【正文】 ? 例如 ,聚苯乙烯作為單一品種的樹脂問世以來 ,通過和丙烯腈 (AN)、甲基丙烯酸甲酯 (MMA)、丁二烯 (BD)等單體的共聚改性 ,通過和彈性體的合金化或通過和其他物質(zhì)的復(fù)合化改性等方法的不斷改良 ,現(xiàn)在已發(fā)展成為苯乙烯系樹脂的一大類樹脂 ,其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大 .一、共聚合? 加成共聚的方法? 耐沖擊性聚丙烯在制造時 ,首先是在聚丙烯的均聚物形成后 ,馬上進行乙烯和丙烯的共聚合 ,然后再用機械的方法所它們混合在一起 .因此 ,耐沖擊性聚丙烯樹脂是由聚丙烯均聚物和乙烯丙烯共聚物組成的混合物體系 .在受到?jīng)_擊時 ,主要是各個分散在均聚物體系的乙烯丙烯共聚物部分能吸收和消耗沖擊能 ,使體系的耐沖擊性得以提高的 ,耐沖擊聚丙烯樹脂具有較均衡的物性 ,且剛度、耐熱性、耐沖擊性均較好 ,具有廣泛的用途 .如果我們從固體的結(jié)構(gòu)角度看 ,這種共聚合可以被認為是專門為了實現(xiàn)合金化的共聚合方法 .? 圖 11顯示的照片為耐沖擊聚丙烯中乙烯、丙烯嵌段共聚物的形態(tài) .? 縮聚物中替換某種單體的方法? 人們可以利用在縮聚物中替換某種單體的方法來實現(xiàn)聚合物的高性能化 .? 如以尼龍、尼龍 66為代表的聚酰胺樹脂 ,為了使其獲得更好的剛性和抑制進行縮聚 ,制成含苯環(huán)的聚酰胺 .由于其主鏈上含有苯環(huán) ,與尼龍 6或尼龍 66相比則剛性較高 ,高溫時形狀穩(wěn)定性好 ,吸水率低等特點 .當(dāng)然 ,替換其中的二元胺也是可以的 ,如用鄰苯二甲胺替代尼龍 66中的二元胺而制成的塑料被用于薄壁制品 ,其用途正在不斷擴大 .? 其他? 如聚碳酸酯作為光學(xué)材料使用時 ,必須減少其雙折射率 .為此常用聚苯乙烯對其進行改性 ,但采用一般共混的方法 ,如下圖 (a)所示聚苯乙烯將少數(shù) um單位粒徑的粒子分散在聚碳酸酯中 ,則在化學(xué)結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出不均一性 .與之相比 ,若采用在聚碳酸酯的兩末端上結(jié)合苯乙烯的方法 ,其材料就可顯示出良好的均一性 ,如下圖 (b)所示 ,其共聚物的分子上聚苯乙烯部分都集中在聚碳酸酯的末端 .像這樣 ,苯乙烯以業(yè)已生成的聚碳酸酯末端為起點 ,聚合成聚苯乙烯的共聚合方式 ,一般被稱為接枝共聚 .二、 合 金 化 ? 把兩種以上的聚合物混合在一起各取其所長 ,互相彌補其所短的方法叫做合金化 .為了達到預(yù)期的目的 ,必須使體系像兩種以上的金屬經(jīng)熔融混合得到的金屬合金那樣 ,具有較穩(wěn)定的微分散結(jié)構(gòu) .? 如果兩種聚合物具有相容性 ,則可以達到分子水平的混合 ,這種混合物在成型中其行為舉動相當(dāng)于一種聚合物 ,其成型品中各部分的微觀結(jié)構(gòu)也是完全均一的 .但大多數(shù)聚合物之間是不相容的 ,對不相容的聚合物單純地用機械的手段將其混合 ,是不可能使其形成均一分散的結(jié)構(gòu)的 .為此 ,常常通過機械手段和化學(xué)手段并用的方法 ,盡可能使其形成較微細的分散 (微分散 ),以提高體系的均一程度實現(xiàn)良好的物性 ,這就是現(xiàn)在一般所進行的合金化的方法 .與之相比 ,前述共聚合的方法是通過化學(xué)手段實現(xiàn)合金化的方法 .? 相容性聚合物合金? 上個世紀七十年代 ,人們已經(jīng)認識到聚苯醚 (PPO)和聚苯乙烯 (PS)是能達到分子水平相容的 ,而后美國的 CE公司把用 PPO/PS混合的各種型號的成型材料推向了市場 .? 丙烯腈和苯乙烯的共聚物 (AS)和聚甲基丙烯甲酯之間有著較好的相容性 ,將兩者通過熔融混合而成的聚合物合金 ,商品名叫 Stylac,它具有透明性、耐候性兼務(wù)備的特性 .? 非相容性合金? 耐沖擊性聚丙烯、耐沖擊性聚苯乙烯等都屬于非相容性合金 .在非相容性合金中 ,大多數(shù)都是選擇彈性體聚合物以提高其基體聚合物有耐沖擊強度的體系 .? 最近問世的 Stylac AT30,也屬于這種合金 ,AS和 PMMA有較好的相容性 ,經(jīng)混合后制成的 AT30具有較好的表面硬度、透明性和耐沖擊性 .? 制作非相容性合金的另一種方法是 ,在混合時加入第三種聚合物作為相容劑以形成穩(wěn)定的微分散體系 .? 復(fù)合化? 所謂復(fù)合化 ,就是在聚合物中加入各種填料 (填充劑 )以實現(xiàn)高性能化的一種方法 .在各種聚合物中如聚丙烯、聚酰胺 (尼龍 )、聚碳酸酯等都是很常用的 ,而填充劑一般以玻璃纖維、碳纖維等為主流 .? 玻璃纖維具有價格低拉伸強度大的優(yōu)點 ,日本常用直徑為 13um的 ,而歐美常用 .碳纖維的強度和玻璃纖維差不多 ,但其重量輕 .一般玻璃纖維和碳纖維的配合量都在數(shù)十份左右 ,在這種情況下能使材料輕量化的面纖維是有利的 ,此外在要求高強度和高剛性的場合 ,碳纖維也是有利的 .? 配合 30%～ 40%的短玻璃纖維后對各種樹脂具有補強效果 ,凡添加了玻璃纖維的體系 ,在 100℃ 以上的高溫條件下 ,其拉抻強度能達到室溫條件的幾倍 。它具有優(yōu)良的抗沖擊性能 ,因摩擦系數(shù)低而耐磨性極優(yōu) ,尺寸穩(wěn)定性好 ,吸濕性較小 ,耐化學(xué)腐蝕性好 (除濃硝酸外 )。PA制品有時需要進行 “調(diào)濕處理 ”,以提高其韌性及尺寸穩(wěn)定性 .? PA66的加工條件 :? PA的模具制作聚 甲 醛 ( P O M )? POM的性能 :? POM是結(jié)晶型塑料 ,密度為 ,它的鋼性很好 ,俗稱 “賽鋼 ”.它具有耐疲勞、耐蠕變、耐磨、耐熱、耐沖擊等優(yōu)良的性能 ,且摩擦系數(shù)小 ,自潤滑性好 .POM不易吸濕 ,吸水率為 ～ %,在潮濕的環(huán)境中尺寸穩(wěn)定性好 ,其收縮率為 %(較大 ),注塑時尺寸較難控制 ,熱變形溫度為 172℃ ,聚甲醛有均聚甲醛兩種 ,共性能不同 (均聚甲醛耐溫性好一點 ).? POM的應(yīng)用 :? 可代替大部分有色金屬、汽車、機床、儀表內(nèi)件、軸承、緊固件、齒輪、彈簧片、管道、運輸帶配件、電水煲、泵殼、瀝水器、水龍頭等 .? POM的工藝特點 :? POM加工前可不用干燥 ,最好在加工過程中進行預(yù)熱 (80℃ 左右 ),對產(chǎn)品尺寸的穩(wěn)定性有好處 .POM的加工溫度很窄 (195～ 215℃ ),在炮筒內(nèi)停留時間稍長或溫度超過 220℃ 時就會分解 ,產(chǎn)生刺激性強的甲醛氣體 .POM料注塑時保壓壓力要較大 (與注射壓力相近 ),以減少壓力降 .螺桿轉(zhuǎn)速不能過高 ,殘量要少 。LLDPE性能非常優(yōu)良 ,與工程塑料相似 .PE耐化性好 ,不易腐蝕 ,印刷困難 ,印刷前表面需要進行氧化處理 .? PER的應(yīng)用 :? HDPE……包裝膠袋、日用品、水桶、電線、玩具、建材、容器? LDPE……包裝膠袋、膠花、玩具、高頻電線、文具等? PE的工藝特點 :? PE制件最顯著的特點是成型收縮率大 ,易產(chǎn)生縮水和變形 .PE料吸水性小 ,可不用干燥 .PE的加工溫度范圍很寬 ,不易分解 (分解溫度約為 300℃ ),其加工溫度為 180～220℃ 較好 。? G、塑料容許的注射壓力范圍 (設(shè)定注射壓力時考慮的因素 )。? A、塑料樹脂的平均分子量低 。 6取向而拉伸展開的樹脂分子 。即使是熱固性樹脂 ,超過 200攝氏度也會冒煙 ,并產(chǎn)生剝落 .? (2)隨著溫度的變化 ,性質(zhì)也會大大改變? 高溫自不待言 ,即使遇到低溫 ,各種性質(zhì)也會大大改變 .? (3)機械強度較低? 與同樣體積的金屬相比 ,機械強度低得多 ,特別是薄型制品 ,這種差別尤為明顯 .? (4)易于受特殊溶劑及藥品的腐蝕? 一般來說 ,塑料比較不容易受化學(xué)藥品的腐蝕 ,但有些塑料 (如 :PC、 ABS、PS等 )這方面的性質(zhì)特別差 。2)℃ 的蒸餾水中 ,經(jīng)過 24小時后所吸收的水份量 。? 軟質(zhì)塑料有 :軟 PVC、 K膠 (BS)、 TPE、 TPR、 EVA、 TPU等 .? 按塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類? A、聚烯烴類 (如 :LDPE、 MDPE、 HDPE、 LLDPE、 UHMWPE、 PP等 )? B、聚苯乙烯類 (如 :PS、 AS、 BS、 ABS、 MBS、 HIPS等 )? C、聚酰胺類 (如 :PA PA6 PA6 PA1010等 )? D、聚醚類 (如 :PC、 POM、 PSF、 PPO等 )? E、聚酯類 (如 :PBT、 PET等 )? F、丙烯酸酯類 (如 :PMMA)五、塑料的物理性能? (密度 )　 ★? 塑料的比重是在一定的溫度下 ,秤量試樣的重量與同體積水的重量之比值 ,單位為 g/cm3,常用液體浮力法作測定方法 .? 　 ★? 塑料的吸水性是指規(guī)定尺寸的試樣浸入一定溫度 (25177。透明塑料 (如 :PMMA、 PS、 PC等 )可制作透明的塑料制品 (如 :鏡片、標牌、罩板等 ).? (8)產(chǎn)品制造成本低? 塑料原料本身雖然不那么便宜 ,但如 (1)項所述 ,由于塑料易于加工 ,設(shè)備費用比較低廉 ,所以能降低產(chǎn)品成本 .? (1)耐熱性差、易于燃燒? 這是塑料最大的缺點 ,與金屬和玻璃制品相比 ,其耐熱性遠為低劣 ,溫度稍高 ,就會變形 ,而且易于燃燒 .燃燒時多數(shù)塑料能產(chǎn)生大量的熱、煙和有毒氣體 。? 5沿模腔壁面而流速極慢的部分 。或必須用高壓條件注塑 ,容易造成塑件內(nèi)應(yīng)力過大 .我們要根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、大小、厚薄情況 ,選擇流動性合適的塑料成型 .? 吸水性及揮發(fā)物含量? 在熱塑性塑料中或多或少地含有水分及揮發(fā)物 ,適量的水分有增塑的作用 .如果塑料中的水份及揮發(fā)物超過一定的比例時 ,則會在注塑時出現(xiàn)很多問題 (如 :降解、發(fā)霧、強度降低等 ),嚴重時可產(chǎn)生氣泡 (銀紋 )、表面粗糙 ,對于透明制品透光性被破壞 (渾濁不清 )等不良現(xiàn)象 ,對精密塑件很難保證其精度 .但是絕對干燥的塑料會引起流動性降低 ,脆性增加 ,成型時充模困難 ,也是不可使用的 ,這一點要特別注意 ,有的人認為塑料干燥得越充分越好 ,這是一個錯誤的觀念 .? 引起塑料中水分和揮發(fā)物多的原因主要有以下三個方面 。? F、塑料的結(jié)晶性 (設(shè)定模溫 /料溫時考慮的因素 )。耐熱性較好 (熱變形溫度為 98℃ ),其產(chǎn)品機械強度中等表面硬度低、易被硬物劃傷而留下痕跡 ,與 PS相比 ,不易脆裂 .? PMMA的應(yīng)用 :? 儀表鏡片、光學(xué)制品、電器、醫(yī)療器材、透明模型、裝飾品、太陽鏡片、假牙、廣告牌、鐘表面板、汽車尾燈、擋風(fēng)玻璃等 .? PMMA的工藝特點 :? PMMA的加工要求較嚴格 ,它對水份和溫度很敏感 ,加工前要充分干燥 ,其熔體粘度較大 ,需在較高溫度 (219～ 240℃ )和壓力下成型 ,模溫在 65～ 80℃ 較好 .PMMA熱穩(wěn)定性不太好 ,受高溫或在較高溫度下停留時間過長都會造成降解 .螺桿轉(zhuǎn)速不宜過大 (60rpm左右即可 ),較厚的 PMMA制件內(nèi)易出現(xiàn) “空洞 ”現(xiàn)象 ,需用大澆口和 “高料溫、高模溫、慢速 ”注射的條件來加工的 .? PMMA的加工條件 :? PMMA的模具制作 :聚 乙 烯 (P E)? PE的性能 :? PE是塑料中產(chǎn)量最大的一種塑料 ,密度為 ,特點是半透明、質(zhì)軟、無毒、價廉、加工方便 .PE是一典型的結(jié)晶型高聚物且有后收縮現(xiàn)象 .它的種類較多 ,常用的有 LDPE較軟 (俗稱軟膠或花料 ),HDPE俗稱硬性軟膠 ,它比 LDPE硬 ,透光性差 ,結(jié)晶度大 。料筒溫度不宜超過 300℃ ,熔料在料筒內(nèi)加熱時間不宜超過 30分鐘 .PA對模溫要求很高 ,可利用模溫的高低來控制其結(jié)晶性 ,以獲得所需的性能 .PA注塑時模溫在 50～ 90℃ 之間較好 ,PA6加工溫度在 230～ 250℃ 為宜 ,PA66加工溫度為 260～ 290℃ 。PPO長其在加工溫度下有 “交聯(lián) ”傾向 .? PPO的加工條件 :? PPO的模具制作 :聚對苯二甲酸丁二醇酯 ( P B T )? PBT的性能 :? PBT是一種性能優(yōu)良的結(jié)晶性工程塑料 ,剛性和硬度高 ,熱穩(wěn)定性好 .密度為 ～ ,結(jié)晶熔點為 220～ 267℃ 。但與 PC相比其韌性 /強度都較低 ,表面硬度低、易被硬物劃傷 .? PMMA較易燃燒 ,火焰呈藍色 (黃頂 ),不冒煙 ,燃燒易出現(xiàn)起滴起泡現(xiàn)象 。塑料著色以后 ,很難用肉眼直接看出是何種塑料 ,要用 “看、聽、聞、壓、摔、咬 ”的方法來綜合鑒別 .現(xiàn)將各種常用塑料的特性、制品性能、鑒別方法等簡單地介紹一下 ,供大家鑒別塑料材料時參考 .? 聚丙烯 (PP) 俗稱百折膠? PP是最輕的一種塑料 ,密度為 ～ ,比水輕 ,在水中能浮于水面 .PP料粒呈乳白色、半透明、蠟狀物 ,燃燒時速度慢 ,火焰上端呈黃色 ,中間帶藍 ,有燃滴滴落現(xiàn)象 ,熄滅火焰后 ,有一股石蠟氣味 .PP制品質(zhì)輕且硬 ,耐熱、耐腐蝕、耐疲勞性優(yōu)良 ,韌性好 (能經(jīng)受上萬次彎曲、折迭 ),PP制品易老化 .? 備注 :PP與 PE(聚乙烯 )特性相似 ,但 PE密度為 ～ ,密度比 PP稍大 ,硬度比 PP稍低 ,鑒定 PP時應(yīng)與 PE要仔細地加以區(qū)分開來 .? 苯乙烯 (PS) 俗稱硬膠? 純 PS是一種硬而脆的無色透明塑料 ,密度為 ,接近水的比重 .PS燃燒速度慢 ,火焰黃亮、閃光、冒黑煙 ,熄滅后有一股特殊的煤氣味 。 PC收縮率較低（ %左右 ),尺寸變化小 。若要改善收縮變形和凹陷 ,模溫宜控制在 35～ 65℃ 范圍內(nèi) ,PP的結(jié)晶溫度為 120～ 125℃ .PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出現(xiàn)披鋒 .PP在熔化過程中 ,要吸收大量的熔解熱 (比熱較大 ),產(chǎn)品出模后比較燙 .PP 料加工時不需干燥 ,PP的收縮率和結(jié)晶度比 PE低 .