融的加熱周期隨所用的具體的聚酰亞胺而變化。通常,要求蒸壓溫度超過600°F,壓力在14MPa以上。為得到好的質(zhì)量,當(dāng)從熱塑聚酰亞胺預(yù)浸料坯制造復(fù)合材料時(shí),應(yīng)遵從預(yù)浸料坯供應(yīng)商所推薦的加工條件。
假熱塑聚酰亞胺的粉料,可以用粉末冶金技術(shù)冷成型的方法制成部件,而后在680到720°F的高溫下燒結(jié)。
熱塑聚酰亞胺也用于制作金屬和高等復(fù)合材料的防護(hù)涂層和耐蝕阻隔涂層以及電子設(shè)施的介電涂層。通常,使用聚酰胺酸清漆。采用傳統(tǒng)的涂層技術(shù)(例如:噴、刷、浸和滾)。在一個(gè)干燥步驟之后,聚酰胺酸涂層經(jīng)熱轉(zhuǎn)化為聚酰亞胺。對(duì)于電子應(yīng)用中要求的薄涂層,使用高速旋轉(zhuǎn)涂層工藝。同樣,如果使用聚酰胺酸清漆,在涂層工藝中需要有一道最后的熱酰亞胺化步驟。
應(yīng)用
芳香聚酰亞胺主要用在航空和航天、航海、汽車、電氣和電子行業(yè)。聚酰亞胺的長期高溫性能滿足這些方面應(yīng)用的需要。
芳香聚酰亞胺薄膜用于電動(dòng)機(jī)、磁導(dǎo)線、飛機(jī)和導(dǎo)彈接線和扁平軟電纜的電氣絕緣中。由于芳香聚酰亞胺固有的阻隔性,薄膜也用于制作飛機(jī)和船舶的防火隔層。它們擁有極好的耐輻射性,被用在核應(yīng)用方面的閥座、密封和熱絕緣。 用壓塑和注塑制成的芳香聚酰亞胺軸承用在那些要求耐高溫和化學(xué)品和天然潤滑的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),器具以及辦公設(shè)備上。模塑芳香聚酰亞胺也作為活塞環(huán)用在旋轉(zhuǎn)葉片壓縮機(jī)上,以及汽車和在小路上行駛的機(jī)車的非潤滑密封件上。
用熱塑聚酰亞胺制備的高級(jí)復(fù)合材料適于用在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)和先進(jìn)的軍用和民用飛機(jī)中作為一級(jí)(結(jié)構(gòu))和二級(jí)部件。
芳香聚酰亞胺層壓材料主要用在制造多層印刷線路板。它們低的介電常數(shù),相對(duì)較低的熱膨脹系數(shù)(28到34 X 10-6英寸/英寸/°F)和同導(dǎo)電金屬的強(qiáng)粘接力,使其在多數(shù)要求更高的電子 用途中取代環(huán)氧樹脂。
基于熱塑聚酰亞胺做成的涂層用在對(duì)金屬和高級(jí)復(fù)合材料的磨損和腐蝕保護(hù)上。從芳香聚酰亞胺得到的介電涂層用在半導(dǎo)體晶片和高密度內(nèi)連接(HDI)電子設(shè)備中。
芳香聚酰亞胺泡沫用在許多飛機(jī)和船舶上。這些具有固有阻燃性的低密度(<1磅/立方英尺)泡沫用在商用/軍用飛機(jī)和海軍船只的隔熱和隔音。
商業(yè)信息
假熱塑料聚酰亞胺供貨商有:杜邦公司,商標(biāo)是Kapton(薄膜)、Vmpel(型材和燒結(jié)件)、 Pyralin和 Pyre ML(漆); Rosers公司供應(yīng)型材和粉料,其商標(biāo)為Envex。供應(yīng)漆的公司有: Mon-santo公司,商標(biāo)為Skybond700美國Cysnamid公司,牌號(hào)為FM-34,P•D•George公司,商標(biāo)為Untratherm。Albemarle的Imi-Tech子公司以商標(biāo) Solimide供應(yīng)泡沫。
熱塑聚酰亞胺。漆和粉料供應(yīng)商有:Rogers公司,商標(biāo)為Duramid,Ciba Geigy公司,商標(biāo)為 Matrimid。
熱塑聚醚酰亞胺可以從GE塑料公司購得,其商標(biāo)為Ultem。
熱塑料聚酰胺半固化片有二家供貨公司,他們是:杜邦公司,商標(biāo)名為Avimid,美國Cyanamid公司,商標(biāo)為Cypac.
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?br />
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68°F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2.3%,對(duì)甲醇為 12. 2%,對(duì)色拉油為 0. 1%。
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。
乙烯-丙烯酸甲酯(簡稱EMAC)
乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMAC) 是所有高壓α烯烴共聚物中熱穩(wěn)定性最好的一種。無論作為單一料或者摻混料,EMAC在薄膜、擠壓貼膠、片材。模塑、吹塑、制管型材擠塑和共擠塑等領(lǐng)域有很多用途。它可以添加50%以上的填料而不影響其彈性,而且可以與所有聚烯烴樹脂相容,因而可用作母料的基質(zhì)樹脂。
化學(xué)和性能
EMAC是用普通高壓反應(yīng)器生產(chǎn),丙烯酸甲酯單體和乙烯氣體一起噴射進(jìn)入反應(yīng)器,反應(yīng)生成無規(guī)共聚物。商品 EMAC含有 18~ 24%( wt)的丙烯酸甲酯,商用材料的熔融指數(shù)值為0. 5- 20克/10分鐘。有些規(guī)格是純樹脂,另有一些規(guī)格則含有爽滑和抗粘結(jié)配料。為了改進(jìn)其加工性能、柔軟度。粘合性能,正在開發(fā)其它配方。EMAC共聚物最值得注意的性能改善(與LDPE均聚物相比較)包括:維卡(Vicat)軟化溫度從194°F下降為138°F;彎曲模量減小;抗環(huán)境應(yīng)力斷裂的性能顯著提高;介電性能增強(qiáng)。該類材料對(duì)大多數(shù)化學(xué)品有良好的抵抗力,但不是設(shè)計(jì)作為在有機(jī)溶劑和硝酸中連續(xù)浸泡之用。 加工
采用標(biāo)準(zhǔn)的 LDPE薄膜擠壓生產(chǎn)線,在約 325°F的熔化溫度下,很容易把 EMAC加工成吹制薄膜。吹制薄膜擁有極高的急落沖擊強(qiáng)度,而且使用傳統(tǒng)的熱熔接設(shè)備或射頻方法(RF)很容易使之熱熔接。這些同類材料能在慣常的擠壓貼膠溫度600~620°F下進(jìn)行擠壓貼膠或共擠壓貼膠。流延薄膜,注塑和吹塑加工溫度處于上述溫度范圍內(nèi),這顯示出乙烯丙烯酸甲酯共聚物十分多面的加工性能。
所制薄膜具有類似乳膠橡膠的柔軟度,很適合作一次性手套及某些醫(yī)療用品。
用途
根據(jù) FDA和 USDA的規(guī)定,EMAC滿足食品包裝的要求。在使用雙氧水衛(wèi)生洗滌液的無菌包裝方面, EMAC也已被認(rèn)可作熱封口及食品表面接觸材料。這類材料還符合醫(yī)藥用USP的VI級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。 EMAC樹脂在焚化時(shí),不會(huì)釋放令人討厭的物質(zhì),如鹵素。
EMAC薄膜的表面濁度比典型均聚物L(fēng)DPE的高.這個(gè)特性以及它的類似乳膠橡膠的柔軟度,使它很適合作一次性手套和某些醫(yī)療用品。
EMAC是良好的擠壓貼膠和擠塑層合樹脂.這是由于它有天然良好的熱穩(wěn)定性、對(duì)常用基質(zhì)的粘合性、熱熔接及射頻熔接性能,而且能在為 LDPE設(shè)計(jì)的裝置上加工。
EMAC樹脂常用環(huán)型及平面型薄膜模頭進(jìn)行共擠壓,以便在基質(zhì)上形成一個(gè)熱熔接合層;或者用作連結(jié)層,以提聚烯烴、離聚物、聚脂、聚碳脂、EVA、 PVDC、 EAA、 OPET、 OPP 等的層合粘合性。
軟管及型材具有優(yōu)秀的抗應(yīng)力斷裂性能和低溫沖擊強(qiáng)度。泡沫片材可用于肉類或食品包裝方面。
EMACN用作與 LDPE、聚丙烯、聚酯、尼龍及聚碳酸酯的共混組分,以提高沖擊強(qiáng)度和韌度,增強(qiáng)熱熔接性能,提高粘合性,減小剛度和增加表面摩擦系數(shù)。
抗沖擊聚苯乙烯
聚苯乙烯的生產(chǎn)始于1930年,是最早工業(yè)化生產(chǎn)的熱塑性聚合物之一。為了滿足韌性材料的要求,1950年開始開發(fā)橡膠改性聚苯乙烯(即高抗沖擊聚苯乙烯,HIPS)。通過將橡膠加入聚苯乙烯基材,可生產(chǎn)出具有不同性能的各種品級(jí)的高沖擊聚苯乙烯。近年來,已開發(fā)出各種特殊品級(jí)的HIPS,已有阻燃級(jí)、抗應(yīng)力開裂級(jí)、高光澤度級(jí)、極高沖擊強(qiáng)度級(jí)、玻璃纖維增強(qiáng)級(jí)以及低殘留揮發(fā)分級(jí)等,它們?cè)谠S多應(yīng)用領(lǐng)域中已能與昂貴的工程樹脂相競爭。
抗沖擊聚苯乙烯突出的特性是易加工、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異、沖擊強(qiáng)度高并且有較高剛性。對(duì)于HIPS只是在耐熱性。氧滲透性、紫外光穩(wěn)定性和耐油品性方面有一定限度。 化學(xué)和性能
抗沖擊聚苯乙烯是通過將聚了二烯橡膠在聚合反應(yīng)之前溶于苯乙烯單體而制得的。雖然可以用懸浮聚合法制HIPS,但目前工業(yè)上生產(chǎn)HIPS采用的主要是本體聚合法。在本體聚合過程中,苯乙烯單體/橡膠/添加劑的混合體通過一系列反應(yīng)器,轉(zhuǎn)化率達(dá)70~90%。
聚合反應(yīng)中需加熱或加入引發(fā)劑使反應(yīng)完成,然后在真空中加熱從樹脂中除去揮發(fā)性殘留單體,再造粒出售。抗沖擊聚苯乙烯根據(jù)其相對(duì)的抗沖擊強(qiáng)度分為幾級(jí):中等抗沖擊品級(jí)的缺口懸臂梁抗沖擊強(qiáng)度一般為 0.6—1.5 ft.lb/in;高抗沖擊品級(jí)的抗沖擊度為1.5—2.5ft.lb/in;極高抗沖擊級(jí)的抗沖擊強(qiáng)度為>2.5 ft.lb/in。有的 HIPS品級(jí)其抗沖擊強(qiáng)度值高達(dá)6.0 ft.lb/in,但這種樹脂通常用于共混樹脂中以提高低強(qiáng)度品級(jí)樹脂的抗沖擊強(qiáng)蔗。
標(biāo)準(zhǔn)HIPS的其它重要性能如下:彎曲強(qiáng)度13.8~55.1MPa;拉伸強(qiáng)度13.8—41.4MPa;斷裂伸長率為15—75%;密度1.035—1.04 g/ml;維卡軟化點(diǎn)185—220°F。
唯一工業(yè)化的摻用HIPS合金是其與聚苯醚的共混物。這種共混物的耐熱性和韌性都很突出,但產(chǎn)品價(jià)格比單用HIPS的產(chǎn)品高許多(參見“合金和共混物”P15)。
聚苯乙烯技術(shù)的不斷發(fā)展使生產(chǎn)廠可以生產(chǎn)與標(biāo)準(zhǔn)級(jí)PS相比具有更突出性能的品級(jí)。聚苯乙烯的許多性能是不能兼而得之的,如欲提高抗沖擊強(qiáng)度,就不得不犧牲光澤度等。目前出現(xiàn)的一些新型樹脂,它們具有ABS的光澤度,同時(shí)也有很高的韌性。有些品級(jí)如在包裝食品時(shí),可耐各種油脂和用于致冷機(jī)時(shí)能耐氯氟烴(CFC)發(fā)泡劑的也已開發(fā)出來。阻燃級(jí)(UL V-0和 UL 5-V),抗沖擊聚苯乙烯已有生產(chǎn)并廣泛用于電視機(jī)殼、商用機(jī)器和電器制品。這些樹脂的加工操作比許多阻燃工程樹脂更為容易,價(jià)格也更低。
加工
抗沖擊PS可用許多傳統(tǒng)的成型方法進(jìn)行加工,如注塑成型、結(jié)構(gòu)泡沫塑料成型、片材和薄膜擠塑、熱成型以及注坯吹塑成型等。HIPS樹脂吸收水分較慢,因此一般情況下不需干燥。有時(shí)材料表面的水分過多會(huì)被吸收,從而影響最終產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。在160°F下干燥2-3h就可去掉多余的水分。
薄膜、片材和型材的擠塑是HIPS用得最多的加工成型方法。抗沖擊聚苯乙烯的加工范圍很寬,因此它成為最容易熱成型的樹脂之一。一般使用普通的擠塑設(shè)備樹脂熔融溫度為400—500°F,樹脂的熔體指數(shù)范圍是 1.5—4.0 g/10min。也經(jīng)常采用旋轉(zhuǎn)式、串聯(lián)的和梭式的壓力和真空熱成型設(shè)備。HIPS具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和剪切穩(wěn)定性,能夠接用多量的回收料,而不降低產(chǎn)品性能,在熱成型加工中的回收料使用量可高達(dá)60%。
注塑成型是僅次于擠塑的用得最多的加工成型方法。樹脂的注塑成型一般是在長徑比為16:1—24:1、壓縮比為2.5/1—3.0/1的往復(fù)式螺桿注塑機(jī)上進(jìn)行。加工溫度350—500°F,但對(duì)于阻燃級(jí)HIPS,其加工溫度必須低于470°F,以防止添加劑產(chǎn)生降解反應(yīng)。采用注塑成型方法加工的樹脂其熔體指數(shù)一般為 5.0~15.0 g/min。結(jié)構(gòu)泡沫塑料成型方法是常用的工藝,采用化學(xué)和物理發(fā)泡劑。
盡管各種HIPS樹脂是被此相容的,但在操作之前要清洗加工設(shè)備,以保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量,抗沖擊PS與丙烯睛一丁Th烯一苯乙烯共聚物(ABS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯酸酯類樹脂以及其它大多數(shù)塑料均不相容,不相容的塑料混合體在加工設(shè)備中會(huì)產(chǎn)生分離脫層現(xiàn)象,引起物理性能的極大下降。
應(yīng)用
抗沖擊PS具有易加工性、良好的性能和低價(jià)格,因此被用來制造許多用途的制品和工業(yè)產(chǎn)品。主要應(yīng)用領(lǐng)域有包裝和一次性用品、儀器儀表、家用電器、玩具和娛樂用品以及建筑行業(yè)。
HIPS的最大專一用途是作為包裝和一次性用品材料,特別是食品包裝材料和飲食餐具。主要應(yīng)用包括日用包裝容器。自動(dòng)售貨機(jī)用和分裝用杯、各種罩蓋、盤。碗等等。一次性用品如盤碟類、瓶蓋、安全剃刀、筆桿等也是HIPS消耗量大的一部分用途。
近年來,特種產(chǎn)品成為HIPS產(chǎn)品開發(fā)的重點(diǎn)。新開發(fā)的HIPS產(chǎn)品在某些應(yīng)用領(lǐng)域可與工程樹脂競爭,有的比現(xiàn)用的產(chǎn)品質(zhì)量要高得多,儀器儀表和消費(fèi)電器是HIPS產(chǎn)品不斷增長的市場之一,包括小型儀表、冰箱內(nèi)壁和內(nèi)部零件、電視機(jī)外殼、空調(diào)部件、商業(yè)機(jī)器以及錄音錄相磁帶盒。特殊級(jí)別的HIPS樹脂在許多領(lǐng)域已取代了價(jià)高的工程塑料,一種超高抗沖擊強(qiáng)度,耐高溫的HIPS甚至已可用作汽車內(nèi)飾部件。
商業(yè)信息
1992年HIPS樹脂的生產(chǎn)量約為27 /億lb,幾乎是PS總產(chǎn)量的一半。在美國,抗沖擊 PS有 7個(gè)主要生產(chǎn)商: Amoco、 Chevron、 Dow、 Fina、 Huntsman, BASF和Novacor.抗沖擊聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)級(jí)的價(jià)格為40一50美分/lb,在成型和擠塑方面,與工程塑料和商品塑料(如聚烯烴樹脂、PVC等)相比,其價(jià)格/性能比較好,這是它的優(yōu)勢(shì)。
聚苯硫醚
聚苯硫醚是一種半結(jié)晶材料,具有極好的耐高溫、耐化學(xué)品、流動(dòng)性、尺寸穩(wěn)定性和電性能的綜合性能。這種材料可以填充增強(qiáng)纖維和填料以用于注塑。
化學(xué)和性能
聚苯硫醚(PPS)從1,4二氯苯和硫化鈉在極性溶劑中制得。
在開始的工藝步驟之后,這種材料在高溫下進(jìn)行空氣熟化,得到部分枝化的高粘度材料,共性質(zhì)適合進(jìn)行熱塑塑料加工。
各個(gè)公司已有辦法免除這個(gè)熟化期,并使材料具有普通線性PPS結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在市場上有兩種形式的PPS:一種的特點(diǎn)是具有部分枝化結(jié)構(gòu);另一種相對(duì)來說更具有線性的PPS結(jié)構(gòu)。后一種產(chǎn)品具有更好的機(jī)械強(qiáng)度和更高的熔體穩(wěn)定性。
由于PPS熔融粘度低,因而可以負(fù)載高達(dá)70%的各種填料和增強(qiáng)劑。不同的填料用量改變材料的強(qiáng)度、電性能、表面性能和尺寸穩(wěn)定性,以及混合料的成本。熱熔化溫度在545°F左右的PPS,能短期內(nèi)經(jīng)受住500°F的考驗(yàn)。在1.82MPa的負(fù)荷下,PPS的熱變形溫度一般高于500T,其上限溫度還取決于所受的應(yīng)力。
由于 PPS的化學(xué)結(jié)構(gòu)中有70%的芳香族化合物和 30%的硫,因此天生具有阻燃性。材料回收利用時(shí),其阻燃性能不會(huì)受到影響。維持PPS樣品持續(xù)燃燒所需的最低氧氣濃度在 40%以上,而正常情況下,大氣中僅含有約22%的氧氣,不足以維持 PPS燃燒。用PPS材料制成的部件可以耐受腐蝕性的化學(xué)環(huán)境:在低于400°F時(shí),已知的溶劑都不能溶解它。
然而,PPS不能長期用于氧化性的酸中,如熱硝酸。此外,PPS不吸收水分,這一點(diǎn)與尼龍、聚醚酸亞胺和聚酯不同。
加工
PPS注塑加工一般采用傳統(tǒng)的螺旋桿式注塑機(jī),加熱區(qū)溫度范圍為600一680°F。注塑壓力一般在55MPa到83MPa之間,具體值需根據(jù)部件設(shè)計(jì)和PPS的混合料而定. PPS的高流動(dòng)率,可以填充長而薄的部分。
加工前,材料應(yīng)在脫水干燥箱中干燥3—4個(gè)小時(shí),干燥溫度為300°F。如果必要的話,盛放于2英寸深的盤子里,用傳統(tǒng)的加熱爐烘干2—4個(gè)小時(shí),溫度為300—350°F。未徹底烘干的PPS不會(huì)影響部件的均一性,但在加工過程中會(huì)引起麻煩。在注塑機(jī)桶內(nèi),集結(jié)在混合料的填料上的水分變成蒸汽,致使注塑機(jī)的噴嘴流淌。
要使PPS具有較高的熱尺寸穩(wěn)定性,必須精確控制模具的溫度。測得模具溫度在275—325T之間,材料才能結(jié)晶。低于這個(gè)范圍,部件可能是,也可能不是結(jié)晶態(tài)的。如果部件不是完全結(jié)晶態(tài)的,把它放在比原模具溫度高的溫度下使用,部件將開始結(jié)晶。
部件出模后會(huì)收縮,這不是所希望的。即使一個(gè)部件僅用于不受高熱的化工過程,高模溫也很重要,因?yàn)楦吣叵录庸こ鰜淼牟考砻婀饣?ldquo;富樹脂”的。而對(duì)一個(gè)冷模塑的部件來說,其中的填料會(huì)趨向移向表面,而易受化學(xué)物質(zhì)的攻擊。模具受高剪應(yīng)力的部分應(yīng)使用淬火鋼,這是因?yàn)榛旌狭蟽?nèi)填料含量高,而填料具有磨損性。
應(yīng)用
因?yàn)镻PS材料有高熱變形溫度(HDT)和阻燃性能,并能充填長而薄的截面,它的首要用途就是制造電氣連接件和電氣元件。對(duì)于一個(gè)電氣連接件來說,一般不需耐500°F的高溫,那為什么又需要高的熱變形溫度(HDT)呢?這里,連接件與印刷電路板之間的聯(lián)接加工方法是關(guān)鍵。隨著新團(tuán)結(jié)方法的使用,如紅外固結(jié)和汽相固結(jié),材料所要經(jīng)受的實(shí)際溫度高達(dá)450°F,PPS在這么高的溫度下能保持其剛度,使插入的連接件的釘接觸面不至于松開。
由于元件趨向小型化,這就要求連接件材料能流動(dòng)較長的距離,填充更薄的截面。一個(gè)連接件的間隔(連接件釘接觸面之間的間隔)一般中心距為 0.1英寸,并正在向 0.05英寸發(fā)展。流動(dòng)計(jì)百好的材料(如 PPS和液晶聚合物)將被考慮取代傳統(tǒng)的聚酯。由于絕緣塑料不應(yīng)該有容納或傳輸電行的能力,因此.材料中離子含量(金屬含量)低就變得很重要了。降低PPS的離子含量已取得了進(jìn)展。
汽車工業(yè)是PPS的一個(gè)新市場。PPS用作汽車發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器和鹵素?zé)糇沒有用作主要部件。現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)艙正在變小,而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求卻越來越高。今后五年內(nèi),汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的溫度將會(huì)高達(dá)340°F,到九十年代中期.會(huì)達(dá)到400°F以上。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)溫度提高,與機(jī)油、燃料(汽油和甲醇)、防凍劑、傳導(dǎo)液、剎車液等接觸,對(duì)常用于機(jī)罩下的塑料來說是十分重要的問題。 PPS具有抗化學(xué)和耐高熱的優(yōu)點(diǎn).正在被考慮用于燃料系統(tǒng)、導(dǎo)管和閥套。
已開發(fā)出可用作反光表面,如前燈和霧燈反光器的專用級(jí)PPS。這些牌號(hào)的材料可以耐鹵素?zé)舾哂?00°F的溫度。而且同向熱膨脹性低,使燈在較寬的溫度范圍內(nèi)保持聚焦。PPS常被用作絕緣體(見上表)。然而,隨著一系列從抗靜電到導(dǎo)電的PPS牌號(hào)的開發(fā),許多問題也迎刃而解。例如,用作輸送可燃性流體的化學(xué)泵能聚集靜電荷,能產(chǎn)生火花,引起爆炸。抗靜電級(jí)PPS比普通級(jí)PPS具有更低的表面和體積電阻率,因此,用這種牌號(hào)的PPS做泵的 外殼可以接地以防止發(fā)生這類事故。
導(dǎo)電PPS能隨電流升高而加熱至均勻溫度,可用于電阻加熱方面,如:柴油機(jī)燃料過濾器的預(yù)熱,汽車外鏡除霜,泵體自熱。PPS器具市場包括小型開關(guān)。加熱器內(nèi)殼、電機(jī)后罩、電刷架。使用PPS是利用它的高耐熱性和良好的電性能。PPS的耐化學(xué)性是它用于工業(yè)和機(jī)械市場的主要原因,這包括化學(xué)泵(內(nèi)殼和外殼)、閥門、管道配件、油田用部件和塔器填料。
商業(yè)信息
主要生產(chǎn)商有:Miles公司(Tedur牌); GE塑料公司(Supec牌);赫司特Celanese公司(Fortron牌);菲利浦公司l(Ryton牌)。
苯乙烯類熱塑性彈性體(苯乙烯類TPES)
熱塑性彈性體的主要種類中,苯乙烯類熱塑性彈性體(或苯乙烯嵌段共聚物)是應(yīng)用最廣泛的一種,因?yàn)樗鼈兡芘c許多材料混合,如填料、增量劑、改性劑和其它樹脂等。
這種混合可根據(jù)特殊應(yīng)用的要求,嚴(yán)格控制地改變材料的多種性能象粘性、剛性、軟化溫度和內(nèi)聚粘結(jié)強(qiáng)度。因此苯乙烯類TPES有著極為廣泛的應(yīng)用范圍。相反,苯乙烯嵌段共聚物卻很少以單純的形式應(yīng)用。
化學(xué)與性質(zhì)
正如所有的TPES一樣,苯乙烯類TPES在室溫下,它是以在單一高聚物的鏈內(nèi)或由組成材料而形成的相互貫穿的基體內(nèi)存在軟硬鏈段(或相)為特征的。
例如,在苯乙烯/丁二烯/苯乙烯TPES鏈中,軟相就是橡膠態(tài)的丁二烯中心鏈段,硬相是結(jié)晶態(tài)的苯乙烯兩端鏈段。在常溫下,硬相可以抑制軟的彈性材料流動(dòng)。
在較高溫度下,這些結(jié)構(gòu)將成為流體并在壓力條件下流動(dòng)。冷卻時(shí)便相再一次形成包含彈性體的基體。
苯乙烯嵌段共聚物的分子是線型的或是支化的。迄今絕大多數(shù)苯乙烯類TPE共混物都是以線型分子為基礎(chǔ)的,也可稱為線型三嵌段共聚物。
這包括苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物;苯乙烯/異戊二烯/苯乙烯嵌段共聚物;苯乙烯/己烯-丁烯/苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯/乙烯-丙烯/苯乙烯嵌段共聚物。
作為一個(gè)類型,苯乙烯類TPES顯示出有與硫化橡膠相比擬的強(qiáng)度和伸長率(見表回)。它們其它的特性有:硬度28—95邵氏A(較多的品級(jí)適用邵氏A60以下);抗張強(qiáng)度 2.1-34 SMPa;伸長率250~1300%;使用溫度一110~220°F;密度0.9一1.1,還有較好的電絕緣性能(一些品級(jí)已列入U(xiǎn)L標(biāo)準(zhǔn)),對(duì)水解的穩(wěn)定性,耐酸堿。清潔無毒的品級(jí)可用于美國食品及藥物管理局規(guī)定的用途。
一般說來,苯乙烯/乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物和苯乙烯/乙烯.丙烯/苯乙烯嵌段共聚物都有較好的耐環(huán)境因素特性如熱、紫外線、臭氧和溶劑等。
但它們與苯乙烯/丁二烯嵌段共聚物相比要更貴些。苯乙烯類TPES還具有短期耐油、耐表面活性劑和有機(jī)溶劑的性能。
一些硅氧烷改性苯乙烯共聚物的應(yīng)用日益擴(kuò)大并引起注意,已把它們作為一個(gè)分類來考慮。這種共聚物可常用來代替低硬度橡膠(邵氏A50以下),還能改善加工,得到更平滑的表面,對(duì)各種小的或復(fù)雜制品脫模性好。目前硅氧烷改性產(chǎn)品有 Concept Polymer公司 C-Flex。
加工方法
苯乙烯類TPES有碎屑、粉料、粒狀三種型式,可在常用的擠塑、吹塑、注塑等設(shè)備上進(jìn)行加工。由于它們不需要硫化,所以在設(shè)備上的初期投資是相當(dāng)?shù)偷摹?br />
苯乙烯類TPE注塑成型具有周期短的優(yōu)點(diǎn),和橡膠相比,它的生產(chǎn)流程更短,成本更低。
模具(不需要大量的模腔)的成本與橡膠加工相比也低得多。就加工而言,苯乙烯類TPES和其它熱塑性材料一樣,其邊角料也可以再生。
苯乙烯類TPE嵌段共聚物的擠塑和共擠塑產(chǎn)品有:板材、膜、管材、增強(qiáng)軟管、電線和電纜的絕緣層和護(hù)套等。
苯乙烯類TPES與很多材料能相互粘著,包括PS、PE、PP、PC和EVA。為此,苯乙烯類TPES常被用作共擠片材的連結(jié)層。苯乙烯/乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物可制作阻隔包裝材料,這是因?yàn)樗鼈兺该鳌⒛軣岢尚汀⒖烧糁蟆⒖稍谖⒉t中用。
苯乙烯類TPES可用于為提高許多材料摩擦系數(shù)的透明薄涂層。注塑和吹塑制備的苯乙烯TPES部件廣泛地應(yīng)用在汽車、儀表和電器工業(yè)上。
對(duì)這類產(chǎn)品來說,通過苯乙烯/乙烯-丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物與聚烯烴共混可提高使用溫度和耐溶劑性能。
應(yīng)用
苯乙烯類TPES的專門應(yīng)用分為若干重要類型:
鞋類 苯乙烯TPES在制鞋工業(yè)中的應(yīng)用較為突出,主要是為制作普通鞋和運(yùn)動(dòng)鞋注塑鞋底和組合鞋底(鞋跟與鞋底的一種簡單組合結(jié)構(gòu))。
這些材料提供了鞋的附著摩擦力、低溫柔韌性、耐疲勞和耐磨損的性能。
導(dǎo)線和電纜 苯乙烯類TPES也廣泛用作導(dǎo)線和電纜的絕緣和護(hù)套材料。它們還有很好的回彈性和低溫屈撓性,可與交聯(lián)的PE、硫化橡膠和PVC媲美,在汽車主電路導(dǎo)線、設(shè)備導(dǎo)線、軟繩索、增壓器電纜和拖車電纜等方面也有競爭力。
苯乙烯類TPES用于導(dǎo)線和電纜還具有其它重要性能,有強(qiáng)度、耐磨性能、耐碾壓、抗沖擊、防火、熱穩(wěn)定性、介電性能等。多數(shù)導(dǎo)線和電纜的結(jié)構(gòu)都符合UL標(biāo)準(zhǔn),汽車工程師協(xié)會(huì)(SAE)和其它的主要的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
汽車部件 用重量輕的TPE部件代替汽車上的橡膠和金屬部件,除保持相應(yīng)的性能外,還可降低制造成本,提高汽車燃料效率。對(duì)于這些應(yīng)用來說,最好的材料是苯乙烯嵌段共聚物,因?yàn)樵谄嚢l(fā)動(dòng)機(jī)罩下面的應(yīng)用需較高的使用溫度,還要有低溫屈撓性能,耐臭氧性能。
一些特殊用途所需品級(jí)的抗張強(qiáng)度達(dá)到 24.1MPa,可制作暖氣和空調(diào)導(dǎo)管。襯墊、密封圈等。需要裝飾的部分也可以涂漆和燙印。
生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用 苯乙烯類TPES制備的醫(yī)療器材的優(yōu)異性能超過了橡膠制品,因?yàn)樗鼈儧]有象橡膠硫化的殘留物。對(duì)這些產(chǎn)品消毒殺菌的有效方法可用環(huán)氧乙烷、放射線、蒸汽。聚硅氧烷改性的苯乙烯嵌段共聚物已較多的用來作為制作醫(yī)療器械的材料。
最新誕生的這些材料改善了拉伸殘余形變和透明度。并且是對(duì)硅橡膠。PVC、TPU、TPO和其它應(yīng)用在醫(yī)療器械工業(yè)中的苯乙烯TPES產(chǎn)品的一類有用的替代品。
為生物醫(yī)用配制的苯乙烯類TPE材料,性能廣泛,有優(yōu)良的生物相容性,可變的硬度范圍,好的回彈性,低的拉伸殘余形變和壓縮殘余形變,及溫度的穩(wěn)定性。
這些材料用作泌尿植入管、醫(yī)用管。醫(yī)用片材和薄膜、球管、醫(yī)用密封圈、墊片和隔膜等。另外,這些TPES可在食品及藥物管理局(FDA)規(guī)定的應(yīng)用范圍制作外科遮擋簾、醫(yī)用薄膜、嬰兒奶瓶透明奶嘴、配藥管等。
粘合劑、密封劑、涂料、填料 由苯乙烯類TPES能制成高強(qiáng)度的彈性 材和薄膜,它們已成為一種很重要的品種類,可用于配制密封劑和涂料,最大的優(yōu)點(diǎn)是能附著在各種材料上。
它們還可用作屋頂涂料、罐頭密封膠、可剝涂層及提高橡膠基粘合劑和密封膠的性能。
它們的用途還包括組裝用粘合劑、壓敏膠帶、標(biāo)簽、包裝粘合劑和建筑粘合劑。
抗沖改性 即使將很少量的苯乙烯類TPES添加到PS、PE、PC和PP樹脂中,就能有效地改善這些材料的韌度、和沖擊強(qiáng)度和屈撓性能。
材料的這種改性還改善了雙軸取向PS的回彈性,所生成的熱成型片膜的透明度沒有太大損失。苯乙烯類TPES過改善了HDPE和LDPE吹塑膜的抗沖擊強(qiáng)度和耐撕裂強(qiáng)度。
PP和苯乙烯類TPE共混物的注塑成型產(chǎn)品具有相當(dāng)高的低溫抗沖擊強(qiáng)度。如把苯乙烯類TPES添加到某些樹脂回收料中,可以改善這些材料的性能。
瀝青 用少量的苯乙烯類TPE進(jìn)行瀝青改性,從而改善了瀝青的低溫屈撓性、伸長特性和抗疲勞性能。這種改性材料已用作屋頂材料、管材涂料、池槽襯層、密封層。
相容劑 由于它們與許多樹脂都有一定的相容性,所以在兩種或更多種通常不相容的高聚物形成合金過程中,苯乙烯類TPES有時(shí)可作為相容劑使用。
商業(yè)信息
目前,可提供苯乙烯類TPES的生產(chǎn)商和銷售商有: Kraton(Shell ChemicalCo.),C-Flex(Concept Polymer Technologies),F(xiàn)inaprene(Fina Oil& Chemical),Eurprene(Enimont),and Solprene(Housmex Inc.)
1991年初,不同品級(jí)的苯乙烯類TPES的價(jià)格范圍為 1.05——4.30 美元/磅。
聚苯乙烯
聚苯乙烯(PS)是一種熱塑性樹脂,由于其價(jià)格低廉且易加工成型,因此得以廣泛應(yīng)用。聚苯乙烯有均聚物(透明粒料)或增韌接枝共聚物或與彈性體的共混體(抗沖擊聚苯乙烯IPS)形式。聚苯乙烯共聚物在物理性能和熱性能上比均聚物有所提高。這幾類聚苯乙烯有多種品級(jí),如標(biāo)準(zhǔn)IPS和標(biāo)準(zhǔn)透明品級(jí)、抗環(huán)境應(yīng)力開裂品級(jí)(ESCR)、耐紫外線級(jí)。阻燃級(jí)、耐磨級(jí)、制輕質(zhì)制件的高撓性品級(jí)、可發(fā)泡品級(jí)、超初級(jí)以及低殘余揮發(fā)分品級(jí)等。聚苯乙烯樹脂用于制造日常生活中的一次性餐具、汽車部件、包裝材料、玩具、建筑材料、電器和家庭用品等。
化學(xué)和性能
透明PS粒料它是通過苯乙烯單體的加成聚合反應(yīng)得到的無定形聚合物。無色、透明,光學(xué)性能極好,并有高剛性。性脆易裂、經(jīng)過雙軸拉伸后才較柔軟和有韌性,透明PS的代表性能如下:
密度 1.05 g/cm3
拉伸強(qiáng)度 48.3MPa.
彎曲強(qiáng)度 82.7MPa.
典型收縮率 0.0045 in/in
熱膨脹系數(shù) 5—8 X 10-5in/(in•°c)
伸長率 2—3%
維卡軟化點(diǎn) 225°F
聚苯乙烯本身耐y射線,因此y線照射滅菌對(duì)制品性能沒有影響。聚苯乙烯溶于芳香族溶劑和某些酮類,能溶解于甲基乙基酮。透明PS顆粒的熔體指數(shù)范圍是 1—25 g/10 min或高于 25 g/10 min。它有耐熱高的品級(jí)(維卡軟化點(diǎn)達(dá)223°F),也有殘余單體含量低的品級(jí)。
抗沖擊PS 它是苯乙烯單體與橡膠接枝聚合生成的無定形聚合物,或是聚苯乙烯與橡膠(通常為聚丁二烯橡膠)的物理共混物。所生成的聚合物具有韌性,通常為白色(也有透明的品級(jí)),擠出和成型非常容易。它的韌性主要決定于橡膠組分的比率和使用量。因此,抗沖擊PS的性能變化較大,一般將其分成三類:中等沖擊強(qiáng)度級(jí)(懸臂梁沖擊強(qiáng)度< 1.5 ft.lb=、高沖擊強(qiáng)度級(jí)(懸臂梁沖擊強(qiáng)度為1.5~2.4 ft.lb和超高沖擊強(qiáng)度級(jí)(懸臂梁沖擊強(qiáng)度為2.6—5.0 ft./lb)。抗沖擊PS的代表性能為:彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度為13.8~48.3MPa(隨橡膠和添加劑含量不同而不同);伸長率 10— 60%;光澤度 5一100%。目視透明度從極佳至較差,收縮率約為0.006 in/in,熱膨脹系數(shù)與透明PS相同。抗沖擊PS受γ一射線滅菌照射后性能無變化,與透明PS具有同樣的耐溶劑性。抗沖擊PS的熔體指數(shù)為1~10g/min,維卡軟化點(diǎn)為215°F。具有增強(qiáng)性能的抗沖擊級(jí)聚苯乙烯的商業(yè)化生產(chǎn)有廣泛的市場前景。已有的一些特殊品級(jí)包括:超高光澤度級(jí)、高透明級(jí)、耐磨級(jí)、抗環(huán)境應(yīng)力一開裂級(jí)(ESCR)、高模量級(jí)、低光澤級(jí)、殘余單體苯乙烯含量低的品級(jí)(1500 ppm以下)以及低溫抗沖擊良好的品級(jí)。
聚苯乙烯共聚物 它們的韌度非常好。主要品種有:苯乙烯一丙烯睛共聚物(SAN)、苯乙烯一馬來酸酥共聚物(SMA)、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯和丙烯酸酯共聚物,以及以它們?yōu)榛牡母男泽w。SAN的熱變形溫度比透明PS高,其耐溶劑性也有改進(jìn),具有優(yōu)異的抗?jié)B透性。橡膠改性的SAN有丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)和丙烯睛.苯乙烯一丙烯酸酯共聚物(ASA)等樹脂。S-MA的熱變形溫度比透明體PS更高,可達(dá)40°F,它有優(yōu)良的透明性和光澤度。SMA可用橡膠改性或采用玻璃纖維增強(qiáng)。SBS和SBS的各種改性體可作為改善抗沖擊性、柔性和流動(dòng)性的組分用于生產(chǎn)具有粘性和抗彎曲的產(chǎn)品如膠泥、鞋底、瀝青氈等,SBS還用于生產(chǎn)透明抗沖擊PS。苯乙烯可與丙烯酸酯彈性體共聚生成具有優(yōu)良物理性能的透明級(jí)抗沖擊PS。
可發(fā)性聚苯乙烯(EPS) 用于制造從茶杯到家用絕緣絕熱材料等。泡沫塑料的性能(如密度和抗沖擊強(qiáng)度)取決于泡孔的大小和分布,這二個(gè)因素是由所加入的發(fā)泡劑的分散率、百分含量和揮發(fā)性來控制的,代表性的發(fā)泡劑是戊烷和異戊烷。阻燃級(jí)發(fā)泡聚苯乙烯以鹵代烴作為阻燃劑,廣泛用作建筑物隔音絕熱層和工程上使用。可發(fā)泡劑SAN已被用于制造漂浮制品和其它耐汽油制品.
制法
目前制造聚苯乙烯有幾種方法。最早工業(yè)化生產(chǎn)的方法之一是用懸浮聚合制取透明PS和用本體、懸浮聚合制取抗沖擊PS。苯乙烯單體與幾乎與其等體積的水混合,并加入表面活性劑,攪拌使苯乙烯單體成為懸浮狀液滴,最后聚合成硬的珠粒。反應(yīng)中需加入引發(fā)劑加速和終止反應(yīng)。最后制成的聚苯乙烯珠粒再經(jīng)擠出成為粒料。
可發(fā)性聚苯乙烯的制法與上述相同,但在用浸漬法制取浸潤珠粒過程中要加入發(fā)泡劑(一般為戊烷)。抗沖擊聚苯乙烯的制法是:將橡膠溶解在苯乙烯中,進(jìn)行本體聚合(使苯乙烯與PS在低于相轉(zhuǎn)變點(diǎn)時(shí)反應(yīng),加入水和表面活性劑使之成為懸浮液,加入弓沒劑終止反應(yīng),然后對(duì)珠粒進(jìn)行干燥、擠出切粒。目前生產(chǎn)上大都采用連續(xù)法本體聚合,在這一生產(chǎn)過程中,苯乙烯(制透明PS粒料)或苯乙烯一橡膠溶液(制抗沖擊PS)在達(dá)到最佳轉(zhuǎn)化率之前要經(jīng)過連續(xù)性反應(yīng),然后汽提除掉未反應(yīng)的組分,進(jìn)行造粒。
加工
目前透明PS和抗沖擊PS多采用擠塑、熱成型和注塑成型等加工方法。許多產(chǎn)品也采用吹塑成型和滾塑成型方法。
擠塑 大部分透明PS和抗沖擊PS采用擠塑成型方法,其中大多數(shù)用于生產(chǎn)片材。片材本身是可出售的,也被生產(chǎn)廠自己用來熱成型加工。從建筑材料到波紋板等多種型材制品都可用透明PS和抗沖擊PS擠塑成型。非發(fā)泡制品的擠塑成型一般使用溫度從380°F(喂料段)到430—460°F(擠出段)的二段式排氣擠出機(jī)。新型的擠塑成型設(shè)備,如旋轉(zhuǎn)擠塑機(jī),已有應(yīng)用。
透明PS和抗沖擊PS具有不吸水性,所以在擠塑成型前不需干燥。但如果喂料口溫度過低,或粒料貯存中表面帶有水分,以及排氣孔被堵塞時(shí),那么濕氣就成為問題。
共擠塑 這是一種發(fā)展迅速的加工工藝,采用這種加工成型方法可制造由同一種或不同塑料互相貼合的層合制品。透明PS層在上、抗沖擊PS為下層的共擠塑成型制品不需粘合劑粘接。而有的分層結(jié)構(gòu),如抗沖擊PS上覆以聚烯烴類塑料的共擠塑制品需要涂粘合劑進(jìn)行粘接。
在熱成型操作中,摻用回收料的比率為30~ 80%,有的塑料可通過擠塑機(jī)7次或更多次反復(fù)進(jìn)料,透明PS和抗沖擊PS可以被多次擠出,其性能不發(fā)生顯著下降。但如果摻用了穩(wěn)定性不好的塑料,即使摻用量很小,也會(huì)引起性能的顯著下降。
熱成型 通常分為4種操作:傳統(tǒng)的一般成型、旋轉(zhuǎn)工位成型、串聯(lián)連續(xù)熱成型和輥喂料連續(xù)成型。厚的片材用對(duì)流加熱爐加熱、薄片用輻射爐加熱使之軟化達(dá)到成型溫度。成型工藝對(duì)片材質(zhì)量的要求非常高,所以在擠塑過程中必須當(dāng)心。
注塑成型 目前來說,透明PS和抗沖擊PS是一類可制得尺寸穩(wěn)定性最好。生產(chǎn)周期最短的塑料而成本比較低,因此十分適于許多注塑成型制品。機(jī)筒溫度一般為390~500°F。為縮短生產(chǎn)周期、改善產(chǎn)品質(zhì)量,具有超快注射和回復(fù)速率的注塑成型系統(tǒng)已面世。加工廠使用的模具有多種,包括熱流道系統(tǒng)及各種形式的澆口設(shè)計(jì)。
泡沫成型和擠塑 透明PS和抗沖擊PS進(jìn)行泡沫成型和擠塑時(shí)要使用不同的發(fā)泡劑,如戊烷、氮?dú)狻⒒瘜W(xué)發(fā)泡劑(CBA)和氟利昂等。添加劑成分根據(jù)用途可達(dá)10種以上,也可以不加。
可發(fā)性聚苯乙烯的成型分二段:先將聚苯乙烯粒料預(yù)發(fā)泡使之成為預(yù)發(fā)體。預(yù)發(fā)體通常要進(jìn)行熟化,以使空氣逐步滲入泡孔并將泡孔中的發(fā)泡劑和水置換出來。然后將熟化后的預(yù)發(fā)泡珠粒送至設(shè)有蒸汽通道的模具內(nèi)進(jìn)行熱成型,最后得到產(chǎn)品。用此方法可生產(chǎn)薄壁制品(杯于)或2ft*16ft*4ft的泡沫塊,再切成 4ft*8ft *1(或> 1)in的板條,可用于絕緣絕熱。可發(fā)性聚苯乙烯的密度可以在小于1ib/ft3到大于 6 lb/ft3范圍內(nèi)變化。
應(yīng)用
擠塑成型是透明PS和可發(fā)性PS的主要加工方法,可制造異型部件或片材,產(chǎn)品可直接使用,也可再經(jīng)熱成型制成其它產(chǎn)品。透明PS擠出成型產(chǎn)品有照明燈漫射罩、玻璃,或雙軸定向后制造點(diǎn)心盤。機(jī)殼透明窗及泡形包裝。這些產(chǎn)品有極好的透明度,透明PS可發(fā)泡制造快餐包裝用餐盒、雞蛋箱、盤、碗、茶杯和托盤。泡沫聚苯乙烯片材被用作建筑物板條和隔音隔熱材料,也可與某些橡膠共混制造高透明度和抗沖擊性好的產(chǎn)品。為提高片材和最終產(chǎn)品的光澤,可用共擠塑成型方法將透明PS作覆蓋層與抗沖擊PS共擠塑。有單層片材產(chǎn)品,可共擠塑成多達(dá)9層以上,但常見的片材在4層以下。
擠塑/熱成型的產(chǎn)品有一次性用品,如日常生活及超市所見的杯、盤、蓋、多用途或單一用途的食物容器,以及醫(yī)療和餐館用盤具、包裝材料和許多其它用品。采用共擠塑成型的產(chǎn)品性能可得到改善,如抗環(huán)境應(yīng)力開裂性(ESCR)、抗?jié)B透性、表觀質(zhì)量、物理性能等有提高。聚烯烴覆于PS上的共擠塑產(chǎn)品已商業(yè)化生產(chǎn),其抗環(huán)境應(yīng)力開裂性能和水蒸汽透過率都成功地得以提高。
聚苯乙烯注塑成型也是應(yīng)用很廣的一種加工方法。透明PS和抗沖擊PS注塑成型用于制造電器、玩具、家庭用品、醫(yī)療用品、飲食服務(wù)用品、包裝材料。儀器儀表和辦公用具等。透明PS可加工成型為辦公用品、光盤存放盒、大口杯、陳列柜、刀具和玩具等,抗沖擊PS的注塑成型產(chǎn)品有玩具、醫(yī)療用品、電器設(shè)備零件及外殼等多種用品。許多電器產(chǎn)品需采用阻燃級(jí)抗沖擊PS。注吹塑和擠坯吹塑成型可生產(chǎn)藥瓶和其它瓶子、家庭用保裝箱和裝飾材料等。
可發(fā)性聚苯乙烯的成型制品有杯子、冰箱、傳統(tǒng)包裝及漂浮救生用具等。阻燃級(jí)可發(fā)泡聚苯乙烯最大的應(yīng)用領(lǐng)域是作建筑材料和絕熱隔音材料。可發(fā)性聚苯乙烯的預(yù)發(fā)體可用來制造粒狀物填充的軟墊椅和松散的填充料。
聚偏氯乙烯(PVDC)
偏氯乙烯的均聚物和共聚物習(xí)慣上稱為莎綸樹脂,其商業(yè)聚合物是偏氯乙烯(VDC)與氯乙烯、丙烯酸酯或丙烯睛的共聚物。共聚單體的選擇對(duì)于共聚物的性質(zhì)影響很大,共聚物的形態(tài)應(yīng)根據(jù)熔融加工、溶液涂敷、分散涂敷等加工方式來確定。
VDC聚合物及共聚物的顯著特性是氣、液低透性、阻隔性及耐化學(xué)特性。
化學(xué)與性質(zhì)
VDC單體可由乳液法或懸浮法共聚合。乳液聚合物可直接做為膠乳應(yīng)用,也可經(jīng)凝結(jié)、脫水、干燥后制成樹脂以備溶液涂敷或熔融加工時(shí)應(yīng)用。
VDC均聚物熔點(diǎn)約388至401°F,且在410°F時(shí)開始迅速分解,因而難以加工。共聚單體能降低樹脂熔點(diǎn)至284至347°F,因而易于熔融加工。
通用的典型配方以及注塑型共聚物含有2至10%的增塑劑,如癸二酸二丁酯或己二酸二異丁酯。高度阻隔性能的配方樹脂很少或完全沒有增塑劑,只有0.5至1.0%的穩(wěn)定劑,以染料和顏色作著色劑,加紫外光穩(wěn)定劑可使樹脂在室外應(yīng)用。
73°F時(shí),其透氧性為:0.033至1.0(厘米)3/密耳100(英寸)2/天/大氣壓,且不受濕度的影響;透CO2性能也較低:約0.1至2.4cc/mil/100 sq.in./day/atm..對(duì)許多有機(jī)溶劑的滲透性非常低,例如正己烷的透過率只有 10-3至10-4克/密耳/100(英寸)2/天;在溫度100°F,相對(duì)濕度90%條件下,水蒸汽傳遞速率為 0.021至 0.5克/密耳/100(英寸)2/天 。
分級(jí)與形態(tài)
用于封裝食品,且能熔融加工的樹脂品級(jí)有擠塑型、共擠塑型以及為滿足個(gè)別包裝需求而由加工者自行確定配方的層合型樹脂。它們包括收縮型軟包裝、不收縮型軟包裝以及剛性硬包裝等。其他一些品級(jí)用于模塑和熔融粘合,市面上供應(yīng)的單絲級(jí)樹脂有配方型和非配方兩種。
樹脂形態(tài)分珠狀和粉末狀兩種。用于模塑、擠塑、層合的樹脂,平均粒徑在150至280微米之間;粘合用樹脂的平均粒徑在15至25微米之間。有幾種品級(jí)的已配方好的粒料,可用于擠塑或共擠塑。
還有一種以塑料或紙做基底材料,用作不透性涂層或熱封涂層的水稀釋性膠乳,而用作透明涂層用的溶劑型樹脂,供應(yīng)的則是干劑。
加工
熔融加工型VDC共聚物可用于注塑、擠塑、吹塑、共擠塑加工成膜成片以及驟冷輥平擠等加工形式。低熔體強(qiáng)度有礙常規(guī)的單層膜熔融吹氣加工成型,如薄膜吹塑、擠坯吹塑。然而,擠塑軟管可經(jīng)過驟冷,再經(jīng)加熱、拉伸后,可進(jìn)行冷吹。
加工過程中,應(yīng)維持熔體溫度低于400°F,以預(yù)防聚合物分解。對(duì)于加工設(shè)備應(yīng)特別考慮與熱聚合物相接觸的部位應(yīng)采用耐腐蝕的合金,特別是鎳合金或高鎳鋼;設(shè)備流線型化以便縮短聚合物在設(shè)備內(nèi)的滯溜時(shí)間,并應(yīng)避免聚合物掛料。重金屬,如鐵、銅、鋅會(huì)引起樹脂催化分解,應(yīng)避免采用。作為一個(gè)類型的聚合物,熔融的VDC共聚物也和其他一些帶鹵族原子的聚合物,如PVC和氯化聚乙烯一樣,也具有腐蝕作用。
應(yīng)用
莎綸樹脂可制成單層膜、多層膜、片料以及涂層,用于食品包裝,以隔絕外界濕氣與某些氣體,而保持食品風(fēng)味、氣味。食品組分。高度阻隔性的共聚物可熱加工成型剛性包裝容器,用于包裝揮發(fā)性物質(zhì)或用以隔絕外界氣體和濕氣,如成型一灌裝一封口包裝以及塑料罐封裝。
一些單層膜廣泛用做家用包裝薄膜,工業(yè)用單層薄膜通常以層合形式應(yīng)用,例如單元?jiǎng)┝克幤贩庋b、化妝品包裝以及食品包裝等。
含有莎綸阻隔層的多層復(fù)合膜,用來包裝鮮肉、熟肉、奶酪以及家禽制品等。
聚氯乙烯
電解鹽水提供了幾乎等量的氯和燒堿,而后氯與乙烯反應(yīng)生成二氯乙烷,轉(zhuǎn)而脫氯化氫生成氯乙烯單體。
目前,多數(shù)氯乙烯是由氧氯化工藝過程生產(chǎn)的,氯乙烯在通常環(huán)境條件下是氣體,在壓力下變?yōu)闊o色透明的液體。
制造
目前PVC樹脂的估計(jì)生產(chǎn)能力111億磅,大部分是均聚物和少量的共聚物。約占總量90%的是由懸浮法生一的,其余為本體聚合和乳液法制備的,王有部分糊狀樹脂。但少量的溶液共聚物還未包括在里面。
這些產(chǎn)品的廣泛潛在應(yīng)用范圍,是在聚合的過程中,加入少量的聚合添加劑,從而影響了樹脂顆粒的結(jié)構(gòu)和性能。如在懸浮法生產(chǎn)樹脂中,添加若干水溶性高聚物用作主分散劑或輔助分散劑,而乳液樹脂采用表面活性劑組合物。
其它的通用添加劑有螫合劑、抗氧劑、緩沖劑、或簡單的堿。國產(chǎn)樹脂預(yù)期會(huì)有適度增長,未來將在很大程度上依賴于經(jīng)濟(jì)發(fā)展周期和美元的力量。
所有商業(yè)用PVC都是由加成聚合反應(yīng)生產(chǎn)的。聚合過程中,引發(fā)劑分子分解生成自由基.并與周圍的綠乙烯單體一起形成一個(gè)活性中心。反應(yīng)持續(xù)下去一直到鏈終止。在試種條件下,一個(gè)單獨(dú)的PVC分子完成鏈增長幾乎只需要完成轉(zhuǎn)移所需時(shí)間的很小部分。這個(gè)反應(yīng)是自催化反應(yīng),所得到的高聚物分子量幾乎與引發(fā)劑的濃度和鏈轉(zhuǎn)移的程度無關(guān)。由于整個(gè)反應(yīng)過程是在等溫條件下進(jìn)行的,所形成窄的分子量分布(MWD是很典型的。在這種反應(yīng)中,鏈中分子的平均數(shù)估計(jì)是在950(聚合溫度為122°F)和480(聚合溫度為158°F)之間。
聚合反應(yīng)完成時(shí),高聚物分子主要按頭一尾順序排列。高聚物是部分結(jié)晶(間規(guī)),隨著溫度的升高,結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性也在增加。約 60%的高聚物分子會(huì)存在不飽和的鏈端,這主要取決于鏈終止的方式,同時(shí)支化作用可能發(fā)生在4%的鏈分子中。上述這些因素對(duì)樹脂的熱穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生很大影響,當(dāng)反應(yīng)溫度升高時(shí),這些因素是與鏈轉(zhuǎn)移比鏈增長需要更高的信有關(guān)。
要特別注意的是,硬質(zhì)PVC首先在里近212°F處發(fā)生熱分解,這主要取決于分子量和加熱條件。在釋放出氯化氫時(shí),樹脂將變色、變脆,最后因交聯(lián)而變?yōu)椴蝗菪缘奈镔|(zhì)。樹脂變色是由于熱敏性烯可基和叔氯原子的形成,分子鏈斷裂,從而引起多烯結(jié)構(gòu)形成產(chǎn)生的。
可用穩(wěn)定劑來改善混配料和最終制品的熱穩(wěn)定性,若干材料可用作穩(wěn)定劑如金屬有機(jī)化合物、金屬鹽和金屬皂)。抗氧化劑、自由基抑制劑。
能與主要穩(wěn)定劑起協(xié)同作用的輔助穩(wěn)定劑同樣也是有效的。另外的物理性能方面,PVC的玻璃化溫度(Tg)可認(rèn)為5鏈段開始活動(dòng)的溫度,硬PVC樹脂的Tg一般認(rèn)為是180°F。
隨著增塑劑的逐步增加,Tg的值在降低。雖然熔化熱在一個(gè)增塑系統(tǒng)中是以測量的,但由于熱穩(wěn)定性的原因,這種樹脂的熔點(diǎn)是不能直接測量的。
因?yàn)镻VC高聚物與有效范圍的增塑具有相互混溶性,在糊樹脂中經(jīng)常添加塑劑,其用量可以從非常低的水平到很的水平,因此PVC可以制備各種各樣產(chǎn)品。這些化合物降低了分子間的束力,并使產(chǎn)品變得更柔軟。
增塑劑通常分為主增塑劑、輔助增塑劑或增量劑,主要取決于與高聚物的相容性水平,相容的比率為1:1稱為主增塑劑,輔助增塑劑的相容比率在1:3以內(nèi)。
這些材料的滲出傾向較小,揮發(fā)性較低。同樣許多增塑劑是能抗降解,不易燃,在化學(xué)上是惰性的。
市場
PVC與增塑劑、穩(wěn)定劑和其它添加劑混合的容量很大,使得它成為在所在塑料中應(yīng)用最廣泛的一種。值得注意的是PVC制造的產(chǎn)品可從厚壁壓力管到薄的、晶瑩透明的食品包裝材料,或從房屋壁板到外科用手套等。
在1990年,只有低密度PE銷售量超過了PVC,到了1992年P(guān)VC就降低到高密度PE之后處于第三的位置。也許在一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)期,PVC的發(fā)展還會(huì)更慢。管材、管道、房屋壁板和門窗型材約占 PVC需求量的 60%,包裝材料。電工器材和生活消費(fèi)品各占總量的5-6%。在過去的5年間,大容量的管材和管道以年增長率超過2%的速度持續(xù)增長,同時(shí)房屋壁板年增長率為8%,建設(shè)和建筑用產(chǎn)品的增長率預(yù)期會(huì)超過1993和1994年的水平。
雖然有各種各樣的輔助設(shè)備,但幾乎 PVC總量的 85%是在三種基本加工設(shè)備上加工成型的。最大量的加工是在擠出機(jī)上進(jìn)行的,其次是壓延機(jī)和注塑機(jī)。然而,過去三年中,注塑成型的產(chǎn)品在明顯增長,因?yàn)槿藗冴P(guān)注的是在新型低壓設(shè)備上有效地生產(chǎn)精密的部件。
新型和改性的產(chǎn)品一直受到人們的注意,但由于保密和經(jīng)濟(jì)的原因,也許花費(fèi)了大部分開發(fā)費(fèi)用。人們感興趣的一個(gè)方面是不斷努力提高管材樹脂的體積密度,但并不增加氯乙烯單體的殘留量或樹脂的生產(chǎn)成本。
擠出型成膜級(jí)樹脂也存在著一個(gè)相似的情況是這種樹脂顆粒孔隙也可有效地吸收增塑劑,但可用一個(gè)更好的壓實(shí)系數(shù)(體密度與真密度之比)來提高擠出的產(chǎn)量。
在低分子量樹脂中,顆粒內(nèi)部的孔隙度是一個(gè)關(guān)鍵因素,因?yàn)槭称芳八幬锕芾砭终谘芯繉?duì)與食品接觸的材料提出允許最低的單體殘留量標(biāo)準(zhǔn)的可行性。
繼續(xù)關(guān)注的另一方面是降低樹脂起始顏色和長時(shí)間受熱時(shí)的熱穩(wěn)定性,這些對(duì)包裝和醫(yī)學(xué)的應(yīng)用都是非常重要的。懸浮、分散和氯化PVC樹脂在以后的篇章中還要詳細(xì)論述。
聚氨酯熱塑性彈性體(聚氨酯 TPEs)
熱塑性聚氨酯彈性體就其價(jià)格和性能而言,在TPE系列中占有較大的優(yōu)勢(shì)。熱塑性聚氨酯(TPUS)具有很寬廣的韌性,其一般應(yīng)用越來越廣泛。它們即使在低溫條件下有較高的柔性,并具有很高的耐磨性能。這些彈性體還有很好的粘著特性。
TPUS在通用的擠塑和注塑成型設(shè)備上很容易進(jìn)行加工,它們的用途也極為廣泛。其分子結(jié)構(gòu)是由許多個(gè)酯和醚組成的,使得性能產(chǎn)生很大的變化。TPUS很容易混配,并常與其它相容的高聚物如PVC共混,生成“超級(jí)共混物”。
這種性能上的多變性也帶來了它們更多的商業(yè)應(yīng)用,主要如汽車、電纜、導(dǎo)線和薄膜等。TPUS現(xiàn)在的消耗量約計(jì)為6 500萬磅/年, 1990年年增長率為 5~7%。
化學(xué)
象苯乙烯共聚物一樣,TPUS也是嵌段共聚物,并具有軟硬交替的區(qū)域(或相)。這些鏈段的比率也就確定了高聚物的性能特征(如硬度)。然而聚氨酯又不象聚苯乙烯那樣,是由加成聚合形成的單體鏈節(jié)的簡單重復(fù),而是縮聚反應(yīng)形成的橋式結(jié)構(gòu)。
許多材料都可被加到聚氨酯橋(骨架)的任一邊,使得性能發(fā)生很大的變化。TPUS的性能就可從非常軟到很堅(jiān)硬,或從很柔軟到具有很高的剛性,或從可吸收水的親水型到憎水型。
TPUS分為兩種主要類型即酯型和醚型。
酯型TPUS 通常它是兩種類型中較堅(jiān)韌的一種,接觸水時(shí)會(huì)發(fā)生水解和降解。
醚型TPUS 不會(huì)發(fā)生水解和生物降解,即使長時(shí)間暴露或直接埋置。但它沒有酯類TPUS那樣堅(jiān)硬,耐化學(xué)試劑和油的性能較差。
兩種類型的材料都有點(diǎn)吸濕的趨向,加工前應(yīng)進(jìn)行于燥。(有些學(xué)者把基于聚己內(nèi)酯列作第三種類型的TPU,這種材料是一種酯類,但它比其它酯類材料有更好的耐水解性能,其它的性能介于醚型和酯型材料之間。而聚己內(nèi)酯是通過一個(gè)不同于縮聚反應(yīng)的過程制備的)。
性質(zhì)
TPUS性能變化范圍為:抗張強(qiáng)度28.3至62MPa,酯型較高,醚型較低;300%定伸模數(shù)為7.6至33 SMPa;伸長率為 225至 570%;密度為1.14至1.20,醚型較低。普通的TPUS的使用溫度為一60至250°F,但在聚氨酯主鏈上加進(jìn)異氰豚酸酯,就可把它的最高使用溫度提高到300°F。硬度可從邵氏A70到邵氏D80,配制的TPU的硬度可大大低于邵氏A70,但它的粘度較大難于為加工進(jìn)行造粒,甚至很容易粘在一起。
TPUS具有優(yōu)良的粘著特性,可用作玻璃纖維層壓塑料的粘合劑。以溶劑型或干膜式粘合劑,用于田徑鞋和網(wǎng)球鞋,它們可在鞋面和TPU鞋底的上下之間自然粘合,不需要進(jìn)行縫合。這種粘合工序通常在加工過程中需用模內(nèi)脫模劑。
酯型和醚型的每一種類型材料又可分為芳香族類和脂肪族類兩個(gè)分類。脂肪族類耐紫外線性能較好,但價(jià)格較貴。添加穩(wěn)定劑和吸收劑也能使芳香族類的光氧化過程延遲,但達(dá)不到脂肪族類同樣的程度。這兩種類型的材料都有很好的耐油性能。
加工
象同類型其它材料一樣,TPU可用通用的加工方法進(jìn)行加工,并可與熱塑性的橡膠、PVC混配料、ABS、尼龍、SAN等共混。它本身也很容易層壓、燙印、熱封和粘合,不需專門打底漆就可以涂漆。
TPUS的加工是否成功主要取決于材料的干燥程度,最好用粉粒脫濕料斗干燥器,但樹脂也可在料盤分散2英寸厚,在175~200°F烘箱干燥1—2小時(shí),但樹脂在干燥溫度下暴露的時(shí)間不要超過4小時(shí)。如果樹脂在料斗中過夜,溫度應(yīng)低于125—150°F。
未涂漆的回用料可與10—25%的新料混合使用,儲(chǔ)存的回用料也必須重新干燥。對(duì)于擠塑和注塑來說通用的螺桿UD比為24:1或略高一些,壓縮比為2.5—3.1且較好。料筒溫度以340~440°F為好,模溫為60-140°F。TPUS在熔融時(shí)呈剪切敏性狀態(tài),如果用高剪切螺桿會(huì)導(dǎo)致材料的降解,因?yàn)椴牧系恼扯群艽螅會(huì)存在高熱和高孔壓的情況。
應(yīng)用
如前所述,TPU樹脂的多功能性以及通用的韌性、柔軟性和粘著性等,使之會(huì)有更多的商業(yè)用途。通常人們期望TPU制作的部件首先要有一定的橡膠性,其次是特別在低溫下有較好的耐磨能力和耐屈撓性。例如傳動(dòng)聯(lián)軸節(jié)就必須有較高的抗張強(qiáng)度和韌性,同時(shí)要有較高的抗曲撓性和緩沖能力。
許多商業(yè)應(yīng)用是擠塑成型或注塑成型的產(chǎn)品。擠塑膜制品(吹塑和扁平模頭擠塑)占用了TPUS很大的產(chǎn)量,這些應(yīng)用包括了食品藥物管理局認(rèn)可的肉。家禽包裝材料等級(jí)及無溶劑型薄膜粘合劑等。新型的專門級(jí)別TPU有非常高的濕蒸汽傳遞速率,可用作無村薄膜或?qū)优_(tái)織物,制作手套,一次性醫(yī)用外衣,外科手術(shù)復(fù)蓋布,惡臭環(huán)境用的工作服等。芳香族醚型產(chǎn)品正被用于飲水的軟管和管道,經(jīng)美國聯(lián)邦藥典第六類準(zhǔn)許使用的有些材料可用于醫(yī)療器械和醫(yī)用導(dǎo)管,心臟植入管,充氣胃襯。其它型材的應(yīng)用有輸油管線的耐壓軟管和管道,共擠電纜護(hù)套及擋風(fēng)雨的型材。
另一種材料是以帆布或其它厚織物為基材,將TPU擠出涂布而成,被廣泛用于工業(yè)加工和食品加工使用的傳送帶,同時(shí)還可用來制作折疊式水槽和油箱。
注塑模件也占用了TPU的很大用量,突出的應(yīng)用為汽車零部件如檔泥板擴(kuò)張部分,填板、角板、護(hù)罩、儀表板、襯墊和其它產(chǎn)品如滑雪靴,工業(yè)輪胎,齒輪,女鞋跟。汽車車體部件不用底漆就可以噴漆或金屬化。但在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩下面的應(yīng)用卻受到了限制,因?yàn)樵摬糠菪枰透邷兀男缘钠芳?jí)可滿足要求,并正在應(yīng)用。TPUS還逐漸與其它的高聚物生成塑料合金來提高使用性能,例如與PVC的共混物,當(dāng)TPU的摻入量達(dá)到 20%時(shí),產(chǎn)品的性能就可提高40%,可用于集裝箱包裝材料,水床床墊,鞋底等;與SAN和PC的共混物,可增加產(chǎn)品硬度超過邵氏D80,還提高了模塑固化時(shí)間和脫模時(shí)間;與ABS的共混物改善了產(chǎn)品的屈撓性和耐磨性能。
商業(yè)信息
TPUS的定價(jià)與其他高性能的TPES相比,通常要高出約 2美元/磅,這很大程度上取決于種類、品級(jí)、添加劑等因素。
供貨商有兩種類型,大的原料生產(chǎn)商和較小的定制生產(chǎn)商,大的產(chǎn)品商以批量論價(jià),但品級(jí)有限。較小的廠家可提供添加色料及其他添加劑的定制混配料,并能根據(jù)用戶的特殊要求如硬度,“磨砂”表面或象皮革和織物一樣的覆蓋材料提供產(chǎn)品。
聚氨酯熱塑性彈性體(聚氨酯 TPEs)
熱塑性聚氨酯彈性體就其價(jià)格和性能而言,在TPE系列中占有較大的優(yōu)勢(shì)。熱塑性聚氨酯(TPUS)具有很寬廣的韌性,其一般應(yīng)用越來越廣泛。它們即使在低溫條件下有較高的柔性,并具有很高的耐磨性能。這些彈性體還有很好的粘著特性。
TPUS在通用的擠塑和注塑成型設(shè)備上很容易進(jìn)行加工,它們的用途也極為廣泛。其分子結(jié)構(gòu)是由許多個(gè)酯和醚組成的,使得性能產(chǎn)生很大的變化。TPUS很容易混配,并常與其它相容的高聚物如PVC共混,生成“超級(jí)共混物”。
這種性能上的多變性也帶來了它們更多的商業(yè)應(yīng)用,主要如汽車、電纜、導(dǎo)線和薄膜等。TPUS現(xiàn)在的消耗量約計(jì)為6 500萬磅/年, 1990年年增長率為 5~7%。
化學(xué)
象苯乙烯共聚物一樣,TPUS也是嵌段共聚物,并具有軟硬交替的區(qū)域(或相)。這些鏈段的比率也就確定了高聚物的性能特征(如硬度)。然而聚氨酯又不象聚苯乙烯那樣,是由加成聚合形成的單體鏈節(jié)的簡單重復(fù),而是縮聚反應(yīng)形成的橋式結(jié)構(gòu)。
許多材料都可被加到聚氨酯橋(骨架)的任一邊,使得性能發(fā)生很大的變化。TPUS的性能就可從非常軟到很堅(jiān)硬,或從很柔軟到具有很高的剛性,或從可吸收水的親水型到憎水型。
TPUS分為兩種主要類型即酯型和醚型。
酯型TPUS 通常它是兩種類型中較堅(jiān)韌的一種,接觸水時(shí)會(huì)發(fā)生水解和降解。
醚型TPUS 不會(huì)發(fā)生水解和生物降解,即使長時(shí)間暴露或直接埋置。但它沒有酯類TPUS那樣堅(jiān)硬,耐化學(xué)試劑和油的性能較差。
兩種類型的材料都有點(diǎn)吸濕的趨向,加工前應(yīng)進(jìn)行于燥。(有些學(xué)者把基于聚己內(nèi)酯列作第三種類型的TPU,這種材料是一種酯類,但它比其它酯類材料有更好的耐水解性能,其它的性能介于醚型和酯型材料之間。而聚己內(nèi)酯是通過一個(gè)不同于縮聚反應(yīng)的過程制備的)。
性質(zhì)
TPUS性能變化范圍為:抗張強(qiáng)度28.3至62MPa,酯型較高,醚型較低;300%定伸模數(shù)為7.6至33 SMPa;伸長率為 225至 570%;密度為1.14至1.20,醚型較低。普通的TPUS的使用溫度為一60至250°F,但在聚氨酯主鏈上加進(jìn)異氰豚酸酯,就可把它的最高使用溫度提高到300°F。硬度可從邵氏A70到邵氏D80,配制的TPU的硬度可大大低于邵氏A70,但它的粘度較大難于為加工進(jìn)行造粒,甚至很容易粘在一起。
TPUS具有優(yōu)良的粘著特性,可用作玻璃纖維層壓塑料的粘合劑。以溶劑型或干膜式粘合劑,用于田徑鞋和網(wǎng)球鞋,它們可在鞋面和TPU鞋底的上下之間自然粘合,不需要進(jìn)行縫合。這種粘合工序通常在加工過程中需用模內(nèi)脫模劑。
酯型和醚型的每一種類型材料又可分為芳香族類和脂肪族類兩個(gè)分類。脂肪族類耐紫外線性能較好,但價(jià)格較貴。添加穩(wěn)定劑和吸收劑也能使芳香族類的光氧化過程延遲,但達(dá)不到脂肪族類同樣的程度。這兩種類型的材料都有很好的耐油性能。
加工
象同類型其它材料一樣,TPU可用通用的加工方法進(jìn)行加工,并可與熱塑性的橡膠、PVC混配料、ABS、尼龍、SAN等共混。它本身也很容易層壓、燙印、熱封和粘合,不需專門打底漆就可以涂漆。
TPUS的加工是否成功主要取決于材料的干燥程度,最好用粉粒脫濕料斗干燥器,但樹脂也可在料盤分散2英寸厚,在175~200°F烘箱干燥1—2小時(shí),但樹脂在干燥溫度下暴露的時(shí)間不要超過4小時(shí)。如果樹脂在料斗中過夜,溫度應(yīng)低于125—150°F。
未涂漆的回用料可與10—25%的新料混合使用,儲(chǔ)存的回用料也必須重新干燥。對(duì)于擠塑和注塑來說通用的螺桿UD比為24:1或略高一些,壓縮比為2.5—3.1且較好。料筒溫度以340~440°F為好,模溫為60-140°F。TPUS在熔融時(shí)呈剪切敏性狀態(tài),如果用高剪切螺桿會(huì)導(dǎo)致材料的降解,因?yàn)椴牧系恼扯群艽螅會(huì)存在高熱和高孔壓的情況。
應(yīng)用
如前所述,TPU樹脂的多功能性以及通用的韌性、柔軟性和粘著性等,使之會(huì)有更多的商業(yè)用途。通常人們期望TPU制作的部件首先要有一定的橡膠性,其次是特別在低溫下有較好的耐磨能力和耐屈撓性。例如傳動(dòng)聯(lián)軸節(jié)就必須有較高的抗張強(qiáng)度和韌性,同時(shí)要有較高的抗曲撓性和緩沖能力。
許多商業(yè)應(yīng)用是擠塑成型或注塑成型的產(chǎn)品。擠塑膜制品(吹塑和扁平模頭擠塑)占用了TPUS很大的產(chǎn)量,這些應(yīng)用包括了食品藥物管理局認(rèn)可的肉。家禽包裝材料等級(jí)及無溶劑型薄膜粘合劑等。新型的專門級(jí)別TPU有非常高的濕蒸汽傳遞速率,可用作無村薄膜或?qū)优_(tái)織物,制作手套,一次性醫(yī)用外衣,外科手術(shù)復(fù)蓋布,惡臭環(huán)境用的工作服等。芳香族醚型產(chǎn)品正被用于飲水的軟管和管道,經(jīng)美國聯(lián)邦藥典第六類準(zhǔn)許使用的有些材料可用于醫(yī)療器械和醫(yī)用導(dǎo)管,心臟植入管,充氣胃襯。其它型材的應(yīng)用有輸油管線的耐壓軟管和管道,共擠電纜護(hù)套及擋風(fēng)雨的型材。
另一種材料是以帆布或其它厚織物為基材,將TPU擠出涂布而成,被廣泛用于工業(yè)加工和食品加工使用的傳送帶,同時(shí)還可用來制作折疊式水槽和油箱。
注塑模件也占用了TPU的很大用量,突出的應(yīng)用為汽車零部件如檔泥板擴(kuò)張部分,填板、角板、護(hù)罩、儀表板、襯墊和其它產(chǎn)品如滑雪靴,工業(yè)輪胎,齒輪,女鞋跟。汽車車體部件不用底漆就可以噴漆或金屬化。但在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩下面的應(yīng)用卻受到了限制,因?yàn)樵摬糠菪枰透邷兀男缘钠芳?jí)可滿足要求,并正在應(yīng)用。TPUS還逐漸與其它的高聚物生成塑料合金來提高使用性能,例如與PVC的共混物,當(dāng)TPU的摻入量達(dá)到 20%時(shí),產(chǎn)品的性能就可提高40%,可用于集裝箱包裝材料,水床床墊,鞋底等;與SAN和PC的共混物,可增加產(chǎn)品硬度超過邵氏D80,還提高了模塑固化時(shí)間和脫模時(shí)間;與ABS的共混物改善了產(chǎn)品的屈撓性和耐磨性能。
商業(yè)信息
TPUS的定價(jià)與其他高性能的TPES相比,通常要高出約 2美元/磅,這很大程度上取決于種類、品級(jí)、添加劑等因素。
供貨商有兩種類型,大的原料生產(chǎn)商和較小的定制生產(chǎn)商,大的產(chǎn)品商以批量論價(jià),但品級(jí)有限。較小的廠家可提供添加色料及其他添加劑的定制混配料,并能根據(jù)用戶的特殊要求如硬度,“磨砂”表面或象皮革和織物一樣的覆蓋材料提供產(chǎn)品。
聚氨酯熱塑性彈性體(聚氨酯 TPEs)
熱塑性聚氨酯彈性體就其價(jià)格和性能而言,在TPE系列中占有較大的優(yōu)勢(shì)。熱塑性聚氨酯(TPUS)具有很寬廣的韌性,其一般應(yīng)用越來越廣泛。它們即使在低溫條件下有較高的柔性,并具有很高的耐磨性能。這些彈性體還有很好的粘著特性。
TPUS在通用的擠塑和注塑成型設(shè)備上很容易進(jìn)行加工,它們的用途也極為廣泛。其分子結(jié)構(gòu)是由許多個(gè)酯和醚組成的,使得性能產(chǎn)生很大的變化。TPUS很容易混配,并常與其它相容的高聚物如PVC共混,生成“超級(jí)共混物”。
這種性能上的多變性也帶來了它們更多的商業(yè)應(yīng)用,主要如汽車、電纜、導(dǎo)線和薄膜等。TPUS現(xiàn)在的消耗量約計(jì)為6 500萬磅/年, 1990年年增長率為 5~7%。
化學(xué)
象苯乙烯共聚物一樣,TPUS也是嵌段共聚物,并具有軟硬交替的區(qū)域(或相)。這些鏈段的比率也就確定了高聚物的性能特征(如硬度)。然而聚氨酯又不象聚苯乙烯那樣,是由加成聚合形成的單體鏈節(jié)的簡單重復(fù),而是縮聚反應(yīng)形成的橋式結(jié)構(gòu)。
許多材料都可被加到聚氨酯橋(骨架)的任一邊,使得性能發(fā)生很大的變化。TPUS的性能就可從非常軟到很堅(jiān)硬,或從很柔軟到具有很高的剛性,或從可吸收水的親水型到憎水型。
TPUS分為兩種主要類型即酯型和醚型。
酯型TPUS 通常它是兩種類型中較堅(jiān)韌的一種,接觸水時(shí)會(huì)發(fā)生水解和降解。
醚型TPUS 不會(huì)發(fā)生水解和生物降解,即使長時(shí)間暴露或直接埋置。但它沒有酯類TPUS那樣堅(jiān)硬,耐化學(xué)試劑和油的性能較差。
兩種類型的材料都有點(diǎn)吸濕的趨向,加工前應(yīng)進(jìn)行于燥。(有些學(xué)者把基于聚己內(nèi)酯列作第三種類型的TPU,這種材料是一種酯類,但它比其它酯類材料有更好的耐水解性能,其它的性能介于醚型和酯型材料之間。而聚己內(nèi)酯是通過一個(gè)不同于縮聚反應(yīng)的過程制備的)。
性質(zhì)
TPUS性能變化范圍為:抗張強(qiáng)度28.3至62MPa,酯型較高,醚型較低;300%定伸模數(shù)為7.6至33 SMPa;伸長率為 225至 570%;密度為1.14至1.20,醚型較低。普通的TPUS的使用溫度為一60至250°F,但在聚氨酯主鏈上加進(jìn)異氰豚酸酯,就可把它的最高使用溫度提高到300°F。硬度可從邵氏A70到邵氏D80,配制的TPU的硬度可大大低于邵氏A70,但它的粘度較大難于為加工進(jìn)行造粒,甚至很容易粘在一起。
TPUS具有優(yōu)良的粘著特性,可用作玻璃纖維層壓塑料的粘合劑。以溶劑型或干膜式粘合劑,用于田徑鞋和網(wǎng)球鞋,它們可在鞋面和TPU鞋底的上下之間自然粘合,不需要進(jìn)行縫合。這種粘合工序通常在加工過程中需用模內(nèi)脫模劑。
酯型和醚型的每一種類型材料又可分為芳香族類和脂肪族類兩個(gè)分類。脂肪族類耐紫外線性能較好,但價(jià)格較貴。添加穩(wěn)定劑和吸收劑也能使芳香族類的光氧化過程延遲,但達(dá)不到脂肪族類同樣的程度。這兩種類型的材料都有很好的耐油性能。
加工
象同類型其它材料一樣,TPU可用通用的加工方法進(jìn)行加工,并可與熱塑性的橡膠、PVC混配料、ABS、尼龍、SAN等共混。它本身也很容易層壓、燙印、熱封和粘合,不需專門打底漆就可以涂漆。
TPUS的加工是否成功主要取決于材料的干燥程度,最好用粉粒脫濕料斗干燥器,但樹脂也可在料盤分散2英寸厚,在175~200°F烘箱干燥1—2小時(shí),但樹脂在干燥溫度下暴露的時(shí)間不要超過4小時(shí)。如果樹脂在料斗中過夜,溫度應(yīng)低于125—150°F。
未涂漆的回用料可與10—25%的新料混合使用,儲(chǔ)存的回用料也必須重新干燥。對(duì)于擠塑和注塑來說通用的螺桿UD比為24:1或略高一些,壓縮比為2.5—3.1且較好。料筒溫度以340~440°F為好,模溫為60-140°F。TPUS在熔融時(shí)呈剪切敏性狀態(tài),如果用高剪切螺桿會(huì)導(dǎo)致材料的降解,因?yàn)椴牧系恼扯群艽螅會(huì)存在高熱和高孔壓的情況。
應(yīng)用
如前所述,TPU樹脂的多功能性以及通用的韌性、柔軟性和粘著性等,使之會(huì)有更多的商業(yè)用途。通常人們期望TPU制作的部件首先要有一定的橡膠性,其次是特別在低溫下有較好的耐磨能力和耐屈撓性。例如傳動(dòng)聯(lián)軸節(jié)就必須有較高的抗張強(qiáng)度和韌性,同時(shí)要有較高的抗曲撓性和緩沖能力。
許多商業(yè)應(yīng)用是擠塑成型或注塑成型的產(chǎn)品。擠塑膜制品(吹塑和扁平模頭擠塑)占用了TPUS很大的產(chǎn)量,這些應(yīng)用包括了食品藥物管理局認(rèn)可的肉。家禽包裝材料等級(jí)及無溶劑型薄膜粘合劑等。新型的專門級(jí)別TPU有非常高的濕蒸汽傳遞速率,可用作無村薄膜或?qū)优_(tái)織物,制作手套,一次性醫(yī)用外衣,外科手術(shù)復(fù)蓋布,惡臭環(huán)境用的工作服等。芳香族醚型產(chǎn)品正被用于飲水的軟管和管道,經(jīng)美國聯(lián)邦藥典第六類準(zhǔn)許使用的有些材料可用于醫(yī)療器械和醫(yī)用導(dǎo)管,心臟植入管,充氣胃襯。其它型材的應(yīng)用有輸油管線的耐壓軟管和管道,共擠電纜護(hù)套及擋風(fēng)雨的型材。
另一種材料是以帆布或其它厚織物為基材,將TPU擠出涂布而成,被廣泛用于工業(yè)加工和食品加工使用的傳送帶,同時(shí)還可用來制作折疊式水槽和油箱。
注塑模件也占用了TPU的很大用量,突出的應(yīng)用為汽車零部件如檔泥板擴(kuò)張部分,填板、角板、護(hù)罩、儀表板、襯墊和其它產(chǎn)品如滑雪靴,工業(yè)輪胎,齒輪,女鞋跟。汽車車體部件不用底漆就可以噴漆或金屬化。但在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩下面的應(yīng)用卻受到了限制,因?yàn)樵摬糠菪枰透邷兀男缘钠芳?jí)可滿足要求,并正在應(yīng)用。TPUS還逐漸與其它的高聚物生成塑料合金來提高使用性能,例如與PVC的共混物,當(dāng)TPU的摻入量達(dá)到 20%時(shí),產(chǎn)品的性能就可提高40%,可用于集裝箱包裝材料,水床床墊,鞋底等;與SAN和PC的共混物,可增加產(chǎn)品硬度超過邵氏D80,還提高了模塑固化時(shí)間和脫模時(shí)間;與ABS的共混物改善了產(chǎn)品的屈撓性和耐磨性能。
商業(yè)信息
TPUS的定價(jià)與其他高性能的TPES相比,通常要高出約 2美元/磅,這很大程度上取決于種類、品級(jí)、添加劑等因素。
供貨商有兩種類型,大的原料生產(chǎn)商和較小的定制生產(chǎn)商,大的產(chǎn)品商以批量論價(jià),但品級(jí)有限。較小的廠家可提供添加色料及其他添加劑的定制混配料,并能根據(jù)用戶的特殊要求如硬度,“磨砂”表面或象皮革和織物一樣的覆蓋材料提供產(chǎn)品。
烯烴類熱塑性彈性體(烯烴類TPES)
熱塑性聚烯烴共混物包括了烯烴類TPES,熱塑性聚烯烴(TPOS),彈性體改性聚丙烯(EMPPS)及工程聚烯烴。它們都是熱塑性聚烯烴類(主要是聚丙烯)與彈性體的共混物,通常也稱為烯烴類共混物。這些共混物具有寬廣范圍的物理性能和流變性能,從柔軟的彈性體到又初又剛的材料都有,因而有廣闊的應(yīng)用范圍。
TPOS一般在最普通的熱塑性加工設(shè)備上就可加工成型。它們的寬廣性能,低的重量和優(yōu)良的加工性能及其它們的價(jià)格,成為各種終端用途可作出的最佳選擇。
化學(xué)和性質(zhì)
彈性體改性聚烯烴類共混物是由半結(jié)晶的熱塑性聚烯烴與無定型的彈性體構(gòu)成,主要類型為聚丙烯的均聚物或共聚物與乙烯一丙烯(EP)或乙烯一丙烯一二烯烴(EPDM)橡膠的共混物。它們可加入各種填料(如滑石粉、玻璃、碳酸鈣、云母等),還可添加耐熱、耐氧化、抗紫外線的穩(wěn)定劑,色料,潤滑劑及其它加工助劑。用作相容劑或?yàn)樘岣吣承┨厥庑阅芤部杉尤肫渌母呔畚铩?br />
大多數(shù)TPOS是在間歇式或連續(xù)式混合機(jī)上制備的機(jī)械共混物,產(chǎn)品的形態(tài)和物理性能受到加工條件的影響。在混合期間可使之進(jìn)一步改性,產(chǎn)生可控流變性產(chǎn)品或部分交聯(lián),但仍屬熱塑性材料的產(chǎn)品。
過去幾年已有關(guān)于反應(yīng)器內(nèi)接續(xù)聚合制備PP/PE共混物的報(bào)導(dǎo)。這種共混物是在一組接續(xù)反應(yīng)器中合成聚丙烯和EP共聚物的,包括制備PP和用相似的方法制備橡膠,但這是一個(gè)接續(xù)的過程。相對(duì)于機(jī)械共混物來說其產(chǎn)物的性能變化范圍較小,然而反應(yīng)器內(nèi)制備的這些共混物卻能滿足某些應(yīng)用要求,作為工程聚烯烴的組分也是很有用的。
TPO共混物在商業(yè)上應(yīng)用的主要性能包括有極好的低溫抗沖性能,較高的剛性,熔融流動(dòng)速率和可控制的成型收縮率。上述特性可以調(diào)節(jié)滿足某些特殊應(yīng)用的需要,從柔軟的橡膠狀到具有很高硬度和剛性的共混物,彎曲模量為138至276MPa。TPOS還具有低的密度和優(yōu)良的化學(xué)和電性能。使用溫度為一40℃至130℃,添加耐紫外線穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑可改善戶外使用時(shí)的耐老化性能(如增加耐紫外線穩(wěn)定性),用色母料很容易為塑料著色。
經(jīng)過相當(dāng)大的努力成功地改善了烯烴類共混物的表面特性,提高了它們與涂料和粘合劑的結(jié)合能力。表面性能的改善促使了產(chǎn)品的商業(yè)化,提高了使用性能(如油漆的附著力和耐溶劑性能)。當(dāng)某些產(chǎn)品具有功能性的表面后,它不需增粘涂層或底層就可被涂敷。
隨著樹脂設(shè)計(jì)和共混物、塑料合金技術(shù)的發(fā)展,將使TPOS逐漸滲透到工程塑料所占領(lǐng)的領(lǐng)域。
加工
熱塑性聚烯烴共混物用傳統(tǒng)的熱塑性加工的方法很容易加工,大多數(shù)TPOS能注塑成型,也可吹塑成型或擠塑成型。也有一些熱成型的品級(jí)。設(shè)計(jì)這些產(chǎn)品有寬廣的選擇范圍,使定制的材料能滿足加工和使用的要求。TPO材料已有很多的加工方法,并很容易注塑成型和其它熱塑成型加工。
應(yīng)用
熱塑性聚烯烴共混物已普遍用于汽車工業(yè),主要是汽車外裝的模塑件(如緩沖器托板、導(dǎo)風(fēng)板、側(cè)面模件、填隙板、柵格、端蓋),它們同樣也用作垂直車身壁板和擋泥板擴(kuò)張部分。由于它們能著色模塑,使產(chǎn)品具有低的光澤和良好的表面外界周時(shí)還保持了較好的耐紫外線穩(wěn)定性排閉港潮的增車內(nèi)裝和外裝的應(yīng)用還在增加。由于材料的性能(如耐熱。耐溶劑的穩(wěn)定性,較好的柔軟性和優(yōu)良的聲音阻尼性能)達(dá)到了相互均衡,其在導(dǎo)管消音材料,防護(hù)屏蔽和其它在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的應(yīng)用正在擴(kuò)大,另外TPOS的熱成型,吹塑成型及注塑成型的產(chǎn)品正在進(jìn)入卡車市場。在非汽車方面的應(yīng)用有導(dǎo)線、電纜的絕緣層和護(hù)套,擋風(fēng)(雨)條,工具把手,體育運(yùn)動(dòng)用品及其它注塑和擠塑成型的產(chǎn)品。
商業(yè)信息
熱塑性聚烯烴共混物在1993年,全年僅在運(yùn)輸業(yè)的消耗用量高達(dá)1.5萬億磅,并正以 10%的年增長率發(fā)展。這種高的增長率在于對(duì)汽車市場的滲透,以及對(duì)一些材料的更換,如反應(yīng)性注塑聚氨酯,聚碳酸酯共混物和工程塑料等。由于對(duì)環(huán)境因素更加重視,塑料的可再生性顯得更為重要,對(duì)TPO材料的需求將會(huì)增加。它們的價(jià)格約為0.80一1.50美元/磅,主要供應(yīng)商有 D&S Plastics, Himont, Exxon, Mytex, and CCT。
2.熱成型,使用苯乙烯-丁二烯共聚物和通用型的聚苯乙烯(g.-p.PS)的共混物。苯乙烯-丁二烯共聚物以有 流動(dòng)性的小球形式提供。
化學(xué)和性能
采用溶液聚合,以烷基理為催化劑,順序加入苯乙烯和1,3一丁二烯單體,(可制成苯乙烯-丁二烯共聚物。苯乙烯-丁二烯共聚物既可通過偶合制成星型嵌段共聚物。又可通過線性加成及應(yīng)制成多嵌段線型共聚物。所產(chǎn)生的無定形苯乙烯-丁二烯共聚物具有特殊的丁二烯、苯乙烯嵌段結(jié)構(gòu)。丁二烯嵌段形成非連續(xù)的丁二烯橡膠微區(qū),具有韌性和抗沖擊性。透明性受了二烯嵌段長度和結(jié)構(gòu)的控制,如果丁二烯嵌段微區(qū)長度小于可見光波長,則顯示透明性。苯乙烯嵌段形成連續(xù)的苯乙烯微區(qū),它具有熱塑性、剛度、高光澤度以及與其它苯乙烯系樹脂的相容性。這些聚合物凝膠含量低、模塑收縮低、有閃耀性、低吸水性。很好的撓曲壽命以及容易加工等特性。
苯乙烯-丁二烯共聚物可通過超聲焊、溶劑粘接和振動(dòng)焊接來粘合;并且可通過γ一射線或環(huán)氧乙烷來滅菌。苯乙烯-丁二烯共聚物是由美國食品與藥物管理局FDA認(rèn)可,可以應(yīng)用于食品和飲料包裝;它們?cè)谠S多醫(yī)學(xué)應(yīng)用中,也允許使用。典型的Firestone公司的Stereon 881苯乙烯-丁二烯共聚物的性質(zhì)見表一1。各種品級(jí)的苯乙烯-丁二烯共聚物主要用在兩方面:注塑成型和熱成型。注塑成型產(chǎn)品一般具有較高苯乙烯的含量,具有更大的表面硬度、剛性、更高的光澤度、更低的彎曲性以及更低的伸長率。這些產(chǎn)品通常不摻雜其它物質(zhì),并且具有非常好的抗沖擊強(qiáng)度、韌性以及清晰度。
熱成型產(chǎn)品通常與通用型聚苯乙烯共混后使用,其比例為60:40,40:60。這些產(chǎn)品與通用型聚苯乙烯的相容性非常好,并且具有非常好的擠出和熱成型性能,可加工成薄型制品、具有低應(yīng)力發(fā)白以及同時(shí)具有韌性和清晰度等優(yōu)良性質(zhì)。
苯乙烯-丁二烯共聚物也可用于制薄膜和摻混聚合物。其中摻混聚合物的基材可以是聚苯乙烯(PS)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、苯乙烯一丙烯腈共聚物(SAN)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)以及苯乙烯一甲基丙烯酸甲酯共聚物。
加工
苯乙烯-丁二烯共聚物的粒料不需干燥,并且可以回收使用。這些聚合物可以在一般的熱塑性塑料加工設(shè)備上進(jìn)行加工,例如片材擠塑、注塑成型、熱成型以及吹塑成型。典型的加工溫度為380-450 °F 。它們可以很容易著色成為深色但仍是透明的或是不透明的,并且可以被染成各種顏色。通常用于聚苯乙烯和HIPS的加工設(shè)備都可用于加工苯乙烯-丁二烯共聚物。
應(yīng)用
由于苯乙烯-丁二烯共聚物具有很好的清晰度、韌性、容易加工以及經(jīng)濟(jì)性,所以它們可應(yīng)用于許多領(lǐng)域中。苯乙烯-丁二烯共聚物熱成型產(chǎn)品通常受益于與之共混的價(jià)廉的通用型聚苯乙烯,因?yàn)檫@樣可使它們應(yīng)用于一次性包裝中,其中包括:一次性飲料杯、碗、托盤、食品蓋、快餐盒以及各種容器蓋。其
它應(yīng)用包括:泡沫包裝和其他的展示品包裝。注塑成型產(chǎn)品的應(yīng)用包括:醫(yī)用制件,陳列品箱、箱、盒、展示品盒、罩以及玩具零件、支架和辦公用品等。薄膜的應(yīng)用包括:熱收縮性包裝袋、蔬菜保鮮袋和外包裝。
商業(yè)信息
苯乙烯-丁二烯共聚物的性能和價(jià)格正好介乎兼透明有脆性,價(jià)格低廉的材料如通用型聚苯乙烯和那些價(jià)格昂貴、高性能或難加工的材料如PETG、PC. OPS。纖維素塑料、丙烯酸酯、PVC以及ABS之間。每磅價(jià)格在0.8—1.05美元范圍內(nèi)。目前的苯乙烯-丁二烯共聚物制造廠遍及世界,他們注冊(cè)的商品名為:美國Firestone公司的 Stereon;美國 Phillips 66公司的 K—Resin;日本 Asahi Chemical公司的Asaflex;德國BASF公司的Styrolux;日本Denki-Koguku公司的Clearen;和比利時(shí)Fina Oil&Chemical的Finaclear.
苯乙烯-丙烯腈共聚物
苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)是無色透明的熱塑性樹脂,具有耐高溫性、出色的光澤度和耐化學(xué)介質(zhì)性,還有優(yōu)良的硬度、剛性、尺寸穩(wěn)定性和較高的承載能力。由于該樹脂固有的透明性,故非常普通地用于制造透明塑料制品。
化學(xué)和性能
SAN樹脂是線性無定形共聚物,是通過連續(xù)本體、懸浮或乳液聚合制得。通過分子量的改變和苯乙烯/丙烯腈的配比變化可以調(diào)節(jié)聚合產(chǎn)物的性能。在聚合過程中或聚合完成后的配混操作中可加人添加劑和改性劑,以獲得所需要的綜合性能。所用添加劑和改性材料一般包括著色劑、玻璃纖維增強(qiáng)材料、脫模劑、紫外光穩(wěn)定劑、彈性體、抗靜電劑以及流動(dòng)助劑和加工助劑。
SAN樹脂能耐脂肪烴、非氧化性酸。堿、植物油、食品,某些醇類和洗滌劑,但與一些芳香烴、酮類、酯類和氯化烴接觸會(huì)被侵蝕。熱變形溫度范圍為200~230°F(182MPa下),所制得產(chǎn)品的最高使用溫度受應(yīng)力、周圍的化學(xué)介質(zhì)環(huán)境和取向度的影響很大,但185°F 的連續(xù)使用溫度是完全能夠達(dá)到的。SAN的斷裂拉伸強(qiáng)度為69—83MPa,其彎曲強(qiáng)度和彈性模量一般較高。根據(jù)樹脂品級(jí)和加工條件不同,SAN的缺口懸臂梁抗沖擊強(qiáng)度范圍為 0.2~0.5 ft.lb/in。
SAN樹脂與用量更大。被普遍使用的ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物)合成樹脂相比,缺少一個(gè)橡膠組分(丁二烯橡膠)。由于SAN中沒有橡膠組分,因此它的抗沖擊強(qiáng)度低于ABS樹脂。但SAN其它大部分性能(如耐熱性、耐化學(xué)介質(zhì)性、拉伸和彎曲強(qiáng)度和光澤度等)優(yōu)于通用級(jí)ABS樹脂。
特殊品級(jí)
SAN的特殊品級(jí)包括紫外光穩(wěn)定級(jí)、抗靜電級(jí)、耐滲透級(jí)、玻璃纖維增強(qiáng)級(jí)等。抗靜電SAN生產(chǎn)的制品可防止粒子和灰塵的吸附聚集;耐滲透SAN可減少氣體和水蒸汽的透過率;用紫外光穩(wěn)定級(jí)SAN生產(chǎn)的玻璃、散光板和標(biāo)志牌等產(chǎn)品其性能得到改善。
玻璃纖維增強(qiáng)SAN樹脂具有很高的剛性和尺寸穩(wěn)定性。新開發(fā)的SAN樹脂有高透明級(jí)、“潔白”產(chǎn)品級(jí)、可發(fā)性SAN(用于生產(chǎn)泡沫塑料)和各種共混物和合金。
雖然SAN樹脂本身是透明的,但通過頂著色方式或使用濃色母料,也能制造一系列發(fā)霧的、半透明和不透明的制品。
加工
SAN樹脂可用普通熱塑性塑料的成型方法進(jìn)行加工,如注塑、擠塑、注塑吹塑和壓塑成型等。SAN樹脂有吸水性,故為保證產(chǎn)品質(zhì)量,在加工成型前應(yīng)對(duì)SAN進(jìn)行干燥處理。
SAN樹脂可進(jìn)行二次加工,而且其性能變化很小。但是,如果受熱厲害的話,產(chǎn)品可能會(huì)發(fā)生顏色變化,變成黃色色調(diào)。SAN在再加工中不能混雜其它塑料,盡管它們很容易相容,但也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的顏色和透明度產(chǎn)生影響。SAN為極性聚合物,一般與非極性樹脂(包括聚苯乙烯)不相容。SAN樹脂與ABS樹脂是相容的。
適用于SAN的后處理操作包括熱沖壓、涂漆、絲網(wǎng)印刷、超聲波焊接、機(jī)械加工、真空噴鍍、溶劑粘焊,以及用于ABS、丙烯酸酯類樹脂和聚苯乙烯的其它大部分加工方法。
應(yīng)用
SAN樹脂最大的用途是作為一個(gè)組分制造ABS樹脂。因此,所有主要的ABS生產(chǎn)廠都制造SAN樹脂。SAN在商業(yè)市場上有廣泛的用途。
家庭用品 SAN用于制造家庭用品是因?yàn)樗哂型该餍裕瑢?duì)一般食物和洗滌劑有耐化學(xué)介質(zhì)性,并且具有足夠的耐高溫性可以在高溫洗滌條件下洗滌。具體應(yīng)用有大口杯、帶把杯、洗浴用具、冰桶、沙拉碗和托盤等。
器械附件 SAN樹脂在此方面的應(yīng)用也主要緣于其透明性和耐化學(xué)介質(zhì)性。主要用途包括冷藏柜抽屜、攪拌器。真空吸塵器部件、加濕器部件和洗衣機(jī)洗滌劑噴灑器。
汽車部件 抗紫外線/耐紫外線的SAN可用于生產(chǎn)車燈玻璃。玻璃纖維增強(qiáng)SAN可制造汽車儀表盤。
電器 主要有磁帶盒和磁帶盒上透明窗、唱機(jī)蓋、儀表透明外殼、計(jì)算機(jī)卷紙器、蓄電池箱、按鍵帽、計(jì)算器和打印機(jī)工作臺(tái)。
建筑 安全玻璃、濾水器外殼和水龍頭旋扭。
醫(yī)用制品 注射器、血液抽吸管、腎滲折裝置及反應(yīng)器。
包裝材料 化妝盒、口紅套管、睫毛膏蓋瓶子、罩蓋、帽蓋噴霧器和噴嘴等。
特殊產(chǎn)品 一次性打火機(jī)外殼、刷子基材和硬毛、漁具、假牙、牙刷柄、筆桿、樂器管口以及定向單絲,這些都是SAN的一部分應(yīng)用。
工業(yè)制品 蓄電池箱、用于許多其它塑料的濃色母料載體;作為PVC添加劑以改善其成型性、耐熱性和光澤度。
氯化PVC
氯化聚氯乙烯是聚氯乙烯樹脂后氯化得到的一種獨(dú)特聚合物。
化學(xué)與性質(zhì)
PVC分子上再增加一些氯以后,產(chǎn)物CPVC樹脂的玻璃化溫度(Tg)將提高至239至275°F溫度范圍內(nèi);載荷下熱變形溫度,根據(jù)其配方的不同,也將從PVC物料的約158°F提高到180至219°F的溫度范圍內(nèi)。也就是說,所額外增加的氯,改善了硬PVC的阻燃性、生煙性,提高了抗張強(qiáng)度和模量,而保留了它原有的良好性能:突出的尺寸穩(wěn)定性,優(yōu)良的耐化學(xué)特性以及良好的介電性能。
CPVC混配料仍然保持較高氯含量樹脂的高熱畸變溫度特性,其物料混配工藝與PVC混配相類似,但更復(fù)雜、更困難。
混配料可應(yīng)用傳統(tǒng)的擠塑、壓延、注塑等加工管材、型材、片材等熱塑性成型方法。擠塑加工包括用雙螺桿擠塑機(jī)加工粉末狀物料和用單螺桿擠塑機(jī)加工粒狀物料。
用一種合適的溶劑溶解CPVC樹脂,可制得一種很有用的粘接劑。一些加工者還可用其溶液成功地制得CPVC流延薄膜。
加工
雖然CPVC是以PVC為基質(zhì)制得的聚合物,且和PVC共有某些性能,但是,它也是一種有其自身特性的聚合物,這一點(diǎn)對(duì)于其加工特別重要。例如,CPVC聚合物熔融溫度范圍從400°F直至最高達(dá)到 450°F。擠塑加工需要采用鍍鉻或不銹鋼的模頭。擠塑模頭必須是良好流線型,以保證能長時(shí)間地加工運(yùn)轉(zhuǎn)。平板模頭不能獲得滿意的擠塑運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。為了很好地控制管材和異型材的擠塑尺寸,最好采用真空定型技術(shù)。擠塑設(shè)備需配備至少 40馬力的螺桿傳動(dòng)裝置。有幾種螺桿設(shè)計(jì)可適于擠塑加工各種配方好的混配料。
注塑加工需要采用有合適導(dǎo)出長度的低壓縮螺桿。管件用物料需要采用尖梢式塑化螺桿。而低粘度,高產(chǎn)出物料需要采用卸掉滑動(dòng)止過環(huán)的加工螺桿,不能采用球形止逆螺桿。注塑模具應(yīng)該采用不銹鋼材料,至少也應(yīng)采用鍍鉻或鍍鎳材料。
應(yīng)用
由于固有的耐化學(xué)特性、高度的剛性、固有的抗燃性、優(yōu)良的抗張強(qiáng)度、耐室內(nèi)光、耐氣候特性以及合適的密度,使CPVC材料具有廣泛的應(yīng)用市場。
傳統(tǒng)上,CPVC材料常用于制造冷。熱水輸送管材、管件以及工業(yè)化學(xué)液體的傳送管道、管件、閥門等。最新技術(shù)的發(fā)展使之可以擠塑成型窗玻璃鑲裝壓條、冷卻塔板、汽車內(nèi)用制品、廢棄物處理器具以及各種室外深色應(yīng)用物品。一些定制注塑品級(jí)可見于辦公機(jī)械外殼、長途通訊設(shè)備用品以及一些儀器部件。一項(xiàng)最新發(fā)展是消防系統(tǒng)管材、管件特用的CPVC 物料。
CPVC最早(大約1960年)用于制造居家用冷、熱水輸送管及管件。其管材熱損耗低、不掛水滴、無水垢聚積,在180°F溫度與 100磅/英寸2壓力下可持續(xù)應(yīng)用,并經(jīng)美國國家環(huán)境衛(wèi)生基金會(huì)可飲用水認(rèn)證,因而,促使數(shù)百萬居住小區(qū)采用CPVC管材。CPVC物料制成的水龍頭配件及閥門用于飲用水系統(tǒng)中,也具有同樣優(yōu)點(diǎn)。
建筑上的其他應(yīng)用還包括窗玻璃深色鑲裝壓條、天窗框架,這是因?yàn)镃PVC有較高耐熱性,可耐受深色導(dǎo)致的聚積熱。
CPVC耐化學(xué)特性使之能應(yīng)用于傳送工業(yè)液體,尤其是造紙、制漿過程中的高溫液體以及電鍍、電化學(xué)操作中的酸。堿液體。許多電鍍工業(yè)管線中都采用CPVC貯罐、管材及過濾元件。甚至還有包括管道、管件、閥門、濾料板和過濾設(shè)備、泵等全都用CPVC制造的完整系統(tǒng)。
家用電器制造廠商還發(fā)現(xiàn),CPVC良好的排水性、固有的抗燃性(達(dá)到UL標(biāo)準(zhǔn)94-SVA)、耐皂液、耐漂性,對(duì)于直接安裝在洗碗機(jī)、洗衣機(jī)內(nèi)電動(dòng)機(jī)上的水泵來說,都符合要求。
高度的耐熱性、抗燃性、遇油脂也不龜裂,因而可考慮用CPVC制造汽車內(nèi)裝件。這些特性也使CPVC可用來制造冷凝水回流管和滴水盤。
固有的抗燃性(UL標(biāo)準(zhǔn)94—SVA可燃性),以及優(yōu)良的耐化學(xué)特性、抗紫外熒光性、抗墨水污漬與良好的吸音性,使得一系列新型品牌的CPVC可用來制造諸如打印機(jī)外殼和底座等一類的辦公機(jī)械部件。
還有一些低生煙性的CPVC物料,它們滿足聯(lián)邦航空局規(guī)范25.853款(A-1)有關(guān)飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)制品熱釋放值必需符合一定速率的最新要求。同時(shí),這些物料也滿足城市公共交通管理局煙火準(zhǔn)則要求。這些低生煙性物料的擠塑制品也滿足樓房內(nèi)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)低煙火性能的要求。還有幾種深色的耐氣候的新型品牌的物料應(yīng)用于農(nóng)田灌溉方面。總之,氯化不僅保留了PVC原有的優(yōu)良性能,而且使聚合物適用于更高的溫度下,因而,常常可代替金屬或其他價(jià)格更貴的工程塑料。
商業(yè)信息
CPVC聚合物由 The BF Goodrich公司特種聚合物和化學(xué)品分公司銷售。1991年初的價(jià)格為:每磅1.30至1.50美元。
苯乙烯-丙烯腈共聚物
苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)是無色透明的熱塑性樹脂,具有耐高溫性、出色的光澤度和耐化學(xué)介質(zhì)性,還有優(yōu)良的硬度、剛性、尺寸穩(wěn)定性和較高的承載能力。由于該樹脂固有的透明性,故非常普通地用于制造透明塑料制品。
化學(xué)和性能
SAN樹脂是線性無定形共聚物,是通過連續(xù)本體、懸浮或乳液聚合制得。通過分子量的改變和苯乙烯/丙烯腈的配比變化可以調(diào)節(jié)聚合產(chǎn)物的性能。在聚合過程中或聚合完成后的配混操作中可加人添加劑和改性劑,以獲得所需要的綜合性能。所用添加劑和改性材料一般包括著色劑、玻璃纖維增強(qiáng)材料、脫模劑、紫外光穩(wěn)定劑、彈性體、抗靜電劑以及流動(dòng)助劑和加工助劑。
SAN樹脂能耐脂肪烴、非氧化性酸。堿、植物油、食品,某些醇類和洗滌劑,但與一些芳香烴、酮類、酯類和氯化烴接觸會(huì)被侵蝕。熱變形溫度范圍為200~230°F(182MPa下),所制得產(chǎn)品的最高使用溫度受應(yīng)力、周圍的化學(xué)介質(zhì)環(huán)境和取向度的影響很大,但185°F 的連續(xù)使用溫度是完全能夠達(dá)到的。SAN的斷裂拉伸強(qiáng)度為69—83MPa,其彎曲強(qiáng)度和彈性模量一般較高。根據(jù)樹脂品級(jí)和加工條件不同,SAN的缺口懸臂梁抗沖擊強(qiáng)度范圍為 0.2~0.5 ft.lb/in。
SAN樹脂與用量更大。被普遍使用的ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物)合成樹脂相比,缺少一個(gè)橡膠組分(丁二烯橡膠)。由于SAN中沒有橡膠組分,因此它的抗沖擊強(qiáng)度低于ABS樹脂。但SAN其它大部分性能(如耐熱性、耐化學(xué)介質(zhì)性、拉伸和彎曲強(qiáng)度和光澤度等)優(yōu)于通用級(jí)ABS樹脂。
特殊品級(jí)
SAN的特殊品級(jí)包括紫外光穩(wěn)定級(jí)、抗靜電級(jí)、耐滲透級(jí)、玻璃纖維增強(qiáng)級(jí)等。抗靜電SAN生產(chǎn)的制品可防止粒子和灰塵的吸附聚集;耐滲透SAN可減少氣體和水蒸汽的透過率;用紫外光穩(wěn)定級(jí)SAN生產(chǎn)的玻璃、散光板和標(biāo)志牌等產(chǎn)品其性能得到改善。
玻璃纖維增強(qiáng)SAN樹脂具有很高的剛性和尺寸穩(wěn)定性。新開發(fā)的SAN樹脂有高透明級(jí)、“潔白”產(chǎn)品級(jí)、可發(fā)性SAN(用于生產(chǎn)泡沫塑料)和各種共混物和合金。
雖然SAN樹脂本身是透明的,但通過頂著色方式或使用濃色母料,也能制造一系列發(fā)霧的、半透明和不透明的制品。
加工
SAN樹脂可用普通熱塑性塑料的成型方法進(jìn)行加工,如注塑、擠塑、注塑吹塑和壓塑成型等。SAN樹脂有吸水性,故為保證產(chǎn)品質(zhì)量,在加工成型前應(yīng)對(duì)SAN進(jìn)行干燥處理。
SAN樹脂可進(jìn)行二次加工,而且其性能變化很小。但是,如果受熱厲害的話,產(chǎn)品可能會(huì)發(fā)生顏色變化,變成黃色色調(diào)。SAN在再加工中不能混雜其它塑料,盡管它們很容易相容,但也會(huì)對(duì)產(chǎn)品的顏色和透明度產(chǎn)生影響。SAN為極性聚合物,一般與非極性樹脂(包括聚苯乙烯)不相容。SAN樹脂與ABS樹脂是相容的。
適用于SAN的后處理操作包括熱沖壓、涂漆、絲網(wǎng)印刷、超聲波焊接、機(jī)械加工、真空噴鍍、溶劑粘焊,以及用于ABS、丙烯酸酯類樹脂和聚苯乙烯的其它大部分加工方法。
應(yīng)用
SAN樹脂最大的用途是作為一個(gè)組分制造ABS樹脂。因此,所有主要的ABS生產(chǎn)廠都制造SAN樹脂。SAN在商業(yè)市場上有廣泛的用途。
家庭用品 SAN用于制造家庭用品是因?yàn)樗哂型该餍裕瑢?duì)一般食物和洗滌劑有耐化學(xué)介質(zhì)性,并且具有足夠的耐高溫性可以在高溫洗滌條件下洗滌。具體應(yīng)用有大口杯、帶把杯、洗浴用具、冰桶、沙拉碗和托盤等。
器械附件 SAN樹脂在此方面的應(yīng)用也主要緣于其透明性和耐化學(xué)介質(zhì)性。主要用途包括冷藏柜抽屜、攪拌器。真空吸塵器部件、加濕器部件和洗衣機(jī)洗滌劑噴灑器。
汽車部件 抗紫外線/耐紫外線的SAN可用于生產(chǎn)車燈玻璃。玻璃纖維增強(qiáng)SAN可制造汽車儀表盤。
電器 主要有磁帶盒和磁帶盒上透明窗、唱機(jī)蓋、儀表透明外殼、計(jì)算機(jī)卷紙器、蓄電池箱、按鍵帽、計(jì)算器和打印機(jī)工作臺(tái)。
建筑 安全玻璃、濾水器外殼和水龍頭旋扭。
醫(yī)用制品 注射器、血液抽吸管、腎滲折裝置及反應(yīng)器。
包裝材料 化妝盒、口紅套管、睫毛膏蓋瓶子、罩蓋、帽蓋噴霧器和噴嘴等。
特殊產(chǎn)品 一次性打火機(jī)外殼、刷子基材和硬毛、漁具、假牙、牙刷柄、筆桿、樂器管口以及定向單絲,這些都是SAN的一部分應(yīng)用。
工業(yè)制品 蓄電池箱、用于許多其它塑料的濃色母料載體;作為PVC添加劑以改善其成型性、耐熱性和光澤度。
氯化PVC
氯化聚氯乙烯是聚氯乙烯樹脂后氯化得到的一種獨(dú)特聚合物。
化學(xué)與性質(zhì)
PVC分子上再增加一些氯以后,產(chǎn)物CPVC樹脂的玻璃化溫度(Tg)將提高至239至275°F溫度范圍內(nèi);載荷下熱變形溫度,根據(jù)其配方的不同,也將從PVC物料的約158°F提高到180至219°F的溫度范圍內(nèi)。也就是說,所額外增加的氯,改善了硬PVC的阻燃性、生煙性,提高了抗張強(qiáng)度和模量,而保留了它原有的良好性能:突出的尺寸穩(wěn)定性,優(yōu)良的耐化學(xué)特性以及良好的介電性能。
CPVC混配料仍然保持較高氯含量樹脂的高熱畸變溫度特性,其物料混配工藝與PVC混配相類似,但更復(fù)雜、更困難。
混配料可應(yīng)用傳統(tǒng)的擠塑、壓延、注塑等加工管材、型材、片材等熱塑性成型方法。擠塑加工包括用雙螺桿擠塑機(jī)加工粉末狀物料和用單螺桿擠塑機(jī)加工粒狀物料。
用一種合適的溶劑溶解CPVC樹脂,可制得一種很有用的粘接劑。一些加工者還可用其溶液成功地制得CPVC流延薄膜。
加工
雖然CPVC是以PVC為基質(zhì)制得的聚合物,且和PVC共有某些性能,但是,它也是一種有其自身特性的聚合物,這一點(diǎn)對(duì)于其加工特別重要。例如,CPVC聚合物熔融溫度范圍從400°F直至最高達(dá)到 450°F。擠塑加工需要采用鍍鉻或不銹鋼的模頭。擠塑模頭必須是良好流線型,以保證能長時(shí)間地加工運(yùn)轉(zhuǎn)。平板模頭不能獲得滿意的擠塑運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間。為了很好地控制管材和異型材的擠塑尺寸,最好采用真空定型技術(shù)。擠塑設(shè)備需配備至少 40馬力的螺桿傳動(dòng)裝置。有幾種螺桿設(shè)計(jì)可適于擠塑加工各種配方好的混配料。
注塑加工需要采用有合適導(dǎo)出長度的低壓縮螺桿。管件用物料需要采用尖梢式塑化螺桿。而低粘度,高產(chǎn)出物料需要采用卸掉滑動(dòng)止過環(huán)的加工螺桿,不能采用球形止逆螺桿。注塑模具應(yīng)該采用不銹鋼材料,至少也應(yīng)采用鍍鉻或鍍鎳材料。
應(yīng)用
由于固有的耐化學(xué)特性、高度的剛性、固有的抗燃性、優(yōu)良的抗張強(qiáng)度、耐室內(nèi)光、耐氣候特性以及合適的密度,使CPVC材料具有廣泛的應(yīng)用市場。
傳統(tǒng)上,CPVC材料常用于制造冷。熱水輸送管材、管件以及工業(yè)化學(xué)液體的傳送管道、管件、閥門等。最新技術(shù)的發(fā)展使之可以擠塑成型窗玻璃鑲裝壓條、冷卻塔板、汽車內(nèi)用制品、廢棄物處理器具以及各種室外深色應(yīng)用物品。一些定制注塑品級(jí)可見于辦公機(jī)械外殼、長途通訊設(shè)備用品以及一些儀器部件。一項(xiàng)最新發(fā)展是消防系統(tǒng)管材、管件特用的CPVC 物料。
CPVC最早(大約1960年)用于制造居家用冷、熱水輸送管及管件。其管材熱損耗低、不掛水滴、無水垢聚積,在180°F溫度與 100磅/英寸2壓力下可持續(xù)應(yīng)用,并經(jīng)美國國家環(huán)境衛(wèi)生基金會(huì)可飲用水認(rèn)證,因而,促使數(shù)百萬居住小區(qū)采用CPVC管材。CPVC物料制成的水龍頭配件及閥門用于飲用水系統(tǒng)中,也具有同樣優(yōu)點(diǎn)。
建筑上的其他應(yīng)用還包括窗玻璃深色鑲裝壓條、天窗框架,這是因?yàn)镃PVC有較高耐熱性,可耐受深色導(dǎo)致的聚積熱。
CPVC耐化學(xué)特性使之能應(yīng)用于傳送工業(yè)液體,尤其是造紙、制漿過程中的高溫液體以及電鍍、電化學(xué)操作中的酸。堿液體。許多電鍍工業(yè)管線中都采用CPVC貯罐、管材及過濾元件。甚至還有包括管道、管件、閥門、濾料板和過濾設(shè)備、泵等全都用CPVC制造的完整系統(tǒng)。
家用電器制造廠商還發(fā)現(xiàn),CPVC良好的排水性、固有的抗燃性(達(dá)到UL標(biāo)準(zhǔn)94-SVA)、耐皂液、耐漂性,對(duì)于直接安裝在洗碗機(jī)、洗衣機(jī)內(nèi)電動(dòng)機(jī)上的水泵來說,都符合要求。
高度的耐熱性、抗燃性、遇油脂也不龜裂,因而可考慮用CPVC制造汽車內(nèi)裝件。這些特性也使CPVC可用來制造冷凝水回流管和滴水盤。
固有的抗燃性(UL標(biāo)準(zhǔn)94—SVA可燃性),以及優(yōu)良的耐化學(xué)特性、抗紫外熒光性、抗墨水污漬與良好的吸音性,使得一系列新型品牌的CPVC可用來制造諸如打印機(jī)外殼和底座等一類的辦公機(jī)械部件。
還有一些低生煙性的CPVC物料,它們滿足聯(lián)邦航空局規(guī)范25.853款(A-1)有關(guān)飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)制品熱釋放值必需符合一定速率的最新要求。同時(shí),這些物料也滿足城市公共交通管理局煙火準(zhǔn)則要求。這些低生煙性物料的擠塑制品也滿足樓房內(nèi)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)低煙火性能的要求。還有幾種深色的耐氣候的新型品牌的物料應(yīng)用于農(nóng)田灌溉方面。總之,氯化不僅保留了PVC原有的優(yōu)良性能,而且使聚合物適用于更高的溫度下,因而,常常可代替金屬或其他價(jià)格更貴的工程塑料。
商業(yè)信息
CPVC聚合物由 The BF Goodrich公司特種聚合物和化學(xué)品分公司銷售。1991年初的價(jià)格為:每磅1.30至1.50美元。
烯烴改性苯乙烯-丙烯腈共聚樹脂
烯烴改性苯乙烯-丙烯腈共聚樹脂(OSA)是具有韌性的特殊工程熱塑性塑料,在室外環(huán)境下其物理性能和顏色不發(fā)生變化。可以設(shè)計(jì)制造各種品級(jí)的烯烴改性苯乙烯-丙烯腈共聚樹脂,或是用作生產(chǎn)薄膜或是將其共擠塑在各種耐候性差、價(jià)格低的組分材料的基材表面,作為保護(hù)覆蓋層。其它品級(jí)OSA可擠塑片材或型材,或注塑成型。
化學(xué)與性能
OSA是用飽和烯烴彈性體改性苯乙烯-丙烯腈共聚物,再加入紫外光吸收劑。抗氧化劑、耐氣候老化顏料等而制得。它具有較高的抗沖擊強(qiáng)度和耐熱性,在戶外暴曬下顏色幾乎不發(fā)生變化。
OSA樹脂耐烯酸、堿和鹽,在許多石油餾分間歇性接觸時(shí)的耐受性有限。建議不要在與低分子量芳烴、酮、酯和氯化烴有接觸的應(yīng)用場合使用OSA產(chǎn)品。
加工
OSA樹脂可用于吹塑薄膜、擠塑片材或型材,也可注塑成型。其加工條件、后續(xù)校正、冷卻和后成型操作必須將內(nèi)應(yīng)力控制在最小的程度,內(nèi)應(yīng)力能夠影響制品的耐氣候老化特性。使用長徑比為24:1或更大一些的一段或二段螺桿擠出機(jī)最適宜。建議使用標(biāo)準(zhǔn)層流型模具和供料頭。
在OSA覆于ABS之上的片材時(shí)共擠塑,在真空成型垂伸之后,其著色OSA層最薄部分的厚度至少應(yīng)該為15mils。不同基材上的薄膜厚度,部分取決于底部基材。注塑成型件的外觀再現(xiàn)了模具內(nèi)表面的光澤平整,但戶外暴曬一、二年之后,最初的高光澤成品將變成無光毛面。
在生產(chǎn)固態(tài)OSA樹脂時(shí),回料的摻用率可為 25%。但當(dāng) OSA作為覆蓋層與不耐氣候老化的基村共擠塑時(shí),只有基材能摻用回料。
半成品部件可進(jìn)行機(jī)加工、沖切、鉆孔,或用經(jīng)測試與OSA相容的粘合劑進(jìn)行裝配,可以使用于OSA的裝飾技術(shù)包括熱沖切、涂漆和使用相容的材料進(jìn)行絲網(wǎng)印刷。
應(yīng)用
OSA作為保護(hù)覆蓋層覆于價(jià)格較低的基材之上二次加工成型的產(chǎn)品構(gòu)件其成本/效果值較高,用于建筑、休閑用具、農(nóng)業(yè)和運(yùn)輸以及其它領(lǐng)域中。
OSA和其它耐候聚合物有相容性,可與它共混以改善性能。
工程用熱塑性彈性體
工程用熱塑性彈性體(EngineeringTPES)是一種高強(qiáng)度、高性能的材料。它的彈性(彈性極限)和強(qiáng)度可恢復(fù)程度在硬質(zhì)工程塑料和橡膠之間。它們的高彈性在如下應(yīng)用中非常實(shí)用:在連續(xù)的沖擊、震動(dòng)、彎曲后,必須快速恢復(fù)形狀——例如汽車保險(xiǎn)杠、鉸鏈、彈簧、卡扣、球類、減震器以及柔性傳動(dòng)和密封。
眾所周知的工程用熱塑性彈性體(ETES),具有比橡膠更高的強(qiáng)度(一般為2—6倍)。因此,在許多應(yīng)用中,工程用熱塑性彈性體可代替橡膠產(chǎn)品,并且節(jié)省了材料和加工時(shí)間。
因?yàn)楣こ逃脽崴苄詮椥泽w在厚的或支撐部位上“功能上相等”于結(jié)構(gòu)塑料,在薄的部位又具有彈性;所以它們可以在許多應(yīng)用中作為多功能的材料。
化學(xué)
工程用熱塑性彈性體的彎曲模量從34.5(大約是橡膠剛性的3倍)到1379MPa(與尼龍的剛性相似)。在化學(xué)結(jié)構(gòu)上,這種樹脂是聚酯結(jié)晶硬段與無定形二元醇軟段的無規(guī)嵌段共聚物。變化硬段和軟段的比例可制成一系列的樹月旨。
機(jī)械性能
工程用熱塑性彈性體的強(qiáng)度和剛性分別是“典型”的橡膠(硬度為邵氏A70)的2—6倍和3~100倍。一般工程用熱塑性彈性體樹脂的強(qiáng)度、剛性和彈性分別是未補(bǔ)強(qiáng)尼龍的一半、三分之一和三倍。
工程用熱塑性彈性體的極限伸長率約為500%,而彈性極限為7— 25%應(yīng)變(依據(jù)不同品級(jí))。這種樹脂具有較優(yōu)的彎曲壽命、彈簧性質(zhì)和抗蠕變性。它可以在很寬的溫度范圍內(nèi)保持性質(zhì)不變。
動(dòng)力學(xué)性能。工程用熱塑性彈性體的一個(gè)顯著特征是具有非常好的動(dòng)力學(xué)性能。經(jīng)過合理設(shè)計(jì)的部件在承受反復(fù)的拉伸和壓縮后,并不損失其機(jī)械性能,并且可以承受數(shù)百萬次彎曲循環(huán)(甚至在-40°F的低溫下)。
抗沖擊強(qiáng)度。這種樹脂即使在低溫下,也具有很好的韌性。軟質(zhì)更富柔曲性品級(jí)的工程用熱塑性彈性體,在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室用懸臂梁沖擊測試中不會(huì)斷裂,并且可以作為聚酯、乙烯基樹脂、聚丙烯酸酯和苯乙烯系塑料的抗沖擊改性劑。
溫度。工程用熱塑性彈性體在一40~300°F溫度范圍內(nèi),性能很好。機(jī)械性能從低溫到很高溫度范圍內(nèi),比其它熱塑性彈性體和許多橡膠材料更為穩(wěn)定。
其他性能
電性能。工程用熱塑性彈性體在600伏條件下有很好的絕緣強(qiáng)度。例如在低壓線中,僅用三分之一的絕緣包皮厚度,工程用熱塑性彈性體就可以代替交聯(lián)聚乙烯產(chǎn)品。因此,無論是在性能上還是在經(jīng)濟(jì)上,都是很有收益的。
燃燒性 未經(jīng)改性的工程用熱塑性彈性體定為UL的HB級(jí);加過添加劑的混配級(jí)則分別定為 UL94-2和 UL V一0級(jí)。
耐化學(xué)品和抗環(huán)境影響性。工程用熱塑性彈性體樹脂具有高度的耐化學(xué)品和耐熱性。在熱的烴類環(huán)境中,高剛性品級(jí)工程用熱塑性彈性體性能最佳;非常適合在熱油、油脂、燃油以及液壓油中使用。工程用熱塑性彈性體還具有對(duì)燃料的低滲透性。工程用熱塑性彈性體的耐輻射性,在核能工程用的和醫(yī)用的制品(滅菌)時(shí),具有很大的優(yōu)越性。
耐候性。工程用熱塑性彈性體要避免紫外線照射。防紫外線添加物和炭黑濃母料可以在成型機(jī)上通過計(jì)量共混而被加入。通過十年測試的資料顯示:經(jīng)過適當(dāng)穩(wěn)定的樹脂,在各種氣候條件下都能使用。
加工
工程用熱塑性彈性體必須在加工前進(jìn)行干燥。它們的加工很容易進(jìn)行,加工條件的范圍也很寬。可以使用標(biāo)準(zhǔn)注塑成型機(jī)、擠塑機(jī)、吹塑成型機(jī)、旋轉(zhuǎn)成型機(jī)等。可以通過擠塑鑄塑和吹塑制薄膜。由于這種樹脂具有柔性,所以在頂出時(shí)必須考慮防止其壓縮和變形。因此,建議使用具有大型頂桿和脫膜板、以及帶有芯棒的大推力裝置。
獨(dú)特的加工過程包括:
1.大型倒置式模具可采用簡單的鉤型和搭扣設(shè)計(jì)以便模制復(fù)雜形狀的制品。
2.不需特殊處理便可制成整體埋塑活動(dòng)節(jié)點(diǎn)。
3.在同一部件上,可以有厚薄不同的截面。
4.與PVC、ABS、聚酯以及聚丙烯酸酯有共擠出和鑲嵌模塑相容性。
工程用熱塑性彈性體樹脂在模塑時(shí)可以達(dá)到重現(xiàn)模具表面的A級(jí)光潔度。這樣不需二次加工處理便可生產(chǎn)涂裝的汽車部件。
應(yīng)用
由于工程用熱塑性彈性體同時(shí)具有機(jī)械性能、耐環(huán)境影響、容易加工以及加工的多樣性,所以它可代替許多材料。包括:金屬、皮革、橡膠和鑄塑、反應(yīng)注塑成型(RIM)聚氨酯。使用它制造的產(chǎn)品主要有:汽車部件、工業(yè)產(chǎn)品、交通用具。消費(fèi)產(chǎn)品、通訊、商業(yè)設(shè)備以及醫(yī)用制品。
在涂裝的汽車外部部件方面,開拓了新的市場。包括:儀表板、保險(xiǎn)杠外皮、以及貼面包覆層等。其主要原因是工程用熱塑性彈性體的價(jià)格低廉、表面性能好以及優(yōu)越的耐用性等。
另一種新的趨勢(shì)是“可注塑成型的皮革”。最初替代皮革是在制鞋業(yè)。工程用熱塑性彈性體可注塑成與皮革的質(zhì)地、紋理相當(dāng)?shù)闹破罚⑶揖哂斜阌诳p紉和粘接的高撕裂強(qiáng)度。
商業(yè)信息
工程用熱塑性彈性體正在迅速增長,隨著設(shè)計(jì)師和制造廠商對(duì)這些樹脂的認(rèn)識(shí)更加熟悉而繼續(xù)增長。商品的工程用熱塑性彈性體包括 Du Pont公司的 Hytrel Polymers ZytelFN柔性尼龍合金和用于汽車部件的Bexloy V;Eastman Chemical公司的 Ecdel; Hoechst Celanese公司的Riteflex以及GE Plastics公司的Lomod等等。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物
苯乙烯-馬來酸酐無規(guī)共聚物是通過采用生產(chǎn)聚苯乙烯(PS)的技術(shù)制造出來的。它在重要的汽車內(nèi)結(jié)構(gòu)部件應(yīng)用方面,作為最具有經(jīng)濟(jì)性的產(chǎn)品而被采用;同時(shí),在工、商業(yè)中,也得到了廣泛的使用。而新的應(yīng)用正逐漸被開發(fā),有微波爐食品盒、以長玻璃纖維為基礎(chǔ)材料的結(jié)構(gòu)部件以及與苯乙烯-馬來酸酐共聚物的共混物。
化學(xué)與性能
最簡單形式的透明的苯乙烯-馬來酸酐共聚物(S—MA)是通過苯乙烯單體與少量的馬來酸酐單體反應(yīng)制得的,見圖一1。馬來酸酐單體無規(guī)地接到PS主鏈上,增加了玻璃化轉(zhuǎn)變和熱變形溫度。一般苯乙烯-馬來酸酐共聚物產(chǎn)品的熱變形溫度都超過260°F。在注塑成型時(shí),即使溫度超過550°F時(shí),這種聚合物的性能仍然相當(dāng)穩(wěn)定。
在反應(yīng)階段,橡膠段接校在聚合物上,可以使之具有很好的韌性。在許多工程應(yīng)用中,為了滿足韌度要求,這一過程是至關(guān)重要的。
在許多應(yīng)用中,需要通過玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)來增加苯乙烯-馬來酸酐共聚物的強(qiáng)度和硬度。在通過化學(xué)方法處理的玻璃纖維表面和高極性的馬來酸酐組分之間,化學(xué)偶合可以很容易進(jìn)行并且耐久。這種良好的粘合可以通過電子顯微鏡觀察其復(fù)合材料的斷口,而得到充分的證實(shí)。這種粘合性可以使其強(qiáng)度、模量、韌性(甚至長期暴露在惡劣環(huán)境下)保持長期不變。性能穩(wěn)定化的產(chǎn)品,在溫度超過235°F、經(jīng)過2000hr后,其主要的強(qiáng)度和韌性幾乎沒有損失。由苯乙烯-馬來酸酐共聚物制成的汽車外部構(gòu)件,在汽車使用壽命期內(nèi),充分保證了乘客的安全性。這一點(diǎn)是至關(guān)重要的。
品種和性能
實(shí)際上,只有一個(gè)廠向世界供應(yīng)苯乙烯-馬來酸酐共聚物。可以買到的其它的苯乙烯共聚物和三元共聚物有苯乙烯-丙烯睛共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物以及苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-馬來酸團(tuán)三元共聚物。這種聚合物沖擊性的改善一般可通過與接枝ABS聚合物混合來獲得。其它苯乙烯聚合物品種在市場有售的包括:與甲基丙烯酸或許多不同的酰亞胺共聚,有時(shí)也有與丙烯睛共聚制成的產(chǎn)品。
為了滿足許多應(yīng)用領(lǐng)域制結(jié)構(gòu)件的需要,玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)對(duì)苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂的機(jī)械性能的影響非常重要。不同品級(jí)的產(chǎn)品具有不同的強(qiáng)度、耐熱性和韌性。目前,大多數(shù)補(bǔ)強(qiáng)玻璃纖維含量為 20%(重量),其范圍可在5— 40%之間。通常獲得玻璃補(bǔ)強(qiáng)的方法是混合熔融樹脂顆粒和玻璃纖維。剛剛問世的新型增強(qiáng)熱塑性塑料(玻璃纖維含量超過 50%),使這些樹脂更具有制作結(jié)構(gòu)件的優(yōu)越性。
沒有補(bǔ)強(qiáng)的苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂可以有不同的透明性、抗沖擊性和耐熱性。沖擊性改善后的產(chǎn)品具有韌性和不透明性。所有樹脂都可與提高耐熱、耐候性的穩(wěn)定劑進(jìn)一步混合,并且可以在許多應(yīng)用中,著成不同的顏色。這種樹脂是顆粒形的,適于注塑成型、擠塑、泡沫擠塑、結(jié)構(gòu)泡沫成型、并且可以作為溶劑型填縫組分中的粘料。這些產(chǎn)品的高熔體流動(dòng)對(duì)于復(fù)雜部件有快速的成型周期,是非常理想的。
加工方法與性能
注塑成型。苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂的高熔體流動(dòng)性和快速定型特點(diǎn)使之可以進(jìn)行快速注塑成型。這樣提高了成型產(chǎn)品的產(chǎn)率,從而大大降低了成本。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂具有非常好的流變特性,這可使之很容易進(jìn)行注塑成型和擠塑成型。升高熔融溫度從440到550°F,可以提高平均流動(dòng)速率達(dá) 66%。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物通常在往復(fù)式螺桿注塑成型機(jī)上進(jìn)行加工,螺桿的漸變壓縮比為20:1—25:1。典型的螺桿L/D比為15:1—24:1。用于AB巳PS、PC的一般用途的螺桿都可以使用。排氣式和計(jì)量式螺桿注塑成型也是非常有效的。
使用回用料,可以大大降低成本。在大多數(shù)應(yīng)用中,回用料用量高達(dá) 25%時(shí)對(duì)成型加工制件的性質(zhì)不會(huì)受到損失。
擠塑。苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂通常可用加工HDPS、PS、ABS樹脂的單螺桿或雙螺桿擠出片材的生產(chǎn)線上進(jìn)行加工。苯乙烯-馬來酸酐共聚物也可與不同的聚合物進(jìn)行共擠塑。其制品可應(yīng)用于許多高溫包裝中。在某些情況下,通過馬來酸酐官能基的親合力而自行粘合。
泡沫板材的成型可以運(yùn)用直接注塑發(fā)泡成型技術(shù),在一般的串聯(lián)擠塑機(jī)上進(jìn)行。發(fā)泡劑被注射到主擠塑機(jī)的計(jì)量段。一般用于擠PS泡沫的螺桿可適用。
應(yīng)用
從儀器板到頂板襯里,從底面和頂部的托架到工具箱門和裝飾件,苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂為汽車設(shè)計(jì)師認(rèn)定可以作為內(nèi)部構(gòu)件。高檔的熱性能、很好的硬度和尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強(qiáng)度等優(yōu)越性能,在汽車應(yīng)用中,充分地保證了乘客的安全(無論是在高速或低速、高溫或低溫行駛條件下的碰撞)。
美國汽車制造廠常用的柔性的儀表墊板,是使用了單塊結(jié)構(gòu)、4~8lb重的成型基板制的。目前,北美苯乙烯-馬來酸酐闖共聚樹脂儀表墊板的市場占有率可達(dá)40%。
由于苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂具有耐高溫性、很好的硬度以及尺寸穩(wěn)定性,所以它符合許多工、商業(yè)材料的標(biāo)準(zhǔn)。
另外,由于苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂具有耐磨性、高光澤度、容易成型以及很好的裝飾性,所以其制品不僅耐用,而且美觀、成本低。其應(yīng)用包括:醫(yī)院食品用托盤、微波爐托盤、空調(diào)柵格以及安全的洗碗機(jī)滾筒。
商業(yè)信息
苯乙烯-馬來酸酐共聚物的工業(yè)化生產(chǎn)已達(dá)15年,產(chǎn)量超過5千萬磅,并且正以每年 15~ 20%的速度遞增。它廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物的兩種嵌段物——苯乙烯和馬來酸團(tuán),都是價(jià)廉的化學(xué)品。聚合加工可有效地生產(chǎn)出經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)聚合物。
也有苯乙烯-馬來酸酐共聚物的特殊品級(jí)。包括:著色的穩(wěn)定化處理過的。幾種重要的苯乙烯共聚物產(chǎn)品在市場中與苯乙烯-馬來酸酐研共聚物有類似用途。
苯乙烯為主鏈共聚物具有獨(dú)特的性能。在苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂與苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-馬來酸酐三元共聚樹脂中馬來酸酐增加了苯乙烯系共聚樹脂的耐熱性。
ARCO化學(xué)公司是美國唯一提供苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂產(chǎn)品的廠商,商品名為Dylark Resin。
Monsanto化學(xué)公司提供與ABS樹脂并用的一系列三元共聚物,商品名為cadon .
聚醚砜
聚醚砜是一種耐高溫、無定形熱塑性工程塑料,它是從1983年開始上市的具有長期熱穩(wěn)定性和許多芳族砜的典型性質(zhì)。它可以在許多方面取代金屬、玻 璃以及陶瓷等材料。
性能
在聚醚砜的許多用途中,最主要的是它能在長期的高溫條件下使用。ASTM D— 648熱變形溫度可達(dá) 400°F。
它可以在-148—392°F范圍內(nèi)保持很好的韌性和延展性。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是 428°F。在 60—106Hi的頻率范圍內(nèi)和在高溫的條件下,其電性能保持不變。
在室溫條件下,其機(jī)械性能與其它砜類聚合物相似。它是一種堅(jiān)硬的材料,彎曲模量為 2757MPa,拉伸沖擊強(qiáng)度為160 ft.-lb/sq.inch。機(jī)械性能的穩(wěn)定性可以保持到將近熱變形的溫度。聚醚砜比其它無定形熱塑性塑料具有更好的抗環(huán)境應(yīng)力龜裂性能。侵蝕性最強(qiáng)的是酯、酮和烴類。有一定侵蝕性的是醇、芳烴。
聚醚砜具有水解穩(wěn)定性并且耐通常使用的酸、堿。不加阻燃劑仍具有很好的阻燃性。它由美國食品藥物管理局(FDA)認(rèn)可可在食品行業(yè)中一次或多次使用。
聚醚砜硯的混合料可以為透明的,也可以是不透明的。它有多種玻璃纖維補(bǔ)強(qiáng)品級(jí)。其它的填充物例如礦物質(zhì)和玻璃微球也可以被采用。
加工
聚醚砜可以在一般的注塑成型和擠出成型設(shè)備上進(jìn)行加工。聚醚砜具有相當(dāng)高的熔融加工溫度范圍(最高為610—750°F),這與它高的熱變形溫度(400°F)有關(guān)。
在熔融加工前,必須將其干燥到含水量小于 0.04%。這一過程可在一個(gè)空氣循環(huán)烘箱或料斗干燥器內(nèi)完成,300 °F干燥4 h或350°F干燥2.5 h.為了生產(chǎn)低內(nèi)應(yīng)力、高性能的聚醚砜制品,注塑模具溫度需要達(dá)到300—350°F。模內(nèi)流動(dòng)性好,當(dāng)熔體溫度為 725°F時(shí),0.08 in厚度的模內(nèi)流動(dòng)距離為 19 in。
應(yīng)用
由于聚醚砜具有很好的熱穩(wěn)定性,所以它非常適合于電子、電器方面的應(yīng)用。它可以通過高溫焊接裝置進(jìn)行加工。其應(yīng)用包括:集成電路板、連接器、燈罩。保險(xiǎn)絲盒和汽車部件。
利用其阻燃性,可生產(chǎn)運(yùn)輸工具的部件如熱成型殼體和先進(jìn)的復(fù)合材料。用二氯甲烷溶液制取復(fù)合材料的預(yù)浸料是一條很可行的路線。
在加工業(yè)中,聚醚砜現(xiàn)可以代替許多金屬和玻璃制品。包括管材、流量計(jì)和視鏡等。
聚醚砜也可用與聚砜的相似電鍍工藝。
聚砜
聚砜(PSO)是一種透明、耐高溫。極穩(wěn)定的高性能熱塑性工程塑料。它具有無定形性、低燃燒性、冒煙性小,在將近玻璃化轉(zhuǎn)變溫度374 °F時(shí)仍保持很好的介電性能。
這些性質(zhì)主要是由聚砜的分子結(jié)構(gòu)中二芳砜基團(tuán)決定的。這種基團(tuán)有從苯環(huán)上吸電子的趨勢(shì)。砜基團(tuán)的對(duì)位氧原子共振并且產(chǎn)生抗氧化性。高共振也使鍵有所增強(qiáng),使基團(tuán)形成平面結(jié)構(gòu)。因此在高溫條件下,該聚合物具有很好的熱穩(wěn)定性和剛度。醚鍵使分子鏈具有柔曲性,所以具有很好的沖擊強(qiáng)度。
因?yàn)檫B接苯環(huán)的鍵具有水解穩(wěn)定性,所以聚機(jī)不易水解并且耐酸、堿溶液。
聚砜(PSO)可通過一般的熱塑性塑料加工設(shè)備進(jìn)行加工,但需在高溫條件下。在注塑、擠出、熱成型前,必須對(duì)之進(jìn)行干燥。
性能
聚砜耐酸、堿、鹽溶液并且耐洗滌劑、油以及醇類,甚至在有壓力高溫條件下也行。它不耐于極性溶劑如酮、鹵代烴以及芳烴。
聚砜可以在300 °F蒸汽中連續(xù)使用。在180°F水中,最大承受壓力為13.8MPa(靜態(tài)負(fù)荷)和 17 .2 MPa(間歇負(fù)荷)。為保持長期透明性和抗沖擊性不變,于180 °F水中,其最大承受壓力為3。5MP(靜態(tài)負(fù)荷)、 6。9MPa(間歇負(fù)荷)。水溫度越低,其承受壓力越高:例如在72°F時(shí),最大承受壓力為20.7MPa靜態(tài)負(fù)荷)、24.7MPa(間歇負(fù)荷)。
在室溫20.7MPa壓力下,經(jīng)過10000 h,聚砜的蠕變(應(yīng)變)只有 1%。在210°F、2.07MPa的應(yīng)力下,經(jīng)過1年后,總應(yīng)變?nèi)缘陀?%。
在300°F長期使用后,聚砜的強(qiáng)度和模量增加10%,絕緣強(qiáng)度保持90%,抗沖擊強(qiáng)度保持70%。聚砜的拉伸沖擊強(qiáng)度可達(dá)200 ft.lb/in2。當(dāng)暴露在高溫下的開始幾個(gè)月中,如300 °F會(huì)產(chǎn)生退火效應(yīng)而可降低其30%的性能值。但這些性質(zhì)在兩年測試期中保持恒定。
美國保險(xiǎn)商協(xié)會(huì)實(shí)驗(yàn)室定出聚砜可在320 °F下連續(xù)使用。由于它的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)為374 °F,所以它在間歇使用時(shí)可承受更高的溫度。Amoco公司Udel牌的聚砜已被美國食品和藥物管局(FDA)認(rèn)可并且應(yīng)用于食品行業(yè),一次或多次應(yīng)用。
聚砜具有很好的綜合電性能:盡管介電常數(shù)和損耗因素很低,但仍具有高介電強(qiáng)度和體積電阻率。并且可以在很廣的溫度和頻率(甚至微波頻率)范圍內(nèi)保持恒定不變。
聚現(xiàn)可以進(jìn)行鎳和銅的化學(xué)電鍍并具有 20 lb/in的粘結(jié)強(qiáng)度。
品級(jí)
聚硯的注塑級(jí)、擠塑級(jí)中都有透明和不透明產(chǎn)品。還有特殊的醫(yī)用級(jí)可符合美國藥典 XIX Class VI的要求。
應(yīng)用
聚砜廣泛應(yīng)用于需要滅菌的醫(yī)用設(shè)備部件。
聚砜在食品加工設(shè)備中的應(yīng)用包括:蒸汽平鍋、咖啡濾器、制咖啡機(jī)具、擠奶機(jī)具、鉗子、刮刀片和管子。
聚砜在管道應(yīng)用中可代替金屬,包括閥門組件和管道配件。它具有耐氯氣、防腐蝕等的優(yōu)點(diǎn)。
聚砜可用于許多半透膜,如腎透析。反滲透和超濾等。
電子、電器應(yīng)用包括連接器、熔斷器。電池殼體、開關(guān)、電容器膜以及集成電路板。
在化學(xué)加工設(shè)備應(yīng)用中,如用于泵。濾板、塔填料和防腐管材。
商業(yè)信息
聚砜的價(jià)格純樹脂每磅從4.25美元到醫(yī)用級(jí)每磅4.93美元。
只有Amoco Performance Products公司在美國出售此產(chǎn)品。商品名為Udel。
熱塑性彈性體(TPE)
熱塑性彈性體這種材料既具有熱塑性塑料的易加工性能,又具有熱固性橡膠的性質(zhì)。因此,熱塑性彈性體可像熱塑性塑料那樣快速、有效的、經(jīng)濟(jì)性地加工橡膠制品。這種材料目前在世界上對(duì)橡膠和熱塑性樹脂工業(yè)有很大影響。
20世紀(jì)50年代,出現(xiàn)了熱塑性聚氨酯(TPU)。60年代出現(xiàn)了苯乙烯嵌段共聚物,到了70年代,又有許多熱塑性彈性體相繼問世。
全球熱塑性彈性體的使用量(1992年為 800,000 t/a)正以每年 8~9%的速度增長。預(yù)計(jì)這一增長速度可持續(xù)到90年代。到本世紀(jì)末,熱塑性彈性體將轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓漠a(chǎn)品,那時(shí)的增長速度會(huì)逐漸減慢。
熱塑性彈性體既是橡膠,又是塑料。就加工而言,它是一種塑料,而按照性質(zhì),它又是一種橡膠。
熱塑性彈性體具有許多優(yōu)于熱固性橡膠的特點(diǎn)。其中包括:1.很少需要甚至不需要混煉;2.加工過程簡單;3.加工時(shí)間短;4.能耗低;5.可加工回用料;6.熱塑性彈性體制品可回用;7.可以更經(jīng)濟(jì)、更精細(xì)地控制產(chǎn)品質(zhì)量;8.密度低;9.可以使用塑料的加工方法,例如吹塑、熱成型,進(jìn)行加工。
當(dāng)然熱塑性彈性體在實(shí)際應(yīng)用中也有些不足。包括:1.它屬于新技術(shù),普通橡膠加工廠對(duì)它不熟悉;2.熱塑性彈性體所需的加工設(shè)備熱固性橡膠加工廠不熟悉;3.一些熱塑性彈性體需要在加工前進(jìn)行干燥;4.低硬度熱塑性彈性體能買到的不多;5.熱塑性彈性體在溫度升高時(shí)會(huì)熔化,使之不能應(yīng)用于短暫的高溫條件下;6.只有大批量生產(chǎn),才能使熱塑性彈性體具有經(jīng)濟(jì)性。
熱塑性彈性體的型號(hào)
在商業(yè)中,熱塑性彈性體一般具有6種型號(hào)。它們是(按照價(jià)格和性能水平排列):苯乙烯系嵌段共聚物、聚烯烴共混物(TPOS)、彈性體型合金、熱塑性聚氨酯(TPUS)、熱塑性共聚酯以及熱塑性聚酰胺。
商品熱塑性彈性體的硬度從邵氏A30至邵氏 75 D。商品牌號(hào)的數(shù)字隨著硬度增加而增大。并區(qū)隨著硬度的升高,熱塑性彈性體的類橡膠性能逐漸減弱,而塑料性能逐漸增強(qiáng)。熱塑性彈性體的使用溫度范圍是-95°F-340°F,并且可以在許多不同的環(huán)境下使用。因此熱塑性彈性體可以代替熱固性橡膠,用于過去只用熱固性橡膠的特殊用途中。
加工
制造加工熱塑性彈性體的主要兩種方法是擠塑和注塑成型,模塑成型用得極少。通過注塑成型來制造加工熱塑性彈性體,既快速又經(jīng)濟(jì)。用于一般熱塑性塑料的注塑成型方法和設(shè)備均適用于熱塑性彈性體。
熱塑性彈性體還可通過吹塑、熱成型以及熱焊接進(jìn)行加工。而這些方法均不能應(yīng)用于熱固性橡膠制品。
應(yīng)用
熱塑性彈性體的應(yīng)用與一般的熱固性橡膠一樣廣泛而深入。不過,有一個(gè)例外是充氣輪胎,目前尚未找出合適的熱塑性彈性體。熱塑性彈性體的用途有實(shí)心輪胎、大小家用器具、建筑材料、鞋。電絕緣、板材、食物和飲料包裝以及保健用品。主要的熱塑性彈性體在后文詳述。
熱塑性彈性體(彈性)合金
熱塑性彈體型(彈性)合金具有許多優(yōu)越的性能。一種產(chǎn)品,既有熱固性橡膠的性能,也具有熱塑性樹脂的性能,它們可以代替橡膠,主要是由于它們?cè)诩庸ど系膬?yōu)越性。可以不經(jīng)硫化,這樣提高了產(chǎn)率、減少了邊腳料并使對(duì)混煉的依賴性降至最低。要使熱塑性彈性體能與橡膠競爭,它要有低硬度、空間柔曲性和負(fù)荷變形、完全恢復(fù)形狀等性能。對(duì)柔性塑料的性能要求與熱固性橡膠完全不同,為了滿足這些應(yīng)用的需要,合金必須要具有剛性(彎曲模量)、沖擊韌度以及拉伸強(qiáng)度等特點(diǎn)。它們之所以能代替柔性塑料,是由于其具有更優(yōu)越的性能如低溫柔曲性、抗蠕變性、彈性恢復(fù)以及很好的摩擦系數(shù)。
作為第一種熱塑性彈性體合金——熱塑性硫化橡膠(TPVS),是1981年問世的。這種材料是橡膠和塑料的混合物,其中橡膠部分被高度硫化。作為商業(yè)產(chǎn)品的有乙丙橡膠或丁睛橡膠與聚丙烯(PP)的混合物,其中硫化橡膠完全被分散。經(jīng)高效硫化共混后這種混合物與其它簡單的聚合物共混物(其中橡膠相未硫化,只預(yù)交聯(lián)或只有部分流化)是大不相同的。熱塑性硫化橡膠的性能也可在制造時(shí)將完全硫化的橡膠(如EPDM)完全分散在PP連續(xù)相中而大大增強(qiáng)。
還報(bào)導(dǎo)過一些可硫化共混的橡膠,如天然橡膠與結(jié)晶性或半結(jié)晶性熱塑性塑料的雙組份共混體系的例子。
單相體系的可熔融加工的彈性體合金,是在1985年問世的。這種新型材料(MPR)是一種合成彈性體,它兼具有橡膠和塑料的性質(zhì),可用塑料加工設(shè)備進(jìn)行加工,也可用改進(jìn)過的橡膠加工設(shè)備進(jìn)行加工。
這些材料有專利的乙烯共聚物和氯化聚烯烴合金,其中乙烯聚合物已原位交聯(lián)。加入增塑劑和填充物可增加柔曲性和補(bǔ)強(qiáng)。
可熔融加工橡膠在化學(xué)性質(zhì)上可設(shè)計(jì)成最具有橡膠性的。如同熱固性橡膠,含有可熔融加工橡膠聚合物結(jié)構(gòu)具有很低的結(jié)晶度、低彎曲模量、非常好的拉伸變形,應(yīng)力一應(yīng)變曲線與氯丁橡膠和丁腈橡膠非常相似。
最近,注塑成型品級(jí)的產(chǎn)品有了很大發(fā)展,提高了流動(dòng)性和注塑成型能力。對(duì)于這些中等粘度聚合物的加工范圍,也比最初的品級(jí)大大加寬。這些材料的粘度既有剪切依賴性又有溫度依賴性,允許這些產(chǎn)品在注塑成型過程中在形狀、尺寸、厚度上有所變化。制品具有較低的收縮性、更好的清晰度以及優(yōu)越的外觀。
性能
市面出售的彈性合金在硬度上可達(dá)到邵氏A54一邵氏D50。產(chǎn)品等級(jí)有一般用途的擠塑和注塑成型級(jí)、阻燃級(jí)、FDA規(guī)格級(jí)以及醫(yī)用級(jí)。極限拉伸強(qiáng)度從7.6~27.6MPa,彎曲模量可從5.5(MPR)到345MPa(TPVS)。
通常, EPDM/PP的 TPVS以其物理、機(jī)械的綜合性能而聞名。一些柔軟級(jí)別比重低、硬度范圍寬、抗壓縮永久變形好以及熱變化性好。熱塑性硫化橡膠的各種 NBR/PP品級(jí)是很好的了胎橡膠替代品。它們具有很好的耐油料、耐燃油性。丁基橡膠與PP的熱塑性硫化橡膠具有低的透水性、透氣性,并且象可熔融加工橡膠一樣能吸收能量。
一些可熔融加工性橡膠制品具有非常好的美學(xué)性能,并且有橡膠柔軟性、裝飾性以及手感。可熔融加工的橡膠制品也有硫化橡膠的性能,具有不尋常的耐熱、耐油、耐化學(xué)品以及很好的耐候性。可熔融加工橡膠可用作PVC的改性,并且可與某些熱塑性塑料一起加工,以制成復(fù)合材料和擠塑型材。
加工
加工熱塑性硫化橡膠的設(shè)備必須能夠熔化、塑化以及熔融樹脂的混合,因此必須具有足夠的溫度和剪切力以獲得均勻的熔化溫度(至少350~370°F)。采用生產(chǎn)那些如PE,PP,PVC等的通用設(shè)備,便可獲得很好的效果。它們的L/D比為20:1,或者更大(最好至少為24:1)。漸變螺桿的壓縮比為3.0:1~3.5:1。機(jī)筒溫度要達(dá)到350~400 °F。在加工前,進(jìn)行熱空氣干燥是很必要的,尤其是對(duì)熱塑性硫化橡膠。
彈性合金在一般的往復(fù)螺桿機(jī)上,便可以注塑成型。它們注塑成型的周期短,脫模容易,并且可以生產(chǎn)出很好的外觀和形狀的制品。它們可以用標(biāo)準(zhǔn)注塑或在擠塑吹塑成型設(shè)備上擠塑吹塑成型、也可壓延,或是后成型以及熱焊接。這些材料也可用化學(xué)或物理性發(fā)泡劑發(fā)泡。
如果可以控制足夠的溫度(320~350 °F)、剪切力以及合適的粘度,現(xiàn)代的橡膠和塑料加工設(shè)備均可適用于可熔融加工的橡膠。因此,許多現(xiàn)代的橡膠擠出機(jī)、一些螺桿注料式橡膠注塑成型機(jī)以及一些橡膠壓延機(jī)都可以稍加改造用來加工可熔融加工的橡膠。一些塑料壓延機(jī)、往復(fù)式螺桿注塑成型機(jī)以及一些擠出機(jī)不會(huì)有過高的剪切熱,可以很容易地被采用。無論是用什么方法改造可熔融加工橡膠的生產(chǎn)設(shè)備,都可以保持原來生產(chǎn)塑料和橡膠的能力。
具有適當(dāng)流動(dòng)特性的可熔融加工的橡膠產(chǎn)品可以通過下列方法加工:擠塑。注塑成型、吹塑、壓延、以及熱成型。并且,注塑成型已經(jīng)被簡化;加寬了低粘度可熔融的橡膠的加工范圍,并且使加工所需的特殊要求降至最低。
應(yīng)用
可熔融加工的橡膠主要用于制作擠塑、模塑成型、吹塑以及壓延的制品。這些產(chǎn)品可以用可熔融加工橡膠直接制成,也可由PVC與可熔融加工橡膠共混物制成。
可熔融加工的橡膠與選用的PVC一類熱塑性塑料共同加工,可以得到預(yù)期的模塑復(fù)合材料和具有剛性和彎曲性的熱塑性組份的共擠出型材。
迄今大多數(shù)被使用的可熔融加工的橡膠產(chǎn)品大都是擠塑制品。包括:建筑物和汽車窗密封條、制冷器軟管外套管。電纜包皮、門密封墊以及膠乳芯棒。可熔融加工橡膠的擠塑一吹塑產(chǎn)品也可以用于生產(chǎn)回旋狀汽車胎墊。
用可熔融加工橡膠模塑的各種形狀的“橡膠”制品最多。模塑成型有一大片市場領(lǐng)域,它可以滿足許多不同的需求。預(yù)計(jì)新的模塑成型產(chǎn)品將很快被廣泛采用。這種模塑成型產(chǎn)品包括:支柱接頭。液下閥門墊片、計(jì)算機(jī)插頭墊(用于電纜口的密封)、用于測試儀器的精密A型圖、用于減震的摩托車氣缸墊、用于緩沖和封接的模塑墊圈、汽車刮水器刮片、以及盲柄和門扶手組件。
熱塑性硫化橡膠在汽車部件,如軟管外套管、密封墊、回旋狀胎墊、門窗密封等的應(yīng)用中,非常重要。由于有很好的電性能,所以它被廣泛應(yīng)用于電子、電器工業(yè)中的電纜、電線包皮。在許多建筑和結(jié)構(gòu)用途中可用作膨脹接頭和密封件。特殊品級(jí)的熱塑性硫化橡膠產(chǎn)品可接觸食品。飲料、藥物以及活體組織。熱塑性硫化橡膠在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用包括注射器、藥瓶塞、床單以及給料泵的膜等。
商業(yè)信息
DU Pont公司提供牌號(hào)為 Alcryn的可熔融加工的橡膠原料以及新的易成型品級(jí)產(chǎn)品。Monsanto公司提供牌號(hào)為Santoprene橡膠和Geolast彈性體的熱塑性硫化橡膠。
熱塑性彈性體彈性合金的價(jià)格中等,1990年10月1日價(jià)格每磅1.61~2.20美元之間。特殊用途品級(jí)產(chǎn)品的價(jià)格會(huì)高些。
乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)
乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)樹脂是聚烯烴中韌性及柔度最大的一族。它們的范圍包括從類橡膠的,適合作熱熔粘合劑的低熔點(diǎn)產(chǎn)品,到類聚乙烯的,具有非同尋常的韌度和柔度的產(chǎn)品。這類樹脂都是乙烯和丙烯酸乙酯的無規(guī)共聚物,通常結(jié)構(gòu)為
丙烯酸乙酯部分為共聚物提供柔度和極性,通常占聚合物的15—30%(wt)含量。與乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)相比,同為乙烯共聚物,EEA有更高的熱穩(wěn)定性,并屬于非腐蝕性降解產(chǎn)品,因而能適應(yīng)的加工條件范圍更寬。
加工廠和再制廠常常把EEA與烯烴類聚合物或工程聚合物摻合在一起,以便生產(chǎn)出把兩種樹脂的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來的產(chǎn)品。
化學(xué)與性能
EEA樹脂是在專門改裝過的高壓聚乙烯反應(yīng)器中由自由基聚合法生產(chǎn)的。當(dāng)丙烯酸乙酯的含量增加時(shí),共聚物將變得更堅(jiān)韌、更柔軟、更有彈性。高丙烯酸乙酯含量樹脂的極性,增加表面吸收油墨的能力并具有粘合性質(zhì)。
與其它聚烯烴如LDPE相比較,EEA的基本使用性能有:對(duì)應(yīng)力斷裂、沖擊、和彎曲疲勞有較強(qiáng)的抵抗力;較高的摩擦系數(shù);較好的低溫性能以及更低的熔點(diǎn)。當(dāng)丙烯酸乙酯(EA)含量升高時(shí),共聚物的上限使用溫度稍有下降,透明度降低。
市場上的EEA通常是未加改性的片狀樹脂,但也有含大量填料的專用混合料,如阻燃混合料和用作線纜涂層的半導(dǎo)體材料。
加工
加工EEA共聚物可采用為具有相似熔融指數(shù)的LDPE設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)的擠塑。吹塑和注塑設(shè)備。典型的擠壓熔融溫度為320°F;注塑法的溫度范圍為280—400°F,具體數(shù)值需根據(jù)熔融指數(shù)和丙烯酸乙酯的含量而定。EEA共聚物加工時(shí)無論采用擠壓法、吹塑法或者注塑法加工,通常均無須使用助劑。
用途
典型用途包括:聚合物改性、熱熔性粘合劑和密封劑、撓性軟管和普通管子,層壓片材、多層薄膜、注塑和擠壓零件以及電線和電纜混合料。
EEA共聚物能與所有的烯烴聚合物相容,如:VLDPE、LDPE。LLDPE、HDPE和聚丙烯等。EEA與其它聚烯烴混配在一起,一般用來生產(chǎn)一種模量能達(dá)到專門要求的,又保留了所想要的EEA特性的產(chǎn)品。高模量聚合物如聚下難、酰胺和聚酯,添加了EEA共聚物后,抗沖擊性能顯著提高。EEA共聚物也用來生產(chǎn)熱熔性粘合劑類產(chǎn)品,比乙烯共聚物有更寬的使用溫度范圍。EEA熱熔性粘合劑有一些獨(dú)特的綜合性能,包括:很高的剪切破壞溫度和低溫韌度;以及對(duì)非極性基質(zhì)有優(yōu)良的粘合力。在薄膜應(yīng)用領(lǐng)域,EEA共聚物被用作多層薄膜的連結(jié)層,并用于和其它聚合物混配以改進(jìn)低溫韌度和抗應(yīng)力斷裂性能。EEA共聚物對(duì)填料有很高的容納量,以EEA和炭黑為原料的半導(dǎo)體薄膜及管材被制成微型芯片的包裝材料、甘油炸藥袋,以及多種醫(yī)院方面的防靜電用途。FDA規(guī)定,接觸食品的EEA共聚物中EA含量不能超過 8%,然而,較高 EA含量的共聚物可以與其它烯烴聚合物摻合,從而使混合料中的 EA含量低于 8%,滿足 FDA的規(guī)定。而同時(shí),混合料還必須滿足FDA中177•1520條款對(duì)聚烯烴浸取物的限制。
商業(yè)信息
EEA共聚物大約從1962年開始商品化,美國當(dāng)前的消耗量約每年2500萬磅,年增長率接近 6%。1993年1月1日的價(jià)目單上,它的定價(jià)在78—90美分/磅之間。
烯丙酯類樹脂
烯丙酯類是以烯丙基為基礎(chǔ)的酯類。以一元酸或二元酸為基礎(chǔ)的烯丙酯可用作低粘性單體或熱塑性預(yù)聚體。它們常常用作不飽和樹脂的交鏈劑,也用在增強(qiáng)熱固性模塑物料和高性能透明物的加工成型中。
樹脂在高溫高濕條件下仍保持原有的電性能,模塑制品具有尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、機(jī)械強(qiáng)度好以及耐熱性能好等優(yōu)點(diǎn)。
添加阻燃劑的烯丙酯類樹脂模塑料可在市上購到,一些品種已被美國保險(xiǎn)商實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可。
某些樹脂,用其很薄的試片檢測,具有抗燃級(jí)UL94 V—0可燃度級(jí),并有抗強(qiáng)電弧引燃性與抗電弧徑跡性。
化學(xué)與性質(zhì)
商業(yè)上應(yīng)用最廣泛的烯丙酯類是鄰苯二酸二烯丙酯及間苯二酸二烯丙酯單體與預(yù)聚物,它們都很容易轉(zhuǎn)化成熱固性模塑料以及玻璃布和紙張的預(yù)浸料。
二甘醇雙(碳酸烯丙酯),由于它具有所需的優(yōu)良透明性,用途越來越廣泛。由于輕便、尺寸穩(wěn)定、耐磨損、易上色,它是制作塑料鏡片的主要材料。其他應(yīng)用還包括儀表盤蓋、相機(jī)濾光片,以及快速增長的玻璃業(yè)的各領(lǐng)域。
近來,又出現(xiàn)了一種改性的雙酚A雙(碳酸烯丙酯),它是一個(gè)透明的聚合物,有很高的折光指數(shù)(1.56),比二甘醇雙(碳酸烯丙酯)的折光指數(shù)還高。另外,還有一種改性型用于透鏡設(shè)計(jì)中,可改變透鏡的設(shè)計(jì)。
另外一些有商品價(jià)值的單體是富馬酸二烯丙酯和馬來酸二烯丙酯。這是一類高反應(yīng)能力的三官能團(tuán)單體,含有兩種可供聚合的雙鍵。
甲基丙烯酸烯丙酯也有雙官能團(tuán)特性,可用做交聯(lián)劑和單體中間體。氰尿酸二烯丙酯可用作不飽和聚酯樹脂的交聯(lián)劑。
典型的催化系統(tǒng)是過氧化物,如過苯甲酸特丁酯,苯甲酸過氧化物或二枯基過氧化物,它們有足夠熱穩(wěn)定性,可持續(xù)至交聯(lián)完成。最佳產(chǎn)品首推二甘醇雙(碳酸烯丙酯)和過氧化二碳酸二異丙酯,因?yàn)樗鼈儾粌H顏色很淺,而且具有高度的透明性。引發(fā)劑用量一般為每100份樹脂2至3份。
分級(jí)
模塑級(jí)主要是纖維填充型,填充纖維包括礦物纖維、玻璃纖維、合成纖維。這類模塑產(chǎn)品在高溫高濕條件下有優(yōu)良的電性能,低損耗因數(shù)。很高的表面電阻和體積電阻,很高的抗電弧性和抗電弧徑跡性。鄰苯二酸二烯丙酯的絕緣強(qiáng)度值在374°F時(shí)仍較好,而間苯二酸二烯丙酯可超過400°F時(shí)仍較好。
應(yīng)用
大多數(shù)鄰苯二酸二烯丙酯化合物常用于電學(xué)或電子器材的關(guān)鍵部位,以保證嚴(yán)酷環(huán)境條件下有高度可的性能。
一個(gè)很重要的應(yīng)用領(lǐng)域是通訊、計(jì)算機(jī)、宇航系統(tǒng)中應(yīng)用的電連接裝置,其他應(yīng)用包括絕緣體、電位器、電路板、開關(guān)、電視元件等方面,這些聚合材料和現(xiàn)代電子精修技術(shù),例如汽相固結(jié)技術(shù)等有高度的匹配性。
增強(qiáng)塑料。烯丙酯類樹脂預(yù)浸漬在玻璃布或粗紗上,可制作管、導(dǎo)管、天線罩、接線盒、飛機(jī)和導(dǎo)彈部件等。
聚酯用烯丙酯類單體。一些烯丙酯類單體廣泛用作預(yù)成型聚酯或氈片粘接劑的交聯(lián)劑,和層合預(yù)浸坯料或濕鋪料交聯(lián)劑,也廣泛用于純料、粒料和預(yù)混模塑料中,以及玻璃布與裝飾層合物的加工成型中。 由于模塑溫度條件下的蒸汽壓低,302°F時(shí)為2.4mmHg,因此,在制造成品時(shí),特別是制造大件成品時(shí),常用鄰苯二酸二烯丙酯或其他低揮發(fā)性的烯丙酯單體,而較少用苯乙烯。
由于它的低揮發(fā)性,故烯丙酯聚酯較苯乙烯聚酯可在更高溫度下模塑成型,因而模塑周期較快。
線性低密度聚乙烯(LLDPE)
線性低密度聚乙烯在結(jié)構(gòu)上不同于一般的低密度聚乙烯,因?yàn)椴淮嬖陂L支鏈。LLDPE的線性度取決于LLDPE和 LDPE的不同生產(chǎn)加工過程。LLDPE 通常在更低溫度和壓力下,由乙烯和高 級(jí)的a烯烴如丁烯、己烯或辛烯共聚合 而生成。共聚過程生成的LLDPE聚合 物具有比一般LDPE更窄的分子量分 布,同時(shí)具有線性結(jié)構(gòu)使其有著不同的 流變特性。LLDPE的熔融流動(dòng)特性適l應(yīng)新工藝的要求,特別是用薄膜擠出工藝,可產(chǎn)出高質(zhì)的 LLDPE產(chǎn)品。LLDPE應(yīng)用于聚乙烯所有的傳統(tǒng)市場。增強(qiáng)了抗伸、抗穿透、抗沖擊和 抗撕裂的性能使LLDPE適于作薄膜。 它的優(yōu)異的抗環(huán)境應(yīng)力開裂性,抗低溫沖擊性和抗翹曲性使 LLDPE對(duì)管材、板材擠塑和所有模塑應(yīng)用都有吸引力。 LLDPE最新的應(yīng)用是作為地膜用于廢 渣填埋和廢液池的襯層。
生產(chǎn)和特性
LLDPE的生產(chǎn)起始于過渡金屬催化劑,特別是齊格勒(Ziegler)或飛利 浦(Phillips)類型。基于環(huán)烯烴金屬衍生物催化劑的新工藝是LLDPE生產(chǎn)的另一個(gè)選擇方案。實(shí)際的聚合反應(yīng)可以在溶液和氣相反應(yīng)器中進(jìn)行。通常,辛烯與乙烯在溶液相反應(yīng)器中共聚,丁烯。己烯與乙烯在氣相反應(yīng)器中聚合。在氣相反應(yīng)器中生成的LLDPE樹脂是顆粒形式,且可以粉料或進(jìn)一步加工成粒料出售。
以己烯和辛烯為基礎(chǔ)的新一代超LLDPE已由莫比爾、聯(lián)合碳化物。Novacor和道塑料等公司推出。這些材料具有很大的韌性極限,在自動(dòng)取出袋的應(yīng)用中有新的潛力。
很低密度PE樹脂(密度低于0.910g/cc。)也在近年出現(xiàn)。 VLDPES具有的柔性且軟度是LLDPE達(dá)不到的。
樹脂的特性一般體現(xiàn)在熔融指數(shù)和密度。熔融指數(shù)可反映出樹脂的平均分子量且主要受反應(yīng)溫度控制。平均分子量與分子量分布(MWD)無關(guān)。催化劑選擇影響MWD。
密度由共聚用單體在聚乙烯鏈中的濃度決定。共聚用單體濃度控制短支鏈數(shù)目(其長度取決于共聚用單體類型)從而控制樹脂密度。共聚用單體濃度越高,樹脂密度越低。
在結(jié)構(gòu)上,LLDPE在支鏈的數(shù)目和類型上與LDPE不同,高壓LDPE有長支鏈,而線性LDPE只具有短支鏈。
在結(jié)構(gòu)上,LLDPE只在短支鏈數(shù)目上與HDPE不同。HDPE的短支鏈數(shù)目較少,因此,是有更高密度的材料。
LLDPE的物理特性受控于它的分子量,MWD和密度。
LLDPE優(yōu)于LDPE,歸根結(jié)底取決其用途。通常,在所有應(yīng)用中用LLDPE生產(chǎn)剛性更強(qiáng)的產(chǎn)品,雖然根據(jù)ATSM對(duì)低密度材料標(biāo)準(zhǔn),LLDPE和LDPE的密度都在0.91—0.925之間。
LLDPE形成更高結(jié)晶結(jié)構(gòu),因?yàn)椴淮嬖陂L支鏈。LLDPE較大的結(jié)晶性產(chǎn)生較高剛性的產(chǎn)品。這種較高的結(jié)晶度也使LLDPE與LDPE相比,熔點(diǎn)提高了 10~15℃。
更高的抗伸強(qiáng)度、抗穿透性、抗撕裂性和伸長率增加是LLDPE的特性,使其特別適用于制薄膜。如果用己烯或辛烯代替丁烯作共聚單體甚至連抗沖擊力和抗撕裂性也可得到較大的改進(jìn)。對(duì)于相同熔體指數(shù)和密度下的給定樹脂,己烯和辛烯LLDPE樹脂在沖擊和撕裂性能上提高到 300%。己烯和辛烯樹脂更長的側(cè)鏈在鏈之間起到象“繩結(jié)”分子一樣的作用,改進(jìn)了化合物的韌性。
用環(huán)烯烴金屬衍生物催化劑生產(chǎn)樹脂將具有獨(dú)特的性能。更窄的MWD,改進(jìn)了共聚單體分布,有更好的薄膜透明度、密封性和沖擊強(qiáng)度,這些與用齊格勒催化劑生產(chǎn)的LLDPE相似。 在透明度這一特性上,LLDPE具有與LDPE相似的缺點(diǎn)O LLDPE薄膜的濁度和光澤度是不好的,主要因?yàn)樗母呓Y(jié)晶性造成了薄膜表面粗糙度。LLDPE樹脂的透明度可通過與少量的LDPE共混而改善。
加工
LDPE和LLDPE都具有極好的流變性或熔融流動(dòng)性。LLDPE有更小的剪切敏感性,因?yàn)樗哂姓肿恿糠植己投讨ф湣?br />
在剪切過程中(例如擠塑),LLDPE保持了更大的粘度,因而比相同熔融指數(shù)的LDPE難于加工。在擠塑中,LLDPE更低的剪切敏感性使聚合物分子鏈的應(yīng)力松馳更快,并且由此物理性質(zhì)對(duì)吹脹比改變的敏感性減小。
在熔體延伸中,LLDPE在各種應(yīng)變速率下通常都具有較低的粘度。也就是說它將不會(huì)象LDPE一樣在拉伸時(shí)產(chǎn)生應(yīng)變硬化。隨聚乙烯的形變率增加.LDPE顯示出粘度的驚人增加,這是由分子鏈纏結(jié)引起。
這種現(xiàn)象在 LLDPE中觀察不出,因?yàn)樵贚LDPE中缺少長支鏈?zhǔn)咕酆衔锊焕p結(jié)。這種性能對(duì)薄膜應(yīng)用極重要.因?yàn)?LLDPE薄膜在保持高強(qiáng)度和韌性下召易制更薄薄膜。nLLDPE的流變性可概括為“剪切時(shí)剛性”和“延伸時(shí)柔軟”。
當(dāng)用LLDPE 替代LDPE時(shí)薄膜擠塑設(shè)備和條件必須做修改。LLDPE的高粘度要求擠塑機(jī)有更大的功率.并提供更高的熔體溫度和壓力。
模口隙距必須加寬以避免由于產(chǎn)生高背壓和熔體斷裂而降低產(chǎn)量。 LDPE和 LLDPE的一般模口隙距尺寸分別是O. 024~0. 040 in.和 0. 060-0. 10in。
LLDPE的“延伸時(shí)柔軟”的特性在吹膜過程中是一個(gè)缺點(diǎn)。LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么穩(wěn)定。
一般的單唇風(fēng)環(huán)對(duì) LDPE的穩(wěn)定足夠使用.LLDPE的特有的膜泡要求更完善的雙唇風(fēng)環(huán)來穩(wěn)定。用雙唇風(fēng)環(huán)冷卻內(nèi)部膜泡可增加膜泡穩(wěn)定性,同時(shí)在高生產(chǎn)率下提高薄膜生產(chǎn)能力。除了膜泡的更好冷卻外,很多薄膜生產(chǎn)廠采用與LDPE共混方法以增強(qiáng)LLDPE溶道理上,LLDPE的擠塑可以在現(xiàn)有LDPE薄膜設(shè)備上完成,當(dāng)LDPE的共混物中 LLDPE的濃度達(dá) 50%時(shí)。加工 100% LLDPE或富含 LLDPE的與LDPE共混材料時(shí),采用一般的LDPE擠塑機(jī),必需改進(jìn)設(shè)備。
根據(jù)擠塑機(jī)的壽命,要求改進(jìn)的可能是加寬模口隙距,改良風(fēng)環(huán),修改螺桿設(shè)計(jì)以更好擠出,必要時(shí)應(yīng)增加電機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩。對(duì)于注塑應(yīng)用,一般不需改進(jìn)設(shè)備,但加工條件需達(dá)最佳化。
滾塑加工要求LLDPE研磨成均勻顆粒(35篩孔)。加工過程包括用粉末狀LLDPE填滿模具,加熱并雙軸向地旋轉(zhuǎn)模具使LLDPE均勻分布。冷卻后產(chǎn)品從模具中移出。
應(yīng)用
LLDPE已滲透到聚乙烯的大多數(shù)傳統(tǒng)市場,包括薄膜、模塑、管材和電線電纜。防滲漏地膜是新開發(fā)的LLDPE市場。地膜,一種大型擠出片材,用作廢渣填埋和廢物池襯墊,防止?jié)B漏或污染周圍地區(qū)。
LLDPE的一些薄膜市場,例如生產(chǎn)袋子、垃圾袋、彈性包裝物、工業(yè)用襯套、巾式襯套和購物袋,這些都是利用改進(jìn)強(qiáng)度和韌性后這種樹脂的優(yōu)點(diǎn)。透明薄膜,例如面包袋,一直由LDPE占統(tǒng)治地位,因?yàn)樗懈玫臐岫取H欢琇LDPE與LDPE的共混物將改進(jìn)強(qiáng)度。抗穿透性和LDPE薄膜的剛度,而不顯著影響薄膜的透明度。
注塑和滾塑是LLDPE最大的兩個(gè)模塑應(yīng)用。這種樹脂優(yōu)越的韌性和低溫、沖擊強(qiáng)度理論上適于廢物箱、玩具和冷藏器具。
另外,LLDPE的高抗環(huán)境應(yīng)力開裂性使其適用于注塑與油類食品接觸的模塑蓋子,滾塑廢料容器、燃料箱和化學(xué)品槽罐。
在管材和電線電纜涂敷層中應(yīng)用的市場較小,在這里L(fēng)LDPE提供的高破裂強(qiáng)度和抗環(huán)境應(yīng)力開裂性可滿足要求。目前, LLDPE的 65%- 70%用于制作薄膜。
MITSUI CHEMICALS
ARLENTM Modified Polyamide 6T
特色
極好的高的溫度剛硬:
由于其高的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(125℃),ARLEN甚至能在一種高的溫度氣氛中保持高的剛硬,諸如引擎房間的內(nèi)部。
極好的化學(xué)的抵抗:
ARLEN顯示所有聚酰胺樹脂的最好的化學(xué)抵抗。
很少尺寸的變化給吸收預(yù)定要澆水:
給吸收預(yù)定要澆水ARLEN的尺寸的變化是PA66,which中的少于1/2個(gè)在所有聚酰胺樹脂中最低。
注塑
鑄造機(jī)器:
1.The鑄造ARLEN的插入要求一臺(tái)鑄造的機(jī)器穿電阻(火焰抑制劑等級(jí))的腐蝕抵抗。
2.小的鑄造機(jī)器應(yīng)該被選擇,這樣射出一的卷將不是最大限度插入容量中的少于10%個(gè)。
模具:
1.A鋼材料穿抵抗(火焰抑制劑等級(jí))的腐蝕抵抗對(duì)ARLEN的一個(gè)模具的建設(shè)材料是需要的。
2.An大約10μm孔被要求。
前干燥:
在袋子被打開再一次弄干了之后,吸收濕氣的任何ARLEN樹脂。
干燥條件:110℃,2~6hr。
ARLEN聚酰胺被修改被Mitsui化學(xué)品發(fā)展的6T,Inc.,taking鉛在世界上。
與超級(jí)工程塑料的那些相比的高的熔點(diǎn)(320℃)和高的剛硬水平被把芳香的圓環(huán)放到基本的結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)。同時(shí),水吸收的結(jié)果,這是聚酰胺的弱點(diǎn),已被減少到最小。
三個(gè)系列可用以遇到應(yīng)用要求:
A系列:機(jī)械和結(jié)構(gòu)的部分;
AE系列:對(duì)于tribological應(yīng)用;
C/E系列:電氣和電子的部分。
電氣和電子的部分應(yīng)用的例子:
SMT電子的部分,諸如:連接器,千斤頂,開關(guān),電源終端,Various情況。
機(jī)械和結(jié)構(gòu)的應(yīng)用的例子:
作為的引擎房間部分shch:圓筒頭蓋子,恒溫器情況,油抽吸住房,液壓系統(tǒng)活塞,使系統(tǒng)部分冷卻。