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非金属材料PP,PVC,PE相关知识
作者: 发布:2017-12-25 21:59:33 浏览次数: 2017-12-25 21:59:33

一、PVC (聚氯乙烯)
1.化学和物理特性
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø PVC对氧化剂、卫生泵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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø PVC的收缩率相当低,一般为0.2~0.6%。
2.注塑模工艺条件
v 干燥处理:通常不需要干燥处理。
v 熔化温度:185~205C
v 模具温度:20~50C
v 注射压力:可大到1500bar
v 保压压力:可大到1000bar
v 注射速度:为避免材料降解,一般要用相当地的注射速度。
v 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。
3.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


二、PP 聚丙烯
1.化学和物理特性
Ø PP是一种半结晶性材料。计量泵它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。 由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆,因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度(100C)、低透明度、低光泽度、低刚性,但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。 PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。
Ø PP不存在环境应力开裂问题。通常,采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料,共聚物型的强度比均聚物型的要高。 由于结晶,PP的收缩率相当高,一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而,它对芳香烃(如苯)溶剂、氯化烃(四氯化碳)溶剂等没有抵抗力。
2.注塑模工艺条件
v 干燥处理:如果储存适当则不需要干燥处理。
v 熔化温度:220~275C,注意不要超过275C。 模具温度:40~80C,建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。 注射压力:可大到1800bar。
v 注射速度:通常,使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷,那么应使用较高温度下的低速注塑。 流道和浇口:对于冷流道,典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm,但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口,试压泵最小的浇口深度应为壁厚的一半;最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。
3.典型用途
1) 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)。
2) 聚乙烯是最结构简单的高分子,也是应用最广泛的高分子材料。
3) 它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。
4) 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(100-300MPa),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。
5) 聚合压力大小:高压、中压、低压;
6) 聚合实施方法: 淤浆法、溶液法 、气相法 ;
7) 产品密度大小:自吸泵高密度、中密度、低密度、线性低密度;
8) 产品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。


三、PE 聚乙烯
聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差。
聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度。
聚乙烯的种类
(1) LDPE:低密度聚乙烯、高压聚乙烯
(2) LLDPE:线形低密度聚乙烯
(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
(5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯
(6) 改性聚乙烯:CPE、交联聚乙烯(PEX)
(7) 乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)
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。
1.2聚乙烯物理性能
聚乙烯为白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无毒,具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低,对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下,透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC,低密度聚乙烯熔点较低(112oC)且范围宽。
常温下不溶于任何已知溶剂中,70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三率乙烯
等溶剂中
1.3聚乙烯化学性能
聚乙烯有优异的化学稳定性,室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质,硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解,在紫外线作用下容易发生降解,碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。
1.4各类聚乙烯产品用途
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。
聚乙烯塑料的相对分子质量在10 000以上,根据密度的不同分为高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。低密度聚乙烯较软,多用高压聚合;高密度聚乙烯较硬,多用低压聚合。大量使用的常为低密度(高压)聚乙烯。聚乙烯是当今世界用量最多的一种塑料。
聚乙烯为蜡状,有蜡一样的光滑感,不染色时,低密度聚乙烯透明,而高密度聚乙烯不透明,最大用途是在农业大棚、食品袋等方面。它不怕水,也不怕油,抗化学腐蚀性强,且美观实用。
聚乙烯(PE)是日常生活中最常用的高分子材料之一,大量用于制造塑料袋,塑料薄膜,牛奶桶的产品。
其基本结构为
- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 -
化学性质
聚乙烯抗多种有机溶剂,抗多种酸碱腐蚀,但是不抗氧化性酸,例如硝酸。在氧化性环境中聚乙烯会被氧化。
物理性质
聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的,但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体,会发生强烈的光散射而不透明。聚乙烯结晶的程度受到其枝链的个数的影响,枝链越多,越难以结晶。聚乙烯的晶体融化温度也受到枝链个数的影响,分布于从90摄氏度到130摄氏度的范围,枝链越多融化温度越低。聚乙烯单晶通常可以通过把高密度聚乙烯在130摄氏度以上的环境中溶于二甲苯中制备。
分类
聚乙烯有高密度聚乙烯(HDPE, High Density Polyethylene),中密度聚乙烯(MDPE, Medium Density Polyethylene),低密度聚乙烯(LDPE, Low Density Polyethylene),线性低密度聚乙烯(LLDPE, Linear Low Density Polyethylene)等多种产品
历史
1898年,聚乙烯最早由德国化学家Hans von Pechmann在一次试验事故中合成的。
1933年,ICI Chemicals公司的Eric Fawcett和Reginald Gibson在另外一次试验事故中使用乙烯在高压状态下合成了聚乙烯。
1935年,ICI Chemicals公司的Michael Perrin发明了可控高压聚乙烯合成方法。
1939年,隔膜泵低密度聚乙烯开始使用高压法工业化生产。
1951年,Philips Petroleum公司的化学家Robert Banks 和 John Hogan发明了使用三氧化铬作为催化剂的合成方法。 
1953年,德国化学家 Karl Ziegler发明了使用卤化钛作为催化剂的合成方法, 这种催化剂称为齐格勒-纳塔催化剂。
1976年,德国化学家Walter Kaminsky和Hansjörg Sinn发明了金属茂合物催化剂。
生产与应用
聚乙烯产品通常掺加大量各种添加剂以抗氧化等环境因素破坏。聚乙烯还可以和一些人造橡胶产品混合在一起增加抗冲击能力

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