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表1.1常用塑料原料对照表
学名
英文简称
中文学名
俗称
Polypropylene
PP
聚丙烯
HighDensityPolyethylene
HDPE
高密度聚乙烯
硬性软胶
LowDensityPolyethylene
LDPE
低密度聚乙烯
LinearLowDensityPolyethylene
LLDPE
线性低密度聚乙烯
PolyvinylChloride
PVC
聚氯乙烯
GeneralPurposePolystyrene
GPPS
一般级聚苯乙烯
硬胶
ExpansiblePolystyrene
EPS
发泡性聚苯乙烯
发泡胶
HighImpactPolystyrene
HIPS
耐冲击性聚苯乙烯
耐冲击硬胶
Styrene-AcrylonitrileCopolymers
AS,SAN
苯乙烯─丙烯青共聚物
透明大力胶
Acrylonitrile-Butadiene-StyreneCopolymers
ABS
丙烯青─丁二烯─苯乙烯共聚合物
超不碎胶
PolymethylMethacrylate
PMMA
聚甲基丙烯酸酯
压克力
Ethylene-VinylAcetateCopolymers
EVA
乙烯─醋酸乙烯之共聚合物
橡皮胶
PolyethyleneTerephthalate
PET
聚对苯二甲酸乙酯
聚酯
PolybutyleneTerephthalate
PBT
聚对苯二甲酸丁酯
Polyamide(Nylon6.66)
PA
聚醯胺尼龙
Polycarbonates
PC
聚碳酸树酯
防弹胶
Polyacetal
POM
聚缩醛树酯
赛钢、夺钢
Polyphenyleneoxide
PPO
聚氧化二甲苯
Noryl
Polyphenylenesulfide
PPS
聚苯硫醚
Polyurethanes
PU
聚胺基甲酸乙酯
由高比例的颜料或添加剂与热塑性树脂,经良好分散而成的塑料着色剂,其所选用的树脂对着色剂具有良好润湿和分散作用,并且与被着色材料具有良好的相容性。
即:
颜料+载体+添加剂=色母粒产品
使用色母粒产品着色的优势
热塑性塑料常用的着色方法有:
色料将本色树脂与着色剂混和混炼造粒成有色塑料后,用于成型工序。
干粉着色把粉状着色剂与本色树脂均匀混和后直接用于制造塑料制品。
色母粒着色现今最普遍采用的塑料着色法。
把分散于载体的着色剂,与本色树脂简单混和后用于制造塑料制品。
色母粒产品着色的显著优点有:
色母粒产品使用方便,对成型环境无污染。
着色均匀,稳定,提高塑料制件质量。
易于计量,可应用自动化程度高的成型生产系统。
可将着色,抗老化剂、抗静电剂等集于一方,制成多功能母粒,方便使用,其市场发展前景好。
通用塑料:
通用塑料指的是力学性能和耐热性能较低不能作为结构材料但量大面广的塑料。
五大通用塑料:
聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。
常见的通用塑料
树脂名称
英文缩写
主要特性
主要用途
PVC
耐药性良、软硬制品均可
薄膜、电缆、地板、管子
聚乙烯
PE
质轻柔软、电气绝缘性、耐药性良
薄膜、瓶子、电气绝缘材料、杂货
聚丙烯
比PE透明、软化点高
薄膜、塑料绳子、食器
聚苯乙烯
PS
无色透明、电气绝缘性、耐药性良
电器、文具、发泡品、玩具
AS树脂
AS
透明、强度大、耐油性良
电器、文具、杂货、玩具
ABS树脂
强韧、光泽良、耐药性、耐油性良
电器、汽车零件、玩具
工程塑料
工程塑料指的是可作为结构材料的塑料。
它与通用塑料并没有明显的界线,其主要品种有聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯、热塑性的聚氨酯、聚砜、聚芳砜(见聚砜)、聚苯硫醚及其他芳杂环聚合物等。
也有人将氟树脂、超高分子量聚乙烯和所有热塑性的增强塑料,以及其它以此为基础的高分子共混物和改性的材料包括在内。
五大工程塑料
聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、热塑性聚酯。
工程塑料的特性
①密度小,一般为钢铁的1/4,铜的1/9~1/5,铝的1/2。
这对于全面减轻车辆、飞行器的重量有特殊意义。
②比强度高,用玻璃纤维增强的工程塑料,其抗张强度与质量之比达1700~4000,而钢材仅为1600左右。
③化学稳定性好,对酸、碱以及一般有机溶剂均有良好耐腐蚀性。
④电绝缘性优良。
⑤耐磨,具自润滑性,可减低摩擦系数。
⑥耐热性和尺寸稳定性高。
⑦抗冲击、抗疲劳性能优良。
常见的工程塑料
尼龙(大类)
强韧、耐磨性、耐油性良
纤维、机械零件
聚甲醛
强韧、耐磨性、耐溶性、耐疲劳性良
齿轮轴承、汽车、机器零件
聚碳酸酯
强韧、透气、电气特性、耐热性良
汽车及机器零件、杂货、薄膜
聚酯(大类)
PET、PBT
强韧、耐磨性、耐油性良、耐热
纤维、电器零件、薄膜、包装
聚苯醚
强韧、耐热、电气特性
电器零件、机械零件
特种工程塑料
氟树脂(大类)
FR
稳定性良、耐磨性、耐药性良
电气绝缘材料、耐药品材料、轴承
聚氨酯(热塑性)
TPU
强韧
手柄、鞋材
聚砜
PSU
耐热、强韧、电气性能
运动器械(如旱冰鞋轮子)
聚醚醚酮
PEEK
聚酰亚胺
PIM
印刷电路材料
超高分子量聚乙烯
UHMWPE
耐磨性、耐药性良
PVC(聚氯乙烯)化学和物理特性刚性PVC是使用最广泛的塑料材料之一。
PVC材料是一种非结晶性材料。
PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。
PVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。
PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。
然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。
PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数,如果此参数不当将导致材料分解的问题。
PVC的流动特性相当差,其工艺范围很窄。
特别是大分子量的PVC材料更难于加工(这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。
PVC的收缩率相当低,一般为0.2~0.6%。
注塑模工艺条件
干燥处理:
通常不需要干燥处理。
熔化温度:
185~205C模具温度:
20~50C
注射压力:
可大到1500bar保压压力:
可大到1000bar注射速度:
为避免材料降解,一般要用相当地的注射速度。
流道和浇口:
所有常规的浇口都可以使用。
如果加工较小的部件,最好使用针尖型浇口或潜入式浇口;
对于较厚的部件,最好使用扇形浇口。
针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm;
扇形浇口的厚度不能小于1mm。
典型用途供水管道,家用管道,房屋墙板,商用机器壳体,电子产品包装,医疗器械,食品包装等。
ABS塑料
化学名称:
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
英文名称:
AcrylonitrileButadieneStyrene
比重:
1.05克/立方厘米成型收缩率:
0.4-0.7%
成型温度:
200-240℃干燥条件:
80-90℃2小时
特点:
1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好.
2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理.
3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。
4、流动性比HIPS差一点,比PMMA、PC等好,柔韧性好。
用途:
适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件.
成型特性:
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。
ABS树脂是目前产量最大,应用最广泛的聚合物,它将PS,SAN,BS的各种性能有机地统一起来,兼具韧,硬,刚相均衡的优良力学性能。
ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物,A代表丙烯腈,B代表丁二烯,S代表苯乙烯。
ABS工程塑料一般是不透明的,外观呈浅象牙色、无毒、无味,兼有韧、硬、刚的特性,燃烧缓慢,火焰呈黄色,有黑烟,燃烧后塑料软化、烧焦,发出特殊的肉桂气味,但无熔融滴落现象。
ABS工程塑料具有优良的综合性能,有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性,成型加工和机械加工较好。
ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类,不溶于大部分醇类和烃类溶剂,而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。
ABS工程塑料的缺点:
热变形温度较低,可燃,耐候性较差。
PPO,中文名称叫聚苯醚。
它具有刚性大、耐热性高、难燃、强度较高电性能优良等优点。
另外,聚本醚还具有耐磨、无毒、耐污染等优点。
PPO的介电常数和介电损耗在工程塑料中是最小的品种之一,几乎不受温度、湿度的影响,可用于低、中、高频电场领域。
PPO的负荷变形温度可达190℃以上,脆化温度为-170℃。
纯的PPO料具有熔融流动性较差、价格高的缺点,市场出售的产品均为其改良的产品,具有优良的综合性能,它们广泛运用于:
电子电气:
能够满足在潮湿、负载、高温的条件下具有优良的电绝缘性,运用制备电视积机调谐片、线圈芯、微波绝缘件、屏蔽套、高频印刷电路板,各种高压电子元器件,电视机、电脑、传真机、复印机外壳等。
汽车工业:
适用于仪表板件、窗框、减震器、泵过滤网等。
机械工业:
用作齿轮、轴承、泵叶轮、鼓风机叶轮片等。
化工领域:
用于制作管道、阀门、滤片及潜水泵等耐腐蚀零部件。
PPS,中文名称叫聚苯硫醚。
它具有硬而脆、结晶度高、难燃、热稳定性好、机械强度较高、电性能优良等优点。
PPS是工程塑料中耐热性最好的品种之一,热变形温度一般大于260度、抗化学性仅次于聚四氟乙烯,流动性仅次于尼龙。
此外,它还具有成型收缩率小(约0.08%),吸水率低(约0.02%),防火性好、耐震动疲乏性好等优点。
其缺点是脆性大、韧性差,耐冲击强度低,经过改良以后,可以获得十分优异的综合性能,市场出售的产品均为其改良的产品,它们广泛运用于:
电子方面:
视机、电脑上的高压元件、外壳、插座、接线柱,电动机的起动线圈、叶片,电刷托架及转子绝缘部件,接触开关,继电器,电熨斗,吹风机,灯头,暖风机,F级薄膜等。
适用于排气再循环阀及水泵叶轮,及汽化器、排气装置、排气调节阀、灯光反射器、轴承、传感部件等。
用作轴承、泵、阀门、活塞、精密齿轮、以及复印机、照相机、计算机零部件,导管、喷雾器、喷油嘴、仪器仪表零件等。
用于制作耐酸碱的阀门管道、管件、阀门、垫片及潜水泵或叶轮等耐腐蚀零部件。
LCP,中文名称叫液晶聚合物。
它是一种新型的高分子材料,在熔融态时一般呈现液晶性。
这类材料具有优异的耐热性能和成型加工性能。
液晶又可分为溶致液晶聚合物和热致液晶聚合物。
前者在溶剂中呈液晶态,后者因温度变化而呈液晶态。
热致液晶聚合物是继溶致液晶聚合物之后兴起的,其综合性能优异,而且能够进行注塑、挤出成型加工。
液晶聚合物分子的分之主链刚硬,分子之间堆砌紧密,且在成型过程中高度取向,所以具有线膨胀系数小,成型收缩率低和非常突出的强度和弹性模量以及优良的耐热性,具有较高的负荷变形温度,有些可高达340℃以上。
LCP还具有耐化学药品和气密性优良,此外,有些液晶聚合物具有某些特殊的功能,如光导液晶聚合物、功能性液晶高分子分离膜及生物性液晶高分子等。
一般热致性液晶聚合物具有较好派的流动性,易加工成型。
其成型产品具有液晶聚合物特有的皮芯结构,树脂本身具有纤维性质,在熔融状态下有高度的取向,故可起到纤维增强的效果。
这也是液晶聚合物最引人注目的特点。
在这一方面的研究,我国还处于刚刚起步的阶段,很少有资料文献报道这方面的内容,目前仅有日本、美国、英国等少数几个国家在批量生产。
液晶聚合物的主要用途有:
因为其具有高强度、高刚性、耐高温、电绝缘性等十分优良,被用于电子、电气、光导纤维、汽车及宇航等领域。
用液晶作成的纤维可以做鱼网、防弹服、体育用品、刹车片、光导纤维几显示材料等,还可制成薄膜,用于软质印刷线路、食品包装等。
热致液晶聚合物还可与多种塑料制成聚合物共混材料,这些共混材料中液晶聚合物起到纤维增强的作用,可以大大提高材料的强度、刚性及耐热性等。
聚甲基丙烯酸甲酯,缩写为PMMA,又叫有机玻璃,顾名思义,因为其良好的光学透明性而著名。
它不但具有很高的透光率(92%),而且机械强度高、重量轻、耐紫外线和户外老化优良的电性能等特点。
PMMA的不足之处是表面硬度不够、耐热性差、冲击强度不高,尤其对缺口冲击敏感等。
改性后的PMMA其性能边得更加优异。
它们广泛用于:
光学仪器:
制作各种光学镜片,如眼镜、放大镜、各种透镜以及激光扫描控制的慢转录象带等。
文具及日用品:
制作各种制图用具、示教模型、标本防护罩,灯具、各种笔杆、钮扣、发夹、糖果盒、肥皂盒、各种容器及其他日用装饰品。
建筑方面:
室内外照明及非照明信号显示、天花板照明设备,高级装饰品(如雕塑品等)、家具、隔板材料等,太阳能集热器的外罩、室内紫外灯操作的日光浴床,可制作彩色有机玻璃浴缸、脸盆等。
其他方面:
可用作医疗器械,如加肢、假牙,医用导光的基本原料。
还可做无机硅玻璃的代替品,用于宇航器械、指示灯罩、表面覆盖板,汽车及摩托车的挡风玻璃等。
聚对苯二甲酸类塑料,主要包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。
PET,分子结构高度对称,具有一定的结晶取向能力,故而具有较高的成膜性和成性。
PET具有很好的光学性能和耐候性,非晶态的PET具有良好的光学透明性。
另外PET具有优良的耐磨耗摩擦性和尺寸稳定性及电绝缘性。
PET做成的瓶具有强度大、透明性好、无毒、防渗透、质量轻、生产效率高等因而受到了广泛的应用。
PBT与PET分子链结构相似,大部分性质也是一样的,只是分子主链由两个亚甲基变成了四个,所以分子更加柔顺,加工性能更加优良。
聚对苯二甲酸类塑料的主要用途有:
薄膜片材方面:
各类食品、药品、无毒无菌的包装材料;
纺织品、精密仪器、电器元件的高档包装材料;
录音带、录象带、电影胶片、计算机软盘、金属镀膜及感光胶片等的基材;
电气绝缘材料、电容器膜、柔性印刷电路板及薄膜开关等电子领域和机械领域。
包装瓶的应用:
其应用已由最初的碳酸气饮料发展到现在的啤酒瓶、食用油瓶、调味品瓶、药品瓶、化妆品瓶等。
电子电器:
制造连接器、线圈绕线管、集成电路外壳、电容器外壳、变压器外壳、电视机配件、调谐器、开关、计时器外壳、自动熔断器、电动机托架和继电器等。
汽车配件:
如配电盘罩、发火线圈、各种阀门、排气零件、分电器盖、计量仪器罩壳、小型电动机罩壳等,也可利用PET优良的涂装性、表面光泽及刚性,制造汽车的外装零件。
机械设备:
制造齿轮、凸轮、泵壳体、皮带轮、电动机框架和钟表零件,也可用作微波烘箱烤盘、各种顶棚、户外广告牌和模型等。
PEEK,中文名称是聚醚醚酮,它一种芳香族的结晶性热塑性高分子材料,其熔点为334℃,具有下列很具魅力的特点:
短期耐热性好,加入玻纤或碳酰之后热变形温度可达300℃以上;
长期耐热温度UL指数为250℃;
韧性好、阻然可达UL-0级,能自熄性,同时发烟量少;
耐药品性能好,只溶于浓硫酸。
另外成型加工性能较好,它还耐辐照、耐剥离性、电性能、耐疲劳性、耐磨性耐冲击性、耐水解性等性质都十分优良,是一种难得的工程塑料。
因为其良好的综合性能,它们广泛运用于:
挤出成型方面:
电磁线利用PEEK具有包覆性好加工性好,耐剥离性好、耐磨耗性好、耐辐照性强、可自由着色等特点已经用作电缆、电线的绝缘和保护层。
广泛用于原子能、飞机、船舶、油、气井,电磁线、光导纤维等领域;
薄膜 利用其吸湿小、耐酸碱耐焊锡等特点,用作H级及C级绝缘材料广泛用于电机、发电机、变压器等的绝缘薄膜,可绕性印刷线路板,载波带,耐热耐药品的环型带等;
纤维 利用PEEK单丝的耐蒸汽、耐药品、耐磨耗、抗蠕变、韧性好等特点应用于制纸机械的干燥帆布、耐热沪布、球拍的网线、复合材料、耐热耐药品编织带等。
注射成型方面:
耐磨材料利用其耐磨性、耐药品、韧性好和可在250℃使用等特点用于制造轴承保持架、金属轴承的护衬、离合器零件、动力闸的真空零件、汽油机发动机的零件、滑轮加载器叶片、复印机零件、悬置轴瓦、发动机推杆等;
电子电器 利用其耐焊锡、阻然、UL温度指数高、韧性好的特点,用于制造镶件插头,高可靠性插件,电缆插头,接线盒,配线的引出头,电池外壳,IC的封装等。
热水设备 用于制造热水、化学泵的泵体和叶轮及其它零件,整齐阀门,采油用接插件,锅炉PH计的护套等。
聚砜(PSU)类塑料是指大分子主链含有砜基及芳核的高分子化合物。
它是一种线型热塑性工程塑料,具有优良的耐热性、耐氧化性、耐辐射性,以及电绝缘性、突出的抗蠕变能力和较高的物理力学性能,优良的耐化学腐蚀,除强溶剂、浓硫酸、硝酸以外对其他化学试剂(如无机酸碱盐等)稳定。
按其主链分子结构的不同,聚砜类塑料有可分为聚砜、聚芳砜和聚醚砜。
一般说,聚砜的热变形温度为175℃,可在-100℃--150℃之间长期使用,而且在高温下耐老化性能极好。
聚芳砜是耐热工程塑料中最优秀的品种之一,其耐热性可与热固性耐高温的句聚酰亚胺媲美,负荷变形温度为275℃,长期使用温度为275℃,在-240℃--260℃能够保持良好的力学性能和电绝缘性能。
聚醚砜的性能介于聚砜和聚芳砜之间负荷温度为203℃长期使用温度为-100℃--180℃。
聚砜类塑料在潮湿的环境中仍然能够保持良好的电绝缘性能。
它们的主要运用有:
用于制造钟表壳体及零件、复印机及照相机等零件,用作食品机械的热水阀、冷冻系统器具、传动零部件等。
聚砜塑料加入聚四氟乙烯或石墨等耐磨填料后可用来作高温负荷的轴承,以及活塞环、轴承保持架、热水测量仪表、温水泵泵体、叶轮等。
可用于制造电视机、音响及计算机的积分线路板,还可制作电子电器设备的外壳、电镀槽、示波器的套管及线圈架、电容器薄膜和电线、电缆的包覆层、各种小型精密电子元件。
聚芳砜可做C级绝缘材料使用,作成各种耐高温的线圈架、开关、连接器等。
聚醚砜也可作线圈线管、线圈框架、微型电容器等。
玻纤增强的聚醚砜可作可控硅绝缘体、微型电位差计外壳和集成电路插座等。
交通运输:
用于制造汽车上的仪表盘、分速器盖、护板、滚珠轴承保持架、发动机齿轮、止推环等;
飞机上的热空气导管和框窗等。
医疗器械:
因为其透明性和耐热水、蒸汽、乙醇性及卫生性特点,可用于制作防毒面具、接触眼睛片的消毒器、内视镜零件、人工心脏瓣膜、人工假牙等;
聚醚砜可制成人工呼吸器、血压检查管、牙科用反射镜支架、注射器等。
聚砜和聚醚砜还可制成超过滤膜和反渗透膜等。
POM,中文名称叫聚甲醛。
它是一种高结晶聚合物,具有表面光滑、有光泽、吸水性小尺寸稳定、耐磨、强度高、自润滑性好、着色性好,耐油、耐过氧化物。
POM具有较好的综合性能,在热塑性塑料中是最坚硬的,是塑料材料中力学性能最接近金属的品种之一,其抗张强度、弯曲强度、耐疲劳强度,耐磨性和电性能都十分优良,可在-40℃--100℃之间长期使用。
按分子链结构不同,聚甲醛可分为均聚甲醛和共聚甲醛。
前者密度、结晶度、熔点都较高,但是热稳定性差,加工温度范围窄(10℃),对酸碱的稳定性略低;
后者密度、结晶度、熔点较低,但热稳定性好,不易分解,加工温度范围宽(50℃)。
聚甲醛的不足之处在于:
由受强酸腐蚀,耐候差,粘合性差,热分解与软化温度接近,限氧指数小。
它们广泛运用于:
用于制造汽车上的半轴、行星齿轮垫等不仅节约了铜,而且提高了使用寿命。
还可用它做散热器水管阀门、散热器箱盖、水泵叶轮、齿轮外壳、汽化器外壳、油门踏板零件,以及加热器风扇、控制杆、各式开关、轴承支架、调节器手柄、制动器及洗涤
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