一文了解:ABS 树脂的基本性能、改性及成型加工
一、ABS树脂的基本性能
ABS类树脂是指由丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)组成的三元共 聚物及其改性树脂。以ABS类树脂为基材制得的塑料称为ABS塑料。ABS具有聚丙烯腈的刚性、耐药品性和耐热性,聚苯乙烯的成型性能和外观,以及聚丁二 烯的耐冲击性和耐寒性。ABS为浅黄色粒状或粉状不透明树脂,无毒,无味,质 轻,密度为1.04~1.07g/cm3,具有优异的耐冲击性,良好的低温性能和耐化学药品性,尺寸稳定性好,表面光泽性好,易涂装和着色等。缺点是可燃,热变形温度较低,耐候性较差。
1. ABS树脂的分类与典型性能
ABS的组成和结构可根据性能要求在较宽的范围内设计,其分类见表1-1, 表1-2列出了不同品级ABS树脂的典型性能。
表1-1 ABS树脂的分类
表1-2 ABS树脂的典型性能
2. 力学性能
不同级别的ABS拉伸强度差异较大,一般为33~52MPa。ABS树脂有极好 的冲击强度,高抗冲击型ABS树脂在室温下的悬臂梁冲击强度可达400J/m左右,即使在-40℃低温下,其数值也大于120J/m。ABS树脂是非均相体系,为两相结构,树脂是连续相,橡胶是分散相。橡胶颗粒分散于树脂中,橡胶粒子吸收外界的冲击能而抑制了制品的开裂,使ABS具有优异的冲击性能。ABS树脂的冲击性能与树脂中的橡胶含量、接枝率和粒子大小等因素有关。随着橡胶含量的增加,ABS树脂的冲击强度迅速提高,但橡胶含量不能过大,否则其他力学性能,如拉伸强度、弹性模量等则明显降低。通常ABS树脂中的橡胶质量分数以 25%~40%为宜。
ABS具有优良的抗蠕变性,ABS管材试样在室温下的蠕变试验结果表明, 在承受7.2MPa载荷时,即使经过长达两年半的时间,尺寸也无明显的变化。
ABS树脂耐磨性较好,虽不能用作自润滑材料,但由于有良好的尺寸稳定 性,故可用作中等载荷的轴承。
3. 电学性能
ABS树脂在宽广的频率范围内有良好的电绝缘性能,且很少受温度或湿度的 影响。ABS树脂的电性能见表1-3。
表1-3 ABS树脂的电性能
4. 热学性能
ABS树脂的热变形温度在载荷为1.82MPa时约为93℃,随着加工过程中退火的处理,可增加6~10℃。由于ABS树脂的无定形结构特点,它具有平稳的应力-温度效应,因此当载荷由1.82MPa降至0.45MPa时,其热变形温度仅提高4 ~8℃。耐热型ABS树脂的热变形温度可达115℃左右。ABS树脂的脆化温度为-7℃,通常在-40℃时仍有相当的强度。ABS制品的使用温度为-4~100℃。ABS树脂各等级的线胀系数从6.4×10-5/℃到11.0×10-5/℃,在热塑性塑料中是线胀系数较小的一种。ABS树脂的热稳定性在工程塑料中偏低,在260℃时即能分解产生有毒的挥发性物质。ABS树脂易燃,无自熄性。
5. 化学性能
ABS树脂耐化学药品性能较好,由于其分子结构中有腈基的存在,使它几乎 不受稀酸、稀碱及盐类的影响,但能溶于酮、醛、酯和氯代烃中;不溶于乙醇等 大部分醇类,但在甲醇中则经数小时就软化;虽不溶于烃类溶剂,但与烃类溶剂 长期接触会溶胀。与大多数塑料一样,ABS树脂在应力作用下,其表面受醋酸、 植物油等化学试剂的侵蚀会产生应力开裂。表1-4 所示为ABS树脂在部分化学 药品中,经长期浸渍后质量及外观的变化。
表1-4 ABS树脂的耐化学药品性
二、改性ABS树脂
ABS树脂虽具有许多优良性能,但作为工程塑料使用,有不足之处,如强度 和热变形温度不够高,耐候性较差,不具有自熄性,不透明等。因而有许多改性品种,如增强ABS、阻燃ABS、透明ABS、ASA树脂、ACS树脂、MBS树脂等。
1. 增强 ABS
ABS可采用20%~40%(质量分数)的玻璃纤维增强,表2-1列出了玻璃 纤维增强ABS的性能。增强后ABS的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量有较大幅度提高,热变形温度显著提高,线胀系数降低,尺寸稳定性和精度有较大提高, 但冲击强度随玻璃纤维含量的增加而降低。
表2-1 玻璃纤维增强ABS的性能
2. 阻燃 ABS
ABS属易燃材料,在普通ABS中添加低分子的有机阻燃剂和阻燃增效剂可 以生产阻燃型ABS。阻燃ABS主要用于制造要求阻燃且具有良好力学强度的电 子电器制品,如电视机外壳、雷达罩等。
3. 透明 ABS
ABS树脂是一种不透明的树脂,如果在丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三个组分中 再加入甲基丙烯酸甲酯,经接枝共聚反应可制得透明ABS树脂。透明ABS的透明度高,耐溶剂性好,冲击强度高。
4. ASA 树脂
ASA树脂是由丙烯腈和苯乙烯接枝于丙烯酸醋橡胶上而制得的三元共聚物, 也称AAS树脂。ASA树脂具有超群的耐候性,优良的耐冲击、热稳定性和耐化 学药品性。表2-2 列出了德国BASF公司ASA树脂的性能。ASA用于制造汽车 车身、点火器、燃油箱、散热器格栅、反射镜罩、配电盘和尾灯灯罩等。
表2-2 德国BASF公司ASA树脂的性能
5. ACS 树脂
ACS树脂是由丙烯腈和苯乙烯在氢化聚乙烯上接枝聚合而制得的三元共聚 物。ACS树脂耐候性优异,具有阻燃性。表2-3列出了日本昭和电工公司ACS 的性能。
表2-3 日本昭和电工公司ACS的性能
6. MBS 树脂
MBS树脂系甲基丙烯酸甲酯、丁二烯和苯乙烯的接枝共聚物。由于单体丙烯腈被甲基丙烯酸甲酯替换,得到透明材料,透光率达90%;同时具有良好的冲击强度和耐寒性;在-40℃的低温仍有较好的韧性;耐无机酸、碱、盐溶液及油脂性能良好,但不耐酮类、芳烃、脂肪烃和氯代烃。表2-4 列出了上海制笔化工厂MBS树脂的性能。
表2-4 上海制笔化工厂MBS树脂的性能
三、ABS塑料的成型加工
1. 加工特性
(1)流动特性
ABS的熔体流动速率 (MFR)一般为0.02~1g/min (200℃、5kg),个别的 MFR超出此范围。MFR越大,流动性越好。一般情况 下,MFR小于0.1g/min的ABS适合挤出成型,MFR大于0.1g/min的ABS适合注射成型。
ABS熔体属于假塑性流体,表现出 “剪切变稀”的流变特性,可通过调整 剪切速率来改变熔体黏度。但对加工过程来说,如果塑料熔体的黏度在很宽的剪 切速率范围内都是可用的,则应选择在黏度对剪切速率较不敏感的剪切速率下操 作,因为此时剪切速率的波动不会造成制品质量的显著差异,使产品质量的均匀 性得到保证。
ABS树脂熔体黏度适中,其流动性比聚酰胺稍差,比聚碳酸酯要好,熔体的 冷却固化速度较快。
(2)热物理特性
ABS树脂属无定形聚合物,无明显熔点,玻璃化 转变温度Tg 一般在115℃左右,所以成型温度应大于115℃。ABS的热稳定性较 差,受热至260℃以上开始出现分解,产生有毒挥发性物质,通常ABS的成型温度控制在250℃以下。
对于注射成型,加工温度一般为160~230℃;对于挤出成 型,加工温度一般为160~195℃;对于吹塑成型,加工温度一般为200~240℃;对于真空成型,加工温度一般为140~180℃。塑料从黏流态温度到分解温度之 间范围的大小对成型非常重要,它决定了成型的难易程度和成型温度的可选择范 围。此温度区间越小、温度越高,成型越困难。ABS熔融温度较低,一般为160 ~190℃,温度较宽,因此易于加工。
热稳定性不仅与加工温度有关,而且还与 加工温度条件下的停留时间有关。加工温度越高,为使塑料不起化学反应,停留的时间应越短。为了提高塑料的热稳定性,常在塑料中加入热稳定剂,以便使加 工温度区间变宽,延长允许停留时间。ABS的热稳定性较差,应尽量减少停留时 间,同时加工后应清理机筒。
(3)干燥特性
由于ABS树脂含有氰基等强极性基团,所以吸水性较 大。其吸水性大于聚苯乙烯,仅次于聚酰胺。ABS的吸湿性小于1%,一般为 0.3%~0.8%。不管采用何种成型方法,在加工前应对ABS树脂进行预干燥。根据含水量的多少,在成型前应在80℃左右干燥2~4h,使其含水量降至0.1%以下。常用的干燥方法为循环鼓风干燥,温度控制在70~80℃,时间为4h以上;也可采 用普通烘箱干燥,温度控制在80~100℃,时间为2h,粒层厚度小于50mm。
2. 注射成型
ABS树脂注射成型通常采用螺杆式注射机。螺杆类型以单头、等距、渐变、 全螺纹、带止回环为宜,螺杆长径比为20,压缩比为2.0~2.5。喷嘴可选用敞 开式或延伸式,避免采用自锁式喷嘴,以免降低注射流程或引起物料变色。
ABS树脂注射温度除耐热级、电镀级等品级要求稍高些,以改善其熔体充模 或有利于电镀性能外,对于通用级、高抗冲击级则应低些,以防止发生分解或对 力学性能带来不利的影响。
ABS树脂注射压力对薄壁、长流程、小浇口的制品或耐热、阻燃等品级,要 求较高些;对厚壁、大浇口的制品则可低些。此外,为了获得内应力较小的制 品,要求保压压力不宜过高。
ABS注射成型的温度为:通用型200~260℃,耐热型220~270℃,阻燃型 190~240℃。模具温度一般为50℃,为了改善制品外观,避免合模线和陷坑等不良现象,减少制品变形,可将模温提高到70℃。表3-1列出了各种品级的 ABS树脂注射成型工艺条件。
表3-1 ABS树脂注射成型工艺条件
3. 挤出成型
ABS树脂的挤出成型可采用长径比为18~20,压缩比为2.5~3.0的通用型 单螺杆挤出机。压缩渐变型螺杆或压缩突变型螺杆均适用。ABS树脂的熔体黏度适中,易于流动,因此,螺杆内无需冷却装置。采用挤出成型法,可以生产ABS 管材、棒材和板材等型材。表3-2和表3-3分别列出了ABS管材和棒材的挤出成型工艺条件。
表3-2 ABS管材挤出成型工艺条件
表3-3 ABS棒材挤出成型工艺条件
产品结构设计工程师必备之塑料篇
塑胶在日常生活中的应用越来越广泛,已经逐渐取代了部份的金属、纸、木质品。所谓塑胶,是由分子量非常大的有机化合物组成或由以其为基本成分的各种材料,以热压力等使之具有流动性而成形为最终的固体状态者,称之为塑胶。塑料是以合成树脂为主要成分,加入或不加入其他添加剂而制成的一种人工材料,塑料的主要成分是合成的或者天然的高分子化合物,即聚合物。合成树脂即聚合物,添加包括填充剂、着色料、增塑料、稳定剂、润滑剂等。合成树脂决定塑料的定型(热塑性或热固性)和主要性能,如机械性能 物理性能 化学性能 电性能等。合成树脂在塑料中的比例一般不低于40%。
塑料制品
塑胶的通性
比重轻(比重为0.9~2),坚固耐用,是良好的绝缘体,耐蚀性强,且不生锈,成形容易、生产率高,原料丰富、价格低,色彩鲜明,着色容易,主要原料为煤、石油等化工产品。
塑胶的分类
1.热塑性塑胶(thermo Plasties)
是指可以多次重复加热变软、冷却结硬成形的塑料,其耐热性较差它又可分为结晶形与非结晶形,结晶是指分子规则地排列集成。
2.热固性塑胶(thermosething Plasties)
在加热时起初会被软化而具有一定的可塑性,但随着加热的进行,塑胶中的分子不断化合,最后固化成型,也不熔于熔剂的物质。
按用途又可分为通用塑料,工程塑料,热塑性弹体。
通用塑料:
一般作为非结构性材料使用,其产量大 价格相对低廉性能一般,多用于制作日用品,如:PE、、PP、PVC、PS、PMMA、EVA等。
工程塑料:
泛指一些具有能制造机械零件或工程结构材料等工业品质的塑料。其机械性能、电气性能,对化学环境的耐受性,对高温、低温耐受性等方面都具有较优异的特点,能在工程技术上替代某些金属如铜、铝、锌、部份合金钢或其他材料使用,常见的有ABS、PA、PC、POM、PMMA、PU、PSU、PPO、PTFE等,其中前四种发展最快,为国际上公认的四大工程塑料。
热塑性弹体即指橡胶。
为满足某些特别的塑料,加强现有的性能,降低成本等需要,近年来产生的一些掺混工程聚合物,PC/ABS、PC/PBT、PPO/PS。
按塑料的透光性分为:透明 透光率在88%以上的塑料为透明塑料,如:PMMA、PC、PS、Z-聚脂等。
半透明的有 PP、PVC、PE、AS、PET、MBS、PSF等。不透明塑料有 POM、PA、ABS、HIPS、PPO等。
热性塑料的成型方法包括注射成型,挤出成型,吹塑成型,吸塑成型等。
收缩率计算:Q实—实际收缩率,%;Q计——计算收缩率,%;a—塑件在成型 温度时的单向尺寸,mm;
b——塑件在室温下的单向尺寸,mm;c——模具在室温修下的单向尺寸,mm;
Q实=(a-b)/b; Q计=(c-b)/b
流动性好的塑料有:PA PE PS PP等;流动性一般的有:ABS PMMA POM 等;较差的有:PC PVC PPO PSF
结晶性塑料分为 不透明或半透明,非结晶为透明。
常用的塑料主要有ABS 、AS 、PC 、PMMA 、PS 、HIPS 、PP 、POM 等,其中 常用的透明塑料有 PC 、PMMA 、PS 、AS 。高档电子产品的外壳通常采用 ABS+PC ;显示屏采用PC ,如采用PMMA 则需进行表面硬化处理。日常生活中使用的中底挡电子产品大多使用HIPS 和ABS 做外壳,HIPS 因其有较好的抗老化性能,逐步有取代ABS 的趋势。
表面处理有电镀、喷涂、丝印、移印。ABS 、HIPS 、PC 料都有较好的表面处理效果。而PP 料的表面处理性能较差,通常要做预处理工艺。
塑料之最:PS 最理想的高频绝缘材料;ABS 所有塑料中电镀性能最好的;PC 耐冲击性是塑料之冠;PP 常用塑料中最轻的,在通用塑料中耐热性最好的;PE 世界上产量最大的塑料;PA PA66在尼龙中最常用,强度最高,PA6具有最佳的加工性能;PVC 刚性PVC是使用最广泛的材料之一;POM 耐疲劳性是所有塑料中最好的;PMMA 最优秀的透明度。
二.常用塑胶的性质及用途
ABS 密度1.04~1.06g/cm3 收缩率0.4~0.7% 俗称 超不碎胶
ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,外观为不透明呈象牙色粒料,其制品可着成五颜六色,并具有高光泽度。易加工性,表面光洁性,热稳定性,几何稳定性,抗冲击良好性,绝缘性好,耐酸碱性,低蠕变性,硬度高,刚性好,价格较低,耐侯性较差,热性能不够好,流动性一般,收缩率小,表面易镀金属,耐疲劳和应力开裂,高韧性。
ABS树脂的最大应用领域是汽车、电子电器和建材。汽车领域的使用包括汽车仪表板、车身外板、内装饰板、方向盘、隔音板、门锁、保险杠、通风管等很多部件。在电器方面则广泛应用于电冰箱、电视机、洗衣机、空调器、计算机、复印机等电子电器中。建材方面,ABS管材、ABS卫生洁具、ABS装饰板广泛应用于建材工业。此外ABS还广泛的应用于包装、家具、体育和娱乐用品、机械和仪表工业中。 ABS树脂广泛应用于汽车工业.电器仪表工业和机械工业中,常作齿轮,汽车配件,挡泥板,扶手,冰箱内衬,叶片,轴承,把手,管道,接头,仪表壳,仪表板,盆安全帽等:在家用电器和家用电子设备的应用前景更广阔,如电视机,收录机,冰箱,冷柜,洗衣机,空调机,吸尘器和各种小家点器材:日用品有鞋,包,各种旅游箱,办公设备,玩具及各种容器等,低发泡的ABS能代替木材,适合作建材,家具和家庭用品。ABS在汽车内饰的要求条件:汽车内饰追求的重要目标包括美观、低气味、机械性能、耐热、耐候等。
成型性能 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.
2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.
3、如需解决夹水纹,需提高材料的流动性,采取高料温、高模温,或者改变入水位等方法。
4、如成形耐热级或阻燃级材料,生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物,导致模具表面发亮,需对模具及时进行清理,同时模具表面需增加排气位置。
PE管
PE 0.91~0.96g/cm3收缩率 1.5~3.5% 聚乙烯(PE)是通用合成树脂中产量最大的品种,主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及一些具有特殊性能的产品。耐酸碱及化学溶剂性良好,流动性好,良好的绝缘性,表面易吸尘,脆化温度低(-75 C°),白色半透明,易发生环境应力开裂,柔韧性好。
用途十分广泛,主要用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝电线电缆、日用品等,并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。
高压聚乙烯:一半以上用于薄膜制品,其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等 。中低、压聚乙烯:以注射成型制品及中空制品为主。超高压聚乙烯:由于超高分子聚乙烯优异的综合性能,可作为工程塑料使用。
成型性能 1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.
2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.
3.加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤.
4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.
5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂.
种类 (1) LDPE:低密度聚乙烯、高压聚乙烯可以采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法。主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂层和合成纸等。
(2)LLDPE:线形低密度聚乙烯通过注塑、挤出、吹塑等成型方法,生产薄膜、日用品、管材、电线电缆等。
(3)MDPE:中密度聚乙烯、双峰树脂
(4)HDPE:高密度聚乙烯、低压聚乙烯采用注塑、吹塑、挤塑、滚塑等成型方法,生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带,绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。
PP原料
PP 0.85~0.91g/cm3 收缩率1.8~2.5%加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。百折胶
刚硬,耐弯曲,韧性好,抗疲劳,质轻,高温下仍有良好的力学性能,耐酸碱及化学溶剂性良好,流动性好,绝缘性良好,耐侯性差,0C°易变脆,抗应力开裂。
汽车工业(主要使用含金属添加剂的PP:挡泥板、通风管、风扇等),器械(洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等),日用消费品(草坪和园艺设备如 剪草机和喷水器等)。
成型性能 1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解.
2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.
3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低方向方向性明显.低温高压时尤其明显,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕,90度以上易发生翘曲变形
4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中.
PVC板
PVC 1.38g/cm3 收缩率:0.2~0.6%
耐酸碱及强氧化性溶剂好,几何稳定性,高强度,耐侯性好,收缩率小,较脆,高温易分解,流动性差,不易燃。力学性能,电性能优良,化学稳定性好,但软化点低.
PVC材料用途极广, 具有加工性能良好,制造成本低,耐腐蚀,绝缘等良好特点,主要用于制作:普瑞文pvc卡片;pvc贴牌;pvc铁丝;pvc窗帘;pvc涂塑电焊网;pvc发泡板、pvc吊顶、pvc水管、pvc踢脚线等以及穿线管、电缆绝缘、塑料门窗、塑料袋 等方面。在我们的日常生活领域中处处可见到PVC产品。PVC被用来制作各种仿皮革,用于行李包,运动制品,如篮球、足球和橄榄球等。还可用于制作制服和专用保护设备的皮带。
成型性能 1.无定形料,吸湿小,流动性差.为了提高流动性,防止发生气泡,塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短,浇口截面宜大,不得有死角.模具须冷却,表面镀铬.
2.极易分解,在200度温度下与钢.铜接触更易分解,分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小.
3.采用螺杆式注射机喷嘴时,孔径宜大,以防死角滞料.好不带镶件,如有镶件应预热.
聚苯乙烯(PS)方程式
PS 1.04~1.08g/cm3 收缩率 0.4~0.7% 电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良无色透明,透光率仅次于有机玻璃PMMA。
尺寸稳定性好,热稳定好,绝缘性好,耐酸碱,易加工,表面光洁度好,流动性好,收缩率低,硬度好高,透明度好,冲击性能较差,吸湿性低,质轻,价格低。
适于制作绝缘透明件.装饰件及化学仪器.光学仪器等零件.日常生活中常见的应用有各种一次性塑料餐具,透明CD盒等等。
成型性能 1.无定形料,吸湿小,不须充分干燥,不易分解,但热膨胀系数大,易产生内应力.流动性较好,可用螺杆或柱塞式注射机成型.
2.宜用高料温,高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔.变形。
3.可用各种形式浇口,浇口与塑件圆弧连接,以免去除浇口时损坏塑件.脱模斜度大,顶出均匀.塑件壁厚均匀,最好不带镶件,如有镶件应预热。
HIPS工程塑料 密度为1.05g/cm3 乳白色不透明珠粒,具有较高的冲击强度和韧性,可任意着色,成型加工性、抗化学腐蚀性、电性能也好,经橡胶改性了聚苯乙{HotTag}烯,虽然冲击强度和韧性有很大的提高,但拉伸强度、弯曲、硬度、耐光和热稳定性比均聚物有所下降。
抗冲级聚苯乙烯由于含有橡胶成分,其冲击强度比GPPS高5~10倍,使聚苯乙烯的应用范围扩大了,目前已部分代替了价贵的ABS材料。HIPS为PS的改性材料,分子中含有5-15%橡胶成份,其韧性比PS提高了四倍左右,冲击强度大大提高(高抗冲击聚苯乙烯),已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等。
通用级聚苯乙烯,可用于日用品、电气、仪表外壳、玩具、灯具、家用电器、文具、化妆品容器、室内外装饰品、果盘、光学零件(如三棱镜、透镜)透镜窗镜和模塑、车灯、电讯配件,电频电容器薄膜,高频绝缘材料、电视机等集装箱、波导管,化工容器等。悬浮聚合树脂可制成不同密度的泡沫塑料,用作绝热、隔音、防震、漂浮、包装材料,软木代用品,预发泡体可作水过滤介质及制备轻质混凝土,低发泡塑料可制成合成木材做家具等。
高抗冲击级聚苯乙烯(HIPS)可注塑或挤塑成各种制品,适合家电产品外壳,电器用品、仪器仪表配件、冰箱内衬、板材、电视机、收录机、电话机壳体、文教用品、玩具、包装容器、日用品、家具、餐具、托盘、餐具、结构泡沫制品、一次性用品、仪器仪表、家用电器和娱乐用品以及建筑行业。阻燃级(UL V-0和 UL 5-V),抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。计算机的外壳就是聚苯乙烯的。透明的塑料水杯,包装用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。
AS原料
AS亦称SAN 丙烯腈-苯乙烯树脂。收缩率0.40% ,弹性模量是现有热塑性塑料中较高的一种。AS为苯乙烯-丙烯腈共聚体,不易产生内应力开裂。透明度很高,其软化温度和抗冲击强度比PS高,刚硬透明,易加工,表面光洁度好,抗冲击性良好,几何稳定性好,热稳定性。
应用范围 电气(插座、壳体等),日用商品(厨房器械,冰箱装置,电视机底座,卡带盒等),汽车工业(车头灯盒、反光境、仪表盘等),家庭用品(餐具、食品刀具等),化装品包装等。广泛用于制作耐油、耐热、耐化学药品的工业制品,以及仪表板、仪表框、罩壳、电池盒、接线盒、多种开关及按规等。
常见问题 溢料飞边、气泡、缩痕、熔接痕、烧焦及黑纹、银丝及斑纹、表面划痕、表面雾状及花纹、烧焦变色及杂质、烧黑、光泽不良、龟裂泛白、颜色不均、脆弱、分层剥离、翘曲变形、脱模不良、模具严重腐蚀。
亚克力板
PMMA 亚克力 有机玻璃1.19~1.20g/cm3 收缩率0.3~0.4%
PMMA树脂是无毒环保的材料,可用于生产餐具,卫生洁具等,具有良好的化学稳定性、和耐候性。
PMMA树脂在破碎时不易产生尖锐的碎片,美国、日本等国家和地区已在法律中作出强制性规定,中小学及幼儿园建筑用玻璃必须采用PMMA树脂。是迄今为止合成透明材料中质地最优异,价格又比较适宜的品种。
透光度高,抗冲击性好,不易碎,耐老化,耐候性好,硬度低,耐磨性差,较脆。PMMA制品具有很低的双折射,特别适合制作影碟等。PMMA是目前最优良的高分子透明材料,可见光透过率达到92%,比玻璃的透光度高[1]。耐侯性:面板涂覆高浓度紫外线吸收剂,金属底座喷涂进口汽车漆压克力具有高透明度
,可保长久耐侯,永不褪色,使用年限长达5~8年。 耐久性:产品对内置光源具有良好的保护,延长光源产品使用寿命。 合理性:合理性设计,防雨防潮;开启式结构,便于维修。 耐冲击性:是玻璃产品的200倍,几乎没有断裂的危险。 透光性:高达93%,透光极佳、光线柔和、璀璨夺目。 耐燃性:不自燃并具自熄性。 美观性:工艺精美,全字体呈镜面效果,底座无褶皱,无接缝,所有铆固件不外露。 节能性:透光性能好,相应减少光源产品,省电,降低使用成本。
PMMA具有质轻、价廉,易於成型等优点。 它的成型方法有浇铸,射出成型,机械加工、热成型等。尤其是射出成型,可以大批量生产,制程简单,成本低。因此,它的应用日趋广泛,目前它广泛用于仪器仪表零件、汽车车灯压克力棒、光学镜片、透明管道等。
成型性能 1.无定形料,吸湿大,需干燥,不易分解,流动性中等,易发生填充不良,粘模,收缩,熔接痕等.
2.宜高压注射,在不出现缺陷的条件下取高料温,高模温,以增加流动性,降低内应力,改善透明性及强度.模具浇注系统表面应光洁,脱模斜度大,顶出均匀.同时设排气口,以防出现起泡.
PET制品
PET 收缩率 1.2~2.0% 是乳白色或浅黄色、高度结晶的聚合物,表面平滑有光泽。无毒、无味,卫生安全性好,可直接用于食品包装。在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能,长期使用温度可达120℃,电绝缘性优良,甚至在高温高频下,其电性能仍较好,但耐电晕性较差,抗蠕变性,耐疲劳性,耐摩擦性、尺寸稳定性都很好。
常见于矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等。温度达到70℃时易变形,且有对人体有害的物质融了。1号塑料品使用10个月后,可能释放出致癌物DEHP。这类瓶子不能放在汽车内晒太阳,不能装酒、油等物质。
主要应用为电子电器方面有:电气插座、电子连接器、电饭煲把手、电视偏向轭,端子台,断电器外壳、开关、马达风扇外壳、仪表机械零件、点钞机零件、电熨斗、电磁灶烤炉的配件;汽车工业中的流量控制阀、化油器盖、车窗控制器、脚踏变速器、配电盘罩;机械工业齿轮、叶片、皮带轮、泵零件、另外还有轮椅车体及轮子、灯罩外壳、照明器外壳、排水管接头、拉链、钟表零件等。
PBT制品
PBT 收缩率 1.7% 为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性,自润滑、低摩擦系数,耐候性、吸水率低,仅为0.1%,在潮湿环境中仍保持各种物性(包括电性能),电绝缘性,但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀,耐水解性差,低温下可迅速结晶,成型性良好。缺点是缺口冲击强度低 ,成型收缩率大 。
PBT应用范围
家用器具(食品加工刀片、真空吸尘器元件、电风扇、头发干燥机壳体、咖啡器皿等),电器元件(开关、电机壳、保险丝盒、计算机键盘按键等),汽车工业(散热器格窗、车身嵌板、车轮盖、门窗部件等)。
尼龙扎带
PA 尼龙 收缩率 尼龙6(PA6)1.20% 尼龙66(PA66)1.50% 尼龙1010(PA1010)1.50%
为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂, 具有很高的机械强度,软化点高,耐热,摩擦系数低,耐磨损,自润滑性,吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂,电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好,染色性差。缺点是吸水性大,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低树脂吸水率,使其能在高温、高湿下工作。聚酰胺与玻璃纤维亲合性十分良好。常用于制作梳子、牙刷、衣钩、扇骨、网袋绳、水果外包装袋等等。无毒性,但不可长期与酸碱接触。
坚韧,耐磨,耐油,耐水,抗酶菌,但吸水大.尼龙6弹性好,冲击强度高,吸水较大,尼龙66性能优于尼龙6,强度高,耐磨性好,尼龙610与尼龙66相似,但吸水小,刚度低,尼龙1010半透明,吸水小,耐寒性较好。
PA66 高强度、刚性,耐拉伸,韧性好,低蠕变性,几何稳定性好,耐磨性好,绝缘性好,流动性好,吸湿性大, 成型加工条件难控制,干燥环境下冲击强度下降,低摩擦系数,耐油和许多化学试剂和溶剂,不耐强酸和氧化剂,良好的机械性能。
尼龙主要用于汽车工业,电气电子工业,交通运输业,机械制造工业,电线电缆通讯业,薄膜及日常用品.制造各种轴承,齿轮,圆齿轮、凸轮、伞齿轮、输油管,储油器,保护罩,支撑架,车轮罩盖,导流板,风扇,空气过滤器外壳,散热器水室,制动管,发动机罩,车门把手.轴承、齿轮、滑轮泵叶轮、叶片、高压密封圈、垫、阀座、衬套、输油管、贮油器、绳索、传动带、砂轮胶粘剂、电池箱、电器线圈、电缆接头各种滚子、滑轮、泵叶轮、风扇叶片、蜗轮、推进器、螺钉、螺母、耐油密封垫片、耐油容器、外壳、软管、电缆护套、剪切机、滑轮套、牛头刨床滑块、、电磁分配阀座、冷陈设备、衬垫、轴承保持架、汽车和拖拉机上各种输油管、活塞、绳索、传动皮带,纺织机械工业设备零雾料,以及日用品和包装薄膜等。还有包装用带、食品用薄膜(熟食用的高温薄膜和清凉饮料用的低温薄膜)的产量也相当大。
PC制品
PC 防弹胶 1.20-1.22 g/cm3 收缩率0.5~0.8%
无色透明和优异的抗冲击性,日常常见的应用有光碟,眼镜片,水瓶,防弹玻璃,护目镜、银行防子弹玻璃、车头灯等等、动物笼子宠物笼子。聚碳酸酯PC也是笔记本电脑外壳采用的材料的一种。
抗冲击性好,绝缘性好,几何稳定性,耐热性能好,脆化温度低(-130 C°),耐侯性好,低蠕变性,高透明,机械性能好,耐溶剂性差,有应力开裂现象,耐疲劳差,流动性差,收缩率小,在沸水中易水解,光泽度好,摩擦系数大。
聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展,目前已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种
成型性能 1.无定形料,热稳定性好,成型温度范围宽,流动性差。吸湿小,但对水敏感,须经干燥处理。成型收缩率小,易发生熔融开裂和应力集中,故应严格控制成型条件,塑件须经退火处理。
2.熔融温度高,粘度高,大于200g的塑件,宜用加热式的延伸喷嘴。
3.冷却速度快,模具浇注系统以粗、短为原则,宜设冷料井,浇口宜取大,模具宜加热。
4.料温过低会造成缺料,塑件无光泽,料温过高易溢边,塑件起泡。模温低时收缩率、伸长率、抗冲击强度高,抗弯、抗压、抗张强度低。模温超过120度时塑件冷却慢,易变形粘模产品各自专用的品级牌号。
POM 赛钢、夺钢 1.41-1.43g/cm3 收缩率2~3.5%
抗拉伸强度好,耐疲劳,韧性好,高硬度、强度,弹性好,摩擦系数低,耐高温,耐酸碱溶剂,低蠕变性流动性好,尺寸稳定性好,收缩率大,没有自熄性,绝缘性好,机械性能好(接近金属),冲击强度好, POM的反复冲击性好过PC和ABS
耐磨性好,耐侯性不理想。
适于制作减磨耐磨零件,传动零件,以及化工,仪表等零件
成型性能 1.结晶料,熔融范围窄,熔融和凝固快,料温稍低于熔融温度即发生结晶。流动性中等。吸湿小,可不经干燥处理。
2.摩擦系数低,弹性好,塑件表面易产生皱纹花样的表面缺陷。
3.极易分解,分解温度为240度。分解时有刺激性和腐蚀性气体发生。故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。
PPO Noryl 收缩率:0.3-0.8%
为白色颗粒。综合性能良好,可在120度蒸汽中使用,电绝缘性好,吸水小,但有应力开裂倾向。改性聚苯醚可消除应力开裂。有突出的电绝缘性和耐水性优异,尺寸稳定性好。其介电性能居塑料的首位。MPPO为PPO与HIPS共混制得的改性材料,目前市面上的材料均为此种材料。有较高的耐热性,玻璃化温度211度,熔点268度,加热至330度有分解倾向,PPO的含量越高其耐热性越好,热变形温度可达190度。阻燃性良好,具有自息性,与HIPS混合后具有中等可燃性。质轻,无毒可用于食品和药物行业。耐旋光性差,长时间在阳光下使用会变色。可以与ABS,HDPE,PPS,PA,HIPS、玻璃纤维等进行共混改性处理。
适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、传动件、医疗及电子零件。可作较高温度下使用的齿轮、风叶、阀等零件,可代替不锈钢使用。可制作螺丝、紧固件及连接件。电机、转子、机壳、变压器的电器零件。
PPS 1.36g/cm3 收缩率:0.7% 电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,白色硬而脆,跌落于地上有金属响声,透光率仅次于有机玻璃,着色性耐水性,化学稳定性良好 。有优良的阻燃性,为不燃塑料。强度一般,刚性很好,但质脆,易产生应力脆裂,适于制作耐热件.绝缘件及化学仪器.光学仪器等零件.
成型性能 1.无定形料,吸湿小,但宜干燥后成型。
2.流动性介于ABS和PC之间,凝固快,收缩小,易分解,选用较高的注射压力和注射速度。模温取100-150度。主流道锥度应大,流道应短。
PSU 1.25-1.35g/cm3 收缩率:0.5-0.7% 聚砜为琥珀透明固体材料,硬度和冲击强度高,无毒、耐热耐寒性耐老化性好,可在-100--175度下长期使用。耐无机酸碱盐的腐蚀,但不耐芳香烃和卤化烃。聚芳砜硬度高,耐辐射,耐热和耐寒性好 并具有自息性,可在-100-175度下长期使用。
2通过玻璃纤维增强改性可以使材料的耐磨性大幅度提高。
3、可将聚砜与ABS、聚酰亚氨、聚醚醚酮和氟塑料等制成聚砜的改性产品,主要是提高其冲击强度和伸长率、耐溶剂性、耐环境性能、加工性能和可电镀性。如PSF/PBT,PSF/ABS,PSF+矿物粉。 1、适于制作耐热件、绝缘件、减磨耐磨件、仪器仪表零件及医疗器械零件,聚芳砜适于制作低温工作零件。
2、聚砜在电子电器工业常用于制造集成线路板、线圈管架、接触器、套架、电容薄膜、高性能碱电池外壳。
3、聚砜在家用电器方面用于微波烤炉设备、咖啡加热器、湿润器、吹风机、布蒸干机、饮料和食品分配器等。也可代替有色金属用于钟表、复印机、照相机等的精密结构件。
4、聚砜已通过美国医药、食品领域的有关规范,可代替不锈钢制品。由于聚砜耐蒸气、耐水解、无毒、耐高温蒸气消毒、高透明、尺寸稳定性好等特点,可用作手术工具盘、喷雾器、流体控制器、心脏阀、起博器、防毒面具、牙托等。
成型性能 1.无定形料,吸湿大,吸水率0.2%-0.4%,使用前须充分干燥,并防止再吸湿。保证含水量在0.1%以下。
2.成型性能与PC相似,热稳定性差,360度时开始出现分解。
3.流动性差,冷却快,宜用高温高压成型。模具应有足够的强度和刚度,设冷料井,流道应短,浇口尺寸取塑件壁厚的1/2-1/3
4.为减小注塑制品产生内应力,模具温度应控制在100-140度。成型后可采取退火处理甘油浴退火处理,160度,1-5分钟;或采取空气浴160度,1-4小时。退火时间取决于制品的大小和壁厚。
5.聚砜在熔融状态下接近于牛顿体,类似于聚碳酸脂,起流动性对温度比较敏感,在310度-420度内,温度每升高30度,流动性就增加1倍。故成型时主要通过提高温度来改善加工流动性。
塑料瓶的底部都有一个带箭头的三角形,三角形里面有一个数字,以下这些塑料瓶底三角形中的数字,指代的是该瓶子包含的成分和该成分对人体健康的影响 PET 常见于矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等。温度达到70℃时易变形,且有对人体有害的物质融了。1号塑料品使用10个月后,可能释放出致癌物DEHP。这类瓶子不能放在汽车内晒太阳,不能装酒、油等物质。HDPE 常见于白色药瓶、清洁用品、沐浴产品。不要用来做水杯,或者做储物容器装其他物品。PVC 常见于雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等。可塑性优良,价钱便宜,故使用很普遍,耐热至81℃时达到顶点,高温时容易产生有害物质,很少被用于食品包装。难清洗、易残留,不要循环使用。PE 常见于保鲜膜、塑料膜等。高温时有有害物质产生,有毒物质随食物进入人体后,可能引起乳腺癌、新生儿先天缺陷等疾病。PP 常见于豆浆瓶、优酪乳瓶、微波炉餐盒,熔点高达167℃,是唯一可以放进微波炉的塑料制品,可在小心清洁后重复使用。需要注意的是,有些微波炉餐盒,盒体以5号PP制造,但盒盖却以1号PET制造,由于PET不能抵受高温,故不能与盒体一并放进微波炉。PS 常见于碗装泡面盒、快餐盒。不能放进微波炉中,以免因温度过高而释放出有害化学物质。避免用快餐盒打包滚烫的食物,别用微波炉煮碗装方便面。PC 常见于水壶、太空杯、奶瓶。百货公司常用这些材质的水杯当赠品。不过,这种材质的水杯很容易释放出有毒物质双酚A,对人体有害。另外,使用这种水杯时不要加热,不要在阳光下晒。
聚四氟乙烯棒料
聚四氟乙烯(Poly tetra fluoroethylene,简写为PTFE),俗称“塑料王”,是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物。白色蜡状、半透明、耐热、耐寒性优良,可在-180~260oC长期使用。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点,几乎不溶于所有的溶剂。同时,聚四氟乙烯具有耐高温的特点,它的摩擦系数极低,所以可作润滑作用之余,亦成为了易清洁水管内层的理想涂料。
1. 常温常压下稳定,避免湿,热,高温
无真正熔点,450℃以上慢慢分解,直接变为气体。在327℃时,机械强度突然消失。不溶于任何溶剂。除了能与熔融的碱金属起反应外,不受任何物质的侵蚀,即使在氢氟酸、王水或发烟硫酸、氢氧化钠中煮沸,也不起任何变化。
2. 白色、无臭、无味、无毒的粉状物,俗称“塑料王”。具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。耐高温,使用工作温度达250℃。耐低温,低温下具有良好的机械韧性,即使温度下降到-196℃,也可保持5%的伸长率。耐腐蚀,对大多数化学药品和溶剂表现出惰性,能耐强酸强碱、水和各种有机溶剂。耐候性好,有塑料中最佳的老化寿命。高润滑,是固体材料中摩擦系数最低者。不黏附,是固体材料中表面张力最小者,不黏附任何物质。无毒害,具有生理惰性,作为人工血管和脏器长期植入体内无不良反应。
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仿生超疏液涂层可解决5G天线罩“雨衰效应”
◎本报记者 颉满斌
6月4日,科技日报记者从中国科学院兰州化学物理研究所获悉,该所环境材料与生态化学研究发展中心硅基功能材料组与山东鑫纳超疏新材料有限公司合作,研发出了兼具优异耐压性、机械稳定性和耐候性的5G天线罩、雷达罩超疏液防雨衰涂层,能有效解决5G信号在降雨时的“雨衰效应”。相关研究论文近日发表于《自然·通讯》。
5G天线罩是5G基站的重要组成部分,用来保护天线系统免受外界复杂环境干扰,提高天线精度和使用寿命。但是,雨水会在5G天线罩表面形成水滴或水膜产生“雨衰效应”,即水的介电常数很高,会吸收、反射大量电磁波,导致5G信号严重衰减。
“避免雨水在5G天线罩表面形成水滴或水膜是解决‘雨衰效应’的关键。”中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心副主任、研究员张俊平介绍,仿生超疏液涂层(超疏水、超双疏涂层)具有液滴接触角高(大于150°)、滚动角低(小于10°)等特点,液滴易从表面滚落,在自清洁表面、抗液体黏附、防液体铺展等领域具有广阔的应用前景,有望用于5G天线罩表面,解决其“雨衰效应”。然而,采用仿生超疏液涂层解决5G天线罩“雨衰效应”尚需突破涂层不能同时具有优异的耐压性、机械稳定性及耐候性的技术瓶颈。
张俊平团队与山东鑫纳超疏新材料有限公司合作,研发了一种兼具优异耐压性、机械稳定性和耐候性的5G天线罩、雷达罩超疏液防雨衰涂层,该涂层能够避免雨滴在5G天线罩、雷达罩表面黏附,有效解决了其“雨衰效应”,并在全国多地5G天线罩、雷达罩上进行了实际应用。
张俊平介绍,黏结剂的引入虽然能够提升涂层的机械稳定性,但也同时将低表面能纳米粒子包埋,导致涂层具有较高的表面能,进而使得涂层的超疏水性和耐压性较差。通过调研大量文献,并结合此前的研究经验,该团队对涂层进行了系统设计,成功制得兼具优异耐压性、机械稳定性和耐候性的仿生超疏液涂层。
“首先,涂层的三级微/微/纳米结构以及致密的纳米结构,使其具有优异的耐压性。其次,涂层的近似各向同性结构及黏结剂的黏结作用,使其具有优异的机械稳定性。同时,我们选用具有化学惰性的原材料制备涂层,使其具有优异的耐候性。”张俊平说。
此外,5G天线罩、雷达罩基材大多为ABS塑料。“这类基材具有较低的表面能,导致涂层与基材的黏结强度较弱。”张俊平说,团队通过对黏结剂的种类进行优化,筛选出与ABS等基材具有优异黏结强度的黏结剂来制备涂层,成功克服了涂层与ABS等基材黏结强度弱的缺陷。
经过3年的研发、产业化和规模化应用,该涂层性能已取得大幅提升。张俊平告诉记者,未来,团队将探索更多仿生超疏液涂层的潜在应用领域,实现其在高压输电线路、桥梁、隧道防结冰,5G天线罩、雷达罩防雨衰,抗危化液体黏附,电子产品防水防油膜,自清洁市政工程等方面的工程化应用。
来源: 科技日报