常用塑料材料的特性简介.doc
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1、常用塑料材料的特性简介一、聚乙烯类塑料聚乙烯是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物,英文名简称PE。PE的合成原料来自石油,自1965年以来一直高居世界塑料树脂产量第一位。目前,聚乙烯的主要品种有: 低密度聚乙烯LDPE, 高密度聚乙烯HDPE, 线性低密度聚乙烯LLDPE, 超高分子量聚乙烯UHMWPE, 茂金属聚乙烯m-PE还有其改性品种: 乙烯乙酸乙烯酯EVA 氯化聚乙烯CPE。1、聚乙烯类塑料的构造性能PE为线性聚合物,属于高分子长链脂肪烃;分子对称无极性,分子间作用力小,力学性能不高、电绝缘性好、熔点低、印刷性缓谩 E的构造规整,线性度高,因而易于结晶。结晶度从高到低排序:HDPE,L
2、LDPE,LDPE。随结晶度的提高,PE制品的密度、刚性、硬度与强度等性能提高,但冲击性能下降。 1一般性能 PE树脂为无味、无毒的白色粉末或颗粒,外观呈乳白色,有似腊的手感;吸水率低,小于0.01%。PE膜透明,透明度随结晶度提高而下降。PE膜的透水率低但透气性较大,不适于保鲜包装而适于防潮包装。PE易燃,氧指数仅为174,燃烧时低烟,有少量熔融滴落,火焰上黄下蓝,有石蜡气味。PE的耐水性较好。制品外表无极性,难以粘合与印刷,须经外表处理才可改善。2力学性能 PE的力学性能一般,其拉伸强度较低,抗蠕变性不好,耐冲击性能较好。PE的耐环境应力开裂性不好,但随分子量增大而改善。PE的耐穿刺性好,
3、并以LLDPE最好。 3热学性能 PE的耐热性不高,随分子量与结晶度的提高而改善。PE的耐低温性好,脆化温度一般可达50以下;随分子量的增大,最低可达140。PE的线膨胀系数大,在塑料中属较大者。PE的热导率属塑料中较高者。 4电学性能 PE无极性,因此电性能十分优异。介电损耗很低,且随温度与频率变化极小。PE是少数耐电晕性好的塑料品种,介电强度又高,因而可用做高压绝缘材料。 5环境性能 PE具有良好的化学稳定性。在常温下可耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀,具体有稀硫酸、稀硝酸、任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸及乙酸等,但不耐强氧化剂如发烟硫酸、浓硫酸与铬酸等。PE在60以下不溶于一般溶剂,但与脂
4、肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过60后,可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松节油、矿物油及石蜡中;温度超过100后,可溶于四氢化萘。 PE耐候性不好,日晒、雨淋都会引起老化,需参加抗氧剂与光稳定剂改善。2、聚乙烯类塑料的应用范围1薄膜类制品薄膜类制品是PE的最主要用途。LDPE树脂用于膜类制品可占50%以上,可用于食品、日用品、蔬菜、收缩、自粘、垃圾袋等轻质包装膜及农业用地膜、棚膜等。HDPE树脂用于膜类制品可占10%以上。因其薄膜强度高,主要用于重包装膜、撕裂膜及背心袋等。LLDPE树脂用于膜类制品的比重比LDPE还要大,可占树脂的70%以上。LLDPE膜具有延伸性好、
5、较高的拉伸强度、耐穿刺、耐环境应力开裂及低温冲击性好、可制成超薄膜等优点,主要用于包装膜、垃圾袋、保鲜膜、自粘膜及超薄地膜等。 2注塑制品PE因加工性好而广泛用于注塑制品,其中HDPE占30%以上,LDPE与LLDPE各占10%以上。主要生产:日用品如盆、桶、盒、暖瓶壳、杯、玩具等,周转箱、瓦楞箱。 3中空制品以HDPE树脂为主,可占树脂用量的20%。其制品具有耐应力开裂性好、耐油性好、耐低温冲击性好等优点,可用于食品油、酒类、汽油及化学制剂等液体的包装。此外还有中空玩具等。 4管材类制品以HDPE树脂为主,主要用于生活给水、燃气输送、农业排灌、电缆穿线管、液体吸管及圆珠笔芯等。LDPE管还可
6、用于化装品、药品、牙膏、鞋油等的包装。 5丝类制品圆丝用HDPE为原料,主要用于编织渔网、缆绳、工业滤网及民用纱窗网等。扁丝以HDPE与LLDPE为原料,主要用于编织袋、编织布及撕裂膜等。6电缆制品 PE广泛用于中、高压电缆的绝缘与护套材料,其中以LDPE为主,最高耐压可达220kV。7其它制品 HDPE、LLDPE可用于打包带。LLDPE可用于型材。3、聚乙烯的其它品种 1茂金属聚乙烯m-PE茂金属聚乙烯是聚合反响所用催化剂为茂金属型的聚合物,因其性能独特而单列,英文简称 m-PE。茂金属聚乙烯的特性有:分子量高且分布窄、支链少而短、密度低、纯度高、高透明性、高拉伸强度、高冲击性、热封温度低
7、且范围广、耐穿刺性等。用茂金属聚乙烯制成的薄膜具有优异的强度、高透明度与低热封温度 比 LLDPE低20。目前,由于茂金属聚乙烯的价格偏高,一时尚不能取代传统的聚乙烯,但可以同EPR、EVA等相竞争。其应用主要为膜类产品,如LLDPE与茂金属HDPE共混,可用于生产阻油脂性重包装袋。 2超高分子量聚乙烯UHMWPE 超高分子量聚乙烯为相对分子质量高达100万-400万的聚乙烯类聚合物,英文简称UHMWPE。与普通PE相比,UHMWPE具有耐磨性好比POM大15倍、低摩擦性摩擦系数油润滑时为、抗冲击性好、自润滑性好、生理相容性好及耐腐蚀等优点;但其硬度低、强度不高、耐热性差、抗蠕变性差及成型加工
8、困难。UHMWPE主要用来生产管材、型材、中空制品与注塑制品,具体应用如下:耐磨输送管道。可用于煤、矿粉、水泥、石灰、盐、粮食的输送管道,耐磨性比金属高1050倍。机械零件。主要利用其耐磨性,如纺织机械中的投梭器、打梭棒、齿轮、连接器、扫花杆、缓冲块及偏心块等;在造纸机械中用于水箱盖板、刮水器、压密件、接头及密封轴杆等;机床中用于导轨、滑道及摩擦轮等。 医用材料。利用生理相容性好与耐腐蚀的优点,用于矫形外科材料与人工关节等。 其它制品。利用耐辐射性,制造核电站遮盖板;利用高冲击性,制造防弹衣、滑雪板等。3乙烯-乙酸乙烯酯共聚物EVAEVA中乙酸乙烯酯VA的含量不同,其性能差异很大,用途也不同。
9、EVA的外观为半透明或半乳白色的颗粒或料粉,易燃,离火不灭,并有熔融滴落,发出乳酸味。EVA的特点为:良好的柔软性、韧性、耐低温性、耐候性、耐应力开裂性、热合性、焊接性、粘结性、透明性、高光泽性、耐化学药品性、抗臭氧性、着色性及与填料的容合性等。 EVA的加工性良好,加工特性与技术与LDPE一样,但由于熔融粘度较低,热稳定性有限,加工温度比LDPE低20-40。EVA主要应用在如下几方面:薄膜类 为EVA的主要用途,可用于包装膜与农业用膜,具体有重包装膜、冷冻包装膜、食品包装膜、复合膜、热收缩膜、自粘膜及阻隔保鲜膜等。EVA农膜的保温性、透光性、耐老化性、无滴性都优于PE膜。 注塑制品 自行车
10、座、玩具、密封容器、人造草坪及汽车挡泥板等。挤出制品 软管、电缆护套、吸水管等。 发泡制品 凉鞋、拖鞋、鞋底、自行车胎及玩具车轮等。 4氯化聚乙烯CPECPE含氯量大小不同,其性能差异很大。含氯量在25%-40%时为软性材料,含氯量大于40%时为硬质材料。常用的CPE含氯量为30%-40%,并以含氯量35%的135A与含氯量为40%的140B两个牌号最为常用。 CPE为PE氯化的产物,PE大分子的规整性被破坏,结晶能力降低,制品的柔软性提高,成为弹性体类材料。CPE具有优异的抗冲性、阻燃性氧指数为27、 耐热性可在120温度下长期使用、耐候性、耐油、耐酸碱、耐臭氧老化,耐磨性高,电绝缘性好。
11、CPE的加工可分为直接加工与硫化加工两种。 直接加工可用注塑、挤出、压延等方法成型,制品如压延法生产防水卷材、挤出法生产门窗用密封条等。硫化加工可制造仿革鞋底等。 CPE的应用可分为单独制品与改性剂两类。单独制品不如改性剂用量大,主要用来制造防水卷材、密封条、电缆护套及输送带等。作为抗冲改性剂,可用于硬质PVC、PE及ABS的共混材料,主要改善制品的冲击性能与阻燃性能。此外,CPE还可用于共混物的相容剂。 二、聚氯乙烯塑料聚氯乙烯是由氯乙烯单体经自由基聚合而成的聚合物,英文简称PVC。PVC为最早实现工业化的树脂品种之一,是在20世纪60年代以前产量最大的树脂品种,只是在60年代后期退居第二位
12、。近年来,由于PVC合成原料丰富、合成路线的改良、树脂中氯乙烯单体含量的降低,价格低廉,在化学建材等领域中的应用日益扩大,其需求量增加很快,地位逐渐加强。PVC树脂的合成,在20世纪50年代以前一直以乙炔电石法生产,50年代后期转向原料充足、本钱低廉的乙烯氧化法。目前世界上由此法生产的PVC可占到80%以上。PVC树脂的合成以悬浮法为主,产量可占80%-85%,其次为乳液法。按分子量的大小可将PVC分成通用型与高聚合度型两种,常用的树脂大都为通用型。按树脂的形态可分为粉状与糊状两种。粉状常用于生产压延、注塑与挤出制品;乳液常用于生产人造革、壁纸、儿童玩具及乳胶手套等。按构造不同可分为严密型与疏
13、松型两种,疏松型可大量吸收增塑剂,常用于软制品的生产;严密型吸收增塑剂的能力低,主要用于硬制品的生产。 PVC的突出性能为力学强度高、硬度大、耐化学腐蚀性好、电绝缘性好、印刷与焊接性好、阻燃、价格低、制品软硬度可调等,常用于替代金属与木材。PVC的缺点为热稳定性不好,加工性不好,耐冲击性能差,耐老化及耐寒性差。1、聚氯乙烯塑料的构造性能 1PVC的构造PVC的分子链中含有强极性的氯原子,分子间力大,这使PVC制品的刚性、硬度等力学性能提高,并赋予优异的难燃性能。其分子构造的特点使PVC在光、热作用下易发生降解反响;制品的结晶度低,一般只有5%-15%。 2PVC的性能一般性能 PVC树脂为一种
14、白色或淡黄色的粉末,相对密度为。其制品的软硬程度可通过参加增塑剂的份数多少调整,制成软硬相差悬殊的制品。纯PVC的吸水率与透气性都很小。 力学性能 PVC具有较高的硬度与力学性能,并随分子量的增大而提高,但随温度的升高而下降。PVC中参加增塑剂份数不同,对力学性能影响很大,一般随增塑剂含量增大,力学性能下降。PVC的耐磨性一般,硬质PVC的静摩擦系数为0.4-0.5,动摩擦系数为。 热学性能 PVC的热稳定性十分差,纯PVC树脂在140即开场分解,到180迅速加快,而PVC的熔融温度为160,因此纯PVC树脂难以用热塑方法加工。PVC的线膨胀系数较小。具有难燃性,其氧化指数高达45以上。电学性
15、能 PVC是一种电性能较好的聚合物,但由于极性较大,其电绝缘性不如PE与PP;PVC的电性能受温度与频率的影响较大,一般只适用于中低压与低频绝缘材料。 环境性能 PVC可耐大多数无机酸发烟硫酸与浓硝酸除外、碱、多数有机溶剂与无机盐。PVC在酯、酮、芳烃及卤烃中溶胀或溶解,其中最好的溶剂为四氢呋喃与环乙酮。PVC对光、氧、热的耐受性都不好,很容易发生降解。2、聚氯乙烯塑料的成型加工1PVC的加工特性 PVC的加工热稳定性不好,熔融温度高于分解温度,不进展改性难以用熔融塑化的方法加工。改性方法一为在其中参加稳定剂,以提高其分解温度,使之到达熔融温度之上;二为在其中参加增塑剂,以降低其熔融温度,使之
16、降到分解温度之下。PVC用热稳定剂有四类,即铅盐类、有机锡类、金属皂类与稀土类。铅盐类最常用,但不能用于要求无毒与透明制品;有机锡类稳定效果好,透明,有毒或无毒,因价高限制了使用;金属皂类稳定效果一般,分透明或不透明、有毒或无毒,很少单用,常复合使用,多用于软制品;稀土类稳定剂为最新品种,具有透明、无毒等优点,大有开展前途。PVC热稳定剂可用于硬制品与软制品,在硬制品中的用量大于软制品。 PVC最常用的主增塑剂为邻苯二甲酸酯类,如DOP、DBP、DIDP等,辅增塑剂有DOA、DOS、氯化石蜡、环氧大豆油、石油酯、磷酸酯等。增塑剂主要用于软制品,须参加25份以上。硬制品只参加5份以下。PVC加工
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