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PP,PVC,PE相關(guān)知識(shí)
2011-05-24
一、PVC (聚氯乙烯)
1.化學(xué)和物理特性
Ø 剛性PVC是使用廣泛的塑料材料之一。PVC材料是一種非結(jié)晶性材料。
Ø PVC材料在實(shí)際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。
Ø PVC材料具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。
Ø PVC對(duì)氧化劑、衛(wèi)生泵還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場(chǎng)合。
Ø PVC在加工時(shí)熔化溫度是一個(gè)非常重要的工藝參數(shù),如果此參數(shù)不當(dāng)將導(dǎo)致材料分解的問(wèn)題。
Ø PVC的流動(dòng)特性相當(dāng)差,其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC材料更難于加工(這種材料通常要加入潤(rùn)滑劑改善流動(dòng)特性),因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。
Ø PVC的收縮率相當(dāng)?shù)?,一般?.2~0.6%。
2.注塑模工藝條件
v 干燥處理:通常不需要干燥處理。
v 熔化溫度:185~205C
v 模具溫度:20~50C
v 注射壓力:可大到1500bar
v 保壓壓力:可大到1000bar
v 注射速度:為避免材料降解,一般要用相當(dāng)?shù)氐淖⑸渌俣取?br />
v 流道和澆口:所有常規(guī)的澆口都可以使用。如果加工較小的部件,使用針尖型澆口或潛入式澆口;對(duì)于較厚的部件,使用扇形澆口。針尖型澆口或潛入式澆口的直徑應(yīng)為1mm;扇形澆口的厚度不能小于1mm。
3.典型用途
供水管道,家用管道,房屋墻板,商用機(jī)器殼體,電子產(chǎn)品包裝,醫(yī)療器械,食品包裝等
二、PP 聚丙烯
1.化學(xué)和物理特性
Ø PP是一種半結(jié)晶性材料。計(jì)量泵它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。 由于均聚物型的PP溫度高于0C以上時(shí)非常脆,因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無(wú)規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度(100C)、低透明度、低光澤度、低剛性,但是有有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。 PP的維卡軟化溫度為150C。由于結(jié)晶度較高,這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。
Ø PP不存在環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂問(wèn)題。通常,采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對(duì)PP進(jìn)行改性。PP的流動(dòng)率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同MFR的材料,共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。 由于結(jié)晶,PP的收縮率相當(dāng)高,一般為1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而,它對(duì)芳香烴(如苯)溶劑、氯化烴(四氯化碳)溶劑等沒(méi)有抵抗力。
2.注塑模工藝條件
v 干燥處理:如果儲(chǔ)存適當(dāng)則不需要干燥處理。
v 熔化溫度:220~275C,注意不要超過(guò)275C。 模具溫度:40~80C,建議使用50C。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。 注射壓力:可大到1800bar。
v 注射速度:通常,使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷,那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。 流道和澆口:對(duì)于冷流道,典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm,但也可以使用小到0.7mm的澆口。對(duì)于邊緣澆口,試壓泵的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半;澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PP材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。
3.典型用途
1) 汽車工業(yè)(主要使用含金屬添加劑的PP:擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等),器械(洗碗機(jī)門襯墊、干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門襯墊等),日用消費(fèi)品(草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等)。
2) 聚乙烯是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高分子,也是應(yīng)用廣泛的高分子材料。
3) 它是由重復(fù)的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過(guò)乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。
4) 聚乙烯的性能取決于它的聚合方式。在中等壓力(15-30大氣壓),有機(jī)化合物催化條件下進(jìn)行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的,且分子鏈很長(zhǎng),分子量高達(dá)幾十萬(wàn)。如果是在高壓力(100-300MPa),高溫(190–210°C),過(guò)氧化物催化條件下自由基聚合,生產(chǎn)出的則是低密度聚乙烯(LDPE),它是支化結(jié)構(gòu)的。
5) 聚合壓力大?。焊邏骸⒅袎?、低壓;
6) 聚合實(shí)施方法: 淤漿法、溶液法 、氣相法 ;
7) 產(chǎn)品密度大?。鹤晕酶呙芏?、中密度、低密度、線性低密度;
8) 產(chǎn)品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。
三、PE 聚乙烯
聚乙烯無(wú)臭,無(wú)毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能(使用溫度可達(dá)-70~-100℃),化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優(yōu)良;但聚乙烯對(duì)于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。
聚乙烯的性質(zhì)因品種而異,主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度。
聚乙烯的種類
(1) LDPE:低密度聚乙烯、高壓聚乙烯
(2) LLDPE:線形低密度聚乙烯
(3) MDPE:中密度聚乙烯、雙峰樹(shù)脂
(4) HDPE:高密度聚乙烯、低壓聚乙烯
(5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯
(6) 改性聚乙烯:CPE、交聯(lián)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-其它烯烴(如辛烯POE、環(huán)烯烴)的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)
分子量達(dá)到3,000,000-6,000,000的線性聚乙烯稱為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的強(qiáng)度非常高,可以用來(lái)做防彈衣。
1.2聚乙烯物理性能
聚乙烯為白色蠟狀半透明材料,柔而韌,比水輕,無(wú)毒,具有優(yōu)越的介電性能。易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透水率低,對(duì)有機(jī)蒸汽透過(guò)率則較大。聚乙烯的透明度隨結(jié)晶度增加而下降在一定結(jié)晶度下,透明度隨分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔點(diǎn)范圍為132-135oC,低密度聚乙烯熔點(diǎn)較低(112oC)且范圍寬。
常溫下不溶于任何已知溶劑中,70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三率乙烯
等溶劑中
1.3聚乙烯化學(xué)性能
聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學(xué)物質(zhì),硝酸和硫酸對(duì)聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用。聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解,在紫外線作用下容易發(fā)生降解,碳黑對(duì)聚乙烯有優(yōu)異的光屏蔽作用。受輻射后可發(fā)生交聯(lián)、斷鏈、形成不飽和基團(tuán)等反映。
1.4各類聚乙烯產(chǎn)品用途
高壓聚乙烯:一半以上用于薄膜制品,其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等
中低、壓聚乙烯:以注射成型制品及中空制品為主。
超高壓聚乙烯:由于超高分子聚乙烯優(yōu)異的綜合性能,可作為工程塑料使用。
聚乙烯塑料的相對(duì)分子質(zhì)量在10 000以上,根據(jù)密度的不同分為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。低密度聚乙烯較軟,多用高壓聚合;高密度聚乙烯較硬,多用低壓聚合。大量使用的常為低密度(高壓)聚乙烯。聚乙烯是用量的一種塑料。
聚乙烯為蠟狀,有蠟一樣的光滑感,不染色時(shí),低密度聚乙烯透明,而高密度聚乙烯不透明,用途是在農(nóng)業(yè)大棚、食品袋等方面。它不怕水,也不怕油,抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng),且美觀實(shí)用。
聚乙烯(PE)是日常生活中常用的高分子材料之一,大量用于制造塑料袋,塑料薄膜,牛奶桶的產(chǎn)品。
其基本結(jié)構(gòu)為
- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 -
化學(xué)性質(zhì)
聚乙烯抗多種有機(jī)溶劑,抗多種酸堿腐蝕,但是不抗氧化性酸,例如硝酸。在氧化性環(huán)境中聚乙烯會(huì)被氧化。
物理性質(zhì)
聚乙烯在薄膜狀態(tài)下可以被認(rèn)為是透明的,但是在塊狀存在的時(shí)候由于其內(nèi)部存在大量的晶體,會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的光散射而不透明。聚乙烯結(jié)晶的程度受到其枝鏈的個(gè)數(shù)的影響,枝鏈越多,越難以結(jié)晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到枝鏈個(gè)數(shù)的影響,分布于從90攝氏度到130攝氏度的范圍,枝鏈越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通??梢酝ㄟ^(guò)把高密度聚乙烯在130攝氏度以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制備。
分類
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),線性低密度聚乙烯(LLDPE, Linear Low Density Polyethylene)等多種產(chǎn)品
歷史
1898年,聚乙烯是由德國(guó)化學(xué)家Hans von Pechmann在一次試驗(yàn)事故中合成的。
1933年,ICI Chemicals公司的Eric Fawcett和Reginald Gibson在另外一次試驗(yàn)事故中使用乙烯在高壓狀態(tài)下合成了聚乙烯。
1935年,ICI Chemicals公司的Michael Perrin發(fā)明了可控高壓聚乙烯合成方法。
1939年,隔膜泵低密度聚乙烯開(kāi)始使用高壓法工業(yè)化生產(chǎn)。
1951年,Philips Petroleum公司的化學(xué)家Robert Banks 和 John Hogan發(fā)明了使用三氧化鉻作為催化劑的合成方法。
1953年,德國(guó)化學(xué)家 Karl Ziegler發(fā)明了使用鹵化鈦?zhàn)鳛榇呋瘎┑暮铣煞椒? 這種催化劑稱為齊格勒-納塔催化劑。
1976年,德國(guó)化學(xué)家Walter Kaminsky和Hansjörg Sinn發(fā)明了金屬茂合物催化劑。
生產(chǎn)與應(yīng)用
聚乙烯產(chǎn)品通常摻加大量各種添加劑以抗氧化等環(huán)境因素破壞。聚乙烯還可以和一些人造橡膠產(chǎn)品混合在一起增加抗沖擊能力
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