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1、聚乙烯PE(polyethlene),聚乙烯树脂为无毒、无味的白色粉末或颗粒,外观呈乳白色,有似蜡的手感,吸水率低,小于0.01%。聚乙烯的耐水性较好。聚乙烯膜透明,并随结晶度的提高而降低。聚乙烯膜的透水率低但透气性较大,不适于保鲜包装而适于防潮包装。易燃、燃烧时低烟,有少量熔融落滴,火焰上黄下篮,有石蜡气味。制品表面无极性,难以粘合和印刷。支链多其耐光降解和耐氧化能力差。,聚乙烯的性能,聚乙烯的力学性能一般,拉伸强度较低,抗蠕变性不好,耐冲击性好。主要受密度、结晶度和相对分子质量的影响,随着这几项指标的提高,其力学性能增大。耐环境应力开裂性不好,但当相对分子质量增加时,有所改善。耐穿刺性好,
2、其中LLDPE最好。,力学性能,热学性能聚乙烯的耐热性不高,随相对分子质量和结晶度的提高有所改善。耐低温性能好,脆性温度一般可达50以下;并随相对分子质量的增大,最低可达140。电学性能因聚乙烯无极性,所以具有介电损耗低、介电强度大的电性能优异,即可以做调频绝缘材料、耐电晕性塑料,又可以做高压绝缘材料。,聚乙烯属于烷烃惰性聚合物,具有良好的化学稳定性。在常温下耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀,但不耐强氧化剂如发烟硫酸、浓硝酸和铬酸等。聚乙烯在60以下不溶于一般溶剂,但与脂肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过60后,可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松节油、矿物油及石蜡中;温度高于1
3、00,可溶于四氢化萘。由于聚乙烯分子中含有少量双键和醚键,其耐候性不好,日晒、雨淋都会引起老化,需要加入抗氧剂和光稳定剂改善。,环境性能,因PE的流动性好,加工温度低,粘度大小适中,分解温度低,在惰性气体中高温度300不分解,所以是一种加工性能很好的塑料。聚乙烯制品在冷却过程中容易结晶,因此,在加工过程中应注意模温。以控制制品的结晶度,使之具有不同的性能。聚乙烯的成型收缩率大,在设计模具时一定要考虑。,加工特性,聚乙烯的用途,1.超高分子量PE(UHMW-PE)分子量:100300万,600700万耐磨性:居塑料之冠,超过某些金属。耐冲击性:冲击强度在所有工程塑料中名列前茅。自润滑性:摩擦因数
4、低,自润滑性能优异。耐化学药品性:优良,除强氧化酸外,在一定温度下和范围内能耐各种腐蚀性介质。密度:比其他工程塑料低,制品非常轻便。,其他种类的聚乙烯,Ultra-high molecular weight polyethylene UHMWPE 超高分子量聚乙烯,低分子量聚乙烯(LMWPE)分子量:5005000状态:石蜡、聚乙烯蜡热性能:软化温度低,8090。力学性能:力学性能差,助剂,蜡纸的图层。,交联聚乙烯(1)辐射交联优点:产品质量容易控制,生产效率高,废品率低,保持材料的洁净性。缺点:高温、高压。,应用:绝缘电缆,(2)化学交联,由于它是使用茂金属(MAO)为聚合催 化剂生产出来的
5、聚乙烯,因此,在性能上与传统的 Ziegler-Natta 催化剂聚合而成的PE 有显著的不同 特点:高立构规整性、分子量分布窄。mPE 在设备上拥有极宽而且稳定的操作窗口,能在更低熔体 温度下挤出,这一特性为追求效率的生产商带来了挤出能耗的降低,使之获得更好 的膜泡稳定性以及实现稳定无忧的生产操作;该产品可以提供更快的薄膜加工,因而提高了薄膜生产线的产能。应用:收缩包装薄膜、托盘收 缩包装薄膜、手工流涎缠绕包装膜、农用温室大棚膜、中型及重型包装袋以及复合 包装薄膜,茂金属聚乙烯(mPE),氯化聚乙烯(CPE)Cl用量:30%40%。25%40%时软质材料;大于40%时硬质材料。性能:氯原子的
6、存在破坏了原来分子的对称性,使其结晶能力下降,材料弹性好。用途:PVC增韧剂、电线、电缆、渔网。氯磺化聚乙烯Cl:27%45%,S:1%5%。在二氧化硫存在的条件下对聚乙烯进行氯化就可制的氯磺化聚乙烯。物理状态:白色海绵状固体。力学性能:优良的橡胶状态。,聚丙烯PP(polypropylene),等规PP:95%以上,结晶性 好,熔点高,硬度大,力学性能好。无规PP:粘稠状物质,不能用做塑料间规PP:低结晶聚合物,高 弹性热塑性材料,硬度小,刚度小,冲击性能好。目前产量少。,等规PP的等规度(等规指数):等规聚合物所占的重量百分比。,测量方法:一般指用正庚烷回流萃取,去掉无规聚合物及低分子量聚
7、合物后的剩余物所占的百分比。(并不十分准确!),1、第一代工艺:生产过程包括脱灰和脱无规物,工艺过程复杂,主要是70年代以前的生产工艺,采用第一代的催化剂。2、第二代工艺:70年代开发的第二代催化剂,生产工艺中取消了脱灰过程。3、第三代工艺:80年代后,随着高活性、高等规度载体催化剂的开发成功和应用,生产工艺中取消了脱灰和脱无规物。,聚丙烯生产工艺简介,世界三大聚丙烯巨头:巴塞尔、BP及埃克森美孚,按聚合工艺,等规聚丙烯的聚合可以分为:泥浆法、本体法、溶液法和气相法等几种方法。其中气相法占据主导地位。具有我国自主知识产权的液相本体法聚合而成的聚丙烯产品为粉状,俗称小本体聚丙烯或称粉状聚丙烯,它
8、是以炼油厂尾气中提取的丙烯为原料聚合而成的。按单体种类分为:均聚聚丙烯:是指在聚丙烯主链上只有一种链节。共聚聚丙烯:在主链上除丙烯链节外还分布着其它单体反应后形成的链节。共聚聚丙烯在很大程度上可以改变聚丙烯的性能。丙烯和乙烯共聚的聚丙烯又可分为嵌段共聚和无规共聚两种,其英文缩写分别为PP-B和PP-R。,强度、硬度和刚性明显高于PE;具有优良的耐弯折疲劳性能;抗冲击性能、特别是低温抗冲击性差。等规度和分子量(MFI)对性能有很大影响。,力学性能,等规度增大,强度、刚度、硬度提高、抗冲击性下降。分子量增大(MFI减小),强度、刚度、硬度降低、抗冲击性能提高,刚度、硬度、强度、耐热性、耐溶剂、气液
9、阻隔性能提高。,韧性、抗冲击性和透明度下降。,大尺寸球晶对性能不利:,结晶度提高,断裂伸长、韧性、抗冲击性下降、透明度下降。,等规度:耐热性(热变形温度):MFI:耐热性(热变形温度):,等规PP具有良好的耐热性:轻载或无载条件下最高可在120度下长期使用;短期可在150度下使用;耐沸水、耐蒸汽性良好。等规PP是良好的绝热保温材料。,热性能,电性能等规PP具有优异的电绝缘性;但由于低温脆性、应用领域受到限制。,耐化学药品性耐化学腐蚀性优异。耐溶剂性优良,只有在高温下才能被溶解。很好的耐环境应力开裂性能。,耐候性差:叔碳上的氢易氧化,造成降解。Cu害:Cu会加速PP的氧化降解。,环境性能,加工特
10、性PP吸水率低,加工前不必干燥;PP的熔体黏度对剪切速率更为敏感;,PP的加工温度在200250左右较好,它有良好的热稳定性(分解温度为310),但高温下(280300),长时间会有降解的可能.,PP受热易氧化:,PP成型收缩率大,在加工中分子易取向;PP具有缺口敏感性:,PP易成型:挤出与注射最常用。,PP材料的一般改性方法:1)、PP的改性一般分为化学和物理改性:化学改性是在分子链上进行交联及接枝;物理改性则是添加一些改性剂,得到改性PP;PP的改性方法有:接枝改性 交联改性 增韧改性 填充改性 增强改性,a:PP材料的增韧改性重点在于材料配方的组合、增韧剂的粒径上。欲得到高抗冲击性PP材
11、料,须构建合理的材料组合,一般常用的增韧剂有EPDM,POE、SBS等橡胶类弹性体b:而增韧剂的粒径一般要求越小越好,粒径细小则弹性体的分散效果越高,比表面积也越大,所起到的银纹诱发及终止的效果也越好,则材料所表现出的抗冲击韧性也越好。通常增韧剂粒径在5um时,则材料所表现出的韧性比较突出;,PP的增韧改性:,a:刚性无机填料填充增强刚性无机粒子的填充过程可以有效提高PP料的强度、硬度、耐温性,有效降低了PP料的收缩率和翘曲,有效的降低材料的成本,但是也带来了材料韧性的下降;b:玻璃纤维增强:可以明显提高PP材料的强度、硬度、耐温性及收缩率,但是由于PP材料属于非极性材料,其与玻璃纤维的包覆性
12、差,因此导致玻璃纤维增强后的PP材料极易产生注塑件玻纤外露的现象;,PP的增强改性:,填充:粉末状矿物填料填充PP,增强:用玻璃纤维增强PP,乙丙橡胶(EPM,EPDM),乙烯比例?丙烯比例?第三单体比例?,60-70%30-40%1-2%,3聚合机理:配位聚合,乙丙橡胶,二元乙丙橡胶(EPM),三元乙丙橡胶(EPDM),EPM:ethylene-propylene-methylene,EPDM:ethylene-propylene-diene-methylene,1聚合单体:乙烯、丙烯和第三单体,2聚合方法:主要为溶液法,乙丙橡胶,乙丙橡胶(EPR),乙丙橡胶,EPM:,乙丙橡胶系乙烯、丙烯
13、共聚成二元乙丙橡胶,乙丙橡胶分子主链上,乙烯和丙烯单体呈无规则排列,失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性,从而成为弹性体,二元乙丙橡胶,乙丙橡胶是无规共聚物,并非嵌段共聚物!,三元乙丙橡胶(EPDM),依据第三单体种类的不同,三元乙丙橡胶又有:E型、D型、H型之分。引入非共轭双烯类作第三单体,使之在主链上引入含双键的侧基,以便能采用传统的硫黄硫化方法,因此是目前的主要开发对象;,1.物理性质:,白色浅黄色半透明状密度:0.860.87g/cm3(最轻),乙丙橡胶(EPR)的结构与性能,D 型 E型,1、无规共聚物,为非结晶性;2、分子主链上无双键,属饱和橡胶;3、甲基的空间阻碍小,无极性,是典型的
14、非极性橡胶,分子链柔性好。,乙丙橡胶(EPR)的结构与性能,优秀的耐热老化性能:乙丙橡胶的耐老化性能在通用橡胶中是最好的,在130下可以长期使用,在150或再高的温度下可以间断或短期使用。且EPM优于EPDM。优秀的耐候性:乙丙胶的耐天候(光、热、风、雨、臭氧、氧)性在通用橡胶中是最好的,作屋面防水卷材使用,寿命可以达到25年以上。,乙丙橡胶(EPR)的结构与性能,力学性能:,强度低,无自补强性,弹性较好,抗压缩永久变形性好,乙丙橡胶(EPR)的结构与性能,耐化学介质性优异,杰出的耐水、耐过热水、耐蒸汽性能(EPM IIRSBRNRCR),不耐油、对各种极性化学药品和酸碱(浓强酸除外)的抗耐性
15、好,长时间接触后性能变化不大。,刹车皮碗,自粘性和互粘性差硫化速度慢,共硫化性能差不饱和度较低,硫速慢,比一般SR约慢34倍。与补强剂、软化剂相容性好,EPR的工艺性能,可大量填充,分子链柔顺性好,易容纳补强剂、软化剂,可行高填充配合,并且由于密度小,可降低制品成本。,乙丙橡胶(EPR)的结构与性能,EPDM防水卷材,三元乙丙橡胶的应用,密封圈,PVC(Polyvinyl chloride),PVC与PE、PP、PS、ABS并称世界五大通用树脂,且以其突出的性价比在社会生活当中得到了广泛的应用。第二大合成树脂,产量仅次于聚乙烯。,2007年世界PVC产量表 单位:万吨,聚氯乙烯是由氯乙烯单体经
16、自由基聚合而成的聚合物,简称PVC。是最早实现工业化的树脂品种之一,在20世纪60年代以前是产量最大的树脂品种,60年代后退居第二位。近年来,由于PVC合成原料丰富、合成路线的改进、树脂中氯乙烯单体含量的降低,价格低廉,在化学建材等应用领域中的用量日益扩大,其需求量增加很快,地位逐渐加强。按相对分子质量的大小可以将PVC分为通用型和高聚合度两类。通用型PVC的平均聚合度为5001500,高聚合度型的平均聚合度大于1700以上。常用的是第一种类型。,80%85%的PVC树脂是通过悬浮聚合合成的,其次是乳液聚合合成的。树脂按形态不以分为粉状和糊状两种,粉状常用于生产压延和挤出制品,糊状树脂常用于人
17、造革、壁纸、儿童玩具及乳胶手套等。按树脂结构不同可以分为紧密型和疏松型两种,其中疏松型呈棉花团状,可以大量吸收增塑剂,常用于软制品的生产;紧密型呈乒乓球状,吸收增塑剂能力低,主要用于硬制品的生产。,氯乙烯的聚合属于自由基型聚合反应。聚合时采用的引发剂为油溶性的偶氮类、有机过氧化物类和氧化-还原引发体系。反应迅速,同时放出大量的反应热。链增长的方式为头-尾相连。聚合反应过程存在着严重的增长链向单体的转移,并且是影响产物相对分子质量的主要因素,这种转移随温度的升高而加快。,氯乙烯的聚合原理与方法,高聚物合成工艺学,单体氯乙烯:室温和常压下为气体、易燃、可形成爆炸混合物 易压缩成液体。,乙炔路线,乙
18、烯路线,2CH2=CH2+Cl2+O22CH=CHCl+H2O,可以选择的方法可以采用本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合和溶液聚合。其中,氯乙烯的溶液聚合因生产成本高,除特殊涂料生产使用外,其应用较少。在本体聚合和乳液聚合中因有凝胶效应而产生“自动加速”,其主要原因是氯乙烯聚合物或增长链不溶于氯乙烯单体之中所造成。,聚合实施方法选择,氯乙烯的悬浮聚合是生产聚氯乙烯的主要方法,具有操作简单、生产成本低、产品质量好、经济效益好、用途广泛等特点,适于大规模的工业生产。在树脂质量上,用悬浮聚合生产的PVC树脂的孔隙率提高了300%以上,经过适当处理的树脂,其单体氯乙烯的残留量由原来的0.1%降到了0.000
19、5%以下。同时,设备结构改进、大型化和采用计算机数控联机质量控制,使批次之间树脂质量更加稳定。,用有机过氧化物和偶氮类引发剂,其中有机过氧化物为过氧化二碳酸酯、过氧化酯类。它们可以单独使用,也可以两种或两种以上引发活性不同的引发剂复合使用,复合使用的效果比单独使用好,其优点是反应速度均匀,操作更加稳定,产品质量好,同时使生产安全。,引发剂,水质与水量氯乙烯悬浮聚合用水应是去离子水,其规格要求如前表所示,尤其水中的氯离子、铁和氧等的含量要严格控制,其中氯离子超过一定含量会造成树脂颗粒不均,“鱼眼”增多;水中的铁会降低树脂的热稳定性,并能终止反应。,系统中的氧因为氧对聚合有缓聚和阻聚作用,在单体自
20、由基存在下,氧能与单体作用生成过氧化高聚物,该物质易水解成酸类,破坏悬浮液和产品的稳定性。所以,无论从聚合有角度还是从安全的角度都应将各种原料中的氧和系统中的氧彻底清除干净。,高聚物合成工艺学,聚合温度:分子量只与温度有关,氯乙烯聚合链终止方式:向单体链转移,聚合温度,氯乙烯悬浮聚合温度在高低决定着聚合产物的相对分子质量大小,因此,当配方确定以后,必须严格控制聚合的温度。在实际生产中,一般控制在指定温度的0.5范围内,最好是控制在0.2范围内。并且,要确保温度控制平稳,要有降温处理手段,防止出现异常现象,一般采用大流量低温差循环方式。最好采用计算机数控联机质量控制系统。,聚合温度,单体:纯度9
21、9.98%,主分散剂:控制颗粒的大小助分散剂:提高颗粒中的空隙率,分散剂,调节吸收增塑剂的能力,高聚物合成工艺学,氯乙烯 100(质量)去离子水 90-150分散剂 0.05-0.15引发剂 0.03-0.08,反应配方,聚氯乙烯树脂残留单体量要求,10-5甚至 10-6,聚氯乙烯分子链中含有强极性的氯原子,分子间力大,使聚氯乙烯制品的刚性、硬度、力学提高,并赋予优异的难燃性能,但其介电常数和介电损耗角正切值比PE大。聚氯乙烯树脂含有聚合反应中残留的少量双键、支链及引发剂残基,加上两相邻碳原子之间含有氯原子和氢原子,容易脱氯化氢,使聚氯乙烯在光、热作用下发生降解反应。聚氯乙烯分子链上的氯、氢原
22、子空间排列基本无序,所以制品的结晶度低,一般只有5%15%。,聚氯乙烯的结构,聚氯乙烯树脂为白色或淡黄色的粉末,相对密度为1.351.45;其制品的软硬程度可以通过加入增塑剂量的多少进行调整,制成软硬相差悬殊的制品。纯聚氯乙烯的吸水率和透气性都很小。,增塑剂增加材料变软,增塑剂10%,硬质PVC,增塑剂40%,软质PVC,10%增塑剂40%,半硬质PVC,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来增强其耐热性,韧性,延展性等,故其产品一般不存放食品和药品。,力学性能聚氯乙烯具有较高的硬度和力学性能,并相对分子质量的增大而提高,但随温度的升高而下降。聚氯乙烯中加入的增塑剂数量多少
23、对力学性能影响很大,一般随增塑剂含量的增大,力学性能下降。硬质聚氯乙烯的力学性能好,其弹性模量可达15003000MPa;而软质聚氯乙烯的弹性模量仅为1.515MPa,但断裂伸长率高达200%450%。聚氯乙烯的耐磨性一般,硬质聚氯乙烯的静静磨擦因数为0.40.5,动磨擦因数为0.23。,热学性能 聚氯乙烯的热稳定性十分差,纯聚氯乙烯树脂在140即开始分解,到180迅速分解,而粘流温度160,因此纯聚氯乙烯树脂难以用热塑性方法加工。聚氯乙烯的线膨胀系数较小,具有难燃性,其氧化指数高达45以上。,电学性能聚氯乙烯的电性能较好,但由于本身极性较大,其电绝缘性不如PE和PP,介电常数、介电损耗角正切
24、值和体积电阻率较大;聚氯乙烯的电性能受温度和频率的影响较大,同时耐电晕性不好,因此,一般只能用于中低压和低频绝缘材料。聚氯乙烯的电性能与聚合方法有关,悬浮法较乳液法好,并且受添加剂种类影响较大。,环境性能聚氯乙烯可耐除发烟硫酸和浓硝酸以外的大多数无机酸、碱、多数有机溶剂(如乙醇、汽油和矿物油)和无机盐,适合作化工防腐材料。聚氯乙烯在酯、酮、芳烃及卤代烃中溶胀或溶解,其中最好的溶剂是四氢呋喃和环已酮。聚氯乙烯在光、氧、热的长期作用下,容易发生降解,引起聚氯乙烯制品颜色的变化,变化的顺序为:白色粉红色淡黄色褐色红综色约黑色黑色。,聚氯乙烯的加工稳定性不好熔融温度(160)高于分解温度(140),不
25、进行改性难以用熔融塑化的方法加工。改性方法一是在其中加入热稳定剂,以提高分解温度,使其在熔融温度之上;二是在其中加入增塑剂,以降低其熔融温度,使其在分解温度之上。要求加工温度控制要精确,加工时间尽量短。聚氯乙烯遇金属离子会加速降解加工前要进行磁选,设备不应有铁锈。,加工性能,聚氯乙烯塑料的用途,目前我国聚氯乙烯消费分两大部分:软制品。主要包括电线电缆、各种用途的膜(根据厚度不同可分为压延膜、防水卷材、可折叠门等)、铺地材料、织物涂层、人造革、各类软管、手套、玩具、塑料鞋以及一些专用涂料和密封剂等。硬制品。主要包括门窗、各种型材和管材、硬片、瓶等。近几年,我国聚氯乙烯消费构成变化较大,硬制品比例
26、不断提高,现在我国硬制品比例已近60%。据不完全统计,各种聚氯乙烯制品消费构成比例见下表。,PVC树脂的牌号、特性及用途,聚甲基丙烯酸甲酯Polymethylmethacrylate(PMMA),甲基丙烯酸甲酯的聚合反应主要按自由基聚合机理进行。其引发方式可以是光、热、或引发剂。可以按本体、悬浮、溶液、乳液聚合等方法实施工业生产。甲基丙烯酸甲酯主要采用本体聚合生产有机玻璃;采用悬浮聚合生产模塑粉;采用乳液聚合生产皮革或织物处理剂。溶液聚合生产油漆,但应用较少。在利用本体聚合生产有机玻璃时,主关键的问题是如何控制克服甲基丙烯酸甲酯聚合过程中的“凝胶效应”和聚合过程体积收缩问题。,聚合原理与实施方
27、法,本体聚合有机玻璃板、棒、管悬浮聚合模塑粉,影响聚合的因素聚合时,体系的氧气浓度、单体的浓度、聚合温度、溶剂种类、引发剂用量等对产物的性能都有影响,如下图所示。,分段加热目的是散热,防止反应体系温度过高引起膨胀和收缩,避免暴聚采用两阶段聚合:1.控制转化率在20%以内的预聚合2.模具中聚合,聚甲基丙烯酸甲酯是含70%75%间同立构的线型热塑性高聚物。因为它不具有完全的规整结构,而且有庞大的侧基,因此是无定形的。如果采用配位聚合也可以得到全同产构或间同立构聚甲基丙烯酸甲酯。,聚甲基丙烯酸甲酯的结构,力学性能,聚甲基丙烯酸甲酯是一种质轻而坚韧的材料,在常温下具有优良的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度
28、;但冲击强度一般,且对缺口敏感较大;表面硬度一般,易于划伤,耐磨性较低,抗银纹能力较差。,热学性能,聚甲基丙烯酸甲酯的氧指数为17.3,属于易燃塑料,燃烧有花果臭味;耐热温度不高,长期使用温度仅为80。,聚甲基丙烯酸甲酯为高度透明的无定型热塑性塑料,具有十分优异的光学性能,透光率可达90%92%,折射率为1.49,并可透过大部分紫外线和红外线。在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光,室外十年仍有89%,紫外线达到78.5%。,光学性能,聚甲基丙烯酸甲酯熔体属于非牛顿流体,粘度变化主要受螺杆转速的影响。其熔体的粘度比PE、PS等高,对温度的敏感性也比其他非牛顿流体类塑料高。聚甲基丙烯酸
29、甲酯对加工温度比较敏感,成型温度在180230,加工温度范围比较窄,超过260以上即分解。因此加工时要严格控制温度,以防止过热。聚甲基丙烯酸甲酯在加工前需要进行干燥处理,使其含水量在0.02%以下。,加工性能,电学性能由于分子中极性较大,其电性能不如聚乙烯好,其介电常数较大;主要用作高频率绝缘材料。,环境性能,PMMA的耐候性好,长期在户外使用,性能下降很小。PMMA中酯基的存在使其耐溶剂一般,只耐碱、稀酸及水溶性无机盐、长链烷烃、油脂、醇类及汽油等;不耐芳烃、氯代烃,具体有四氯化碳、苯、二甲苯、二氯乙烷及氯仿等。,PMMA的用途,照明及采光常用于灯罩,汽车、轮船、飞机上的窗玻璃及挡风玻璃,仪
30、表窗、展示窗、广告窗、天花板、照明板等。光学仪器各种光学镜片如眼镜、放大镜及透镜等,信息传播材料如光盘及光纤等。医学材料用于牙科材料如牙托、假牙以及假肢材料等。日用品各种产品模型、标本及工艺美术品等,各种钮扣、发夹、儿童玩具、笔杆及绘图仪器等。,压克力,俗名特殊处理有机玻璃。压克力的研究开发,距今已有一百多年的历史。二战期间因压克力具有优异的强韧性及透光性,首先,被应用于飞机的挡风玻璃,坦克司机驾驶室的视野镜。1948年世界第一只压克力浴缸的诞生,樗着压克力的应用进入了新的里程碑。,有机玻璃压克力(亚克力)主要应用于建筑采光体、透明屋顶、棚顶、电话亭、楼梯和房间墙壁护板等方面;卫生洁具方面有浴
31、缸、洗脸盆、化妆台等产品。近年来,在高速公路及高等级道路照明灯罩及汽车灯具方面的应用发展也相当快。其中,建筑采光体、浴缸、街头广告灯箱和电话亭等方面的市场增长较快,今后的发展空间较大,市场前景十分广阔。,聚苯乙烯PS(Polystyrene),第三大塑料品种,无色、透明、有光泽、无毒无味,是目前最理想的高频绝缘材料,化学稳定性良好,透明性很好,透光率很高,它的着色能力强,但耐热性低,质地硬而脆,塑件由于内应力而易开裂。,聚苯乙烯生产工艺苯乙烯能按离子型聚合(包括配位离子型)、自由基型聚合机理进行聚合。并可以按各种聚合方式进行聚合。但应用较多的是本体聚合和悬浮聚合。苯乙烯的本体聚合苯乙烯的本体聚
32、合是最早的工业化生产通用聚苯乙烯的方法。该反应可以加入引发剂,也可以不加入引发剂通过单体的热引发进行聚合。,PS的大分子主链为饱和烃类聚合物,具有良好的电绝缘性;又因吸湿性小,可用于潮湿环境中。,聚苯乙烯的结构,PS的侧基为体积大的苯环,分子结构不对称,大分子链运动困难,PS呈现刚性和脆性,制品易产生内应力。,PS的侧苯基在空间的排列为无规结构,导致PS为无定型聚合物,具有很高的透明性;但近年来新开发的间同立构PS的规整性高,虽其他性能好,但透明性低。,由于苯基的存在,主链上氢原子活化,易于被空气中的氧氧化,制品长期户外使用变黄变脆。,PS为无色透明的粒料,燃烧时发浓烟并带有松节油气味,吹熄可
33、拉长丝;制品质硬似玻璃状,落地或敲打会发出类似金属的声音;能断不能弯,断口处呈现蚌壳色银光。PS的吸水率为0.05%,稍大于PE,但对制品的强度和尺寸稳定性影响不大。,透明性好是PS最大的特点,透光率可达88%92%,同PC和PMMA一样属最优秀的透明塑料品种,人称三大透明塑料。PS的折射率为1.591.60,但因苯环的存在,其双折射较大,不能用于高档光学仪器。,一般性能,光学性能,PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂。PS的拉伸强度和弯曲在通用热塑性塑料中最高,其拉伸强度可达60MPa;但冲击强度很小,难以用做工程塑料。PS的耐磨性差,耐蠕变性一般。PS的力学性能受温度的影响比较大。
34、,力学性能,热学性能,PS的耐热性能不好,热变形温度仅为7090,只可长期在6080温度范围内使用。PS的耐低温性也不好,脆化温度为-30。PS的热导率低;线膨胀系数较大,与金属相差悬殊,故制品不易带金属嵌件。,PS的电绝缘性优良,且不受温度和湿度的影响,介电损耗角正切值小,可耐适当的电晕放电,耐电弧性好,适于做高频绝缘材料。,电学性能,环境性能,PS的化学稳定性较好,可耐一般酸、碱、盐、矿物油及低级醇等,但受许多烃类、酮类及高级脂肪酸等侵蚀,可溶于芳烃(如苯、甲苯、乙苯及苯乙烯等)、氯化烃(如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷及氯苯)及酯类等。PS的耐候性不好,其耐光、氧化性都差,不适于长期户外使用;
35、但PS的耐辐射性好。,PS成型收缩率比较低,一般仅为0.4%0.7%。,聚苯乙烯的加工性能,PS属无定形树脂,无明显熔点,熔融温度范围比较宽。可在120180之间成为流体。热稳定性较好,分解温度在300以上。PS熔体属非牛顿流体,粘度强烈地依赖剪切速率的变化,但温度的影响也比较明显。PS的流动性十分好,是一种易于加工的塑料。,PS的吸水率比较低,在加工前一般不需干燥;如有特殊需要时(如要求透明性高)才干燥,,PS在加工中易产生内应力,除选择正确的工艺条件、改进制品设计和合理的模具结构外,还应对制品进行热处理。,电器制品PS兼有透明性和良好的绝缘性,可用于电视机、录音机及各种电器的配件、壳体及高
36、频电容器等。,聚苯乙烯的用途,透明制品 PS具有优异的透明性,可用于一般光学仪器、透明模型、灯罩、仪器罩壳及包装容器等。PS的着色性和光泽性好,可广泛用于日用品的生产,具体有儿童玩具、装饰板、磁带盒、家具把手、梳子、牙刷把、笔杆及文具等。包装材料 主要是PS泡沫塑料,多用于电器、精密仪表、工艺品、玻璃制品及陶瓷制品等包装;隔热材料等,PS的改性产物和衍生物,聚苯乙烯磺酸型阳离子交换树脂和聚苯乙烯季胺型阴离子交换树脂主要用于纯水制备、药物提纯、稀有金属和贵重金属的提纯等。,聚苯乙烯型离子交换树脂离子交换树脂是分子中含有活性功能基而能与其他物质进行离子交换的树脂。离子交换树脂的由网状结构的高分子骨
37、架和连接在骨架上的功能基组成。,SAN是Styrene Acrylonitrile的缩写。苯乙烯丙烯腈是苯乙烯丙烯腈的共聚物,是一种无色透明,具有较高的机械强度的聚丙烯基工程塑料。SAN的化学稳定性要比聚苯乙烯好。SAN类产品的透明度和抗紫外性能不如聚甲基丙烯酸甲酯类产品但是价格相对便宜。,苯乙烯丙烯腈(SAN),耐候性中等,不受高湿度环境影响,能耐一般性油脂,去污剂和轻度酒精,耐疲劳性差,透明度高。用途:托盘,杯,餐具,牙刷,冰箱內格,旋钮,灯饰配件,仪表镜,包装盒,文具,制备方法:机械共混法,聚苯乙烯和橡胶按比例配好,在挤出机、捏合机中共混。由于两种聚合物的相容性有限,增韧效果不显著。接枝
38、聚合法:橡胶溶解在苯乙烯单体中进行本体聚合或悬浮聚合。目前成为高抗冲聚苯乙烯的主要生产方法。,高抗冲聚苯乙烯(HIPS),组成:PS+丁二烯橡胶(5-15%),当受到冲击时,裂纹扩展的尖端应力会被相对柔软的橡胶颗粒释放掉。因此裂纹的扩展受到阻碍,抗冲击性得到了提高。,ABS是Acrylonitrile butadiene styrene的缩写。这种塑料是丙烯腈,丁二烯和苯乙烯的共聚物。具有高强度,低重量的特点。是常用的一种工程塑料之一。,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS),SBS橡胶是一种聚(苯乙烯丁二烯苯乙烯)结构的三段嵌段共聚物。这种材料同时具有聚苯乙烯和聚丁二烯的特点,是一种耐用的热塑性橡胶。SBS橡胶经常被用来制造轮胎。SBS和SBS的各种改性体可作为改善抗冲击性、柔性和流动性的组分用于生产具有粘性和抗弯曲的产品如胶泥、鞋底、沥青毡等,SBS还用于生产透明抗冲击PS。,SBS橡胶,