塑料性能.docx

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塑料性能

【推荐】常用的塑胶材料,应用场合,各自优缺点

烯丙酯类树脂  

烯丙酯类是以烯丙基为基础的酯类。

以一元酸或二元酸为基础的烯丙酯可用作低粘性单体或热塑性预聚体。

它们常常用作不饱和树脂的交链剂，也用在增强热固性模塑物料和高性能透明物的加工成型中。

    树脂在高温高湿条件下仍保持原有的电性能，模塑制品具有尺寸稳定性、耐化学性、机械强度好以及耐热性能好等优点。

添加阻燃剂的烯丙酯类树脂模塑料可在市上购到，一些品种已被美国保险商实验室认可。

某些树脂，用其很薄的试片检测，具有抗燃级UL94V—0可燃度级，并有抗强电弧引燃性与抗电弧径迹性。

化学与性质  

商业上应用最广泛的烯丙酯类是邻苯二酸二烯丙酯及间苯二酸二烯丙酯单体与预聚物，它们都很容易转化成热固性模塑料以及玻璃布和纸张的预浸料。

二甘醇双（碳酸烯丙酯）

由于它具有所需的优良透明性，用途越来越广泛。

由于轻便、尺寸稳定、耐磨损、易上色，它是制作塑料镜片的主要材料。

其他应用还包括仪表盘盖、相机滤光片，以及快速增长的玻璃业的各领域。

近来，又出现了一种改性的双酚A双（碳酸烯丙酯），它是一个透明的聚合物，有很高的折光指数（1．56），比二甘醇双（碳酸烯丙酯）的折光指数还高。

另外，还有一种改性型用于透镜设计中，可改变透镜的设计。

另外一些有商品价值的单体是富马酸二烯丙酯和马来酸二烯丙酯。

这是一类高反应能力的三官能团单体，含有两种可供聚合的双键。

甲基丙烯酸烯丙酯也有双官能团特性，可用做交联剂和单体中间体。

氰尿酸二烯丙酯可用作不饱和聚酯树脂的交联剂。

典型的催化系统是过氧化物，如过苯甲酸特丁酯，苯甲酸过氧化物或二枯基过氧化物，它们有足够热稳定性，可持续至交联完成。

最佳产品首推二甘醇双（碳酸烯丙酯）和过氧化二碳酸二异丙酯，因为它们不仅颜色很浅，而且具有高度的透明性。

引发剂用量一般为每100份树脂2至3份。

分级  

模塑级主要是纤维填充型，填充纤维包括矿物纤维、玻璃纤维、合成纤维。

这类模塑产品在高温高湿条件下有优良的电性能，低损耗因数。

很高的表面电阻和体积电阻，很高的抗电弧性和抗电弧径迹性。

邻苯二酸二烯丙酯的绝缘强度值在374°F时仍较好，而间苯二酸二烯丙酯可超过400°F时仍较好。

应用  

大多数邻苯二酸二烯丙酯化合物常用于电学或电子器材的关键部位，以保证严酷环境条件下有高度可靠的性能。

一个很重要的应用领域是通讯、计算机、宇航系统中应用的电连接装置，其他应用包括绝缘体、电位器、电路板、开关、电视元件等方面，这些聚合材料和现代电子精修技术，例如汽相固结技术等有高度的匹配性。

增强塑料。

烯丙酯类树脂预浸渍在玻璃布或粗纱上，可制作管、导管、天线罩、接线盒、飞机和导弹部件等。

聚酯用烯丙酯类单体。

一些烯丙酯类单体广泛用作预成型聚酯或毡片粘接剂的交联剂，和层合预浸坯料或湿铺料交联剂，也广泛用于纯料、粒料和预混模塑料中，以及玻璃布与装饰层合物的加工成型中。

由于模塑温度条件下的蒸汽压低，302°F时为2．4mmHg，因此，在制造成品时，特别是制造大件成品时，常用邻苯二酸二烯丙酯或其他低挥发性的烯丙酯单体，而较少用苯乙烯。

由于它的低挥发性，故烯丙酯聚酯较苯乙烯聚酯可在更高温度下模塑成型，因而模塑周期较快。

热固性聚酯  

不饱和聚酯的用途极广，它具有刚性、回弹性、柔性、抗腐蚀、耐候或耐燃胜。

可以不加填料，也可加填料、可增强或是加入颜料。

可以在常温或高温下加工。

因此不饱和聚酯已广泛应用于船艇、淋浴间、文体器材、汽车车体外部制件、电气部件、仪器设备、人造大理石、钮扣、耐腐蚀罐槽和附件、波纹板和平板。

汽车修补料、矿柱、仿木家具部件、保龄球、热成型有机玻璃板的增强夹板、聚合物混凝土和涂料。

化学与性能  

商品不饱和聚酯树脂是由溶解于交联单体中的不饱和聚酯所组成，并加人阻聚剂防止树脂在使用前发生交联反应。

这些组份的选择将决定树脂的性能。

不饱和聚酯是不饱和二元酸（一般为马来酸配）和二元醇的缩合产物。

通过加入饱和二元酸如苯二甲酸酐、间苯二酸或已二酸来调节树脂的不饱和度。

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。

最常用的交联单体为苯乙烯，也有用乙烯基甲苯、甲基丙烯酸甲酯、α-甲基苯乙烯和邻苯二甲酸二烯丙酯。

最常用的阻聚剂是氢醌、对苯醌、叔丁基邻苯二酚。

添加氯桥酸酐、四溴苯二甲酸酐和二溴新戊二醇可使树脂具有阻燃性。

使用间苯二酸、新戊二醇、三甲基戊二醇和氢化双酚A可使树脂具有耐化学品性能。

使用新戊二醇、甲基丙烯酸甲酯和紫外线吸收剂如二苯甲酮类和苯并三唑类化合物，可使树脂具有耐候性。

在加工厂中是利用自由基加成反应使树脂发生聚合。

自由基来自有机过氧化物（催化剂），高温下使过氧化物受热分解产生自由基。

过氧化酯类和过氧化苯甲酸是高温下使用的有机过氧化物。

如加工厂在常温下使用树脂，则树脂的生产厂要加入促进剂，促进剂可使有机过氧化物发生化学反应生成自由基。

用过氧化甲乙酮（MEKP）作催化剂时，则用辛酸估作促进剂；如用过氧化物苯甲酸作催化剂，则用二乙基苯胺或二甲基苯胺作促进剂。

加工与应用  

压塑成型是聚酯有效的加工方法之一。

这方法比较快速，可自动化，产生的废弃物少。

片状成型料（SMC）是集树脂。

玻璃纤维、增稠剂、脱模剂、颜料和催化剂于一体，从而可使玻璃纤维的损坏降至最低程度，添加一种热塑性低收缩添加剂可改善外观表面。

开发成功的一种能30秒固化且有A级光洁度的SMC体系，可使用聚酯制作汽车车体的外部制件，如发动机罩盖和行李厢盖。

SMC还可制汽车的仪表板、前灯外罩和后车轮罩盖。

其它品级的SMC可加工浴盆、洗衣桶、废物池和电气零件的配电开关、保险丝座和路灯罩。

预混料和预制整体模塑料（BMC）是在。

型叶片混合机中制取的像面团似的材料。

可用来模压加工成洗衣桶、盘子、手提箱、设备外壳和电气部件。

注塑成型是聚酯的最有效的加工方法，与SMC压塑成型相比可更加自动化，且制品性能更加均一，固化时间短、加工费用低。

TMCQ（厚模塑料）注塑成型不仅可制电气部件，还可生产汽车的车身部件。

BMC在∑型叶片混合时会损伤玻璃纤维，而TMC可将这种损伤降至最小程度。

手工铺敷或喷涂操作用以制作大型制件，如船艇。

也用以进行短期生产，以免使用昂贵的金工模具。

层合用树脂加入促进剂和具有触变性。

应用触变剂（气法炭黑或有机白土）可使加工厂将树脂涂敷到垂直的模具表面，而没有在凝胶前发生流淌的危险。

低苯乙烯释放量的层合用树脂可使加工厂符合政府的有关规定。

低档层合树脂对玻璃纤维花纹有很好的遮盖力。

用铺敷法和喷涂工艺的例子是制船艇、娱乐器械、活动房、房屋组件、卡车驾驶室、运动场设施。

另外制淋浴室的层合树脂要填充三水合氧化铝（ATH）或石膏，使具有阻燃性以符合建筑规范，且不增加成本。

铺敷法或喷涂法操作时采用凝胶涂层，该涂层是含有颜料的聚酯涂料，涂敷模具表面最后与层合件成为一体，它起着保护玻璃纤维的作用，产生永久性的漂亮的外表面。

作凝胶层用的树脂为间苯二甲酸树脂，其中一般含有新成二醇，可使制品具有耐水性和耐候性。

常用真空成型的有机玻璃片代替模具和凝胶层。

有机玻璃片成为玻璃纤维增强聚酯复合材料的外表面，高级浴盆就是这样制作的。

树脂传递模塑（RTM）介乎铺敷法和压塑成型之间的加工方法，RTM法比铺敷法好，可控制厚度并有光滑的内表面和外表面。

RTM法所需的模具费用比压塑成型法少得多。

含有促进剂的树脂与催化剂一起注入静态混合器，最后进入衬有玻璃纤维毡的模具内，空气则从模具的气孔排出。

树脂的粘度要低，以使用泵输送。

凝胶时间应足够长以保证模具完全充满，但要求操作速度快，以保证合理的生产效率。

采用RTM法加工的制品有小船、电器外壳、汽车车体外部制件和椅子。

豪华浴室内用的人造大理石树脂，应充填优质填料，从而能经受热循环试验。

长丝缠绕成型法可用于制造化学品贮罐和大直径管道。

连续法制板工艺用以生产平板和瓦楞板，用作房间隔板、棚顶、墙围和天窗。

挤拉成型法可制作异型材。

例如制作汽车簧板、旗杆、耐化学品腐蚀的工字梁、公园长凳、射箭用的弓。

商业信息  

1989年销售量为13亿磅，1990年估计为12．8亿磅，下降1．6％。

1990年下半年开始的经济衰退将对1991年增长起消极影响，衰退过去后销售增长可能回升到年增长率为2％～4％。

技术进步会出现更好的复合材料，这将为不饱和聚酯打开新的市场，这些进展将刺激下一个五年内持续的增长。

通用级聚苯乙烯  

通用级聚苯乙烯是苯乙烯系塑料家族的基本成员，它是一种由2000—3000苯乙烯单元构成的高分子量线型聚合物。

通用级聚苯乙烯常常被称为透明PS－－这个名称仅表示树脂的透明度，而不是结晶度。

性能优点  

透明PS的商业成功归功于作为一种材料它所具有的透明特性。

透明PS的成型加工非常简单容易，只要稍加修整即可得到最终产品。

它为轻的通用性树脂，热性能和电性能优异。

它是无定形聚合物，因此具有透明性和易加工性，并具有许多优于其它热塑性塑料的性能。

由于没有结晶熔点，PS在加工中要输入和带出的能量（即无结晶热）很少，从玻璃态到粘性流体的转化是逐步发生的。

在玻璃化转变温度（Tg）以上时，PS是具有高熔体强度的粘性流体，很容易用挤塑和注塑成型方法进行加工，没有或几乎没有降解。

聚苯乙烯的无定形性还使它的成型收缩率（其值一般为0．004—0．007in／in）低于一些更透明的热塑性塑料如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）。

由于具有这些特点，聚苯乙烯或许是所有热塑性塑料中最容易加工的，即具有高成型速率和低废品率。

品级  

工业通用聚苯乙烯产品一般分3级：

易流动品级、中等流动性品级和高耐热品级。

选择哪一种品级主要取决于所用的加工方法和产品最终用途。

在所有主要的商品聚苯乙烯生产企业，以上每种品级都有几种产品。

易流动品级是分子量最低的PS，通常为降低熔体粘度，提高熔体指数，要加入3～4％填充矿物油，然而树脂粘度降低又导致热变形温度和脆性的下降。

易流动品级PS大部分采用注塑成型方法加工，尤其是薄壁部件。

在这个品级中也包括粘度非常低的树脂（熔体指数＞20g/10min，392°F）。

中等流动性品级其熔体粘度和物理性能介于其它两种品级之间，分子量中等，矿物油填充量约为2％。

高耐热级分子量最大，添加剂量最低。

不加矿物油或其它增加流动性的助剂，一般只含脱模剂或助挤剂，如硬脂酸锌或硬脂酸。

一方面树脂具有较低的熔体指数，另一方面其热变形温度和不易断裂性也因此而降低。

特殊品级它们具有某些特殊的性能，价格比普通品级的通用型PS高。

这些特殊品级包括：

改善成型周期时间树脂、超低残余单体含量的可接触食物树脂、特殊用途的超低分子量树脂以及耐更高温度树脂等。

应用  

透明PS很适于做各种用途的制品，特别是对透明性有要求的制品。

代表性的有：

包装制品（容器、罩盖、瓶类）、一次性医药用品、玩具、杯、刀具、磁带轴、防风窗、电器以及许多发泡制品——鸡蛋箱。

肉类和家禽包装盘、瓶子标签以及发泡PS缓冲材料。

易流动品级PS的应用包括一次性医药用品和餐具、玩具，以及包装箱等。

还可用于制造共挤塑包装用品。

中等流动性品级PS的主要应用包括：

注塑杯、医用制品、玩具和包装箱；注坯吹塑的瓶子；以及挤塑或共挤塑食品包装用品。

高耐热品级PS的一般用途是：

挤塑包装食品的泡沫材料；挤塑热成型片材用于照明、建筑和装饰品；挤塑薄膜用于经拉伸定向的食品包装袋、注塑成型制CD盒以及注坯吹塑生产包装容器。

回收  

从工业废料中回收聚苯乙烯虽然已有多年，但近来对于聚苯乙烯制食品和泡沫塑料包装用品消费后的回收已成为关注点。

着手回收聚苯乙烯的有国家聚苯乙烯回收公司、加拿大聚苯乙烯回收协会。

泡沫塑料包装回收者协会、塑料制的疏松