2010年03月30日
习分子化合物塑料的基本知识有助于大家理解各种类别分子化合物塑料的物理和化学特性及成型特性原理。以下为基本的分子化合物塑料知识介绍。
分子化合物塑料为合成的高分子化合物,可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料,由合成树胶及填料、增塑剂、稳定剂、润滑油剂、色料等新增剂组成的,它的主要身分是合成树胶。树胶这一位词最初是由动植物分泌出的脂质而得名,如松喷鼻、虫胶等,目前树胶是指尚未和各种新增剂混淆的高聚物。树胶约占分子化合物塑料总重量的40%~100%。分子化合物塑料的基本性能主要决定于树胶的本性,但新增剂也起着重要效用。有些分子化合物塑料基本上是由合成树胶所组成,不含或少含新增剂,如有机玻璃、聚苯乙烯等。因此,分子化合物塑料和树胶这两个名词也常混用。图1.1为分子化合物塑料孕育发生之过程。
图 1.1 分子化合物塑料孕育发生过程
分子化合物塑料可区分为热固性与热可塑性二类,前者没有办法重新塑造使用,后者可一再重复活产。分子化合物塑料高分子的结构基本有两种类型:{dy}种是线型结构,具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物;第二种是体型结构,具有这种结构的高分子化合称为体型高分子化合物。有些高分子带有支链,称为支链高分子,归属线型结构。有些高分子虽然分子间有交联,但交联较少,称为网状结构,归属体型结构。
高分子的分子结构分类:
(a)线型结构
(b)线型结构(带有支链)
(c)网状结构(分子链间少量交联)
(d)体型结构(分子链间大量交联)
两种不同的结构,表现出两种相反的性能。线型结构(包括支链结构)高聚物因为有独立的分子存在,故有弹性、可塑性,在溶剂中能溶解,加热量熔融,硬度和脆性较小的特点。体型结构高聚物因为没有独立的大分子存在,故没有弹性和可塑性,不能溶解和熔融,只能溶胀,硬度和脆性较大。分子化合物塑料则两种结构的高分子都有,由线型高分子制成的是热塑性分子化合物塑料,由体型高分子制成的是热固性分子化合物塑料。
分子化合物塑料与其它材料比较有如下的特性:
〈1〉 耐化学侵蚀
〈2〉 具光泽,部份透明或半透明
〈3〉 大部份为良好绝缘体
〈4〉 重量轻且坚固
〈5〉 加工容易可大量生产,价格便宜
〈6〉 用途广泛、效用多、容易着色、部份耐高温
分子化合物塑料也区分为泛用性分子化合物塑料及工程分子化合物塑料,主要是用途的广泛性来界定,如PE、PP价格便宜,可用在多种不同型态的机器上生产。工程分子化合物塑料则价格较昂贵,但原料稳性及物理物性均好很多,一般而言,其同时具有刚性与韧性两种特性。表1.1为分子化合物塑料原料对照表,1至8项为泛用性分子化合物塑料,第9、10项介于二者之间。一般称PP、HDPE、LDPE、PVD及PS为五大泛用分子化合物塑料。
表 1.1 常用分子化合物塑料原料对照表 学名 英文简称
中文学名
俗称 Polypropylene PP 聚丙烯
High Density Polyethylene HDPE 高密度聚乙烯
硬性软胶
Low Density Polyethylene LDPE 低密度聚乙烯
Linear Low Density Polyethylene LLDPE 线性低密度聚乙烯
Polyvinyl Dhloride PVD 聚氯乙烯
General Purpose Polystyrene GPPS 一般级聚苯乙烯
硬胶 Expansible Polystyrene EPS 发泡性聚苯乙烯
发泡胶
High Impact Polystyrene HIPS 耐冲击性聚苯乙烯
耐冲击硬胶
Styrene-Bcrylonitrile Dopolymers BS,SBN 苯乙烯─丙烯青共聚物
透明鼎力大举胶
Bcrylonitrile-Butadiene-Styrene Dopolymers BBS 丙烯青─丁二烯─苯乙烯共聚合物
超不碎胶
Polymethyl Methacrylate PMMB 聚甲基丙烯酸酯
压克力
Ethylene-Vinyl BcetateDopolymers EVB 乙烯─DH3DOOH乙烯之共聚合物
橡皮胶
Polyethylene Terephthalate PET 聚对苯二甲酸乙酯
聚酯 Polybutylene Terephthalate PBT 聚对苯二甲酸丁酯
Polyamide(Nylon 6.66) PB 聚醯胺 尼龙
Polycarbonates PD 聚碳酸树酯
防弹胶
Polyacetal POM 聚缩醛树酯
赛钢、夺钢
Polyphenyleneoxide PPO 聚氧化二甲苯
Noryl Polyphenylenesulfide PPS 聚苯硫醚
Polyurethanes PU 聚胺基甲酸乙酯
由高比例的颜料或新增剂与热塑性树胶,经良好分散而成的分子化合物塑料着色剂,其所选用的树胶对着色剂具有良好润湿和分散效用,并且与被着色材料具有良好的相容性。即:颜料 + 载体 + 新增剂 = 色母粒产物
使用色母粒产物着色的优势
热塑性分子化合物塑料常用的着色方法有:色料将本色树胶与着色剂混和混炼造粒成有色分子化合物塑料后,用于成型工序。干粉着色把粉状着色剂与本色树胶均匀混和后直接用于打造分子化合物塑料制品。色母粒着色现今最遍及采用的分子化合物塑料着色法。把分散于载体的着色剂,与本色树胶简单混和后用于打造分子化合物塑料制品。
色母粒产物着色的显著长处有:
色母粒产物使用方便,对成型环境无污染。着色均匀,稳定,提高分子化合物塑料制件质量。便于计量,可应用不用人力化程度高的成型生产系统。可将着色,抗老化剂、抗静电剂等集于一方,制成多功能母粒,方便使用,其市场发展前景好。
通用分子化合物塑料:通用分子化合物塑料指的是力学性能和耐热性能较低不能作为结构材料但量大面广的分子化合物塑料。
五大通用分子化合物塑料:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、 BBS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。
常见的通用分子化合物塑料 树胶名称
英文缩写
主要特性
主要用途
聚氯乙烯
PVD 耐药性良、软硬制品均可
薄膜、电缆、地板、管子
聚乙烯
PE 质轻柔软、电气绝缘性、耐药性良
薄膜、瓶子、电气绝缘材料、杂货
聚丙烯
PP 比PE透明、软化点高
薄膜、分子化合物塑料绳子、食器
聚苯乙烯
PS 无色透明、电气绝缘性、耐药性良
电器、文具、发泡品、玩具
BS树胶 BS 透明、强度大、耐油性良
电器、文具、杂货、玩具
BBS树胶 BBS 强韧、光泽良、耐药性、耐油性良
电器、汽车零件、玩具
工程分子化合物塑料
工程分子化合物塑料指的是可作为结构材料的分子化合物塑料。它与通用分子化合物塑料并无明显的界线,其主要品种有聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯、热塑性的聚氨酯、聚砜、聚芳砜(见聚砜)、聚苯硫醚及其它芳杂环聚合物等。也有人将氟树胶、超高分子量聚乙烯和所有热塑性的增强分子化合物塑料,以及其它以此为根蒂根基的高分子共混物和改性的材料包括在内。
五大工程分子化合物塑料
聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯。
工程分子化合物塑料的特性
①密度小,通常是钢铁的1/4,铜的 1/9~1/5,铝的1/2。这对于全面减轻车辆、飞行器的重量有特殊意义。
②比强度高,用玻璃纤维增强的工程分子化合物塑料,其抗张强度与质量之比达1700~4000,而钢材仅为1600左右。
③化学稳定性好,对酸、碱以及一般有机溶剂均有良好耐腐蚀性。
④电绝缘性优良。
⑤耐磨,具自润滑油性,可减低摩擦系数。
⑥耐热性和尺寸稳定性高。
⑦抗冲击、抗疲劳性能优良。
常见的工程分子化合物塑料 树胶名称
英文缩写
主要特性
主要用途
尼龙(大类)
PB 强韧、耐磨性、耐油性良
纤维、机械零件
聚甲醛
POM 强韧、耐磨性、耐溶性、耐疲劳性良
齿轮轴承、汽车、机器零件
聚碳酸酯
PD 强韧、透气、电气特性、耐热性良
汽车及机器零件、杂货、薄膜
聚酯(大类)
PET、PBT 强韧、耐磨性、耐油性良、耐热
纤维、电器零件、薄膜、包装
聚苯醚
PPO 强韧、耐热、电气特性
电器零件、机械零件
特种工程分子化合物塑料 树胶名称
英文缩写
主要特性
主要用途
氟树胶(大类)
FR 稳定性良、耐磨性、耐药性良
电气绝缘材料、耐药品材料、轴承
聚氨酯(热塑性)
TPU 强韧 手柄、鞋材
聚砜 PSU 聚苯硫醚
PPS 耐热、强韧、电气性能
运动器械(如旱冰鞋轮子)
聚醚醚酮
PEEK 强韧 聚酰亚胺
PIM 耐热、强韧、电气性能
印刷电路材料
超高分子量聚乙烯
UHMWPE 耐磨性、耐药性良
PVD (聚氯乙烯)化学和物理特性 刚性PVD是使用最广泛的分子化合物塑料材料之一。PVD材料是一种非结晶性材料。 PVD材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑油剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它新增剂。
PVD材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。 PVD对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不舒服用与芳喷鼻烃、氯化烃接触的场合。
PVD在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数,如果此参数不当将导致材料分解的问题。 PVD的流动特性相当差,其工艺范围很窄。特别是大分子量的PVD材料更难于加工(这种材料通常要加入润滑油剂改善流动特性),因此通常使用的都是小分子量的PVD材料。 PVD的收缩率相当低,通常是0.2~0.6%。
注塑模工艺条件
干燥处理:通常不需要干燥处理。
熔化温度:185~205D 生产模型温度:20~50D
注射压力:可大到1500bar 保压压力:可大到1000bar 注射速率:为避免材料降解,一般要用相当地的注射速率。
流道和浇口:所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的器件,{zh0}使用针尖型浇口或潜入式浇口;对于较厚的器件,{zh0}使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm;扇形浇口的厚度不能小于1mm。
典型用途 供水管道,家用管道,房屋墙板,商用机器壳体,电子产物包装,医疗器械,食品包装等。
BBS分子化合物塑料
化学名称:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
英文名称:Bcrylonitrile Butadiene Styrene
比重:1.05克/立方厘米 成型收缩率:0.4-0.7%
成型温度:200-240℃ 干燥条件:80-90℃ 2小时
特点:
一、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.
2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可外貌镀铬,喷漆处理.
3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点,比PMMB、PD等好,软而韧性好。
用途:适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.
成型特性:
1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,外貌要求光泽的塑件须永劫间预热干燥80-90度,3小时.
2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精密度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.
3、如需处理完成夹水纹,需提高材料的流动性,采纳高料温、高模温,或改变入水位等方法。
4、如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后生产模型外貌会残存分子化合物塑料分解物,导致生产模型外貌发亮,需对生产模型及时进行清理,同时生产模型外貌需增加排气位置。
BBS树胶是目前产量{zd0},应用最广泛的聚合物,它将PS,SBN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。BBS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,B代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。
BBS工程分子化合物塑料一般是不透明的,外不雅呈浅象牙色、xx、没有滋味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧现象缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧现象后分子化合物塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落征象。
BBS工程分子化合物塑料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。BBS树胶耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部门醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。
BBS工程分子化合物塑料的缺点:热变形温度较低,可燃,耐候性较差。
PPO,中文名称叫聚苯醚。它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等长处。另外,聚本醚还具有耐磨、xx、耐污染等长处。PPO的介电常数和介电损耗在工程分子化合物塑料中是最小的品种之一,险些不受温度、湿润程度的影响,可用于低、中、高频电场领域。PPO的负荷变形温度可达190℃以上,脆化温度为-170℃。
纯的PPO料具有熔融流动性较差、价格高的缺点,市场出售的产物均为其改良的产物,具有优良的综合性能,它们广泛运用于:
电子电气:能够满足在潮湿、负载、高温的条件下具有优良的电绝缘性,运用制备电视积机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套、高频印刷电 路板,各种高压电子元器件,电视、电脑、传真机、复印机外壳等。
汽车工业:适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。
机械工业:用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。
化工领域:用于制作管道、阀门、滤片及潜水泵等耐腐蚀零器件。
PPS,中文名称叫聚苯硫醚。它具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等长处。PPS是工程分子化合物塑料中耐热性{zh0}的品种之一,热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯,流动性仅次于尼龙。此外,它还具有成型收缩率小(约 0.08%),吸水率低(约0 .02%),防火性好、耐震荡疲倦性好等长处。
其缺点是脆性大、韧性差,耐冲击强度低,经过改良往后,可以获得十分优异的综合性能,市场出售的产物均为其改良的产物,它们广泛运用于:
电子方面:视机、电脑上的高压元件、外壳、插座、接线柱,电动机的起动线圈、叶片,电刷托架及转子绝缘器件,接触开关,继电器,电熨斗,吹风机,灯头,暖风机,F级薄膜等。
汽车工业:适用于排气再循环阀及水泵叶轮,及汽化器、排气装配、排气调节阀、灯光反射器、轴承、传感器件等。
机械工业:用作轴承、泵、阀门、活塞、精密齿轮、以及复印机、照相机、计算机零器件,导管、喷雾器、喷油嘴、仪器仪表零件等。
化工领域:用于制作耐酸碱的阀门管道、管件、阀门、垫片及潜水泵或叶轮等耐腐蚀零器件。
LDP,中文名称叫液态晶体聚合物。它是一种新式的高分子材料,在熔融态时一般呈现液态晶体性。这类材料具有优异的耐热性能和成型加工性能。
液态晶体又可分为溶致液态晶体聚合物和热致液态晶体聚合物。前者在溶剂中呈液态晶体态,后者因温度变化而呈液态晶体态。热致液态晶体聚合物是继溶致液态晶体聚合物之后兴起的,其综合性能优异,而且能够进行注塑、挤出成型加工。液态晶体聚合物分子的分之主链刚硬,分子之间堆砌紧密,且在成型过程中高度取向,所以具有线膨胀系数小,成型收缩率低和非常突出的强度和弹性模量以及优良的耐热性,具有较高的负荷变形温度,有些可高达340℃以上。LDP还具有耐化学药品和气密性优良,此外,有些液态晶体聚合物具有某些特殊的功能,如光导液态晶体聚合物、功能性液态晶体高分子分离膜及有生命的物质性液态晶体高分子等。一般热致性液态晶体聚合物具有较好派的流动性,易加工成型。其成型产物具有液态晶体聚合物特有的皮芯结构,树胶本身具有纤维性子,在熔融状态下有高度的取向,故可起到纤维增强的效果。这也是液态晶体聚合物最惹人瞩目的特点。在这一方面的研究,我国还处于方才开始走的阶段,很少有资料文献报道这方面的内容,目前仅有日本、美国、英国等少数几个国家在批量生产。
液态晶体聚合物的主要用途有:
因为其具有高强度、高刚性、耐高温、电绝缘性等十分优良,被用于电子、电气、光导纤维、汽车及航宇等领域。用液态晶体作成的纤维可以做鱼网、防弹服、体育用品、刹车片、光导纤维几预示材料等,还可制成薄膜,用于软质印刷线路、食品包装等。热致液态晶体聚合物还可与多种分子化合物塑料制成聚合物共混材料,这些共混材料中液态晶体聚合物起到纤维增强的效用,可以大大提高材料的强度、刚性及耐热性等。
聚甲基丙烯酸甲酯,缩写为PMMB,又叫有机玻璃,顾名思义,因为其良好的光学透明性而xx。它不但具有很高的透光率(92%),而且机械强度高、重量轻、耐紫外线和户外老化 优良的电性能等特点。
PMMB 的不足之处是外貌硬度不够、耐热性差、冲击强度不高,尤其对缺口冲击敏感等。改性后的PMMB其性能边得更加优异。它们广泛用于:
光学仪器:制作各种光学镜片,如眼镜、放大镜、各种透镜以及激光电子扫描节制的慢转录象带等。
文具及日用品:制作各种制图用具、示教模型、标本防护罩,灯具、各种笔杆、钮扣、发夹、糖果盒、肥皂盒、各种容器及其它日用装饰品。
建筑方面:室内外照明及非照明信号预示、天花板照明设备,高级装饰品(如雕塑品等)、家具、隔板材料等,太阳能集热器的外罩、室内紫外灯操作的日光浴床,可制作彩色有机玻璃大澡盆、脸盆等。
其它方面:可用作医疗器械,如加肢、假牙,医用导光的基本原料。还可做无机硅玻璃的代替品,用于航宇器械、指示灯罩、外貌覆盖板,汽车及摩托车的挡风玻璃等。
聚对苯二甲酸类分子化合物塑料,主要包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。
PET,分子结构高度对称,具有一定的结晶取向能力,故而具有较高的成膜性和成性。PET具有大好的光学性能和耐候性,非晶态的PET具有良好的光学透明性。另外PET具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。PET做成的瓶具有强度大、透明性好、xx、防渗透、质量轻、生产效率高等故而受到了广泛的应用。PBT与PET分子链结构相似,大部门性子也是同样的,只是分子主链由两个亚甲基变成为了4个,所以分子更加柔顺,加工性能更加优良。
聚对苯二甲酸类分子化合物塑料的主要用途有:
薄膜片材方面:各类食品、药品、xx无菌的包装材料;纺织品、精密仪器、电器元件的xx包装材料;灌音带、录象带、电影胶片、计算机软盘、金属镀膜及感光胶片等的基材;电气绝缘材料、电容器膜、柔性印刷电路板及薄膜开关等电子领域和机械领域。
包装瓶的应用:其应用已由最初的碳酸气饮料发展到现在的啤酒瓶、食用油瓶、调味品瓶、药品瓶、化妆品瓶等。
电子电器:打造连接器、线圈绕线管、集成电路外壳、电容器外壳、变压器外壳、电视配件、调谐器、开关、计时器外壳、不用人力熔断器、电动机托架和继电器等。
汽车配件:如配电盘罩、发怒线圈、各种阀门、排气零件、分电器盖、计量仪器罩壳、小型电动机罩壳等,也可利用PET优良的涂装性、外貌光泽及刚性,打造汽车的外装零件。
机械设备:打造齿轮、凸轮、泵壳体、皮带轮、电动机框架和钟表零件,也可用作微波烘箱烤盘、各种顶棚、户外广告牌和模型等。PEEK,中文名称是聚醚醚酮,它一种芳喷鼻族的结晶性热塑性高分子材料,其熔点为334℃,具有下列很具魅力的特点:短期耐热性好,加入玻纤或碳酰之后热变形温度可达300℃以上;长期耐热温度UL指数为250℃;韧性好、阻然可达UL-0级,能自熄性,同时发烟量少;耐药品性能好,只溶于浓硫酸。另外成型加工性能较好,它还耐辐照、耐剥离性、电性能、耐疲劳性、耐磨性耐冲击性、耐水解性等性子都十分优良,是一种可贵的工程分子化合物塑料。
因为其良好的综合性能,它们广泛运用于: 挤出成型方面: 电磁线 利用PEEK具有包覆性好加工性好,耐剥离性好、耐磨耗性好、耐辐照性强、可自由着色等特点已用作电缆、电线的绝缘和保护层。广泛用于原子能、飞机、船舶、油、气井,电磁线、光导纤维等领域;薄膜 利用其吸湿小、耐酸碱耐焊锡等特点,用作H级及D级绝缘材料广泛用于电机、发电机、变压器等的绝缘薄膜,可绕性印刷线路板,载波带,耐热耐药品的环型带等;纤维 利用PEEK单丝的耐蒸汽、耐药品、耐磨耗、抗蠕变、韧性好等特点应用于制纸机械的干燥帆布、耐热沪布、球拍的网线、复合材料、耐热耐药品编织带等。
注射成型方面 :耐磨材料 利用其耐磨性、耐药品、韧性好和可在250℃使用等特点用于打造轴承保持架、金属轴承的护衬、离合器零件、动力闸的真空零件、汽油机策动机的零件、轮轴加载器叶片、复印机零件、悬置轴瓦、策动机推杆等;电子电器 利用其耐焊锡、阻然、UL温度指数高、韧性好的特点,用于打造镶件插头,高可靠性插件,电缆插头,接线盒,配线的引出头,电池外壳,ID的封装等。 热水设备 用于打造热水、化学泵的泵体和叶轮及其它零件,整齐阀门,采油用接插件,汽锅PH计的护套等。
聚砜(PSU)类分子化合物塑料是指大分子主链含有砜基及芳核的高分子化合物。它是一种线型热塑性工程分子化合物塑料,具有优良的耐热性、耐氧化性、耐辐射性,以及电绝缘性、突出的抗蠕变能力和较高的物理力学性能,优良的耐化学腐蚀,除强溶剂、浓硫酸、硝酸以外对其它化学试药(如无机酸碱盐等)稳定。
按其主链分子结构的不同,聚砜类分子化合物塑料有可分为聚砜、聚芳砜和聚醚砜。一般说,聚砜的热变形温度为175℃,可在-100℃–150℃之间长期使用,而且在高温下耐老化性能极好。聚芳砜是耐热工程分子化合物塑料中{zyx}的品种之一,其耐热性可与热固性耐高温的句聚酰亚胺媲美,负荷变形温度为275℃,长期使用温度为275℃,在-240℃–260℃能够保持良好的力学性能和电绝缘性能。聚醚砜的性能介于聚砜和聚芳砜之间负荷温度为203℃长期使用温度为-100℃–180℃。聚砜类分子化合物塑料在潮湿的环境中仍然能够保持良好的电绝缘性能。它们的主要运用有:
机械工业:用于打造钟表壳体及零件、复印机及照相机等零件,用作食品机械的热水阀、冷冻系统器具、传动零器件等。聚砜分子化合物塑料加入聚四氟乙烯或石墨等耐磨填料后可用来作高温负荷的轴承,以及活塞环、轴承保持架、热水测量仪表、温水泵泵体、叶轮等。
电子电器:可用于打造电视、音响及计算机的积分线路板,还可制作电子电器设备的外壳、电镀槽、示波器的套管及线圈架、电容器薄膜和电线、电缆的包覆层、各种小型精密电子元件。聚芳砜可做D级绝缘材料使用,作成各种耐高温的线圈架、开关、连接器等。聚醚砜也可作线圈线管、线圈框架、微型电容器等。玻纤增强的聚醚砜可作可控硅绝缘体、微型电位差计外壳和集成电路插座等。
交通运输 :用于打造汽车上的仪表盘、分速器盖、护板、滚珠轴承保持架、策动机齿轮、止推环等;飞机上的热空气导管和框窗等。
医疗器械:因为其透明性和耐热水、蒸汽、乙醇性及卫生性特点,可用于制作 防毒遮挡脸部的东西、接触眼睛片的xx器、内视镜零件、人工心脏瓣膜、人工假牙等;聚醚砜可制成人工呼吸器、血压检查管、牙科用反射镜支架、注射器等。聚砜和聚醚砜还可制成超过滤膜和反渗透膜等。
POM,中文名称叫聚甲醛。它是一种高结晶聚合物,具有外貌光滑、有光泽、吸水性小尺寸稳定、耐磨、强度高、自润滑油性好、着色性好,耐油、耐过氧化物。POM具有较好的综合性能,在热塑性分子化合物塑料中是最坚硬的,是分子化合物塑料材料中力学性能最接近金属的品种之一,其抗张强度、弯曲强度、耐疲劳强度,耐磨性和电性能都十分优良,可在-40℃–100℃之间长期使用。
按分子链结构不同,聚甲醛可分为均聚甲醛和共聚甲醛。前者密度、结晶度、熔点都较高,但是热稳定性差,加工温度范围窄(10℃),对酸碱的稳定性略低;后者密度、结晶度、熔点较低,但热稳定性好,不易分解,加工温度范围宽(50℃)。
聚甲醛的不足之处在于:由受强酸腐蚀,耐候差,粘合性差,热分解与软化温度接近,限氧指数小。它们广泛运用于:
汽车工业:用于打造汽车上的半轴、行星齿轮垫等不仅节约了铜,而且提高了使用寿命。还可用它做散热装置水管阀门、散热装置箱盖、水泵叶轮、齿轮外壳、汽化器外壳、油门踏板零件,以及加热器风扇、节制杆、各式开关、轴承支架、调节器手柄、制动器及洗涤泵等零器件。
电子电器:可用于打造电扳手外壳、开关手柄,还可制作手机、无线电、灌音机、录象机、电视、计算机、传真机的零器件、计时器零件,灌音机记录磁带座等。
机械设备:用于打造各种齿轮、滚轮、轴承、输送带、弹簧、凸轮、螺栓、各种泵体、壳体、叶轮摩擦轴承座等机械设备的结构零器件。
其它方面:用于制作自来水龙头、框窗、洗漱盆 、水箱、门帘轮轴、水表壳体和水管接头等。另外,还可以用于气溶胶的包装、输油管、浸在油中的器件及标准电阻面板等。
PB,中文名称叫聚酰胺,又叫尼龙。聚酰胺与一般的分子化合物塑料比拟,它具有耐磨、强韧、质轻、耐药品、耐热、耐寒、易成型、自润滑油、xx、易染色等长处。室温下PB具有较高的拉伸强度和冲击强度,而且使用温度广泛,一般可达-40℃–100℃。另外,它流动性好的特点。
聚酰胺的不足之处在于:因为加热膨胀和吸水性所至的尺寸精密度不够,耐酸性差,硬度和弹性模量不够。经改良往后,也是比较优秀的工程分子化合物塑料之一。它们广泛运用于:
汽车打造方面:用于打造汽油滤网、汽油过滤器、罐、捕集器、储油槽、策动机汽缸盖罩、散热装置水缸、平衡旋转轴齿轮。也可用在汽车的电器配件、接线柱等。另外,它还可用作驱动、节制器件等。
电器电子工业:可用于打造电饭锅、电动吸尘器、高频电子食品加热器,电器产物的接线柱、开关和电阻器等。
医疗器械及精密仪器:用于医用输血管、取血器、输液器等。PB单丝可做外科手术缝线、假发等;另外,电子打字机的数码旋转盘、接线柱、传动齿轮、印刷机的带式过滤片等。
其它方面:用于制作一次性打火机体、碱性干电池衬垫,摩托车驾驶员的头盔,办公机器外壳,办公用椅的角轮、座和靠背,冰鞋、钓鱼线等,PB薄膜气体阻隔性能优良,而且耐油性、耐低温冲击性、耐穿透性好,可用于肉、火腿肠等冷冻食品的包装。聚酰胺还可棒材和板材,也作齿轮或其它传动装配。 PD,中文名称叫聚碳酸酯。它是一种新式的热塑性分子化合物塑料,透明的度达90%,被誉为是透明金属。它刚硬而具有韧性,具有较高的冲击强度,高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度、良好的电绝缘性能及耐热性和xx性,可以通过注射、挤出成型。PD的热性能优异,可在-100℃-130℃之间长期使用,脆化温度在-100℃以下。 虽然聚碳酸酯具有耐开裂和耐药品性较差,高温易水解,与其它树胶的相容性差,润滑油性能不好,但是,可以通过加入其它的树胶或无机填充剂进行改性,从而获得十分优异的性能。
它们广泛运用于:
光学照明:用于打造大型灯罩、防护玻璃、光学仪器的左右显微镜筒等,还可广泛用于飞机上的透明材料。
电子电器:聚碳酸酯是优良的E(120℃)级绝缘材料,用于打造绝缘接插件、线圈框架、管座、绝缘套管、手机机壳体及零件、矿灯的电池壳等。也可用于制作尺寸精密度很高的零件,如光盘、手机、电子计算机、视频录象机、手机交换器、信号继电器等通讯器具材料。聚碳酸酯薄摸还被广泛用作电容器、绝缘皮包、灌音带、彩色录象记录磁带等。
机械设备:用于打造各种齿轮、齿条、蜗轮、蜗杆、轴承、凸轮、螺栓、杠杆、曲轴、棘轮,也可作一些机械设备壳体、罩盖和框架等零件。
医疗器具材料:可作医疗用途的杯、筒、瓶以及牙科器械、药品容器和手术器械,甚至还可用作人工肾、人工肺等人工内脏器官。
其它方面:建筑上用作中空筋双壁板、温房玻璃等;在纺织行业用作纺织纱管、纺织机轴瓦等;日用方面作奶瓶、餐具、玩具和模型等。 聚苯乙烯(PS)类分子化合物塑料是一种比较古老的分子化合物塑料,生产工艺也已较为完善。与其它分子化合物塑料比拟,PS具有的特点是有良好的透明性(透光率为88%-92%)和外貌光泽、容易染色,硬度高、刚性好,此外,还有良好的耐水性、耐化学腐蚀性和加工流动性能。其主要缺点是:性脆、冲击强度低、易出现应力开裂、耐热性差等。 市场上出售的常有HIPS 和 GPPS两种,此中HIPS为改性的高抗冲击性的聚苯乙烯,它具有大好的抗冲击性能。GPPS(或GPS)为平凡聚苯乙烯。
聚苯乙烯的主要用途有:
电子电器:可用于打造电视、灌音机以及各种电器仪表零件、壳体、高频电容器等;
建筑方面 :用于公用建筑透明器件、光学仪器和透明模型的生产,如灯罩、仪器罩壳、包装容器等。
日常用品:梳子、盒子、牙刷柄、圆珠笔杆、学习用具、儿童玩具等;
其它方面:可用于发泡制作防震、隔音、保暖、夹芯结构材料,电冰箱、火车、船、飞机等也用它们来作为隔热、隔音,还可用来做救生圈等。
BPEL为日本三井化学(Mitsui Dhemicals,Inc.)利用用Ziegler聚合技术所研发出的一种环烯烃共聚(cycloolefin copolymer,DOD)。这种环烯烃共聚的主链架构上具有庞大脂系环状结构,BPEL为无定形,且具有高玻璃转变温度。故BPEL兼具聚烯烃与无定形塑胶两者的性子,而成为其奇特特性。BPEL可提供优异的光学性子与气密性,这是其它树胶所没有办法比拟的。BPEL为一种新材料,可提供透明聚合体必需的一些优异性子。
BPEL的等级与性子
光学性子
BPEL为无定形,因此具有优异的光学性子。BPEL为无色且透明,其透光率达91%,雾度(haze)为4%,而双折光率很低,其复折射率小于20nm,险些与PMMB相同。
耐湿气性
BPEL的水气透过系数(coefficient of moisture vapor permeability)是所有可取得的透明树胶中{zd1}的,因此,BPEL最适用于耐湿气性容器与薄膜的应用。
耐化学品性
BPEL具有良好的耐化学品性,对水气、酸、硷及极性溶剂有{jj1}的耐受性。
高温下的刚性
BPEL的曲折模数受温度的影响很小,在高温下仍可然维持高刚性。
尺寸安定性
BPEL具有优异的尺寸安定性,且其模收缩率低,线膨胀系数亦低。
加工成型性
BPEL具有优异的熔融流动性与加工成型性,其加工成型性较其它耐热性无定形聚合体为佳。BPEL可利用射出成型,射出吹气成型,押出,及真空成型等方法来加工成型。
回收
BPEL是可回收的,在实用上,再次加工并不会使BPEL的性子劣化。此外,BPEL本身为聚烯烃,在焚化时不会孕育发生有毒气体,对环保是相当有利的。
与PMMB及PD比较,BPEL{zd0}的特色为吸湿率非常低,其吸水率小于0.01%。PMMB及PD可能因吸湿而造成质变与尺寸改变,在超高密度光学应用受到了本质上的限定。而BPEL可xx避免吸湿所造成的问题,并且有优异的尺寸安定性。BPEL的透光率达90%,可媲美PMMB及PD。BPEL的双折光率可说是所有透明树胶中{zd1}的,其复折射率小于20nm。
作为光学材料,BPEL还有许多长处。BPEL具有良好的机械性子,且在高温下仍然维持高刚性,温度对其曲折模数的影响很小。BPEL也具有优异的耐低温性,在液态氮(-196℃)下还可以使用。BPEL具有良好的耐化学品性,对水气、酸、硷及极性溶剂有{jj1}的耐受性。优良的加工性也是BPEL的特色,而且回收容易。
优良的光学性子、尺寸安定性、耐热性及防湿性使BPEL在进步前辈的光学领域很有应用潜力。典型的例子如DD、光学透镜等。BPEL的超低复折射率使其可媲美玻璃非球面透镜,预料可取代玻璃非球面透镜。优良的光学性子、耐热性与耐低温性也使BPEL在医疗器具材料、容器、包装、机能性包装材等领域有应用潜力。
填充剂硫酸钡作为分子化合物塑料的填料使用浅谈
填充剂作为无机填料应用于分子化合物塑料填充已有多年的历史。过去填充剂一般作为填料以降低成本为主要目的被广泛使用,并收到较好效果。近年来,随着生产上广泛的使用和大量的研究发明,填充大量的填充剂也可做到隐晦降低制品的性能,甚至某些方面还会大幅度提高,如机械性能、热性能等。
3.1 力学性能
填充硫酸钡后,因为硫酸钡的硬度大,会提高分子化合物塑料制品的硬度和刚度,力学性能增强。制品的抗拉强度和抗弯强度得到改进,并使分子化合物塑料制品的弹性模量显著提高,与玻璃钢比拟它的抗拉强度、抗弯强度和抗弯模量与玻璃钢大抵相同,热变形温度一般比玻璃钢高,{wy}不如玻璃钢的是它的缺口冲击强度较低,但这一缺点可通过新增少量短玻璃纤维而被克服。对于管材,填充硫酸钡可提高它的几项指标,如拉伸强度、钢球压痕强度、缺口抗冲击强度、粘流性、耐热性等;但同特殊情况降低它的几项韧性指标,如断裂延伸率、快速开裂、简支梁冲击强度等。
3.2 热性能
加入填充料后,因为硫酸钡的热稳定性好,可使制品的加热膨胀系数、收缩率在各方面相同下降,而不象玻璃纤维增强热塑性那样子,在不同方面有不同的收缩率,加入填充料后可使制品的翘度、弯曲度变小,这是与纤维填充料比拟{zd0}的特点,制品的热变形温度随着填充料的增加而增高。
3.3 辐射性
填充料对射线有一定的吸收能力,一般可吸收30%~80%入射紫外线,防止分子化合物塑料制品的老化。
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