Friday, April 17, 2009

齐全的塑胶知识

象同类型其它材料一样,TPU可用通用的加工方法进行加工,并可与热塑性的橡胶、PVC混配料、ABS、尼龙、SAN等共混。它本身也很容易层压、烫印、热封和粘合,不需专门打底漆就可以涂漆。

TPUS的加工是否成功主要取决于材料的干燥程度,最好用粉粒脱湿料斗干燥器,但树脂也可在料盘分散2英寸厚,在175~200°F烘箱干燥1—2小时,但树脂在干燥温度下暴露的时间不要超过4小时。如果树脂在料斗中过夜,温度应低于125—150°F。

未涂漆的回用料可与10—25%的新料混合使用,储存的回用料也必须重新干燥。对于挤塑和注塑来说通用的螺杆UD比为24:1或略高一些,压缩比为2.5—3.1且较好。料筒温度以340~440°F为好,模温为60-140°F。TPUS在熔融时呈剪切敏性状态,如果用高剪切螺杆会导致材料的降解,因为材料的粘度很大,还会存在高热和高孔压的情况。

应用如前所述,TPU树脂的多功能性以及通用的韧性、柔软性和粘着性等,使之会有更多的商业用途。通常人们期望TPU制作的部件首先要有一定的橡胶性,其次是特别在低温下有较好的耐磨能力和耐屈挠性。例如传动联轴节就必须有较高的抗张强度和韧性,同时要有较高的抗曲挠性和缓冲能力。

许多商业应用是挤塑成型或注塑成型的产品。挤塑膜制品(吹塑和扁平模头挤塑)占用了TPUS很大的产量,这些应用包括了食品药物管理局认可的肉。家禽包装材料等级及无溶剂型薄膜粘合剂等。新型的专门级别TPU有非常高的湿蒸汽传递速率,可用作无村薄膜或层台织物,制作手套,一次性医用外衣,外科手术复盖布,恶臭环境用的工作服等。芳香族醚型产品正被用于饮水的软管和管道,经美国联邦药典第六类准许使用的有些材料可用于医疗器械和医用导管,心脏植入管,充气胃衬。其它型材的应用有输油管线的耐压软管和管道,共挤电缆护套及挡风雨的型材。

另一种材料是以帆布或其它厚织物为基材,将TPU挤出涂布而成,被广泛用于工业加工和食品加工使用的传送带,同时还可用来制作折叠式水槽和油箱。

注塑模件也占用了TPU的很大用量,突出的应用为汽车零部件如档泥板扩张部分,填板、角板、护罩、仪表板、衬垫和其它产品如滑雪靴,工业轮胎,齿轮,女鞋跟。汽车车体部件不用底漆就可以喷漆或金属化。但在汽车发动机罩下面的应用却受到了限制,因为该部份需要耐高温,但改性的品级可满足要求,并正在应用。TPUS还逐渐与其它的高聚物生成塑料合金来提高使用性能,例如与PVC的共混物,当TPU的掺入量达到 20%时,产品的性能就可提高40%,可用于集装箱包装材料,水床床垫,鞋底等;与SAN和PC的共混物,可增加产品硬度超过邵氏D80,还提高了模塑固化时间和脱模时间;与ABS的共混物改善了产品的屈挠性和耐磨性能。
商业信息TPUS的定价与其他高性能的TPES相比,通常要高出约 2美元/磅,这很大程度上取决于种类、品级、添加剂等因素。

供货商有两种类型,大的原料生产商和较小的定制生产商,大的产品商以批量论价,但品级有限。较小的厂家可提供添加色料及其他添加剂的定制混配料,并能根据用户的特殊要求如硬度,“磨砂”表面或象皮革和织物一样的覆盖材料提供产品。

聚氨酯热塑性弹性体(聚氨酯 TPEs)

热塑性聚氨酯弹性体就其价格和性能而言,在TPE系列中占有较大的优势。热塑性聚氨酯(TPUS)具有很宽广的韧性,其一般应用越来越广泛。它们即使在低温条件下有较高的柔性,并具有很高的耐磨性能。这些弹性体还有很好的粘着特性。

TPUS在通用的挤塑和注塑成型设备上很容易进行加工,它们的用途也极为广泛。其分子结构是由许多个酯和醚组成的,使得性能产生很大的变化。TPUS很容易混配,并常与其它相容的高聚物如PVC共混,生成“超级共混物”。

这种性能上的多变性也带来了它们更多的商业应用,主要如汽车、电缆、导线和薄膜等。TPUS现在的消耗量约计为6 500万磅/年, 1990年年增长率为 5~7%。

化学

象苯乙烯共聚物一样,TPUS也是嵌段共聚物,并具有软硬交替的区域(或相)。这些链段的比率也就确定了高聚物的性能特征(如硬度)。然而聚氨酯又不象聚苯乙烯那样,是由加成聚合形成的单体链节的简单重复,而是缩聚反应形成的桥式结构。

许多材料都可被加到聚氨酯桥(骨架)的任一边,使得性能发生很大的变化。TPUS的性能就可从非常软到很坚硬,或从很柔软到具有很高的刚性,或从可吸收水的亲水型到憎水型。

TPUS分为两种主要类型即酯型和醚型。

酯型TPUS 通常它是两种类型中较坚韧的一种,接触水时会发生水解和降解。

醚型TPUS 不会发生水解和生物降解,即使长时间暴露或直接埋置。但它没有酯类TPUS那样坚硬,耐化学试剂和油的性能较差。

两种类型的材料都有点吸湿的趋向,加工前应进行于燥。(有些学者把基于聚己内酯列作第三种类型的TPU,这种材料是一种酯类,但它比其它酯类材料有更好的耐水解性能,其它的性能介于醚型和酯型材料之间。而聚己内酯是通过一个不同于缩聚反应的过程制备的)。

性质

TPUS性能变化范围为:抗张强度28.3至62MPa,酯型较高,醚型较低;300%定伸模数为7.6至33 SMPa;伸长率为 225至 570%;密度为1.14至1.20,醚型较低。普通的TPUS的使用温度为一60至250°F,但在聚氨酯主链上加进异氰豚酸酯,就可把它的最高使用温度提高到300°F。硬度可从邵氏A70到邵氏D80,配制的TPU的硬度可大大低于邵氏A70,但它的粘度较大难于为加工进行造粒,甚至很容易粘在一起。

TPUS具有优良的粘着特性,可用作玻璃纤维层压塑料的粘合剂。以溶剂型或干膜式粘合剂,用于田径鞋和网球鞋,它们可在鞋面和TPU鞋底的上下之间自然粘合,不需要进行缝合。这种粘合工序通常在加工过程中需用模内脱模剂。

酯型和醚型的每一种类型材料又可分为芳香族类和脂肪族类两个分类。脂肪族类耐紫外线性能较好,但价格较贵。添加稳定剂和吸收剂也能使芳香族类的光氧化过程延迟,但达不到脂肪族类同样的程度。这两种类型的材料都有很好的耐油性能。

加工

象同类型其它材料一样,TPU可用通用的加工方法进行加工,并可与热塑性的橡胶、PVC混配料、ABS、尼龙、SAN等共混。它本身也很容易层压、烫印、热封和粘合,不需专门打底漆就可以涂漆。

TPUS的加工是否成功主要取决于材料的干燥程度,最好用粉粒脱湿料斗干燥器,但树脂也可在料盘分散2英寸厚,在175~200°F烘箱干燥1—2小时,但树脂在干燥温度下暴露的时间不要超过4小时。如果树脂在料斗中过夜,温度应低于125—150°F。

未涂漆的回用料可与10—25%的新料混合使用,储存的回用料也必须重新干燥。对于挤塑和注塑来说通用的螺杆UD比为24:1或略高一些,压缩比为2.5—3.1且较好。料筒温度以340~440°F为好,模温为60-140°F。TPUS在熔融时呈剪切敏性状态,如果用高剪切螺杆会导致材料的降解,因为材料的粘度很大,还会存在高热和高孔压的情况。

应用

如前所述,TPU树脂的多功能性以及通用的韧性、柔软性和粘着性等,使之会有更多的商业用途。通常人们期望TPU制作的部件首先要有一定的橡胶性,其次是特别在低温下有较好的耐磨能力和耐屈挠性。例如传动联轴节就必须有较高的抗张强度和韧性,同时要有较高的抗曲挠性和缓冲能力。

许多商业应用是挤塑成型或注塑成型的产品。挤塑膜制品(吹塑和扁平模头挤塑)占用了TPUS很大的产量,这些应用包括了食品药物管理局认可的肉。家禽包装材料等级及无溶剂型薄膜粘合剂等。新型的专门级别TPU有非常高的湿蒸汽传递速率,可用作无村薄膜或层台织物,制作手套,一次性医用外衣,外科手术复盖布,恶臭环境用的工作服等。芳香族醚型产品正被用于饮水的软管和管道,经美国联邦药典第六类准许使用的有些材料可用于医疗器械和医用导管,心脏植入管,充气胃衬。其它型材的应用有输油管线的耐压软管和管道,共挤电缆护套及挡风雨的型材。

另一种材料是以帆布或其它厚织物为基材,将TPU挤出涂布而成,被广泛用于工业加工和食品加工使用的传送带,同时还可用来制作折叠式水槽和油箱。

注塑模件也占用了TPU的很大用量,突出的应用为汽车零部件如档泥板扩张部分,填板、角板、护罩、仪表板、衬垫和其它产品如滑雪靴,工业轮胎,齿轮,女鞋跟。汽车车体部件不用底漆就可以喷漆或金属化。但在汽车发动机罩下面的应用却受到了限制,因为该部份需要耐高温,但改性的品级可满足要求,并正在应用。TPUS还逐渐与其它的高聚物生成塑料合金来提高使用性能,例如与PVC的共混物,当TPU的掺入量达到 20%时,产品的性能就可提高40%,可用于集装箱包装材料,水床床垫,鞋底等;与SAN和PC的共混物,可增加产品硬度超过邵氏D80,还提高了模塑固化时间和脱模时间;与ABS的共混物改善了产品的屈挠性和耐磨性能。

商业信息

TPUS的定价与其他高性能的TPES相比,通常要高出约 2美元/磅,这很大程度上取决于种类、品级、添加剂等因素。

供货商有两种类型,大的原料生产商和较小的定制生产商,大的产品商以批量论价,但品级有限。较小的厂家可提供添加色料及其他添加剂的定制混配料,并能根据用户的特殊要求如硬度,“磨砂”表面或象皮革和织物一样的覆盖材料提供产品。

聚氨酯热塑性弹性体(聚氨酯 TPEs)

热塑性聚氨酯弹性体就其价格和性能而言,在TPE系列中占有较大的优势。热塑性聚氨酯(TPUS)具有很宽广的韧性,其一般应用越来越广泛。它们即使在低温条件下有较高的柔性,并具有很高的耐磨性能。这些弹性体还有很好的粘着特性。

TPUS在通用的挤塑和注塑成型设备上很容易进行加工,它们的用途也极为广泛。其分子结构是由许多个酯和醚组成的,使得性能产生很大的变化。TPUS很容易混配,并常与其它相容的高聚物如PVC共混,生成“超级共混物”。

这种性能上的多变性也带来了它们更多的商业应用,主要如汽车、电缆、导线和薄膜等。TPUS现在的消耗量约计为6 500万磅/年, 1990年年增长率为 5~7%。

化学

象苯乙烯共聚物一样,TPUS也是嵌段共聚物,并具有软硬交替的区域(或相)。这些链段的比率也就确定了高聚物的性能特征(如硬度)。然而聚氨酯又不象聚苯乙烯那样,是由加成聚合形成的单体链节的简单重复,而是缩聚反应形成的桥式结构。

许多材料都可被加到聚氨酯桥(骨架)的任一边,使得性能发生很大的变化。TPUS的性能就可从非常软到很坚硬,或从很柔软到具有很高的刚性,或从可吸收水的亲水型到憎水型。

TPUS分为两种主要类型即酯型和醚型。

酯型TPUS 通常它是两种类型中较坚韧的一种,接触水时会发生水解和降解。

醚型TPUS 不会发生水解和生物降解,即使长时间暴露或直接埋置。但它没有酯类TPUS那样坚硬,耐化学试剂和油的性能较差。

两种类型的材料都有点吸湿的趋向,加工前应进行于燥。(有些学者把基于聚己内酯列作第三种类型的TPU,这种材料是一种酯类,但它比其它酯类材料有更好的耐水解性能,其它的性能介于醚型和酯型材料之间。而聚己内酯是通过一个不同于缩聚反应的过程制备的)。

性质

TPUS性能变化范围为:抗张强度28.3至62MPa,酯型较高,醚型较低;300%定伸模数为7.6至33 SMPa;伸长率为 225至 570%;密度为1.14至1.20,醚型较低。普通的TPUS的使用温度为一60至250°F,但在聚氨酯主链上加进异氰豚酸酯,就可把它的最高使用温度提高到300°F。硬度可从邵氏A70到邵氏D80,配制的TPU的硬度可大大低于邵氏A70,但它的粘度较大难于为加工进行造粒,甚至很容易粘在一起。

TPUS具有优良的粘着特性,可用作玻璃纤维层压塑料的粘合剂。以溶剂型或干膜式粘合剂,用于田径鞋和网球鞋,它们可在鞋面和TPU鞋底的上下之间自然粘合,不需要进行缝合。这种粘合工序通常在加工过程中需用模内脱模剂。

酯型和醚型的每一种类型材料又可分为芳香族类和脂肪族类两个分类。脂肪族类耐紫外线性能较好,但价格较贵。添加稳定剂和吸收剂也能使芳香族类的光氧化过程延迟,但达不到脂肪族类同样的程度。这两种类型的材料都有很好的耐油性能。

加工

象同类型其它材料一样,TPU可用通用的加工方法进行加工,并可与热塑性的橡胶、PVC混配料、ABS、尼龙、SAN等共混。它本身也很容易层压、烫印、热封和粘合,不需专门打底漆就可以涂漆。

TPUS的加工是否成功主要取决于材料的干燥程度,最好用粉粒脱湿料斗干燥器,但树脂也可在料盘分散2英寸厚,在175~200°F烘箱干燥1—2小时,但树脂在干燥温度下暴露的时间不要超过4小时。如果树脂在料斗中过夜,温度应低于125—150°F。

未涂漆的回用料可与10—25%的新料混合使用,储存的回用料也必须重新干燥。对于挤塑和注塑来说通用的螺杆UD比为24:1或略高一些,压缩比为2.5—3.1且较好。料筒温度以340~440°F为好,模温为60-140°F。TPUS在熔融时呈剪切敏性状态,如果用高剪切螺杆会导致材料的降解,因为材料的粘度很大,还会存在高热和高孔压的情况。

应用

如前所述,TPU树脂的多功能性以及通用的韧性、柔软性和粘着性等,使之会有更多的商业用途。通常人们期望TPU制作的部件首先要有一定的橡胶性,其次是特别在低温下有较好的耐磨能力和耐屈挠性。例如传动联轴节就必须有较高的抗张强度和韧性,同时要有较高的抗曲挠性和缓冲能力。

许多商业应用是挤塑成型或注塑成型的产品。挤塑膜制品(吹塑和扁平模头挤塑)占用了TPUS很大的产量,这些应用包括了食品药物管理局认可的肉。家禽包装材料等级及无溶剂型薄膜粘合剂等。新型的专门级别TPU有非常高的湿蒸汽传递速率,可用作无村薄膜或层台织物,制作手套,一次性医用外衣,外科手术复盖布,恶臭环境用的工作服等。芳香族醚型产品正被用于饮水的软管和管道,经美国联邦药典第六类准许使用的有些材料可用于医疗器械和医用导管,心脏植入管,充气胃衬。其它型材的应用有输油管线的耐压软管和管道,共挤电缆护套及挡风雨的型材。

另一种材料是以帆布或其它厚织物为基材,将TPU挤出涂布而成,被广泛用于工业加工和食品加工使用的传送带,同时还可用来制作折叠式水槽和油箱。

注塑模件也占用了TPU的很大用量,突出的应用为汽车零部件如档泥板扩张部分,填板、角板、护罩、仪表板、衬垫和其它产品如滑雪靴,工业轮胎,齿轮,女鞋跟。汽车车体部件不用底漆就可以喷漆或金属化。但在汽车发动机罩下面的应用却受到了限制,因为该部份需要耐高温,但改性的品级可满足要求,并正在应用。TPUS还逐渐与其它的高聚物生成塑料合金来提高使用性能,例如与PVC的共混物,当TPU的掺入量达到 20%时,产品的性能就可提高40%,可用于集装箱包装材料,水床床垫,鞋底等;与SAN和PC的共混物,可增加产品硬度超过邵氏D80,还提高了模塑固化时间和脱模时间;与ABS的共混物改善了产品的屈挠性和耐磨性能。

商业信息

TPUS的定价与其他高性能的TPES相比,通常要高出约 2美元/磅,这很大程度上取决于种类、品级、添加剂等因素。

供货商有两种类型,大的原料生产商和较小的定制生产商,大的产品商以批量论价,但品级有限。较小的厂家可提供添加色料及其他添加剂的定制混配料,并能根据用户的特殊要求如硬度,“磨砂”表面或象皮革和织物一样的覆盖材料提供产品。

烯烃类热塑性弹性体(烯烃类TPES)

热塑性聚烯烃共混物包括了烯烃类TPES,热塑性聚烯烃(TPOS),弹性体改性聚丙烯(EMPPS)及工程聚烯烃。它们都是热塑性聚烯烃类(主要是聚丙烯)与弹性体的共混物,通常也称为烯烃类共混物。这些共混物具有宽广范围的物理性能和流变性能,从柔软的弹性体到又初又刚的材料都有,因而有广阔的应用范围。

TPOS一般在最普通的热塑性加工设备上就可加工成型。它们的宽广性能,低的重量和优良的加工性能及其它们的价格,成为各种终端用途可作出的最佳选择。

化学和性质

弹性体改性聚烯烃类共混物是由半结晶的热塑性聚烯烃与无定型的弹性体构成,主要类型为聚丙烯的均聚物或共聚物与乙烯一丙烯(EP)或乙烯一丙烯一二烯烃(EPDM)橡胶的共混物。它们可加入各种填料(如滑石粉、玻璃、碳酸钙、云母等),还可添加耐热、耐氧化、抗紫外线的稳定剂,色料,润滑剂及其它加工助剂。用作相容剂或为提高某些特殊性能也可加入其它的高聚物。

大多数TPOS是在间歇式或连续式混合机上制备的机械共混物,产品的形态和物理性能受到加工条件的影响。在混合期间可使之进一步改性,产生可控流变性产品或部分交联,但仍属热塑性材料的产品。

过去几年已有关于反应器内接续聚合制备PP/PE共混物的报导。这种共混物是在一组接续反应器中合成聚丙烯和EP共聚物的,包括制备PP和用相似的方法制备橡胶,但这是一个接续的过程。相对于机械共混物来说其产物的性能变化范围较小,然而反应器内制备的这些共混物却能满足某些应用要求,作为工程聚烯烃的组分也是很有用的。

TPO共混物在商业上应用的主要性能包括有极好的低温抗冲性能,较高的刚性,熔融流动速率和可控制的成型收缩率。上述特性可以调节满足某些特殊应用的需要,从柔软的橡胶状到具有很高硬度和刚性的共混物,弯曲模量为138至276MPa。TPOS还具有低的密度和优良的化学和电性能。使用温度为一40℃至130℃,添加耐紫外线稳定剂和紫外线吸收剂可改善户外使用时的耐老化性能(如增加耐紫外线稳定性),用色母料很容易为塑料着色。
经过相当大的努力成功地改善了烯烃类共混物的表面特性,提高了它们与涂料和粘合剂的结合能力。表面性能的改善促使了产品的商业化,提高了使用性能(如油漆的附着力和耐溶剂性能)。当某些产品具有功能性的表面后,它不需增粘涂层或底层就可被涂敷。

随着树脂设计和共混物、塑料合金技术的发展,将使TPOS逐渐渗透到工程塑料所占领的领域。

加工

热塑性聚烯烃共混物用传统的热塑性加工的方法很容易加工,大多数TPOS能注塑成型,也可吹塑成型或挤塑成型。也有一些热成型的品级。设计这些产品有宽广的选择范围,使定制的材料能满足加工和使用的要求。TPO材料已有很多的加工方法,并很容易注塑成型和其它热塑成型加工。

应用

热塑性聚烯烃共混物已普遍用于汽车工业,主要是汽车外装的模塑件(如缓冲器托板、导风板、侧面模件、填隙板、栅格、端盖),它们同样也用作垂直车身壁板和挡泥板扩张部分。由于它们能着色模塑,使产品具有低的光泽和良好的表面外界周时还保持了较好的耐紫外线稳定性排闭港潮的增车内装和外装的应用还在增加。由于材料的性能(如耐热。耐溶剂的稳定性,较好的柔软性和优良的声音阻尼性能)达到了相互均衡,其在导管消音材料,防护屏蔽和其它在汽车发动机罩下的应用正在扩大,另外TPOS的热成型,吹塑成型及注塑成型的产品正在进入卡车市场。在非汽车方面的应用有导线、电缆的绝缘层和护套,挡风(雨)条,工具把手,体育运动用品及其它注塑和挤塑成型的产品。

商业信息

热塑性聚烯烃共混物在1993年,全年仅在运输业的消耗用量高达1.5万亿磅,并正以 10%的年增长率发展。这种高的增长率在于对汽车市场的渗透,以及对一些材料的更换,如反应性注塑聚氨酯,聚碳酸酯共混物和工程塑料等。由于对环境因素更加重视,塑料的可再生性显得更为重要,对TPO材料的需求将会增加。它们的价格约为0.80一1.50美元/磅,主要供应商有 D&S Plastics, Himont, Exxon, Mytex, and CCT。
2.热成型,使用苯乙烯-丁二烯共聚物和通用型的聚苯乙烯(g.-p.PS)的共混物。苯乙烯-丁二烯共聚物以有 流动性的小球形式提供。

化学和性能

采用溶液聚合,以烷基理为催化剂,顺序加入苯乙烯和1,3一丁二烯单体,(可制成苯乙烯-丁二烯共聚物。苯乙烯-丁二烯共聚物既可通过偶合制成星型嵌段共聚物。又可通过线性加成及应制成多嵌段线型共聚物。所产生的无定形苯乙烯-丁二烯共聚物具有特殊的丁二烯、苯乙烯嵌段结构。丁二烯嵌段形成非连续的丁二烯橡胶微区,具有韧性和抗冲击性。透明性受了二烯嵌段长度和结构的控制,如果丁二烯嵌段微区长度小于可见光波长,则显示透明性。苯乙烯嵌段形成连续的苯乙烯微区,它具有热塑性、刚度、高光泽度以及与其它苯乙烯系树脂的相容性。这些聚合物凝胶含量低、模塑收缩低、有闪耀性、低吸水性。很好的挠曲寿命以及容易加工等特性。

苯乙烯-丁二烯共聚物可通过超声焊、溶剂粘接和振动焊接来粘合;并且可通过γ一射线或环氧乙烷来灭菌。苯乙烯-丁二烯共聚物是由美国食品与药物管理局FDA认可,可以应用于食品和饮料包装;它们在许多医学应用中,也允许使用。典型的Firestone公司的Stereon 881苯乙烯-丁二烯共聚物的性质见表一1。各种品级的苯乙烯-丁二烯共聚物主要用在两方面:注塑成型和热成型。注塑成型产品一般具有较高苯乙烯的含量,具有更大的表面硬度、刚性、更高的光泽度、更低的弯曲性以及更低的伸长率。这些产品通常不掺杂其它物质,并且具有非常好的抗冲击强度、韧性以及清晰度。

热成型产品通常与通用型聚苯乙烯共混后使用,其比例为60:40,40:60。这些产品与通用型聚苯乙烯的相容性非常好,并且具有非常好的挤出和热成型性能,可加工成薄型制品、具有低应力发白以及同时具有韧性和清晰度等优良性质。

苯乙烯-丁二烯共聚物也可用于制薄膜和掺混聚合物。其中掺混聚合物的基材可以是聚苯乙烯(PS)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、苯乙烯一丙烯腈共聚物(SAN)、聚丙烯(PP)、聚碳酸酯(PC)以及苯乙烯一甲基丙烯酸甲酯共聚物。

加工

苯乙烯-丁二烯共聚物的粒料不需干燥,并且可以回收使用。这些聚合物可以在一般的热塑性塑料加工设备上进行加工,例如片材挤塑、注塑成型、热成型以及吹塑成型。典型的加工温度为380-450 °F 。它们可以很容易着色成为深色但仍是透明的或是不透明的,并且可以被染成各种颜色。通常用于聚苯乙烯和HIPS的加工设备都可用于加工苯乙烯-丁二烯共聚物。

应用

由于苯乙烯-丁二烯共聚物具有很好的清晰度、韧性、容易加工以及经济性,所以它们可应用于许多领域中。苯乙烯-丁二烯共聚物热成型产品通常受益于与之共混的价廉的通用型聚苯乙烯,因为这样可使它们应用于一次性包装中,其中包括:一次性饮料杯、碗、托盘、食品盖、快餐盒以及各种容器盖。

其它应用包括:泡沫包装和其他的展示品包装。注塑成型产品的应用包括:医用制件,陈列品箱、箱、盒、展示品盒、罩以及玩具零件、支架和办公用品等。薄膜的应用包括:热收缩性包装袋、蔬菜保鲜袋和外包装。

商业信息

苯乙烯-丁二烯共聚物的性能和价格正好介乎兼透明有脆性,价格低廉的材料如通用型聚苯乙烯和那些价格昂贵、高性能或难加工的材料如PETG、PC. OPS。纤维素塑料、丙烯酸酯、PVC以及ABS之间。每磅价格在0.8—1.05美元范围内。目前的苯乙烯-丁二烯共聚物制造厂遍及世界,他们注册的商品名为:美国Firestone公司的 Stereon;美国 Phillips 66公司的 K—Resin;日本 Asahi Chemical公司的Asaflex;德国BASF公司的Styrolux;日本Denki-Koguku公司的Clearen;和比利时Fina Oil&Chemical的Finaclear.

苯乙烯-丙烯腈共聚物

苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)是无色透明的热塑性树脂,具有耐高温性、出色的光泽度和耐化学介质性,还有优良的硬度、刚性、尺寸稳定性和较高的承载能力。由于该树脂固有的透明性,故非常普通地用于制造透明塑料制品。

化学和性能

SAN树脂是线性无定形共聚物,是通过连续本体、悬浮或乳液聚合制得。通过分子量的改变和苯乙烯/丙烯腈的配比变化可以调节聚合产物的性能。在聚合过程中或聚合完成后的配混操作中可加人添加剂和改性剂,以获得所需要的综合性能。所用添加剂和改性材料一般包括着色剂、玻璃纤维增强材料、脱模剂、紫外光稳定剂、弹性体、抗静电剂以及流动助剂和加工助剂。

SAN树脂能耐脂肪烃、非氧化性酸。碱、植物油、食品,某些醇类和洗涤剂,但与一些芳香烃、酮类、酯类和氯化烃接触会被侵蚀。热变形温度范围为200~230°F(182MPa下),所制得产品的最高使用温度受应力、周围的化学介质环境和取向度的影响很大,但185°F 的连续使用温度是完全能够达到的。SAN的断裂拉伸强度为69—83MPa,其弯曲强度和弹性模量一般较高。根据树脂品级和加工条件不同,SAN的缺口悬臂梁抗冲击强度范围为 0.2~0.5 ft.lb/in。

SAN树脂与用量更大。被普遍使用的ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物)合成树脂相比,缺少一个橡胶组分(丁二烯橡胶)。由于SAN中没有橡胶组分,因此它的抗冲击强度低于ABS树脂。但SAN其它大部分性能(如耐热性、耐化学介质性、拉伸和弯曲强度和光泽度等)优于通用级ABS树脂。

特殊品级

SAN的特殊品级包括紫外光稳定级、抗静电级、耐渗透级、玻璃纤维增强级等。抗静电SAN生产的制品可防止粒子和灰尘的吸附聚集;耐渗透SAN可减少气体和水蒸汽的透过率;用紫外光稳定级SAN生产的玻璃、散光板和标志牌等产品其性能得到改善。

玻璃纤维增强SAN树脂具有很高的刚性和尺寸稳定性。新开发的SAN树脂有高透明级、“洁白”产品级、可发性SAN(用于生产泡沫塑料)和各种共混物和合金。

虽然SAN树脂本身是透明的,但通过顶着色方式或使用浓色母料,也能制造一系列发雾的、半透明和不透明的制品。

加工

SAN树脂可用普通热塑性塑料的成型方法进行加工,如注塑、挤塑、注塑吹塑和压塑成型等。SAN树脂有吸水性,故为保证产品质量,在加工成型前应对SAN进行干燥处理。

SAN树脂可进行二次加工,而且其性能变化很小。但是,如果受热厉害的话,产品可能会发生颜色变化,变成黄色色调。SAN在再加工中不能混杂其它塑料,尽管它们很容易相容,但也会对产品的颜色和透明度产生影响。

SAN为极性聚合物,一般与非极性树脂(包括聚苯乙烯)不相容。SAN树脂与ABS树脂是相容的。

适用于SAN的后处理操作包括热冲压、涂漆、丝网印刷、超声波焊接、机械加工、真空喷镀、溶剂粘焊,以及用于ABS、丙烯酸酯类树脂和聚苯乙烯的其它大部分加工方法。

应用

SAN树脂最大的用途是作为一个组分制造ABS树脂。因此,所有主要的ABS生产厂都制造SAN树脂。SAN在商业市场上有广泛的用途。

家庭用品 SAN用于制造家庭用品是因为它具有透明性,对一般食物和洗涤剂有耐化学介质性,并且具有足够的耐高温性可以在高温洗涤条件下洗涤。具体应用有大口杯、带把杯、洗浴用具、冰桶、沙拉碗和托盘等。
器械附件 SAN树脂在此方面的应用也主要缘于其透明性和耐化学介质性。主要用途包括冷藏柜抽屉、搅拌器。真空吸尘器部件、加湿器部件和洗衣机洗涤剂喷洒器。

汽车部件 抗紫外线/耐紫外线的SAN可用于生产车灯玻璃。玻璃纤维增强SAN可制造汽车仪表盘。

电器 主要有磁带盒和磁带盒上透明窗、唱机盖、仪表透明外壳、计算机卷纸器、蓄电池箱、按键帽、计算器和打印机工作台。

建筑 安全玻璃、滤水器外壳和水龙头旋扭。

医用制品 注射器、血液抽吸管、肾渗折装置及反应器。

包装材料 化妆盒、口红套管、睫毛膏盖瓶子、罩盖、帽盖喷雾器和喷嘴等。

特殊产品 一次性打火机外壳、刷子基材和硬毛、渔具、假牙、牙刷柄、笔杆、乐器管口以及定向单丝,这些都是SAN的一部分应用。

工业制品 蓄电池箱、用于许多其它塑料的浓色母料载体;作为PVC添加剂以改善其成型性、耐热性和光泽度。

氯化PVC

氯化聚氯乙烯是聚氯乙烯树脂后氯化得到的一种独特聚合物。

化学与性质

PVC分子上再增加一些氯以后,产物CPVC树脂的玻璃化温度(Tg)将提高至239至275°F温度范围内;载荷下热变形温度,根据其配方的不同,也将从PVC物料的约158°F提高到180至219°F的温度范围内。也就是说,所额外增加的氯,改善了硬PVC的阻燃性、生烟性,提高了抗张强度和模量,而保留了它原有的良好性能:突出的尺寸稳定性,优良的耐化学特性以及良好的介电性能。

CPVC混配料仍然保持较高氯含量树脂的高热畸变温度特性,其物料混配工艺与PVC混配相类似,但更复杂、更困难。

混配料可应用传统的挤塑、压延、注塑等加工管材、型材、片材等热塑性成型方法。挤塑加工包括用双螺杆挤塑机加工粉末状物料和用单螺杆挤塑机加工粒状物料。

用一种合适的溶剂溶解CPVC树脂,可制得一种很有用的粘接剂。一些加工者还可用其溶液成功地制得CPVC流延薄膜。

加工

虽然CPVC是以PVC为基质制得的聚合物,且和PVC共有某些性能,但是,它也是一种有其自身特性的聚合物,这一点对于其加工特别重要。例如,CPVC聚合物熔融温度范围从400°F直至最高达到 450°F。挤塑加工需要采用镀铬或不锈钢的模头。挤塑模头必须是良好流线型,以保证能长时间地加工运转。平板模头不能获得满意的挤塑运转时间。为了很好地控制管材和异型材的挤塑尺寸,最好采用真空定型技术。挤塑设备需配备至少 40马力的螺杆传动装置。有几种螺杆设计可适于挤塑加工各种配方好的混配料。

注塑加工需要采用有合适导出长度的低压缩螺杆。管件用物料需要采用尖梢式塑化螺杆。而低粘度,高产出物料需要采用卸掉滑动止过环的加工螺杆,不能采用球形止逆螺杆。注塑模具应该采用不锈钢材料,至少也应采用镀铬或镀镍材料。

应用

由于固有的耐化学特性、高度的刚性、固有的抗燃性、优良的抗张强度、耐室内光、耐气候特性以及合适的密度,使CPVC材料具有广泛的应用市场。

传统上,CPVC材料常用于制造冷。热水输送管材、管件以及工业化学液体的传送管道、管件、阀门等。最新技术的发展使之可以挤塑成型窗玻璃镶装压条、冷却塔板、汽车内用制品、废弃物处理器具以及各种室外深色应用物品。一些定制注塑品级可见于办公机械外壳、长途通讯设备用品以及一些仪器部件。一项最新发展是消防系统管材、管件特用的CPVC 物料。

CPVC最早(大约1960年)用于制造居家用冷、热水输送管及管件。其管材热损耗低、不挂水滴、无水垢聚积,在180°F温度与 100磅/英寸2压力下可持续应用,并经美国国家环境卫生基金会可饮用水认证,因而,促使数百万居住小区采用CPVC管材。CPVC物料制成的水龙头配件及阀门用于饮用水系统中,也具有同样优点。
建筑上的其他应用还包括窗玻璃深色镶装压条、天窗框架,这是因为CPVC有较高耐热性,可耐受深色导致的聚积热。

CPVC耐化学特性使之能应用于传送工业液体,尤其是造纸、制浆过程中的高温液体以及电镀、电化学操作中的酸。碱液体。许多电镀工业管线中都采用CPVC贮罐、管材及过滤元件。甚至还有包括管道、管件、阀门、滤料板和过滤设备、泵等全都用CPVC制造的完整系统。

家用电器制造厂商还发现,CPVC良好的排水性、固有的抗燃性(达到UL标准94-SVA)、耐皂液、耐漂性,对于直接安装在洗碗机、洗衣机内电动机上的水泵来说,都符合要求。

高度的耐热性、抗燃性、遇油脂也不龟裂,因而可考虑用CPVC制造汽车内装件。这些特性也使CPVC可用来制造冷凝水回流管和滴水盘。

固有的抗燃性(UL标准94—SVA可燃性),以及优良的耐化学特性、抗紫外荧光性、抗墨水污渍与良好的吸音性,使得一系列新型品牌的CPVC可用来制造诸如打印机外壳和底座等一类的办公机械部件。

还有一些低生烟性的CPVC物料,它们满足联邦航空局规范25.853款(A-1)有关飞机机舱内制品热释放值必需符合一定速率的最新要求。同时,这些物料也满足城市公共交通管理局烟火准则要求。这些低生烟性物料的挤塑制品也满足楼房内A级标准有关低烟火性能的要求。还有几种深色的耐气候的新型品牌的物料应用于农田灌溉方面。总之,氯化不仅保留了PVC原有的优良性能,而且使聚合物适用于更高的温度下,因而,常常可代替金属或其他价格更贵的工程塑料。

商业信息

CPVC聚合物由 The BF Goodrich公司特种聚合物和化学品分公司销售。1991年初的价格为:每磅1.30至1.50美元。

苯乙烯-丙烯腈共聚物

苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)是无色透明的热塑性树脂,具有耐高温性、出色的光泽度和耐化学介质性,还有优良的硬度、刚性、尺寸稳定性和较高的承载能力。由于该树脂固有的透明性,故非常普通地用于制造透明塑料制品。

化学和性能

SAN树脂是线性无定形共聚物,是通过连续本体、悬浮或乳液聚合制得。通过分子量的改变和苯乙烯/丙烯腈的配比变化可以调节聚合产物的性能。在聚合过程中或聚合完成后的配混操作中可加人添加剂和改性剂,以获得所需要的综合性能。所用添加剂和改性材料一般包括着色剂、玻璃纤维增强材料、脱模剂、紫外光稳定剂、弹性体、抗静电剂以及流动助剂和加工助剂。
SAN树脂能耐脂肪烃、非氧化性酸。碱、植物油、食品,某些醇类和洗涤剂,但与一些芳香烃、酮类、酯类和氯化烃接触会被侵蚀。热变形温度范围为200~230°F(182MPa下),所制得产品的最高使用温度受应力、周围的化学介质环境和取向度的影响很大,但185°F 的连续使用温度是完全能够达到的。SAN的断裂拉伸强度为69—83MPa,其弯曲强度和弹性模量一般较高。根据树脂品级和加工条件不同,SAN的缺口悬臂梁抗冲击强度范围为 0.2~0.5 ft.lb/in。
SAN树脂与用量更大。被普遍使用的ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物)合成树脂相比,缺少一个橡胶组分(丁二烯橡胶)。由于SAN中没有橡胶组分,因此它的抗冲击强度低于ABS树脂。但SAN其它大部分性能(如耐热性、耐化学介质性、拉伸和弯曲强度和光泽度等)优于通用级ABS树脂。
特殊品级
SAN的特殊品级包括紫外光稳定级、抗静电级、耐渗透级、玻璃纤维增强级等。抗静电SAN生产的制品可防止粒子和灰尘的吸附聚集;耐渗透SAN可减少气体和水蒸汽的透过率;用紫外光稳定级SAN生产的玻璃、散光板和标志牌等产品其性能得到改善。
玻璃纤维增强SAN树脂具有很高的刚性和尺寸稳定性。新开发的SAN树脂有高透明级、“洁白”产品级、可发性SAN(用于生产泡沫塑料)和各种共混物和合金。
虽然SAN树脂本身是透明的,但通过顶着色方式或使用浓色母料,也能制造一系列发雾的、半透明和不透明的制品。
加工
SAN树脂可用普通热塑性塑料的成型方法进行加工,如注塑、挤塑、注塑吹塑和压塑成型等。SAN树脂有吸水性,故为保证产品质量,在加工成型前应对SAN进行干燥处理。
SAN树脂可进行二次加工,而且其性能变化很小。但是,如果受热厉害的话,产品可能会发生颜色变化,变成黄色色调。SAN在再加工中不能混杂其它塑料,尽管它们很容易相容,但也会对产品的颜色和透明度产生影响。SAN为极性聚合物,一般与非极性树脂(包括聚苯乙烯)不相容。SAN树脂与ABS树脂是相容的。
适用于SAN的后处理操作包括热冲压、涂漆、丝网印刷、超声波焊接、机械加工、真空喷镀、溶剂粘焊,以及用于ABS、丙烯酸酯类树脂和聚苯乙烯的其它大部分加工方法。
应用
SAN树脂最大的用途是作为一个组分制造ABS树脂。因此,所有主要的ABS生产厂都制造SAN树脂。SAN在商业市场上有广泛的用途。
家庭用品 SAN用于制造家庭用品是因为它具有透明性,对一般食物和洗涤剂有耐化学介质性,并且具有足够的耐高温性可以在高温洗涤条件下洗涤。具体应用有大口杯、带把杯、洗浴用具、冰桶、沙拉碗和托盘等。
器械附件 SAN树脂在此方面的应用也主要缘于其透明性和耐化学介质性。主要用途包括冷藏柜抽屉、搅拌器。真空吸尘器部件、加湿器部件和洗衣机洗涤剂喷洒器。
汽车部件 抗紫外线/耐紫外线的SAN可用于生产车灯玻璃。玻璃纤维增强SAN可制造汽车仪表盘。
电器 主要有磁带盒和磁带盒上透明窗、唱机盖、仪表透明外壳、计算机卷纸器、蓄电池箱、按键帽、计算器和打印机工作台。
建筑 安全玻璃、滤水器外壳和水龙头旋扭。
医用制品 注射器、血液抽吸管、肾渗折装置及反应器。
包装材料 化妆盒、口红套管、睫毛膏盖瓶子、罩盖、帽盖喷雾器和喷嘴等。
特殊产品 一次性打火机外壳、刷子基材和硬毛、渔具、假牙、牙刷柄、笔杆、乐器管口以及定向单丝,这些都是SAN的一部分应用。
工业制品 蓄电池箱、用于许多其它塑料的浓色母料载体;作为PVC添加剂以改善其成型性、耐热性和光泽度。

氯化PVC
氯化聚氯乙烯是聚氯乙烯树脂后氯化得到的一种独特聚合物。
化学与性质
PVC分子上再增加一些氯以后,产物CPVC树脂的玻璃化温度(Tg)将提高至239至275°F温度范围内;载荷下热变形温度,根据其配方的不同,也将从PVC物料的约158°F提高到180至219°F的温度范围内。也就是说,所额外增加的氯,改善了硬PVC的阻燃性、生烟性,提高了抗张强度和模量,而保留了它原有的良好性能:突出的尺寸稳定性,优良的耐化学特性以及良好的介电性能。
CPVC混配料仍然保持较高氯含量树脂的高热畸变温度特性,其物料混配工艺与PVC混配相类似,但更复杂、更困难。
混配料可应用传统的挤塑、压延、注塑等加工管材、型材、片材等热塑性成型方法。挤塑加工包括用双螺杆挤塑机加工粉末状物料和用单螺杆挤塑机加工粒状物料。
用一种合适的溶剂溶解CPVC树脂,可制得一种很有用的粘接剂。一些加工者还可用其溶液成功地制得CPVC流延薄膜。
加工
虽然CPVC是以PVC为基质制得的聚合物,且和PVC共有某些性能,但是,它也是一种有其自身特性的聚合物,这一点对于其加工特别重要。例如,CPVC聚合物熔融温度范围从400°F直至最高达到 450°F。挤塑加工需要采用镀铬或不锈钢的模头。挤塑模头必须是良好流线型,以保证能长时间地加工运转。平板模头不能获得满意的挤塑运转时间。为了很好地控制管材和异型材的挤塑尺寸,最好采用真空定型技术。挤塑设备需配备至少 40马力的螺杆传动装置。有几种螺杆设计可适于挤塑加工各种配方好的混配料。
注塑加工需要采用有合适导出长度的低压缩螺杆。管件用物料需要采用尖梢式塑化螺杆。而低粘度,高产出物料需要采用卸掉滑动止过环的加工螺杆,不能采用球形止逆螺杆。注塑模具应该采用不锈钢材料,至少也应采用镀铬或镀镍材料。
应用
由于固有的耐化学特性、高度的刚性、固有的抗燃性、优良的抗张强度、耐室内光、耐气候特性以及合适的密度,使CPVC材料具有广泛的应用市场。
传统上,CPVC材料常用于制造冷。热水输送管材、管件以及工业化学液体的传送管道、管件、阀门等。最新技术的发展使之可以挤塑成型窗玻璃镶装压条、冷却塔板、汽车内用制品、废弃物处理器具以及各种室外深色应用物品。一些定制注塑品级可见于办公机械外壳、长途通讯设备用品以及一些仪器部件。一项最新发展是消防系统管材、管件特用的CPVC 物料。
CPVC最早(大约1960年)用于制造居家用冷、热水输送管及管件。其管材热损耗低、不挂水滴、无水垢聚积,在180°F温度与 100磅/英寸2压力下可持续应用,并经美国国家环境卫生基金会可饮用水认证,因而,促使数百万居住小区采用CPVC管材。CPVC物料制成的水龙头配件及阀门用于饮用水系统中,也具有同样优点。
建筑上的其他应用还包括窗玻璃深色镶装压条、天窗框架,这是因为CPVC有较高耐热性,可耐受深色导致的聚积热。
CPVC耐化学特性使之能应用于传送工业液体,尤其是造纸、制浆过程中的高温液体以及电镀、电化学操作中的酸。碱液体。许多电镀工业管线中都采用CPVC贮罐、管材及过滤元件。甚至还有包括管道、管件、阀门、滤料板和过滤设备、泵等全都用CPVC制造的完整系统。
家用电器制造厂商还发现,CPVC良好的排水性、固有的抗燃性(达到UL标准94-SVA)、耐皂液、耐漂性,对于直接安装在洗碗机、洗衣机内电动机上的水泵来说,都符合要求。
高度的耐热性、抗燃性、遇油脂也不龟裂,因而可考虑用CPVC制造汽车内装件。这些特性也使CPVC可用来制造冷凝水回流管和滴水盘。
固有的抗燃性(UL标准94—SVA可燃性),以及优良的耐化学特性、抗紫外荧光性、抗墨水污渍与良好的吸音性,使得一系列新型品牌的CPVC可用来制造诸如打印机外壳和底座等一类的办公机械部件。
还有一些低生烟性的CPVC物料,它们满足联邦航空局规范25.853款(A-1)有关飞机机舱内制品热释放值必需符合一定速率的最新要求。同时,这些物料也满足城市公共交通管理局烟火准则要求。这些低生烟性物料的挤塑制品也满足楼房内A级标准有关低烟火性能的要求。还有几种深色的耐气候的新型品牌的物料应用于农田灌溉方面。总之,氯化不仅保留了PVC原有的优良性能,而且使聚合物适用于更高的温度下,因而,常常可代替金属或其他价格更贵的工程塑料。
商业信息
CPVC聚合物由 The BF Goodrich公司特种聚合物和化学品分公司销售。1991年初的价格为:每磅1.30至1.50美元。
烯烃改性苯乙烯-丙烯腈共聚树脂
烯烃改性苯乙烯-丙烯腈共聚树脂(OSA)是具有韧性的特殊工程热塑性塑料,在室外环境下其物理性能和颜色不发生变化。可以设计制造各种品级的烯烃改性苯乙烯-丙烯腈共聚树脂,或是用作生产薄膜或是将其共挤塑在各种耐候性差、价格低的组分材料的基材表面,作为保护覆盖层。其它品级OSA可挤塑片材或型材,或注塑成型。
化学与性能
OSA是用饱和烯烃弹性体改性苯乙烯-丙烯腈共聚物,再加入紫外光吸收剂。抗氧化剂、耐气候老化颜料等而制得。它具有较高的抗冲击强度和耐热性,在户外暴晒下颜色几乎不发生变化。
OSA树脂耐烯酸、碱和盐,在许多石油馏分间歇性接触时的耐受性有限。建议不要在与低分子量芳烃、酮、酯和氯化烃有接触的应用场合使用OSA产品。
加工
OSA树脂可用于吹塑薄膜、挤塑片材或型材,也可注塑成型。其加工条件、后续校正、冷却和后成型操作必须将内应力控制在最小的程度,内应力能够影响制品的耐气候老化特性。使用长径比为24:1或更大一些的一段或二段螺杆挤出机最适宜。建议使用标准层流型模具和供料头。
在OSA覆于ABS之上的片材时共挤塑,在真空成型垂伸之后,其着色OSA层最薄部分的厚度至少应该为15mils。不同基材上的薄膜厚度,部分取决于底部基材。注塑成型件的外观再现了模具内表面的光泽平整,但户外暴晒一、二年之后,最初的高光泽成品将变成无光毛面。
在生产固态OSA树脂时,回料的掺用率可为 25%。但当 OSA作为覆盖层与不耐气候老化的基村共挤塑时,只有基材能掺用回料。
半成品部件可进行机加工、冲切、钻孔,或用经测试与OSA相容的粘合剂进行装配,可以使用于OSA的装饰技术包括热冲切、涂漆和使用相容的材料进行丝网印刷。
应用
OSA作为保护覆盖层覆于价格较低的基材之上二次加工成型的产品构件其成本/效果值较高,用于建筑、休闲用具、农业和运输以及其它领域中。
OSA和其它耐候聚合物有相容性,可与它共混以改善性能。
工程用热塑性弹性体
工程用热塑性弹性体(EngineeringTPES)是一种高强度、高性能的材料。它的弹性(弹性极限)和强度可恢复程度在硬质工程塑料和橡胶之间。它们的高弹性在如下应用中非常实用:在连续的冲击、震动、弯曲后,必须快速恢复形状——例如汽车保险杠、铰链、弹簧、卡扣、球类、减震器以及柔性传动和密封。
众所周知的工程用热塑性弹性体(ETES),具有比橡胶更高的强度(一般为2—6倍)。因此,在许多应用中,工程用热塑性弹性体可代替橡胶产品,并且节省了材料和加工时间。
因为工程用热塑性弹性体在厚的或支撑部位上“功能上相等”于结构塑料,在薄的部位又具有弹性;所以它们可以在许多应用中作为多功能的材料。
化学
工程用热塑性弹性体的弯曲模量从34.5(大约是橡胶刚性的3倍)到1379MPa(与尼龙的刚性相似)。在化学结构上,这种树脂是聚酯结晶硬段与无定形二元醇软段的无规嵌段共聚物。变化硬段和软段的比例可制成一系列的树月旨。
机械性能
工程用热塑性弹性体的强度和刚性分别是“典型”的橡胶(硬度为邵氏A70)的2—6倍和3~100倍。一般工程用热塑性弹性体树脂的强度、刚性和弹性分别是未补强尼龙的一半、三分之一和三倍。
工程用热塑性弹性体的极限伸长率约为500%,而弹性极限为7— 25%应变(依据不同品级)。这种树脂具有较优的弯曲寿命、弹簧性质和抗蠕变性。它可以在很宽的温度范围内保持性质不变。
动力学性能。工程用热塑性弹性体的一个显著特征是具有非常好的动力学性能。经过合理设计的部件在承受反复的拉伸和压缩后,并不损失其机械性能,并且可以承受数百万次弯曲循环(甚至在-40°F的低温下)。
抗冲击强度。这种树脂即使在低温下,也具有很好的韧性。软质更富柔曲性品级的工程用热塑性弹性体,在标准实验室用悬臂梁冲击测试中不会断裂,并且可以作为聚酯、乙烯基树脂、聚丙烯酸酯和苯乙烯系塑料的抗冲击改性剂。
温度。工程用热塑性弹性体在一40~300°F温度范围内,性能很好。机械性能从低温到很高温度范围内,比其它热塑性弹性体和许多橡胶材料更为稳定。
其他性能
电性能。工程用热塑性弹性体在600伏条件下有很好的绝缘强度。例如在低压线中,仅用三分之一的绝缘包皮厚度,工程用热塑性弹性体就可以代替交联聚乙烯产品。因此,无论是在性能上还是在经济上,都是很有收益的。
燃烧性 未经改性的工程用热塑性弹性体定为UL的HB级;加过添加剂的混配级则分别定为 UL94-2和 UL V一0级。
耐化学品和抗环境影响性。工程用热塑性弹性体树脂具有高度的耐化学品和耐热性。在热的烃类环境中,高刚性品级工程用热塑性弹性体性能最佳;非常适合在热油、油脂、燃油以及液压油中使用。工程用热塑性弹性体还具有对燃料的低渗透性。工程用热塑性弹性体的耐辐射性,在核能工程用的和医用的制品(灭菌)时,具有很大的优越性。
耐候性。工程用热塑性弹性体要避免紫外线照射。防紫外线添加物和炭黑浓母料可以在成型机上通过计量共混而被加入。通过十年测试的资料显示:经过适当稳定的树脂,在各种气候条件下都能使用。
加工
工程用热塑性弹性体必须在加工前进行干燥。它们的加工很容易进行,加工条件的范围也很宽。可以使用标准注塑成型机、挤塑机、吹塑成型机、旋转成型机等。可以通过挤塑铸塑和吹塑制薄膜。由于这种树脂具有柔性,所以在顶出时必须考虑防止其压缩和变形。因此,建议使用具有大型顶杆和脱膜板、以及带有芯棒的大推力装置。
独特的加工过程包括:
1.大型倒置式模具可采用简单的钩型和搭扣设计以便模制复杂形状的制品。
2.不需特殊处理便可制成整体埋塑活动节点。
3.在同一部件上,可以有厚薄不同的截面。
4.与PVC、ABS、聚酯以及聚丙烯酸酯有共挤出和镶嵌模塑相容性。
工程用热塑性弹性体树脂在模塑时可以达到重现模具表面的A级光洁度。这样不需二次加工处理便可生产涂装的汽车部件。
应用
由于工程用热塑性弹性体同时具有机械性能、耐环境影响、容易加工以及加工的多样性,所以它可代替许多材料。包括:金属、皮革、橡胶和铸塑、反应注塑成型(RIM)聚氨酯。使用它制造的产品主要有:汽车部件、工业产品、交通用具。消费产品、通讯、商业设备以及医用制品。
在涂装的汽车外部部件方面,开拓了新的市场。包括:仪表板、保险杠外皮、以及贴面包覆层等。其主要原因是工程用热塑性弹性体的价格低廉、表面性能好以及优越的耐用性等。
另一种新的趋势是“可注塑成型的皮革”。最初替代皮革是在制鞋业。工程用热塑性弹性体可注塑成与皮革的质地、纹理相当的制品,并且具有便于缝纫和粘接的高撕裂强度。
商业信息
工程用热塑性弹性体正在迅速增长,随着设计师和制造厂商对这些树脂的认识更加熟悉而继续增长。商品的工程用热塑性弹性体包括 Du Pont公司的 Hytrel Polymers ZytelFN柔性尼龙合金和用于汽车部件的Bexloy V;Eastman Chemical公司的 Ecdel; Hoechst Celanese公司的Riteflex以及GE Plastics公司的Lomod等等。
苯乙烯-马来酸酐共聚物
苯乙烯-马来酸酐无规共聚物是通过采用生产聚苯乙烯(PS)的技术制造出来的。它在重要的汽车内结构部件应用方面,作为最具有经济性的产品而被采用;同时,在工、商业中,也得到了广泛的使用。而新的应用正逐渐被开发,有微波炉食品盒、以长玻璃纤维为基础材料的结构部件以及与苯乙烯-马来酸酐共聚物的共混物。
化学与性能
最简单形式的透明的苯乙烯-马来酸酐共聚物(S—MA)是通过苯乙烯单体与少量的马来酸酐单体反应制得的,见图一1。马来酸酐单体无规地接到PS主链上,增加了玻璃化转变和热变形温度。一般苯乙烯-马来酸酐共聚物产品的热变形温度都超过260°F。在注塑成型时,即使温度超过550°F时,这种聚合物的性能仍然相当稳定。
在反应阶段,橡胶段接校在聚合物上,可以使之具有很好的韧性。在许多工程应用中,为了满足韧度要求,这一过程是至关重要的。
在许多应用中,需要通过玻璃纤维补强来增加苯乙烯-马来酸酐共聚物的强度和硬度。在通过化学方法处理的玻璃纤维表面和高极性的马来酸酐组分之间,化学偶合可以很容易进行并且耐久。这种良好的粘合可以通过电子显微镜观察其复合材料的断口,而得到充分的证实。这种粘合性可以使其强度、模量、韧性(甚至长期暴露在恶劣环境下)保持长期不变。性能稳定化的产品,在温度超过235°F、经过2000hr后,其主要的强度和韧性几乎没有损失。由苯乙烯-马来酸酐共聚物制成的汽车外部构件,在汽车使用寿命期内,充分保证了乘客的安全性。这一点是至关重要的。
品种和性能
实际上,只有一个厂向世界供应苯乙烯-马来酸酐共聚物。可以买到的其它的苯乙烯共聚物和三元共聚物有苯乙烯-丙烯睛共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物以及苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-马来酸团三元共聚物。这种聚合物冲击性的改善一般可通过与接枝ABS聚合物混合来获得。其它苯乙烯聚合物品种在市场有售的包括:与甲基丙烯酸或许多不同的酰亚胺共聚,有时也有与丙烯睛共聚制成的产品。
为了满足许多应用领域制结构件的需要,玻璃纤维补强对苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂的机械性能的影响非常重要。不同品级的产品具有不同的强度、耐热性和韧性。目前,大多数补强玻璃纤维含量为 20%(重量),其范围可在5— 40%之间。通常获得玻璃补强的方法是混合熔融树脂颗粒和玻璃纤维。刚刚问世的新型增强热塑性塑料(玻璃纤维含量超过 50%),使这些树脂更具有制作结构件的优越性。
没有补强的苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂可以有不同的透明性、抗冲击性和耐热性。冲击性改善后的产品具有韧性和不透明性。所有树脂都可与提高耐热、耐候性的稳定剂进一步混合,并且可以在许多应用中,着成不同的颜色。这种树脂是颗粒形的,适于注塑成型、挤塑、泡沫挤塑、结构泡沫成型、并且可以作为溶剂型填缝组分中的粘料。这些产品的高熔体流动对于复杂部件有快速的成型周期,是非常理想的。
加工方法与性能
注塑成型。苯乙烯-马来酸酐共聚树脂的高熔体流动性和快速定型特点使之可以进行快速注塑成型。这样提高了成型产品的产率,从而大大降低了成本。
苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂具有非常好的流变特性,这可使之很容易进行注塑成型和挤塑成型。升高熔融温度从440到550°F,可以提高平均流动速率达 66%。
苯乙烯-马来酸酐共聚物通常在往复式螺杆注塑成型机上进行加工,螺杆的渐变压缩比为20:1—25:1。典型的螺杆L/D比为15:1—24:1。用于AB巳PS、PC的一般用途的螺杆都可以使用。排气式和计量式螺杆注塑成型也是非常有效的。
使用回用料,可以大大降低成本。在大多数应用中,回用料用量高达 25%时对成型加工制件的性质不会受到损失。
挤塑。苯乙烯-马来酸酐共聚树脂通常可用加工HDPS、PS、ABS树脂的单螺杆或双螺杆挤出片材的生产线上进行加工。苯乙烯-马来酸酐共聚物也可与不同的聚合物进行共挤塑。其制品可应用于许多高温包装中。在某些情况下,通过马来酸酐官能基的亲合力而自行粘合。
泡沫板材的成型可以运用直接注塑发泡成型技术,在一般的串联挤塑机上进行。发泡剂被注射到主挤塑机的计量段。一般用于挤PS泡沫的螺杆可适用。
应用
从仪器板到顶板衬里,从底面和顶部的托架到工具箱门和装饰件,苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂为汽车设计师认定可以作为内部构件。高档的热性能、很好的硬度和尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度等优越性能,在汽车应用中,充分地保证了乘客的安全(无论是在高速或低速、高温或低温行驶条件下的碰撞)。
美国汽车制造厂常用的柔性的仪表垫板,是使用了单块结构、4~8lb重的成型基板制的。目前,北美苯乙烯-马来酸酐闯共聚树脂仪表垫板的市场占有率可达40%。
由于苯乙烯-马来酸酐共聚物树脂具有耐高温性、很好的硬度以及尺寸稳定性,所以它符合许多工、商业材料的标准。
另外,由于苯乙烯-马来酸酐共聚树脂具有耐磨性、高光泽度、容易成型以及很好的装饰性,所以其制品不仅耐用,而且美观、成本低。其应用包括:医院食品用托盘、微波炉托盘、空调栅格以及安全的洗碗机滚筒。
商业信息
苯乙烯-马来酸酐共聚物的工业化生产已达15年,产量超过5千万磅,并且正以每年 15~ 20%的速度递增。它广泛应用于汽车行业。
苯乙烯-马来酸酐共聚物的两种嵌段物——苯乙烯和马来酸团,都是价廉的化学品。聚合加工可有效地生产出经济的基础聚合物。
也有苯乙烯-马来酸酐共聚物的特殊品级。包括:着色的稳定化处理过的。几种重要的苯乙烯共聚物产品在市场中与苯乙烯-马来酸酐研共聚物有类似用途。
苯乙烯为主链共聚物具有独特的性能。在苯乙烯-马来酸酐共聚树脂与苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚树脂中马来酸酐增加了苯乙烯系共聚树脂的耐热性。
ARCO化学公司是美国唯一提供苯乙烯-马来酸酐共聚树脂产品的厂商,商品名为Dylark Resin。
Monsanto化学公司提供与ABS树脂并用的一系列三元共聚物,商品名为cadon .
聚醚砜
聚醚砜是一种耐高温、无定形热塑性工程塑料,它是从1983年开始上市的具有长期热稳定性和许多芳族砜的典型性质。它可以在许多方面取代金属、玻 璃以及陶瓷等材料。
性能
在聚醚砜的许多用途中,最主要的是它能在长期的高温条件下使用。ASTM D— 648热变形温度可达 400°F。
它可以在-148—392°F范围内保持很好的韧性和延展性。玻璃化转变温度是 428°F。在 60—106Hi的频率范围内和在高温的条件下,其电性能保持不变。
在室温条件下,其机械性能与其它砜类聚合物相似。它是一种坚硬的材料,弯曲模量为 2757MPa,拉伸冲击强度为160 ft.-lb/sq.inch。机械性能的稳定性可以保持到将近热变形的温度。聚醚砜比其它无定形热塑性塑料具有更好的抗环境应力龟裂性能。侵蚀性最强的是酯、酮和烃类。有一定侵蚀性的是醇、芳烃。
聚醚砜具有水解稳定性并且耐通常使用的酸、碱。不加阻燃剂仍具有很好的阻燃性。它由美国食品药物管理局(FDA)认可可在食品行业中一次或多次使用。
聚醚砜砚的混合料可以为透明的,也可以是不透明的。它有多种玻璃纤维补强品级。其它的填充物例如矿物质和玻璃微球也可以被采用。
加工
聚醚砜可以在一般的注塑成型和挤出成型设备上进行加工。聚醚砜具有相当高的熔融加工温度范围(最高为610—750°F),这与它高的热变形温度(400°F)有关。
在熔融加工前,必须将其干燥到含水量小于 0.04%。这一过程可在一个空气循环烘箱或料斗干燥器内完成,300 °F干燥4 h或350°F干燥2.5 h.为了生产低内应力、高性能的聚醚砜制品,注塑模具温度需要达到300—350°F。模内流动性好,当熔体温度为 725°F时,0.08 in厚度的模内流动距离为 19 in。
应用
由于聚醚砜具有很好的热稳定性,所以它非常适合于电子、电器方面的应用。它可以通过高温焊接装置进行加工。其应用包括:集成电路板、连接器、灯罩。保险丝盒和汽车部件。
利用其阻燃性,可生产运输工具的部件如热成型壳体和先进的复合材料。用二氯甲烷溶液制取复合材料的预浸料是一条很可行的路线。
在加工业中,聚醚砜现可以代替许多金属和玻璃制品。包括管材、流量计和视镜等。
聚醚砜也可用与聚砜的相似电镀工艺。
聚砜
聚砜(PSO)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374 °F时仍保持很好的介电性能。
这些性质主要是由聚砜的分子结构中二芳砜基团决定的。这种基团有从苯环上吸电子的趋势。砜基团的对位氧原子共振并且产生抗氧化性。高共振也使键有所增强,使基团形成平面结构。因此在高温条件下,该聚合物具有很好的热稳定性和刚度。醚键使分子链具有柔曲性,所以具有很好的冲击强度。
因为连接苯环的键具有水解稳定性,所以聚机不易水解并且耐酸、碱溶液。
聚砜(PSO)可通过一般的热塑性塑料加工设备进行加工,但需在高温条件下。在注塑、挤出、热成型前,必须对之进行干燥。
性能
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300 °F蒸汽中连续使用。在180°F水中,最大承受压力为13.8MPa(静态负荷)和 17 .2 MPa(间歇负荷)。为保持长期透明性和抗冲击性不变,于180 °F水中,其最大承受压力为3。5MP(静态负荷)、 6。9MPa(间歇负荷)。水温度越低,其承受压力越高:例如在72°F时,最大承受压力为20.7MPa静态负荷)、24.7MPa(间歇负荷)。
在室温20.7MPa压力下,经过10000 h,聚砜的蠕变(应变)只有 1%。在210°F、2.07MPa的应力下,经过1年后,总应变仍低于2%。
在300°F长期使用后,聚砜的强度和模量增加10%,绝缘强度保持90%,抗冲击强度保持70%。聚砜的拉伸冲击强度可达200 ft.lb/in2。当暴露在高温下的开始几个月中,如300 °F会产生退火效应而可降低其30%的性能值。但这些性质在两年测试期中保持恒定。
美国保险商协会实验室定出聚砜可在320 °F下连续使用。由于它的玻璃化转变温度(Tg)为374 °F,所以它在间歇使用时可承受更高的温度。Amoco公司Udel牌的聚砜已被美国食品和药物管局(FDA)认可并且应用于食品行业,一次或多次应用。
聚砜具有很好的综合电性能:尽管介电常数和损耗因素很低,但仍具有高介电强度和体积电阻率。并且可以在很广的温度和频率(甚至微波频率)范围内保持恒定不变。
聚现可以进行镍和铜的化学电镀并具有 20 lb/in的粘结强度。
品级
聚砚的注塑级、挤塑级中都有透明和不透明产品。还有特殊的医用级可符合美国药典 XIX Class VI的要求。
应用
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。
商业信息
聚砜的价格纯树脂每磅从4.25美元到医用级每磅4.93美元。
只有Amoco Performance Products公司在美国出售此产品。商品名为Udel。
热塑性弹性体(TPE)
热塑性弹性体这种材料既具有热塑性塑料的易加工性能,又具有热固性橡胶的性质。因此,热塑性弹性体可像热塑性塑料那样快速、有效的、经济性地加工橡胶制品。这种材料目前在世界上对橡胶和热塑性树脂工业有很大影响。
20世纪50年代,出现了热塑性聚氨酯(TPU)。60年代出现了苯乙烯嵌段共聚物,到了70年代,又有许多热塑性弹性体相继问世。
全球热塑性弹性体的使用量(1992年为 800,000 t/a)正以每年 8~9%的速度增长。预计这一增长速度可持续到90年代。到本世纪末,热塑性弹性体将转变为成熟的产品,那时的增长速度会逐渐减慢。
热塑性弹性体既是橡胶,又是塑料。就加工而言,它是一种塑料,而按照性质,它又是一种橡胶。
热塑性弹性体具有许多优于热固性橡胶的特点。其中包括:1.很少需要甚至不需要混炼;2.加工过程简单;3.加工时间短;4.能耗低;5.可加工回用料;6.热塑性弹性体制品可回用;7.可以更经济、更精细地控制产品质量;8.密度低;9.可以使用塑料的加工方法,例如吹塑、热成型,进行加工。
当然热塑性弹性体在实际应用中也有些不足。包括:1.它属于新技术,普通橡胶加工厂对它不熟悉;2.热塑性弹性体所需的加工设备热固性橡胶加工厂不熟悉;3.一些热塑性弹性体需要在加工前进行干燥;4.低硬度热塑性弹性体能买到的不多;5.热塑性弹性体在温度升高时会熔化,使之不能应用于短暂的高温条件下;6.只有大批量生产,才能使热塑性弹性体具有经济性。
热塑性弹性体的型号
在商业中,热塑性弹性体一般具有6种型号。它们是(按照价格和性能水平排列):苯乙烯系嵌段共聚物、聚烯烃共混物(TPOS)、弹性体型合金、热塑性聚氨酯(TPUS)、热塑性共聚酯以及热塑性聚酰胺。
商品热塑性弹性体的硬度从邵氏A30至邵氏 75 D。商品牌号的数字随着硬度增加而增大。并区随着硬度的升高,热塑性弹性体的类橡胶性能逐渐减弱,而塑料性能逐渐增强。热塑性弹性体的使用温度范围是-95°F-340°F,并且可以在许多不同的环境下使用。因此热塑性弹性体可以代替热固性橡胶,用于过去只用热固性橡胶的特殊用途中。
加工
制造加工热塑性弹性体的主要两种方法是挤塑和注塑成型,模塑成型用得极少。通过注塑成型来制造加工热塑性弹性体,既快速又经济。用于一般热塑性塑料的注塑成型方法和设备均适用于热塑性弹性体。
热塑性弹性体还可通过吹塑、热成型以及热焊接进行加工。而这些方法均不能应用于热固性橡胶制品。
应用
热塑性弹性体的应用与一般的热固性橡胶一样广泛而深入。不过,有一个例外是充气轮胎,目前尚未找出合适的热塑性弹性体。热塑性弹性体的用途有实心轮胎、大小家用器具、建筑材料、鞋。电绝缘、板材、食物和饮料包装以及保健用品。主要的热塑性弹性体在后文详述。
热塑性弹性体(弹性)合金
热塑性弹体型(弹性)合金具有许多优越的性能。一种产品,既有热固性橡胶的性能,也具有热塑性树脂的性能,它们可以代替橡胶,主要是由于它们在加工上的优越性。可以不经硫化,这样提高了产率、减少了边脚料并使对混炼的依赖性降至最低。要使热塑性弹性体能与橡胶竞争,它要有低硬度、空间柔曲性和负荷变形、完全恢复形状等性能。对柔性塑料的性能要求与热固性橡胶完全不同,为了满足这些应用的需要,合金必须要具有刚性(弯曲模量)、冲击韧度以及拉伸强度等特点。它们之所以能代替柔性塑料,是由于其具有更优越的性能如低温柔曲性、抗蠕变性、弹性恢复以及很好的摩擦系数。
作为第一种热塑性弹性体合金——热塑性硫化橡胶(TPVS),是1981年问世的。这种材料是橡胶和塑料的混合物,其中橡胶部分被高度硫化。作为商业产品的有乙丙橡胶或丁睛橡胶与聚丙烯(PP)的混合物,其中硫化橡胶完全被分散。经高效硫化共混后这种混合物与其它简单的聚合物共混物(其中橡胶相未硫化,只预交联或只有部分流化)是大不相同的。热塑性硫化橡胶的性能也可在制造时将完全硫化的橡胶(如EPDM)完全分散在PP连续相中而大大增强。
还报导过一些可硫化共混的橡胶,如天然橡胶与结晶性或半结晶性热塑性塑料的双组份共混体系的例子。
单相体系的可熔融加工的弹性体合金,是在1985年问世的。这种新型材料(MPR)是一种合成弹性体,它兼具有橡胶和塑料的性质,可用塑料加工设备进行加工,也可用改进过的橡胶加工设备进行加工。
这些材料有专利的乙烯共聚物和氯化聚烯烃合金,其中乙烯聚合物已原位交联。加入增塑剂和填充物可增加柔曲性和补强。
可熔融加工橡胶在化学性质上可设计成最具有橡胶性的。如同热固性橡胶,含有可熔融加工橡胶聚合物结构具有很低的结晶度、低弯曲模量、非常好的拉伸变形,应力一应变曲线与氯丁橡胶和丁腈橡胶非常相似。
最近,注塑成型品级的产品有了很大发展,提高了流动性和注塑成型能力。对于这些中等粘度聚合物的加工范围,也比最初的品级大大加宽。这些材料的粘度既有剪切依赖性又有温度依赖性,允许这些产品在注塑成型过程中在形状、尺寸、厚度上有所变化。制品具有较低的收缩性、更好的清晰度以及优越的外观。
性能
市面出售的弹性合金在硬度上可达到邵氏A54一邵氏D50。产品等级有一般用途的挤塑和注塑成型级、阻燃级、FDA规格级以及医用级。极限拉伸强度从7.6~27.6MPa,弯曲模量可从5.5(MPR)到345MPa(TPVS)。
通常, EPDM/PP的 TPVS以其物理、机械的综合性能而闻名。一些柔软级别比重低、硬度范围宽、抗压缩永久变形好以及热变化性好。热塑性硫化橡胶的各种 NBR/PP品级是很好的了胎橡胶替代品。它们具有很好的耐油料、耐燃油性。丁基橡胶与PP的热塑性硫化橡胶具有低的透水性、透气性,并且象可熔融加工橡胶一样能吸收能量。
一些可熔融加工性橡胶制品具有非常好的美学性能,并且有橡胶柔软性、装饰性以及手感。可熔融加工的橡胶制品也有硫化橡胶的性能,具有不寻常的耐热、耐油、耐化学品以及很好的耐候性。可熔融加工橡胶可用作PVC的改性,并且可与某些热塑性塑料一起加工,以制成复合材料和挤塑型材。
加工
加工热塑性硫化橡胶的设备必须能够熔化、塑化以及熔融树脂的混合,因此必须具有足够的温度和剪切力以获得均匀的熔化温度(至少350~370°F)。采用生产那些如PE,PP,PVC等的通用设备,便可获得很好的效果。它们的L/D比为20:1,或者更大(最好至少为24:1)。渐变螺杆的压缩比为3.0:1~3.5:1。机筒温度要达到350~400 °F。在加工前,进行热空气干燥是很必要的,尤其是对热塑性硫化橡胶。
弹性合金在一般的往复螺杆机上,便可以注塑成型。它们注塑成型的周期短,脱模容易,并且可以生产出很好的外观和形状的制品。它们可以用标准注塑或在挤塑吹塑成型设备上挤塑吹塑成型、也可压延,或是后成型以及热焊接。这些材料也可用化学或物理性发泡剂发泡。
如果可以控制足够的温度(320~350 °F)、剪切力以及合适的粘度,现代的橡胶和塑料加工设备均可适用于可熔融加工的橡胶。因此,许多现代的橡胶挤出机、一些螺杆注料式橡胶注塑成型机以及一些橡胶压延机都可以稍加改造用来加工可熔融加工的橡胶。一些塑料压延机、往复式螺杆注塑成型机以及一些挤出机不会有过高的剪切热,可以很容易地被采用。无论是用什么方法改造可熔融加工橡胶的生产设备,都可以保持原来生产塑料和橡胶的能力。
具有适当流动特性的可熔融加工的橡胶产品可以通过下列方法加工:挤塑。注塑成型、吹塑、压延、以及热成型。并且,注塑成型已经被简化;加宽了低粘度可熔融的橡胶的加工范围,并且使加工所需的特殊要求降至最低。
应用
可熔融加工的橡胶主要用于制作挤塑、模塑成型、吹塑以及压延的制品。这些产品可以用可熔融加工橡胶直接制成,也可由PVC与可熔融加工橡胶共混物制成。
可熔融加工的橡胶与选用的PVC一类热塑性塑料共同加工,可以得到预期的模塑复合材料和具有刚性和弯曲性的热塑性组份的共挤出型材。
迄今大多数被使用的可熔融加工的橡胶产品大都是挤塑制品。包括:建筑物和汽车窗密封条、制冷器软管外套管。电缆包皮、门密封垫以及胶乳芯棒。可熔融加工橡胶的挤塑一吹塑产品也可以用于生产回旋状汽车胎垫。
用可熔融加工橡胶模塑的各种形状的“橡胶”制品最多。模塑成型有一大片市场领域,它可以满足许多不同的需求。预计新的模塑成型产品将很快被广泛采用。这种模塑成型产品包括:支柱接头。液下阀门垫片、计算机插头垫(用于电缆口的密封)、用于测试仪器的精密A型图、用于减震的摩托车气缸垫、用于缓冲和封接的模塑垫圈、汽车刮水器刮片、以及盲柄和门扶手组件。
热塑性硫化橡胶在汽车部件,如软管外套管、密封垫、回旋状胎垫、门窗密封等的应用中,非常重要。由于有很好的电性能,所以它被广泛应用于电子、电器工业中的电缆、电线包皮。在许多建筑和结构用途中可用作膨胀接头和密封件。特殊品级的热塑性硫化橡胶产品可接触食品。饮料、药物以及活体组织。热塑性硫化橡胶在医学方面的应用包括注射器、药瓶塞、床单以及给料泵的膜等。
商业信息
DU Pont公司提供牌号为 Alcryn的可熔融加工的橡胶原料以及新的易成型品级产品。Monsanto公司提供牌号为Santoprene橡胶和Geolast弹性体的热塑性硫化橡胶。
热塑性弹性体弹性合金的价格中等,1990年10月1日价格每磅1.61~2.20美元之间。特殊用途品级产品的价格会高些。
乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)
乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)树脂是聚烯烃中韧性及柔度最大的一族。它们的范围包括从类橡胶的,适合作热熔粘合剂的低熔点产品,到类聚乙烯的,具有非同寻常的韧度和柔度的产品。这类树脂都是乙烯和丙烯酸乙酯的无规共聚物,通常结构为
丙烯酸乙酯部分为共聚物提供柔度和极性,通常占聚合物的15—30%(wt)含量。与乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)相比,同为乙烯共聚物,EEA有更高的热稳定性,并属于非腐蚀性降解产品,因而能适应的加工条件范围更宽。
加工厂和再制厂常常把EEA与烯烃类聚合物或工程聚合物掺合在一起,以便生产出把两种树脂的优点结合起来的产品。
化学与性能
EEA树脂是在专门改装过的高压聚乙烯反应器中由自由基聚合法生产的。当丙烯酸乙酯的含量增加时,共聚物将变得更坚韧、更柔软、更有弹性。高丙烯酸乙酯含量树脂的极性,增加表面吸收油墨的能力并具有粘合性质。
与其它聚烯烃如LDPE相比较,EEA的基本使用性能有:对应力断裂、冲击、和弯曲疲劳有较强的抵抗力;较高的摩擦系数;较好的低温性能以及更低的熔点。当丙烯酸乙酯(EA)含量升高时,共聚物的上限使用温度稍有下降,透明度降低。
市场上的EEA通常是未加改性的片状树脂,但也有含大量填料的专用混合料,如阻燃混合料和用作线缆涂层的半导体材料。
加工
加工EEA共聚物可采用为具有相似熔融指数的LDPE设计的标准的挤塑。吹塑和注塑设备。典型的挤压熔融温度为320°F;注塑法的温度范围为280—400°F,具体数值需根据熔融指数和丙烯酸乙酯的含量而定。EEA共聚物加工时无论采用挤压法、吹塑法或者注塑法加工,通常均无须使用助剂。
用途
典型用途包括:聚合物改性、热熔性粘合剂和密封剂、挠性软管和普通管子,层压片材、多层薄膜、注塑和挤压零件以及电线和电缆混合料。
EEA共聚物能与所有的烯烃聚合物相容,如:VLDPE、LDPE。LLDPE、HDPE和聚丙烯等。EEA与其它聚烯烃混配在一起,一般用来生产一种模量能达到专门要求的,又保留了所想要的EEA特性的产品。高模量聚合物如聚下难、酰胺和聚酯,添加了EEA共聚物后,抗冲击性能显著提高。EEA共聚物也用来生产热熔性粘合剂类产品,比乙烯共聚物有更宽的使用温度范围。EEA热熔性粘合剂有一些独特的综合性能,包括:很高的剪切破坏温度和低温韧度;以及对非极性基质有优良的粘合力。在薄膜应用领域,EEA共聚物被用作多层薄膜的连结层,并用于和其它聚合物混配以改进低温韧度和抗应力断裂性能。EEA共聚物对填料有很高的容纳量,以EEA和炭黑为原料的半导体薄膜及管材被制成微型芯片的包装材料、甘油炸药袋,以及多种医院方面的防静电用途。FDA规定,接触食品的EEA共聚物中EA含量不能超过 8%,然而,较高 EA含量的共聚物可以与其它烯烃聚合物掺合,从而使混合料中的 EA含量低于 8%,满足 FDA的规定。而同时,混合料还必须满足FDA中177?1520条款对聚烯烃浸取物的限制。
商业信息
EEA共聚物大约从1962年开始商品化,美国当前的消耗量约每年2500万磅,年增长率接近 6%。1993年1月1日的价目单上,它的定价在78—90美分/磅之间。
烯丙酯类树脂
烯丙酯类是以烯丙基为基础的酯类。以一元酸或二元酸为基础的烯丙酯可用作低粘性单体或热塑性预聚体。它们常常用作不饱和树脂的交链剂,也用在增强热固性模塑物料和高性能透明物的加工成型中。
树脂在高温高湿条件下仍保持原有的电性能,模塑制品具有尺寸稳定性、耐化学性、机械强度好以及耐热性能好等优点。
添加阻燃剂的烯丙酯类树脂模塑料可在市上购到,一些品种已被美国保险商实验室认可。
某些树脂,用其很薄的试片检测,具有抗燃级UL94 V—0可燃度级,并有抗强电弧引燃性与抗电弧径迹性。
化学与性质
商业上应用最广泛的烯丙酯类是邻苯二酸二烯丙酯及间苯二酸二烯丙酯单体与预聚物,它们都很容易转化成热固性模塑料以及玻璃布和纸张的预浸料。
二甘醇双(碳酸烯丙酯),由于它具有所需的优良透明性,用途越来越广泛。由于轻便、尺寸稳定、耐磨损、易上色,它是制作塑料镜片的主要材料。其他应用还包括仪表盘盖、相机滤光片,以及快速增长的玻璃业的各领域。
近来,又出现了一种改性的双酚A双(碳酸烯丙酯),它是一个透明的聚合物,有很高的折光指数(1.56),比二甘醇双(碳酸烯丙酯)的折光指数还高。另外,还有一种改性型用于透镜设计中,可改变透镜的设计。
另外一些有商品价值的单体是富马酸二烯丙酯和马来酸二烯丙酯。这是一类高反应能力的三官能团单体,含有两种可供聚合的双键。
甲基丙烯酸烯丙酯也有双官能团特性,可用做交联剂和单体中间体。氰尿酸二烯丙酯可用作不饱和聚酯树脂的交联剂。
典型的催化系统是过氧化物,如过苯甲酸特丁酯,苯甲酸过氧化物或二枯基过氧化物,它们有足够热稳定性,可持续至交联完成。最佳产品首推二甘醇双(碳酸烯丙酯)和过氧化二碳酸二异丙酯,因为它们不仅颜色很浅,而且具有高度的透明性。引发剂用量一般为每100份树脂2至3份。
分级
模塑级主要是纤维填充型,填充纤维包括矿物纤维、玻璃纤维、合成纤维。这类模塑产品在高温高湿条件下有优良的电性能,低损耗因数。很高的表面电阻和体积电阻,很高的抗电弧性和抗电弧径迹性。邻苯二酸二烯丙酯的绝缘强度值在374°F时仍较好,而间苯二酸二烯丙酯可超过400°F时仍较好。
应用
大多数邻苯二酸二烯丙酯化合物常用于电学或电子器材的关键部位,以保证严酷环境条件下有高度可的性能。
一个很重要的应用领域是通讯、计算机、宇航系统中应用的电连接装置,其他应用包括绝缘体、电位器、电路板、开关、电视元件等方面,这些聚合材料和现代电子精修技术,例如汽相固结技术等有高度的匹配性。
增强塑料。烯丙酯类树脂预浸渍在玻璃布或粗纱上,可制作管、导管、天线罩、接线盒、飞机和导弹部件等。
聚酯用烯丙酯类单体。一些烯丙酯类单体广泛用作预成型聚酯或毡片粘接剂的交联剂,和层合预浸坯料或湿铺料交联剂,也广泛用于纯料、粒料和预混模塑料中,以及玻璃布与装饰层合物的加工成型中。 由于模塑温度条件下的蒸汽压低,302°F时为2.4mmHg,因此,在制造成品时,特别是制造大件成品时,常用邻苯二酸二烯丙酯或其他低挥发性的烯丙酯单体,而较少用苯乙烯。
由于它的低挥发性,故烯丙酯聚酯较苯乙烯聚酯可在更高温度下模塑成型,因而模塑周期较快。
线性低密度聚乙烯(LLDPE)
线性低密度聚乙烯在结构上不同于一般的低密度聚乙烯,因为不存在长支链。LLDPE的线性度取决于LLDPE和 LDPE的不同生产加工过程。LLDPE 通常在更低温度和压力下,由乙烯和高 级的a烯烃如丁烯、己烯或辛烯共聚合 而生成。共聚过程生成的LLDPE聚合 物具有比一般LDPE更窄的分子量分 布,同时具有线性结构使其有着不同的 流变特性。LLDPE的熔融流动特性适l应新工艺的要求,特别是用薄膜挤出工艺,可产出高质的 LLDPE产品。LLDPE应用于聚乙烯所有的传统市场。增强了抗伸、抗穿透、抗冲击和 抗撕裂的性能使LLDPE适于作薄膜。 它的优异的抗环境应力开裂性,抗低温冲击性和抗翘曲性使 LLDPE对管材、板材挤塑和所有模塑应用都有吸引力。 LLDPE最新的应用是作为地膜用于废 渣填埋和废液池的衬层。
生产和特性
LLDPE的生产起始于过渡金属催化剂,特别是齐格勒(Ziegler)或飞利 浦(Phillips)类型。基于环烯烃金属衍生物催化剂的新工艺是LLDPE生产的另一个选择方案。实际的聚合反应可以在溶液和气相反应器中进行。通常,辛烯与乙烯在溶液相反应器中共聚,丁烯。己烯与乙烯在气相反应器中聚合。在气相反应器中生成的LLDPE树脂是颗粒形式,且可以粉料或进一步加工成粒料出售。
以己烯和辛烯为基础的新一代超LLDPE已由莫比尔、联合碳化物。Novacor和道塑料等公司推出。这些材料具有很大的韧性极限,在自动取出袋的应用中有新的潜力。
很低密度PE树脂(密度低于0.910g/cc。)也在近年出现。 VLDPES具有的柔性且软度是LLDPE达不到的。
树脂的特性一般体现在熔融指数和密度。熔融指数可反映出树脂的平均分子量且主要受反应温度控制。平均分子量与分子量分布(MWD)无关。催化剂选择影响MWD。
密度由共聚用单体在聚乙烯链中的浓度决定。共聚用单体浓度控制短支链数目(其长度取决于共聚用单体类型)从而控制树脂密度。共聚用单体浓度越高,树脂密度越低。
在结构上,LLDPE在支链的数目和类型上与LDPE不同,高压LDPE有长支链,而线性LDPE只具有短支链。
在结构上,LLDPE只在短支链数目上与HDPE不同。HDPE的短支链数目较少,因此,是有更高密度的材料。
LLDPE的物理特性受控于它的分子量,MWD和密度。
LLDPE优于LDPE,归根结底取决其用途。通常,在所有应用中用LLDPE生产刚性更强的产品,虽然根据ATSM对低密度材料标准,LLDPE和LDPE的密度都在0.91—0.925之间。
LLDPE形成更高结晶结构,因为不存在长支链。LLDPE较大的结晶性产生较高刚性的产品。这种较高的结晶度也使LLDPE与LDPE相比,熔点提高了 10~15℃。
更高的抗伸强度、抗穿透性、抗撕裂性和伸长率增加是LLDPE的特性,使其特别适用于制薄膜。如果用己烯或辛烯代替丁烯作共聚单体甚至连抗冲击力和抗撕裂性也可得到较大的改进。对于相同熔体指数和密度下的给定树脂,己烯和辛烯LLDPE树脂在冲击和撕裂性能上提高到 300%。己烯和辛烯树脂更长的侧链在链之间起到象“绳结”分子一样的作用,改进了化合物的韧性。
用环烯烃金属衍生物催化剂生产树脂将具有独特的性能。更窄的MWD,改进了共聚单体分布,有更好的薄膜透明度、密封性和冲击强度,这些与用齐格勒催化剂生产的LLDPE相似。 在透明度这一特性上,LLDPE具有与LDPE相似的缺点O LLDPE薄膜的浊度和光泽度是不好的,主要因为它的更高结晶性造成了薄膜表面粗糙度。LLDPE树脂的透明度可通过与少量的LDPE共混而改善。
加工
LDPE和LLDPE都具有极好的流变性或熔融流动性。LLDPE有更小的剪切敏感性,因为它具有窄分子量分布和短支链。
在剪切过程中(例如挤塑),LLDPE保持了更大的粘度,因而比相同熔融指数的LDPE难于加工。在挤塑中,LLDPE更低的剪切敏感性使聚合物分子链的应力松驰更快,并且由此物理性质对吹胀比改变的敏感性减小。
在熔体延伸中,LLDPE在各种应变速率下通常都具有较低的粘度。也就是说它将不会象LDPE一样在拉伸时产生应变硬化。随聚乙烯的形变率增加.LDPE显示出粘度的惊人增加,这是由分子链缠结引起。
这种现象在 LLDPE中观察不出,因为在LLDPE中缺少长支链使聚合物不缠结。这种性能对薄膜应用极重要.因为 LLDPE薄膜在保持高强度和韧性下召易制更薄薄膜。nLLDPE的流变性可概括为“剪切时刚性”和“延伸时柔软”。
当用LLDPE 替代LDPE时薄膜挤塑设备和条件必须做修改。LLDPE的高粘度要求挤塑机有更大的功率.并提供更高的熔体温度和压力。
模口隙距必须加宽以避免由于产生高背压和熔体断裂而降低产量。 LDPE和 LLDPE的一般模口隙距尺寸分别是O. 024~0. 040 in.和 0. 060-0. 10in。
LLDPE的“延伸时柔软”的特性在吹膜过程中是一个缺点。LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么稳定。
一般的单唇风环对 LDPE的稳定足够使用.LLDPE的特有的膜泡要求更完善的双唇风环来稳定。用双唇风环冷却内部膜泡可增加膜泡稳定性,同时在高生产率下提高薄膜生产能力。除了膜泡的更好冷却外,很多薄膜生产厂采用与LDPE共混方法以增强LLDPE溶道理上,LLDPE的挤塑可以在现有LDPE薄膜设备上完成,当LDPE的共混物中 LLDPE的浓度达 50%时。加工 100% LLDPE或富含 LLDPE的与LDPE共混材料时,采用一般的LDPE挤塑机,必需改进设备。
根据挤塑机的寿命,要求改进的可能是加宽模口隙距,改良风环,修改螺杆设计以更好挤出,必要时应增加电机功率和转矩。对于注塑应用,一般不需改进设备,但加工条件需达最佳化。
滚塑加工要求LLDPE研磨成均匀颗粒(35筛孔)。加工过程包括用粉末状LLDPE填满模具,加热并双轴向地旋转模具使LLDPE均匀分布。冷却后产品从模具中移出。
应用
LLDPE已渗透到聚乙烯的大多数传统市场,包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。防渗漏地膜是新开发的LLDPE市场。地膜,一种大型挤出片材,用作废渣填埋和废物池衬垫,防止渗漏或污染周围地区。
LLDPE的一些薄膜市场,例如生产袋子、垃圾袋、弹性包装物、工业用衬套、巾式衬套和购物袋,这些都是利用改进强度和韧性后这种树脂的优点。透明薄膜,例如面包袋,一直由LDPE占统治地位,因为它有更好的浊度。然而,LLDPE与LDPE的共混物将改进强度。抗穿透性和LDPE薄膜的刚度,而不显著影响薄膜的透明度。
注塑和滚塑是LLDPE最大的两个模塑应用。这种树脂优越的韧性和低温、冲击强度理论上适于废物箱、玩具和冷藏器具。
另外,LLDPE的高抗环境应力开裂性使其适用于注塑与油类食品接触的模塑盖子,滚塑废料容器、燃料箱和化学品槽罐。
在管材和电线电缆涂敷层中应用的市场较小,在这里LLDPE提供的高破裂强度和抗环境应力开裂性可满足要求。目前, LLDPE的 65%- 70%用于制作薄膜。
MITSUI CHEMICALS
ARLENTM Modified Polyamide 6T
特色
极好的高的温度刚硬:?
由于其高的玻璃转变温度(125℃),ARLEN甚至能在一种高的温度气氛中保持高的刚硬,诸如引擎房间的内部。
极好的化学的抵抗:?
ARLEN显示所有聚酰胺树脂的最好的化学抵抗。
很少尺寸的变化给吸收预定要浇水:?
给吸收预定要浇水ARLEN的尺寸的变化是PA66,which中的少于1/2个在所有聚酰胺树脂中最低。
注塑
铸造机器:?
1.The铸造ARLEN的插入要求一台铸造的机器穿电阻(火焰抑制剂等级)的腐蚀抵抗。
2.小的铸造机器应该被选择,这样射出一的卷将不是最大限度插入容量中的少于10%个。
模具:?
1.A钢材料穿抵抗(火焰抑制剂等级)的腐蚀抵抗对ARLEN的一个模具的建设材料是需要的。
2.An大约10μm孔被要求。
前干燥:?
在袋子被打开再一次弄干了之后,吸收湿气的任何ARLEN树脂。
干燥条件:110℃,2~6hr。
ARLEN聚酰胺被修改被Mitsui化学品发展的6T,Inc.,taking铅在世界上。
与超级工程塑料的那些相比的高的熔点(320℃)和高的刚硬水平被把芳香的圆环放到基本的结构中实现。同时,水吸收的结果,这是聚酰胺的弱点,已被减少到最小。
三个系列可用以遇到应用要求:
A系列:机械和结构的部分;
AE系列:对于tribological应用;
C/E系列:电气和电子的部分。
电气和电子的部分应用的例子:
SMT电子的部分,诸如:连接器,千斤顶,开关,电源终端,Various情况。
机械和结构的应用的例子:
作为的引擎房间部分shch:圆筒头盖子,恒温器情况,油抽吸住房,液压系统活塞,使系统部分冷却。