常用的塑膠材料

1、常用的塑膠材料，應用場合，各自優(yōu)缺點（5）常用的塑膠材料，應用場合，各自優(yōu)缺點乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）將乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔作用相結合，乙烯-乙烯醇共聚物不僅表現(xiàn)出極好的加工性能，而且也對氣體、氣味、香料、 溶劑等呈現(xiàn)出優(yōu)異的阻斷作用。由于同乙烯結合而具有熱穩(wěn)定性，含有EVOH阻隔層的多層容器是完全可以重復利用的。正是這些特點，在食品包裝方面使含有EVOH阻隔層的塑料容器能代替許多玻璃和金屬容器?；瘜W和性能在今天可利用的聚合物中，聚乙烯醇（PVOH）的氣體滲透率最低。但是，PVOH是水溶性的，而且難以加工。EVOH共聚物是這樣制取的：首先是乙烯和醋酸乙烯共聚，然后是水解

2、該共聚物得到乙烯-乙烯醇。因此，仍然保留了高度的阻隔作用，而 且在防潮和加工性能方面有明顯改善。從性質上來說，EVOH共聚物是高度結晶體，它的性質主要取決于其共聚單體的相對濃度。一般地說，當乙烯含量增加時，氣體阻隔性能下 降，防潮性能改進，且樹脂更易于加工。EVOH樹脂的最顯著特點是其對氣體的阻隔作用。它被用在包裝結構中，通過防止氧氣的滲入來提高香味和質量的保留程度。在使用充氣包 裝技術中，EVOH樹脂有效地保留了用來保護產品的二氧化碳或氮氣。由于在EVOH樹脂的分子結構中存在著羥基，EVOH樹脂具有親水性和吸濕性。當吸附濕氣后，氣體的阻隔性能會受到影響。但是，阻隔層中的濕含量可以精心地控制，

3、使用多層技術將如聚烯烴等強隔濕樹脂把EVOH樹脂層包裹起來，可以做到這一點。耐油EVOH樹脂也具有很強的耐油性和耐有機溶劑性能。在68 F下浸入各種溶劑和油中1年后，重量增加的百分數為：對環(huán)己烷、二甲苯、石 油醚、苯和丙酮等溶劑為0%，對乙二醇為2. 3%，對甲醇為12. 2%，對色拉油為0. 1%。熱/機械性能EVOH樹脂具有高的機械強度、彈性、表面硬度，耐磨性和耐氣候性，并且有強的抗靜電性。EVOH薄膜具有高光澤和低霧度，因而高度透 明。EVOH樹脂是所有商用強阻隔樹脂中，熱穩(wěn)定性最高的樹脂，這一性質使加工中產生的廢料的可以再生和再利用，再生料中含有多達20% 以上的EVOH。加工在多層結

4、構中使用EVOH提供隔層有三種基本方法，它們是：共擠出結構。EVOH樹脂同聚烯烴或聚酚胺結合形成構架。EVOH薄膜層壓到 其它基質上，或用其它材料作涂層。用EVOH樹脂作各種基質或單層容器的涂層。不需要特殊改變，就可容易地在傳統(tǒng)制造設備上進行加工。利用商用設備，EVOH樹脂適用于下列加工中：單層或多層薄膜擠出；片材和型材共擠出；共擠出吹塑；共擠出涂層；層壓（或疊層）和注 塑。含有EVOH樹脂構架或EVOH薄膜的二次加工如熱成型、真空成型和印刷等都很容易進行。同其它聚合物一樣，EVOH樹脂可通過過熱來改性。 包括多層涂層或共擠出涂層的涂層技術也可以用來生產多層結構物，最后得到的結構非常類似于共擠

5、出結構。可用EVOH樹脂噴涂，浸入 或滾筒涂層等方法。生產盛裝碳酸化飲料的容器或達到阻隔溶劑、香料或氣味的目的。EVOH樹脂對大多數聚合物的附著力很差，為克服這一困難，需使用特殊設計的粘接樹脂或“連接樹脂”。但尼龍除外，無需使用粘接樹脂， EVOH樹脂就可以很好地粘附到尼龍上。新發(fā)展隨著剛性、高阻隔塑料包裝的增長，對EVOH樹脂提出了新的性能要求。為滿足這些需求，EVOH供貨商提供了某些牌號的產品，象J102 （美 國EVAL公司-EVALCA ）和日本Goshei公司的ST系列產品。這些產品提高了可加工性和更寬的成型范圍。其它產品，象美國EVAL公司的 F100和E151也被開發(fā)出來，它們具

6、有更好的粘度且和用于剛性容器中典型的聚烯烴有更好的匹配性。在塑料回收領域，EVOH樹脂更具有優(yōu)越性。用過的高密度聚乙烯牛奶瓶和多層瓶（含有EVOH樹脂）共混后，被用來生產非食品用的容器。 應用含有EVOH樹脂的阻隔層結構用在所有硬和軟包裝和包括無菌、熱注入和壓煮的所有類型的食品加工中。用含有EVOH材料包裝的產品有： 調味品（醬油）、番茄沙司、汁、食用面糊、肉產品、乳酪制品和加工過的水果。非食品應用包括溶劑、化學品及與醫(yī)藥有關的產品包裝。機動車的燃料箱、燃料管和空調設備的制造商正在評價是否用EVOH結構來減少烴和/或氟利昂的排放。商業(yè)信息供貨商包括：日本Nippon Goshei，日本的Kur

7、aray有限公司和美國的EVAL公司。乙烯-丙烯酸甲酯（簡稱EMAC）乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（EMAC）是所有高壓a烯烴共聚物中熱穩(wěn)定性最好的一種。無論作為單一料或者摻混料，EMAC在薄膜、擠壓貼膠、 片材。模塑、吹塑、制管型材擠塑和共擠塑等領域有很多用途。它可以添加50%以上的填料而不影響其彈性，而且可以與所有聚烯烴樹脂 相容，因而可用作母料的基質樹脂。化學和性能EMAC是用普通高壓反應器生產，丙烯酸甲酯單體和乙烯氣體一起噴射進入反應器，反應生成無規(guī)共聚物。商品EMAC含有1824% （ wt） 的丙烯酸甲酯，商用材料的熔融指數值為0. 5- 20克/ 10分鐘。有些規(guī)格是純樹脂，另有一些規(guī)

8、格則含有爽滑和抗粘結配料。為了改進 其加工性能、柔軟度。粘合性能，正在開發(fā)其它配方。EMAC共聚物最值得注意的性能改善（與LDPE均聚物相比較）包括：維卡（Vicat） 軟化溫度從194 F下降為138 F；彎曲模量減?。豢弓h(huán)境應力斷裂的性能顯著提高；介電性能增強。該類材料對大多數化學品有良好的 抵抗力，但不是設計作為在有機溶劑和硝酸中連續(xù)浸泡之用。加工采用標準的LDPE薄膜擠壓生產線，在約325 F的熔化溫度下，很容易把EMAC加工成吹制薄膜。吹制薄膜擁有極高的急落沖擊強度，而 且使用傳統(tǒng)的熱熔接設備或射頻方法（RF）很容易使之熱熔接。這些同類材料能在慣常的擠壓貼膠溫度600620。F下進行

9、擠壓貼膠或共 擠壓貼膠。流延薄膜，注塑和吹塑加工溫度處于上述溫度范圍內，這顯示出乙烯丙烯酸甲酯共聚物十分多面的加工性能。所制薄膜具有類似乳膠橡膠的柔軟度，很適合作一次性手套及某些醫(yī)療用品。用途根據FDA和USDA的規(guī)定，EMAC滿足食品包裝的要求。在使用雙氧水衛(wèi)生洗滌液的無菌包裝方面，EMAC也已被認可作熱封口及食品表面 接觸材料。這類材料還符合醫(yī)藥用USP的VI級標準要求。EMAC樹脂在焚化時，不會釋放令人討厭的物質，如鹵素。EMAC薄膜的表面濁度比典型均聚物LDPE的高.這個特性以及它的類似乳膠橡膠的柔軟度，使它很適合作一次性手套和某些醫(yī)療用品。EMAC是良好的擠壓貼膠和擠塑層合樹脂.這是

10、由于它有天然良好的熱穩(wěn)定性、對常用基質的粘合性、熱熔接及射頻熔接性能，而且能在為 LDPE設計的裝置上加工。EMAC樹脂常用環(huán)型及平面型薄膜模頭進行共擠壓，以便在基質上形成一個熱熔接合層；或者用作連結層，以提聚烯烴、離聚物、聚脂、聚 碳脂、EVA、PVDC、EAA、OPET、OPP等的層合粘合性。軟管及型材具有優(yōu)秀的抗應力斷裂性能和低溫沖擊強度。泡沫片材可用于肉類或食品包裝方面。EMACN用作與LDPE、聚丙烯、聚酯、尼龍及聚碳酸酯的共混組分，以提高沖擊強度和韌度，增強熱熔接性能，提高粘合性，減小剛度和增 加表面摩擦系數?？箾_擊聚苯乙烯聚苯乙烯的生產始于1930年，是最早工業(yè)化生產的熱塑性聚合

11、物之一。為了滿足韌性材料的要求，1950年開始開發(fā)橡膠改性聚苯乙烯（即 高抗沖擊聚苯乙烯，HIPS）。通過將橡膠加入聚苯乙烯基材，可生產出具有不同性能的各種品級的高沖擊聚苯乙烯。近年來，已開發(fā)出各 種特殊品級的HIPS，已有阻燃級、抗應力開裂級、高光澤度級、極高沖擊強度級、玻璃纖維增強級以及低殘留揮發(fā)分級等，它們在許多應 用領域中已能與昂貴的工程樹脂相競爭?？箾_擊聚苯乙烯突出的特性是易加工、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)異、沖擊強度高并且有較高剛性。對于HIPS只是在耐熱性。氧滲透性、紫外光穩(wěn)定 性和耐油品性方面有一定限度。化學和性能抗沖擊聚苯乙烯是通過將聚了二烯橡膠在聚合反應之前溶于苯乙烯單體而制得的。雖然可

12、以用懸浮聚合法制HIPS，但目前工業(yè)上生產HIPS 采用的主要是本體聚合法。在本體聚合過程中，苯乙烯單體/橡膠/添加劑的混合體通過一系列反應器，轉化率達7090%。聚合反應中需加熱或加入引發(fā)劑使反應完成，然后在真空中加熱從樹脂中除去揮發(fā)性殘留單體，再造粒出售?？箾_擊聚苯乙烯根據其相對 的抗沖擊強度分為幾級：中等抗沖擊品級的缺口懸臂梁抗沖擊強度一般為0. 6-1. 5 ft. lb/in ；高抗沖擊品級的抗沖擊度為1. 52. 5ft.lb / in ；極高抗沖擊級的抗沖擊強度為2. 5 ft. lb/in。有的HIPS品級其抗沖擊強度值高達6. 0 ft. lb / in，但這種樹脂 通常用于

13、共混樹脂中以提高低強度品級樹脂的抗沖擊強蔗。標準HIPS的其它重要性能如下：彎曲強度13. 855. 1MPa；拉伸強度13. 841. 4MPa；斷裂伸長率為1575%；密度1. 0351. 04 g/ml；維卡軟化點185220 F。唯一工業(yè)化的摻用HIPS合金是其與聚苯醚的共混物。這種共混物的耐熱性和韌性都很突。但產品價格比單用HIPS的產品高許多（參見“合金和共混物” P15）。聚苯乙烯技術的不斷發(fā)展使生產廠可以生產與標準級PS相比具有更突出性能的品級。聚苯乙烯的許多性能是不能兼而得之的，如欲提高 抗沖擊強度，就不得不犧牲光澤度等。目前出現(xiàn)的一些新型樹脂，它們具有ABS的光澤度，同時也

14、有很高的韌性。有些品級如在包裝食品 時，可耐各種油脂和用于致冷機時能耐氯氟烴（CFC）發(fā)泡劑的也已開發(fā)出來。阻燃級（ULV 0和UL5-V），抗沖擊聚苯乙烯已有生產 并廣泛用于電視機殼、商用機器和電器制品。這些樹脂的加工操作比許多阻燃工程樹脂更為容易，價格也更低。加工抗沖擊PS可用許多傳統(tǒng)的成型方法進行加工，如注塑成型、結構泡沫塑料成型、片材和薄膜擠塑、熱成型以及注坯吹塑成型等。HIPS樹 脂吸收水分較慢，因此一般情況下不需干燥。有時材料表面的水分過多會被吸收，從而影響最終產品的外觀質量。在160 F下干燥2 3h 就可去掉多余的水分。薄膜、片材和型材的擠塑是HIPS用得最多的加工成型方法。抗

15、沖擊聚苯乙烯的加工范圍很寬，因此它成為最容易熱成型的樹脂之一。一 般使用普通的擠塑設備樹脂熔融溫度為400-500 F，樹脂的熔體指數范圍是1. 54. 0g/10min。也經常采用旋轉式、串聯(lián)的和梭式的 壓力和真空熱成型設備。HIPS具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和剪切穩(wěn)定性，能夠接用多量的回收料，而不降低產品性能，在熱成型加工中的回收料 使用量可高達60%。注塑成型是僅次于擠塑的用得最多的加工成型方法。樹脂的注塑成型一般是在長徑比為16： 124： 1、壓縮比為2. 5/13. 0/1的往 復式螺桿注塑機上進行。加工溫度350500 F，但對于阻燃級HIPS，其加工溫度必須低于470 F，以防止添加劑

16、產生降解反應。采用注 塑成型方法加工的樹脂其熔體指數一般為5. 015. 0 g/min。結構泡沫塑料成型方法是常用的工藝，采用化學和物理發(fā)泡劑。盡管各種HIPS樹脂是被此相容的，但在操作之前要清洗加工設備，以保證良好的產品質量，抗沖擊PS與丙烯睛一丁 Th烯一苯乙烯共聚 物（ABS）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、丙烯酸酯類樹脂以及其它大多數塑料均不相容，不相容的塑料混合體在加 工設備中會產生分離脫層現(xiàn)象，引起物理性能的極大下降。應用抗沖擊PS具有易加工性、良好的性能和低價格，因此被用來制造許多用途的制品和工業(yè)產品。主要應用領域有包裝和一次性用品、儀器 儀表、家用電器、

17、玩具和娛樂用品以及建筑行業(yè)。HIPS的最大專一用途是作為包裝和一次性用品材料，特別是食品包裝材料和飲食餐具。主要應用包括日用包裝容器。自動售貨機用和分裝 用杯、各種罩蓋、盤。碗等等。一次性用品如盤碟類、瓶蓋、安全剃刀、筆桿等也是HIPS消耗量大的一部分用途。近年來，特種產品成為HIPS產品開發(fā)的重點。新開發(fā)的HIPS產品在某些應用領域可與工程樹脂競爭，有的比現(xiàn)用的產品質量要高得多， 儀器儀表和消費電器是HIPS產品不斷增長的市場之一，包括小型儀表、冰箱內壁和內部零件、電視機外殼、空調部件、商業(yè)機器以及錄 音錄相磁帶盒。特殊級別的HIPS樹脂在許多領域已取代了價高的工程塑料，一種超高抗沖擊強度，

18、耐高溫的HIPS甚至已可用作汽車內飾 部件。商業(yè)信息1992年HIPS樹脂的生產量約為27 /億lb，幾乎是PS總產量的一半。在美國，抗沖擊PS有7個主要生產商：Amoco、Chevron、Dow、 Fina、Huntsman， BASF和Novacor.抗沖擊聚苯乙烯標準級的價格為40 一 50美分/ lb，在成型和擠塑方面，與工程塑料和商品塑料（如 聚烯烴樹脂、PVC等）相比，其價格/性能比較好，這是它的優(yōu)勢。聚苯硫醚聚苯硫醚是一種半結晶材料，具有極好的耐高溫、耐化學品、流動性、尺寸穩(wěn)定性和電性能的綜合性能。這種材料可以填充增強纖維和填 料以用于注塑。化學和性能聚苯硫醚（PPS）從1，4二

19、氯苯和硫化鈉在極性溶劑中制得。在開始的工藝步驟之后，這種材料在高溫下進行空氣熟化，得到部分枝化的高粘度材料，共性質適合進行熱塑塑料加工。各個公司已有辦法免除這個熟化期，并使材料具有普通線性PPS結構?，F(xiàn)在市場上有兩種形式的PPS： 一種的特點是具有部分枝化結構； 另一種相對來說更具有線性的PPS結構。后一種產品具有更好的機械強度和更高的熔體穩(wěn)定性。由于PPS熔融粘度低，因而可以負載高達70%的各種填料和增強劑。不同的填料用量改變材料的強度、電性能、表面性能和尺寸穩(wěn)定性， 以及混合料的成本。熱熔化溫度在545 F左右的PPS，能短期內經受住500 F的考驗。在1. 82MPa的負荷下，PPS的熱

20、變形溫度一般高 于500T，其上限溫度還取決于所受的應力。由于PPS的化學結構中有70%的芳香族化合物和30%的硫，因此天生具有阻燃性。材料回收利用時，其阻燃性能不會受到影響。維持PPS 樣品持續(xù)燃燒所需的最低氧氣濃度在40%以上，而正常情況下，大氣中僅含有約22%的氧氣，不足以維持PPS燃燒。用PPS材料制成的 部件可以耐受腐蝕性的化學環(huán)境：在低于400 F時，已知的溶劑都不能溶解它。然而，PPS不能長期用于氧化性的酸中，如熱硝酸。此外，PPS不吸收水分，這一點與尼龍、聚醚酸亞胺和聚酯不同。加工PPS注塑加工一般采用傳統(tǒng)的螺旋桿式注塑機，加熱區(qū)溫度范圍為600 一 680 F。注塑壓力一般在55MPa到83MPa之間