常用工程塑料的主要種類(lèi)有哪些?
時(shí)間:2021年4月29日 點(diǎn)擊量:1428
常用工程塑料的主要種類(lèi)有哪些?
工程塑料的種類(lèi)國內通用的是聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺、熱塑料性聚酯、改性聚苯醚等五大工程塑料。
1、聚酰胺
(聚酰胺,俗名:尼龍)由于它獨特的低比重、高抗拉強度、耐磨、自潤滑性好、沖擊韌性?xún)?yōu)異、具有剛柔兼備的性能而贏(yíng)得人們的重視,加之其加工簡(jiǎn)便、效率高、比重輕(只有金屬的1/7)、可以加工成各種制品來(lái)代替金屬,廣泛用于汽車(chē)及交通運輸業(yè)。典型的制品有泵葉輪、風(fēng)扇葉片、閥座、襯套、軸承、各種儀表板、汽車(chē)電器儀表、冷熱空氣調節閥等零部件,大約每輛汽車(chē)消耗尼龍制品達3.6~4千克。聚酰胺在汽車(chē)工業(yè)的消費比例最大,其次是電子電氣。
2、聚碳酸酯
(PC)既具有類(lèi)似有色金屬的強度,同時(shí)又兼備延展性及強韌性,它的沖擊強度極高,用鐵錘敲擊不能被破壞,能經(jīng)受住電視機熒光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又極好,并可施以任何著(zhù)色。由于聚碳酸酯的上述優(yōu)良性能,已被廣泛用于各種安全燈罩、信號燈,體育館、體育場(chǎng)的透明防護板,采光玻璃,高層建筑玻璃,汽車(chē)反射鏡、擋風(fēng)玻璃板,飛機座艙玻璃,摩托車(chē)駕駛安全帽。用量最大的市場(chǎng)是計算機、辦公設備、汽車(chē)、替代玻璃和片材,CD和DVD光盤(pán)是最有潛力的市場(chǎng)之一。
3、聚甲醛
聚甲醛(POM)是一種性能優(yōu)良的工程塑料,在國外有“ 超鋼”之稱(chēng)。pom具有類(lèi)似金屬的硬度、強度和鋼性,在很寬的溫度和濕度范圍內都具有很好的自潤滑性、良好的耐疲勞性,并富于彈性,此外它還有較好的耐化學(xué)品性。pom以低于其他許多工程塑料的成本,正在替代一些傳統上被金屬所占領(lǐng)的市場(chǎng),如替代鋅、黃銅、鋁和鋼制作許多部件,自問(wèn)世以來(lái),pom已經(jīng)廣泛應用于電子電氣、機械、儀表、日用輕工、汽車(chē)、建材、農業(yè)等領(lǐng)域。在很多新領(lǐng)域的應用,如醫療技術(shù)、運動(dòng)器械等方面,pom也表現出較好的增長(cháng)態(tài)勢。
4、聚對苯二甲酸丁二醇酯
(PBT)是一種熱塑性聚酯,非增強型的PBT與其它熱塑性工程塑料相比,加工性能和電性能較好。PBT玻璃化溫度低,模具溫度在50℃時(shí)即可迅速結晶,加工周期短。聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)被廣泛應用于電子、電氣和汽車(chē)工業(yè)中。由于PBT的高絕緣性及耐溫性可用作電視機的回掃變壓器、汽車(chē)分電盤(pán)和點(diǎn)火線(xiàn)圈、辦公設備殼體和底座、各種汽車(chē)外裝部件、空調機風(fēng)扇、電子爐灶底座、辦公設備殼件。
5、聚苯醚
聚苯醚化學(xué)式簡(jiǎn)稱(chēng)PPO,由2,6-二取代基苯酚經(jīng)氧化偶聯(lián)聚合而成的熱塑性樹(shù)脂,一般呈土黃色粉末狀。常用的是由2,6-二甲基苯酚合成的聚苯醚,具有優(yōu) 良的綜合性能,最大的特點(diǎn)是在長(cháng)期負荷下,具有優(yōu)良的尺寸穩定性和突出的電絕緣性,使用溫度范圍廣,可 聚苯醚在-127~121℃范圍內長(cháng)期使用。具有優(yōu)良的耐水、耐蒸汽性能,制品具較高的拉伸強度和抗沖強度,抗蠕變性也好。此外,有較好的耐磨性和電性能。主要用于代替不銹鋼制造外科醫療器械。在機電工業(yè)中可制作齒輪、鼓風(fēng)機葉片、管道、閥門(mén)、螺釘及其他緊固件和連接件等,還用于制作電子、電氣工業(yè)中的零部件,如線(xiàn)圈骨架及印刷電路板等。
工程塑料可以用在哪兒?
1、汽車(chē)領(lǐng)域:工程塑料在汽車(chē)領(lǐng)域的應用亦日益增多,主要用于保險杠、翼子板、燃油箱、儀表板等內飾、車(chē)身板、車(chē)門(mén)、車(chē)燈罩、燃油管、散熱器以及發(fā)動(dòng)機相關(guān)零部件等。
2、機械領(lǐng)域:工程塑料可用于軸承、齒輪、絲杠螺母、密封件等機械零件和殼體、蓋板、手輪、手柄、緊固件及管接頭等機械結構件上。
3、電子電器領(lǐng)域:工程塑料可用于電線(xiàn)電纜包覆、印刷線(xiàn)路板、絕緣薄膜等絕緣材料和電器設備結構件上。
4、家用電器領(lǐng)域:工程塑料可用于電冰箱、洗衣機、空調器、電視機、電風(fēng)扇、吸塵器、電熨斗、微波爐、電飯煲、收音機、組合音響設備與照明器具等。
5、化工領(lǐng)域:工程塑料可用于熱交換器、化工設備襯里等化工設備上和管材及管配件、閥門(mén)、泵等化工管路中。
6、建筑領(lǐng)域:工程塑料還被用于地板、壁紙、天花板、墻板、樓道、管材等方面。
工程塑料中必備助劑及作用
1、增塑劑
一些玻璃化溫度較高的塑料,為了制取室溫下的軟質(zhì)制品和改善加工時(shí)的熔融流動(dòng)性能,就需要加入一定量的增塑劑。這些小分子量的油狀的增塑劑與高聚物有良好的相溶性,它們分布在高分子鏈之間,降低了它們分子間的作用力,從而在一定溫度和壓力下容易使分子鏈運動(dòng),達到加工成型的目的。因此,增塑劑有降低塑料玻璃化溫度及最低成型溫度的作用。通常玻璃化溫度的降低值與增塑劑的體積分量成正比。
增塑劑可分為主增塑劑和副增塑劑兩大類(lèi):主增塑劑的特點(diǎn)是與樹(shù)脂的相溶性好、塑化效率高、耐遷移、低揮發(fā)性、低的油(水)抽出性、低溫柔性。副增塑劑的相溶性較差,主要是與主增塑劑一道使用以降低成本,所以也稱(chēng)增量劑。
2、穩定劑
我們都知道塑料制品在加工、貯存和使用過(guò)程中,在光、熱、氧的作用下,會(huì )發(fā)生褪色、脆化、裂開(kāi)的老化現象。為延緩和阻止老化現象的發(fā)生,必須加入穩定劑。主要用來(lái)防止熱老化的,叫熱穩定劑;主要用來(lái)防止氧化老化的,叫做抗氧劑;主要用來(lái)防止光老化的,叫做光穩定劑,它們統稱(chēng)為穩定劑。當今性能最優(yōu)秀的塑料穩定劑是甲基錫熱穩定劑(簡(jiǎn)稱(chēng)181),對硬質(zhì)聚乙烯(PVC)的壓延,擠塑,注塑和吹塑成型都非常有效。又由于它安全性高,所以特別用于食品包裝和高清晰度的硬質(zhì)聚乙烯制品,同時(shí),它也被普遍應用于塑料門(mén)窗,上水管道,裝飾材料中,以取代其他高毒性的塑料熱穩定劑。它在美國,歐洲,日本得到了廣泛的應用。近幾年,181甲基錫熱穩定劑在我國開(kāi)始大量應用。
3、阻燃劑
減緩塑料燃燒性能的助劑稱(chēng)阻燃劑,根據阻燃機理的不同可分為四種類(lèi)型:
(1)與塑料的分解產(chǎn)物相結合而產(chǎn)生一種可悶火焰的氣體,如三氧化銻與PVC分解時(shí)釋放出來(lái)的氯化氫反應,即生成有熄火作用的三氯氧化銻。
(2)吸收燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量來(lái)冷卻塑料,以減緩燃燒速率如氫氧化鋁,氫氧化鋁是阻燃劑中用的最普遍的一種:它起填料、滅煙劑、阻燃劑的作用,同時(shí)價(jià)格低廉、對聚合物性能影響又小,所以它獲得應用的增長(cháng)速率引人注目。
(3)提供一種與氧氣隔絕的涂層,如磷酸酯類(lèi),主要產(chǎn)品有磷酸三甲苯酯等,它們實(shí)際上也是一種有阻燃性能的增塑劑。
(4)能產(chǎn)生阻止燃燒反應的游離基,這些游離基可與塑料反應生成燃燒性能較差的產(chǎn)物。
4、發(fā)泡劑
發(fā)泡劑是一類(lèi)受熱時(shí)會(huì )分解放出氣體的有機化合物,這些氣體留在塑料基材中便成為有許多細微泡沫結構的泡沫塑料。作為一種良好的發(fā)泡劑應具備下列條件:短時(shí)間內放出氣體,放氣速度可以調節,分解放出的氣體應是CO?、N?之類(lèi)的惰性氣體,在塑料中容易分散和分解,分解溫度適當,分解時(shí)發(fā)熱量不大,分解反應是不可逆的,發(fā)泡劑無(wú)毒等。發(fā)泡劑中應用最廣的是偶氮二甲酰胺。
5、偶聯(lián)劑
偶聯(lián)劑是指能改善填料與高分子材料之間界面特性的一類(lèi)物質(zhì)。通常偶聯(lián)劑的分子結構中存在兩種官能團:一種可與高分子基體發(fā)生化學(xué)反應或有較好的相容性;另一種可與無(wú)機填料形成化學(xué)鍵。如;硅烷偶聯(lián)劑,通式可寫(xiě)為RSiX3(R是與聚合物分子有親和力和反應能力的活性官能團,如乙烯基、氯丙基、環(huán)氧基、甲基丙烯?;?、胺基和巰基等;X為能夠水解的烷氧基,如甲氧基、乙氧基等)。增強劑或填料用偶聯(lián)劑處理后,可使其表面獲得一種化學(xué)改性,而在分散的無(wú)機相和連續的聚合物之間形成一種橋鍵,成為一種復合材料,提高增強劑或填料的作用,有機硅烷是最為廣泛使用的偶聯(lián)劑,而有機鈦酸酯是一種更高效的偶聯(lián)劑。
6、交聯(lián)劑
交聯(lián)劑主要用在高分子材料(橡膠與熱固性樹(shù)脂)中。因為高分子材料的分子結構是線(xiàn)性結構,沒(méi)交聯(lián)時(shí)強度低,易拉斷,且沒(méi)有彈性,交聯(lián)劑的作用就是在線(xiàn)型的分子之間產(chǎn)生化學(xué)鍵,使線(xiàn)型分子相互連在一起,形成網(wǎng)狀結構,這樣提高橡膠的強度和彈性,橡膠中用的交聯(lián)劑主要是硫磺,另外要加促進(jìn)劑。一般的交聯(lián)劑多指有機過(guò)氧化物,如聚乙烯的交聯(lián)劑可使用過(guò)氧化二異丙苯。
7、成核劑
成核劑是適用于聚乙烯、聚丙烯等不完全結晶塑料,通過(guò)改變樹(shù)脂的結晶行為,加快結晶速率、增加結晶密度和促使晶粒尺寸微細化,達到縮短成型周期、提高制品透明性、表面光澤、抗拉強度、剛性、熱變形溫度、抗沖擊性、抗蠕變性等物理機械性能的新功能助劑。
8、增強材料和填料
在許多塑料中,增強材料和填料占有相當的比重,尤其是增強塑料和鈣塑材料。主要目的是:為了提高塑料制品的強度和剛性,一般加入各種纖維材料或無(wú)機物。最常用的增強材料有:玻璃纖維、石棉、石英、炭黑、硅酸鹽、碳酸鈣、金屬氧化物等。
9、潤滑劑
高聚物在熱加工過(guò)程中,往往要加入少量的潤滑劑才能加工,達到脫模方便的目的。潤滑劑可以分為內外兩種:外潤滑劑與內潤滑劑。外潤滑劑主要作用是使聚合物熔融體能順利地離開(kāi)加工設備的熱金屬表面而有利于它的流動(dòng),外潤滑劑與聚合物的相溶性較差,只是在聚合物與金屬的界面處形成薄薄的潤滑劑層。內潤滑劑與聚合物有良好的相溶性,能降低聚合物分子間的內聚力,從而有助于聚合物的流動(dòng)和降低由內摩擦熱所致的升溫。最常用的外潤滑劑是硬脂酸及其金屬鹽類(lèi),內潤滑劑是低分子量的聚乙烯等。
10、脫模劑
脫模劑是一種介于模具和成品之間的功能性物質(zhì)。脫模劑有耐化學(xué)性,在與不同樹(shù)脂的化學(xué)成份(特別是苯乙烯和胺類(lèi))接觸時(shí)不被溶解。脫模劑還具有耐熱及應力性能,不易分解或磨損;脫模劑粘合到模具上而不轉移到被加工的制件上,不妨礙噴漆或其他二次加工操作。由于注塑、擠出、壓延、模壓、層壓等工藝的迅速發(fā)展,脫模劑的用量也大幅度地提高。
11、著(zhù)色劑
著(zhù)色劑是不能溶于普通溶劑化學(xué)物質(zhì),故要獲得理想的著(zhù)色性能,需要用機械方法將顏料均勻分散于塑料中。無(wú)機顏料熱穩定性、光穩定性?xún)?yōu)良,價(jià)格低,但著(zhù)色力相對差,相對密度大;有機顏料著(zhù)色力高、色澤鮮艷、色譜齊全、相對密度小,缺點(diǎn)為耐熱性、耐候性和遮蓋力等性質(zhì)不如無(wú)機顏料。著(zhù)色劑主要包括色母粒和熒光增白劑。
色母粒是一種把超常量的顏料或染料均勻載附于樹(shù)脂之中而制得的聚集體。其基本組成包括:顏料或染料、載體、分散劑、添加劑;具有以下優(yōu)勢:利于保持顏料的化學(xué)穩定性和顏色穩定性,提高顏料的分散性,操作簡(jiǎn)單,轉色容易,環(huán)境干凈,節省時(shí)間和原材料。
12、熒光增白劑
熒光增白劑是一種熒光染料,或稱(chēng)白色染料,也是一種復雜的有機化合物,它的特性是能激發(fā)入射光線(xiàn)產(chǎn)生熒光,使所染物質(zhì)獲得類(lèi)似螢石的閃閃發(fā)光的效應,使肉眼看到的物質(zhì)很白。按照熒光增白劑的母體分類(lèi),大致可將它們分為碳環(huán)類(lèi)、三嗪基氨基二苯乙烯類(lèi)、二苯乙烯-三氮唑類(lèi)、苯并噁唑類(lèi)、呋喃,苯并呋喃和苯并咪唑類(lèi)、1,3-二苯基-吡唑啉類(lèi)、香豆素類(lèi)、萘酰亞胺類(lèi)和雜類(lèi)等九類(lèi)。
13、抗靜電劑
抗靜電劑起著(zhù)消除或減少塑料制品表面產(chǎn)生靜電的作用??轨o電劑大多數是電解質(zhì),它們與合成樹(shù)脂的相溶性有限,這樣可以遷移至塑料表面,達到吸潮和消除靜電的作用。
14、抗菌劑
隨著(zhù)人們安全意識的不斷增強,越來(lái)越多的人開(kāi)始購買(mǎi)抗菌類(lèi)的塑料制品。而抗菌塑料中都會(huì )用到抗菌劑??咕鷦┲改軌蛟谝欢〞r(shí)間內,使某些微生物(細菌、真菌、酵母菌、藻類(lèi)及病毒等)的生長(cháng)或繁殖保持在必要水平以下的化學(xué)物質(zhì)??咕鷦┦蔷哂幸志蜌⒕阅艿奈镔|(zhì)。
由于工程塑料具有優(yōu)異性能,也更加符合節能環(huán)保潮流,近來(lái)工程塑料已被廣泛應用于電子電氣、汽車(chē)、建筑、辦公設備、機械、航空航天等行業(yè),以塑代鋼、以塑代木已成為國際流行趨勢。工程塑料已成為當今世界塑料工業(yè)中增長(cháng)速度最快的領(lǐng)域,其發(fā)展不僅對國家支柱產(chǎn)業(yè)和現代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)起著(zhù)支撐作用,同時(shí)也推動(dòng)傳統產(chǎn)業(yè)改造和產(chǎn)品結構的調整。未來(lái)十年,我國將逐步從制造大國向制造強國轉變,工程塑料使用量會(huì )將會(huì )日益升溫,而且迫于成本壓力,市場(chǎng)對材料本土化的呼聲也越來(lái)越高,這將會(huì )給國內供應商帶來(lái)無(wú)限的商機和廣闊應用前景。