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史上最全面各種類塑膠原料物性應(yīng)用知識8
氯化PVC
氯化聚氯乙烯是聚氯乙烯樹脂后氯化得到的一種獨特聚合物。
化學與性質(zhì)
PVC分子上再增加一些氯以后，產(chǎn)物CPVC樹脂的玻璃化溫度（Tg）將提高至239至275°F溫度范圍內(nèi)；載荷下熱變形溫度，根據(jù)其配方的不同，也將從PVC物料的約158°F提高到180至219°F的溫度范圍內(nèi)。也就是說，所額外增加的氯，改善了硬PVC的阻燃性、生煙性，提高了抗張強度和模量，而保留了它原有的良好性能：突出的尺寸穩(wěn)定性，優(yōu)良的耐化學特性以及良好的介電性能。
CPVC混配料塑料仍然保持較高氯含量樹脂的高熱畸變溫度特性，其物料混配工藝與PVC混配相類似，但更復(fù)雜、更困難。
混配料可應(yīng)用傳統(tǒng)的擠塑、壓延、注塑等加工管材、型材、片材等熱塑性成型方法。擠塑加工包括用雙螺桿擠塑機加工粉末狀物料和用單螺桿擠塑機加工粒狀物料。
用一種合適的溶劑溶解CPVC樹脂，可制得一種很有用的粘接劑。一些加工者還可用其溶液成功地制得CPVC流延薄膜。
加工
雖然CPVC是以PVC為基質(zhì)制得的聚合物，且和PVC共有某些性能，但是，它也是一種有其自身特性的聚合物，這一點對于其加工特別重要。例如，CPVC聚合物熔融溫度范圍從400°F直至最高達到 450°F。擠塑加工需要采用鍍鉻或不銹鋼的模頭。擠塑模頭必須是良好流線型，以保證能長時間地加工運轉(zhuǎn)。平板模頭不能獲得滿意的擠塑運轉(zhuǎn)時間。為了很好地控制管材和異型材的擠塑尺寸，最好采用真空定型技術(shù)。擠塑設(shè)備需配備至少 40馬力的螺桿傳動裝置。有幾種螺桿設(shè)計可適于擠塑加工各種配方好的混配料。
注塑加工需要采用有合適導(dǎo)出長度的低壓縮螺桿。管件用物料需要采用尖梢式塑化螺桿。而低粘度，高產(chǎn)出物料需要采用卸掉滑動止過環(huán)的加工螺桿，不能采用球形止逆螺桿。注塑模具應(yīng)該采用不銹鋼材料，至少也應(yīng)采用鍍鉻或鍍鎳材料。
應(yīng)用
由于固有的耐化學特性、高度的剛性、固有的抗燃性、優(yōu)良的抗張強度、耐室內(nèi)光、耐氣候特性以及合適的密度，使CPVC材料具有廣泛的應(yīng)用市場。
傳統(tǒng)上，CPVC材料常用于制造冷。熱水輸送管材、管件以及工業(yè)化學液體的傳送管道、管件、閥門等。最新技術(shù)的發(fā)展使之可以擠塑成型窗玻璃鑲裝壓條、冷卻塔板、汽車內(nèi)用制品、廢棄物處理器具以及各種室外深色應(yīng)用物品。一些定制注塑品級可見于辦公機械外殼、長途通訊設(shè)備用品以及一些儀器部件。一項最新發(fā)展是消防系統(tǒng)管材、管件特用的CPVC 物料。
CPVC最早（大約1960年）用于制造居家用冷、熱水輸送管及管件。其管材熱損耗低、不掛水滴、無水垢聚積，在180°F溫度與 100磅／英寸2壓力下可持續(xù)應(yīng)用，并經(jīng)美國國家環(huán)境衛(wèi)生基金會可飲用水認證，因而，促使數(shù)百萬居住小區(qū)采用CPVC管材。CPVC物料制成的水龍頭配件及閥門用于飲用水系統(tǒng)中，也具有同樣優(yōu)點。
建筑上的其他應(yīng)用還包括窗玻璃深色鑲裝壓條、天窗框架，這是因為CPVC有較高耐熱性，可耐受深色導(dǎo)致的聚積熱。
CPVC耐化學特性使之能應(yīng)用于傳送工業(yè)液體，尤其是造紙、制漿過程中的高溫液體以及電鍍、電化學操作中的酸。堿液體。許多電鍍工業(yè)管線中都采用CPVC貯罐、管材及過濾元件。甚至還有包括管道、管件、閥門、濾料板和過濾設(shè)備、泵等全都用CPVC制造的完整系統(tǒng)。
家用電器制造廠商還發(fā)現(xiàn)，CPVC良好的排水性、固有的抗燃性（達到UL標準94－SVA）、耐皂液、耐漂性，對于直接安裝在洗碗機、洗衣機內(nèi)電動機上的水泵來說，都符合要求。
高度的耐熱性、抗燃性、遇油脂也不龜裂，因而可考慮用CPVC制造汽車內(nèi)裝件。這些特性也使CPVC可用來制造冷凝水回流管和滴水盤。
固有的抗燃性（UL標準94?SVA可燃性），以及優(yōu)良的耐化學特性、抗紫外熒光性、抗墨水污漬與良好的吸音性，使得一系列新型品牌的CPVC可用來制造諸如打印機外殼和底座等一類的辦公機械部件。
還有一些低生煙性的CPVC物料，它們滿足聯(lián)邦航空局規(guī)范25．853款（A-1）有關(guān)飛機機艙內(nèi)制品熱釋放值必需符合一定速率的最新要求。同時，這些物料也滿足城市公共交通管理局煙火準則要求。這些低生煙性物料的擠塑制品也滿足樓房內(nèi)A級標準有關(guān)低煙火性能的要求。還有幾種深色的耐氣候的新型品牌的物料應(yīng)用于農(nóng)田灌溉方面。總之，氯化不僅保留了PVC原有的優(yōu)良性能，而且使聚合物適用于更高的溫度下，因而，常?？纱娼饘倩蚱渌麅r格更貴的工程塑料。
商業(yè)信息
CPVC聚合物由 The BF Goodrich公司特種聚合物和化學品分公司銷售。1991年初的價格為：每磅1．30至1．50美元。
烯烴改性苯乙烯-丙烯腈共聚樹脂
烯烴改性苯乙烯-丙烯腈共聚樹脂（OSA）是具有韌性的特殊工程熱塑性塑料，在室外環(huán)境下其物理性能和顏色不發(fā)生變化?？梢栽O(shè)計制造各種品級的烯烴改性苯乙烯-丙烯腈共聚樹脂，或是用作生產(chǎn)薄膜或是將其共擠塑在各種耐候性差、價格低的組分材料的基材表面，作為保護覆蓋層。其它品級OSA可擠塑片材或型材，或注塑成型。
化學與性能
OSA是用飽和烯烴彈性體改性苯乙烯-丙烯腈共聚物，再加入紫外光吸收劑。抗氧化劑、耐氣候老化顏料等而制得。它具有較高的抗沖擊強度和耐熱性，在戶外暴曬下顏色幾乎不發(fā)生變化。
OSA樹脂耐烯酸、堿和鹽，在許多石油餾分間歇性接觸時的耐受性有限。建議不要在與低分子量芳烴、酮、酯和氯化烴有接觸的應(yīng)用場合使用OSA產(chǎn)品。
加工
OSA樹脂可用于吹塑薄膜、擠塑片材或型材，也可注塑成型。其加工條件、后續(xù)校正、冷卻和后成型操作必須將內(nèi)應(yīng)力控制在最小的程度，內(nèi)應(yīng)力能夠影響制品的耐氣候老化特性。使用長徑比為24：1或更大一些的一段或二段螺桿擠出機最適宜。建議使用標準層流型模具和供料頭。
在OSA覆于ABS之上的片材時共擠塑，在真空成型垂伸之后，其著色OSA層最薄部分的厚度至少應(yīng)該為15mils。不同基材上的薄膜厚度，部分取決于底部基材。注塑成型件的外觀再現(xiàn)了模具內(nèi)表面的光澤平整，但戶外暴曬一、二年之后，最初的高光澤成品將變成無光毛面。
在生產(chǎn)固態(tài)OSA樹脂時，回料的摻用率可為 25％。但當 OSA作為覆蓋層與不耐氣候老化的基村共擠塑時，只有基材能摻用回料。
半成品部件可進行機加工、沖切、鉆孔，或用經(jīng)測試與OSA相容的粘合劑進行裝配，可以使用于OSA的裝飾技術(shù)包括熱沖切、涂漆和使用相容的材料進行絲網(wǎng)印刷。
應(yīng)用
OSA作為保護覆蓋層覆于價格較低的基材之上二次加工成型的產(chǎn)品構(gòu)件其成本／效果值較高，用于建筑、休閑用具、農(nóng)業(yè)和運輸以及其它領(lǐng)域中。
OSA和其它耐候聚合物有相容性，可與它共混以改善性能。
工程用熱塑性彈性體
工程用熱塑性彈性體（EngineeringTPES）是一種高強度、高性能的材料。它的彈性（彈性極限）和強度可恢復(fù)程度在硬質(zhì)工程塑料和橡膠之間。它們的高彈性在如下應(yīng)用中非常實用：在連續(xù)的沖擊、震動、彎曲后，必須快速恢復(fù)形狀??例如汽車保險杠、鉸鏈、彈簧、卡扣、球類、減震器以及柔性傳動和密封。
眾所周知的工程用熱塑性彈性體（ETES），具有比橡膠更高的強度（一般為2?6倍）。因此，在許多應(yīng)用中，工程用熱塑性彈性體可代替橡膠產(chǎn)品，并且節(jié)省了材料和加工時間。
因為工程用熱塑性彈性體在厚的或支撐部位上“功能上相等”于結(jié)構(gòu)塑料，在薄的部位又具有彈性；所以它們可以在許多應(yīng)用中作為多功能的材料。
化學
工程用熱塑性彈性體的彎曲模量從34．5（大約是橡膠剛性的3倍）到1379MPa（與尼龍的剛性相似）。在化學結(jié)構(gòu)上，這種樹脂是聚酯結(jié)晶硬段與無定形二元醇軟段的無規(guī)嵌段共聚物。變化硬段和軟段的比例可制成一系列的樹月旨。
機械性能
工程用熱塑性彈性體的強度和剛性分別是“典型”的橡膠（硬度為邵氏A70）的2?6倍和3～100倍。一般工程用熱塑性彈性體樹脂的強度、剛性和彈性分別是未補強尼龍的一半、三分之一和三倍。
工程用熱塑性彈性體的極限伸長率約為500％，而彈性極限為7? 25％應(yīng)變（依據(jù)不同品級）。這種樹脂具有較優(yōu)的彎曲壽命、彈簧性質(zhì)和抗蠕變性。它可以在很寬的溫度范圍內(nèi)保持性質(zhì)不變。
動力學性能。工程用熱塑性彈性體的一個顯著特征是具有非常好的動力學性能。經(jīng)過合理設(shè)計的部件在承受反復(fù)的拉伸和壓縮后，并不損失其機械性能，并且可以承受數(shù)百萬次彎曲循環(huán)（甚至在-40°F的低溫下）。
抗沖擊強度。這種樹脂即使在低溫下，也具有很好的韌性。軟質(zhì)更富柔曲性品級的工程用熱塑性彈性體，在標準實驗室用懸臂梁沖擊測試中不會斷裂，并且可以作為聚酯、乙烯基樹脂、聚丙烯酸酯和苯乙烯系塑料的抗沖擊改性劑。
溫度。工程用熱塑性彈性體在一40～300°F溫度范圍內(nèi)，性能很好。機械性能從低溫到很高溫度范圍內(nèi)，比其它熱塑性彈性體和許多橡膠材料更為穩(wěn)定。
其他性能
電性能。工程用熱塑性彈性體在600伏條件下有很好的絕緣強度。例如在低壓線中，僅用三分之一的絕緣包皮厚度，工程用熱塑性彈性體就可以代替交聯(lián)聚乙烯產(chǎn)品。因此，無論是在性能上還是在經(jīng)濟上，都是很有收益的。
燃燒性 未經(jīng)改性的工程用熱塑性彈性體定為UL的HB級；加過添加劑的混配級則分別定為 UL94－2和 UL V一0級。
耐化學品和抗環(huán)境影響性。工程用熱塑性彈性體樹脂具有高度的耐化學品和耐熱性。在熱的烴類環(huán)境中，高剛性品級工程用熱塑性彈性體性能最佳；非常適合在熱油、油脂、燃油以及液壓油中使用。工程用熱塑性彈性體還具有對燃料的低滲透性。工程用熱塑性彈性體的耐輻射性，在核能工程用的和醫(yī)用的制品（滅菌）時，具有很大的優(yōu)越性。
耐候性。工程用熱塑性彈性體要避免紫外線照射。防紫外線添加物和炭黑濃母料可以在成型機上通過計量共混而被加入。通過十年測試的資料顯示：經(jīng)過適當穩(wěn)定的樹脂，在各種氣候條件下都能使用。
加工
工程用熱塑性彈性體必須在加工前進行干燥。它們的加工很容易進行，加工條件的范圍也很寬?？梢允褂脴藴首⑺艹尚蜋C、擠塑機、吹塑成型機、旋轉(zhuǎn)成型機等?？梢酝ㄟ^擠塑鑄塑和吹塑制薄膜。由于這種樹脂具有柔性，所以在頂出時必須考慮防止其壓縮和變形。因此，建議使用具有大型頂桿和脫膜板、以及帶有芯棒的大推力裝置。
獨特的加工過程包括：
1．大型倒置式模具可采用簡單的鉤型和搭扣設(shè)計以便模制復(fù)雜形狀的制品。
2．不需特殊處理便可制成整體埋塑活動節(jié)點。
3．在同一部件上，可以有厚薄不同的截面。
4．與PVC、ABS、聚酯以及聚丙烯酸酯有共擠出和鑲嵌模塑相容性。
工程用熱塑性彈性體樹脂在模塑時可以達到重現(xiàn)模具表面的A級光潔度。這樣不需二次加工處理便可生產(chǎn)涂裝的汽車部件。
應(yīng)用
由于工程用熱塑性彈性體同時具有機械性能、耐環(huán)境影響、容易加工以及加工的多樣性，所以它可代替許多材料。包括：金屬、皮革、橡膠和鑄塑、反應(yīng)注塑成型（RIM）聚氨酯。使用它制造的產(chǎn)品主要有：汽車部件、工業(yè)產(chǎn)品、交通用具。消費產(chǎn)品、通訊、商業(yè)設(shè)備以及醫(yī)用制品。
在涂裝的汽車外部部件方面，開拓了新的市場。包括：儀表板、保險杠外皮、以及貼面包覆層等。其主要原因是工程用熱塑性彈性體的價格低廉、表面性能好以及優(yōu)越的耐用性等。
另一種新的趨勢是“可注塑成型的皮革”。最初替代皮革是在制鞋業(yè)。工程用熱塑性彈性體可注塑成與皮革的質(zhì)地、紋理相當?shù)闹破罚⑶揖哂斜阌诳p紉和粘接的高撕裂強度。
商業(yè)信息
工程用熱塑性彈性體正在迅速增長，隨著設(shè)計師和制造廠商對這些樹脂的認識更加熟悉而繼續(xù)增長。商品的工程用熱塑性彈性體包括 Du Pont公司的 Hytrel Polymers ZytelFN柔性尼龍合金和用于汽車部件的Bexloy V；Eastman Chemical公司的 Ecdel； Hoechst Celanese公司的Riteflex以及GE Plastics公司的Lomod等等。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物
苯乙烯-馬來酸酐無規(guī)共聚物是通過采用生產(chǎn)聚苯乙烯（PS）的技術(shù)制造出來的。它在重要的汽車內(nèi)結(jié)構(gòu)部件應(yīng)用方面，作為最具有經(jīng)濟性的產(chǎn)品而被采用；同時，在工、商業(yè)中，也得到了廣泛的使用。而新的應(yīng)用正逐漸被開發(fā)，有微波爐食品盒、以長玻璃纖維為基礎(chǔ)材料的結(jié)構(gòu)部件以及與苯乙烯-馬來酸酐共聚物的共混物。
化學與性能
最簡單形式的透明的苯乙烯-馬來酸酐共聚物（S?MA）是通過苯乙烯單體與少量的馬來酸酐單體反應(yīng)制得的，見圖一1。馬來酸酐單體無規(guī)地接到PS主鏈上，增加了玻璃化轉(zhuǎn)變和熱變形溫度。一般苯乙烯-馬來酸酐共聚物產(chǎn)品的熱變形溫度都超過260°F。在注塑成型時，即使溫度超過550°F時，這種聚合物的性能仍然相當穩(wěn)定。
在反應(yīng)階段，橡膠段接校在聚合物上，可以使之具有很好的韌性。在許多工程應(yīng)用中，為了滿足韌度要求，這一過程是至關(guān)重要的。
在許多應(yīng)用中，需要通過玻璃纖維補強來增加苯乙烯-馬來酸酐共聚物的強度和硬度。在通過化學方法處理的玻璃纖維表面和高極性的馬來酸酐組分之間，化學偶合可以很容易進行并且耐久。這種良好的粘合可以通過電子顯微鏡觀察其復(fù)合材料的斷口，而得到充分的證實。這種粘合性可以使其強度、模量、韌性（甚至長期暴露在惡劣環(huán)境下）保持長期不變。性能穩(wěn)定化的產(chǎn)品，在溫度超過235°F、經(jīng)過2000hr后，其主要的強度和韌性幾乎沒有損失。由苯乙烯-馬來酸酐共聚物制成的汽車外部構(gòu)件，在汽車使用壽命期內(nèi)，充分保證了乘客的安全性。這一點是至關(guān)重要的。
品種和性能
實際上，只有一個廠向世界供應(yīng)苯乙烯-馬來酸酐共聚物?？梢再I到的其它的苯乙烯共聚物和三元共聚物有苯乙烯-丙烯睛共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物以及苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-馬來酸團三元共聚物。這種聚合物沖擊性的改善一般可通過與接枝ABS聚合物混合來獲得。其它苯乙烯聚合物品種在市場有售的包括：與甲基丙烯酸或許多不同的酰亞胺共聚，有時也有與丙烯睛共聚制成的產(chǎn)品。
為了滿足許多應(yīng)用領(lǐng)域制結(jié)構(gòu)件的需要，玻璃纖維補強對苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂的機械性能的影響非常重要。不同品級的產(chǎn)品具有不同的強度、耐熱性和韌性。目前，大多數(shù)補強玻璃纖維含量為 20％（重量），其范圍可在5? 40％之間。通常獲得玻璃補強的方法是混合熔融樹脂顆粒和玻璃纖維。剛剛問世的新型增強熱塑性塑料（玻璃纖維含量超過 50％），使這些樹脂更具有制作結(jié)構(gòu)件的優(yōu)越性。
沒有補強的苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂可以有不同的透明性、抗沖擊性和耐熱性。沖擊性改善后的產(chǎn)品具有韌性和不透明性。所有樹脂都可與提高耐熱、耐候性的穩(wěn)定劑進一步混合，并且可以在許多應(yīng)用中，著成不同的顏色。這種樹脂是顆粒形的，適于注塑成型、擠塑、泡沫擠塑、結(jié)構(gòu)泡沫成型、并且可以作為溶劑型填縫組分中的粘料。這些產(chǎn)品的高熔體流動對于復(fù)雜部件有快速的成型周期，是非常理想的。
加工方法與性能
注塑成型。苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂的高熔體流動性和快速定型特點使之可以進行快速注塑成型。這樣提高了成型產(chǎn)品的產(chǎn)率，從而大大降低了成本。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂具有非常好的流變特性，這可使之很容易進行注塑成型和擠塑成型。升高熔融溫度從440到550°F，可以提高平均流動速率達 66％。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物通常在往復(fù)式螺桿注塑成型機上進行加工，螺桿的漸變壓縮比為20：1?25：1。典型的螺桿L/D比為15：1?24：1。用于AB巳PS、PC的一般用途的螺桿都可以使用。排氣式和計量式螺桿注塑成型也是非常有效的。
使用回用料，可以大大降低成本。在大多數(shù)應(yīng)用中，回用料用量高達 25％時對成型加工制件的性質(zhì)不會受到損失。
擠塑。苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂通常可用加工HDPS、PS、ABS樹脂的單螺桿或雙螺桿擠出片材的生產(chǎn)線上進行加工。苯乙烯-馬來酸酐共聚物也可與不同的聚合物進行共擠塑。其制品可應(yīng)用于許多高溫包裝中。在某些情況下，通過馬來酸酐官能基的親合力而自行粘合。
泡沫板材的成型可以運用直接注塑發(fā)泡成型技術(shù)，在一般的串聯(lián)擠塑機上進行。發(fā)泡劑被注射到主擠塑機的計量段。一般用于擠PS泡沫的螺桿可適用。
應(yīng)用
從儀器板到頂板襯里，從底面和頂部的托架到工具箱門和裝飾件，苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂為汽車設(shè)計師認定可以作為內(nèi)部構(gòu)件。高檔的熱性能、很好的硬度和尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度等優(yōu)越性能，在汽車應(yīng)用中，充分地保證了乘客的安全（無論是在高速或低速、高溫或低溫行駛條件下的碰撞）。
美國汽車制造廠常用的柔性的儀表墊板，是使用了單塊結(jié)構(gòu)、4～8lb重的成型基板制的。目前，北美苯乙烯-馬來酸酐闖共聚樹脂儀表墊板的市場占有率可達40％。
由于苯乙烯-馬來酸酐共聚物樹脂具有耐高溫性、很好的硬度以及尺寸穩(wěn)定性，所以它符合許多工、商業(yè)材料的標準。
另外，由于苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂具有耐磨性、高光澤度、容易成型以及很好的裝飾性，所以其制品不僅耐用，而且美觀、成本低。其應(yīng)用包括：醫(yī)院食品用托盤、微波爐托盤、空調(diào)柵格以及安全的洗碗機滾筒。
商業(yè)信息
苯乙烯-馬來酸酐共聚物的工業(yè)化生產(chǎn)已達15年，產(chǎn)量超過5千萬磅，并且正以每年 15～ 20％的速度遞增。它廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)。
苯乙烯-馬來酸酐共聚物的兩種嵌段物??苯乙烯和馬來酸團，都是價廉的化學品。聚合加工可有效地生產(chǎn)出經(jīng)濟的基礎(chǔ)聚合物。
也有苯乙烯-馬來酸酐共聚物的特殊品級。包括：著色的穩(wěn)定化處理過的。幾種重要的苯乙烯共聚物產(chǎn)品在市場中與苯乙烯-馬來酸酐研共聚物有類似用途。
苯乙烯為主鏈共聚物具有獨特的性能。在苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂與苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯-馬來酸酐三元共聚樹脂中馬來酸酐增加了苯乙烯系共聚樹脂的耐熱性。
ARCO化學公司是美國唯一提供苯乙烯-馬來酸酐共聚樹脂產(chǎn)品的廠商，商品名為Dylark Resin。
Monsanto化學公司提供與ABS樹脂并用的一系列三元共聚物，商品名為cadon .
聚醚砜
聚醚砜是一種耐高溫、無定形熱塑性工程塑料，它是從1983年開始上市的具有長期熱穩(wěn)定性和許多芳族砜的典型性質(zhì)。它可以在許多方面取代金屬、玻 璃以及陶瓷等材料。
