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塑料材料学习资料

2010-06-10 09:11:07 阅读7 评论0 字号：大中小

PMMA塑料(有机玻璃)
(聚甲基丙烯酸甲脂)
英文名称

olymethyl Methacrylate       　
比重:1.18克/立方厘米
成型收缩率:0.5-0.7%
成型温度：160-230℃
干燥条件：70-90℃  4小时
物料性能
透明性极好,强度较高,有一定的耐热耐寒性,耐腐蚀,绝缘性良好,综合性能超过聚苯乙烯,但质脆,易熔于有机溶剂,如作透光材料,其表面硬度稍低,容易擦花.适于制作透明绝缘零件和强度一般的零件.
成型性能
1.无定形料,吸湿大,需干燥,不易分解,流动性中等,易发生填充不良,粘模,收缩,熔接痕等.
2.宜高压注射,在不出现缺陷的条件下取高料温,高模温,以增加流动性,降低内应力,改善透明性及强度.模具浇注系统表面应光洁,脱模斜度大,顶出均匀.同时设排气口,以防出现起泡.
POM塑料(聚甲醛)
英文名称

olyoxymethylene(Polyformaldehyde)       　
比重:1.41-1.43克/立方厘米
成型收缩率:1.2-3.0%
成型温度：170-200℃
干燥条件：80-90℃  2小时
物料性能
综合性能较好，强度、刚度高，减磨耐磨性好，吸水小，尺寸稳定性好，但热稳定性差，易燃烧，在大气中暴晒易老化。
适于制作减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,仪表等零件
成型性能
1.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。
2.摩擦系数低，弹性好，塑件表面易产生皱纹花样的表面缺陷。
3.极易分解，分解温度为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。
PPS塑料(聚苯硫醚)
英文名称

henylene sulfide       　
比重:1.36克/立方厘米
成型收缩率:0.7%
成型温度：300-330℃
干燥条件：---
物料性能
1、电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,白色硬而脆，跌落于地上有金属响声,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好。有优良的阻燃性，为不燃塑料。
2、强度一般，刚性很好,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.长期使用温度可达260度，在400度的空气或氮气中保持稳定。通过加玻璃纤维或其它增强材料改性后，可以使冲击强度大为提高，耐热性和其它机械性能也有所提高，密度增加到1.6-1.9，成型收缩率较小到0.15-0.25％适于制作耐热件.绝缘件及化学仪器.光学仪器等零件.
成型性能
1.无定形料,吸湿小,但宜干燥后成型。
2.流动性介于ABS和PC之间，凝固快，收缩小，易分解，选用较高的注射压力和注射速度。模温取100-150度。主流道锥度应大，流道应短。
ABS塑料
英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene
比重:1.05克/立方厘米,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.
具有以下性能：
1、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,且可表面镀铬,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PMMA、PC等好，柔韧性好。
PP塑料(聚丙烯)
英文名称

olypropylene       　
比重:0.9-0.91克/立方厘米
成型收缩率:1.0-2.5%
成型温度：160-220℃
干燥条件：---
物料性能
密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆,不耐模易老化.
适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件
成型性能
1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解.
2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.
3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低方向方向性明显.低温高压时尤其明显,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕,90度以上易发生翘曲变形
4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.
PE塑料(聚乙烯)
英文名称

olyethylene       　
比重:0.94-0.96克/立方厘米
成型收缩率:1.5-3.6%
成型温度：140-220℃
干燥条件：---
物料性能
耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,辐照改性,可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨.
低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件.
成型性能
1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.
2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.
3.加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤.
4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.
5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂.
TPE/TPR
热塑性弹性体TPR，TPE是一种具有橡胶的高弹性，高强度，高回弹性，又具有可注塑加工的特征，具有环保xx安全，硬度范围广，有优良的着色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用降低成本，既可以二次注塑成型，与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可以单独成型。
热塑性弹性体既具有热塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡胶的物理性能，可谓是塑料和橡胶优点的优势组合。热塑性弹性体正在大肆占领原本只属于硫化橡胶的领地。近十余年来，电子电器、通讯与汽车行业的快速发展带动了热塑性弹性体巿场的高速发展。
热塑性弹性体（TPE）具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能。由于不需经过热硫化，使用通用的塑料加工设备即可完成产品生产。这一特点使橡胶工业生产流程缩短了1/4，节约能耗25%~40%，提高效率10倍~20倍，堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革命。
TPE的密度=0.92—0.98  TPR的密度=1.0—1.3
TPR，TPE的优点
　 1. 可用一般的热塑性塑料成型机加工，不需要特殊的加工设备。
2. 生产效率大幅提高。可直接用橡胶注塑机硫化，时间由原来的20min左右，缩短到1min以内；由于需要的硫化时间很短，因此已可用挤出机直接硫化，生产效率大幅提高。
3. 易于回收利用，降低成本。生产过程中产生的废料（逸出毛边、挤出废胶）和最终出现的废品，可以直接返回再利用；用过的TPE旧品可以简单再生之后回收利用，减少环境污染，扩大再生资源来源。
4. 节能。热塑性弹性体大多不需要硫化或硫化时间很短，可以有效节约能源。以高压软管生产能耗为例：橡胶为188MJ/kg，TPE为144MJ/kg，可节能达25%以上。
5. 应用领域更广。由于TPE兼具橡胶和塑料的优点，为橡胶工业开辟了新的应用领域。
6. 可用于塑料的增强、增韧改性。自补强性大，配方简化，配合剂对聚合物的影响制约小，质量性能更易掌握。但TPE的耐热性不如橡胶，随着温度上升而物性下降幅度较大，因而适用范围受到限制。同时，压缩变形、弹性回复、耐久性等同橡胶相比较差，价格上也往往高于同类橡胶。尽管如此，TPE的优点仍十分突出，各种新型的TPE产品也不断开发出来。作为一种节能环保的橡胶新型原料，发展前景十分看好。
聚碳酸酯（Polycarbonate）是一种无色透明的无定性热塑性材料。其名称来源於其内部的CO3集团。
化学性质
聚碳酸酯耐酸，耐油。
聚碳酸酯不耐紫外光，不耐犟硷。
物理性质
聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐沖击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V-0级阻燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用於易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对錶面进行特殊处理。
歷史
生产与应用
聚碳酸酯是日常常见的一种材料。由於其无色透明和优异的抗冲击性，日常常见的应用有光碟，眼睛片，水瓶，防弹玻璃，护目镜、银行防子弹之玻璃、车头灯等等、动物笼子宠物笼\子。
聚碳酸酯还被用来制作登月太空人的头盔面罩。苹果公司的ipod音乐播放器和ibook笔记本电脑外壳也使用聚碳酸酯制作。
对环境的影响
食物接触
由於它的清晰和韧性食物贮存货的hm生产者和採购员喜欢聚碳酸酯纤维。当与矽土玻璃比较聚碳酸酯纤维如同轻量级和高度不易碎。聚碳酸酯纤维多用於一次性塑料水瓶和重用塑料水瓶。
超过100 项研究探索了聚碳酸酯纤维的bisphenol A leachates 在生态的反应。 Howdeshell 等发现在室温　一种内分泌干扰素Bisphenol A（C15H16O2）(酚甲烷) 看来从聚碳酸酯纤维动物笼子被渗入水而它也许是引至对雌鼠生殖器官的发大的原因。由vom Saal 和休斯在2005 年8月出版在对分析bisphenol A leachate 低药量影响的文件,似乎发现了暗示在财政的资助和得出结论之间有关系: 工业界资助的研究看上去倾向於没有发现重大作影响; 政府资助的研究倾向於发现有重大影响。
易和其他物质发生化学作用
在聚碳酸酯纤维不应使用氧化钠和其它硷清洁剂否则导致泄出Bisphenol-A （C15H16O2）, 一种已知的内分泌干扰素 (影响生殖系统)。
聚碳酸酯PC也是笔记本电脑外壳采用的材料的一种，它的原料是石油，经聚酯切片工厂加工后就成了聚酯切片颗粒物，再经塑料厂加工就成了成品，从实用的角度，其散热性能也比ABS塑料较好，热量分散比较均匀，它的{zd0}缺点是比较脆，一跌就破。
　　运用这种材料比较显著的就是FUJITSU了，在很多型号中都是用这种材料，而且是全外壳都采用这种材料。不管从表面还是从触摸的感觉上，PC-GF-##材料感觉都像是金属。如果笔记本电脑内没有标识的话，单从外表面看不仔细去观察，可能会以为是合金物。
PS塑料(聚苯乙烯)
英文名称

olystyrene       　
比重:1.05克/立方厘米
成型收缩率:0.6-0.8%
成型温度：170-250℃
物料性能
电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,无色透明,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好,.强度一般,但质脆,易产生应力脆裂,不耐苯.汽油等有机溶剂.       适于制作绝缘透明件.装饰件及化学仪器.光学仪器等零件.
成型性能
1.无定形料,吸湿小,不须充分干燥,不易分解,但热膨胀系数大,易产生内应力.流动性较好,可用螺杆或柱塞式注射机成型.
2.宜用高料温,高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔.变形.
3.可用各种形式浇口,浇口与塑件圆弧连接,以免去处浇口时损坏塑件.脱模斜度大,顶出均匀.塑件壁厚均匀,{zh0}不带镶件,如有镶件应预热.
PVC,全名为Polyvinylchlorid，主要成份为聚氯乙烯，另外加入其他成分来增强其耐热性，韧性，延展性等。这种表面膜的最上层是漆，中间的主要成分是聚氯乙烯，最下层是背涂粘合剂。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。据统计，仅仅1995年一年,不PVC在欧洲的生产量就有五百万吨左右，而其消费量则为五百三十万吨。在德国，PVC的生产量和消费量平均为一百四十万吨。PVC正以4%的增长速度在全世界范围内得到生产和应用。近年来PVC 在东南亚的增长数度尤为显著，这要归功于东南亚各国都有进行基础设施建设的迫切需求。在可以生产三维表面膜的材料中，PVC是最适合的材料。
PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，xx无污染，保存时间长，因此具有很大的开发应用价值。下文均简称PVC。PVC的本质是一种真空吸塑膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重{zd0}，为60%，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。
HDPE(高密度聚乙烯):HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（xxxx）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此
LDPE（中文名：低密度高压聚乙烯）：感官鉴别：手感柔软：白色透明，但透明度一般，燃烧鉴别：燃烧火焰上黄下蓝；燃烧时无烟，有石蜡的气味，熔融滴落，易拉丝
EPDM中文名：三元乙丙橡胶
三元乙丙橡胶介绍
三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物，1963年开始商业化生产。每年全世界的消费量是80万吨。EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族，它具有极好的硫化特性。在所有橡胶当中，EPDM具有{zd1}的比重。它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。
分子结构和特性
三元乙丙是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物。二烯烃具有特殊的结构，只有两键之一的才能共聚，不饱和的双键主要是作为交链处。另一个不饱和的不会成为聚合物主链，只会成为边侧链。三元乙丙的主要聚合物链是xx饱和的。这个特性使得三元乙丙可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧。三元乙丙本质上是无极性的，对极性溶液和化学物具有抗性，吸水率低，具有良好的绝缘特性。
在三元乙丙生产过程中，通过改变三单体的数量，乙烯丙烯比，分子量及其分布以及硫化的方法可以调整其特性。
EPDM第三单体的选择
第三二烯烃类型的单体是通过乙烯和丙烯的共聚，在聚合物中产生不饱和，以便实现硫化。第三单体的选择必须满足以下要求：
最多两键：一个可聚合，一个可硫化
反应类似于两种基本的单体
主键随机聚合产生均匀分布
足够的挥发性，便于从聚合物中除去
最终聚合物硫化速度合适
二烯烃类型和含量对聚合物特性的影响
三元乙丙生产中主要是用ENB和DCPD。
三元乙丙中最广泛使用的是ENB，它比DCPD产品硫化要快得多。在相同的聚合条件下，第三单体的本质影响着长链支化，按以下顺序递增：EPM<EPDM(ENB)<EPDM(DCPD)
三元乙丙其他的受二烯烃第三单体影响的还有：
ENB－快速硫化，高拉伸强度，低{yj}形变
DCPD－防焦性，低{yj}应变，低成本
随着二烯烃第三单体的增加，将会有下列影响发生：更快硫化率，更低的压缩形变，高定伸，促进剂选择的多样性，减少的防焦性和延展，更高的聚合物成本。
乙烯丙烯比
乙烯丙烯比可以在硫化阶段进行改变，商业的三元乙丙聚合物乙烯丙烯比由80/20到50/50。当乙烯丙烯比由50/50变化到80/20时，正面的影响有：更高的压坯强度，更高的拉伸强度，更高的结晶化，更低的玻璃体转化温度，能将原材料聚合物转化成丸状，以及更好的挤出特性。不好的影响就是不好的压延混合性，较差的低温特性，以及不好的压缩形变。
当丙烯比例更高时，好处就是更好的加工性能，更好的低温特性以及更好的压缩形变等。
分子量和分子量分布
弹性体的分子量通常用门尼粘度表示。在三元乙丙的门尼粘度中，这些值是在高温下得到的，通常为125℃，这样做的主要原因是要消去由高乙烯含量所产生的任何影响（结晶化），由此会掩盖聚合物的真正分子量。三元乙丙的门尼粘度范围在20到100之间。也有更高分子量的商用三元乙丙也有生产，但一般都充油，以便混炼。
分子量以及在三元乙丙中的分布可以在聚合过程中通过以下途径聚合：
催化剂以及共催化剂的类型和浓度
温度
改性剂，如氢的浓度
三元乙丙的分子量分布可以通过凝胶渗透色谱法使用二氯苯作为溶剂在高温下（150℃）测量而得。分子量分布通常被称为是重量平均分子量与数量平均分子量的比例。根据普通和高度支化的结构，这个值在2到5之间变化。由于有分键，含有DCPD的三元乙丙橡胶更宽的分子量分布。
通过增加三元乙丙的分子量，正面影响有：更高的拉伸和撕裂强度，在高温情况下更高的生坯强度，能够吸收更多的油和填料（低成本）。随着分子量分布的增加，正面的影响有：增加的混炼和碾磨加工性。但是，较窄的分子量分布可以改进硫化速度，硫化状态以及注塑行为。
硫化类型
三元乙丙可以利用有机过氧化物或者硫来进行硫化。但是，相比与硫磺硫化，过氧化物交链的三元乙丙用于电线电缆工业时具有更高的温度抗性，更低的压缩形变以及改进的硫化特性。过氧化物硫化的不好的地方就在于更高的成本。
正如前面所提到的，三元乙丙的交链速度和硫化时间随着硫化类型和含量而改变。当三元乙丙与丁基，xx橡胶，丁苯橡胶混合时，在选择合适的三元乙丙产品时，必须要考虑到下列因素：
当与丁基进行混合时，由于丁基具有较低的不饱和度，为适应丁基的硫化速度，{zh0}选择相对较低含量的DCPD和ENB含量的三元乙丙。
当与xx橡胶和丁苯橡胶混合时，{zh0}选择8％到10％ENB含量的三元乙丙，以满足其硫化速度。
塑料特征
比聚苯乙烯有更高的冲击强度和优良的耐热性，耐油性，耐化学腐蚀性。如它能很好地耐某些使聚苯乙烯应力开裂的烃类。而弹性模量是现有热塑性塑料中较高的一种。
AS为苯乙烯-丙烯睛共聚体，不易产生内应力开裂。透明度很高，其软化温度和搞冲击强度比PS高。
物化性能
SAN（AS）具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几何稳定性。SAN(AS)中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力，减小热膨胀系数。SAN（AS）的维卡软化温度约为110℃。载荷下挠曲变形温度约为100℃。SAN（AS）的收缩率约为0.3-0.7%。SAN（AS）是一种坚硬、透明的材料。苯乙烯成份使SAN(AS)坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使SAN（AS）具有化学稳定性和热稳定性。
注塑工艺
AS的加工温度一般在200-250℃为宜。该料易吸湿，加工前需干燥一小时以上，其流动性比PS稍差一点，故注射压力亦略高一些。干燥处理如果储存不适当，SAN（AS）有一些吸湿特性。建议的干燥条件为80℃、2-4小时。
  熔化温度 200-270℃。如果加工厚壁制品，可以使用低于下限的熔化温度。
  模具温度 40-80℃。对于增强型材料，模具温度不要超过60℃。冷却系统必须很好地进行设计，因为模具温度将直接影响制品的外观、收缩率和弯曲。
  注射压力 350-1300bar 注射速度建议使用高速注射
流道和浇口所有常规的浇口都可以使用。浇口尺寸必须很恰当，以避免产生条纹、煳斑和空隙。
应用范围
电气（插座、壳体等），日用商品（厨房器械，冰箱装置，电视机底座，卡带盒等）,汽车工业（车头灯盒、反光境、仪表盘等），家庭用品（餐具、食品刀具等），化装品包装等。广泛用于制作耐油、耐热、耐化学药品的工业制品，以及仪表板、仪表框、罩壳、电池盒、接线盒、多种开关及按规等。
常见问题
溢料飞边、气泡、缩痕、熔接痕、烧焦及黑纹、银丝及斑纹、表面划痕、表面雾状及花纹、烧焦变色及杂质、烧黑、光泽不良、龟裂泛白、颜色不均、脆弱、分层剥离、翘曲变形、脱模不良、模具严重腐蚀。

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