第一篇:ABS工程塑料
ABS合金材料的研究進(jìn)展
許國(guó)棟
摘要:ABS樹(shù)脂是一種用途極廣的熱塑性工程塑料,它可以單獨(dú)使用,也可以與其它聚合物共混制成具有某些特殊性能的合金材料。文中闡述了
PVC/ABS、PC/ABS、PA/ABS、PBT/ABS幾種ABS合金的相容性、共混組成與性能的關(guān)系。
關(guān)鍵詞:ABS合金;聚碳酸酯;聚氯乙烯;尼龍
1ABS塑料概述
ABS樹(shù)脂屬聚苯乙烯樹(shù)脂,是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三中單體的共聚物,由于它具有卓越的性能,被稱(chēng)為通用型工程塑料。它是苯乙烯類(lèi)樹(shù)脂中發(fā)展最快的一個(gè)品種,ABS樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣泛的聚臺(tái)物共混物之一。不僅具有韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)件能,而且具有極好的耐化學(xué)藥品性,尺寸穩(wěn)定性、表面光澤度、耐低溫特性、著色性能和加工流動(dòng)性能等優(yōu)點(diǎn)。ABS樹(shù)脂自1947年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來(lái),發(fā)展極其迅速,在世界范圍內(nèi),ABS樹(shù)脂的年需求量以5%~8%的速度增長(zhǎng);在我國(guó),年需求量更是以15%的速度持續(xù)增長(zhǎng)。
1.1ABS樹(shù)脂的合成20世紀(jì)20年代中期,采用本體法或溶液沉淀法在天然橡膠存在下制備抗沖改性聚苯乙烯技術(shù)的雛形就已出現(xiàn)。到20世紀(jì)50年代,懸浮法、乳液法、本體法聚合工藝都被用于高抗沖聚苯乙烯(HIPS)或丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)的合成。1957年,美國(guó)Borg-Wamer的Cycolac系列乳液接枝法ABS被推向市場(chǎng)并迅速成為主導(dǎo)產(chǎn)品。20多年后,美國(guó)Dow化學(xué)公司本體法生產(chǎn)的MAGNUM系列ABS面市。2002年,Dow化學(xué)公司該系列ABS全球范圍產(chǎn)能占全球ABS總產(chǎn)能的5.1%[1]。顯然,ABS本體法工藝不能完全替代乳液法工藝,即自身局限性阻止了前者發(fā)展問(wèn)。早期的ABS樹(shù)脂采用共混法,一般70份苯乙烯—丙烯腈共聚物與40份丁腈橡膠混合。目前工業(yè)上生產(chǎn)的ABS樹(shù)脂主要采用乳液接枝法,是苯乙烯單體和丙烯腈接枝在聚丁二烯乳膠上得到的。各個(gè)組分對(duì)ABS的使用性能產(chǎn)生不同的作用:丙烯腈主要提供耐化學(xué)性和熱穩(wěn)定性,丁二烯提供韌性和沖擊強(qiáng)度,苯乙烯則賦予了ABS的良好的剛性和加工性。三種組
分的比例:A為25%~30%;B為25%~30%;C為40%~50%。最常見(jiàn)的比例是A:B:S=20:30:50。ABS塑料的成型溫度為180~250℃,但是最好不要超過(guò)240℃,此時(shí)樹(shù)脂會(huì)有分解。1.2ABS樹(shù)脂的性能
1.2.1ABS塑料的一般性能
ABS樹(shù)脂一般式不透明,外觀呈淺象牙色,能配成任何顏色;ABS無(wú)毒、無(wú)臭、堅(jiān)韌、質(zhì)硬、呈剛性,并有較好的耐溫性和耐蠕變性;ABS不透水、常溫下吸水率小于1%,表面可拋光;ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能,其沖擊強(qiáng)度極好,可以在極低的溫度下使用;ABS的耐磨性?xún)?yōu)良,尺寸穩(wěn)定性好,又具有耐油性,可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大,但比PA及POM小。ABS的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度屬塑料中較差的。ABS的力學(xué)性能受溫度的影響較大。ABS的熱變形溫度為93~118℃,制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時(shí)仍能表現(xiàn)出一定的韌性,可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。ABS的電絕緣性較好,并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響,可在大多數(shù)環(huán)境下使用。ABS不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿及多種酸的影響,但可溶于酮類(lèi)、醛類(lèi)及氯代烴中,受冰乙酸、植物油等侵蝕會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂。ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易產(chǎn)生降解;于戶(hù)外半年后,沖擊強(qiáng)度下降一半。ABS同PS一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料,可用通用的加工方法加工[2]。1.2.2ABS塑料的加工性能
ABS的熔體流動(dòng)性比PVC和PC好,但比PE、PA及PS差,與POM和HIPS類(lèi)似;ABS的流動(dòng)特性屬非牛頓流體;其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系,但對(duì)剪切速率更為敏感。ABS的熱穩(wěn)定性好,不易出現(xiàn)降解現(xiàn)象。ABS的吸水率較高,加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。一般制品的干燥條件為溫度80~85℃,時(shí)間2~4h;對(duì)特殊要求的制品(如電鍍)的干燥條件為溫度70~80℃,時(shí)間18~18h。ABS制品在加工中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,內(nèi)應(yīng)力的大小可通過(guò)浸入冰乙酸中檢驗(yàn);如應(yīng)力太大和制品對(duì)應(yīng)力開(kāi)裂絕對(duì)禁止,應(yīng)進(jìn)行退火處理,具體條件為放于70~80℃的熱風(fēng)循環(huán)干燥箱內(nèi)2~4h,再冷卻至室溫即可。
2ABS合金材料
ABS樹(shù)脂通常是指聚丁二烯的苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物與苯乙烯一丙烯腈游離共聚物(SAN)的混合物。其中,接枝在聚丁二烯橡膠上的苯乙烯、丙烯腈接枝共聚物為聚丁二烯橡膠和SAN樹(shù)脂提供了良好的相容化界面,形成了穩(wěn)定的2相結(jié)構(gòu)。ABS樹(shù)脂中含有側(cè)苯基、氰基和不飽和雙鍵使ABS與許多聚合物有比較好的相容性,這為ABS樹(shù)脂的共混改性創(chuàng)造了有利條件。為此,將各種不同材料與ABS共混以期獲得滿(mǎn)意的性能,于是種類(lèi)繁多的ABS合金應(yīng)運(yùn)而生。目前ABS合金的種類(lèi)已達(dá)幾十種,并且由二元向三元、多元化方向發(fā)展。
2.1PVC/ABS合金
PVC是較早下業(yè)化的一個(gè)大品種塑料。由于其加工性能、力學(xué)性能及耐候性能等方面不盡如人意,在實(shí)際應(yīng)用上受到了限制,多年來(lái)人們采用各種改性劑對(duì)其進(jìn)行改性。將PVC與ABS共混,意在使PVC從通用塑料過(guò)渡為工程塑料,并獲得一類(lèi)可在某些應(yīng)用領(lǐng)域代替ABS的較為廉價(jià)的新型材料。實(shí)踐證明,PVC/ABS共混物綜合了ABS耐沖擊、耐低溫、易于成型加工以及PVC的阻燃、剛性強(qiáng)、耐腐蝕、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),因而在機(jī)械零件、紡織器材、汽車(chē)儀表、電器元件、箱包制造等方面顯示出極大的發(fā)展?jié)摿3]。
ABS用量是影響PVC/ABS共混物的主要因素。隨著ABS用量的增加,PVC/ABS共混物的韌性得到了提高。這是由丁ABS粒子作為應(yīng)力集中體,引發(fā)銀紋和剪切帶,消耗了大量能量,而且其中的橡膠粒子產(chǎn)生變形形會(huì)消耗能量。彈性體能有效地控制銀紋發(fā)展,使其不會(huì)成為裂紋。綜合效果使共混物的韌性得到提高一隨著ABS用量的增加.PVC/ABS共混物的沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都有所提高,但拉伸強(qiáng)度和硬度卻會(huì)降低。實(shí)踐證明,ABS的含母(質(zhì)量分?jǐn)?shù))以不超過(guò)40%為佳。否則,會(huì)引起共混物的綜合性能下降。
為了提高PVC/ABS合金的阻燃性、熱穩(wěn)定性、加工流動(dòng)性等,要對(duì)PVC/ABS合金進(jìn)行改性,其方法有2種。(1)通過(guò)合成方法生產(chǎn)有特殊性能的ABS樹(shù)脂,再用來(lái)制造PVC/ABS合金。(2)通過(guò)機(jī)械共混,改變ABS與PVC配比以及調(diào)整PVC中增塑劑含量在高溫、高剪切等條件下形成三元共混體系。
2.2PC/ABS合金
聚碳酸酯(PC)是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料,具有優(yōu)良的機(jī)械性能和抗沖擊強(qiáng)度高,廣泛應(yīng)用于電子、電器和汽車(chē)制造業(yè)。
由于PC熔點(diǎn)高,加工流動(dòng)性差,制品易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)裂,對(duì)缺口敏感性強(qiáng),價(jià)格也非常高,因而在一定程度上限制了它的應(yīng)用。將ABS樹(shù)脂與PC共混,既提高了ABS的耐熱性能和力學(xué)性能,又降低了PC成本和熔體粘度,提高了流動(dòng)性,改善了加工性,減少了制品內(nèi)應(yīng)力和沖擊強(qiáng)度對(duì)制品厚度的敏感性。制得的PC/ABS合金,既具有較高的沖擊強(qiáng)度、撓曲性、剛性和耐熱性,同時(shí)又具有良好的加工性能,并改善了耐化學(xué)品性和低溫韌性,ABS高10℃左右,同時(shí)價(jià)格適中,使得PC/ABS合金成為世界上銷(xiāo)售量最大的商業(yè)化聚合物合金。以PC和ABS為主要原料的PC/ABS合金是一種重要的工程塑料合金,具有良好的成型性和耐低溫沖擊性能、較高的熱變形溫度及光穩(wěn)定性。與PC相比,降低了熔體粘度,改善了加工性能,并大大提高了產(chǎn)品耐應(yīng)力開(kāi)裂的性能,與ABS相比,提高了耐熱性和耐候性,成本介于PC和ABS之問(wèn),又兼具兩者的良好性能,能更好地應(yīng)用于汽車(chē)、電子、電器等行業(yè)。20世紀(jì)60年代中期,美國(guó)Borg-Warner Chemicals公司首先開(kāi)發(fā)出第一個(gè)PC/ABS合金,之后國(guó)外許多大公司相繼開(kāi)發(fā)出很多PC/ABS合金產(chǎn)品,如阻燃PC/ABS、玻璃纖維增強(qiáng)PC/ABS等[4]。
2.3PA/ABS合金
尼龍(PA)是一種結(jié)晶性、強(qiáng)極性的聚合物,而ABS是一種非結(jié)晶性、弱極性的聚合物,2者的溶解度參數(shù)相差較大,PA/ABS合金是1種結(jié)晶/非結(jié)晶共混體系,體系的形態(tài)結(jié)構(gòu)呈細(xì)微的相分離狀態(tài)。為提高PA與ABS的相容性,通常在體系加入ABS-g-MAH(馬來(lái)酸酐)這種帶有羧酸官能團(tuán)的接枝共聚物。其相容化作用被認(rèn)為是ABS-g-MAH與PA發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而提高了兩組分間的親合性,ABS-g-MAH的加入能迅速提高PA/ABS合金的拉伸斷裂強(qiáng)度(特別是濕態(tài)拉伸斷裂強(qiáng)度),但當(dāng)ABS-g-MAH的加入量超過(guò)一定值時(shí),其合金的性能又有所下降,這可能是因?yàn)榘l(fā)生了相轉(zhuǎn)變,使PA與ABS之間的相容性下降導(dǎo)致合金的性能有所降低[5]。
PAl010是國(guó)內(nèi)特有的聚合物,具有堅(jiān)韌、耐磨、耐溶劑、耐油、易成型加工等特點(diǎn),但它又有低溫和干態(tài)沖擊強(qiáng)度低、尺寸穩(wěn)定性差和吸水后性能下降的缺點(diǎn)。與ABS共混不但能使PAl010的性能得到改善同時(shí)能降低PAl010的價(jià)格,利于推廣應(yīng)用。PAl010與ABS也是不相容體系,在共混時(shí)需加入相容劑。實(shí)驗(yàn)研究表明,ABS-g-MAH作為相溶劑地加入改善了PA 1010與ABS的相容性,增強(qiáng)了PAl010與ABS之間的界面粘合力,使分散相ABS在PAl010中的分布較均勻,顆粒直徑也較?。磺译S著MAH接枝量的增加可提高PAl010/ABS合金的沖擊強(qiáng)度。
2.4PBT/ABS合金
聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(PBT)是美國(guó)于20世紀(jì)70年代首先開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的一種結(jié)晶型熱塑性工程塑料。它具有優(yōu)良的綜合性能,良好的力學(xué)性能、耐熱性和耐化學(xué)藥品性能及優(yōu)異的自潤(rùn)滑性能。PBT結(jié)晶速度快,在較低溫度下可迅速結(jié)晶,所以成型加工性良好,成型周期短,近年來(lái)在電氣等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。但是,PBT也有一些缺點(diǎn),如缺口沖擊強(qiáng)低,高載荷下熱變形溫度低,高溫下剛性差。而通過(guò)將ABS與PBT共混,充分地利用了PBT的結(jié)晶性和ABS的非結(jié)晶性特征,使得PBT/ABS合金具有優(yōu)良的加工成型性、尺寸穩(wěn)定性、耐藥品性以及可涂裝性[6]。
PBT/ABS合金廣泛用作汽車(chē)、摩托車(chē)的內(nèi)外裝飾件、小家電部件、光學(xué)儀器、辦公設(shè)備部件與外殼;玻璃纖維增強(qiáng)PBT/ABS合制品表面光潔、耐高溫?zé)Y(jié)涂覆、耐汽油,可作為摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)罩及其他部件;最近開(kāi)發(fā)的碳纖維增強(qiáng)型PBT/ABS,剛性在15 GPa以上,具有良好的加工流動(dòng)性,高剛性、低撓度、表面光潔、柔性好,并具有良好的電磁屏蔽性能,因此,是手提電腦、筆記本電腦理性的外殼材料。
3結(jié)束語(yǔ)
(1)國(guó)外對(duì)ABS合金的研究始于20世紀(jì)50年代。美國(guó)的率先成功開(kāi)發(fā)出具有工業(yè)價(jià)值的ABS合金,隨后日本、西歐等國(guó)家和地區(qū)的公司也紛紛開(kāi)發(fā)出各種用途的ABS合金。經(jīng)過(guò)幾十年的探索與發(fā)展。到20世紀(jì)80年代進(jìn)入了大規(guī)模實(shí)用化階段。特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代。隨著高分子材料
應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大和使用要求的不斷提高。單一品種的聚合物己無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際的需要。
(2)對(duì)現(xiàn)已工業(yè)化的聚合物通過(guò)對(duì)其改性制成合金不僅耗資少、周期短而且風(fēng)險(xiǎn)小、效益高。
(3)國(guó)外當(dāng)前都在大力發(fā)展聚合物合金,而我國(guó)ABS合金產(chǎn)品的研究水平還較低,許多ABS合金品種依賴(lài)進(jìn)口。為此有必要對(duì)ABS樹(shù)脂與其它 高聚物共混改性進(jìn)行比較深入的研究,開(kāi)發(fā)出具有不同性能的ABS共混合金,這樣一方面有助于拓寬ABS樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域,另一方面也可以進(jìn)一步縮小與國(guó)外差距。
參考文獻(xiàn):
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第二篇:工程塑料
工程塑料
工程塑料英文名為:engineering-plastics,工程塑料是指被用做工業(yè)零件或外殼材料的工業(yè)用塑料,是強(qiáng)度、耐沖擊性、耐熱性、硬度及抗老化性均優(yōu)的塑料。日本業(yè)界將它定義為“可以做為構(gòu)造用及機(jī)械零件用的高性能塑料,耐熱性在100℃ 以上,主要運(yùn)用在工業(yè)上”。
主要性能主要性能如下: 熱性質(zhì)
玻璃化溫度(Tg)及熔點(diǎn)(Tm)高;熱變形溫度(HDT)高;長(zhǎng)期使用溫度高(UL-746B);使用溫度范圍大;熱膨脹系數(shù)小。機(jī)械性質(zhì)
高強(qiáng)度、高機(jī)械模數(shù)、低潛變性、強(qiáng)耐磨損及耐疲勞性。其它
耐化學(xué)藥品性、抗電性、耐燃性、耐候性、尺寸安定性佳。
發(fā)展
和通用塑料相比,工程塑料在機(jī)械性能、耐久性、耐腐蝕性、耐熱性等方面能達(dá)到更高的要求,而且加工更方便并可替代金屬材料。近年來(lái)工程塑料被廣泛應(yīng)用于電子電氣、汽車(chē)、建筑、辦公設(shè)備、機(jī)械、航空航天等行業(yè),以塑代鋼、以塑代木已成為國(guó)際流行趨勢(shì)。工程塑料已成為當(dāng)今世界塑料工業(yè)中增長(zhǎng)速度最快的領(lǐng)域,其發(fā)展不僅對(duì)國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)起著支撐作用,同時(shí)也推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整。
由于我國(guó)汽車(chē)、電子和建筑等行業(yè)發(fā)展迅速,當(dāng)前,我國(guó)已成為全球工程塑料需求增長(zhǎng)最快的國(guó)家。據(jù)中投分析,在今后,隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,工程塑料的需求將會(huì)進(jìn)一步得到增長(zhǎng),我國(guó)工程塑料行業(yè)發(fā)展前景十分廣闊。以家電行業(yè)來(lái)說(shuō),今后僅以冰箱、冷柜、洗衣機(jī)、空調(diào)及各類(lèi)小家電產(chǎn)品每年的工程塑料需求量將達(dá)60萬(wàn)噸左右。而用于通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及鐵路、公路建設(shè)等方面的工程塑料用量則更為驚人,預(yù)計(jì)今后數(shù)年內(nèi)總需求量將達(dá)到450萬(wàn)噸以上。
據(jù)《2013-2017年中國(guó)工程塑料行業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)需求與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示,2010年,我國(guó)工程塑料消費(fèi)量達(dá)244.3萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)11%,是全球需求增長(zhǎng)最快的國(guó)家;2011年我國(guó)工程塑料消費(fèi)量為272萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)11.34%。預(yù)計(jì)到2013年我國(guó)工程塑料消費(fèi)量將達(dá)到337萬(wàn)噸,2015年達(dá)到417萬(wàn)噸。
中國(guó)工程塑料工業(yè)歷經(jīng)10年發(fā)展,成果豐碩,已逐步形成了具有樹(shù)脂合成、塑料改性與合金、加工應(yīng)用等相關(guān)配套能力的完整產(chǎn)業(yè)鏈。這是中國(guó)工程塑料工業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)楊偉才在5月27日北京召開(kāi)的中國(guó)工程塑料工業(yè)協(xié)會(huì)峰會(huì)上表示的。
10年前,中國(guó)工程塑料業(yè)剛剛起步,生產(chǎn)能力與需求相比嚴(yán)重滯后,原料樹(shù)脂85%以上依靠進(jìn)口,一半以上的改性樹(shù)脂材料使用國(guó)外產(chǎn)品。而時(shí)至今日,中國(guó)的工程塑料樹(shù)脂均能在國(guó)內(nèi)生產(chǎn),聚合能力已經(jīng)達(dá)到每年60萬(wàn)噸左右,改性樹(shù)脂材料年產(chǎn)量也有200多萬(wàn)噸,就連過(guò)去國(guó)外對(duì)中國(guó)禁運(yùn)的特種工程塑料樹(shù)脂,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)幾乎都有生產(chǎn),并且能夠少量出口。
中國(guó)工程塑料工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)表明,在過(guò)去的10年里,中國(guó)工程塑料產(chǎn)值年均增長(zhǎng)20%以上,企業(yè)規(guī)模不斷發(fā)展壯大,科技水平日益提高。目前,在工程塑料合成方面已有中藍(lán)集團(tuán)、云天化集團(tuán)、神馬集團(tuán)、儀征化纖、德陽(yáng)科技等上規(guī)模的企業(yè)。由于工程塑料具有特別優(yōu)異的性能,其技術(shù)發(fā)展水平受到政府層面的重視,已被列入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展綱要中高新技術(shù)的重點(diǎn)選項(xiàng)。在今年科技部產(chǎn)業(yè)支撐計(jì)劃中,有非光氣法聚碳酸酯等7個(gè)工程塑料項(xiàng)目被列入。另外,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)攻關(guān),目前中國(guó)工程塑料技術(shù)水平發(fā)展較快,在改性材料與樹(shù)脂合金方面,部分產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)也已接近國(guó)外先進(jìn)水平。一些特種工程塑料產(chǎn)品的工藝技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到國(guó)際先進(jìn)行列。
主要品種及用途
工程塑料是指一類(lèi)可以作為結(jié)構(gòu)材料,在較寬的溫度范圍內(nèi)承受機(jī)械應(yīng)力,在較為苛刻的化學(xué)物理環(huán)境中使用的高性能的高分子材料,有良好的機(jī)械性能和尺寸穩(wěn)定性,在高、低溫下仍能保持其優(yōu)良性能,可以作為工程結(jié)構(gòu)件的塑料。如ABS、尼龍、聚砜等。
通用工程塑料包括聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、聚酰胺(尼龍,Polyamide,PA)、聚甲醛(Polyacetal,Polyoxy Methylene,POM)、變性聚苯醚(Poly Phenylene Oxide,變性PPE)、聚酯(PETP,PBTP)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide,PPS)、聚芳基酯。而熱固性工程塑料則有不飽和聚酯、酚塑料、環(huán)氧塑料等。拉伸強(qiáng)度均超過(guò)50MPa,耐沖擊性超過(guò)50J/m2,彎曲彈性模量在24000kg/cm2,負(fù)載撓曲溫度超過(guò)100℃,其硬度、抗老化性?xún)?yōu)。聚丙烯若改善硬度及耐寒性,則亦可列入工程塑料的范圍。此外,較特殊者為強(qiáng)度弱、耐熱、耐藥品性?xún)?yōu)的氟塑料,耐熱性?xún)?yōu)的矽溶融化合物、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、Polybismaleimide、Polysufone(PSF)、PES、丙烯塑料、變性蜜胺塑料、BT Resin、PEEK、PEI、液晶塑料等。因?yàn)榉肿咏Y(jié)構(gòu)不同,故耐化學(xué)性、耐摩擦性、電性能等也有若干差異。且因成形方法的不同,故有的方法適用于每一種塑料,而有的成型方法只能適用于某一種或者某幾種塑料。
聚酰胺
(PA,俗名:尼龍)由于它獨(dú)特的低比重、高抗拉強(qiáng)度、耐磨、自潤(rùn)滑性好、沖擊韌性?xún)?yōu)異、具有剛?cè)峒鎮(zhèn)涞男阅芏A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(yùn)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(diào)節(jié)閥等零部件,大約每輛汽車(chē)消耗尼龍制品達(dá)3.6~4千克。聚酰胺在汽車(chē)工業(yè)的消費(fèi)比例最大,其次是電子電氣。
聚酰胺改性目的的不同,聚酰胺改性可分為增強(qiáng)、增韌、阻燃、填充和合金等類(lèi)型。近年來(lái)關(guān)于聚酰胺的納米復(fù)合材料的研究也取得了較大的進(jìn)展。
得到具有更高強(qiáng)度和熱變形溫度的聚酰胺材料,將無(wú)機(jī)或有機(jī)纖維或填料加入聚酰胺基體中,用共混擠出的方法制得高強(qiáng)度聚酰胺復(fù)合材料。增強(qiáng)PA的品種繁多,幾乎所有的聚酰胺材料都可以制得增強(qiáng)品種。
主要商品化品種有:增強(qiáng)PA6、增強(qiáng)PA66、增強(qiáng)PA46、增強(qiáng)PA1010、增強(qiáng)PA610等。其中產(chǎn)量最大的是增強(qiáng)PA6和PA66。常用的聚酰胺增強(qiáng)材料有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維,無(wú)機(jī)晶須也被用于聚酰胺的增強(qiáng)。聚苯硫醚
聚苯硫醚 PPS,全稱(chēng)為聚亞苯基硫醚,英文名稱(chēng)為 Polyphenylene Sulfide,簡(jiǎn)稱(chēng) PPS。PPS 是美國(guó)菲利普公司于 1971 年首先實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的,目前其年生產(chǎn)能力為 0.8 萬(wàn) t;其次為日本的東麗公司,其年生產(chǎn)能力為 0.75 萬(wàn) t。其他一些生產(chǎn)廠家也主要集中在美國(guó)和日本,西歐各國(guó)現(xiàn)在均不生產(chǎn) PPS。我國(guó)的天津合成材料研究所、廣州化學(xué)試劑二廠、四川自貢化學(xué)試劑廠、河北工學(xué)院化工系及廣州化工研究所等單位曾有少量生產(chǎn)目前只有自貢和成都。到 2000 年,世界 PPS 的產(chǎn)量可達(dá)到5 萬(wàn) t/a。PPS 的最大需求為日本占 33%,北美占 32%,西歐占 9%,亞太占 16%。
PPS 的突出性能有:①良好的耐熱性能,可在180~220℃溫度范圍內(nèi)使用;②耐腐蝕性接近聚四氟乙烯;③電性能優(yōu)異;④機(jī)械性能優(yōu)異;⑤阻燃性能好。PPS 的不足之處有:①價(jià)格太高,在耐高溫塑料中屬于低價(jià)位,但比通用工程塑料高許多;②韌性差,性脆;③加工中粘度不穩(wěn)定。純 PPS 因性脆很少單獨(dú)使用,應(yīng)用的 PPS 為其改性能品種。具體有:40%玻璃纖維增強(qiáng) PPS(R4),無(wú)機(jī)填充 PPS(R8),碳纖維增強(qiáng) PPS(G6)等。PPS 目前用于汽車(chē)占45%,用于電子、電器占 30%,其他占 25%。PPS 的發(fā)展速度很快,預(yù)計(jì)它將成為第六大工程塑料。聚碳酸酯
(pc)既具有類(lèi)似有色金屬的強(qiáng)度,同時(shí)又兼?zhèn)溲诱剐约皬?qiáng)韌性,它的沖擊強(qiáng)度極高,用鐵錘敲擊不能被破壞,能經(jīng)受住電視機(jī)熒光屏的爆炸。聚碳酸酯的透明度又極好,并可施以任何著色。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(hào)燈,體育館、體育場(chǎng)的透明防護(hù)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(jī)座艙玻璃,摩托車(chē)駕駛安全帽。用量最大的市場(chǎng)是計(jì)算機(jī)、辦公設(shè)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。聚甲醛
聚甲醛(POM)是一種性能優(yōu)良的工程塑料,在國(guó)外有“奪鋼”、“ 超鋼”之稱(chēng)。POM具有類(lèi)似金屬的硬度、強(qiáng)度和鋼性,在很寬的溫度和濕度范圍內(nèi)都具有很好的自潤(rùn)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(tǒng)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(yīng)用于電子電氣、機(jī)械、儀表、日用輕工、汽車(chē)、建材、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。在很多新領(lǐng)域的應(yīng)用,如醫(yī)療技術(shù)、運(yùn)動(dòng)器械等方面,POM也表現(xiàn)出較好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。PBT
聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯
(PBT)是一種熱塑性聚酯,非增強(qiáng)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(jié)晶,加工周期短。聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)被廣泛應(yīng)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(jī)的回掃變壓器、汽車(chē)分電盤(pán)和點(diǎn)火線(xiàn)圈、辦公設(shè)備殼體和底座、各種汽車(chē)外裝部件、空調(diào)機(jī)風(fēng)扇、電子爐灶底座、辦公設(shè)備殼件。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(zhǎng)期負(fù)荷下,具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性和突出的電絕緣性,使用溫度范圍廣,可聚苯醚
聚苯醚
在-127~121℃范圍內(nèi)長(zhǎng)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(qiáng)度和抗沖強(qiáng)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(yī)療器械。在機(jī)電工業(yè)中可制作齒輪、鼓風(fēng)機(jī)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。1964年,美國(guó)通用電氣公司首先用2,6-二甲基苯酚為原料實(shí)現(xiàn)聚苯醚工業(yè)化生產(chǎn)。1966年,通用電氣公司又生產(chǎn)了改性聚苯醚(MPPO)。1984年,世界聚苯醚的消費(fèi)量為163kt。
第三篇:PPS工程塑料
PPS工程塑料
1: 聚苯硫醚 英文名稱(chēng): Polyphenylene sulfide,簡(jiǎn)稱(chēng)PPS.中文名稱(chēng): 聚苯硫醚,是一種新型高性能熱塑性樹(shù)脂
聚苯硫醚是一種結(jié)晶性的聚合物。未經(jīng)拉伸的纖維具有較大的無(wú)定形區(qū)(結(jié)晶度約為5%),在125℃時(shí)發(fā)生結(jié)晶放熱,玻璃化溫度為93℃;熔點(diǎn)281℃。拉伸纖維在拉伸過(guò)程中產(chǎn)生了部分結(jié)晶,(增加至30%),如在130—230℃溫度下對(duì)拉伸纖維進(jìn)行熱處理,可使結(jié)晶度增加到60—80%。因此,拉伸后的纖維沒(méi)有明顯的玻璃化轉(zhuǎn)變或結(jié)晶放熱現(xiàn)象,其熔點(diǎn)為284℃。隨著拉伸熱定形后結(jié)晶度的提高,纖維的密度也相應(yīng)增大,由拉伸前的1.33g/cm3到拉伸后的1.34g/cm3,經(jīng)熱處理后則可達(dá)1.38g/cm3。PPS是一種綜合性能優(yōu)異的特種工程塑料。PPS具有優(yōu)良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機(jī)械性能和極好的尺寸穩(wěn)定性以及優(yōu)良的電性能等特點(diǎn),被廣泛用作結(jié)構(gòu)性高分子材料,通過(guò)填充、改性后廣泛用作特種工程塑料。同時(shí),還可制成各種功能性的薄膜、涂層和復(fù)合材料,在電子電器、航空航天、汽車(chē)運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域獲得成功應(yīng)用。近年來(lái),國(guó)內(nèi)企業(yè)積極研發(fā),并初步形成了一定的生產(chǎn)能力,改變了以往完全依賴(lài)進(jìn)口的狀況。但是,中國(guó)PPS技術(shù)還存在產(chǎn)品品種少、高功能產(chǎn)品少、產(chǎn)能急待擴(kuò)大等問(wèn)題,這些將是PPS下一步發(fā)展的重點(diǎn)。特點(diǎn): 具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、高阻燃、耐化學(xué)藥品性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn);具有硬而脆、結(jié)晶度高、難燃、熱穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度較高、電性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
PPS是工程塑料中耐熱性最 好的品種之一,熱變形溫度一般大于260度、抗化學(xué)性?xún)H次于聚四氟乙烯,流動(dòng)性?xún)H次于尼龍。
此外,它還具有成型收縮率?。s0.08%),吸水率低(約0.02%),防火性好、耐震動(dòng)疲乏性好等優(yōu)點(diǎn)。
比重:1.36克/立方厘米成型收縮率:0.7%成型溫度:300-330℃ PPS塑料的物料性能
1、電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良,白色硬而脆,跌落于地上有金屬響聲,透光率僅次于有機(jī)玻璃,著色性耐水性,化學(xué)穩(wěn)定性良好。有優(yōu)良的阻燃性,為不燃塑料。
2、強(qiáng)度一般,剛性很好,但質(zhì)脆,易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂,不耐苯.汽油等有機(jī)溶劑.長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)260度,在400度的空氣或氮?dú)庵斜3址€(wěn)定。通過(guò)加玻璃纖維或其它增強(qiáng)材料改性后,可以使沖擊強(qiáng)度大為提高,耐熱性和其它機(jī)械性能也有所提高,密度增加到1.6-1.9,成型收縮率較小到0.15-0.25%適于制作耐熱件.絕緣件及化學(xué)儀器.光學(xué)儀器等零件.PPS塑料的成型性能
1.無(wú)定形料,吸濕小,但宜干燥后成型。2.流動(dòng)性介于ABS和PC之間,凝固快,收縮小,易分解,選用較高的注射壓力和注射速度。模溫取100-150度。主流道錐度應(yīng)大,流道應(yīng)短。PPS塑料缺點(diǎn)是脆性大、韌性差,耐沖擊強(qiáng)度低,經(jīng)過(guò)改良以后,可以獲得十分優(yōu)異的綜合性能,市場(chǎng)出售的產(chǎn)品均為其改良的產(chǎn)品.PPS塑料廣泛運(yùn)用于:
電子方面:視機(jī)、電腦上的高壓元件、外殼、插座、接線(xiàn)柱,電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)線(xiàn)圈、葉片,電刷托架及轉(zhuǎn)子絕緣部件,接觸開(kāi)關(guān),繼電器,電熨斗,吹風(fēng)機(jī),燈頭,暖風(fēng)機(jī),F(xiàn) 級(jí)薄膜等。汽車(chē)工業(yè):適用于排氣再循環(huán)閥及水泵葉輪,及汽化器、排氣裝置、排氣調(diào)節(jié)閥、燈光反射器、軸承、傳感部件等。
機(jī)械工業(yè):用作軸承、泵、閥門(mén)、活塞、精密齒輪、以及復(fù)印機(jī)、照相機(jī)、計(jì)算機(jī)零部件,導(dǎo)管、噴霧器、噴油嘴、儀器儀表零件等。
化工領(lǐng)域:用于制作耐酸堿的閥門(mén)管道、管件、閥門(mén)、墊片及潛水泵或葉輪等耐腐蝕零部件。國(guó)外PPS生產(chǎn)情況
目前全球PPS樹(shù)脂的生產(chǎn)能力已經(jīng)超過(guò)5萬(wàn)噸/年,成為特種工程塑料的第一大品種和繼聚碳、聚酯、聚甲醛、尼龍及聚苯醚等五大工程塑料之后的第六大工程塑料品種。其生產(chǎn)格局是:只有美國(guó)、日本和中國(guó)掌握PPS樹(shù)脂的工業(yè)化生產(chǎn)制造技術(shù),擁有生產(chǎn)能力和產(chǎn)品。俄羅斯、印度正在積 進(jìn)行PPS樹(shù)脂工業(yè)化生產(chǎn)的研發(fā)。美國(guó)雪佛龍菲利普斯公司、吳羽學(xué)工業(yè)公司(包括佛特隆公司)和大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司是全球最主要的三大PPS樹(shù)脂生產(chǎn)商。
在新興的PPS樹(shù)脂生產(chǎn)商和產(chǎn)品中,以日本吳羽化學(xué)工業(yè)公司和其推出的Fortron PPS——第二代線(xiàn)性高分子量PPS樹(shù)脂(其復(fù)合改性料由日本寶理公司生產(chǎn)、銷(xiāo)售)的發(fā)展最引人注目。該樹(shù)脂生產(chǎn)工藝先進(jìn),產(chǎn)品質(zhì)量好,性能優(yōu),特別是它全面改善了PPS耐沖擊性能差、性脆的致命缺點(diǎn)。此外,F(xiàn)ortron PPS可以直接制造纖維和薄膜,加之樹(shù)脂本色淺,可制成各種色澤鮮艷的制品,因而成為PPS樹(shù)脂的發(fā)展方向并受到廣泛歡迎。其生產(chǎn)能力也迅速擴(kuò)展,與Ryton PPS一道成為PPS樹(shù)脂的兩大主要品牌。
1990年前后,由于國(guó)際經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響,日本PPS廠家的平均開(kāi)工率只維持在35%的低水平。到1994年,開(kāi)工率達(dá)額定生產(chǎn)能力的60%左右。進(jìn)入21世紀(jì)后,由于市場(chǎng)需求旺盛,開(kāi)工率明顯提高。特別是進(jìn)入2004年后,盡管原油價(jià)格持續(xù)上漲導(dǎo)致PPS樹(shù)脂價(jià)格上漲10%,但樹(shù)脂仍然供不應(yīng)求,各家公司更是開(kāi)足馬力進(jìn)行樹(shù)脂的生產(chǎn)。同時(shí),一些公司紛紛準(zhǔn)備擴(kuò)建生產(chǎn)裝置,如雪佛龍菲利普斯、大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司和出光石油化學(xué)工業(yè)公司更分別提出建設(shè)萬(wàn)噸級(jí)生產(chǎn)裝置的計(jì)劃。
國(guó)際上PPS復(fù)合粒料的生產(chǎn)廠商和產(chǎn)品規(guī)格、型號(hào)眾多,其中供應(yīng)中國(guó)的主要以雪佛龍菲利普斯(包括東麗-菲利普斯公司)的Ryton PPS系列、日本寶理公司的Fortron PPS系列以及大日本油墨公司的DIC PPS 系列為主。中國(guó)PPS的發(fā)展 中國(guó)PPS的研究和生產(chǎn)始于上世紀(jì)70年代初期,先后有二十多家企業(yè)建立了PPS樹(shù)脂合成中試或生產(chǎn)裝置,但是普遍存在技術(shù)水平低,工藝不過(guò)關(guān)的致命弱點(diǎn)。
近年來(lái),國(guó)內(nèi)從事PPS復(fù)合材料生產(chǎn)開(kāi)發(fā)的單位較多,如晨光化工研究院、北京市化工研究院、廣州化工研究院等在PPS玻纖增強(qiáng)、碳纖維及無(wú)機(jī)礦物填充增強(qiáng)PPS的成型加工及應(yīng)用領(lǐng)域、北京玻璃鋼研究院在連續(xù)纖維增強(qiáng)制備PPS復(fù)合板材、中山大學(xué)在PPS/碳纖維復(fù)合材料研究方面取得較大成績(jī)。但國(guó)內(nèi)的復(fù)合粒料生產(chǎn)廠仍然存在產(chǎn)量小,品種單一的問(wèn)題,大多以通用品種——玻璃纖維增強(qiáng)料及無(wú)機(jī)物填充改性品種為主。一些高性能或特殊品種的PPS復(fù)合粒料與合金目前僅有四川華拓公司、四川大學(xué)等少數(shù)單位有部分產(chǎn)品銷(xiāo)售。PPS的前景與發(fā)展目標(biāo)
目前中國(guó)PPS改性與復(fù)合粒料的市場(chǎng)總需求量大于8000噸/年,且增長(zhǎng)很快,年需求增長(zhǎng)率高達(dá)15%-20%。消費(fèi)的PPS產(chǎn)品型號(hào)仍以通用品種0%-40%玻璃纖維增強(qiáng)料為主,應(yīng)用以電子電器、精密機(jī)械為主,在汽車(chē)、摩托以及石油、化工領(lǐng)域的消費(fèi)也在穩(wěn)步增長(zhǎng)。隨著中國(guó)電子電器、汽車(chē)行業(yè)的高速發(fā)展,PPS的市場(chǎng)前景極為廣闊,預(yù)計(jì)2005年中國(guó)PPS粒料的市場(chǎng)需求量將達(dá)到10000噸/年。國(guó)內(nèi)外多家廠商和投資者有意介入PPS樹(shù)脂生產(chǎn)線(xiàn)或者建設(shè)新的PPS樹(shù)脂工業(yè)化生產(chǎn)線(xiàn)。中國(guó)市場(chǎng)正在形成PPS生產(chǎn)的國(guó)內(nèi)外雙重競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì),這將有利于PPS在國(guó)內(nèi)的進(jìn)一步推廣以及市場(chǎng)和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展,并開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng) 預(yù)計(jì)未來(lái)5年內(nèi),PPS的需求量還將有年均10%以上的增長(zhǎng)率。目前全球PPS生產(chǎn)與需求已趨于緊張,隨著社會(huì)的發(fā)展,汽車(chē)和電子工業(yè)對(duì)PPS的總需求量還將進(jìn)一步擴(kuò)大。這給全球的PPS樹(shù)脂生產(chǎn)商擴(kuò)大生產(chǎn)提供了機(jī)會(huì),同時(shí),也為中國(guó)PPS產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大的機(jī)遇。
結(jié)合國(guó)內(nèi)外PPS及新材料的發(fā)展動(dòng)向,在發(fā)展新型PPS類(lèi)材料品種,開(kāi)發(fā)PPS新合成方法的基礎(chǔ)上還應(yīng)當(dāng)著力抓好新型改性料及專(zhuān)用料的研制開(kāi)發(fā),積極開(kāi)發(fā)新型PPS復(fù)合材料改性品種,盡快建立更大的規(guī)模化生產(chǎn)裝置等。其中,盡快建立5000-8000噸/年級(jí)的PPS樹(shù)脂生產(chǎn)線(xiàn),是中國(guó)PPS發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。這是發(fā)展中國(guó)高性能結(jié)構(gòu)材料所必須的戰(zhàn)略舉措,對(duì)打破國(guó)外技術(shù)限制和封鎖,滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)以及軍工各領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芙Y(jié)構(gòu)材料的需求意義極為重大。
線(xiàn)性高分子量聚苯硫醚合成方法(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺篊N20061004358.3)(公告公開(kāi)號(hào):CN1869104)聚苯硫醚(PPS)是六十年代由美國(guó)菲利普石油公司投入的一種新型工程塑料,其后,日本、德國(guó)相繼投入生產(chǎn),我國(guó)在六十年代中期,曾經(jīng)有四個(gè)研究所對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行研制,進(jìn)入八十年代中期又將該產(chǎn)品列入“863”工程,并做重點(diǎn)開(kāi)發(fā)。其后,中國(guó)工程院、中國(guó)科學(xué)院在1999年在寫(xiě)就的咨詢(xún)報(bào)告也將此產(chǎn)品列入其中,但強(qiáng)調(diào)必須是新材料、新工藝、成本低,并預(yù)計(jì)在2010年組建年產(chǎn)1500噸的生產(chǎn)線(xiàn),本專(zhuān)利基本解決了上述所提課題。
為什么此產(chǎn)品會(huì)引起各國(guó)政界和科學(xué)界的高度重視?因?yàn)樗粌H僅可以代替一批金屬材料,且在生產(chǎn)過(guò)程中,不排放廢氣、無(wú)有害物質(zhì)污染、無(wú)氣味、安全性高,不會(huì)發(fā)生爆炸,生產(chǎn)中的原材料易得。PPS的應(yīng)用范圍及其廣泛,因其本身耐高溫,可長(zhǎng)期在265度穩(wěn)定下保持原有特性不變。阻燃UL94-0級(jí),體輕、密度僅為1.34g/cm3,絕緣性能好,體積電阻率為1×1016Ω.cm,表面電阻率1×1015Ω.cm,電壓強(qiáng)度>18Kv/mm,耐磨性突出,摩擦系數(shù)在0.01—0.02之間,耐酸、耐堿、耐氧化劑,強(qiáng)度高、吸水性(23度浸泡24小時(shí))0.5%,注塑成型收縮率0.15%。特別是能吸收中子彈、原子彈的輻射,是目前發(fā)現(xiàn)的唯一理想材料。因此,它是核工業(yè)中不可或缺的防護(hù)材料,由于具備上述特點(diǎn),所以PPS是機(jī)械工業(yè)、電子、電器工業(yè)、化學(xué)工業(yè)中理想的防腐涂層。尤其是在航空、航天核工業(yè)更有大顯身手的地方。正因?yàn)槿绱思夹g(shù)擁有國(guó)對(duì)中國(guó)技術(shù)上的封鎖,在其出口產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量上進(jìn)行嚴(yán)格的控制。本專(zhuān)利人查閱了日、美、德等國(guó)的大量文獻(xiàn)專(zhuān)利一百四十多份,并依據(jù)美國(guó)斯坦福大學(xué)的聚合動(dòng)力學(xué)理論及菲利普石油公司的中試進(jìn)行解析,得出了自己的工藝條件及生產(chǎn)控制手段。依據(jù)美國(guó)斯坦福大學(xué)的聚合動(dòng)力學(xué)理論,生產(chǎn)中僅獲得50%的收率;依據(jù)菲利普石油公司的中試得出:溶劑N-甲基吡咯烷酮的易分解,生產(chǎn)中難以控制(是強(qiáng)堿的初始條件)。這樣就必須找到提高效率的條件,在反應(yīng)的適當(dāng)時(shí)機(jī)添加催化劑,才能得以解決。另外就是找到一種新型溶劑來(lái)替代溶劑N-甲基吡咯烷酮。本專(zhuān)利就上述問(wèn)題都給予了解決,在年產(chǎn)四十噸的生 產(chǎn)中得到了驗(yàn)證(見(jiàn)化驗(yàn)結(jié)果),得到線(xiàn)形、高分子量、結(jié)晶度高的聚苯硫醚,收率在90—95%之間。投入硫化鈉如何減少空氣的接觸也是關(guān)鍵的一步,為防止氧化,硫化鈉中的多硫化鈉的控制是本產(chǎn)品的一個(gè)重要環(huán)節(jié),采取適當(dāng)措施加以控制,即可進(jìn)行正常生產(chǎn)。由于本專(zhuān)利采用了四氫噻吩砜為溶劑,與N-甲基吡咯烷酮之比,是N-甲基吡咯烷酮的0.454倍,從而提高了生產(chǎn)設(shè)備的原料裝填量,單釜收率也是降低成本的另一體現(xiàn)。本專(zhuān)利解決了上述四大難題。所以生產(chǎn)成本大大降低,具有領(lǐng)先的國(guó)際水平,綜上述條件得出下面的結(jié)論: 1)原料成本與國(guó)際相比降低了人民幣1.5—1.6萬(wàn)元/噸; 2)大生產(chǎn)周期(指溶劑第二次重復(fù)使用)縮短了三分之一; 3)提高了設(shè)備的生產(chǎn)原料裝填量及單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量; 4)成本降低近30%。
結(jié)論是:在國(guó)際市場(chǎng)擁有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)有了自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán),并在國(guó)際上領(lǐng)先。
第四篇:工程塑料十二五
一、國(guó)內(nèi)外水平,中國(guó)工程塑料工業(yè)起步較晚,10年前,中國(guó)工程塑料業(yè)生產(chǎn)能力與需求相比嚴(yán)重滯后,原料樹(shù)脂85%以上依靠進(jìn)口,一半以上的改性樹(shù)脂材料使用國(guó)外產(chǎn)品。而時(shí)至今日,我國(guó)工程塑料成果豐碩,已逐步形成了具有樹(shù)脂合成、塑料改性與合金、加工應(yīng)用等相關(guān)配套能力的完整產(chǎn)業(yè)鏈。我國(guó)的工程塑料聚合能力已經(jīng)達(dá)到每年60萬(wàn)噸左右,改性樹(shù)脂材料年產(chǎn)量也有200多萬(wàn)噸,就連過(guò)去國(guó)外對(duì)我國(guó)禁運(yùn)的特種工程塑料樹(shù)脂,現(xiàn)在國(guó)內(nèi)幾乎都有生產(chǎn),并且能夠少量出口。在過(guò)去的10年里,我國(guó)工程塑料產(chǎn)值年均增長(zhǎng)20%以上,企業(yè)規(guī)模不斷發(fā)展壯大,科技水平日益提高。目前,在工程塑料合成方面已有中藍(lán)集團(tuán)、云天化集團(tuán)、神馬集團(tuán)、儀征化纖、德陽(yáng)科技等上規(guī)模的企業(yè)。由于工程塑料具有特別優(yōu)異的性能,其技術(shù)發(fā)展水平受到政府層面的重視,已被列入國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展綱要中高新技術(shù)的重點(diǎn)選項(xiàng)。在2009年科技部產(chǎn)業(yè)支撐計(jì)劃中,有非光氣法聚碳酸酯等7個(gè)工程塑料項(xiàng)目被列入。另外,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的技術(shù)攻關(guān),目前我國(guó)工程塑料技術(shù)水平發(fā)展較快,在改性材料與樹(shù)脂合金方面,部分產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量指標(biāo)也已接近國(guó)外先進(jìn)水平。一些特種工程塑料產(chǎn)品的工藝技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到國(guó)際先進(jìn)行列。
盡管我國(guó)的工程塑料在合成和加工方面取得了長(zhǎng)足發(fā)展,但總體來(lái)說(shuō)還落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。與先進(jìn)國(guó)家相比,我國(guó)工程塑料業(yè)仍存在生產(chǎn)能力不足、產(chǎn)品質(zhì)量差、產(chǎn)品規(guī)格少、沒(méi)有實(shí)現(xiàn)系列化、高性能產(chǎn)品不足、規(guī)模小、生產(chǎn)分散、缺乏大型領(lǐng)軍企業(yè)等缺點(diǎn)。此外,國(guó)家對(duì)工程塑料行業(yè)的支持仍有不足,使得部分產(chǎn)品研發(fā)緩慢,產(chǎn)品認(rèn)可度仍與國(guó)外有一定差距,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力比較弱。另外,倍受業(yè)內(nèi)青睞的兩個(gè)行業(yè)PA(尼龍)及PC(聚碳酸酯),在經(jīng)歷了金融危機(jī)的洗禮后,國(guó)內(nèi)企業(yè)也更加關(guān)注改性技術(shù)應(yīng)用和未來(lái)的發(fā)展方向。因此,借助于日益增長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)需求,順應(yīng)當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)的大潮流,把握住大飛機(jī)等一批國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)的契機(jī),提升科技水平,加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí),促進(jìn)我國(guó)工程塑料行業(yè)更快、更健康的發(fā)展。
二、發(fā)展目標(biāo),1、提高工程塑料的合成生產(chǎn)能力,打造核心競(jìng)爭(zhēng)力,我國(guó)工程塑料共混、改性企業(yè)眾多,但是合成能力相對(duì)不足,在國(guó)家的大力扶持下,國(guó)內(nèi)一些企業(yè)通過(guò)引進(jìn)技術(shù)或自主開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)了PA、PBT、POM、PPS、PC等樹(shù)脂的工業(yè)化生產(chǎn),現(xiàn)已涌現(xiàn)出了如中藍(lán)集團(tuán)、云天化集團(tuán)、神馬集團(tuán)、儀征化纖、德陽(yáng)科技、巴陵石化等一批擁有大型合成裝置的工程塑料樹(shù)脂生產(chǎn)領(lǐng)航企業(yè)。國(guó)內(nèi)科研院所也比較活躍,其中吉林大學(xué)研制出了特種工程塑料聚醚醚酮(PEEK),并成立長(zhǎng)春吉大高新材料有限公司,實(shí)現(xiàn)了PEEK的產(chǎn)業(yè)化,成為全球第2家生產(chǎn)PEEK的企業(yè);四川華拓科技有限公司率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)聚苯硫醚(PPS)產(chǎn)業(yè)化;上海合成樹(shù)脂所開(kāi)發(fā)成功了聚酰亞胺(PI),中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所也以熱塑性聚酰亞胺樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和先進(jìn)制備方法為突破口,采用新型催化劑助劑技術(shù)和聚合工藝,成功開(kāi)發(fā)出成本低廉、結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)異的熱塑性聚酰亞胺樹(shù)脂,這都使我國(guó)在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)突破,但是產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化仍顯不足。十二五期間應(yīng)該著重工程塑料生產(chǎn)技術(shù)的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化,真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,提高我國(guó)工程塑料產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
2、發(fā)展工程塑料的新型加工技術(shù),滿(mǎn)足應(yīng)用需要混合與混煉、成型、后加工是聚合物加工的一般過(guò)程。隨著大飛機(jī)、汽車(chē)輕量化的發(fā)展,國(guó)際上發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的呼聲越來(lái)越高,傳統(tǒng)的加工工藝已經(jīng)不能滿(mǎn)足工程塑料應(yīng)用發(fā)展提出的新要求,因此應(yīng)該以應(yīng)用為牽引,發(fā)展新型加工技術(shù),如:超臨界流體輔助加工技術(shù),包括:超臨界發(fā)泡、擠出、合成、降解等一系列相關(guān)技術(shù);發(fā)展新的環(huán)境友好材料加工技術(shù),目前綠色環(huán)保的生物基、生物制材料是緩解石油危機(jī)的有效途徑之一,但是目前的國(guó)內(nèi)加工設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足植物纖維復(fù)合材料的連續(xù)化生產(chǎn),極大限制了其應(yīng)用進(jìn)程,因此應(yīng)重視新技術(shù)開(kāi)發(fā);
為了達(dá)到節(jié)能減排的目的,輕量化是汽車(chē)等相關(guān)行業(yè)的關(guān)注重點(diǎn),因此開(kāi)發(fā)新的低成本纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料,是實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用的一條可行的途徑;另外傳統(tǒng)工程塑料的循環(huán)利用技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重點(diǎn),隨著工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,勢(shì)必產(chǎn)生越來(lái)越多的廢棄物,如何進(jìn)行綠色回收,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用是我們面臨的一個(gè)必須解決的重要問(wèn)題,十二五期間應(yīng)重視回收技術(shù)的開(kāi)發(fā),解決后顧之憂(yōu)。特種樹(shù)脂依然是關(guān)注的重點(diǎn)。
3、開(kāi)拓工程塑料在新興產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用,汽車(chē)制造、工業(yè)品制造、電子電器和消費(fèi)品包裝行業(yè)是工程塑料目前最大的四個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。以汽車(chē)為例,工程塑料行業(yè)不再只是單純迎合汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,而是作為參與者要在汽車(chē)工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮更重要的作用。輕量化、舒適化、節(jié)能化是汽車(chē)發(fā)展的最新趨勢(shì),這一趨勢(shì)將加速汽車(chē)塑料化的進(jìn)程。汽車(chē)自重每減少10%,燃油的消耗可降低6%~8%,汽車(chē)塑料的用量已成為衡量一個(gè)國(guó)家汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù)水平的標(biāo)志之一。目前我國(guó)每輛轎車(chē)塑料用量平均為100
kg,離150kg的國(guó)際水平尚有差距。工程塑料在新興領(lǐng)域的應(yīng)用是開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。如:新能源、先進(jìn)制造、激光印刷等。如:太陽(yáng)能光伏元件(PV)的各種關(guān)鍵材料,目前杜邦公司的TedlarPVF(聚氟乙烯)薄膜已經(jīng)是背材不可或缺的元件。
4、通用塑料的工程化與工程塑料高性能化,高性能化、低成本化及通用塑料工程化近幾年一直是工程塑料的發(fā)展目標(biāo)。這也是工程塑料行業(yè)30多年發(fā)展的實(shí)踐總結(jié),既符合我國(guó)實(shí)際情況,也符合世界發(fā)展趨勢(shì)。采用新單體合成塑料新品種難度高、周期長(zhǎng)、投資大、收效慢,20世紀(jì)80年代后期已呈減少趨勢(shì),今后短期內(nèi)也不會(huì)有太多新品種面市;而由現(xiàn)有的聚合物和單體經(jīng)過(guò)特種催化劑改變結(jié)構(gòu),通過(guò)合金化、共混、改性等技術(shù)制成新品種材料,滿(mǎn)足市場(chǎng)的不同需求。使通用塑料工程化、工程塑料高性能化和低成本化,是當(dāng)前和今后發(fā)展的主要目標(biāo)。
總之,通過(guò)科技創(chuàng)新,提高我國(guó)工程塑料技術(shù)水平,增強(qiáng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力,促使我國(guó)由塑料大國(guó)向塑料強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變是工程塑料發(fā)展始終不變的目標(biāo)。
三、措施建議,近些年我國(guó)工程塑料行業(yè)已經(jīng)獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展,但是與國(guó)外相比仍然存在較大差距,這主要是由于,一方面研發(fā)投入不足,其次研發(fā)力量相對(duì)分散,另外產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不夠緊密,其中還涉及到經(jīng)費(fèi)、轉(zhuǎn)讓等諸多需要各方協(xié)調(diào)的中間歷程,因而進(jìn)展緩慢,真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的項(xiàng)目比較少。針對(duì)這種現(xiàn)狀可從以下幾個(gè)方面改進(jìn):1.加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研緊密程度,促進(jìn)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化;2.集中力量,各個(gè)突破;3.宏觀政策引導(dǎo);4.適當(dāng)借助外來(lái)力量,加速產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
四、申報(bào)項(xiàng)目,1.超臨界流體輔助加工技術(shù),包括:超臨界發(fā)泡、擠出、合成、降解等一系列相關(guān)技術(shù);2.環(huán)境友好材料加工技術(shù):以節(jié)能、省料和有利環(huán)保為前提,采用物理和化學(xué)手段結(jié)合設(shè)備改進(jìn)開(kāi)發(fā)新型環(huán)境友好高分子材料;
3.經(jīng)濟(jì)型復(fù)合材料制造技術(shù):為了達(dá)到節(jié)能減排的目的,輕量化是汽車(chē)等相關(guān)行業(yè)的關(guān)注重點(diǎn),因此開(kāi)發(fā)新的低成本纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料,是實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用的一條可行的途徑;4.工程塑料的循環(huán)利用技術(shù):隨著工程塑料應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,勢(shì)必產(chǎn)生越來(lái)越多的廢棄物,如何進(jìn)行綠色回收,實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用是我們面臨的一個(gè)必須解決的重要問(wèn)題,十二五期間應(yīng)重視回收技術(shù)的開(kāi)發(fā),解決后顧之憂(yōu)。5.新型氟樹(shù)脂的開(kāi)發(fā):面向水處理、新能源等應(yīng)用領(lǐng)域,開(kāi)發(fā)具有功能性的新型含氟功能材料。6.納米材料實(shí)用化技術(shù):納米技術(shù)從出現(xiàn)以來(lái)一直未真正發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),今后關(guān)于納米材料的研究仍是不可缺少的部分,可能會(huì)給工程塑料行業(yè)發(fā)展帶來(lái)意想不到的結(jié)果。7.工程塑料功能化和高性能化:通過(guò)合金化、共混、改性等技術(shù)制成新品種材料,使通用塑料工程化、工程塑料高性能化和低成本化,滿(mǎn)足市場(chǎng)的不同需求。,
第五篇:一般工程塑料改性特點(diǎn)
工程塑料改性特點(diǎn)
第一節(jié) 聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯PBT
1.環(huán)保阻燃非增強(qiáng)特點(diǎn):環(huán)保阻燃、低析出性、高加工流
動(dòng)性
4.高尺寸穩(wěn)定性30%填充阻燃尼龍
5.5-25%礦物填充、阻燃改進(jìn)、無(wú)鹵無(wú)磷阻燃、高環(huán)保型,電
性能優(yōu)異
6.紅磷型阻燃增強(qiáng)
2.環(huán)保阻燃非增強(qiáng)特點(diǎn):環(huán)保型、未增強(qiáng)、阻燃、不
析出、流動(dòng)性好
3.PBT/PC合金特點(diǎn):玻纖增強(qiáng)、環(huán)保、阻燃。良好的加
工性能,優(yōu)良的力學(xué)性能和阻燃性能
4.環(huán)保阻燃30%增強(qiáng)特點(diǎn):環(huán)保阻燃、低析出性、玻纖增強(qiáng)
5.環(huán)保阻燃30%增強(qiáng)特點(diǎn):環(huán)保型、玻纖增強(qiáng)、阻燃、不析出、增韌
6.環(huán)保阻燃增強(qiáng)高CTI特點(diǎn):礦物、玻纖填充,阻燃,防翹曲,高電性能,表面光滑
7.環(huán)保阻燃增強(qiáng)高長(zhǎng)期耐熱特點(diǎn):環(huán)保型、玻纖增強(qiáng)、阻燃、流動(dòng)性好、優(yōu)異的高溫長(zhǎng)期使用性能地。特點(diǎn):易加工,通常與PET混合使用。
第五節(jié) PPO
未增強(qiáng)PPO
阻燃增強(qiáng)型
環(huán)保阻燃增強(qiáng)型 PPO/PA合金
第六節(jié) PPS
環(huán)保型礦物、玻纖增強(qiáng)阻燃、增韌、高CTI 玻纖增強(qiáng)
第七節(jié) PC
PC改性方向: 1.耐候型 2.光高反射 3.難燃型 4.汽車(chē)用 5.光散射型 6.低異向性 7.等方向型 8.高難燃型 9.耐磨耗型
10.碳纖維增強(qiáng)型 11.EMI型
PC/ABS改性方向 1.防靜電型 2.高流動(dòng)型 3.高剛型
4.高流動(dòng)高剛型 5.無(wú)鹵無(wú)磷難燃性 6.汽車(chē)用 7.手機(jī)用
8.另還有大量用于辦公設(shè)備PC或PC/ABS或PC/PET、PC/MBS/等技術(shù)配方,和一系列配色組方
第二節(jié) 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET
1.30%增強(qiáng)特點(diǎn):玻纖增強(qiáng)、非阻燃、機(jī)械強(qiáng)度高、抗蠕
變性
2.阻燃30%增強(qiáng)特點(diǎn):環(huán)保 阻燃增強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、抗蠕
變性、尺寸穩(wěn)定性高
3.阻燃40%增強(qiáng)特點(diǎn):阻燃增強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度高、抗蠕變性、尺寸穩(wěn)定性高
4.環(huán)保阻燃30%增強(qiáng)特點(diǎn):環(huán)保型、阻燃增強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度
高、抗蠕變性
5.環(huán)保阻燃30%增強(qiáng)特點(diǎn):環(huán)保型、高阻燃、高流動(dòng)性、機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫焊錫 結(jié)晶慢,強(qiáng)度很難做到要求值
第三節(jié) PA6
1.2.3.4.5.超韌尼龍:環(huán)保型,優(yōu)異的低溫韌性增強(qiáng)尼龍 高阻燃非增強(qiáng)
10-30%增強(qiáng)高阻燃尼龍 高尺寸穩(wěn)定性30%填充阻燃尼龍
5-25%礦物填充、阻燃改進(jìn)、無(wú)鹵無(wú)磷阻燃、高環(huán)保型,電性能優(yōu)異
第四節(jié) PA66
1.高阻燃非增強(qiáng)
2.10-30%增強(qiáng)高阻燃尼龍 3.10-30%環(huán)保增強(qiáng)高阻燃尼龍
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