常用的塑膠材料

1、常用的塑膠材料，應(yīng)用場合，各自優(yōu)缺點(diǎn)（5）常用的塑膠材料，應(yīng)用場合，各自優(yōu)缺點(diǎn)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?；瘜W(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

2、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Ｓ捎谠贓VOH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，

3、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：對環(huán)己烷、二甲苯、石 油醚、苯和丙酮等溶劑為0%，對乙二醇為2. 3%，對甲醇為12. 2%，對色拉油為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)

4、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

5、出結(jié)構(gòu)?？捎肊VOH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

6、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Kur

7、aray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a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?；瘜W(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1824% （ 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)

8、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??；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600620。F下進(jìn)行

9、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

10、由于它有天然良好的熱穩(wěn)定性、對常用基質(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)?？箾_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

11、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，它們在許多應(yīng) 用領(lǐng)域中已能與昂貴的工程樹脂相競爭?？箾_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

12、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)7090%。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?？箾_擊聚苯乙烯根據(jù)其相對 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. 52. 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

13、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. 855. 1MPa；拉伸強(qiáng)度13. 841. 4MPa；斷裂伸長率為1575%；密度1. 0351. 04 g/ml；維卡軟化點(diǎn)185220 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。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

14、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)（ULV 0和UL5-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?？?/p>

15、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. 54. 0g/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： 124： 1、壓縮比為2. 5/13. 0/1的往 復(fù)式螺桿注塑機(jī)上進(jìn)行。加工溫度350500 F，但對于阻燃級(jí)HIPS，其加工溫度必須低于470 F，以防止添加劑

16、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. 015. 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、

17、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，

18、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。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

19、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)?，F(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

20、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