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常用塑料的性能用途
发布日期:2011-03-30   |   阅读:2944

PE是聚乙烯塑料,化学性能稳定,通常制作食品袋及各种容器,耐酸、耐碱及盐类水溶液的侵蚀,但不宜用强碱性洗涤剂擦拭或浸泡。
PP是聚丙烯塑料,无毒、无味,可在100℃的沸水中浸泡不变形、不损伤,常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用。多用于食具。
PS是聚苯乙烯塑料,容易着色、透明性好,多用于制作灯罩、牙刷柄、玩具、电器零部件。它耐酸碱腐蚀,但易溶于氯仿、二氯乙烯、香蕉水等有机溶剂。
PVC是聚氯乙烯塑料,色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用,由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料,故其产品一般不存放食品和药品。
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯聚合的塑料,它色彩醒目,耐热、坚固、外表面可镀铬、镍等金属薄膜,可制作琴键、按钮、刀架、电视机外壳、伞柄等。
PA是尼龙塑料,它的特性坚韧、牢固、耐磨,常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、网袋绳、水果外包装袋等。无毒性,但不可长期与酸碱接触。


聚乙烯线性PE介绍

区分线性聚乙烯与支化聚乙烯的一个有用途径是考虑其生成方法。
线性PE包括超低密度(ULDPE),线性低密度PE(LLDPE),高密度(HDPE),高分子量高密度(HMW=HDPE)和超高分子量(UHMW-PE),它在聚合反应器中压力远低于制造支化PE所用的压力。在制造支化PE时,聚合物决定性参数是密度,从某种意义来说,它表述了聚合物长主链组合时的紧密度和规整度(或结晶度)。密度可通过反应器压力和热量的变化而改变;另一方面,线性PE的密度随与乙烯共聚用单体的用量而异。共聚单体生成的短支链随着乙烯主链一起形成,由于支链使聚合物主链间产生分离,共聚单体数量越多,聚合物密度越低。

相反,支化PE同时具有短支链和长支链。LLDPE特性有些不同于其支化同类物LDPE,就是这个原因。如其名字所示,LLDPE是更“线性”,更结晶性,由此加工不同且表现出不同的最终应用性能。通常这种差别不很大,但在一些加工中象吹塑薄膜时,如由生产LDPE改为生产LLDPE,它们则对设备需作相当显著的修改。自从LLDPE开始广泛采用并证明其最终应用性质有显著不同以来,在过去的15年中象这样的替代频繁增加。

线性和支化PE之间的其它不同特性是由于化学构成的不同。虽然它们的单体都是乙烯,但在共聚单体类型上有差别。尽管线性PE是以均聚物形式存在(最高密度等级的HDPE,如用于牛奶瓶的,是均聚物),大多数的线性等级是共聚物,其共聚单体是α一烯烃类原料如丁烯、己烯、4一甲基一1一戊烯和辛烯。相反,所有的LDPE都是均聚物,支化PE共聚物一般具有极性分子单体诸如醋酸乙烯(生成EVA),丙烯酸(生成EAA)等等可赋予诸如粘性的特殊性能。

密度0.92LLDPE树脂(一种强力的薄膜等级)的通常的共聚单体含量为8%- 10%。聚合物特性随使用不同类型的a-烯烃而各异。一般说,增加短支链长度可改进性能。从丙烯、丁烯,到乙烯和4一甲基一1戊烯,再到辛烯增加碳含量,短支链长度依次增加。用丙烯作共聚单体,其性能不会显著高于 100%乙烯生成的PE。然而,由于聚合过程和其他的聚合物生产的参数不同,单体类型不应被认为是树脂特性形成的单一指标。

ULDPE、LLDPE和HDPE这一套名称,完全足以表述现有线性PE的范围。然而,密度不是确定线性PE类型的唯一重要的参数。例如受分子量因素控制,在上述密度范围聚合物可有进一步的差别。

再之,新近发明集中于分子量的分布(MWD)。利用所谓单一位置催化剂进行聚合,树脂公司已生产出分子量分布窄的等级,其主要的最终应用性能如韧性已达到最大值。然而MWD窄的与相对照产物相比,可加工性能减弱了。减少或消除这种损失的折衷办法正在研究之中。有一条开发路线是生产“双峰”树脂,其MWD峰值在1个以上,兼具韧性和可加工性能。另一条路线是生产窄分子量分布的树脂,这种树脂在本质上是线性聚合物,但具有与LDPE类似的长链侧分支。
 


高密度PE是最老的线性PE,在1957年推出。其特征是密度在0.940以上,具有刚性、韧性好的抗环境应力开裂性(ESCR)和低温性能。并在许多主要市场中广泛应用。一些实例是吹塑包装物、模塑零件、挤压管材、型材和滚塑大型中空制品。

线性低密PE大量出现是在1980,虽然各等级早在1960年就有商业供应。它的密度一般是0.916~0.940。

LLDPE的最大的渗透市场是吹塑和平挤薄膜,用于拉伸/粘结(码垛包装等)用途,食品杂货袋和重负载的船运包装袋。其它薄膜用途包括巾式村里,家用食品袋和农用薄膜。模塑级LLDPE已转到LDPE的一些传统市场——例如,注塑封盖、容器、油漆罐、滚塑筒和其它大型中空制品。

超低密度PE是相对新的线性PE。其密度在0.89~0.915之间。具有柔软性、韧性;并有很宽的加工温度范围,可用于薄膜和板材。它也用作共混树脂以及聚丙烯和HDPE的抗冲击改性剂。

为0.94~0.96,在某些场合,加工过程只能用特殊技术和设备。韧性很突出,且抗环境应力开裂性(ESCR)很好。这种材料的一个最大市场是挤塑大直径管于,如用于饮用水,配气系统和下水管道的衬套;另一个最大市场是大型吹塑零件如55加仑筒和汽车燃料箱;第三个最大市场是制造薄膜,商业用作货物袋(如废物袋)。

超高分子量PE,如其名字所示,平均分子量300万或更高,有分子量高达600万的等级。以细粉供应加工厂,它可通过压塑或挤料杆式挤塑加工。

因为这种树脂既不熔融也不具有可测定的熔融流动指数,其加工工艺沿用冶金工艺。它具有卓越的耐磨损性、韧性、化学惰性、低摩擦系数性能和自润滑性,使其广泛用于各种大宗材料处理,制作化学泵零件、进料螺杆,纺织机和其它机械构件。

 

聚丙烯

聚丙烯最突出的性质是多面性,它能适合于许多加工方法和用途。它的价值和多面性主要来自于优良的耐化学品性能、在大宗热塑性塑料中最低的密度和最高的熔点、适中的成本。

化学和性能

聚丙烯(简称PP)与聚乙烯(PE)不同之处在于,前者每隔一个碳原子上就有一个甲基,这起到使链硬化的作用。除非这些甲基处于链的同一侧位置上,聚合物不会结晶。在Natta和Ziegler(互相独立地)开发出立体定向催化剂之前,只能生产出软且粘连的无规立构聚丙烯。商业塑料的硬度和耐溶齐小胜源自结晶性。PP的链比PE的硬,因而PP有较高的熔化温度和抗张强度,但结晶度较低。PP均聚物的熔点约为330°F,取决于加热速度和热历史。

在PP链上间隔地插入乙烯(无规共聚),链会变得更缺乏规则和更柔软,从而降低聚合物的结晶度、模量、熔点和熔点锐度。典型的无规共聚物是比较透明的,熔点在293—305°F范围内。当乙烯含量升高时,聚合物的结晶度越来越低,最后变成乙烯一丙烯橡胶(EPR)。

另一类重要的共聚物是抗冲击非均相共聚物。这些产品是由橡胶(有时为PE)在均聚物基体中聚合而制得的。所用橡胶通常为EPR,它生成一个与均聚物基体分离的相态,形成有光雾。半透明的外观。这些材料并非真正的嵌段共聚物,因为其中的橡胶相可被溶剂所革取。用EPR与PP共混可得类似的产品,抗冲击共聚物具有和均聚体物相似的熔点。

分子量和分子量分布在PP加工过程中很重要。在446T和4.75磅负荷下的熔体流动是熔体粘度的一个指数,该指数与重均分子量相关。商品聚丙烯的熔体流动有低至0.25克/10分钟到高达800克/10分钟。分子量分布用重均分子量与数均分子量的比值来表示,高结晶度PP的这个比值可以高达11;而用作熔吹织物的PP则可低至2.l。这个比值在纤维纺丝过程中极为重要,而且影响到挤压、挤出物胀大、模塑内应力和定向过程。

象大多数聚合物一样,聚丙烯会氧化,特别是在熔化加工过程中。就PP而论,采取清除攻击叔氢的自由基来保护聚合物。对于在高温下长期使用的PP,则采用复杂的多组分稳定剂体系;对于限制气味或味道的场合,稳定体系必须非常简单。如果用于防阳光(紫外线)可加入炭黑或用专门的稳定方法。

普通PP的抗张强度为34.5MPa,弯曲模量约为1723MPa。有抗张强度为100MPa,弯曲模量为9650MPa的玻璃填充级PP。矿物填充级PP的弯曲模量可高达约4480MPa,但抗张强度增加不多。在低于一75°F时仍保持延展性。抗张强度低至18 6MPa和弯曲模量低至689MPa的抗冲击共聚物已经不是最近出现的品种了。现代聚合反应过程能生产出可填补聚丙烯与烯烃橡胶之间空白的材料。

除了强氧化剂和非极性溶剂外,PP对化学侵蚀有很强的抵抗力。例如,发烟硝酸或热的浓硫酸能使PP降解,但浓度较低的溶液则对PP无害。液体如汽油、二甲苯和氯代烃能使PP溶胀并变软。共聚物溶胀程度比均聚物高。PP从这类溶剂中取出后,其尺寸又会恢复原状。由于PP表面惰性极大,如果不采用火焰处理或类似技术,很难在PP上进行印刷、涂漆及粘合。

聚丙烯的燃烧热很高,很难制成阻燃级产品,但市场上有几种牌号的阻燃级PP出售。PP还是优秀的电绝缘体,其介电常数和损耗因数很低。它的耐湿性很好,但不是良好的阻隔氧气的材料。

用途

纤维是PP的一个主要市场。通过拉伸或定向,可使其抗张强度提高15倍之多。抽丝产品包括衣物、尿布、非织品。家具革、农用袋、线绳、铺地织物、带。地毯和地毯背村。PP还可以铸造或定向拉伸成为薄膜。定向薄膜可作为香烟。糖果及许多物品的包装材料;非定向膜用于电容器或包装材料。

PP片材用于制热成型的食品容器,这连同隔潮和传气传味性能必须符合FDA规定。新型极低模量级产品可以用压延机压延,并与软质乙烯基树脂争夺市场。

通过注射吹塑法、挤压吹塑法或拉伸吹塑法,可以把PP加工成中空制品。为了提高吹塑和热成型性能,已开发出高熔体强度级PP。

市场上有快速加工挤压贴胶级PP;聚丙烯卓越的电性能,使其适合于作电话线和数据传输电缆的绝缘材料。

许多不同类型的注塑部件是由PP或它的抗冲击共聚物制成的。在汽车市场。,共聚物被用作内部装演和面板、外部组件和蓄电池等;均聚物和填充级用于发动机箱罩或作仪表板。

玻璃填料级PP用作装饰品或器具的部件。所有无填料的PP树脂均可作家用品,医疗器具,包括一次性放射性杀菌用品,主要使用低成本的均聚物和无规共聚物。薄壁模塑容器扩大了PP传统包装市场的范围,如防窜改的密封器和配料器。

 

聚苯乙烯(PS)

聚苯乙烯(PS)是一种热塑性树脂,由于其价格低廉且易加工成型,因此得以广泛应用。聚苯乙烯有均聚物(透明粒料)或增韧接枝共聚物或与弹性体的共混体(抗冲击聚苯乙烯IPS)形式。聚苯乙烯共聚物在物理性能和热性能上比均聚物有所提高。这几类聚苯乙烯有多种品级,如标准IPS和标准透明品级、抗环境应力开裂品级(ESCR)、耐紫外线级。阻燃级、耐磨级、制轻质制件的高挠性品级、可发泡品级、超初级以及低残余挥发分品级等。聚苯乙烯树脂用于制造日常生活中的一次性餐具、汽车部件、包装材料、玩具、建筑材料、电器和家庭用品等。

化学和性能

透明PS粒料它是通过苯乙烯单体的加成聚合反应得到的无定形聚合物。无色、透明,光学性能极好,并有高刚性。性脆易裂、经过双轴拉伸后才较柔软和有韧性,透明PS的代表性能如下:

密度 1.05 g/cm3

拉伸强度 48.3MPa.

弯曲强度 82.7MPa.

典型收缩率 0.0045 in/in

热膨胀系数 5—8 X 10-5in/(in·°c)

伸长率 2—3%

维卡软化点 225°F

聚苯乙烯本身耐y射线,因此y线照射灭菌对制品性能没有影响。聚苯乙烯溶于芳香族溶剂和某些酮类,能溶解于甲基乙基酮。透明PS颗粒的熔体指数范围是 1—25 g/10 min或高于 25 g/10 min。它有耐热高的品级(维卡软化点达223°F),也有残余单体含量低的品级。

抗冲击PS 它是苯乙烯单体与橡胶接枝聚合生成的无定形聚合物,或是聚苯乙烯与橡胶(通常为聚丁二烯橡胶)的物理共混物。所生成的聚合物具有韧性,通常为白色(也有透明的品级),挤出和成型非常容易。它的韧性主要决定于橡胶组分的比率和使用量。因此,抗冲击PS的性能变化较大,一般将其分成三类:中等冲击强度级(悬臂梁冲击强度< 1.5 ft.lb=、高冲击强度级(悬臂梁冲击强度为1.5~2.4 ft.lb和超高冲击强度级(悬臂梁冲击强度为2.6—5.0 ft./lb)。抗冲击PS的代表性能为:弯曲强度和拉伸强度为13.8~48.3MPa(随橡胶和添加剂含量不同而不同);伸长率 10— 60%;光泽度 5一100%。目视透明度从极佳至较差,收缩率约为0.006 in/in,热膨胀系数与透明PS相同。抗冲击PS受γ一射线灭菌照射后性能无变化,与透明PS具有同样的耐溶剂性。抗冲击PS的熔体指数为1~10g/min,维卡软化点为215°F。具有增强性能的抗冲击级聚苯乙烯的商业化生产有广泛的市场前景。已有的一些特殊品级包括:超高光泽度级、高透明级、耐磨级、抗环境应力一开裂级(ESCR)、高模量级、低光泽级、残余单体苯乙烯含量低的品级(1500 ppm以下)以及低温抗冲击良好的品级。
 

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