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文檔簡介
1、塑料的組成與分類 塑料是以高分子量合成樹脂為主要成分,在一定條件下(如溫度、壓力等)可塑制成一定形狀且在常溫下保持形狀不變的材料。塑料都以合成樹脂為基本原料,并加入填料、增塑劑、染料、穩(wěn)定劑等各種輔助料而組成。因此,不同品種牌號的塑料,由于選用樹脂及輔助料的性能、成分、配比及塑料生產工藝不同,則其使用及工藝特性也各不相同。為此模具設計時必須了解所用塑料的工藝特性。一、按受熱時的行為分: 1、熱塑性塑料 加熱時變軟以至流動,冷卻變硬,這種過程是可塑的,可以反復進行。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛,聚碳酸酯,聚酰胺、丙烯酸類塑料
2、、其它聚烯烴及其共聚物、聚砜、聚苯醚,氯化聚醚等都是熱塑性塑料。熱塑性塑料中樹脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結構,分子鏈之間無化學鍵產生,加熱時軟化流動,冷卻變硬的過程是物理變化。2、熱固性塑料 第一次加熱時可以軟化流動,加熱到一定溫度,產生化學反應一交鏈固化而變硬,這種變化是不可逆的,此后,再次加熱時,已不能再變軟流動了。正是借助這種特性進行成型加工,利用第一次加熱時的塑化流動,在壓力下充滿型腔,進而固化成為確定形狀和尺寸的制品。這種材料稱為固性塑料。 熱固性塑較的樹脂固化前是線型或帶支鏈的,固化后分子鏈之間形成化學鍵,成為三度的網狀結構,不僅不
3、能再熔融,在溶劑中也不能溶解。酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、環(huán)氧、不飽和聚酯、有機硅等塑料,都是熱固性塑料。 二、按樹脂合成時的反應類型分 : 按塑料中樹脂合成時的反應類型,可將樹脂分為聚合型樹脂和縮聚型樹脂,相應的塑料分別稱為聚合型塑料和縮聚型塑料。1、聚合型塑料 樹脂是由聚合反應制得。這種樹脂一般是由含有不飽和鍵,主要是雙鍵的單體,借雙鍵打開生成的: 反應過程中無低分子產物釋出。聚烯烴、聚鹵代烯烴、聚苯乙烯、聚甲醛、丙烯酸類塑料都屬于聚合型塑料。聚合型塑料都是熱塑性塑料。 2、縮聚型塑料
4、 樹脂是由縮聚反應制得。這種樹脂一般是由含有某種官能團(一般最少含有兩個官能團)的單體,借官能團之間的反應使單體連接起來而形成的。三、按塑料中樹脂大分子的有序狀態(tài)分:1、無定形塑料 樹脂大分子的排列是無序的。這種塑料,由于樹脂分子鏈的結構特點,或因熱力學原因,或成型過程工藝條件范圍的限制,分子鏈不會產生有序的整齊堆砌形成結晶結構,而呈現無規(guī)則的隨機排列。在純樹脂狀態(tài),這種塑料是透明的。 2、結晶型塑料 樹脂大分子排列呈現出三向遠程有序。從熔融狀態(tài)冷卻變?yōu)橹破愤^程中,
5、樹脂的分子鏈能夠有序地緊密堆砌產生結晶結構的。一般所謂的結晶型塑料,實際上都是半結晶的,不像低分子晶體(例如NaCl)那樣能產生100%的結晶度。樹脂大分子鏈排列呈現出無定形相與結晶相共存的狀態(tài)。成型條件對結晶度和晶態(tài)結構有明顯影響,從而對制品性能有明顯影響。結晶結構只存在于熱塑性塑料中。 四、按性能和應用范圍分: 1、通用塑料 通用塑料是指生產最大、貨源廣,價格低,適于大量應用的塑料。通用塑料一般皆具有良好的成型工藝性,可采用多種工藝成型出多種用途制品。一般說,通用塑料不具有突出的綜合力學性能和耐熱性,不宜用于承載要求較高的結構件和在
6、較高溫度下工作的耐熱件。但通用塑料的各品種,都有各自的某些優(yōu)異性能,使它具有廣泛用途。聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料合稱五大通用塑料。其它聚烯烴、乙烯基塑料及其共聚物與改性材料、丙烯酸塑料、氨基塑料等也都屬于通用塑料。2、工程塑料 工程塑料是指那些具有突出力學性能、耐熱性,或優(yōu)異耐化學試劑、耐溶劑性,或在變化的環(huán)境條件下可保持良好絕緣介電性能的塑料。工程塑料一般可以作為承載結構件,升溫環(huán)境下的耐熱件和承載件,升溫條件、潮濕條件、大范圍的變頻條件下的介電制品和絕緣用品。工程塑料的生產批量小,價格也較昂貴,用途范圍相對狹窄,一般都是按某
7、些特殊用途生產一定批量的材料?,F有的工程塑料主要品種有聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚苯醚、ABS、PET、PBT、聚砜、聚苯硫醚、氯化聚醚、聚酰亞胺、聚醚醚酮、氟塑料、超高分子量聚乙烯、環(huán)氧塑料和不飽和聚酯等。 3、特種塑料 具有某種特殊功能,適于某種特殊用途的塑料,例如用于導電、壓電、熱電、導磁、感光、防輻射、光導纖維、液晶、高分子分離膜、專用于摩擦磨損用途等塑料。 特種塑料又稱功能塑料。特種塑料的主要成分是樹脂,有些是專門合成的特種樹脂,但也有一些是采用上述通用塑料或工程塑料用樹脂經特殊處理或改性后獲得特殊性能的。
8、60; 塑料的基本性能 (一).質輕、比強度高。塑料質輕,一般塑料的密度都在 0.9 2.3 克厘米 3 之間,只有鋼鐵的 1 8 1 4 、鋁的 1 2 左右,而各種泡沫塑料的密度更低,約在 0.01 O.5 克厘米 3 之間。按單位質量計算的強度稱為比強度,有些增強塑料的比強度接近甚至超過鋼材。例如合金鋼材,其單位質量的拉伸強度為 160 兆帕,而用玻璃纖維增強的塑料可達到 170 400 兆帕。
9、160; (二).優(yōu)異的電絕緣性能。幾乎所有的塑料都具有優(yōu)異的電絕緣性能,如極小的介電損耗和優(yōu)良的耐電弧特性,這些性能可與陶瓷媲美。 (三)優(yōu)良的化學穩(wěn)定性能。一般塑料對酸堿等化學藥品均有良好的耐腐蝕能力,特別是聚四氟乙烯的耐化學腐蝕性能比黃金還要好,甚至能耐 " 王水 " 等強腐蝕性電解質的腐蝕,被稱為 " 塑料王 " 。 (四).減摩、
10、耐磨性能好。大多數塑料具有優(yōu)良的減摩、耐磨和自潤滑特性。許多工程塑料制造的耐摩擦零件就是利用塑料的這些特性,在耐磨塑料中加入某些固體潤滑劑和填料時,可降低其摩擦系數或進一步提高其耐磨性能。 (五).透光及防護性能。多數塑料都可以作為透明或半透明制品,其中聚苯乙烯和丙烯酸酯類塑料象玻璃一樣透明。有機玻璃化學名稱為聚甲基丙烯酸甲酯,可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能,大量用作農用薄膜。塑料具有多種防護性能,因此常用作防護保裝用品,如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。
11、160; (六).減震、消音性能優(yōu)良。某些塑料柔韌而富于彈性,當它受到外界頻繁的機械沖擊和振動時,內部產生粘性內耗,將機械能轉變成熱能,因此,工程上用作減震消音材料。例如,用工程塑料制作的軸承和齒可減小噪音,各種泡沫塑料更是廣泛使用的優(yōu)良減震消音材料。 上述塑料的優(yōu)良性能,使它在工農業(yè)生產和人們的日常生活中具有廣泛用途;它已從過去作為金屬、玻璃、陶瓷、木材和纖維等材料的代用品,而一躍成為現代生活和尖端工業(yè)不可缺少的材料。然而,塑料也有不
12、足之處。例如,耐熱性比金屬等材料差,一般塑料僅能在 100 以下溫度使用,少數 200 左右使用;塑料的熱膨脹系數要比金屬大 3 10 倍,容易受溫度變化而影響尺寸的穩(wěn)定性;在載荷作用下,塑料會緩慢地產生粘性流動或變形,即蠕變現象;此外,塑料在大氣、陽光、長期的壓力或某些質作用下會發(fā)生老化,使性能變壞等。塑料的這些缺點或多或少地影響或限制了它的應用。但是,隨著塑料工業(yè)的發(fā)展和塑料材料研究工作的深入,這些缺點正被逐漸克服,性能優(yōu)異的新穎塑料和各種塑料復合材料正不斷涌現 塑料的成型性能 (一)收縮率 塑件自
13、模具中取出冷卻到室溫后,發(fā)生尺寸收縮這種性能稱為收縮性。由于收縮不僅是樹脂本身的熱脹冷縮,而且還與各成型因素有關,所以成形后塑件的收縮應稱為成型收縮。 (二)流動性 塑料在一定溫度與壓力下填充型腔的能力稱為流動性。這是模具設計時必須考慮的一個重要工藝參數。流動性大易造成溢料過多,填充型腔不密實,塑件組織疏松,樹脂、填料分頭聚積,易粘模、脫模及清理困難,硬化過早等弊病。但流動性小則填充不足,不易成形,成形壓力大。所以選用塑料的流動性必須與塑件要求、成型工藝及成形條件相適應。(三)比容及壓縮率 比容為每一克
14、塑料所占有的體積(以厘米3/克計)。壓縮率為塑粉與塑件兩者體積或比容之比值(其值恒大于1)。它們都可被用來確定壓模裝料室的大小。其數值大即要求裝料室體積要大,同時又說明塑粉內充氣多,排氣困難,成形周期長,生產率低。比容小則反之,而且有利于壓錠,壓制。(四)硬化特性 熱固性塑料在成型過程中在加熱受壓下轉變成可塑性粘流狀態(tài),隨之流動性增大填充型腔,與此同時發(fā)生縮合反應,交聯密度不斷增加,流動性迅速下降,融料逐漸固化。模具設計時對硬化速度快,保持流動狀態(tài)短的料則應注意便于裝料,裝卸嵌件及選擇合理的成型條件和操作等以免過早硬經或硬化不足,導致塑件成形不良。
15、 (五)水分及揮發(fā)物含量 各種塑料中含有不同程度的水分、揮發(fā)物含量,過多時流動性增大、易溢料、保持時間長、收縮增大,易發(fā)生波紋、翹曲等弊病,影響塑件機電性能。但當塑料過于干燥時也會導致流動性不良成型困難,所以不同塑料應按要求進行預熱干燥,對吸濕性強的料,尤其在潮濕季節(jié)即使對預熱后的料也應防止再吸濕 (六)熱敏性及水敏性 熱敏性塑料系指某些塑料對熱較為敏感,在高溫下受熱時間較長或進料口截面過小,剪切作用大時,料溫增高易發(fā)生變色、降聚,分解的傾向,具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料。 &
16、#160; 有的塑料(如聚碳酸酯)即使含有少量水分,但在高溫、高壓下也會發(fā)生分解,這種性能稱為水敏性,對此必須預先加熱干燥。(七)吸濕性 塑料中因有各種添加劑,使其對水分各有不同的親疏程度,所以塑料大致可分為吸濕、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的兩種,料中含水量必須控制在允許范圍內,不然在高溫、高壓下水分變成氣體或發(fā)生水解作用,使樹脂起泡、流動性下降、外觀及機電性能不良。所以吸濕性塑料必須按要求采用適當的加熱方法及規(guī)范進行預熱,在使用時還需用紅外線照射以防止再吸濕。 一般而言,多數塑料的
17、比強度與金屬在同一數量級,比剛度低于金屬數倍至一個數量級,但某些結構泡沫塑料,比剛度可與金屬媲美。用高模量增強劑增強后,某些塑料的比剛度可以超過金屬。GPPS 名稱:聚苯乙稀-是聚乙稀聚合反應形成。無臭無味無毒有良好的透明度和表面光澤,易于加工成形,比重輕;具有優(yōu)異的絕緣性能和低吸濕性。缺點:機械強度不高,質地脆,耐熱性差,易燃;可以通過改變性能增加強度等。識別:無色透明,仿玻璃狀材料,敲打時有清脆的響聲;易燃,離火后繼續(xù)燃燒,火焰呈黃色并有濃煙,起泡,有味;物理性能:比重1.041.09。尺寸穩(wěn)定性好,成形收縮率0.45%吸水性低,約0.02%,可不用干燥直接成形;透明度達88%92%,能自
18、由著色。熱性能:熱變形溫度7090,連續(xù)使用溫度6080;化學性能:不溶于有機酸,堿鹽等水溶液。ABS (丙烯腈-丁二烯苯乙烯三元共聚物)Acrylonitrile Butadiene StyreneABS是在聚苯乙烯(PS)樹脂改性的基礎上,在40年代發(fā)展起來的三元共聚物。故它能表現三者組成的共同性能。A丙烯腈使聚合物耐化學腐蝕性,具有一定的表面硬度。B丁二烯使聚合物呈橡膠狀韌性。S笨乙烯使聚合物具有剛性和流動性。總之,ABS具有耐熱,表面硬度高,尺寸穩(wěn)定,耐化學性及電性能良好,易于成形和機械加工等特點。此外,表面可以鍍鉻,改變樹脂中三組分的比例,可以使它具有稍微不同的特性。ABS不透明,能
19、配色成有光澤的其它有色制品,密度1.05左右。大部分ABS數脂無毒,不透水,表面可以拋光得到高度的光澤制品。ABS有極好抗沖擊強度,且在低溫時也不會快速下降,大多數ABS在-40度仍有相當的沖擊強度,所以一般ABS塑膠制品使用范圍從-40100度。ABS黑色顏料耐候性較好,如果不是黑色在室外使用后會褪色。ABS應用廣泛,在機械工業(yè)中用來制作齒輪,泵,葉輪,軸承,把手,管道,電視機,洗衣機,收錄機,冰箱外殼等。近年來,由于汽車工業(yè)發(fā)展迅速,有很多零件采用ABS原料,如:擋板,扶手,熱空氣調節(jié)導管,加熱器等。ABS塑料加工工藝:ABS是無定性聚合物,具有聚苯乙烯那樣優(yōu)良的成型加工性,可以注射,擠出
20、,壓延,真空,吹塑等等的成型方法。ABS塑料因吸濕小,在一般情況下未經干燥既能加工。成型溫度210240度,耐熱型為240275度,注塑壓力60100MPa,模具溫度為4090度,根據不同的ABS型號,成型收縮率為0.40.7%。ABS可以用火焰及焊條焊接和粘結。受熱可二次加工成各種各樣的形狀。與其它原料區(qū)分:它不透明,手感比較硬,燃燒比較慢,離火后仍繼續(xù),火焰呈黃色黑煙,燒后軟化,但無熔融滴落。在注塑模具設計中要注意,ABS一般是外觀件多,產品易頂白,故要考慮頂針的位置要得當,倒鉤處理盡量不要采用硬拉方式。PVC 化學名稱:聚氯乙烯 英文名稱:Poly(Vinyl Chloride)
21、0; 比重:1.38克/立方厘米 成型收縮率:0.6-1.5% 成型溫度:160-190 特點:力學性能,電性能優(yōu)良,耐酸堿力極強,化學穩(wěn)定性好,但軟化點低. 適于制作薄板,電線電纜絕緣層,密封件等. 成型特性: 1.無定形料,吸濕小,流動性差.為了提高流動性,防止發(fā)生氣泡,塑料可預先干燥.模具澆注系統(tǒng)宜粗短,澆口截面宜大,不得有死角.模具須冷卻,表面鍍鉻. 2.由于其腐蝕性和流動性特點,最好采用專用設備和模具。所有產品須根據需要加入不同種類和數量的助劑。
22、 CPVCCPVC是PVC的氯化產物,即PVC的氯化改性。PVC樹脂是生產CPVC樹脂的主要原料,它必須是疏松狀而不能選用緊密狀。由于CPVC樹脂的加工主要采用水相懸浮法,在這一過程中,由于氯氣在PVC樹脂中的擴散速率對PVC的氯化速率影響較較大,所以要求PVC樹脂的皮膜盡可能薄,表面積不能小,因此生產CPVC的廠家應選用由特殊助劑懸浮合成的專用PVC樹脂來合成CPVC樹脂。美國的Goodrich公司、德國的BASF公司、日本的積水公司和鐘淵化學公司所生產的CPVC樹脂都是采用的專用PVC樹脂進行氯化的。 CPVC制品的性能主要決定于CPVC樹脂,它的加工性能更是決定于CPVC樹脂,CPVC材
23、料的應用和發(fā)展關鍵在于CPVC樹脂的生產工藝的改進和提高,且能夠得到專用PVC樹脂,從而能提供不但性能優(yōu)良而且加工性能較好的CPVC樹脂。 CPVC的加工難度比PVC大,熔體加工粘度至少是PVC的倍,熔融加工溫度也比PVC高,尤其是在注射加工時難度更大。所以應采用聚合度較低的PVC樹脂來合成CPVC,擠出用CPVC樹脂應選用P=700的PVC樹脂,注射用CPVC樹脂應選用P=500的PVC樹脂。 一般PVC的氯含量為5659%,CPVC為6475%,隨著氯含量的增加,相應地CPVC的熔融粘度增加,軟化點升高,耐熱性能提高,密度增大,拉伸強度提高,同時脆性增大,沖擊強度下降,加工難度也增大。本方
24、不涉及CPVC在合成時的氯化工藝和技術,但是我們希望氯含量大于70%的高氯含量的CPVC樹脂表面氯含量較低,使其易于加工。 在使用特殊的配方及工藝的情況下,國產CPVC樹脂的的擠出加工制品的性能已能達到國際先進水平,且加工難度不大,但注射制品使用國產CPVC樹脂加工困難,這有待于CPVC生產廠家能夠開發(fā)出真正適合于注射加工的國產CPVC樹脂。 PP名稱:聚丙稀聚丙稀是常用塑料中最年輕的一種。聚丙稀的主要原料為丙稀。聚丙稀的結晶度一般為3070%,結晶度越高,密度就越大。聚丙稀分子量大的,熔融指數就小,其熔融指數的測定溫度是23。聚丙稀非結晶部分密度為0.851g/cm,
25、結晶部分為0.935g/cm。結晶度直接影響密度。聚丙稀的平均分子量在8萬以上,熔點為164170。性能:1 物理,機械性能聚丙稀的強度和剛性都比低壓聚乙稀好。聚丙稀與其它塑料相比,有更大的彎曲疲勞壽命。聚丙稀制品對缺口是敏感的,因此在產品設計時,應避免尖角存在,否則容易使應力集中。聚丙稀具有優(yōu)異的成纖性,被人們稱為“理想的纖維”。因此它的拉伸性能非常好。聚丙稀的耐磨耗性比硬聚乙稀差,但卻優(yōu)于聚苯乙稀,每1000次磨耗1530mg。2 熱性能 聚丙稀有良好的耐熱性,它的熔點為164170,它的制品能耐100以上的溫度煮沸消毒。在沒有外力作用下,溫度即
26、使到150也不變形。在低負荷下亦可在110連續(xù)使用。聚丙稀在90時的抗應力松弛性能亦良好。聚丙稀低溫使用溫度可達-15-20,其脆化溫度為-35(聚乙稀的脆化溫度為-60)。3 電性能 聚丙稀是一種非常優(yōu)良的電絕緣體,且因它不吸水,不受空氣潮濕的影響,擊穿電壓也高。但是它是一種緩慢燃燒的材料,如果要求制品能夠避免燃燒,則應用加有阻燃放劑的聚丙稀材料。聚丙稀的介電常數低,介電強度很高。4 化學性能 聚丙稀對化學藥劑的侵蝕和沾污的耐御性能良好,特別是抗環(huán)境應力開裂更優(yōu)。在室溫下,幾乎沒有可以使它溶解的溶劑。5 耐環(huán)境性在
27、常溫下,聚丙稀塑料實際上完全不受水分侵蝕。聚丙稀在室外使用除要加抗氧劑外,還需加入光穩(wěn)定劑。用途: 從經濟觀點和聚丙稀性能著眼考慮,它非常適用于汽車工業(yè),中級負荷的軸承元件,密封板等制件。由于聚丙稀塑料的電性能良好,它已成為電器工業(yè)和通訊工業(yè)不可缺少的材料。聚丙稀的加工 聚丙稀具有良好的流動性,軟化點高,熱焓點低,使它的成形周期比大多數其它熱塑性塑料短。在加工前不必干燥,同聚乙稀一樣,聚丙稀樹脂的加工成形方法很多:注射成形,擠出成形,壓制成形,熱成形及吹塑成形等。 聚丙稀注射成形以螺桿式注射機為主。料溫200250,注射壓
28、力4070MPa,模具溫度為4060。 聚丙稀的成形條件選定還要考慮其成形收縮的模具結構,冷卻定型,產品脫模等問題。聚丙稀的識別: 聚丙稀是無色,無味,無毒帶白色蠟狀的粒狀材料,外觀似聚乙稀,但比聚乙稀更透明,更輕,比重0890.91,是最輕的塑料品種,浮于水。易燃燒,離火后可繼續(xù)燃燒,火焰上端呈黃色,下端藍色有少量黑煙,熔融拉伸性極好,燃燒后熔融滴落,發(fā)出石油氣味。POM聚甲醛(縮醛樹脂)是結晶性熱塑性樹脂。POM包括由甲醛形成的聚氧甲烯的分子鏈構成的均聚高分子,甲醛的三聚體-三氧雜環(huán)已烷和環(huán)氧乙烷等形成的共聚高分子。奪鋼是這類共聚高分子的代表
29、。主要在齒輪和軸承等機械部件的領域中廣泛地發(fā)揮其作用。聚甲醛(POM)的介紹聚甲醛學名聚氧亞甲基,英文名稱為Acetal resin,Polyoxymethylene,Polyacetal,簡稱為POM,俗稱賽鋼。聚甲醛分為均聚甲醛和共聚甲醛兩種。一.特性聚甲醛為乳白色不透明的,一種沒有側鏈的高密度,高結晶性的線性結合物。具有良好的綜合性能,突出的優(yōu)良的耐疲勞性和蠕變性,良好的電性能等。1.力學性能:具有較高的彈性模量,很高的硬度和剛度。可以在-40100度長期使用。而且耐多次重復沖擊,強度變化很少。強度受溫度和溫度變化影響很少。聚甲醛是熱塑性材料中耐疲勞性最為優(yōu)越的品種,蠕變小。2.熱學性能
30、:聚甲醛具有較高的熱變形溫度,均聚為136度,共聚為110度。共聚甲醛反而有較高的連續(xù)使用溫度。共聚甲醛可在114度連續(xù)使用2000h,或在138度時連續(xù)使用1000h。短時間可使用的溫度可達160度。按美國UL規(guī)范,聚甲醛的長期耐熱溫度為85105度。3.耐化學藥品性:聚甲醛沒有常溫容劑,在高溫條件下有相當好的耐腐蝕性。而且尺寸和機械強度變化不大。有較好的相容性,易于著色。4.電氣性能:其介電常數不受溫度和濕度的影響。5.聚甲醛性能的不足之處:相對密度較大,不透明,不耐酸;成形收縮率大;熔電不很高;熱降點在較高溫度下相當迅速。在氧的存在下還有熱氧降解發(fā)生。聚甲醛(POM)的成形加工聚甲醛可用
31、一般熱塑性塑料成形方法加工,如注塑,擠出,吹塑,噴涂等。注塑是主要的加工方式。聚甲醛通常采用螺桿式注塑機注塑,制品的注塑量不應該超過成形機最大注射量的75%。聚甲醛的注塑工藝一般可以參考為:料筒溫度為175195度,模具溫度為4575度,注塑壓力定在69118MPa范圍內為宜,成形周期可取2030s。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 聚甲基丙烯酸甲酯樹脂是由甲基丙烯酸甲酯自由基聚合而得,有本體聚合(澆鑄)、懸浮聚合(模塑料)、溶液聚合(涂料和粘合劑)、乳液聚合(膠乳織物處理劑)和共聚改性等聚合工藝。聚甲基丙烯酸的英文名稱為Polymethylmecrylate,簡稱PMMA,俗稱有機玻璃
32、和壓加力。聚甲基丙烯酸甲酯樹脂和是丙烯酸類樹脂中最主要的品種,它與聚丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯,聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯,聚丙烯酸及其共聚物,聚丙烯酰胺、聚氰基丙烯酸甲酯等統(tǒng)稱為丙烯酸樹脂。聚甲基丙烯酸甲酯樹脂在這一類的樹脂中性能最突出,產量和用途最大。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的特性與應用一特性PMMA是無色、透明,透光率是塑料中最好的,比玻璃高,光的透過范圍大;反射率隨入射角而變,對光的吸收率小,可做全反射。當PMMA載體(板、棒)彎曲度<48o時可傳導光線;聚合物為無規(guī)立構型,但存在著相互隔離的短程有序排列,因而拉伸定向產品有結晶構型,有良好的抗銀紋性,抗銀紋增長和沖擊韌性
33、;質輕、堅韌,常溫下有較高的機械強度,而且受溫度的影響小,只有當接近軟化點和Tg時強度才急劇下降;表面光澤優(yōu)良,著色力強,尺寸穩(wěn)定性好,但表面硬度和抗刻痕性差,沖擊強度較低,電性能良好,但隨頻率的增大而下降,吸水性小,耐水溶性無機鹽及某些稀酸,耐長鏈烷烴、醚、脂肪、油類,不耐堿;抗老化性好,無毒,燃燒時無火焰。二應用PMMA可以用于航空、宇航、汽車、船舶用防彈玻璃、窗玻璃、儀表配件、坐艙蓋、信號燈、指示燈、光學器具,如眼鏡、放大鏡及各種透鏡。建筑材料如彩色板、高級裝飾材料、家具、窗玻璃、隔板。醫(yī)療器械如整形外科假肢、假鼻、假眼、醫(yī)用導光管、牙托粉。文具、日用品,如筆桿、制圖用具、示教模型、標本
34、、燈具、紐扣、發(fā)夾、糖果盤等。PMMA通過注塑、擠出、澆鑄、流延、涂覆、粘接等成型工藝加工成型。"壓克力"英文Acrylics音譯,它是丙烯酸類化學品的通稱。在塑料領域,壓克力是指聚甲酯即PMMA,是一種具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。是塑料中透過率和硬度最高.有塑料皇后之稱.熱塑性彈性體(TPR/TPE) 1、什么是彈性體 熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer-TPE)亦稱熱塑性橡膠(Thermoplastic Rubber-TPR) 是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性之材料,熱塑性彈性體具有多種可能的結構,最根本的一條是需要有至少兩個互相
35、分散的聚合物相,在正常使用溫度下,一相為流體(使溫度高于它的Tg玻璃化溫度),另一相為固體(使溫度低于它的Tg或等于Tg),并且兩相之間存在相互作用。即在常溫下顯示橡膠彈性,高溫下又能塑化成型的高分子材料,具有類似于橡膠的力學性能及使用性能、又能按熱塑性塑料進行加工和回收,它在塑料和橡膠之間架起了一座橋梁。因此,熱塑性彈性體可象熱塑性塑料那樣快速、有效的、經濟的加工橡膠制品。就加工而言,它是一種塑料;就性質而言,它又是一種橡膠。熱可塑性彈性體有許多優(yōu)于熱固性橡膠的特點。 目前,熱塑性彈性體尚無統(tǒng)一的命名,習慣以英文字母縮寫語TPR表示熱塑性橡膠,TPE表示熱塑性彈性體,兩者在有關資料著作中均有
36、使用。為統(tǒng)一起見,都以TPE或熱塑性彈性體稱之。目前國內對熱塑性苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物則稱之為SBS(styrene-butadiene-styren block copolymer),熱塑性異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物稱為SIS(styrene-isoprene block copolymer),飽和型SBS則稱之為SEBS,即Styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer的縮寫,就是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。其它各類熱塑性彈性體均以生產廠家的商品名稱稱之。我國也采用SBS的代號,表示熱塑性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,習慣
37、稱為熱塑性丁苯橡膠。 2、 特點和應用領域 彈性體是一種性能獨特的人造熱可塑性彈性體,具有非常廣泛的用途。其優(yōu)良的產品適用性來源于其特殊的分子結構的可調整性和可控制性,從而表現出以下優(yōu)異的性能: 物理性能優(yōu)越: 良好的外觀質感,觸感溫和,易著色,色調均一,穩(wěn)定; 可調的物性,提供廣闊的產品設計空間; 力學性能可比硫化橡膠,但無須硫化交聯; 硬度范圍寬闊,自SHORE-A 0度至SHORE-D 70度可調; 耐拉伸性能優(yōu)異,抗張強度最高可達十幾個Mpa,斷裂伸長率最高可達十倍以上; 長期耐溫可超過70,低溫環(huán)境性能良好,在-60溫度下仍能保持良好的繞曲性; 良好的電絕緣性及耐電壓特性。 具有突出
38、的防滑性能,耐磨性和耐候性能 化學性能優(yōu)越: 耐一般化學品(水、酸、堿、醇類溶劑); 可在溶劑中加工,可短期浸泡于溶劑或油中; 無毒性; 良好的抗紫外線輻射及抗氧化性能,可使用于戶外環(huán)境; 粘結性能好,選用合宜的膠粘技術可直接與真皮合成或人造皮革表面牢固粘合。 生產加工優(yōu)勢: 無需硫化即具有傳統(tǒng)硫化橡膠之特性,節(jié)省硫化劑及促進劑等輔助原料; 適合注塑成型、壓鑄成型、熱熔和溶解涂層等多種工藝; 邊料、余料和廢料等可完全回收再利用,且不改變性能,降低浪費; 簡化加工工藝,節(jié)約加工能耗與設備資源,加工周期短,降低生產成本,提高工效; 加工設備及工藝簡單,節(jié)省生產空間,降低不合格品率; 產品無毒,無刺
39、激性氣味,對環(huán)境、設備及人員無傷害; 材料可反復使用,邊腳廢料可回收,可以說生產中無廢料; 加工助劑和配合劑較少,可節(jié)省產品質量控制和檢測的費用; 產品尺寸精度高、質量更易于控制; 材料比重少,且可調; 可直接與PP、ABS等多種塑料摻混而制成特種塑料合金。 彈性體具有優(yōu)越的物理、化學性能且易于加工,同時,該產品還具有無毒、無污染并可回收二次加工的環(huán)保優(yōu)勢。 因此,在眾多工業(yè)領域被廣泛應用,如:玩具、運動器材、鞋材、文具、五金、電動工具、通訊、電子產品、食品和飲料包裝、家用電器、廚房用品、醫(yī)療器械、汽車、建筑工程、電線電纜等。 更可貴的是,她是引領新產品設計和市場導向的優(yōu)質材料,-其柔軟的質感
40、和可調整的物性、硬度和適宜多種加工工藝且具有環(huán)保優(yōu)勢-為廣大產品設計師提供了巨大的發(fā)揮空間,這無疑對您創(chuàng)新產品,增加價值,引領市場潮流提供了巨大的幫助。 從原料價格看,熱塑性彈性體TPE比熱固性橡膠要貴,然而在制品的綜合成本上則較便宜。主要因為TPE的密度要小,使用TPE,生產效率高,能耗低,廢品少,并且可回收。 從原料生產過程來看,熱可塑性彈性體的TPE的生產工藝比熱固性橡膠優(yōu)越,減少了批量產品的不穩(wěn)定。 熱塑性彈性體可塑性加工賦予制品設計靈活方便,熱塑性彈性體的可著色、可粘接更使制品豐富多彩。 結構、工藝及設備 聚合物連的結構特點是由化學組成不同的樹脂(硬段)和橡膠段(軟段)構成。硬段的鏈
41、段向作用力形成物理"交聯",軟段則是具有較大旋轉能力的高彈性鏈段。而軟段又以適當的次序排列并以適當的方式連接起來,硬段的這種物理交聯是可逆的,即可在高溫下失去約束大分子的能力呈現塑性,降至常溫時這些"交聯"又恢復,而起類似硫化橡膠交聯的作有用。 正是由于這種聚合物鏈結構特點有交聯狀態(tài)的可塑性,因而本彈性體在常溫下顯示硫化膠的彈性,強度和變形特征等物理機械性能。另一方面,在高溫下硬段會軟化或溶化,呈現塑性流動性。在加壓,加溫等條件下采用納米填充技術,動態(tài)交聯技術加入多種改性輔料(阻燃、耐候、耐黃變穩(wěn)定劑),密煉或經雙螺桿擠出,切粒干燥而成本產品。
42、;PC/ABS聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物 典型應用范圍:計算機和商業(yè)機器殼體、電器設備、草坪園藝機器、汽車零件儀表板、內部裝修以及車輪蓋)。 注塑模工藝條件:干燥處理:加工前的干燥處理是必須的。濕度應小于0.04%,建議干燥條件為90110,24小時。熔化溫度: 230300。模具溫度:50100。注射壓力:取決于塑件。注射速度:盡可能地高。 化學和物理特性: PC/ABS具有PC和ABS兩者的綜合特性。例如ABS的易加工特性和PC的優(yōu)良機械特性和熱穩(wěn)定性。二者的比率將影響PC/ABS材料的熱穩(wěn)定性。PC/ABS這種混合材料還顯示了優(yōu)異的流動特性。工程塑料
43、60; 塑料(Plastice),即可塑性材料的簡稱。它是以高分子合成樹脂為主要成份,在一定條件下可塑制成一定形狀,且在常溫下保持不變的材料。合成樹脂及塑料品種繁多,性能各異,從聚合物結構分類,大致可分為20多個大類。如聚烯烴、聚氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸樹脂、聚酰胺、線型聚酯、聚氨酯、酚醛塑料、環(huán)氧樹脂、氟塑料、有機硅聚合物、離子交換樹脂及交換膜等。塑料就其加工成型的方法和特性又分為熱塑性塑料和熱固性塑料。就其性能和用途又分為通用塑料和工程塑料。如通常稱聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等為通用塑料,而將聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚苯醚(PPO)、聚酯(PBT、PET)
44、等稱之為工程塑料,俗稱五大工程塑料。工程塑料(Engineering Plastice),是20世紀50年代在通用塑料基礎上崛起的一類新型高分子材料。通常是指在較寬溫度范圍和較長使用時間,能保持優(yōu)良性能,并能承受機械應力作為結構材料使用的一類塑料。按其長期連續(xù)使用溫度范圍,又分為通用工程塑料(100150)和特種工程塑料(150以上)。如通用工程塑料:聚酰胺(尼龍、PA),包括尼龍6、尼龍66、尼龍610、尼龍1010、尼龍11、尼龍12;聚碳酸酯(PC);聚甲醛(POM);聚苯醚(PPO);聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT);聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET);超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。特種
45、工程塑料:聚砜(PSF);聚酰亞胺(PI),包括均苯型聚酰亞胺、芳香型聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚雙馬來酰亞胺;聚苯硫醚(PPS);聚芳酯(PAR);聚苯酯(EKONOL);聚醚醚酮(PEEK);熱致性液晶聚合物(LCP);氟塑料,包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVE)。工程塑料的性能技術指標是決定其不同用途和檔次的重要參數,應用選擇既要考慮單項指標還要考慮綜合指標,同時也要考慮經濟性。其主要指標為:物理性能比重、透氣性、透濕性、透水性、透明度、吸水性、折射率;機械性能抗張強度、抗壓強度、抗彎強度、伸長率、耐蠕變性、持久強度、沖擊強度、
46、疲勞強度、磨擦和磨耗、硬度;熱性能線膨脹系數、導熱系數、玻璃化溫度、耐熱性、耐寒性、融體指數、分解溫度、阻燃性;電性能表面電阻、體積電阻、擊穿電壓、耐電弧性、介電常數、介電損耗;化學性能耐化學藥品性、耐老化性、耐侯性、耐輻射性。 工程塑料越來越多了,加工又比通用塑料難,這將是我們塑料人今后努力的重點。PA名稱尼龍Nylon:聚酰胺聚酰胺是最先發(fā)現的能承受載荷的熱塑性塑料,也是目前機械工業(yè)中應用較廣泛的一種工程塑料。聚酰胺與一般塑料相比的優(yōu)點是耐磨,強韌,質輕,耐藥品,耐熱,耐寒,易成形,自潤滑,無毒,易染色。聚酰胺制品的使用應注意如下問題:熱膨脹及吸水性所至的尺寸精確度;耐酸性而不
47、能作為耐酸材料使用,耐光性差,作為電線包皮使用則必須加入耐光劑;耐污染性差。按品種分,以聚酰胺6,66,610三種為最重要。聚酰胺的性能:1物理性能聚酰胺樹脂是從白色至淡黃色的不透明角狀固體物,具有較高的結晶度和較高的熔點(180280)且熔點范圍較狹窄。 聚酰胺6, 其熔點溫度為210215 比重1.131.15 聚酰胺-7,
48、60; 其熔點溫度為220225 比重 聚酰胺-11, 其熔點溫度為186187 比重1.04 聚酰胺-66, 其熔點溫度為255264 比重1.141.15
49、; 聚酰胺-610,其熔點溫度為215223 比重1.081.09 2機械性能 (1)拉伸強度:加入30%玻纖的聚酰胺6,其抗拉強度可提高23倍, 抗壓強度可提高1.5倍。 (2)沖擊強度:聚酰胺的沖擊強度比聚甲醛高。 (3)硬度:聚酰胺的硬度是隨溫度和含水量的增加而下降的。 (4)摩擦磨損:聚酰胺是一種自潤滑材料,可做成軸
50、承等摩擦件, 在PV值不高的情況下,可以在無潤滑的狀態(tài)下使用,故特別適用在紡織 食品及家用等方面。 (5)吸水性:聚酰胺塑料制器未達飽和吸水率之前, 其吸水率與時間的關系:Y=m?t(0.40.5), m根據聚酰胺的種類及制品形狀而變,在05之間。3熱性能 聚酰胺與其它熱塑性塑料相比,它的熱軟化溫度范圍較窄,具
51、有比較明顯的熔點。 聚酰胺的導熱系數很低,只有1.2W/(m?k)。這個數值相當于金屬的幾百分之一。 聚酰胺的熱膨脹系數比金屬大得多,隨著溫度而直線上升。4電性能 聚酰胺在高溫條件下也具有較好的電絕緣性,特別對吸濕率較小的尼龍610, 尼龍11更甚。在10MHz的高頻下,水分對它電性能的影響減少。5耐藥品性聚酰胺能耐許多化學藥品。PBT特性: 本品是在聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂中添加玻纖、高效阻燃劑及各種助劑,經雙螺桿共混擠出而成。具有比普通PBT更高的強度和耐熱性能。阻燃性為UL94-VO級。 1
52、、具有很高的熱絲點著性(HWI)和大電流電弧點著性(HAI)。 2、為高點性能而特別設計的品種,采用特殊改性劑,具有優(yōu)異的耐高電壓、耐電弧、耐漏電起痕、耐濕熱老化等特性。 3、成型收縮率低,防翹曲。 4、電器特性優(yōu). 5、耐熱性佳,UL長期耐熱140,熱變形溫度可達210. 6、結晶速度快,成型性極佳,流動性良好可制成薄壁成品. 7、吸水性低,尺寸安定性良好. 8、表面光澤佳,著色性良好. 用途: *通訊:程控電話的集成模塊、接線板、電容器殼體、天線護套等。 *電子、電器:飛機上的開關、熔斷器、調節(jié)器、儀表板。溫控開關、溫控保護器、節(jié)能燈、裝飾燈座、高電壓大電流的高壓斷路開關骨架;
53、琴鍵及電腦按鍵。 *汽車:高壓無觸點點火器的分電器蓋、轉子、點火線圈蓋、傳感器盒、前后燈座、集成電路盒、微電機后蓋、儀表板等。PPS聚苯硫醚 耐熱性能優(yōu)異:其熔點超過280,熱變形溫度超過260,長期使用溫度為220-240。在空氣中于700降解在1000惰性氣體仍保持40%的重量,短期耐熱性和長期連續(xù)使用的熱穩(wěn)定性均優(yōu)于目前所有的工程塑料。經特殊改性的品種,熱變形溫度可達350以上。自身具有阻燃性:聚苯硫醚阻燃性可達到UL94-0級,氧指數(LOI)>57%。 聚苯硫醚自身的化學結構使其具有良好的難燃燒性能,無需加入阻燃劑。機械性能好:其剛性極強,表面硬度高,洛氏硬度>
54、100HR,拉伸強度>170 MPa ,彎曲強度>220MPa,缺口沖擊強度16 MPa,彎曲模量>3.5×104,并具有優(yōu)異的耐蠕變性和耐疲勞性。耐化學藥物性能優(yōu)異:目前尚未發(fā)現可在200以下溶解聚苯硫醚的溶劑,對無機酸、堿和鹽類的抵抗性極強。尺寸穩(wěn)定性好:成型收縮率很低,小于0.0025%,吸收率小于0.05%,線性熱膨脹系數也小。在高溫、高濕條件下仍表現出良好的尺寸穩(wěn)定性。故在機械、化工、儀器、儀表和航空、航天、艦船等各個方面都具有廣泛用途。電性能優(yōu):聚苯硫醚在高溫、高濕、高頻條件下仍具有優(yōu)良的電性能,其體積電阻率為1×1016.cm,表面電阻率為1×1015,電氣強度>18KV/mm.耐磨性突出:通過填充氟樹脂和碳纖維等潤滑劑,可大幅度提高其耐磨性,摩擦系數在0.01-0.02。耐幅射:耐幅射達到Gy 1×108,是其它工程塑料無法比擬的新材料,是電子、電氣、機械、儀器、航空、航天、軍事等領域特別是原子彈、中子彈耐輻射唯一理想的優(yōu)良材料。加工性能好:PPS樹脂的熔體粘度低,流動性好,極易與玻纖潤濕接觸,因此填充填料容易,用其制備的玻纖或無機填料增強注塑級
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