6 聚苯乙烯.ppt

6聚苯乙烯 聚苯乙烯简称 PS 是以苯乙烯为单体聚合而制得的热塑性树脂 早在20世纪30年代后期德国 美国等国家相继实现了工业化生产 我国于1960年在上海建造了第一台PS生产线 开创了我国PS的生产史 PS是五大通用合成树脂品种之一 它质地坚硬 刚性好 化学性能和电绝缘性优良 易于成型出各类色彩鲜艳 表面光洁的制品 广泛应用于电气 仪器仪表 包装 装潢和日用生活等各方面 苯乙烯的制备 1 实验室制备 由苯基丙烯酸在常压下干馏而得到2 工业上苯 乙烯 苯乙烷 苯乙烯苯乙烯的性质 常压下无色油状液体 沸点是145 1460C 易燃 苯乙烯的聚合 1 本体聚合将单体在无引发剂或仅有少量引发剂的条件下 先在预聚合釜中于80 1000C进行预聚 待转化率30 50 后再连续送入塔式反应器 本体聚合的优点 产物纯度高 透明性好 电绝缘性优良 缺点 散热困难 温度分布不均 分子量分散大 影响到材料的力学性能 2 悬浮聚合悬浮聚合是将单体 引发剂 悬浮剂加入装有水的反应釜中 温度90 1000C 时间约4 6小时 悬浮聚合的优点 散热容易 分子量高 分散性小 缺点 分散剂不易除尽 使产物纯度不及本体聚合 对制品透明性有一定影响 聚苯乙烯的性能 1 聚苯乙烯的识别聚苯乙烯是无臭无味 无色透明 无延展性的玻璃状材料 易燃 火焰呈橙黄色伴有黑色浓烟 有黑炭灰 2 物理性能PS为无定形 非极性线性高聚物 由于在分子链上有苯环取代基 分子的不对称性增加 内旋转受到限制 为此 呈现刚性 性脆 玻璃化温度较高 为80 100 分子量一般在5万一20万 PS的密度为1 054克 立方厘米 为无色透明粒状热塑性树脂 PS的吸水率很低 只有0 02 一0 06 制品尺寸稳定 3 光学性能PS的透光性很好 达88 一92 透光性仅次于有机破璃 折光率为1 59 1 60 4 着色性可自由着色 与无机或有机颜料掺和 制得任何色泽的的塑料制品 5 热性能PS的热性能与分子量大小 单体低聚物 杂质含量有关 制品的最高使用温度为60 80 6 电性能PS有优良的电绝缘性能 一般不受温度 湿度的影响 7 力学性能PS的力学性能 除冲击强度较低外 其他拉伸强度 弯曲强度等都较好 8 化学性质聚苯乙烯的化学稳定性比较差 可以被多种有机溶剂溶解 会被强酸强碱腐蚀 不抗油脂 在受到紫外光照射后易变色 PS的成型加工特征如下 PS的吸水率很低 只有0 02 0 06 所以在加工前 可以不干燥 又其比热较PE低 所以塑化效率高 在模具中固化快 成型周期短 PS收缩率低 只有0 4 一0 7 对模制品影响不大 PS在加工中 最大的问题是在制品中存在着一定的内应力 在成型中一定注意这个问题 清除内应力除调节工艺参数 模具结构等之外 还可将制品进行后处理以消除内应力 如将其置于60一80 热水浴中或烘箱中 退火 处理1一3小时 PS的应用 PS主要应用于光学玻璃及仪器 灯罩 包装材料 电气零件 其发泡塑料可作绝热材料 快餐盒等 你现在正在使用的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 生产PS泡沫塑料有三种方法 一是用可发性PS生产 即将粗PS珠粒在加温 加压条件下 把低沸点的溶剂渗透到珠粒中 使之溶胀 制成EPS 然后再予发泡 熟化 发泡成制品 二是用乳液法聚合的PS为原料 与发泡剂混合 加热 加压使之生成毛坯 然后加热发泡成型 三是一步挤出成型法 这是一种较为先进的方法 即把Ps树脂 发泡剂 成核剂加进第一级挤出机中 再从第二级挤出机的机头缝隙中挤出 经冷却定型后成为产品 其主要产品为片材 板材 发泡网 发泡膜等 可发性PS生产 可发性聚苯乙烯 EPS 以颗粒的形式通过加入发泡剂 并在压力 蒸汽或开水 被加入时发泡剂在空气中扩散 挥发的过程中使其发泡而制成 特点A 重量轻可发性聚苯乙烯 EPS 的密度可根据发泡量级进行调节 可发性聚苯乙烯 EPS 易于处理因为它的重量只有水的1 30 1 80 具有优良的耐冲击性 在作为包装材料时 可解决重量问题B 耐冲击性如果具有足够的密度和厚度 它能够吸收外部冲击 并可被广泛地用作耐冲击包装材料 B 耐热发泡颗粒中数量庞大的封闭腔室及较低导热性使它拥有良好的隔热效果 可广泛地用于隔离材料 C 防潮 水 湿气通过毛细管被吸收 但可发性聚苯乙烯 EPS 发泡剂的腔室不是打开的而是封闭的 所以水不会通过发泡颗粒浸入 如果发泡剂在水中很长时间 湿气仅渗透表面而不会深入 D 机械加工性加工方便的可发性聚苯乙烯 EPS 模制塑料产品可以很容易地被热射线 刀具或锯所切割 并很容易地被钉子 胶和玻璃纸带粘附 韧性和耐热性差 耐化学试剂和耐溶剂性欠佳 为了克服这些缺点 对聚苯乙烯进行各种改性 聚苯乙烯的缺点 6 2改性聚苯乙烯 1 高抗冲聚苯乙烯高抗冲聚苯乙烯缩写代号为HIPS 全称为高抗冲击性聚苯乙烯 HIPS往往是通过向聚苯乙烯中加入增韧性优异的橡胶组分来达到制备目的 例如用丁苯橡胶或顺丁橡胶对聚苯乙烯改性增韧 主要方法有共混法和接枝共聚法 共混法 是将丁苯橡胶或顺丁橡胶与聚苯乙烯混合 聚苯乙烯与丁苯橡胶的比例为 80 85 15 20 将混合后的料在双辊辊压机 捏合机或挤出机中共混 由于两相混容有一定的限度 分散不够均匀 在韧性仅有一定的改善 接枝共聚法是将丁苯橡胶或顺丁橡胶的碎粒溶解到苯乙烯单体中 用过氧化物引发进行共聚 其主链是由丁二烯 苯乙烯两种单体相嵌形成的嵌段共聚物 在韧性有较大的改善 家用电器部件 办公用品零部件 矿用安全帽用材料等 应用 2 AAS是苯乙烯单体与丙烯腈 丙烯酸酯进行三元共聚而成 3 AS是苯乙烯单体与丙烯腈共聚物 其中丙烯脂含量为20 35 也有写作SAN 该共聚物提高了软化点 改善了耐化学性和耐应力开裂性 仍基本保持了透明度 是改性聚苯乙烯的重要品种之一 AS制备方法的最佳工艺路线是连续本体聚合 将两种单体按比例混合 以过氧化苯甲酰为引发剂进行共聚 结构式为 AS的物理性能 无味 外观呈水白色至微黄色的透明或半透明体 着色后透明性差 4 MBS是苯乙烯单体与甲基丙烯酸酯 丁二烯三元的共聚产物可以单独作为一种树脂使用 也可作为PVC的增韧剂 5 HS称之高苯乙烯 它是由苯乙烯和丁二烯共聚而成 若其中苯乙烯含量在45 一70 者 称为高苯乙烯橡胶 若苯乙烯含量在70 以上者 称之高苯乙烯塑料 HS可以和塑料 橡胶进行共混改性 6 SBS也是由苯乙烯和丁二烯共聚而成 不过这是一种嵌段共聚法 采用逐步加成和偶合法生产的 其分为两种结构 一种是星型 另一种是线型 SBS是一种热塑性弹性体 不需硫化即具有高弹性和高强度 可以采用热塑性塑料的成型加工设备和工艺进行加工 7 RPS称作反应性聚苯乙烯 也有人叫做活性聚苯乙烯 它是用活性恶唑啉功能基沿PS主链改性的一种结晶型高聚物 其功能基含量为1 在熔融温度下 RPS可以和胺类 酸酐 羟基 环氧 硫醇及酚式羟基进行反应 反应时无副产物 易控制 可用双螺杆挤出机进行配料加工 例如RPS和HDPE进行共混 两者比例为35 65 制得的产物与ABS相似 但抗氟化物性能却比ABS高3倍 低温冲击强度 耐溶剂性 耐候性均很好 适于作电冰箱衬里 6 3应用举例 实例SBS改性的应用SBS具有串联结构的塑性段和弹性段两种嵌段 PS在大分子的两端 聚丁二烯在中间为软段 呈现高弹性 如SBS增韧PS SBS添加量为25 SBS选用线型结构 其中S B 40 60 充油量0 门尼黏度160 星型SBS效果稍差 SBS用量增加 共混物的各向异性程度也增大 共混时应延长混炼时间或采用二次混炼工艺较好 这样有利于两相间的均匀混合 若为提高共混物的加工流动性 可选用充油性的SBS 如充油量为33 的线型或星型SBS 充油量 以芳烃油作填充油门尼黏度 是衡量橡胶平均分子量及可塑性的一个指标 基本上可以反映合成橡胶的聚合度与分子量的关系 用门尼粘度计测量 门尼粘度计是一个标准的转子 以恒定的转速 一般2转 分 在密闭室的试样中转动 转子转动所受到的剪切阻力大小与试样在硫化过程中的粘度变化有关 可通过测力装置显示在以门尼为单位的刻度盘上 以相同时间间隔读取数值可作出门尼硫化曲线 7 聚酰胺 发展历史聚酰胺 PA 俗称尼龙 是美国DuPont公司最先开发用于纤维的树脂 于1939年实现工业化 20世纪50年代开始开发和生产注塑制品 以取代金属满足下游工业制品轻量化 降低成本的要求 聚酰胺主链上含有许多重复的酰胺基 用作塑料时称尼龙 用作合成纤维时我们称为锦纶 聚酰胺可由二元胺和二元酸制取 也可以用 氨基酸或环内酰胺来合成 根据二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子数的不同 可制得多种不同的聚酰胺 目前聚酰胺品种多达几十种 其中以聚酰胺 6 聚酰胺 66和聚酰胺 610的应用最广泛 特点PA具有良好的综合性能 包括力学性能 耐热性 耐磨损性 耐化学药品性和自润滑性 且摩擦系数低 有一定的阻燃性 易于加工 适于用玻璃纤维和其它填料填充增强改性 提高性能和扩大应用范围 分类目前世界上尼龙树脂按结构分 大约有20类 其商品牌号达700余种 品种繁多 有PA6 PA66 PA11 PA12 PA46 PA610 PA612 PAl010等 尼龙棒 尼龙板 尼龙管 PA的结构 聚酰胺主链上含有酰胺基团 NHC O PA的商品名叫尼龙 由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得 也可由内酰胺通过自聚制得 合成尼龙的生产工艺路线有 糠醛路线苯酚路线蓖麻油路线等 1 外观PA的外观为透明或半透明的乳白或淡黄的粒料 表观角质 坚硬 制品表面有光泽 尼龙有较高的结晶度 40 60 线型分子结构 密度为1 0 1 01克 立方厘米 因有酰胺基团 易吸水 吸水率为1 2 5 分子量为2万 7万 PA的基本性质 2 力学性能尼龙的拉伸强度和冲击强度都很大 为70 210兆帕 弯曲强度为110 280兆帕 缺口冲击强度为4 20千焦 平方米 抗蠕变性能较差 不适于作精密零件 随着温度和湿度的升高 拉伸强度急剧下降 而冲击强度明显提高 3 耐磨性尼龙的最大特点是耐磨和自润滑性能好 其无油润滑的摩擦系数为0 1 0 3 约为巴氏合金的1 3 为酚醛树脂的l 4 可广泛用于工业齿轮等 4 热性能尼龙的热变形温度为66 104 熔点215 260 尼龙制品使用温度范围很宽 为 40 105 长期使用温度可达80 短时间内可达105 热膨胀系数大 是金属的5 7倍 热导率为碳钢的1 200 黄铜的1 400 大多数PA具有自熄性 少数品种虽具有可燃性 但对火焰的传播速度很慢 5 电性能尼龙含有极性基团 有不同程度的吸水性 严格来说 不太适于作电气绝缘材料 体积电阻为1013一1015欧 厘米 电阻值随温度升高而降低 在低温和低湿度条件下 可作为电气绝缘体 6 化学试剂及耐溶剂性耐化学性能好 对酸 碱 盐稳定 耐溶剂性能也好 但强极性的溶剂如苯酚 甲酚可溶解尼龙 尼龙的耐油性很好 7 其他性能室温下稳定性好 制品性能可保持长时间不变 加入炭黑可有效防止聚酰胺的老化 8 成型结构性能聚酰胺有明显的熔点 且熔点高 熔程窄 加工温度高 容易吸潮 在成型加工前必须进行干燥处理 使含水量不超过0 1 熔体黏度较低 容易产生 流涎现象 在注射成型时 应采用自锁式喷嘴防止流涎 熔体冷却速度很重要 如尼龙6 快速冷却时 制品的韧性好 冲击强度高 缓慢冷却时 制品不透明 刚性大 耐磨性好 拉伸强度高 加工工艺 尼龙成型主要是注射法和挤出成型法 由于聚酰胺具有无毒 质轻 优良的机械强度 耐磨性及较好的耐腐蚀性 因此广泛应用于代替铜等金属在机械 化工 仪表 汽车等工业中制造轴承 齿轮 泵叶及其他零件 聚酰胺熔融纺成丝后有很高的强度 主要做合成纤维并可作为医用缝线 应用 具体应用于以下几个方面 汽车工业 汽车为PA的第一大市场 主要用于发动机部件 电子配件 车体部件 及输油件等 机械工业 利用PA的高力学性能 耐磨性 和自润滑性 可广泛制造齿轮 涡轮 垫片 螺栓 螺母 轴承等 电子电气工业 电饭锅 吸尘器 开关 插座等 包装材料 PA的气体阻隔性能好 用于肉 火腿 冷冻食品的包装 日用品 PA为第一代拉练材料 目前仍大量使用 PA还可用于一次性打火机壳体 头盔等体育用品 滑雪板 球拍线 球拍框 冰鞋 钓鱼竿 钓鱼线等医疗器械 PA可用于输血管 输液管医用缝线 7 2改性尼龙 由于尼龙具有很多的特性 因此 在汽车 电气设备 机械部件 交通器材 纺织 造纸机械等方面得到广泛应用 随着汽车的小型化 电子电气设备的高性能化 机械设备轻量化的进程加快 对尼龙的需求将更高更大 特别是尼龙作为结构性材料 对其强度 耐热性 耐寒性等方面提出了很高的要求 尼龙的固有缺点也是限制其应用的重要因素 因此 必须针对某一应用领域 通过改性 提高其某些性能 来扩大其应用领域 主要在以下几方面进行改性 改善尼龙的吸水性 提高制品的尺寸稳定性 提高尼龙的阻燃性 以适应电子 电气 通讯等行业的要求 提高尼龙的机械强度 以达到金属材料的强度 取代金属 提高尼龙的抗低温性能 增强其对耐环境应变的能力 提高尼龙的耐磨性 以适应耐磨要求高的场合 提高尼龙的抗静电性 以适应矿山及其机械应用的要求 提高尼龙的耐热性 以适应如汽车发动机等耐高温条件的领域 提高尼龙的透明性 以适应仿玻璃领域的需求 降低尼龙的成本 提高产品竞争力 总之 通过上述改进 实现尼龙复合材料的高性能化与功能化 进而促进相关行业产品向高性能 高质量方向发展 透明尼龙的特点是保持了尼龙的原有的强韧性 并能得到透明的厚壁制品 它是添加了具有共聚和立体障碍的成分 来抑制尼龙的结晶 从而产生非结晶或难结晶的结构 如用三甲基己二胺和对苯二甲酸为原料缩聚制得 其透光率高达90 一92 热变形温度为125 160 透明尼龙可用于视镜 透镜 仪表盘罩 流量计窗玻璃 氧气面罩等 透明尼龙 在尼龙树脂中加入含卤素 磷酸酯和含氯环状化合物等阻燃剂 如三官胍胺 氢尿酸 聚二溴苯醚 氯环戊癸烷或阻燃填料等 均能达到阻燃要求 主要用途 家用电器 仪器仪表 汽车电器 建筑材料等 阻燃尼龙 拨动开关电机外壳电子接插件 增韧尼龙的特点是 在绝对干燥时 它的冲击强度为普通尼龙的10倍以上 低温时 冲击强度也要高出几倍 并保持尼龙的原本特征 超韧尼龙可作汽车车顶 保险杠 发动机散热器 摩托车前后轮 冷冻库零部件等 增韧尼龙及超韧尼龙 尼龙合金 导电尼龙 增强尼龙 弹性尼龙 阻隔性尼龙 浇铸尼龙改性 浇铸尼龙 浇铸型尼龙 铸型尼龙简称MC尼龙是应用广泛的工程塑料 几乎遍布所有的工业领域 它是采用阴离子聚合反应技术 将加有催化剂的溶融己内酰胺单体在常压下浇注在各种形状模具中进行反应而形成的铸件制品 MC尼龙的分子量高达7 10万 为一般尼龙6 尼龙66的3倍 因而其综合机械性能远比其他的尼龙材料好得多 是国家计委大力推广的重要节能材料之一 特性 其综合性能好 强度 刚度和硬度高 抗蠕变 耐磨 耐热老化 适用温度范围 40度 120度 机加工性能好等 用途 浇铸型尼龙广泛代替机械设备的耐磨部件 代替铜和合金作设备的耐磨易损件 如轴套 轴瓦 衬套 衬板 齿轮 蜗轮辊铜导轨 活塞环 密封圈 滑块 球碗 叶轮 叶片 凸轮 螺母 阀片 管道 填料函 齿条 皮带轮 泵转子等 由于工艺和工模结构简单 制造成本相对低廉 成为替代铜 不锈钢 铝合金 聚四氟乙烯等的理想材料 原料己内酰胺或其他内酰胺作为单体 目前主要使用己内酰胺 最好采用一级品 符合HG2 342一66 外观为白色片状结晶体 引发剂 或称催化剂 可使环酰胺形成阴离子 目前主要采用氢氧化钠 也可用金属钠或其氢化物 醇钠以及有机金属化合物 活化剂能提高引发活性 又称共引发剂 可用乙酰已内酰胺 甲苯二异氰酸酯 酰氯等 浇铸尼龙 生产工艺流程 二次改性 在MC尼龙中 添加10份200目玻璃微珠 或10份1250目的粉状氧化铝 用填料的1 量的KH550 或Si 69偶联剂进行处理填料 其中偶联剂用3倍的溶剂 乙醇或甲苯 先进行溶解稀释 然后喷洒填料在表面上 高速搅拌l0分钟 然后再与MC尼龙料混合 塑炼 切片 模压成型 MC尼龙还可填充石墨 二硫化钼等固体润滑剂 可制成自润滑耐磨尼龙 该产品比普通尼龙的摩擦系数低 磨损量小 能达到无油润滑效果 尼龙作为工程塑料中最大最重要的品种 具有很强的生命力 主要在于它改性后实现高性能化 其次是汽车 电器 通讯 电子 机械等产业自身对产品高性能的要求越来越强烈 相关产业的飞速发展 促进了工程塑料高性能化的进程 改性尼龙未来发展趋势如下 改性尼龙发展的趋势 高强度高刚性尼龙的市场需求量越来越大 新的增强材料如无机晶须增强 碳纤维增强PA将成为重要的品种 主要是用于汽车发动机部件 机械部件以及航空设备部件 尼龙合金化将成为改性工程塑料发展的主流 尼龙合金化是实现尼龙高性能的重要途径 也是制造尼龙专用料 提高尼龙性能的主要手段 通过掺混其他高聚物 来改善尼龙的吸水性 提高制品的尺寸稳定性 以及低温脆性 耐热性和耐磨性 从而 适用车种不同要求的用途 纳米尼龙的制造技术与应用将得到迅速发展 纳米尼龙的优点在于其热性能 力学性能 阻燃性 阻隔性比纯尼龙高 而制造成本与背通尼龙相当 因而 具有很大的竞争力 用于电子 电气 电器的阻燃尼龙与日俱增 绿色化阻燃尼龙越来越受到市场的重视 抗静电 导电尼龙以及磁性尼龙将成为电子设备 矿山机械 纺织机械的首选材料 加工助剂的研究与应用 将推动改性尼龙的功能化 高性能化的进程 综合技术的应用 产品的精细化是推动其产业发展的动力 8聚酯树脂 O 聚酯树脂的主链上含有酯基 一C 0 基因 一般可分为两大类 一类是不饱和聚酯 另一类是饱和聚酯 饱和聚酯又称为线型聚酯 其中又分为两种 一是聚对苯二甲酸乙二醇酯品种 二是聚对苯二甲酸丁二醇酯品种 8 1不饱和树脂 简写UP 不饱和聚酯树脂是指分子链上具有不饱和键 如双键 的聚酯高分子 是一种热固性材料 主要原料二元酸 饱和与不饱和二元酸 二元醇 乙烯基单体 二元酸包括饱和二元酸 如邻苯二甲酸酐 间苯二甲酸 对苯二甲酸 四氢苯二甲酸酐等 不饱和二元酸有 马来酸酐 富马酸 衣康酸等 二元醇有 乙二醇 丙二醇 一缩乙二醇 合成工艺 不饱和聚酯的合成工艺路线是 先由二元酸与二元醇发生酯化反应制成线型聚酯 不饱和聚酯溶解于一定量的交联单体 如苯乙烯 中形成液体树脂即为不饱和聚酯树脂 然后再与苯乙烯单体进行交联固化 而得到体型结构的不饱和聚酯 为热固性树脂原理 n HOOC R1 COOH m HO R2 OH OC R1 CO O R2 O xH2O 不饱和聚酯树脂与其他众多热固性树脂相比有其独特的优点 不饱和聚酯树脂具有良好的加工特性 可以在室温 不低于15 20 常压下固化成型 不释放出任何副产物 而且树脂的黏度比较适宜 可采用多种加工成型方法 如手糊成型 喷射成型 拉挤成型 注塑成型 缠绕成型等 不饱和聚酯树脂在工业上被称为接触成型或低压成型热固性树脂 分类与用途分类根据不饱和聚酯树脂的结构可分为邻苯型 间苯型 对苯型 双酚A型 乙烯基酯型等 根据其性能可分为通用型 防腐型 自熄型 耐热型 低收缩型等 根据其主要用途可分为玻璃钢 FRP 用树脂与非玻璃钢用树脂两大类 所谓玻璃钢制品是指树脂以玻璃纤维及其制品为增强材料制成的各种产品 也称为玻璃纤维增强塑料 简称FRP或玻璃钢 非玻璃钢制品是树脂与无机填料相混合或其本身单独使用制成的各种制品 也称为非增强型玻璃钢制品 按具体专用品种分类包括有缠绕树脂 喷射树脂 拉挤树脂 阻燃树脂 食品级树脂 防腐蚀树脂 气干型树脂 宝丽板树脂 工艺品树脂 纽扣树脂 玛瑙树脂 人造石树脂 高透明树脂水晶树脂等 玻璃钢管 罐 槽等防腐产品及工程 包括大 中 小口径管道 管件 阀门 贮罐 贮槽 格栅 填仓板 塔器 烟囱 防腐地面及建筑防腐等 玻璃钢车辆 火车双层客车及零部件 窗框 汽车车身 保险杠 火车通风道等 玻璃钢船艇 包括游艇 救生艇 交通艇 渔船 快艇 养殖船 冲锋舟等 玻璃钢制品的用途 玻璃钢游乐设备 包括大型游艺机 大型水上乐园 儿童乐园 玻璃钢交通设备 劳保及保安用品 包括公路牌 路标 人行桥 灯具 电缆盒 测量标尺 头盔 防爆器材 井盖等 玻璃钢卫生设备 浴缸 洗漱台 便器 镜架 整体卫生间 垃圾箱 节能玻璃钢产品 包括轴流风机 离心风机 太阳能热水器 风力发电机等 玻璃钢食品容器 高位水箱 食品运输罐 饮料罐 玻璃钢城市雕塑 字体 工艺品和贴骨工艺 玻璃钢家具 包括座椅 快餐桌 成套家具 电话亭 柜台等 玻璃钢机电 矿用 轻纺产品 包括防护罩 格栅 干式变压器 互感器 高压拉杆 计算机房 电器开关 卫星天线 铜箔板 服装模特 通风管道等 玻璃钢运动器材和音乐舞蹈器材 包括网球拍 双杠 单杠 助跳板 赛艇 道具等 浇铸工艺品 包括水晶工艺品 不透明各种造型工艺品等钮扣 各种聚酯钮扣制品 非玻璃钢应用领域大致如下 人造石 包括人造大理石 人造玛瑙 人造花岗岩等涂层 包括家俱涂层 钢琴 电视机 收音机外壳 缝纫机台板以及自行车罩光漆等 原子灰 汽车修补用聚酯腻子等 加工成型方法 手糊成型 喷射成型 拉挤成型 注塑成型 缠绕成型 也可分为 手工成型法 机械成型方法 1 手工成型法在处理过的模具上 用手工把玻璃纤维织物和树脂交替叠加 浸透抹平 在一定温度下固化 然后再进行整理 脱模 修整即得成品 适用于玻璃纤维增强UP的许多产品 如化学反应容器 罐 管道 板材 游艇 电器绝缘材料等 缺点是产品精度低 劳动强度大 效率低 但对于大型及形状复杂的设备 机械成型很困难时 仍用手工方法成型 2 机械成型法模压法最为常用 适用板材或整体模块成型 生产效率高 作业环境好 质量优良 缠绕法 除手工缠绕外 目前已实现了机械自动化和程序化控制 其缠绕角度 宽度 长度和直径均有很好的重现性 常用于管 罐受压容器 喷射法 是直接用喷枪把UP通过高压气体喷浮在制品表面 也有同时再喷上玻璃短纤维进行增强的 连续法 是在连续的玻璃毡上浸渍树脂 在一定压力下定型 然后进入80 130 的热固化区 最后裁断获得产品 定型压力一般为0 02一0 2兆帕 成形速度为2 5米 分 UP主要用在玻璃纤维增强制品上 约占整个树脂用量的80 余下20 的UP常用在涂料 装饰板 树脂混凝土 纽扣 人造大理石 人造玛瑙等方面 低收缩性UP通过引入苯乙烯 丁二烯共聚物这种热塑性树脂 来缓和UP的固化收缩 同时还解决了片状成型时的裂纹问题 尤其适用于汽车部件 高强度UP增加破璃纤维含量 例如采用7 6厘米长的纤维50 一70 适用于片状成型 作汽车部件 UP的改性 此外 还有阻燃型UP 快干型UP 耐热型UP等新品种 耐冲击性UP 耐蚀性UP 光固化型UP 改性UP 实例玻璃纤维增强不饱和聚酯片状模塑料 可用于 1 压制高低压电器绝缘构件 2 压制薄壁制件 如 箱壳 汽车水箱罩 灯罩 桌椅等 8 2聚对苯二甲酸乙二醇酯 聚对苯二甲酸乙二醇酯 简写PET 是一种热塑性饱和聚酯目前已成为发展迅速的一种工程塑料 PET的合成工艺路线为 对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与过量的乙二醇在200 250 或180 190 温度及催化剂存在下 通过直接酯化法或酯交换法制得中间产物 然后升温至260 280 加压缩聚而成PET 1 直接酯化法 HOOC R COOH 2HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC R COOCH2CH2OH 2H20 2 酯交换法 H3COOC R COOCH3 2HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC R COOCH2CH2OH 2CH30H3 加压缩聚n HOCH2CH2OOC R COOCH2CH2OH 1 物理性能PET是乳白色或浅黄色 高结晶度的聚合物 表面平滑有光泽 密度为1 35克 立方厘米 2 力学性能拉伸强度190MPa 伸长率2 拉伸模量14800兆帕 弯曲强度280兆帕 弯曲模量14000兆帕 缺口冲击强度7 10千焦 平方米 分子量2万一3万 抗蠕变性 耐疲劳性 耐摩擦 耐磨耗性也很好 8 2 1基本性质 3 热性能增强PET的热变形温度220 其制品可在120 150 下长期使用 而未增强的PET热变形温度只有85 熔点260 玻璃化温度69 随着温度提高 力学性能下降 4 电性能PET适宜作电气绝缘材料 其电性能在较宽的温度范围内变化较小 但耐电晕性差 电晕 在110kV以上的变电所和线路上 时常能听到的放电声和淡蓝色的光环 这就是电晕 5 耐化学试剂及耐溶剂性PET耐化学腐蚀性较差 不适宜在高温水蒸气及浓酸 碱环境中工作 因为PET具有酯基 强酸 强碱会引起分解 稀碱溶液在高温下也会引起分解 高温水蒸气也会引起分解 6 其他性能PET具有优良的耐候性 长期暴露在室外拉伸 弯曲等力学性能下降20 缺点 结晶速度慢 成型加工困难 模塑温度高 生产周期长 冲击性能差 在成型加工之前 树脂必须进行干燥处理 130 下干燥8小时 PET除大量用于涤纶纤维外 还大量用于汽车 机械设备的零部件 如阀门 仪表罩 车灯支架 齿轮等 还用于电子电气零部件 如继电器 开关 电容等 音像磁带膜 复合包装膜 中空包装容器 尤其是双向拉伸吹塑成型技术发展以后 PET瓶得到了迅速发展 PET瓶用于饮料 药品 化妆品等液体 油状 膏状物品的包装 应用 PET工程塑料的主要品种有以下几方面如添加35 玻璃纤维增强的强韧性PET 添加30 玻璃纤维增强的阻燃性PET 添加15 玻璃纤维增强的薄壁制品用PFT 添加46 玻璃纤维增强的优异尺寸稳定性的PET 还有耐冲击型的适于作汽车前板的PET 也有用于矿物填料增强的PET 也有用于橡胶等增韧的PET等 8 2 2改性PET 方法 化学改性 物理改性 化学改性 如共聚改性 物理改性 如填充 增强 共混 或加入特殊添加剂等手段 目的 改善PET的加工性 结品性和韧性差等缺点 共聚改性主要目的是提高PET的结晶速度 改善成型加工性能 可选择加入第三组分的办法 如用聚氧化乙烯和聚壬二酸乙二醇酯作为第三组分共聚 或羟基苯磺酸二钠盐作为第三组分 或加入一定比例的多元醇或含亚胺基的有机化合物等 或聚乙二醇二缩水甘油醚等 在改进结晶速度的同时 还改善了成型加工性能 措施 共聚改性 填充无机物 如云母 高岭土 滑石粉进行填充及增强 大量增强的是采用玻璃纤维 碳纤维 石墨纤维等 其中玻璃纤维的填充量一般为30 一55 有时采用复合填充 如在填充35 玻璃纤维同时 再填充云母粉 在增强的同时 还能降低制品的翘曲性 填充与增强改性 加入与PET有亲和性的其他高聚物 进行共混既可降低PET的玻璃化温度 又可提高PFT的结晶速度 同时还改善了共混物的冲击性能 PET PBT 是聚对苯二甲酸丁二醇酯 PET 丙烯酸类树脂 PET 尼龙66 共混改性 PET 聚烯烃 PET PC为聚碳酸酯 二者相容性较好 可按任意比例共混 当PC含量高时 可改善PC的耐溶剂性和耐环境应力开裂性 加入无机或有机物成核剂 可提高PET的结晶速度 减少制品在模具中的停留时间 缩短生产周期 成核剂有碳酸氢钠 硅酸钙 硬脂酸钙 碳酸钠 二氧化硅 苯甲酸钠 炭黑 滑石粉 安息香酸盐 乙酰乙酸钠等 加入增塑剂或结晶促进剂 可改善结晶性能 同时或改进表面光洁度 或改善脱模性能 或改善热稳定性 添加剂改性 多层复合改性为提高PET的阻气性能 国际上的大多数啤酒瓶是PET经过多层复合法制得的 如美国 法国 瑞士 表面涂层改性目标是针对氧敏感性食物包装市场 番茄酱 果酱 花生酱 纳米复合改性已成为制备先进包装材料的主要途径 如饮料包装 其他 实例l阻隔性聚酯瓶 PET瓶是继世界各国禁止残留有毒物质的塑料制品用于食品与药品包装后 开发的一种新型食品包装 PET瓶的开发 推动了注拉吹中空成型技术的发展 导致了吹塑行业的大革命 PET瓶以其质轻强度高 机械性能好 耐化学剂 无毒无味和透明美观等优势 在包装领域中迅猛拓展 最显着的成果 PET瓶的最大用途是用来灌装充气饮料 既要防止二氧化碳等泄耗 又要求瓶体具有高的爆破强度 为此PET瓶常采用双向拉伸吹塑法生产 其注拉吹一步法工艺流程如下 PET粒料 干燥 注射成型 预成型坯 调温 拉伸吹塑 取出瓶体 实例2双向拉伸聚酯薄膜双向拉伸聚酯薄膜 简写BOPET或OPET 主要用于磁带带基 由于薄膜取向程度不同 又可分为平衡与强化两个品种 强化膜主要用于微型 高速走带及寿命较长的磁带 OPET的工艺流程如下 配料 真空干燥 挤出片材 测厚 同时双向拉伸 测厚 收卷 分切复卷 产品 BOPET聚酯薄膜生产线设备主要是由原料输送装置 预结晶器 干燥器 挤出机 计量泵 过滤器 熔体管道 模头 铸片机 纵向拉伸机 横向拉伸机 牵引机 收卷机以及分切机等设备组成 原料通过原料输送设备 经过预结晶器结晶后进入干燥器 干燥完毕进入挤出机充分融化后 在挤出机挤出力的作用下 通过计量泵 由计量泵进行计量 然后经过熔管道到达模头 熔体从模头流出在铸片机上成型 经纵向拉伸机纵向拉伸 横向拉伸机横向拉伸 通过牵引机 由收卷机进行收卷 最后 根据用户需要 由分切机将其分切成用户需要的规格 8 3聚对苯二甲酸丁二醇酯 聚对苯二甲酸丁二醇酯 简写PDT 目前和增强PET一起成为继尼龙 聚碳酸酯 聚甲醛 改性聚苯醚之后的第五大工程塑料 PDT的工业合成工艺路线与PET生产相似 以对苯二甲酸二甲酯与丁二醇为原料进行酪交换法反应而制得 也有用对苯二甲酸与丁二醇为原料直接酯化反应制得 反应温度为150 170 在催化剂存在下 按缩聚反应进行 PET与PBT一样为线型热塑性树脂 两者的性能对比如表1 15示 PET与PBT的结构和性能 1 PBT的分子链与PET极为相似 也是由柔性的脂肪烃基和刚性苯基 极性酯基所组成 2 与PBT所不同的是 CH2CH2CH2CH2 与 CH2CH2 相比 长度较大 故PBT柔性因素的影响比PET大一些 这便带来两个结果 其一是PBT与