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24页常用塑胶材料 (1) ABSABS塑料一、 ABS塑料简介ABS为丙烯氰(23%~41%、丁二烯(10%~30%和苯乙烯(29%~60%三种单体共聚而成的 聚合物,英文名称 Acrylonitrile-Butadiene-Styrene ,简称ABS ABS的制造有混炼法和接枝法两种,合成的 ABS有中冲击型、高冲击型、超高冲击型及耐热型四类ABS最初是在PS改性基础上发展起来的, 由于其具有韧、冈U、硬的优点,其用量与PS相当,而应用范围已远远超过 PS,成为一种独立的塑料品种ABS即可用于普通塑料又可用于工程塑料混炼法ABS最早由美国橡胶公司于 1946年开发,接枝法 ABS由美国Marbon公司于1954年首先合成到2000年,ABS的生产能力可达85万t/a (包括AS),具体生产厂有台湾奇美惠州工厂(300kt/a )、吉林石化公司树脂厂( 100kt/a )、大庆石化总厂( 55kt/a )、抚顺石化公司(50kt/a )、盘锦乙烯公司( 50kt/a )、台湾太平洋公司镇江厂( 40kt/a )、齐鲁石化公司(4Okt/a )、上海高桥石化公司(40kt/a )、广州石化总厂(4Okt/a )、上海石化总厂(30kt/a )、 上海大赛路配料有限公司(30kt/a )、上海高桥石化公司(AS 30kt/a )、韩国LG公司宁 波用兴化工有限公司( 30kt/a )、兰州化学工业公司( 20kt/a )、洛阳铭腾塑料有限公司(15kt/a )、兰州化学工业公司( AS、 15kt/a )、盘锦有机化工二厂( 10kt/a )。
二、 ABS塑料的结构性能1. ABS塑料的结构ABS大分子主链由三种结构单元重复连接而成,不同的结构单元赋予不同的性能:丙烯氰, 耐化学腐蚀剂性好、表面硬度高;丁二烯,韧性好;苯乙烯,透明性好、着色性、电绝缘性 及加工性三种单体结合在一起,就形成了坚韧、硬质、 刚性的ABS树脂不同厂家生产的 ABS因结构差异较大,所以性能差异也较大2. ABS的性能(1) 一般性能 ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料,其制品可着成五颜六色,并具有 90%的高光泽度ABS的相对密度为1.05,吸水率低ABS同其他材料的结合性好,易于表面印刷、 涂层和镀层处理ABS的氧指数为18.2,属易燃聚合物,火焰呈黄色,有黑烟,烧焦但不落 滴,并发出特殊的肉桂味⑵力学性能 ABS有优良的力学性能,其冲击强度极好,可以在极低的温度下使用;即使ABS制品被破坏也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏,这是 ABS高度韧的写实ABS的耐磨性优良,尺寸稳定性好,又具有耐油性,可用于中等载荷和转速下的轴承 ABS的耐蠕变性比PSF及PC大,但比PA及POM」、ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的 ABS的力学性能受温度的影响较大。
3) 热学性能 ABS的热变形温度为 93~118C,制品经退火处理后还可提高 10C左右ABS在-40 C时仍能表现出一定的韧性,可在 -40~100 C的温度范围内使用4) 电学性能 ABS的电绝缘性较好,并且几乎不受温度、湿度和频率的影响,可在大多数环境下使用5) 环境性能 ABS不受水、无机盐、碱及多种酸的影响,但可溶于酮类、醛类及氯代烃中,受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易产生降解; 于户外半年后,冲击强度下降一半ABS的具体性能见表1所示表 1 ABS 的性能中抗冲型性能 高抗冲型 耐热型 相对密度 吸水率 /% 成型收缩率 /% 拉伸强度 /Mpa 断裂伸长率 /% 弯曲强度 /Mpa 压缩强度 /Mpa 悬壁粱缺口冲击强度 /(J/m) 洛氏硬度热变形温度(1.82 Mpa)/ C线膨胀系数 / ( x10-5k-1 ) 热导率[W/(M?K)] 体积电阻率/ (Q ?cm 介电常数( 106Hz) 介电损耗角正且值( 106Hz) 介电强度 /(kV/mm) 耐电弧 /s氧指数 /%1.02~1.050.3~0.835~44 5~652~8149~6416~44R65~10993~1039.5~10.50.16~0.291~4.8x10162.4~3.80.00913~2066~8220 1.06~1.080.2~0.450.3~0.845~573~2070~8565~71R105~115104~118 6.0~9.00.16~0.291~5x10162.4~3.80.00913~2066~8220 1.05~1.070.2~0.450.3~0.842~625~2569~7273~886~22R108~11593~1075~8.50.16~0.292.7x10160.00913~20 66~8220三、ABS塑料的成型加工1.加工特性ABS同PS一样是一种加工性能优良的热塑性塑料,可用通用的加工方法加工。
ABS的熔体流动性比 PVC和PC好,但比PE、PA及PS差,与POM和HIPS类似;ABS的流动 特性属非牛顿流体,其熔体粘度对加工温度和剪切速率都有关系,但对剪切速率更为敏感ABS的热稳定性好,不易出现降解现象 ABS的吸水性较高,加工前应进行干燥处理一般制品的干燥条件为温度 80~85C,时间2~4h;对特殊要求的制品(如电镀)的干燥条件为温 度 70~80C,时间 18~18hABS制品在加工中易产生内应力,内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验;如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止,应进行退火处理,具体条件为放于 70~80 C的热风循环干燥箱内2~4h,再冷却至室温即可2.加工方法ABS可用注塑、挤出、压延、吸塑及吹塑等方法成型加工,并以注塑法最广,挤出法次之1) 注塑 选用柱塞式注塑机的成型温度为 180~230C,而选用螺杆式注塑机的成型温度为160~220C ;对表面光泽度要求高的制品模具温度为 60~80C,而一般制品模具温度为50~60C即可;对薄壁制品注塑压力为 130~150Mpa,而对厚壁制品注塑压力则为 60~70Mpa=(2) 挤出 可生产管材、板材、片材及型材等,挤出机的 L/D 为 18~22,压缩比为 2.5~3。
以管材为例,挤出成型的工艺条件为:料筒温度 160~180C,机头温度为175~195C3) 吸塑成型 吸塑成型的加热温度可控制在 140~180C范围内,并以150C最佳四、ABS塑料的改性品种ABS的改性品种主要为其合金,具体种类很多,应用很广1.ABS/PVC可改善ABS的阻燃性,同时还可提高撕裂强度和耐腐蚀性,并可制成柔软或半硬制品2.ABS/PC提高ABS的耐热温度,一般可达 120C左右还可适当提高强度和硬度等力学性能3.ABS/TPU此合金兼有TPU的冲击性和耐磨性, ABS的刚性、综合性及价格低等优点五、ABS塑料的应用范围1 .壳体材料广泛用于制造机、移动、传呼机、电视机、洗衣机、录音机 收音机、复印机、机、玩具及厨房用品等的壳体2.机械配件ABS可用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管材、管件、蓄电池槽及电动工具壳等3.汽车配件具体品种有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄及扶手等4.其他制品化工各类防腐蚀管材、镀金制品、文具如笔杆等,保温、防震用泡沫塑料,防木制品等常用塑胶材料 (1) PC聚碳酸酯( PC)简介聚碳酸酯是指大分子链由碳酸酯型重复结构单元组成的一类聚合物,英文名称Polycarbonate, 简称 PC。
依具体组成不同,PC可分成脂肪族、脂环族和芳香族脂肪 -芳香族三类,工程上具有实际应用价值的为芳香族 PC并以产量最大、用途最广的双酚 A型PC为主PC的突出性能是优异的冲击性和透明性,优良的力学性能和电绝缘材料性,使用温度范围广(-130~100oC,尺寸稳定性高,耐蠕变性高,是一种集刚、硬、韧与一体材料的典型代表PC的主要缺点为吸湿性能大、加工易产生气泡及银丝,制件易产生残余内应力、并对缺口 敏感性大,耐疲劳性低、磨擦性及耐磨性不好二、 结构性能1 . PC 的结构PC的分子链中含有多种基团,它所表现的性能为各种基团的综合反映亚苯基, 提供刚性、 力学性能和耐化学稳定性能; 湠基, 增加刚性; 酯基, 易吸水、 电性差、 耐化学稳定差;氧基,赋予韧性由于PC大分子主链的刚性和体积效应,使其结晶能力差,基本属于无定性聚合物,具有优 异的透明性2. PC的性能PC的性能如表1所示表1 PC及玻璃纤维PC的性能性能 PC 30%玻璃纤维 PC相对密度 1.2 1.45吸水率 /% 0.15 0.1成型收缩率 /% 0.5 0.2拉伸强度 /Mpa 56~66 132 拉伸模量 /Mpa 2100~2400 10000 断裂伸长率 /% 60~120 <5弯曲强度 /Mpa 80~85 170弯曲模量 /Mpa 2100~2400 --压缩强度 /Mpa 75~80 120~130剪切强度 /Mpa 35 --缺口冲击强度 / ( KJ/m2) 17~24 8洛氏硬度 M80 M90疲劳极限 106 次 /Mpa 10.5 --热变形温度(1.82Mpa) /C 130~135 146长期使用温度/ C 110 130线膨胀系数 / (x10-5k-1 ) 7.2 2.7热导率[W/(M?K)] 0.2 0.13体积电阻率 / (Q ?cm 2.1 X 1016 1.5 X 1016介电常数( 106Hz) 2.9 3.45介电损耗角正切值( 106Hz) 0.0083 0.0070介电强度 /(kV/mm) 18 19耐电弧 /s 120 120(1) 一般性能 PC 为透明、呈微黄色或白色硬而韧的树脂,燃烧时发出花果臭味、离火 自熄、火焰呈黄色、熔融起泡。
2) 机械强度 PC 的力学性能十分优良,具有刚而韧的优点其冲击性能是热塑性塑料中好的一种,比 PA POM高三倍之多,接近 PF和UP玻璃钢的水平PC的拉伸强度和弯曲 强度都好,并受温度影响小 PC的耐蠕变性优于 PA和POM尺寸稳定性好PC的耐应力开裂性差, 缺口敏感性高; 耐磨性一般,比PA POM及 F4等差,但比PSF ABSPMM蒔高;疲劳强度低,与其他品种塑料比较如表 2所示表2 106旋转次数时PC同其他塑料耐疲劳强度比较材料 POM 布基 PF PA6 PA66 PC 氯化聚醚疲劳强度 /MPa 35 27 22 21 10~14 7~7.5(3) 热学性能 PC的耐高低温性好,可在-130~130 C温度范围内使用;热变形温度可达130~140C,并受载荷的作用小;热导率和线膨胀系数都较小,阻燃性好,属于自熄性能材 料4) 电学性能 PC 因属于弱极性聚合物,其绝缘性能一般但可贵之处在于其电性能在很宽的温度及湿度范围内变化较小,如介电常数和介电损耗角正切值在 23~125 C范围内几乎不变但需注意的是,随 PC制品结晶度的提高,其体积电阻率增大5) 环境性能 PC 可耐有机酸、稀无机酸、盐、油、脂肪烃及醇类,但不耐氯烃、稀 碱、溴水、浓酸、胺类、酮及酯等,可溶于二氯甲。
