聚苯乙烯PS系列塑料
聚苯乙烯系列塑料是指大分子链中含有苯乙烯基的一类塑料,包括苯乙烯及其共聚物,具体的品种有:
⒈通用聚苯乙烯GPPS;
⒉高抗冲聚苯乙烯HIPS;
⒊可发性聚苯乙烯EPS;
⒋茂金属聚苯乙烯SPS。
我们将在后面的文章中分别介绍。
HIPS的简介
高抗冲聚苯乙烯的英文名称是High Impact Polystryrene,简称HIPS。HIPS实质上是PS的一个冲击改性品种,具体组成是PS与橡胶。按HIPS改性幅度的大小可以分为中抗冲、高抗冲和超高抗冲三类。为了适合不同的应用场合,还开发出各种特殊评级的HIPS,比如阻燃级、高光泽级、抗应力开裂级、极高冲击强度级、玻纤增强级等。
HIPS的生产分为机械共混法和接枝共聚法两种。简要介绍如下:
⒈机械共混法:HIPS的组成是聚苯乙烯PS与橡胶类聚合物的共混物,橡胶类聚合物主要有丁苯橡胶SBR、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)等。PS与10~15%的丁苯橡胶SBR共混制得的HIPS,冲击强度提高2倍,属于中抗冲等级;而PS/SBR/SBS三元共混的产品则为超高抗冲等级,而且制品表面的光泽度高。
⒉接枝共聚法:此法生产的HIPS,可以克服共混法中橡胶分散不均匀的缺点,目前已经成为HIPS的主要生产方法。接枝共聚法HIPS为苯乙烯单体与5~10%的橡胶共聚而成。
HIPS突出的特性是易加工、尺寸稳定性好、冲击强度高,并且有较高的刚性。但是HIPS在耐热性、拉伸强度、透明度、氧气渗透性、紫外光稳定性和耐油品性方面与PS相比还有一定的不足。
HIPS的性能
高抗冲聚苯乙烯HIPS的外观为白色不透明粒状颗粒。除了冲击性能优异外,还具有通用聚苯乙烯GPPS的大多数优点,比如刚性好、易加工、制品光泽度高(光泽度85%)、易着色等,但其拉伸强度和透明度下降。
HIPS的典型性能见下表:
高抗冲聚苯乙烯HIPS的具体性能 |
||
性能 |
高抗冲PS |
超高抗冲PS |
丁二烯含量,% |
5.1 |
14.5 |
比重 |
1.05 |
1.02 |
维卡软化点,℃ |
101 |
91 |
弹性模量,MPa |
2200 |
1600 |
悬臂梁冲击强度(缺口),kJ/m2 |
7.0 |
24.3 |
拉伸强度,MPa |
20.0 |
13.3 |
断裂伸长率,% |
3.5 |
17 |
HIPS的成型加工
同PS一样,HIPS的加工性能也很好,可以用许多传统的成型方法进行加工,如注塑、挤出、发泡、热成型、吹塑等。HIPS树脂吸收水分较慢,因此一般情况下不需要干燥;但有时材料表面的水分过多会被吸收,从而影响最终产品的外观。在70℃干燥2~3小时即可去除多余的水分。薄膜、片材、型材的挤塑是HIPS用的最多的加工方法。
高抗冲聚苯乙烯HIPS的加工范围很宽,因此它是最容易热成型的树脂之一。HIPS熔体的流动性比ABS高,成型收缩率与ABS接近,一般在0.02~0.06%;因此用于加工ABS的模具也适用于HIPS的成型。HIPS的成型温度比ABS低20℃左右,注塑压力低2~3MPa。
HIPS的具体成型工艺条件如下:
注塑成型:料筒温度180~250℃,注塑压力69~128MPa,模具温度50~80℃.
挤出成型:料筒温度180~220℃,机头温度200~220℃。
HIPS的应用
HIPS在有些领域中可以取代ABS,主要应用领域有包装材料、一次性用品、仪器仪表、家用电器外壳、玩具、娱乐用品以及建筑行业。
⒈各类壳体:HIPS大量应用于电视机、录音机、吸尘器、电话、空调、洗衣机、复印机、照明器具、仪器仪表、汽车、办公用品的壳体,是继ABS之后第二代壳体材料。仪器仪表和消费电器是HIPS产品不断增长的市场之一,包括小型仪表、冰箱内壁和内部零件、、电视机外壳、空调部件、商业机器以及录音录像磁带盒。特殊级别的HIPS在许多领域已取代了价格高的工程塑料,一种超高抗冲击强度、耐高温的HIPS甚至已可用作汽车内饰部件。
⒉低发泡材料:HIPS低发泡制品外观类似木材,具有木材可锯、可刨、可钉的性能,可用于包装、家具、建筑材料等。
⒊一次性用品:HIPS的{zd0}专一用途是作为包装和一次性用品材料,在食品包装材料和饮食餐具方面,具体如自动售货机用和分装用杯、各种罩盖、盘、碗等;一次性用品方面如盘碟类、瓶盖、安全剃刀、笔杆等。
⒋其它产品:HIPS还可用于生产板材、片材,HIPS也可制成管材、医疗设备以及纺织器材等。
GPPS的简介
通用聚苯乙烯GPPS是指由苯乙烯单体经自由基聚合反应合成的聚合物,英文名称为Polystyrene,缩写PS。
PS的优点:高透明性,其透光率可以达到90%,电绝缘性好、易着色、加工流动性好、刚性好、耐化学腐蚀性好等。
PS的缺陷:性脆、冲击强度低、容易出现应力开裂、耐热性差、不耐沸水等。
PS的主要用途为包装产品(占50%)、透明产品(占40%)、注塑制品(占10%)。