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常用工程塑料的物理性能和加工工艺-第章

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3。典型应用范围:  
    汽车工业(信号灯设备、仪表盘等),医药行业(储血容器等),工业应用(影碟、灯光散射器),日用消费品(饮料杯、文具等)。 
七、PE(聚乙烯) 
1.PE的性能 
PE是塑料中产量最大的一种塑料,特点是质软、无毒、价廉、加工方便,耐化学性好,不易腐蚀,印刷困难。PE是一种典型的结晶型高聚物。它的种类多,常用的有LDPE(低密度聚乙烯)和HDPE(高密度聚乙烯),为半透明性塑料,强度低,比重为0。94g/cm3(比水小);很低密度LLDPE树脂(密度低于0.910g/cc,LLDPE和LDPE的密度都在0.91—0.925之间)。LDPE较软,(俗称软胶)HDPE俗称硬性软胶,它比LDPE硬,是半结晶材料,成型后收缩率较高,在1。5%到4%之间透光性差,结晶度大,很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力,从而减轻开裂现象,当温度高于60℃时很容易在烃类溶剂中溶解,但其抗溶解性比LDPE还要好一些。 
HDPE的高结晶度导致了它的高密度,抗张力强度,高温扭曲温度,粘性以及化学稳定性。 比LDPE有更强的抗渗透性。PE…HD的抗冲击强度较低。特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的HDPE分子量分布很窄。对于密度为0。91~ 0。925g/cm3,我们称之为第一类型PE…HD;对于密度为0。926~ 0。94g/cm3,称之为第二类型HDPE;对于密度为0。94~ 0。965g/cm3,称之为第三类型HDPE。该材料的流动特性很好,MFR为0。1到28之间。分子量越高,LDPE的流动特性越差,但是有更好的抗冲击强度。HDPE很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力,从而减轻开裂现象。HDPE当温度高于60C时很容易在烃类溶剂中溶解,但其抗溶解性比LDPE还要好一些。  
    LDPE是半结晶材料,成型后收缩率较高,在1。5%到4%之间。  
LLDPE(线性低密度聚乙烯)更高的抗伸、抗穿透、抗冲击和 抗撕裂的性能使LLDPE适于作薄膜。它的优异的抗环境应力开裂性,抗低温冲击性和抗翘曲性使 LLDPE对管材、板材挤塑和所有模塑应用都有吸引力。 LLDPE最新的应用是作为地膜用于废渣填埋和废液池的衬层。 
2.PE的工艺特点 
PE制件最显著的特点是成型收缩率大,易产生缩水和变形。PE料吸水性小,可不用干燥。PE的加工温度范围很宽,不易分解(分解温度为320℃),若压力大,制件密度高,收缩率较小。PE流动性中等,要严格控制加工条件,并保持模温的恒定(40…60℃)。PE的结晶程度与成型工艺条件有关,它有较高的冷固温度,模温低,结晶度就低。在结晶过程,因收缩的各向异性,造成内部应力集中,PE制件易出现变形和开裂。产品放在80℃热水中水浴,可使压力得到一定的松驰。成型过程中,料温和模温偏高一些为宜,注射压力在保证制件质量的前提下应量偏低,模具的冷却特别要求迅速均匀,产品脱模时较烫。 
HDPE干燥:如果存储恰当则无须干燥。 熔化温度220~260C。对于分子较大的材料,建议熔化温度范围在200~250C之间。  
模具温度:50~95C。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度,6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于最优的加工周期时间,冷却腔道直径应不小于8mm,并且距模具表面的距离应在1。3d之内(这里“d”是冷却腔道的直径)。 注射压力:700~1050bar。注射速度:建议使用高速注射。 流道和浇口: 流道直径在4到7。5mm之间,流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口,浇口长度不要超过0。75mm。特别适用于使用热流道模具。  
LLDPE的“延伸时柔软”的特性在吹膜过程中是一个缺点,LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么稳定。模口隙距必须加宽以避免由于产生高背压和熔体断裂而降低产量。 LDPE和 LLDPE的一般模口隙距尺寸分别是0。024~0。040 in和0。060-0。10in。 
3.典型应用范围:  
LLDPE已渗透到聚乙烯的大多数传统市场,包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。防渗漏地膜是新开发的LLDPE市场。地膜,一种大型挤出片材,用作废渣填埋和废物池衬垫,防止渗漏或污染周围地区。例如生产袋子、垃圾袋、弹性包装物、工业用衬套、巾式衬套和购物袋,这些都是利用改进强度和韧性后这种树脂的优点。透明薄膜,例如面包袋,一直由LDPE占统治地位,因为它有更好的浊度。然而,LLDPE与LDPE的共混物将改进强度。抗穿透性和LDPE薄膜的刚度,而不显著影响薄膜的透明度。 
HDPE应用范围:电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。 
八、PP(聚丙烯) 
1 。PP的性能 
PP为结晶型高聚物,常用塑料中PP最轻,密度仅为0。91g/cm3(比水小)。通用塑料中,PP的耐热性最好,其热变形温度为80…100℃,能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性,有很高的弯曲疲劳寿命,俗称“百折胶”。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点:尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”,它具有后收缩现象,脱模后,易老化、变脆、易变形。PP一直是制造纤维的主要原料,这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。 
PP是一种半结晶性材料。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0℃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(100℃)、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150℃。由于结晶度较高,这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。  
    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HDPE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。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。  
2 。 PP 的工艺特点 
PP在熔融温度下有较好的流动性,成型性能好,PP在加工上有两个特点: 
其一:PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降(受温度影响较小); 
其二:分子取向程度高而呈现较大的收缩率。PP的加工温度在220~275℃,注意不要超过275℃左右较好,它有良好的热稳定性(分解温度为310℃),但高温下(270…300℃),长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低,所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性,改善收缩变形和凹陷。模温(40~80℃),建议使用50℃。结晶程度主要由模具温度决定,宜控制在30…50℃范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中,要吸收大量的熔解热(比热较大),产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥,PP的收缩率和结晶度比PE低。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。注射压力:可大到1800bar。 

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,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。  
PP一直是制造纤维的主要原料,这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。 
3.典型应用范围:  
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)。 
注塑品是PP均聚物的第二大市场,包括容器、密封器、汽车方面的应用、家庭用品、玩具及其它许多消费品和工业方面的最终用途。 
九、PA(尼龙) 
1.PA的性能 
PA也是结晶型塑料(尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂),作为工程塑料的尼龙分子量一般为1。5…3万,品种很多,应用于注塑加工的常用尼龙6、尼龙66、尼龙1010、尼龙610等。尼龙具有韧性、耐磨性和自润滑性,其优点主要有机机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面光滑、软化点高,耐热,磨擦系数低,耐磨损,自润滑性,吸震性和消音性,耐油,耐弱酸,耐碱和一般溶剂,电绝缘性好,有自熄性,无毒,无臭,耐候性好。缺点是吸水性大,染色性差,影响尺寸稳定性和电性能,纤维增强可降低吸水率,使其能在高温、高湿下工作。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好(100℃内可长期使用)、耐腐蚀、制件重量轻、易成型。PA缺点主要有:易吸水、注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差,因其比热大,产品较烫。 
PA66是PA系列中机械强度最高、应用最广的品种。其结晶度高,故其刚性、硬度、耐热性都高。PA1010是我国1958年首创、半透明、比重小、弹性和柔性较大,吸水性比PA6
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