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文檔簡介
1、通用熱塑性樹脂一、聚乙烯及乙烯共聚物(一)聚乙烯1聚乙烯的品種由乙烯聚合而得的高聚物稱為聚乙烯, 英文名縮寫為 PE。聚乙烯顆粒外觀呈蠟狀, 乳白色或半透明。易燃,燃燒時(shí)熔融滴落,產(chǎn)生石蠟氣味。根據(jù)生產(chǎn)工藝不同,聚乙烯可分為高壓法,中壓法和低壓法。按其密度,聚乙烯 則可分為低密度聚乙烯 ( 密度為 0.910 0.925g/cm 3,英文縮寫為 LDPE、中密度聚乙烯 (密度為 0.926 0.940g/cm 3,英文縮寫為 MDPE)及高密度聚乙烯 (密度為 0.941 0.965g/cm 3,英文縮寫為 HDPE,) 習(xí)慣上也將中密度聚乙烯并入低密度聚乙烯中。通常 低密度聚乙烯由高壓法聚合
2、而得, 故又叫高壓聚乙烯。 高密度聚乙烯則由低壓法聚合而 得( 故又常被叫做低壓聚乙烯 ) 。低密度聚乙烯有較多支鏈,且存在長支鏈,支化復(fù)雜, 大分子鏈呈枝狀。而高密度聚乙烯支化少,且支鏈短,大分子鏈呈線型。近些年來,已 獲得廣泛應(yīng)用的新一代聚乙烯 ( 第三代聚乙烯 ) 系采用低壓法,以乙烯與少量 -烯烴共 聚而得。 其密度在低密度聚乙烯的范圍內(nèi), 大分子鏈上分布了較多的短支鏈, 但從整體 看分子鏈仍為線型結(jié)構(gòu)。故這類聚乙烯稱為線型低密度聚乙烯( 英文縮寫為 LLDPE)。不同合成方法得到了不同類型的聚乙烯。不僅如此,同一種類的聚乙烯還可以有 分子量上的巨大差別, 尤其是高密度聚乙烯。 按分子
3、量劃分, 高密度聚乙烯還分為中分 子量,即一般的高密度聚乙烯(分子量在 25 萬以下),高分子量高密度聚乙烯 (分子量 2580萬左右),超高分子量聚乙烯 (縮寫 UHMWP,E分子量在 150萬以上) 。此外,尚有 低分子量聚乙烯 (LMWPE,) 即聚乙烯蠟,其分子量低于一萬,只能用作塑料加工助劑。2聚乙烯的性能 聚乙烯分子鏈柔順,規(guī)整性好,易于結(jié)晶,能達(dá)到較高的結(jié)晶度。由于分子鏈結(jié) 構(gòu)的規(guī)整性差異, 高密度聚乙烯有更高的結(jié)晶度。 因而與低密度聚乙烯相比, 高密度聚 乙烯剛性較大,透明度較低。聚乙烯的機(jī)械強(qiáng)度并不高,不能承受高的載荷,但斷裂伸長率高( 一般在 500%以上) ,韌性好,耐沖
4、擊。低密度聚乙烯的拉伸強(qiáng)度常在15MPa左右,硬度約為邵氏 48D;高密度聚乙烯拉伸強(qiáng)度通常在 28MPa左右,硬度約為邵氏 65D。一般地,聚乙烯的拉伸 強(qiáng)度、 沖擊強(qiáng)度隨分子量增大而提高。 尤其是超高分子量聚乙烯, 表現(xiàn)出了極佳的耐沖 性。此外,超高分子量聚乙烯具有極低摩擦系數(shù),優(yōu)良的自潤滑性和極高的耐磨性。聚乙烯的熔點(diǎn) (Tm) 隨生產(chǎn)方法、 品種牌號不同而有差異。 高密度聚乙烯的熔點(diǎn)較高, 約為 130-135 ,低密度聚乙烯熔點(diǎn)較低, 約 108 115。由此看來, 聚乙烯的耐熱 性較差, 但由于聚乙烯分子鏈柔順性好, 玻璃化溫度低, 有很好的耐低溫特性。 通常聚 乙烯脆化溫度( T
5、b)在-50 以下。隨著分子量提高,脆化溫度更低。超高分子量聚乙 烯的脆化溫度在 -140 以下。聚乙烯能耐無氧酸、堿、鹽,許多物質(zhì)的水溶液對聚乙烯無化學(xué)作用。在室溫時(shí), 聚乙烯耐稀硫酸和稀硝酸。 但強(qiáng)氧化性酸和發(fā)煙硫酸、 濃硝酸、 鉻酸同硫酸的混合液體在室溫下能緩慢作用于聚乙烯,在 90-100 能迅速毀壞聚乙烯。聚乙烯在室溫下幾乎不溶于任何一種溶劑。但是升高到一定溫度時(shí),某些烴類熔 劑可溶解聚乙烯,如溫度超過70時(shí),聚乙烯就能溶于甲苯、二甲苯、四氫化萘、十氫化萘中。聚乙烯容易發(fā)生光氧老化。在紫外線作用下,聚乙烯發(fā)生光降解,致使發(fā)脆和介 電性能變劣。炭黑對聚乙烯有良好的光屏蔽作用。因此,通常
6、在聚乙烯電纜護(hù)套料中, 加入約 2的色素炭黑,延長其戶外使用壽命。生產(chǎn)農(nóng)用遮陽網(wǎng)時(shí),也需加入適量炭黑 及抗氧劑。 雖然聚乙烯的抗熱老化性能尚可, 但有較高耐熱老化要求、 使用壽命要求較 長的產(chǎn)品需加入適當(dāng)?shù)目寡鮿?。對某些接觸銅的場合(如銅芯線 ) ,還需加入抗銅劑。由于聚乙烯是非極性聚合物,透水率低,有高度的耐水性和很低的水蒸汽透過率 這一突出特點(diǎn)。 但氧氣、 二氧化碳、 非極性的有機(jī)物及其蒸汽的透過率較高。 無論在哪 種情況,高密度聚乙烯對氣體、液體或其蒸汽的阻隔性要比低密度聚乙烯好得多。聚乙烯材料通??梢蚤L時(shí)間承受低于某一瞬間強(qiáng)度的負(fù)荷而不發(fā)生開裂,但是如 有某些介質(zhì)如醇、 液態(tài)烴、 甲酸
7、、 烷基酚聚氧乙烯醚等時(shí), 便可能在較小的應(yīng)力作用下 發(fā)生開裂而破壞。 這一現(xiàn)象叫做環(huán)境應(yīng)力開裂。 這些介質(zhì)就叫做活性環(huán)境。 聚乙烯是一 種對環(huán)境應(yīng)力開裂極為敏感的材料。而敏感的程度又與聚乙烯的品種有關(guān)。一般來說, 不論是高密度聚乙烯, 還是低密度聚乙烯, 其耐環(huán)境應(yīng)力開裂性都隨著熔體指數(shù)的減少 ( 分子量增大 ) 而提高。 當(dāng)密度和分子量相近時(shí), 分子量分布窄, 其耐環(huán)境應(yīng)力開裂性就 較好。此外, 短鏈支化多的聚乙烯耐環(huán)境應(yīng)力開裂性也強(qiáng)。 所以線型低密度聚乙烯、 高 分子高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯都有突出的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性。由于聚乙烯的非極性長鏈結(jié)構(gòu), 加上吸濕性小、 因而具有優(yōu)異的電絕
8、緣性。 在 90 以下,于很寬的頻率范圍內(nèi) (108Hz)以下,介電損耗很低 (10-4 數(shù)量級 )且耐高壓。 聚乙烯 的介電常數(shù)也很低,而且?guī)缀跖c頻率和溫度無關(guān)。聚乙烯有較寬的加工溫度范圍,一般在150 230下進(jìn)行,但在某些場合,可高達(dá) 280 (如涂層、紡絲 )。由于其吸濕性小 (0.01%) ,成型前可不干燥。聚乙烯熔體有良好的流動性和延伸性,其中低密度聚乙烯的熔體粘度對剪切速率 有更強(qiáng)烈的依賴性,易剪切變稀,而高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯則易拉伸變稀, 故更宜用來生產(chǎn)超薄薄膜。聚乙烯在 95 100進(jìn)行熱拉伸,取向發(fā)展順利,可獲得較高的拉伸倍數(shù)(9 10倍或更高)和穩(wěn)定的取向結(jié)構(gòu)。
9、因此,用HDPE生產(chǎn)單絲、編織絲可在此溫度區(qū)進(jìn)行熱拉伸。由于聚乙烯的結(jié)晶度高,因此冷卻后收縮率也較大(1.5 3.5%),在制品壁厚不均勻處,加強(qiáng)筋處易產(chǎn)生癟痕,不均勻的冷卻極易造成翹曲變形。聚乙烯是非極性的低表面能的聚合物,因此它的粘接性和印刷性較差,要獲得較 高的粘接強(qiáng)度和良好的表面印刷性, 需經(jīng)過表面處理。 如用強(qiáng)氧劑鉻酸氧化液進(jìn)行表面 腐蝕, 或進(jìn)行放電處理。 使氣體激發(fā)并與聚合物表面作用。 經(jīng)過這些處理, 得到附有極 性基團(tuán)的表面。3應(yīng)用聚乙烯具有優(yōu)異的綜合性能,用途十分廣泛。常用于制造各種用途的薄膜、絲、 軟板、管材、中空容器、電線電纜絕緣與護(hù)套、泡沫塑料、編織物 ( 如編織袋、集
10、裝袋、 土工材料 ) 以及日用品。超分子量聚乙烯常用作摩阻材料和多孔性材料。(二)乙烯共聚物1乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物。乙烯 -醋酸乙烯酯共聚樹脂是在乙烯聚合時(shí),加入共聚單體醋酸乙烯酯進(jìn)行共聚而 得。其英文縮寫為 EVA。乙烯 -醋酸乙烯酯共聚樹脂的性能與共聚物的組成及分子量有很大關(guān)系。當(dāng)其中醋 酸乙烯酯 (VA)含量越低,越接近于聚乙烯的性能。 醋酸乙烯酯含量增高, 它的彈性、 柔 軟性、粘合性、透明性提高,熔點(diǎn)降低。分子量越高 (MI 越小 ),力學(xué)強(qiáng)度越高,但熔 體粘度也越高。一般的乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚樹脂中,醋酸乙烯酯含量為18%左右,具有良好的柔韌性、 橡膠般彈性, 低溫?fù)锨?/p>
11、, 優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、 染色性和填料 的摻合性。乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物除可單獨(dú)用來生產(chǎn)制品外,常用來與其它樹脂共混 改性,如高填充無機(jī)填料的聚乙烯體系, 加入適量的 EVA,仍能保持良好的斷裂伸長率; 低密度聚乙烯電纜護(hù)套料中, 加入 EVA可提高耐環(huán)境應(yīng)力開裂性, 聚乙烯泡沫塑料中加 入 EVA可提高其柔軟性和回彈性。此外,高熔體指數(shù)EVA常用于制備熱熔粘合劑。2乙烯 - 丙烯酸乙酯共聚物 (EEA)乙烯 -丙烯酸乙酯共聚物的結(jié)晶性比聚乙烯低,柔軟而有彈性,有良好的拉伸強(qiáng)度 和低溫抗沖性,突出的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性。乙烯 - 丙烯酸乙酯的高溫穩(wěn)定性優(yōu)良,能耐 受 300 以上的加工溫度
12、, 特別適合于無底層的高溫?cái)D出涂層, 且涂層有良好的粘合力。3乙烯 - 丙烯酸鹽共聚物 (Surly 樹脂 )乙烯 - 丙烯酸鹽共聚物又稱離子聚合物。它是在乙烯和丙烯酸(或甲基丙烯酸)的 共聚物主鏈上引入金屬離子(如鋅、鎂等) ,以實(shí)現(xiàn)分子鏈交聯(lián)的一類聚合物。杜邦公 司的商品名為 Surly 樹脂。與聚乙烯相比, Surly 樹脂只具有很低的結(jié)晶度,故透 明性好。透光率約為 80 92%,是良好的透明包裝材料。 Surly 樹脂分子鏈間特殊的 離子交聯(lián)具有可逆性。 加熱時(shí)交聯(lián)鍵解離, 從而能熔融流動。 冷卻至室溫時(shí)交聯(lián)鍵恢復(fù)。 它屬于熱塑性彈性體, 在加工溫度下有良好的加工流動性, 室溫下有優(yōu)
13、良的橡膠彈性和 柔韌性。 其低溫性能優(yōu)良。 脆化溫度 76,甚至可達(dá) 105。拉伸強(qiáng)度優(yōu)于聚乙烯, 耐環(huán)境應(yīng)力開裂性,耐油性優(yōu)越。 Surly 樹脂的另一特點(diǎn)是與其它材料有很好的粘合 力,常用作層合材料的粘合層。(三)聚乙烯的其它化學(xué)改性品種1 氯化聚乙烯 用溶液法或懸浮法,在過氧化物存在下,通氯使聚乙烯氯化,得到氯化聚乙烯, 英文縮寫為 CPE。氯化聚乙烯的含氯量一般為 25 40%。由于氯的取代,破壞了聚乙烯 的分子鏈規(guī)整性, 結(jié)晶性大大降低。 通常含量的氯化聚乙烯具有橡膠狀彈性。 氯化聚乙 烯具有優(yōu)良的耐候性、 耐寒性、 耐化學(xué)藥品性、 耐油性和電氣性能, 廣泛用于電絕緣制 品、片材、
14、地板等方面。 氯化聚乙烯具有較好的耐燃性, 常作為高分子阻燃劑與聚乙烯 等共混, 使它達(dá)到阻燃化。 氯化聚乙烯具有高的填充性, 能填充大量的填料, 并與其它 多種塑料有良好的混熔性。 含氯量為 36%左右的氯化聚乙烯是聚氯乙烯的重要的抗沖擊 改性劑。2 有機(jī)羧酸 (酐) 接枝聚乙烯 采用熔融擠出接枝的方法,將有機(jī)羧酸( 酐)如馬來酸酐接枝到聚乙烯分子鏈上,使非極性的聚乙烯分子鏈帶上具有反應(yīng)性的羧酸或酸酐基團(tuán)。近年來, 這類接枝聚乙烯已進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn), 商品化的產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入市場。 這類接枝聚乙烯由于常有反應(yīng)性基 團(tuán),與某些極性高聚物 (如尼龍 )具有良好的親合力。 因此常用作聚乙烯和尼龍層合制
15、品 的粘合層,以及聚乙烯 / 尼龍共混物的增容劑。二、聚丙烯( 一) 聚丙烯的品種 以丙烯聚合而得到的聚合物稱為聚丙烯,英文縮寫為PP。聚丙烯顆粒外觀為白色蠟狀物,比聚乙烯更輕,透明性也略好。它易燃,燃燒時(shí)熔融滴落并發(fā)出石油氣味。依據(jù)側(cè)甲基在空間排列方向的差別,聚丙烯在主體構(gòu)型上有等規(guī)、間規(guī)與無規(guī)物 之分。工業(yè)聚丙烯以等規(guī)物為主 9498.5%,其等規(guī)物含量 (等規(guī)度 )常用不溶于沸騰正 庚烷中的聚合物百分?jǐn)?shù) ( 等規(guī)指數(shù) )來近似度量。 國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T2412-80 規(guī)定了聚丙烯等 規(guī)指數(shù)的測定方法。無規(guī)聚丙烯通常是在溶液法生產(chǎn)工業(yè)PP的過程中被分離出來的副產(chǎn)物。 它是透明的橡膠狀物質(zhì),
16、 不能用來生產(chǎn)制品。 常用于聚丙烯填充母料中作載體樹 脂。大多數(shù)工業(yè)聚丙烯是僅由丙烯一種單體聚合而得到的,即為均聚聚丙烯。有時(shí)為 了滿足各種性能需要,在聚丙烯合成過程中,常引入少量乙烯單體(或丁烯1、已烯1 等)進(jìn)行共聚,等到共聚聚丙烯。共聚聚丙烯中最重要的是乙烯與丙烯的共聚物。(二)聚丙烯性能由于工業(yè)聚丙烯具有高度的立體規(guī)整性, 因而結(jié)晶性好, 其結(jié)晶度一般為 50 70%, 有時(shí)可達(dá) 80%。等規(guī)度越高,結(jié)晶性越好,密度越大。聚丙烯的密度一般為0.90 0.91g/cm 3。聚丙烯有多種晶體形態(tài)。結(jié)晶時(shí)的條件(即冷卻過程 ) 不同,先成不同形態(tài)的晶體,從而影響硬度、剛性、沖擊強(qiáng)度和透明度。
17、工業(yè)聚丙烯的熔點(diǎn)約為 164-170 ,與聚乙烯相比,有較好的耐熱性,其制品能耐 100以上的溫度, 低負(fù)荷時(shí)可在 110連續(xù)使用, 斷續(xù)使用溫度可達(dá) 120,無負(fù)荷下 能耐 150,但由于聚丙烯分子鏈上交替存在著甲基,分子鏈較聚乙烯僵硬,玻璃化溫 度較高( -10 左右)耐寒性較差,脆化溫度高。均聚聚丙烯的低溫使用溫度極限一般 為-20 到-15 。實(shí)際上在 0附近,聚丙烯就顯得有點(diǎn)發(fā)脆。聚丙烯的拉伸強(qiáng)度,屈服強(qiáng)度、剛性、硬度都較聚乙烯高。隨著分子量提高(熔 體指數(shù)降低) ,拉伸強(qiáng)度和伸長率提高,但由于低分子量提高使結(jié)晶遲緩,會使屈服強(qiáng) 度,剛性和硬度稍有降低。 聚丙烯的等規(guī)度越高, 屈服強(qiáng)
18、度、 剛性、 硬度都會相應(yīng)提高。 聚丙烯的沖擊強(qiáng)度較低, 尤其是分子量較低, 等規(guī)度較高的情況下, 沖擊強(qiáng)度更低。 為 了改進(jìn)耐沖擊性, 降低脆化溫度, 可以使用共聚聚丙烯 (一般由丙烯與少量乙烯共聚而 得),也可采用共混改性的方法使聚丙烯增韌。聚丙烯力學(xué)性能方面的顯著特點(diǎn)是優(yōu)異 的耐彎曲疲勞性, 尤其是取向后的聚丙烯, 可耐百萬次以上彎折。 利用這一特性, 可生 產(chǎn)底蓋一體的鉸鏈盒。聚丙烯的電氣性能與聚乙烯相似,有優(yōu)良的電絕緣性,體積電阻率>1016 .cm,介電常數(shù) (2.2 2.6) 和介電損耗 (0.0004 0.001) 都很低,且受頻率影響小。聚丙烯的基本化學(xué)性能與聚乙烯相似
19、,對大多數(shù)介質(zhì)穩(wěn)定。無機(jī)酸、堿或鹽的溶 液,除具有強(qiáng)氧化性者外,在 100以下對 PP 幾乎無破壞作用。室溫下任何液體對聚 丙烯不發(fā)生溶解作用。 溫度升高時(shí), 一些液體如芳烴和氯化烴對聚丙烯的溶脹作用增強(qiáng)。 80以上,聚丙烯能熔于芳烴和氯化烴,如二甲苯、十氫化萘、四氯化碳等。由于聚丙烯主鏈上交替存在叔碳原子,使聚丙烯對氧很敏感,易發(fā)生熱氧老化和 光氧老化, 老化速度比聚乙烯快得多。 銅離子對聚丙烯的老化有強(qiáng)烈的催化作用。 因此 對長期接觸較高的溫度或在戶外使用的聚丙烯制品,需注意加強(qiáng)配分中的防老化體系, 在接觸銅的電絕緣用途場合, 需添加銅抑制劑或選用添加有銅抑制劑的抗銅害聚丙烯樹 脂。聚丙烯
20、為非極性高聚物,吸水率很低,成型前一般不需進(jìn)行干燥處理。必要時(shí), 可在 80 100干燥 34 小時(shí)。聚丙烯的加工溫度一般為 210 250。過高的溫度或 過長的受熱時(shí)間, 會由于熱降解而使分子量明顯下降, 而引起性能變劣。 聚丙烯在成型 過程中,由于熱收縮和結(jié)晶作用,比容有較大的變化。對注射成型制品,在箱孔、加強(qiáng) 筋、附近及壁厚較大的部位,容易產(chǎn)生氣泡、凹痕。對一些尺寸精度較高的零件,最好 選用經(jīng)過改性的低收縮性聚丙烯。聚丙烯熔體在通常的加工條件下冷卻結(jié)晶,會因本體成核作用較慢而使得晶核數(shù) 量少,故往往易形成大球晶,造成沖擊強(qiáng)低、透明性差。加入有效的結(jié)晶成核劑,可使 晶核增多, 結(jié)晶微細(xì)化,
21、 沖擊強(qiáng)度增大, 透明性提高。 這種使聚丙烯透明化的添加劑近 年來已經(jīng)商品化。 加入成核劑后, 球晶大小受溫度影響小, 可減小厚壁制品由于冷卻不 均勻造成的結(jié)構(gòu)不均勻性。此外,加入成核劑后,最大結(jié)晶速率溫度提高到140 ( 通常聚丙烯的最大結(jié)晶速率溫度為 120130) ,結(jié)晶速度大大加快,結(jié)晶度增加,減輕 后結(jié)晶作用及成型制品的后收縮變形。( 三 ) 共聚聚丙烯和接枝聚丙烯1、乙烯丙烯無規(guī)共聚物 使丙烯和乙烯的混合氣體同時(shí)進(jìn)行聚合, 所得聚合物的主鏈中無規(guī)則地分布著丙烯 和乙烯的鏈段。乙烯起著阻止丙烯結(jié)晶的作用,乙烯含量達(dá)20時(shí)結(jié)晶就很困難,到30時(shí)就會是完全無定形的了, 成為橡膠彈性體。
22、作為塑料使用的乙烯丙烯無規(guī)共聚 物,其乙烯含量通常僅為 3左右, 有時(shí)也根據(jù)需要使乙烯含量調(diào)節(jié)在 5 10范圍內(nèi)。 與均聚聚丙烯相比, 乙烯丙烯無規(guī)共聚物具有以下特點(diǎn): 結(jié)晶性和熔點(diǎn)下降; 硬度降 低、沖擊強(qiáng)度增大,透明性提高;玻璃化溫度和脆化溫度降低。2、丙烯乙烯嵌段共聚體在單一的丙烯聚合后, 除去未反應(yīng)的丙烯, 再與乙烯聚合, 這樣的聚合方法就叫做 嵌段聚合。 它生成聚乙烯、 聚丙烯和末端嵌段共聚物的混合物。 通常, 丙烯乙烯嵌段 共聚體中乙烯含量為 530。 與無規(guī)共聚體相比, 嵌段共聚體保持了聚乙烯和聚丙烯 各自的結(jié)晶能力, 具有聚乙烯和聚丙烯的性能的優(yōu)良組合。 因此軟化點(diǎn)降低很少,
23、而沖 擊強(qiáng)度提高很大, 脆化溫度大大下降。 這種嵌段共聚體的最大特點(diǎn)在于不使剛性特別降 低而能使脆性得到明顯改善。3、接枝聚丙烯 接枝聚丙烯是在聚丙烯主鏈上接枝化學(xué)結(jié)構(gòu)與主鏈不同的側(cè)鏈或側(cè)基, 從而賦予接 枝聚合物一些優(yōu)良的特性。 接枝的方法通常有溶液法和熔融法。 熔融法可在反應(yīng)雙螺桿 擠出機(jī)或熔融混煉機(jī)中進(jìn)行。 常用的接枝單體有順丁烯二酸 (酐)、衣康酸、 丙烯酸(酯) 類等。 通過接枝聚合, 在聚丙烯的分子鏈上接枝適當(dāng)?shù)臉O性基團(tuán),改善了聚丙烯的粘接特性。 這類接枝聚丙烯, 不僅在強(qiáng)度特性、 耐藥品性、 耐候性等方面保持著聚丙烯的基 本特性,而且熔融后與尼龍、乙烯乙烯醇共聚物、金屬、玻璃、木
24、材、紙等有良好的 粘接性。 因此, 它常用作共擠出復(fù)合和其它塑料層合制品中的粘接樹脂, 用于金屬的防 腐涂裝。 在塑料改性方面, 可用作聚烯烴與尼龍等極性樹脂共混時(shí)的增容劑, 提高共混 物的性能。也可用于聚丙烯填充體系,增進(jìn)聚丙烯與填料的界面結(jié)合力。三、苯乙烯系樹脂與塑料( 一 ) 聚苯乙烯 聚苯乙烯是苯乙烯單體在一定條件下聚合而成的熱塑性樹脂,英文縮寫為PS。聚苯乙烯的密度為 1.054g/cm 3。常規(guī)的工業(yè)聚苯乙烯為無規(guī)立構(gòu)聚合物,不具有結(jié)晶性, 基本為無定形態(tài),具有較高的透明度,可見光透光率88-92%。聚苯乙烯易燃,燃燒時(shí)產(chǎn)生濃黑煙,并放出芳香氣味。由于聚苯乙烯分子鏈碳原子上交替存在
25、著龐大的苯基側(cè)基,分子鏈的剛性大,有 較高的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度,質(zhì)堅(jiān)而剛,但脆性很大,沖擊強(qiáng)度低,易碎裂,落地時(shí)鏘 鏹有聲。 聚苯乙烯的長期載荷性差, 在長期載荷作用下, 拉伸強(qiáng)度只有原來強(qiáng)度的三分 之一到四分之一。聚苯乙烯的玻璃化溫度為100,熱變形溫度為 70-90 ,最高連續(xù)使用溫度為60-80 。具體溫度值與樹脂中的殘留單體、低聚物含量有關(guān),也與成型后的熱處理有 關(guān)。 如退火處理可提高熱變形溫度。 并且退火溫度高, 退火處理時(shí)間越長, 熱變形溫度 就越高。聚苯乙烯具有非常低的導(dǎo)熱系數(shù), (近似 0.13 .K), 且導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變 化小。因此 , 其發(fā)泡塑料可作為良好的冷凍絕熱材料。
26、聚苯乙烯是純的烴類聚合物。因此,耐酸、耐堿、但不耐強(qiáng)氧化性酸、如硝酸、 硫酸與鉻酸混合液。 對水、低級醇、植物油、 某些礦物油及各種鹽溶液有足夠的抵抗力。 與聚乙烯、聚丙烯不同,聚苯乙烯在常溫下便可溶于芳香烴類溶劑中,如苯、甲苯、二 甲苯、乙苯、苯乙烯及氯苯中。聚苯乙烯的耐輻射性良好,在高能射線輻照下,性能變 化較小。因此可用于 X 光室、放射性室等有高能射線的工作環(huán)境中。聚苯乙烯有優(yōu)良的電絕緣性能,且由于吸水率很低 (0.02%) 。即使在潮濕環(huán)境中, 電絕緣性能仍然良好。介電常數(shù)和介電損耗都很小,且受頻率影響很小。介電強(qiáng)度高, 幾乎和云母相近。聚苯乙烯有優(yōu)良的成型加工性,是大工業(yè)生產(chǎn)的樹脂
27、中容易成型加工的品種之一, 粘流溫度和分解溫度的區(qū)間較寬, 成型溫度的選擇和調(diào)節(jié)的靈活性較大, 一般加工溫度 區(qū)間為 170-250 。聚苯乙烯的熔體有良好的流動性,成型加工中,調(diào)節(jié)溫度和調(diào)節(jié)壓 力,都會有效地改變?nèi)垠w粘度。 聚苯乙烯的 Tg Tf 溫度范圍較寬 , 這就使熱成型變得更 加方便 .與聚乙烯 ,聚丙烯相比 , 聚苯乙烯的比熱小 ,且無結(jié)晶 , 成型收縮率低 (約 045)。 但聚苯乙烯制品生產(chǎn)中, 易形成內(nèi)應(yīng)力的問題較為突出。 由于聚苯乙烯分子鏈剛硬, 在 成型過程中產(chǎn)生的取向在冷卻過程中不易得到充分松弛。 而聚合物分子總是力圖恢復(fù)到 原來的自然卷曲狀態(tài), 如果這些取向分子在松弛
28、前已經(jīng)被冷卻凍結(jié)起來的話, 就在制品 中產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力。 帶有內(nèi)應(yīng)力的制品比無內(nèi)應(yīng)力的制品更脆、 在貯存和使用過程中, 其 力學(xué)性能、光學(xué)性能迅速下降,甚至產(chǎn)生表面銀紋、開裂。為降低內(nèi)應(yīng)力,可通過提高 成型溫度, 或模具溫度, 選擇流動性好的品級, 也可進(jìn)行熱處理, 將成型后的制品隨即 在 60 80條件下放置一段時(shí)間,然后緩冷至室溫。( 二 ) 高抗沖擊聚苯乙烯 (HIPS) 聚苯乙烯具有許多優(yōu)異的性能,但由于其質(zhì)脆,沖擊強(qiáng)度低,易應(yīng)力開裂。為了 改善聚苯乙烯的這些缺點(diǎn), 工業(yè)上采用接枝共聚共混法生產(chǎn)出了高抗沖聚苯乙烯, 其英 文名縮寫為 (HIPS) 。將橡膠溶解于苯乙烯單體中, 然后用通常
29、方式聚合聚苯乙烯。 所用 橡膠通常為聚丁二烯、 丁苯橡膠、 丁苯嵌段共聚物、 乙丙橡膠等。 根據(jù)所用橡膠品種和 用量, 及造粒時(shí)所加的添加劑, 可得超高抗沖擊型, 高抗沖擊型, 中抗沖擊型, 耐候型, 阻燃型等各種特性的高抗沖聚苯乙烯。高抗沖擊聚苯乙烯是白色或微黃色的熱塑性顆粒。由于橡膠顆粒的存在及折光指 數(shù)的差異,大多數(shù)高抗沖擊聚苯乙烯都不透明。它具有通用級聚苯乙烯的大多數(shù)優(yōu)點(diǎn), 但由于采用了橡膠改性,沖擊強(qiáng)度得到了大幅度提高,拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、模量、耐 熱性、耐候性卻有所降低。其降低的程度則與橡膠品種和用量有關(guān)。( 三 ) 苯乙烯 - 丙烯腈共聚物 (AS)苯乙烯 - 丙烯腈共聚物簡稱
30、AS樹脂。通常,共聚物中丙烯腈含量約為 30%左右。該 含量時(shí)綜合性能較好。 AS樹脂基本上保持了聚苯乙烯的透明性,相對密度 1.07-1.10 , 堅(jiān)硬而且剛性好。由于引入了極性的氰基,分子間力大,耐熱性、耐油性、耐沖擊性、 模量都較聚苯乙烯好。 AS 樹脂有良好的尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)藥品性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂 性、耐水、酸、堿、洗滌劑,但可溶于酮類、芳香烴類及二甲基甲酰胺等有機(jī)溶劑。AS 樹脂模塑收縮率低,加工流動性、熱穩(wěn)定性比聚苯乙烯稍差,吸濕性比聚苯乙 烯大,且少量的吸濕性對成型制品質(zhì)量有較大影響,加工前要注意干燥。( 四 ) 苯乙烯 - 丁二烯共聚物 (K 樹脂 )苯乙烯 - 丁二烯共聚物
31、,英文縮寫為 BS。作為塑料用時(shí),通常其中苯乙烯含量在 55%以上,且多為嵌段共聚物。如美國菲利浦公司的K- 樹脂,即為苯乙烯含量為 25%的BS嵌段共聚物。與 PS相比 K- 樹脂有高的沖擊強(qiáng)度。是一種透明且韌性高的塑料材料, 介電性能好, 尤其是介電損耗小, 耐化學(xué)藥品性 (特別是堿 )優(yōu)良, 同時(shí)又具有耐海水腐 蝕的特性。四、ABS類樹脂與塑料( 一 )ABS1ABS的組成ABS 是由丙烯腈 (A) 、丁二烯 (B) 和苯乙烯 (S) 三種單體組成。通常 A 含量約為 20-30%,B 含量約為 5-40%,S 含量約為 40-70%。ABS雖然通常被認(rèn)為是丙烯腈 -丁二烯 - 苯乙烯三
32、元共聚物,但實(shí)際上是一類復(fù)雜的聚合物共混體系(聚合物合金 ) 。較陳舊的方法是由機(jī)械共混法制備。 而目前工業(yè)上主要是由接枝共聚 - 共混法生產(chǎn) ABS。ABS樹脂 具有復(fù)雜的兩相結(jié)構(gòu), 即由橡膠相、 樹脂相以及兩相過渡層所構(gòu)成。 橡膠相通常是聚丁 二烯橡膠,樹脂相為丙烯腈與苯乙烯的共聚物,過渡層則由AS接枝橡膠構(gòu)成。橡膠相呈分散粒子分散于樹脂連續(xù)相中,過渡層則起著兩相間的中間橋梁作用。ABS中三元的組成比例,橡膠相分子量、交聯(lián)度、含量、膠粒的分散狀態(tài),樹脂相 A 與 S的組成、排列方式、分子量及分子量分布,過渡層中接枝共聚物主鏈和支鏈的組 成及排列方式、 接枝率、 接枝層厚度等都構(gòu)成了 ABS
33、性能的影響因素。 所以 ABS牌號眾 多。不同牌號,性能會有較大的差別,如按沖擊強(qiáng)度劃分,ABS有中抗沖擊型、高抗沖擊型、超高抗沖擊型。 按成型加工性劃分, ABS有擠出級、 注射級、電鍍型、 高光澤型, 此外,還有高耐熱級、高剛性級等。2ABS的性能由于 ABS的組成特性,它不僅兼有 A、B、S 三組份各自均聚物的特點(diǎn),而且突出 地表現(xiàn)出三組份間的協(xié)同作用, 使其呈現(xiàn)出較為理想而全面的綜合性能。 其中苯乙烯提 供了剛性,易加工性、染色性,丁二烯提供了韌性,提高沖擊強(qiáng)度,丙烯腈提高耐化學(xué) 藥品性,提高熱變形溫度、表面硬度及拉伸強(qiáng)度。通常 ABS的耐熱性比高抗沖擊聚苯乙烯好。 維卡軟化點(diǎn)一般在
34、95左右 ( 高耐熱級 可達(dá) 110 ) ,熱變形溫度一般在 90左右 (高耐熱級可達(dá) 100) 。由于橡膠組分的存 在, ABS 的耐寒性好。在 -40 仍表現(xiàn)出良好的韌性。由于其既耐熱,又耐寒,使用溫 度范圍較寬,一般可從 -40 100。ABS的線膨脹系數(shù)小,制品具有良好的尺寸穩(wěn)定性,且抗蠕變性好。承受 7Mpa 載 荷時(shí),尺寸無明顯變化,升溫時(shí)抗蠕變能力也不迅速下降。ABS有較好的綜合力學(xué)性能。拉伸、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、硬度值都較高。不同牌 號間,單項(xiàng)性能值會有較大差別。 ABS懸臂梁沖擊強(qiáng)度值一般 100 400J/m。拉伸強(qiáng)度 一般為 35 55MPa,彎曲強(qiáng)度 55 85Mpa,
35、洛氏硬度 R90 115。由于 ABS的各項(xiàng)力學(xué)性 能較好,卻還綜合了較好的抗蠕變性,故也廣泛用作工程材料。ABS能耐水、無機(jī)酸、 堿及鹽,但不耐氧化性酸、 冰醋酸、 礦物油、植物油、 醇類、 對有內(nèi)應(yīng)力的制件會產(chǎn)生較大的影響, 長期接觸甚至?xí)瓠h(huán)境應(yīng)力開裂。 酮、醛、酯、 鹵代烴及芳烴會引起溶脹或溶解作用。 此外,由于 ABS中 B組份(丁二烯 )的存在,結(jié)構(gòu) 中含有雙鍵, 耐候性差, 易發(fā)生光氧老化和熱氧老化。 為了提高耐候性, 可加入抗氧劑 和光穩(wěn)定劑。ABS 具有優(yōu)良的成型加工性。一般成型成型加工溫度在180230。其流動性比聚苯乙烯稍差, 熱穩(wěn)定性也不及聚苯乙烯和聚乙烯, 最高加工
36、溫度一般不要超過 250 。水份的存在對 ABS 成型制品的外觀影響較大。雖然ABS的吸水率并不高 (一般為0.3%左右 ) ,但少量的水份,會使產(chǎn)品表面出現(xiàn)銀絲紋。因此與加工PE、 PP、 PE不同。原料一定要經(jīng)干燥,含水量控制在0.6%以下。ABS的模塑收縮率低, (一般為 0.4 0.6%) , 且制品后變形小。故易于成型尺寸 精度較高的零部件。此外, ABS還易于著色,并有優(yōu)良的二次加工特性,如容易進(jìn)行電 鍍等表面裝飾、有良好的熱成型性等。( 二 ) 新型 ABSABS樹脂雖然綜合性能良好,但卻有不透明、耐候性不足、不耐燃等缺點(diǎn)。為改進(jìn) ABS的性能,發(fā)展了許多結(jié)構(gòu)類似于ABS的接枝共
37、聚 - 共混物。盡管它們的組成已不是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三者的結(jié)合,但習(xí)慣上仍劃在ABS之列,故常稱為新型 ABS,其典型品種有 MBS、 MABS、 ACS、 AAS、 EPSAN等。1MBSMBS的生產(chǎn)過程與 ABS大致相同。 與 ABS不同的是, 甲基丙烯酸酯單體取代了丙烯 腈單體,由于橡膠相與樹脂相折光指數(shù)相近,所以具有較好透明性。透光率可達(dá)90%。故又名透明 ABS。MBS較 ABS耐候性好,耐熱性比 ABS稍差( 熱變形溫度 75-80 ) ,其 它性能與 ABS相似。MBS主要用于要求透明的場合取代 ABS,可用注射、擠出、吹塑等成型方法成型加 工。此外, MBS與 PVC有良
38、好的摻混性,且折光指數(shù)相近。因此,MBS常用作透明硬質(zhì)PVC的改性劑。 在硬質(zhì) PVC中加入 MBS,可提高沖擊強(qiáng)度、 耐寒性, 并改善成型加工性。2MABSMABS也被稱為透明 ABS。它是甲基丙烯甲酯、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯四元組成 物。MABS是耐沖擊,強(qiáng)韌性、優(yōu)良的透明樹脂。透光率大于85%。除透明性以外,其它性能類似于 ABS。3AASAAS是丙烯腈、丙烯酸酯、苯乙烯三元組成物。與ABS相比,聚丁二烯橡膠組份換成了聚丙烯酯橡膠。 由于聚丙烯酯橡膠是飽和橡膠, 因此 AAS有突出的耐候性和耐光性, (比 ABS提高約 10倍)。AAS制品戶外使用一年左右,力學(xué)性能變化很小,顏色變化也
39、不大。此外 AAS還有良好的透明性。 AAS的其它性能與 ABS相似。4ACSACS是由丙烯腈,氯化聚乙烯,苯乙烯三元組成物。與ABS相比,氯化聚乙烯橡膠取代了聚丁二烯橡膠, 分子主鏈中沒有雙鍵, 因此 ACS耐候性優(yōu)良, 耐化學(xué)藥品性也優(yōu) 于 ABS。由于氯化聚乙烯橡膠存在, 賦予一定的阻燃性。 按橡膠含量及橡膠中氯的含量, ACS可分為通用級及難燃級。 一般通用級的氯指數(shù)達(dá) 19.6 。難燃級的氧指數(shù)可達(dá) 29.6 。由于氯化聚乙烯的存在, ACS在高溫下易分解出 HCl。因此盡管在制成的粒料中已 加入了熱穩(wěn)定劑,但在成型時(shí),加工溫度應(yīng)比通常的ABS低一些,難燃級則應(yīng)更低。5EPSANEP
40、SAN是乙烯、丙烯、苯乙烯、丙烯腈四元組成物。與ABS相比,乙丙橡膠取代了聚丁二烯橡膠。由于分子主鏈中沒有雙鍵,因此,耐候性、耐熱老化性優(yōu)異。其耐候性 約為 ABS的 68 倍。經(jīng) 8814個(gè)星期的熱老化試驗(yàn),沖擊強(qiáng)度只降低5-8%。因此,EPSAN最宜于取代 ABS,用于制作戶外使用的制品。由于其穩(wěn)定性好,白色制品無論在 成型加工還是在使用過程中,不易泛黃。五、氯乙烯類樹脂( 一 ) 聚氯乙烯聚氯乙烯是由氯乙烯單體聚合而得, 其英文縮寫為 PVC。它是最早工業(yè)化生產(chǎn)的塑 料品種之一, 目前產(chǎn)量僅次于聚乙烯。 聚氯乙烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有懸浮法、 乳液 法、本體法和微懸浮法。乳液法聚氯乙烯樹
41、脂粒徑較細(xì),一般為0.1 1m。由于顆粒微細(xì),加之表面裹有乳化劑, 可以幫助樹脂與增塑劑的浸潤, 故能常溫下與增塑劑混合制成不發(fā)生沉析的聚 氯乙烯糊。 故乳液法聚氯乙烯樹脂又叫聚氯乙烯糊樹脂或糊狀樹脂。 乳液法聚氯乙烯樹 脂的缺點(diǎn)是雜質(zhì)含量高, 電絕緣性差、 透明度差, 產(chǎn)品成本高。 故一般僅限于需要先配 制成糊再成型加工的制品,如涂覆制品、浸漬成型和搪塑成型制品。懸浮法聚氯乙烯樹脂是聚氯乙烯的主要品種, 其產(chǎn)量約占世界聚氯乙烯產(chǎn)量的 80% 以上,懸浮法聚氯乙烯樹脂粒徑大,約5150 m,按合成工藝的不同,顆粒形態(tài)又可從緊密的光滑球形, 到外形不規(guī)則、 表面毛糙的多孔疏松型。 其疏松程度可由
42、表觀密度 來度量。 疏松程度高, 表觀密度小, 加工過程中, 疏松型聚氯乙烯樹脂吸收增塑劑速度 和塑化速度快, 因此目前懸浮法聚氯乙烯樹脂絕大部分為疏松型。 其加工方便, 適合多 種成型方法,并可粉料直接擠出或注射成型制品,且產(chǎn)品性能好。本體法聚氯乙烯乙烯樹脂性能優(yōu)于懸浮法。樹脂中雜質(zhì)含量少,熱穩(wěn)定性好,透 明性和電絕緣性都較懸浮法高,故尤適合于高級絕緣和高透明度制品。微懸浮法所得樹脂,粘度介于懸浮法和乳液法樹脂之間,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,可用于 替代糊用樹脂。樹脂吸收增塑劑量大,制品透明性好。2聚氯乙烯的平均分子量及其表征 聚氯乙烯的平均分子量是選擇樹脂時(shí)的重要依據(jù),它對加工性狀和產(chǎn)品性能有很 大影
43、響。 表征平均分子量的方法通常都是基于聚氯乙烯樹脂稀溶液粘度的測定。 最常用 的是絕對粘度 () 、粘數(shù) (VN) 、K 值。獨(dú)聯(lián)體、波蘭等多國采用絕對粘度,并以此作為劃分牌號的一個(gè)重要參數(shù)。我國 乳液法 PVC樹脂的型號劃分, 也以絕對粘度為依據(jù), 并將絕對粘度規(guī)定為以 100ml 的 1, 2二氯乙烯溶劑溶解 1g PVC 樹脂所得的稀溶液在 20時(shí)的運(yùn)動粘度。絕對粘度值越 高, PVC的平均分子量越大。西歐、美國等更多的國家和地區(qū),則多采用K 值。 K值是由 PVC稀溶液的粘度 ( )和純?nèi)軇┑恼扯?( 0)的比值( / 0)換算而得。 K值越大, PVC的平均分子量也越大。在國際標(biāo)準(zhǔn)中
44、則采用粘數(shù)( VN)。我國的懸浮樹脂也采用粘數(shù)表征分子量并劃分型 號,并規(guī)定了測定粘數(shù)的方法 (GB3401-82) 。測定粘數(shù)所用的溶劑為環(huán)已酮,濃度( )為每毫升溶液中含 5mg PVC樹脂,測定條件為 25。通過測定稀溶液的粘度 ( ) 和純 溶劑 ( 0) ,計(jì)算出粘數(shù) ( V N ) c0 。粘數(shù)越大,分子量越大。根據(jù)粘數(shù)范圍,我 0c國懸浮樹脂分為七個(gè)型號,從 SG1 到0 SG7。型號越高,粘數(shù)越小,分子量越低。各型號 對應(yīng)的粘數(shù)見表 2 1。表 2 1懸浮法 PVC樹脂型號與粘數(shù)對應(yīng)值型號PVC-SG1PVC-SG2PVC-SG3PVC-SG4PVC-SG5PVC-SG6PVC
45、-SG6粘數(shù) (ml/g)155144143136135 1271261181171071069695853. 聚氯乙烯的性能PVC 樹脂為白色粉未狀物。 PVC 本體在 20時(shí)的折光率為 1.544 ,相對密度在 1.40g/cm3 左右。 PVC的吸水性、透水性、透氣性都較低,能耐大多數(shù)無機(jī)酸、堿、鹽, 不溶于石油、 礦物油等非極性溶劑。 常用的 PVC的有效溶劑有環(huán)已酮、 四氫呋喃、 硝基 苯、二氯乙烷等。 許多分子量適中、 具有適當(dāng)極性與非極性比例的高沸點(diǎn)酯類化合物雖 在常溫時(shí)不能溶解 PVC,但在加工溫度下, PVC可大量吸收這些物質(zhì),從而改善其塑性 和制品的柔軟性。 因此被用作 P
46、VC的增塑劑。 PVC中最常用也是最主要的增塑劑是鄰苯 二甲酸酯類, 如鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二丁酯。PVC塑料制品的力學(xué)性能可以在寬廣的范圍內(nèi)變化, 它主要取決于分子量、 增塑劑及填料。 如隨著增塑劑用量的增加, PVC可由硬質(zhì)變成柔軟的塑料。一般地,硬質(zhì)制品中的增塑劑用量為05 份(以 PVC為 100份計(jì)),軟制品中的增塑劑用量在 25 份以上。在 525 份增塑劑用量范圍內(nèi), 為 半硬質(zhì)制品。 硬質(zhì) PVC的常用縮寫為 HPVC或 RPVC,軟質(zhì) PVC的縮寫為 SPVC,不加增塑 劑的硬質(zhì) PVC則常被稱為無增塑 PVC或未增塑 PVC(縮寫為 UPVC)。隨著增塑劑用量增 加
47、,硬度、模量、拉伸強(qiáng)度降低,而斷裂伸長率提高。硬質(zhì)制品的拉伸強(qiáng)度通常為 35 52MP,伸長率小于 40;而軟質(zhì)制品的拉伸強(qiáng)度通常只有1224 MP,斷裂伸長率則可達(dá) 300 甚至更高。聚氯乙烯的玻璃化溫度大約在80左右,隨著添加增塑劑品種和用量不同有很大變化。增塑劑用量增加,玻璃化溫度降低。由于PVC基本為無定型的,因此, PVC制品的耐熱性較差。 一般情況下, 連續(xù)使用溫度不宜超過 65。 PVC的耐寒性也較差, 即使 是有些加有增塑劑的軟 PVC制品, 在低溫下也會變硬甚至發(fā)脆。 在要求耐寒的場合, 軟 制品中應(yīng)添加耐寒性增塑劑 (如癸二酸二辛酯 ) ,硬制品則應(yīng)添加抗沖擊改性劑 ( 如
48、氯化 聚乙烯 ) 或適當(dāng)增加其用量。PVC中由于存在 C-Cl 偶極,故有較高的介電常數(shù)和介電損耗。利用這一點(diǎn)工業(yè)上 對 PVC膜片, 常采用高頻熱合的工藝方法進(jìn)行二次加工成制品。PVC的體積電阻率隨添加劑有很大變化。硬質(zhì)制品通常 >10 · cm,而軟制品通常為 10 10 · cm。由于 聚氯乙烯中含有大量的氯原子, 使其具有很好的耐燃性、 自熄性。 軟質(zhì) PVC中由于有大 量增塑劑存在,耐燃性稍差。PVC中有少量的微晶體,因此,為使樹脂充分熔融塑化,得到性能較佳的制品,在 加工過程中應(yīng)使這些微晶熔化。 工業(yè) PVC中微晶的熔點(diǎn)為 175左右。 故實(shí)際加工溫度 應(yīng)
49、控制在 170190。然而,由于合成反應(yīng)所致,工業(yè)聚氯乙烯分子鏈上存在著引起 分解的薄弱點(diǎn)。因此, PVC的分解溫度低。 140時(shí)即有明顯分解現(xiàn)象, 170時(shí)就大量 分解脫出 HCl??梢姡瑢?shí)際加工溫度都高于分解溫度。為使聚氯乙烯的成型加工能順利 進(jìn)行,必須在配方中加入熱穩(wěn)定劑,以抑止聚氯乙烯的熱分解。聚氯乙烯分子鏈的強(qiáng)極性,以及加工溫度的限制,使其熔體流動性差,尤其是分 子量較高(型號較低或粘數(shù)較大)的樹脂,熔體粘度高,成型性差。加入增塑劑可降低 熔融塑化溫度,減弱 PVC分子鏈間作用,降低熔體粘度,改善成型加工性。因此,分子量高的 PVC(如 PVC-SG1 PVC-SG3) 適宜于需添加
50、多量增塑劑的軟制品。生產(chǎn)硬質(zhì)制品應(yīng) 選用分子量較低的樹脂 (如 PVC-SG5PVC-SG7) 。盡管如此, 由于硬 PVC制品中沒有或只 有很少量增塑劑, 分子間作用仍較強(qiáng), 為使充分塑化, 要在較高的溫度下成型加工。 因 此,對硬 PVC體系要加強(qiáng)熱穩(wěn)定體系。 另一方面, 較強(qiáng)的分子間作用力會使熔體流動時(shí) 的摩擦作用加劇,而產(chǎn)生大量的過熱點(diǎn),加速聚氯乙烯的分解。因此,對硬質(zhì)PVC,還要強(qiáng)化潤滑體系。聚氯乙烯成型收縮率低,吸濕性小,并具有良好的染色性、印刷性。這些是聚氯 乙烯成型加工的有利方面。( 二 ) 其它氯乙烯類樹脂與塑料1氯化聚氯乙烯 (CPVC)氯化聚氯乙烯 (亦稱過氯乙烯 ) 是
51、由聚氯乙烯樹脂氯化而制得, 其英文縮寫為 CPVC。 氯化聚氯乙烯是白色粉末, 含氯量一般為 65%左右。 氯化聚氯乙烯與聚氯乙烯相比有更 高的拉伸強(qiáng)度、 彎曲強(qiáng)度, 耐熱性則有大幅度提高。 氯化聚氯乙烯制品在沸水中不變形, 最高連續(xù)使用溫度達(dá) 100105,比未增塑聚氯乙烯提高約40。在 100時(shí),氯化聚氯乙烯的拉伸強(qiáng)度仍維持在 20MPa左右。氯化聚氯乙烯可溶于四氫呋喃、二氯乙烷、氯苯等多種有機(jī)溶劑,且溶解度高, 粘接性好,是硬質(zhì) PVC的優(yōu)良粘接劑。氯化聚氯乙烯的其它使用性能與聚氯乙烯相似。 在加工性方面,氯化聚氯乙烯的加工溫度比聚氯乙烯約高10 ,混煉加工時(shí)發(fā)熱也更加嚴(yán)重, 因此熱穩(wěn)定
52、體系和潤滑體系更顯得重要。 此外,氯化聚氯乙烯稍有吸水性, 加工時(shí)宜先干燥。3 氯乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物氯乙烯 - 醋酸乙烯酯共聚物是由 3-20%的醋酸乙烯酯單體與相應(yīng)量氯乙烯單體共聚 而得 (英文縮寫為 VC/VAC),簡稱氯醋樹脂。醋酸乙烯酯單體的引入,起到了內(nèi)增塑作用,使熔融流動溫度降低,流動性好, 易于成型加工。 VAC含量越高,流動性越好。將其與聚氯乙烯共混,混溶性良好,可提 高 PVC的加工速度。 與聚氯乙烯相比, 氯醋樹脂有良好的沖擊韌性和耐寒性。 且適宜于 添加更多的填料。因此,廣泛用于生產(chǎn)地板磚,硬質(zhì)板材等。氯醋樹脂在酮類、酯類溶劑中,比聚氯乙烯有更好的溶解性,故常配制
53、溶液,用 于涂料、粘合劑。3氯乙烯 - 丙烯酸酯共聚物氯乙烯 - 丙烯酸酯共聚物中的丙烯酯具有內(nèi)增塑作用,與氯乙烯均聚物相比,熔體 粘度和熔融流動溫度、 軟化溫度較低、 柔韌性好, 制品透明度高, 耐沖擊性與耐寒性好。 此外, 該共聚物比聚氯乙烯的成型性好, 制品表面質(zhì)量高。 將其與聚氯乙烯共混, 還可 改進(jìn)聚氯乙烯的成型加工性。六、丙烯酸類樹脂與塑料 丙烯酸類樹脂是一大類聚合物的總稱。它是以丙烯酸及其衍生物為單體聚合所得 到的聚合物, 或以它作為主要單體與其它不飽和單體進(jìn)行共聚合而得到的共聚物。 丙烯 酸塑料則是以丙烯酸類樹脂為基體的塑料。丙烯酸類樹脂及塑料的性能,與組成聚合物( 或共聚物 )的單體及其比例有很大關(guān)系。但它們有著共同的特點(diǎn),即制品透明性高、耐候性好、綜合性能優(yōu)良。丙烯酸樹脂 燃燒緩慢,離火后繼續(xù),火焰為淺藍(lán)色,端部呈白色,燃燒時(shí)融化起泡,并有特有的丙 烯酸類單體氣味。丙烯酸類樹脂的合成方法可以是本體法、懸浮法、溶液法、乳液法。溶液法主要 應(yīng)用于膠粘劑和涂料; 乳液法主要用于制造膠乳, 用于皮革和織物處理; 本體法一般都 采用澆鑄成型的方法直接成型制品,
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