塑胶材料基本知识与产品应用.ppt

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1、塑胶材料基本知识与产品应用黄贤明概论v第一章公司常用塑胶材料及其特性v第二章卫浴产品结构与材料选用的意义v第三章电镀材料介绍第一章公司常用塑胶材料及其特性v公司所用塑胶材料可以分为一下三种：一,通用塑胶:一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料.如:聚丙烯(PP),聚乙烯(PE),聚苯乙烯(PS),丙烯睛苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS),聚氯乙烯(PVC).二,工程塑胶:一般脂能承受一定外力作用，具有良好的机械性能和耐高、低温性能，尺寸稳定性较好，可以用作工程结构的塑料.如:聚甲醛(POM),聚砜(PSU)聚碳酸酯(PC),聚酰氨(尼龍PA),聚苯醚(PPO),聚酯(PET，PBT),三

2、,热塑性弹性体:TPE,TPU,TPV,EPDM等通用塑胶 一，聚乙烯(PE)聚乙烯(PE)树脂是以乙烯单体聚合而成的聚合物.密度为0.910.94g/cm3,那么其收缩率在2%5%之间,熔化温度：170280C.聚乙烯分子是长链线形结构或支链结构,为典型的结晶性材料.一般条件下,结晶度越高,材料的密度越高.因为,聚乙烯分子链的支链越少,其排列越紧密,分子链的有序性越高,密度也相对应越高.如:LDPE的结晶度通常为55%-65%,HDPE的结晶度通常为80%-90%.PE的结构式如下:通用塑胶vPE材料按密度不同分为，LDPE（低密度聚乙烯），MDPE（中密度聚乙烯），HDPE（高密度聚乙烯）

3、。之所以密度不同，是由于材料分子链上的支链的数量不同造成的。工业或生活中常用的主要是LDPE和HDPE。vPE材料化学稳定性优越，耐酸耐碱和有机溶剂，适合用于包装材料和容器。其中：LDPE主要应用于吹塑成膜。我们常见的大棚膜，气泡膜等都是采用LDPE材料；HDPE材料由于结晶度高，因此材料的硬度和刚性都比LDPE高，适合用于做成各种容器，如化学药品容器和电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。通用塑胶vPE材料的改性应用。PE材料经过添加改性剂后可提高材料的耐温性和机械性能。其中PEX和PE-RT是最主要的应用。vPEX是通过使用化学交联剂或物理交联的方法使得PE的分子链之间产生了新的化学键

4、。大大提高了材料的耐高温性能。因此使得PEX材料可以应用在冷暖管上。vPE-RT材料是通过乙烯（PE）和辛烯共混合成的复合材料。使得PE住分子链上产生很多的侧链，增加了分子链之间的范德华力，也提高了材料的耐温性。因此也是输水冷暖管的主要材料。v由于PEX材料是热固性的。无法再次熔融回收利用，而PE-RT材料则是热塑性的，二次料可以回收利用。同时，PE-RT不含交联剂，因此是干净卫生的环保材料。PE-RT的加工方法也比PEX材料简单。因此，PE-RT材料是一种具有发展潜力的冷暖管材料。通用塑胶聚丙烯(PP)聚丙烯（PP）作为热塑塑料聚合物于1957年开始商品化生产，是有规立构聚合物中的第一个。其

5、历史意义更体现在，它一直是增长最快的主要热塑性塑料，它在热塑性塑料领域内有十分广泛的应用，特别是在纤维和长丝、薄膜挤压、注塑加工等方面。PP的密度为0.910.93g/cm3,其收缩率在1%3%之间,熔化温度：180280C.PP因所用催化剂和聚合工艺不同，所得聚合物的分子结构有三种不同类型的立体化学结构，数量也不一样。这三种结构是指等规聚合物、间规聚合物和无规聚合物。在等规聚丙烯（最常见的商品形式）中，甲基原子团都处在聚合物骨架的同一侧，这一结构很容易形成结晶态。等规形式的结晶性赋予它良好的抗溶剂和抗热性能通用塑胶vPP均聚物可使用各种加工工艺，生产范围很宽的产品。挤塑制品是消耗PP的最大市

6、场，而纺织纤维和单丝又是其中最大的部分。长期以来，PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。定向和非定向薄膜占据挤塑制品市场的第二大份额，并且是继续保持增长的领域。v注塑品是PP均聚物的第二大市场，包括容器、密封器、汽车方面的应用、家庭用品、玩具及其它许多消费品和工业方面的最终用途。许多吹塑容器选用聚丙烯，是因为它的良好的隔潮性能和足够的清沏度。通用塑胶vPP是一种半结晶性材料，同时，由于侧基上的甲基比PE的H离子具有更强的位阻效应，所以它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度低于0以下时非常脆。因此，在使用温度较高的环境下，P

7、P比HDPE材料好。但是在低温的条件下，则不如HDPE材料。v我们卫浴产品上使用的PP材料主要是经过改性的复合材料如：PP+GF,PP+Tacl,PP+Caco3等。主要是利用了添加剂增加了材料的刚性的特点。我们的过滤器本体，龙头水道和一些螺母。就是使用了PP的改性材料。通用塑胶v三,聚苯乙烯(PS)v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20003000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性能优点透明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

8、有许多优于其它热塑性塑料的性能。由于没有结晶熔点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。聚苯乙烯的结构式如下:通用塑胶vPS材料的密度为1.001.05g/cm3,其收缩率在0.4%0.7%之间,熔化温度：180260Cv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v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。通用塑胶v四,丙烯睛苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)vABS的多能性来自于它的三个单体结构单元丙烯睛、丁二

9、烯和苯乙烯。每个组分都为最终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学性和热稳定性；丁二烯提供了初度和冲击强度；苯乙烯组分则为ABS提供了硬度和可加工性。ABS结构式如下：聚丁二烯通用塑胶vABS材料是一款使用范围很广泛，性能差异较大的材料。ABS的三个成分不同比例组合，就会得到不同的性能和用途。例如：电镀级的ABS的B成分一般占总质量的15%23%，高抗冲的ABS的B成分则在23%40%之间，如此等等。ABS材料的生产制备方法，也有很多种。而不同的制备方法会得到不同的材料性能。主要的制备方法有以下几种：机械共混法；乳液接枝法；乳液接枝共混法；乳液接枝-乳液AS掺和法；连续本体聚

10、合法；乳液接枝-悬浮AS惨混法等等。不同工艺制备ABS产生的三种材料的分散性和界面结合力都会有差异。因此就算是同为电镀等级的ABS材料，聚合工艺不同而产生的性能差异也很大。通用塑胶vABS具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS树脂的一个基本长处就是加工性能。ABS材料的加工操作条件范围宽广和具有良好的剪切稀化流动特性。很多加工形式都可选用，包括注塑、挤塑、热成型、结构泡沫和吹塑。通用塑胶vABS基产品的性能范围宽广，

11、加工宽裕度大，价格与性能较均衡，这使它的应用市场很广。汽车方面的应用很多，包括车内和车外。为了内部注塑使用，已开发出高耐热、普通用途和光滑性低的材料，用作仪表面板、控制板和其它汽车内部装演部件。电镀级ABS可用于把手、灯框、镜座、格栅和装饰带等等。通用塑胶v五,聚氯乙烯(PVC)v偏氯乙烯的均聚物和共聚物习惯上称为莎纶树脂，其商业聚合物是偏氯乙烯（VDC）与氯乙烯、丙烯酸酯或丙烯睛的共聚物vPVC的密度为1.311.40g/cm3,那么其收缩率在0.2%0.6%之间,熔化温度：170200Cv聚氯乙烯对于加工设备应特别考虑与热聚合物相接触的部位应采用耐腐蚀的合金，特别是镍合金或高镍钢；设备流线

12、型化以便缩短聚合物在设备内的滞溜时间，并应避免聚合物挂料。重金属，如铁、铜、锌会引起树脂催化分解，应避免采用。v由于PVC的耐候性,耐酸碱,和耐药品性很好.因此,硬质PVC材料一般用于生产排水管材和门窗等.硬质PVC添加增塑剂后硬度下降,成为软质PVC.软质PVC用于生产密封件和医学器材.通用塑胶v六，PMMA（压克力）v化学和物理特性:PMMA具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟等。PMMA具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长，可导致应力开裂现象。PMMA具有较好的抗冲击特性。收缩率在0.5%左右vPMMA聚甲基丙烯酸

13、甲酯典型应用范围:汽车工业（信号灯设备、仪表盘等），医药行业（储血容器等），工业应用（影碟、灯光散射器），日用消费品（饮料杯、文具等）。v我们使用PMMA材料做龙头的把手。由于PMMA的抗冲击性能和刚性都不是很好，同时它的耐化学药品性能不佳。因此只能作为装饰性零件的材料使用。工程塑料v工程塑胶就是被用做工业零件或外壳材料的工业用塑胶，其強度、耐冲击性、耐熱性、硬度及抗老化性均优的塑胶。v可以做为制造用及机械零件用之高性能塑胶，耐熱性在100以上，主要運用在工业上。v热性质：v玻璃化转变溫度(Tg)及熔点(Tm)高、v热变形溫度(HDT)高、v长期使用溫度高(UL-746B)、v使用溫度范围大、

14、v热膨胀系数小。工程塑料v2.机械性质：v高強度、高机械模數、潜变性低、耐磨损、耐疲劳。v3.其他：v耐化学药品性、优良的抗电性、耐燃性、v耐候性、尺寸安定性佳.工程塑料一,聚甲醛(POM)聚甲醛(POM)是一种综合性能较好的工程塑料.他的强度、刚度高，减磨耐磨性好，吸水小，尺寸稳定性好，耐油性,耐化学药品性,但热稳定性差，易燃烧，在大气中暴晒易老化。聚甲醛学名聚氧亚甲基,是分子链中含有-(CH2-O-)-链节的线形高分子化合物.按合成方法和分子结构的不同可分为均聚甲醛(均POM)和共聚甲醛(共POM),由于两者结构存在差异,使他们的结晶性,耐化学药品性,力学性能和热性能等都有一定的异.POM

15、的密度为1.41g/cm3,那么其收缩率在2%3%之间,熔化温度：170230C我们现用的TICONA,宝理的POM是共聚甲醛，抗冲击性能较好。杜邦的POM则是均聚甲醛，抗冲较差。不过我们在用的杜邦POM都是抗冲改性级别的。工程塑料vPOM材料是一种弱极性线型无分枝结构的结晶性高分子聚合物,其的结晶度较高(可达到70%-85%).材料成型后收缩率很大.缺口冲击强度较差.适于制作减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,仪表等零件v结晶料,熔融范围窄，熔融和凝固快，料温稍低于熔融温度即发生结晶。流动性中等。吸湿小，可不经干燥处理。摩擦系数低，弹性好，塑件表面易产生皱纹花样的表面缺陷。极易分解，分解温度为

16、240度。分解时有刺激性和腐蚀性气体发生。故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。v我们使用POM材料作为我们产品结构零件的主要材料，是由于POM具有很好的自润滑性，抗蠕变性，抗化学药品性。还有就是材料成本比较低。工程塑料v二,聚酰胺(尼龙,PA)v 聚酰胺(PA)又称尼龙,品种繁多.凡是分子链上含有交替出现的酰氨基 -NH-CO-的聚合物都称为聚酰胺.聚酰胺可由二元羧酸和二元胺两种单体缩聚,或由同时含有氨基与羧基的氨基酸自缩聚.或由内酰胺开环聚合而得到.聚酰胺按主链组成可以是脂肪族聚酰胺,芳香族聚酰胺,脂环族聚酰胺或含杂环的聚酰胺.PA的密度为1.11.2g/cm3,那么其收缩率在2%3%之间,

17、熔化温度：230280Cv PA的品种较多,经常用的有PA66,PA6,PA1010,PA12,PA11等.它的通式为:PAmn,其中m为二元胺的碳原子数,n为二元酸的碳原子数.结构式为;-NH-(CH2)m-NH-CO-(CH2)n-2-CO-工程塑料vPA最早于1939年实现工业化生产,最初用于制造纤维的材料(就是尼龙纤维).后来由于其优良的耐磨性,耐摩察性,自润滑性和突出的力学性能.作为工程塑料的用途日益增多,成为使用范围最广,发展最早的工程塑料.vPA的分子链中含有亲水基团酰氨基.因此,PA的吸水率很高.吸水后材料出现膨胀.而且酰氨基的含量越高,材料的吸水率越强.PA燃烧具有烧焦羽毛的

18、味道.vPA可采用一般的热塑性材料的加工方法来成型.如,注塑成型,吹塑成型,模压成型.其中以注塑成型应用最广泛.工程塑料vPA的应用v1汽车工业,汽车为PA的第一大市场.主要用于发动机部件,电子配件,车体部件和输油件.v2机械工业,利用PA的高力学性能,耐磨性和自润滑性,可广泛用于制造齿轮,涡轮,垫片,螺母,轴承等.v3电子电气工业,主要用于开关器,电阻器等.v4体育用品,PA主要用于滑雪板,球拍,冲浪板,健身器材,钓鱼杆等.我们使用尼龙加纤增强材料作为拉出式龙头水道和龙头底板的材料。主要利用了它具有很好的韧性和刚性的有点。但是尼龙容易吸水。会造成产品尺寸变化较大和刚性下降，在使用的过程中要注

19、意。同时，尼龙材料的耐氯氨溶液性能较差。是不太适合作为水道材料的。工程塑料v三,聚碳酸酯(PC)v 聚碳酸酯(PC)是指分子链中含有碳酸脂基(-O-R-O-CO-)的聚合物.式中的R代表生成碳酸酯的二羟基化合物的主体部分,R可以属于脂肪族,脂环族,芳香族或脂肪-芳香族.根据R的不同,聚碳酸酯可以分为很多品种.但最有使用价值的是芳香族聚碳酸酯.其中又以双酚A型聚碳酸酯最重要,应用最广.v PC是20世纪50年代发展起来的重要热塑性工程塑料,最早由德国的Bayer公司开始工业化生产.PC易于成型加工,可以用注塑,挤出等方法制成各种产品.双酚A型聚碳酸酯的结构式如下:工程塑料vPC的密度为1.21.

20、3g/cm3,其收缩率在0.1%0.3%之间,熔化温度：250300CvPC材料是一种集刚,硬,韧于一体的塑胶材料.它的突出性能表现为冲击性和透明性优异,力学性能和电绝缘性优良,使用温度范围广(-130130),尺寸稳定性高.但吸湿性大,加工易产生气泡和银丝.制品易产生内应力，耐疲劳和耐磨性差.vPC可以作为绝缘材料用于制备接插件,线圈骨架,电器外壳和电容器同时由于PC的透光率高和耐温性好,硬度高等特性,PC被广泛应用于光学仪器,高级容器,和CD光盘,代替玻璃和PMMA等.工程塑料四,聚酯(PET，PBT),v聚对苯二甲酸二乙酯（PBT），系以对苯二甲酸二甲酯（DMT）与1,4-丁二醇（1,4

21、-Butanediol）聚合而成的一种结晶性热可塑性工程塑料。由于PBT树脂的CH2链增长，使得分子链易于挠曲，所以玻璃转移温度比PET低，而结晶速度增快。PET的密度为1.41.45g/cm3,那么其收缩率在1.5%2.0%之间,熔化温度：230280C；vPBT的密度为1.31.35g/cm3,那么其收缩率在1.7%2.3%之间,熔化温度：230280Cv其化学结构式如下：工程塑料vPBT是最坚韧的工程热塑材料之一，它是半结晶材料，有非常好的化学稳定性、机械强度、电绝缘特性和热稳定性。这些材料在很广的环境条件下都有很好的稳定性。PBT吸湿特性很弱。vPBT又可称为热塑性聚酯塑料，为适用于不

22、同加工业者使用，一般多少会加入添加剂，或与其它塑料掺混，随着添加物比例不同，可制造不同规格的产品v由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好，广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等，而PBT产品又与PPE、PC、POM、PA等共称为五大泛用工程塑料工程塑料v五,聚苯醚(PPO)聚苯醚（PPO）是世界五大通用工程塑料之一。它具有优异的物理与力学、耐热、绝缘等性能，但由于PPO流动性较差，通常与其它塑料共混改性形成工程塑料合金使用（简称MPPO），是目前工程塑料领域最典型与用量非常大的工程塑料合金。MPPO具有优良的综合性能和成型加工性能，因而在电子电气及家用电器

23、、办公自动化机械、汽车等输送机械、建材、航空及军事等领域具有广泛的用途，成为开发国家的核心材料之一.聚苯醚的结构式如下：工程塑料vPPO的密度为1.001.06g/cm3,那么其收缩率在0.5%0.8%之间,熔化温度：270320Cv通常商业上提供的PPE或PPO材料一般都混入了其它热塑型材料例如PS、PA等。这些混合材料一般仍称之为PPE或PPO。混合型的PPE或PPO比纯净的材料有好得多的加工特性。特性的变化依赖于混合物如PPO和PS的比率。混入了PA66的混合材料在高温下具有更强的化学稳定性。vPPO是水处理产品的主要材料，尤其是与水直接接触的产品，因为在常温下PPO具有很好的机械性能，

24、同时他不与水发生反应。可以作为阀门主件和水道成品。工程塑料v聚砜类v（1）聚砜（PSF）是一种透明、耐高温。极稳定的高性能热塑性工程塑料。它具有无定形性、低燃烧性、冒烟性小，在将近玻璃化转变温度374F时仍保持很好的介电性能。v聚砜耐酸、碱、盐溶液并且耐洗涤剂、油以及醇类，甚至在有压力高温条件下也行。它不耐于极性溶剂如酮、卤代烃以及芳烃。聚砜可以在300F蒸汽中连续使用。在180F水中，最大承受压力为138MPa（静态负荷）和17.2MPa(间歇负荷)。为保持长期透明性和抗冲击性不变，。工程塑料聚砜材料的密度为1.201.36g/cm3,其收缩率在0.5%0.8%之间,熔化温度：280320C

25、.聚砜类材料主要分为三种类型;PSF(双酚A聚砜);PES(聚醚砜);PASF(聚芳砜)。这三种材料由于主链上的结构不同，其刚性和耐温性依次上升。聚砜广泛应用于需要灭菌的医用设备部件。聚砜在食品加工设备中的应用包括：蒸汽平锅、咖啡滤器、制咖啡机具、挤奶机具、钳子、刮刀片和管子。聚砜在管道应用中可代替金属，包括阀门组件和管道配件。它具有耐氯气、防腐蚀等的优点。聚砜可用于许多半透膜，如肾透析。反渗透和超滤等。电子、电器应用包括连接器、熔断器。电池壳体、开关、电容器膜以及集成电路板。在化学加工设备应用中，如用于泵。滤板、塔填料和防腐管材。工程塑料v聚邻苯二酰胺聚邻苯二酰胺（简称PPA）树脂是以对苯二

26、甲酸或邻苯二甲酸为原料的半芳香族聚酰胺。PPA树脂比脂肪类聚酰胺如尼龙6，6等更结实坚硬；对水分的敏感度更低；热性能更好；而且蠕变、疲劳和耐化学品性能也好得多。PPA树脂的热氧化稳定性使它能耐长期高温作用，玻璃增强级PPA，在20000小时内，其连续使用温度可达330F。在正常环境条件下，PPA树脂通常对脂肪烃、芳香烃、氯代烃、酯、酮、醇和大多数水溶液表现出优秀的抗溶性。这类树脂不能经受极强的酸和强氧化剂的作用。可溶于酚和甲酚。工程塑料v由于PPA树脂的杰出的物理、热和电性能，尤其是适中的成本，使它有广阔的应用范围。这些性能和优良的耐化学性一起，使PPA成为汽车工业许多用途的候选者。趋向更好的

27、空气动力学车身设计连同更高性能的马达，将提高发动机箱的温度，使传统的热塑塑料显得不尽适用。这些新的要求使PPA成为制作下述部件的候选材料之一：汽车前灯反光器、轴承座、皮带轮、传感器壳体、燃料管线元件和电气元件。工程塑料vPPS（聚苯硫醚）聚苯硫醚是一种半结晶材料，具有极好的耐高温、耐化学品、流动性、尺寸稳定性和电性能的综合性能。这种材料可以填充增强纤维和填料以用于注塑。由于PPS熔融粘度低，因而可以负载高达70的各种填料和增强剂。不同的填料用量改变材料的强度、电性能、表面性能和尺寸稳定性，以及混合料的成本。用PPS材料制成的部件可以耐受腐蚀性的化学环境：在低于400F时，已知的溶剂都不能溶解它

28、。然而，PPS不能长期用于氧化性的酸中，如热硝酸。此外，PPS不吸收水分，这一点与尼龙、聚醚酸亚胺和聚酯不同。热塑性弹性体v热塑性弹性体是指熔融和凝固是可逆的弹性体，他具有橡胶的常温弹性和塑料的可塑性。这是由于其独特的分子链结构造成的。热塑性弹性体可以按照化学结构和形态的基础上分类。化学结构是指弹性体在分子水平上的组成，形态和超分子水平上的组成有关。v每个热塑性弹性体都由两个或多个聚合物相组成。其中一个相是硬的和热塑性的，另一个相是橡胶性的。塑性相（硬微区）在整个弹性体系中是连续相，升温后塑性相区内链段间的键被破坏，材料可以流动加工。降温后塑性相凝固恢复成原来的形态。这是热塑性弹性体与热固性弹

29、性体的最大区别。热塑性弹性体v热塑性弹性体主要分为两大类：1，嵌段共聚物；2，热塑性塑料和橡胶聚合物的共混物。v嵌段共聚物：苯乙烯类热塑性弹性体（TPR）；共聚酯类热塑性弹性体(TPO)；聚氨酯类热塑性弹性体(TPU)；聚酰氨类热塑性弹性体(TPEA)。这些材料主要是由于硬链段的材料种类不同而命名。同时也造成这些材料性能的不同。我们在选择与这些材料包胶的硬胶材料时，要注意选择具有相似的结构的材料才能很好的粘结。如：TPR可以很好的与PS或ABS粘结；TPO可以与PBT或PET很好的粘结。热塑性弹性体v热塑性塑料和橡胶聚合物的共混物v热塑性硫化胶（TPV）它的制备方式是用橡胶体和塑料以机械共混的

30、方式生产的。由于TEOS中的橡胶没有经过硫化处理。因此它的使用效果不佳。商业上使用最多的是TPV，在TPV体系中，经过硫化的橡胶（EPDM，丁基橡胶，丁苯橡胶）分散在连续的塑料相中。主要种类有；EPDM/PP，丁基橡胶/PP，丁苯橡胶/PP和丁苯橡胶/PVC。由于TPV的橡胶有经过硫化处理，因此具有更高的使用温度。和耐化学性。乙丙三元橡胶（EPDM）：乙烯-丙烯共聚时加入少量含两个或以上不饱和键的第三单体共聚而成。第三单体在聚合时只有一个双键参与共聚反应，另一双键作为共聚物主链侧基供交联用。热塑性弹性体第二章卫浴产品结构与材料选用的意义v在为一个产品选择材料是主要要求满足一下几点：产品的使用功

31、能，装饰性，使用环境的影响，成本。v根据我们公司产品的特点简单的按照一下几个产品的结构特点介绍材料的选用原则。v1，产品外壳或本体v2，产品水道或功能组件v3，出水网结构v4，过滤器产品外壳或本体v这里把花洒本体，龙头外壳，汽车家电的外装饰零件分为一类。主要是由于这些产品装饰功能的要求大于操作实用功能。这一类产品对于材料的力学，热学，化学性能要求较低。要求较高的是产品的外观品质，这就要求材料的加工性能要高。因为这一类型产品结构比较复杂，外观要求光滑平整，同时还要做表面电镀处理。v满足以上要求的这一类材料主要是ABS或ABS合金材料（ABS+PC）产品外壳或本体v根据前面所列几个要求，我们在选择

32、外壳类产品的材料时。首先明确零件是否有比较苛刻的实用功能要求（例如是否有比较大的受力），如果力学要求高如汽车把手，则选用增强类型的ABS+PC材料。是否要表面处理（电镀，喷漆或染色），电镀的最好选择电镀级的ABS或ABS合金材料。v产品的使用环境，花洒或龙头在室内使用，没有强烈的光照和气候影响。如果是汽车装饰件，由于使用环境比较恶劣，因此要求也就会比较高。v我们公司所用的ABS材料有很多牌号。不同厂家不同牌号的性能差异较大，因此在根据产品选择材料时要注意材料物性表上的几个参数：产品外壳或本体机械性能用于比较材料机械性能用于比较材料对于受力承受能力对于受力承受能力热形变温度界定了材料的热形变温度

33、界定了材料的最高使用温度，最高使用温度，CTE直接直接影响到材料的电镀性能影响到材料的电镀性能熔融指数影响到产品的注熔融指数影响到产品的注塑成型品质塑成型品质产品外壳或本体v我们公司的ABS或ABS+PC材料厂商主要有:奇美，GE(SABIC)，BAYER,BASF,东丽，三菱等。在选择产品的用料时，先确定材料等级，在比较同等级材料不同厂家和牌号的性能差异，根据产品特点来选择。真正做验证时，应该同时试验几种材料。通过比较产品的加工性和功能测试结果。来最终确定产品材料，当然还要考虑材料的成本。产品水道或功能组件v水道或功能组件有以下特点：直接接触水，承受水压冲击，在使用过程中周期性受力，配合要求

34、紧密，经常在高温条件下使用。v直接接触水就要求材料不能与水反应老化（尤其在高温的条件下），不能产生有害的析出物（一般要过NSF,或别的认证），对于水中含有的酸，碱，有机溶剂等具有很好的抗性。v承受水压冲击要求材料具有很好的机械强度，具有很好的抗蠕变性（尤其在高温的条件下）。v同时还要求材料能承受较高的水温。v因此材料主要限定在工程塑料及其增强材料（主要是加纤材料）。如：PA,POM,PPO,PSF,PPA,PPS,PBT等产品水道或功能组件vPA材料是一款综合性能较好的材料，但是作为接触水的零件，PA不是一个很好的选择。PA吸水率大，而且吸水后刚性下降。同时PA不耐氯氨腐蚀。PPA的性能比PA

35、好但是由于都含有强极性的酰胺基团而容易吸水。vPOM是一个化学性能和机械性能都比较好的材料，同时由于其表面去游自润滑性而不容易吸附细菌和微生物，不易结水垢。但是POM材料不易增强改性应用，因此它只适合在水压和水温不太苛刻的条件下使用。因此很适合用作花洒的水道及其零件，但是谁温和水压较高的产品。POM则无法达到要求。vPPO材料在常温的条件下是一款刚性很强的工程塑料。同时由于其收缩率较小，可以加工尺寸较稳定的零件。但是PPO是非结晶性材料，它的高温抗蠕变性较差限制了他在高温领域的应用。产品水道或功能组件vPSF具有非常优越的高温性能和耐化学性，稳定性。因此被应用于医疗器械和人造器官上。但是PSF

36、价格比较高，使用此款材料是要考虑成本。vPBT性能与PA接近，价格也差不多。但是加纤材料效果不好。容易出现浮纤现象而应先密封性。不过PBT材料不吸水，尺寸变化没有PA大。vPPA和PPS是很好的可以代替金属的材料。他们属于高温工程塑料，刚性非常高。可以用于高强度，高使用温度的零件。但是PPA的耐化学性不是很好。同时这两种材料不适合焊接。出水网结构v这里讲的出水网结构包括硬胶面板和弹性体出水网。在选择材料是要注意几个问题：弹性体的抗老化，耐高温，安全性问题；硬胶材料与弹性体的包胶问题。v使用环境和条件对材料的影响。例如：在高温潮湿的环境下不适合使用聚酯类弹性体材料，因为酯键很容易发生水解反映造成

37、材料性能下降。在高温强光照条件下，不适合使用含有共厄二稀烃的苯乙烯类弹性体。或者应在材料上添加热稳定剂和抗氧化剂。在高温高压条件下，一般的弹性体容易发生永久性变形。因此，在高温高压的使用条件下，要选用高弹性模量和强度的材料，主链中含有苯环结构的TPU，COP和经硫化交联处理的TPV比较适合，同时，TPU，COP的硬度越高它的抗变形性越高，TPV的交联程度越高抗变形性越高。出水网结构v交联使分子链间形成氢键，防止了分子链发生位移。从而起到防止材料受热流动的作用。但是，TPV并不象橡胶那样完全交联。它是交联的橡胶相颗粒分散在连续的塑料相中的。在温度升高到塑料的热形变温度以上时才具有流动性。v使用条

38、件还包括：耐溶剂性和耐酸碱性等。耐溶剂性主要是防止材料被一些有机/无机溶剂溶解或溶胀而造成强度下降。根据相似相溶原则，能被溶剂相溶材料必须具有和溶剂相同的极性。同时材料极性越小和溶剂的相溶性越小。交联也回阻止材料相溶。因此，在要求耐溶剂的使用条件的产品可以选用丁苯橡胶/PP等非极性交联的弹性体。耐酸碱性，酸或碱电离出来的H+，OH-离子会和分子链中的C=C和极性基团反应，造成材料降解性能下降。因此，对于在酸碱条件下使用的产品。要求使用非极性不含C=C双键的材料。如氢化处理的苯乙烯类热塑性弹性体等。电镀材料介绍v电镀是塑胶材料表面处理的一种常见形式，除此之外还有，表面喷涂，真空镀膜，塑料印刷，塑

39、料染色。v其实很多塑胶材料都是可以电镀的，只要调整不同的电镀方法和工艺都可以达到目的。但是由于ABS材料的结构特点使得他成为目前最合适的电镀材料。vABS材料作为有机高分子材料，显非极性。而金属镀层则以离子键结合，带极性。两者之间只有通过分子间作用力相结合，结合力小。要提高两者间的结合力，就必须增加两者间的接触面积或增加着力机构。ABS电镀原理是通过在ABS表面增加许多小凹坑，在电镀时金属进入凹坑内部，填满凹坑并与外部相连。电镀材料介绍v相对于平面，凹坑增加了ABS材料的表面积。同时凹坑一般都是口部较小，内部较大，起到倒扣的作用，增加了ABS材料与金属镀层之间的结合力。v这些凹坑是通过对ABS

40、材料做粗化处理产生的。电镀粗化的原理是通过用强酸性的铬酸氧化腐蚀ABS材料中的丁二烯橡胶相以达到形成凹坑的目的。在ABS材料系统中B（丁二烯）成分是非连续相分散在连续相AS中。这种非连续相分散在连续相的现象也叫岛海现象粗化后形成的凹坑电镀材料介绍vB成分（非连续相）想一个个岛屿分散在AS成分（连续相）的海洋中。B成分的分散状况决定了电镀粗化后凹坑分布，数量和半径大小。理想的电镀粗化效果，ABS表面的凹坑尽可能多，分布均匀和半径小。ABS材料中B成分的分散性和它的合成方法和注塑工艺有关。vABS树脂的生产方法有；机械共混法，乳液接枝法，乳液接枝共混法,连续本体聚合法。不同的工艺直接影响到B像颗粒

41、大小和分散性。目前以连续本体聚合法制备的ABS材料的电镀性能最好电镀材料介绍聚合过程中橡胶像凝胶颗粒电镀材料介绍v三菱的ABS材料就是这种制备工艺的代表材料。我们可以冲处画后的效果比较一下他和奇美ABS材料的电镀优劣性。ABS-3001M粗化电镜图 ABS-PA727粗化电镜图电镀材料介绍v同时ABS材料的热膨胀系数和热变形温度对于材料的电镀性能影响非常大。v下面是ABS材料和金属镀层各金属材料的弹性模量和线膨胀系数:v铜*；*-镍*；*-铬*；*-树脂,；*-v因为与金属材料的热膨胀系数差异大，因此在冷热温度变化是就会因为体积变化不一样而造成应力。产生开裂等问题。电镀材料介绍ABS+PC等ABS合金材料也是利用与ABS一样的原理电镀。但是由于ABS含量少了。因此电镀工艺（尤其是粗化工艺要做调整）。谢谢