工程塑料物性介绍

工程塑料性能介绍主要高分子材料：1、聚乙烯(PE)2、聚丙烯(PP)3、聚氯乙烯(PVC)4、聚苯乙烯(PS)5、ABS6、聚酰胺7、尼龙,8、锦纶(PA)9、聚甲基丙烯酸甲酯,10、有机玻璃(PMMA)11、超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)12、聚甲醛(POM)13、聚丙烯腈,腈纶(PAN)14、聚碳酸酯(PC)15、聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚酯,涤纶(PET)16、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)17、聚醚醚酮(PEEK)18、聚醚砜(PES)19、聚苯硫醚(PPS)20、聚砜(PSU)21、主要化学合成纤维22、聚酯在包装领域的应用状况及发展趋势23、尼龙的优点与不足24、Kevlar1、聚乙烯(PE)Polyethylene玻璃化温度:-78oC.熔点:100oC.无定型态密度(25oC):0.855g/cm3.晶体密度(25oC):1.00g/cm3.聚乙烯是最结构简单的高分子聚合物，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯通过乙烯CH2=CH2加聚而成。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)，有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(1000-2000大气压)，高温(190–210°C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE),它是支化结构的。高密度聚乙烯质地硬，韧，有弹性。大多数的高密度聚乙烯用于生产容器，如奶瓶，去污剂瓶等。这种聚乙烯分子量在200,000到500,000。低密度聚乙烯相对软一些，主要用于制造塑料薄膜。将乙烯与带有烷基的支化烯烃，如4-甲基-戊烯(4-methyl-1-pentene)共聚可以得到线性低密度聚乙烯(LLDPE)。分子量达到3,000,000-6,000,000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。2、聚丙烯(PP)Polypropylene聚丙烯是用途最为广泛的通用塑料，它即可以作为塑料使用也可以纺丝制成纤维(丙纶)。聚丙烯比聚乙烯稍微要脆一些，熔融温度为160°C。聚丙烯广泛地用于汽车内饰件，如仪表盘，用于食品包装，如酸乳容器。丙纶是低吸水性，高耐腐蚀性的纤维，可以用于服装和家具，特别适合织造地毯。聚丙烯由丙烯，CH2=CHCH3，在茂金属催化剂作用下加聚而成的。它的分子结构与聚乙烯相似，但是碳链上相间的碳原子带有一个甲基(–CH3)。聚丙烯根据结构不同分为全同聚丙烯(isotactic)和无规聚丙烯(atactic)一般常用的聚丙烯都是全同聚丙烯。通过特殊的催化方法还可以制成分别带有全同和无规链段的聚丙烯：这种聚丙烯的性质和橡胶类似。3、聚氯乙烯(PVC)Poly(vinylidenechloride)玻璃化温度:85oC.熔点:240oC.无定型态密度(25oC):1.385g/cm3.晶体密度(25oC):1.52g/cm3.更多物性聚氯乙烯是用途最广泛的通用塑料之一。PVC具有很好的隔水性，所以被广泛用于制造水管，浴帘；此外PVC具有阻燃性能，因为在燃烧时，PVC会释放出抑制燃烧的氯原子。聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。PVC的发明过程很有意思。这要从100多年前的德国说起，当时电的价格很贵。照明用灯是一般是用乙炔气为燃料的。一些德国企业认为乙炔气是一个很大的市场，就投资制造了大量的乙炔气。可就在大量的乙炔被生产出来时，新型发电机被发明了。随之而来的是电价的大幅度下降，从此再没有人用乙炔气灯了。这样一来，大量的乙炔气就没用了。为了利用这些乙炔气，在1912年的时候，有一个叫FritzKlatte的德国化学家，将乙炔与盐酸反应得到了氯乙烯。他把得到的氯乙烯放在实验室的架子上，过了一段时间，发现氯乙烯聚合了。聚氯乙烯就这样被发明了。遗憾的是，当时他并不知道聚氯乙烯有什么用处，虽然他所在的公司(GreisheimElectron)将聚氯乙烯这种材料在德国申请了专利，但直到1925年专利过期，他们也没有想出聚氯乙烯有什么用途。然而就在一年后，即1926年，美国化学家，WaldoSemon，又一次独立地发明了聚氯乙烯，而且发现这种材料具有优良隔水性能，非常适合做浴帘。于是，Semon和他所在的B.F.Goodrich公司将聚氯乙烯在美国申请了专利，就这样PVC开始被大量生产应用。4、聚苯乙烯(PS)Polystyrene聚苯乙烯是一种用途广泛的脆性塑料。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。聚苯乙烯属于聚烯烃，是由苯乙烯通过自由基聚合而成的。通过茂金属催化聚合可以得到一种新型聚苯乙烯，即间同聚苯乙烯(syndiotactic)。间同聚苯乙烯上的苯环交替地连接的主链的两侧，而普通聚苯乙烯的苯环在无规地连接在主链两侧。间同聚苯乙烯(syndiotactic)是结晶高分子，熔点达到270℃。在苯乙烯聚合体系中中加入聚丁二烯，使苯乙烯在聚丁二烯主链上接枝聚合。聚苯乙烯和聚丁二烯是不相容的，因此苯乙烯和丁二烯链段分别聚集，产生相分离。这些聚丁二烯相区可以吸收冲击能，从而提高了聚苯乙烯的冲击强度，这就是高抗冲聚苯乙烯(high-impactpolystyrene,HIPS)。GE公司的NorylTM就是将HIPS与聚苯醚(PPO)进行共混制成的。Furtherreading:PolystyreneFacts5、丙烯腈－丁二烯－苯乙烯三元共聚物(ABS)Acrylonitrile-Butadiene-StyreneTerpolymer主要特点：较好的抗冲强度和一定的耐磨性。耐寒性能良好，石油温度范围－40～100℃。良好的耐油性、耐水性和化学稳定性。电性能良好，其绝缘性很少受温度、湿度的影响。具有良好的模塑性，能着色、能电镀、能粘结。无毒，无臭，不透水但略透水蒸气。不足之处是耐气候性差，耐紫外线、耐热性不高。主要用途：ABS用途广泛，主要用于汽车、飞机零件、机电外壳、空调机、电冰箱内衬打字机、照相机壳，电视机壳安全帽，天线放大器、车灯以及板、管、棒等。制造方法：共聚:将丁二烯/丙烯腈乳液加入到苯乙烯/丙烯腈乳液中，然后沉淀聚合。接枝共聚:将苯乙烯和丙烯腈加入到聚丁二烯乳液中。然后搅拌加热，加入水溶性引发剂进行聚合。这样得到的接枝共聚ABS相对与共聚得到的ABS冲击强度大，但刚性和硬度低。ABS的强度很高，密度小，用它来制造汽车部件，如保险杠，可以降低油耗，减少污染。ABS的强度高是因为丙烯腈上的腈基有很强的极性，会相互聚集从而将ABS分子链紧密结合在一起。同时，具有橡胶性能的聚丁二烯使ABS具有良好的韧性。7、尼龙(Nylon)Polyamide尼龙是最常见的人造纤维。1940年用尼龙织造的长统丝袜问世时大受欢迎，尼龙从此一举成名。此后在二战期间，尼龙被大量用于织造降落伞和绳索。不过尼龙最初的用途是制造牙刷的刷毛。尼龙属于聚氨酯，在它的主链上有氨基。氨基具有极性，会因氢键的作用而相互吸引。所以尼龙容易结晶，可以制成强度很高的纤维。尼龙分尼龙6,6、尼龙6、尼龙1010等。其实尼龙6和尼龙6,6，区别不大。之所以两种都生产，只是因为杜邦公司发明尼龙6,6后申请了专利所以其它的公司为了生成尼龙，才发明出尼龙6来。10、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)Poly(methylmethacrylate)甲基丙烯酸甲酯(PMMA),是一种透明塑料,就是所谓的有机玻璃.PMMA不象玻璃那么易碎,且透光性能比玻璃好,玻璃厚度增加后透明度就变差了,而PMMA可以厚达33cm仍保持透明.这一性能非常有用,比如水族馆的橱窗需要耐数吨的压力,如果用玻璃的话,必须用很厚的玻璃,这样透明性就差了,而用厚的PMMA,就可以解决这个问题.世界上最大的橱窗,加洲的蒙特雷湾水族馆的橱窗就是用的一块6.6米长,5.5米高,33厘米厚的PMMA。PMMA还用于丙烯酸类的颜料中.润滑油或液压油在低温下会变的粘稠,影响机器的工作.而少量添加PMMA就可以避免这个问题,甚至可以耐到100oC的低温.PMMA是由甲基丙烯酸甲酯通过自由基聚合而成的.聚碳酸酯(PC)和PMMA一样也是透明的,可以做防爆玻璃,不过价格比PMMA贵.11、超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一种新型热塑性工程塑料，它的分子结构和普通聚乙烯完全相同，普通聚乙烯的分子量一般在4万～12万，而超高分子量聚乙烯可达到100～400万。随着分子量的大幅度升高，树脂的某些性能会发生突变，比如耐磨性佳；抗冲击性强，而且在低温时抗冲击强度仍保持较高数值;自润滑性好等。UHMW一PE可以而且在取代碳钢、不锈钢、青铜等，用于纺织、造纸、食品机械、运输、陶瓷、煤炭等领域。目前，世界上超高分子量聚乙烯年生产能力为8万吨。我国UHMW－PE年生产能力为一万吨。成型加工技术与工艺由于UHMW－PE流动性差，熔融状态下粘度高，很难用一般的方法加工。压制烧结成型是UHMW－PE最早的加工方法，它是将UHMW－PE粉末置于模具中，加压制成有一定强度和密度的坯件，然后在规定的温度下烧结成型。挤出成型是采用柱塞挤出机对UHMW一PE加工成型，可看作是连续的压制烧结。活塞的往复运动提供了巨大的挤出压力，但筒内UHMW一PE塑化效果差，生产效率低，不易加工成较大制品。日本三并石油化工公司1974年开发出注射成型工艺，并于1976年实现工业化。注射成型时物料在高压下呈喷射流动状，利于充模，使制品保持尺寸稳定。国外发展状况生产情况世界上UHMW--PE生产及应用至今已有30多年的历史。近10年随着加工技术的不断发展，其产量和消费量不断增长：1989年消耗量为5万吨，1995年市场销售量达到6万吨。蒙特尔是世界UHMW－PE主要生产商，它在北美有一家年生产能力为1.6万吨的工厂，1997年其年产能力从1.6万吨增至2.7万吨。目前，蒙特尔在北美拥有47%的市场份额，在其它地区的销售量不是很多。该公司目前研究与开发重点集中在现有产品改性方面。荷兰DMS公司和日本三井公司的UHMW--PE生产规模都比较小。除生产常规牌号外，还提供特殊牌号（如注射成型牌号，纤维牌号和超细UHMW－PE）。需求情况1997年，国际市场UHMW－PE需求量约为6万吨，其中，北美占56%，西欧占34%。与北美及西欧良好的开发市场相比，UHMW－PE在亚洲的消费量很小，仅占10%。在亚洲各国中，日本年消费量最大，约为2000吨。国内开发情况国内于70年代末开始研制超高分量聚乙烯。当时的研究单位有上海高桥化工厂、安徽化工研究院、广州塑料厂等，但皆因技术不过关，树脂分子量只能达到150万左右。北京助剂二厂在年产8OOO吨低压聚乙烯装置上生产超高分子量树脂，产量从1000吨逐年增加，目前该厂年生产能力已达一万吨。该广把研究与开发重点放在改进产品质量方面。目前其产品的内在质量（如分子量、堆密度、抗张强度、断裂伸长率等）可达到日本三井240M、340M和德国赫司特公司GUR432牌号水平。1996年我国UHMW--PE总需求量约为2000吨左右，基本由北京助剂二厂供应，产品主要应用在纺织、机械设备、造纸、食品、运输等方面。其中，板材占60%，型材占25%，过滤器材占15%。按用途分，村里占60%，造纸行业占15%,过滤器占15%，其它占10%。近年来UHMW--PE的加工技术有了重大突破，由最初的烧结压制成型发展到专用设备挤出成型，由最初的烧结压制成型，应用领域也不断扩大。如UHMW－PE已在纺织、造纸、包装、运输、机械、化工、采矿、石油、农业、建筑、电气、食品、医疗、体育等领域得到了广泛应用。纺织机械纺织机械是UHMW－PE较早应用的领域。目前，国外在每台纺织机械上应用的UHMW－PE零件平均有30件左右，如投梭器、打梭棒、齿轮、连结器、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套