青岛科技大学塑料原料与助剂ABS聚酰胺实用教案

1、7:261 参考书参考书 参考书： 1.塑料原料与助剂 科技出版社 段予忠 2.塑料工业 石油化学出版社 上海合成树脂研究所 3.合成树脂及塑料手册 化工部科技情报所 4.橡胶(xingjio)塑料加工助剂 化工出版社 15.塑料加工技术应用手册 机械出版社 李祖德第1页/共58页第一页，共58页。7:262第五章 ABS（Acrylonitrile Butadiene Styrene） 1简介 ABS 1947年由美国橡胶公司(n s)研制，是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的共聚物，是一种性能优异的工程塑料，性能及价格处于通用塑料与工程塑料之间，所以也有把ABS划为通用塑料的，我国2

2、003年产量为77万t。 第2页/共58页第二页，共58页。7:263 由于ABS是由三种单体共聚合的，故它能表现出三种组份的协同性能， A使聚合物耐化学腐蚀，具有一定的表面硬度及提高制品表面亮度； B使聚合物呈橡胶(xingjio)状韧性； S相使聚合物具有刚性和流动性。 所以，ABS具有耐热、表面硬度高、尺寸稳定，耐化学性能及电性能良好，易于成型和机械加工等特点。第3页/共58页第三页，共58页。7:264合成路线： 乳液聚合、本体聚合、连续本体聚合 乳液聚合通过对橡胶粒度、分布等进行控制，制得各种品级的ABS。 也可先制得ABS接枝体，再和悬浮聚合或本体聚合制得的苯乙烯-丙烯腈共聚物进行

3、掺混，从而制得各种ABS。 本体聚合是新发展起来的ABS合成工艺，其特点是橡胶颗粒(kl)在树脂中的分散较好，不需要乳化剂，后处理工序简单。目前又发展为连续本体聚合工艺合成ABS，该方法可减少能源消耗，对三废处理有利。2 ABS合成(hchng)路线第4页/共58页第四页，共58页。7:265ABSABS的发展趋势 目前的ABS已不是三成分的简单共聚体，而是AS树脂连续相内有BR SBR NBR等橡胶状聚合物微分散的两相不均匀结构聚合物，写作AXS比较合适，可以把ABS看作(kn zu)抗冲AS树脂，或合成橡胶增韧AS树脂，橡胶含量一般在20-30%左右。 例如：AAS丙烯酸橡胶与AS的共聚物

4、，其耐候性非常好，在户外阳光照射1000小时，其冲击强度、断裂伸长率下降很小。 ACS 是CPE与AS的共聚物，其阻燃和耐候性能有很大提高 EPSAN 乙丙橡胶与AS的共聚物，耐候和冲击强度提高很大第5页/共58页第五页，共58页。7:266 3 ABS种类(zhngli)3.1透明级：透明型ABS树脂，日本合成橡胶公司于1962年首先开发成功，20 世纪80年代获得了较大的发展。目前，国外主要商品有：日本JSR-53、Toyorak900，BASF 的KU5004R、美国腈化物公司MA等，透光率达85%以上。主要用作透明箱、顶盖、壳体、容器、塑料零件、配电盘、汽车附件、装饰品等。3.2电镀型

5、ABS树脂：ABS 树脂易于电镀，是很好的非金属电镀材料。镀层与基层的粘结力比其他塑料要强，经过(jnggu)电镀工艺表面金属化处理赋予良好的金属外观，常作为金属替代用品，广泛用于诸如汽车、无线电、商用机械、工艺美术、铭牌、装饰件等方面。第6页/共58页第六页，共58页。7:267 电镀(dind)级ABS电镀级ABS ABS 树脂的基本特点是： 橡胶含量较高，性能上属高冲击甚至超高冲击级；橡胶相的粒径较大，且分布越窄越易电镀操作；表面容易均匀点蚀；镀层与基材粘结力强；热膨胀系数小，利于镀层的附着；流动性一般高于对应的高冲级或超高冲级ABS ABS 树脂；适当提高ABS ABS 树脂的丙烯腈含

6、量或者掺入一些高丙烯腈含量的ABSABS树脂可以改进镀层的特性。 电镀型ABS ABS 的生产方法与通用ABS ABS 相同。 我国兰州石化公司的301M301M，比较适合电镀。美国通用公司的EP3510 EPBM3570EP3510 EPBM3570由于它们尺寸稳定性高，耐热及耐寒稳定性优异(yuy)(yuy)，是优秀的电镀用材料。第7页/共58页第七页，共58页。7:2684.ABS的性能(xngnng)4.1识别 ABS不透明，易燃，火焰(huyn)呈黄色黑烟，发出特殊气味，无熔融滴落。 4.2 物理性能 A 密度为1.05g/cm3左右 B 制品收缩率为0.4-0.8% C 吸水率低,

7、约为1%左右。（注塑加工使用时，应进行烘干，大多采用80，4小时）第8页/共58页第八页，共58页。7:269 4.3着色性: ABS 无臭无味无毒,能自由着色,可以(ky)与有机的和无机的颜料掺和,制得任何色泽的塑料制品. 4.4热性能: 热变形温度为65-125, ABS制品的使用温度范围从-40-100(与承载负荷的大小有关) 第9页/共58页第九页，共58页。7:26104.5 电性能： ABS的电绝缘性很少受温度、湿度的影响，而且在很大的频率变化范围内保持恒定。其体积电阻率为1016cm左右(zuyu)。4.6 可电镀性 钟表外壳，某些高档汽车内饰件，装饰品，学习用品 第10页/共5

8、8页第十页，共58页。7:2611 4.7机械性能： 冲击(chngj)强度，拉伸强度、弯曲强度都较好。 4.8化学性能： 溶于大多数芳香族，如苯、甲苯、乙苯及苯乙烯单体。 第11页/共58页第十一页，共58页。7:2612 ABS应用领域(ln y)非常广泛，注塑级ABS在家用电器、通讯、汽车等领域(ln y)有广泛应用，各种机壳、零部件、灯具、杂品 挤出级ABS应用于各种板材、管材、圆棒等5.ABS的用途(yngt)第12页/共58页第十二页，共58页。7:26136.1阻燃方面 如与PVC共混，提高耐燃性。 .6.2耐侯方面 将B相换成EPDM，其耐候性将大大提高。6.3耐热方面 添加耐

9、热剂6.4提高光泽和消光 有些制品要求外观光亮应提高光泽，而有些制品像微机等为避免刺激操作人员的眼睛，应对其进行消光处理。6.5高刚性方面 加入(jir)玻璃纤维增加刚性6.ABS改性第13页/共58页第十三页，共58页。7:2614第六章 聚酰胺PA (Polyamide)PA (Polyamide) 1.简介 聚酰胺俗称尼龙。在尼龙出现之前人们用真丝作衣服(y fu)，而丝的主要成份是蛋白质，蛋白质的主要成份是氨基酸的羧酸和其它氨基酸的氨基逐个缩聚而成有酰胺键的高分子。1939年由美国杜邦公司生产出替代真丝的合成纤维,其商品名为“Nylon”，由于酰胺健的存在，所以称之为聚酰胺。指主链上有

10、酰胺基团CONH重复结构单元的线型聚合物。由二元酸与二元胺或由内酰胺经缩聚而得。 在纤维行业我们称之为锦纶。第14页/共58页第十四页，共58页。7:2615 聚酰胺命名原则是根据(gnj)合成单体的碳原子数来命名，如PA6是由6个碳原子的己内酰胺自聚而成，PA610是由6个碳原子的己二胺和10个碳原子的癸二酸缩聚而成。 主要尼龙品种有PA4、PA46、PA5、PA6、PA7、PA8、PA9、PA11、PA12、PA66、PA610、PA1010、浇注尼龙(MC)。 第15页/共58页第十五页，共58页。7:2616合成路线： 糠醛路线、苯酚路线和蓖麻油路线等三种方式：内酰胺开环聚合、 二元酸

11、与二元胺缩聚(suj)、 浇注（MC）-己内酰胺单体在碱金属催化剂作用下急速聚合而得。过程：在惰性气体保护下向熔融单体中快速加入催化剂和稳定剂后立即注入模腔，在模腔内聚合。2聚酰胺合成(hchng)第16页/共58页第十六页，共58页。7:26173.1 识别多为半透明白色颗粒状，无毒、无臭、不霉烂，多数PA燃烧时慢慢熄灭，火焰缓慢，火焰上端黄色(hungs)、下端蓝色，带有噼啪声，熔融滴落拉丝，起泡，有芳香味，类似特殊羊毛味。 3.聚酰胺的性能(xngnng)特点第17页/共58页第十七页，共58页。7:2618 3.2 物理性能： a 密度在1.02-1.17 b 成型收缩率较大为1.0-

12、2.5% c 因为尼龙有酰胺基团，呈极性能形成氢键，熔点高；易吸水，吸水率为12.5左右。结晶度高（40-60%）。 主要特点(tdin)是耐磨性好，有自润滑性，抗蠕变性能不好，不能制造精密零件；第18页/共58页第十八页，共58页。7:26193.3 热性能 热变形温度在66104（1.82MPa）熔点215260，长期使用温度可达803.4电性能 体积电阻率在10121015cm，由于其吸水率大，所以不太适宜(shy)用作高压电气绝缘材料。 3.5化学性能 耐化学性能优良，对酸、碱、盐稳定，只有强极性溶剂如苯酚、甲酚可将其溶解。 3.6机械性能 拉伸强度大，为5080Mpa，弯曲强度为80

13、120Mpa，冲击强度（简支粱缺口）为420kJ/m2。 第19页/共58页第十九页，共58页。7:26203.7 加工特性： 因为易吸水，所以加工时应进行干燥处理，一般情况100左右烘干48小时，使其含水量不超过0.3，特殊制品应在真空干燥箱中进行。还由于尼龙的熔融粘度较小，容易产生“流涎(li xin)现象“，所以在注塑时应采用自锁式喷嘴。第20页/共58页第二十页，共58页。7:2621性能性能PA6PA66PA1010PA11密度（密度（g/cm3）1.12-1.141.14-1.151.04-1.091.04-1.05拉伸强度（拉伸强度（Mpa）50-7877-8450-5450-6

14、0断裂伸长率（断裂伸长率（%）200-30060-30050-200300简支梁缺口冲击强度简支梁缺口冲击强度(KJ/m2)2-62-554弯曲强度弯曲强度(MPa)120-12556-9778-8250体积电阻率体积电阻率(cm)1012 101410151013硬度硬度(洛氏洛氏R)119120/108热变形温度热变形温度()1.82MPa68104 80 543.PA的性能(xngnng)比较第21页/共58页第二十一页，共58页。7:26224 PA的应用领域应用领域：90%用于纤维（锦纶）、缆绳、刷子、衣服、鱼网、帘子线、丝袜等10%用于工程塑料 主要(zhyo)用在机械仪器仪表、汽

15、车、纺织等方面作轴承、齿轮、涡轮、泵及阀门零件、垫圈、风叶风扇等。第22页/共58页第二十二页，共58页。7:2623第七章 聚酯树脂(j zh sh zh) 1简介 聚酯树脂的主链上含有酯基 (-C-O-)基团(j tun)，分两大类： 一类是不饱和聚酯（UP），是一种热固性材料，其主要原料有二元酸、二元醇、乙烯基单体。 另一类是饱和聚酯，饱和聚酯常见的有两种PET 和PBT。第23页/共58页第二十三页，共58页。7:2624 合成路线 1.1不饱和聚酯的合成路线 先由二元酸与二元醇发生酯化反应制成线性聚酯，然后再与苯乙烯单体进行交联固化得到体型(txng)结构的不饱和聚酯。第24页/共5

16、8页第二十四页，共58页。7:26251.21.2饱和聚酯合成路线(lxin)(lxin) 对苯二甲酸 180 180190 190 直接酯化法 或对苯二甲酸二甲酯 催化剂 或酯交换法 过量的乙二醇 中间产物（260260280280）加压缩聚 聚对苯二甲酸乙二醇酯 （PETPET）第七章 聚酯树脂(j zh sh zh)第25页/共58页第二十五页，共58页。7:26262 PET 2 PET 2.1 PET 树脂简介 PET 俗称涤纶，纺织行业有大量应用，其熔融温度为260 ，玻璃化温度为80 ， 2.2 识别(shbi)： 易燃，黄色火焰，边缘蓝色，黑烟，特殊气味，微微膨胀，有时破裂。第

17、26页/共58页第二十六页，共58页。7:2627 2.3 物理性能： 乳白色或浅黄色高结晶聚合物，耐蠕变、抗疲劳、尺寸稳定性好。密度在1.31.4，由于(yuy)有极性基团，其吸水性较强，成型前应在130左右干燥8小时左右。成型收缩率在1.52.0第27页/共58页第二十七页，共58页。7:2628 2.4 热性能： 耐热性好，长期使用温度在120左右，熔点260 ，玻璃化温度80 2.5 电性能： 电绝缘性优良，耐电晕性差 2.6 化学(huxu)性能： 耐化学(huxu)腐蚀性相对其它塑料树脂稍差，不宜在浓酸、浓碱环境中工作。第28页/共58页第二十八页，共58页。7:2629 应用领域

18、 纤维（纺织业） 电影、胶卷(jiojun)、磁盘、X光、 录音、录象带等的片基。包装业，饮料瓶、食品盒、双向拉伸膜等。电子电器零部件。第29页/共58页第二十九页，共58页。7:2630 2.8 改性 共聚：提高PET 的结晶速度、改善加工性能。 填充(tinchng)：增强、提高耐热和降低成本。 共混：PET/PBT PET/HDPE PET/PA PET/PC PET/PC/PMMA 等。 成核：在改善结晶性能的同时，改善光洁度、热稳定性及脱模性。第30页/共58页第三十页，共58页。7:26313 PBT3.1 PBT树脂简介 PBT也是一种线性热塑性树脂，聚对苯二甲酸丁二醇酯又名聚对

19、苯二甲酸四次甲基酯，密度在1.311.55 ，易吸水，加工前要干燥处理(chl)，其它性能和PET 类似，总体上优于PET。成型收缩率在1.52.2。第31页/共58页第三十一页，共58页。7:2632 3.2 合成路线 与PET 类似 以对苯二甲酸甲酯与丁二醇作为(zuwi)原料进行酯交换法反应制得，也有用对苯二甲酸与丁二醇直接酯化反应制得。反应温度为150170 。纯树脂制品较少，大部分采用玻璃纤维增强改性，用硼纤维增强的PBT可应用于飞机或航天飞机上某些部件。应用领域主要电子电器的接插件、齿轮、轴承、点火器零件等。第32页/共58页第三十二页，共58页。7:26333.3 改性 增强填充

20、(tinchng) 共混 PBT/PET PBT/PC PBT/EVA 改善热稳定性 改善耐磨性 第33页/共58页第三十三页，共58页。7:2634 PEN（聚萘基酸乙烯酯） 常见品种为聚萘二甲酸乙二醇酯，由2,6-萘二甲酸与乙二醇缩聚而成，结构与PET相似，耐温高于PET，主要应用在高温饮料瓶方面，啤酒、茶饮料。可在100灌装，另外其气体阻隔性好，还可阻隔365纳米以下(yxi)的紫外线，耐化学溶剂性好。4 PEN类第34页/共58页第三十四页，共58页。7:26351 简介 PC是一种通用的工程塑料之一，分子主链上含有聚芳香族酯键的热塑性塑料，1956年由德国拜尔公司以双酚A为原料合成出

21、来并投入商业生产,其分子主链上含有-O-R-O-C-)链节，酯基种类多种，可以(ky)是脂肪族、脂环族和芳香族。 目前作为工程塑料使用的大多是芳香族PC。 第八章 聚碳酸酯(j tn sun zh)（PC）Polycarbonate第35页/共58页第三十五页，共58页。7:2636 2 合成路线：2.1 光气法（溶液(rngy)法） 光气法：双酚A钠盐水溶液(rngy)与光气通过缩聚制得。第36页/共58页第三十六页，共58页。7:2637PC光气法合成(hchng)路线第37页/共58页第三十七页，共58页。7:2638 2.2 酯交换法（熔融缩聚） 碳酸二甲酯由碳酸二乙酯与甲醇(ji c

22、hn)的酯交换反应制得，再由碳酸二甲酯生产碳酸二苯酯，碳酸二苯酯再与双酚A 反应生成预聚物，预聚物再经聚合生成聚碳酸酯产品。PC酯交换法合成(hchng)路线 酯交换法：双酚A和碳酸二苯酯200时在催化剂作用下熔融(rngrng)进行 酯交换制得PC。第38页/共58页第三十八页，共58页。7:2639 PC 是一种线型的碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳香族、可以是脂肪族，也可以两者皆有。双酚A 型PC 是一种无定型的工程塑料，具有良好的韧性、透明性和耐热性。碳酸酯基团赋予韧性和耐用性，双酚A基团赋予高的耐热性。 PC 的主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，不能用于

23、重复经受高压蒸汽的制品,对缺口敏感(mngn)、耐有机化学品性和耐刮痕性较差，长期受紫外线照射会发黄。和其他无定型树脂一样，PC 易受某些有机溶剂的侵蚀。3 PC性能(xngnng)介绍第39页/共58页第三十九页，共58页。7:2640PC性能(xngnng)3.1 3.1 识别： 透明无色颗粒、燃烧速度慢，并慢慢熄灭，火焰亮黄色，黑烟碳束，有花果臭味，熔融起泡。3.2 3.2 刚硬又有韧性 被誉为“透明金属”；苯环具有刚性，碳酸酯链有韧性；3.3 3.3 物理性能： 无定型材料，无毒、无味、无臭；PCPC的透光率高达9090，仅次于PMMAPMMA；密度 1.18 1.181.201.20

24、，收缩率0.50.50.80.8；透光率90%90%、折光系数(xsh)1.589(xsh)1.589；吸水率0.15-0.35%0.15-0.35%；加工前应在真空烘箱中120 120 干燥4 41212小时。 第40页/共58页第四十页，共58页。7:26413.4 有均衡的机械性能和热性能机电性能；综合性能优异；蠕变小，尺寸(ch cun)稳定性好，可在-60-120长期使用。 3.5 热性能优 热变型温度130-140 ； 最高使用温度可达135 PC广泛应用于精密仪器的透明面板、通讯领域（手机、BP）、汽车、笔记本电脑、VCD、DVD光盘(un pn)、大桶水的水桶、塑料水杯、薄膜等

25、。4 PC应用领域第41页/共58页第四十一页，共58页。7:2642性能性能PETPBTPC密度（密度（g/cm3）1.351.411.20拉伸强度（拉伸强度（MPa）758066简支梁缺口冲击强度简支梁缺口冲击强度(kJ/m2)4466弯曲强度弯曲强度(MPa)9011095热变形温度热变形温度()0.45MPa8585130PET、PBT、PC性能(xngnng)比较第42页/共58页第四十二页，共58页。7:2643 PC/ABS PC/PMMA PC/PET PC/PBT 玻璃纤维增强阻燃改性。 加入纳米蒙脱土改性，用量少，赋予材料一些(yxi)新的性能，是材料具有高强度、高韧性及高阻隔性，力学