雷可德乙烯基树脂
❶ 复合材料都包括哪些方面,哪方面比较好
概念
复合材料(Composite materials),是以一种材料为基体(Matrix),另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。
[编辑本段]分类
复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为:①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄;芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比,其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高,并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。
60年代,为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要,先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的复合材料,其比强度大于4×106厘米(cm),比模量大于4×108cm。为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别,将这种复合材料称为先进复合材料。按基体材料不同,先进复合材料分为树脂基、金属基和陶瓷基复合材料。其使用温度分别达250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。先进复合材料除作为结构材料外,还可用作功能材料,如梯度复合材料(材料的化学和结晶学组成、结构、空隙等在空间连续梯变的功能复合材料)、机敏复合材料(具有感觉、处理和执行功能,能适应环境变化的功能复合材料)、仿生复合材料、隐身复合材料等。
[编辑本段]性能
复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂复合的材料,其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍,还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。纤维增强材料的另一个特点是各向异性,因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料,在500℃时仍能保持足够的强度和模量。碳化硅纤维与钛复合,不但钛的耐热性提高,且耐磨损,可用作发动机风扇叶片。碳化硅纤维与陶瓷复合,使用温度可达1500℃,比超合金涡轮叶片的使用温度(1100℃)高得多。碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨,构成耐烧蚀材料,已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小,用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧,其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。
[编辑本段]成型方法
复合材料的成型方法按基体材料不同各异。树脂基复合材料的成型方法较多,有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。前者是在低于基体熔点温度下,通过施加压力实现成型,包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。后者是将基体熔化后,充填到增强体材料中,包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。
[编辑本段]应用
复合材料的主要应用领域有:①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。②汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性,可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。③化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。④医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性,生物环境下稳定性好,也用作生物医学材料。此外,复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。
复合材料的发展和应用
复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。
随着科技的发展,树脂与玻璃纤维在技术上不断进步,生产厂家的制造能力普遍提高,使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受,但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此,碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世,使高分子复合材料家族更加完备,已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入,其产值将更为惊人。从全球范围看,世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长,而亚洲的日本则因经济不景气,发展较为缓慢,但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计,2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%,年产量约200万吨。与此同时,美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍,达到4%~6%。2000年,美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关,各国的占有率变化很大。总体而言,亚洲的复合材料仍将继续增长,2000年的总产量约为145万吨,预计2005年总产量将达180万吨。
从应用上看,复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达14.8万吨,欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达10.5万吨。而在日本,复合材料主要用于住宅建设,如卫浴设备等,此类产品在2000年的用量达7.5万吨,汽车等领域的用量仅为2.4万吨。不过从全球范围看,汽车工业是复合材料最大的用户,今后发展潜力仍十分巨大,目前还有许多新技术正在开发中。例如,为降低发动机噪声,增加轿车的舒适性,正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板;为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求,发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求,必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时,随着近年来人们对环保问题的日益重视,高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如,用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料,在北美已被大量用作托盘和包装箱,用以替代木制产品;而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。
另外,纳米技术逐渐引起人们的关注,纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料,可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变,从而使之具有新的性能,在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时,大大提高了材料的综合性能。
树脂基复合材料的增强材料
树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。
1、玻璃纤维
目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高,因此增长率也比较快,年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面,近年来民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维,是比较理想的耐热防火材料,用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件,大量应用于火箭、导弹的防热材料。迄今为止,我国已经实用化的高性能树脂基复合材料用的碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维中,只有高强度玻璃纤维已达到国际先进水平,且拥有自主知识产权,形成了小规模的产业,现阶段年产可达500吨。
2、碳纤维
碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。据预测,土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。1997~2000年间,宇航用碳纤维的年增长率估计为31%,而工业用碳纤维的年增长率估计会达到130%。我国的碳纤维总体水平还比较低,相当于国外七十年代中、末期水平,与国外差距达20年左右。国产碳纤维的主要问题是性能不太稳定且离散系数大、无高性能碳纤维、品种单一、规格不全、连续长度不够、未经表面处理、价格偏高等。
3、芳纶纤维
20世纪80年代以来,荷兰、日本、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。日本及俄罗斯的芳纶纤维已投入市场,年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高,因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件(如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等)、舰船(如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等)、汽车(如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等)以及耐热运输带、体育运动器材等。
4、超高分子量聚乙烯纤维
超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一,尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域,在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。
5、热固性树脂基复合材料
热固性树脂基复合材料是指以热固性树脂如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等为基体,以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等为增强材料制成的复合材料。环氧树脂的特点是具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度,广泛应用于化工、轻工、机械、电子、水利、交通、汽车、家电和宇航等各个领域。1993年世界环氧树脂生产能力为130万吨,1996年递增到143万吨,1997年为148万吨,1999年150万吨,2003年达到180万吨左右。我国从1975年开始研究环氧树脂,据不完全统计,目前我国环氧树脂生产企业约有170多家,总生产能力为50多万吨,设备利用率为80%左右。酚醛树脂具有耐热性、耐磨擦性、机械强度高、电绝缘性优异、低发烟性和耐酸性优异等特点,因而在复合材料产业的各个领域得到广泛的应用。1997年全球酚醛树脂的产量为300万吨,其中美国为164万吨。我国的产量为18万吨,进口4万吨。乙烯基酯树脂是20世纪60年代发展起来的一类新型热固性树脂,其特点是耐腐蚀性好,耐溶剂性好,机械强度高,延伸率大,与金属、塑料、混凝土等材料的粘结性能好,耐疲劳性能好,电性能佳,耐热老化,固化收缩率低,可常温固化也可加热固化。南京金陵帝斯曼树脂有限公司引进荷兰Atlac系列强耐腐蚀性乙烯基酯树脂,已广泛用于贮罐、容器、管道等,有的品种还能用于防水和热压成型。南京聚隆复合材料有限公司、上海新华树脂厂、南通明佳聚合物有限公司等厂家也生产乙烯基酯树脂。
1971年以前我国的热固性树脂基复合材料工业主要是军工产品,70年代后开始转向民用。从1987年起,各地大量引进国外先进技术如池窑拉丝、短切毡、表面毡生产线及各种牌号的聚酯树脂(美、德、荷、英、意、日)和环氧树脂(日、德)生产技术;在成型工艺方面,引进了缠绕管、罐生产线、拉挤工艺生产线、SMC生产线、连续制板机组、树脂传递模塑(RTM)成型机、喷射成型技术、树脂注射成型技术及渔竿生产线等,形成了从研究、设计、生产及原材料配套的完整的工业体系,截止2000年底,我国热固性树脂基复合材料生产企业达3000多家,已有51家通过ISO9000质量体系认证,产品品种3000多种,总产量达73万吨/年,居世界第二位。产品主要用于建筑、防腐、轻工、交通运输、造船等工业领域。在建筑方面,有内外墙板、透明瓦、冷却塔、空调罩、风机、玻璃钢水箱、卫生洁具、净化槽等;在石油化工方面,主要用于管道及贮罐;在交通运输方面,汽车上主要有车身、引擎盖、保险杠等配件,火车上有车厢板、门窗、座椅等,船艇方面主要有气垫船、救生艇、侦察艇、渔船等;在机械及电器领域如屋顶风机、轴流风机、电缆桥架、绝缘棒、集成电路板等产品都具有相当的规模;在航空航天及军事领域,轻型飞机、尾翼、卫星天线、火箭喷管、防弹板、防弹衣、鱼雷等都取得了重大突破。
热塑性树脂基复合材料
热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的,主要有长纤维增强粒料(LFP)、连续纤维增强预浸带(MITT)和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料(GMT)。根据使用要求不同,树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料,纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。随着热塑性树脂基复合材料技术的不断成熟以及可回收利用的优势,该品种的复合材料发展较快,欧美发达国家热塑性树脂基复合材料已经占到树脂基复合材料总量的30%以上。
高性能热塑性树脂基复合材料以注射件居多,基体以PP、PA为主。产品有管件(弯头、三通、法兰)、阀门、叶轮、轴承、电器及汽车零件、挤出成型管道、GMT模压制品(如吉普车座椅支架)、汽车踏板、座椅等。玻璃纤维增强聚丙烯在汽车中的应用包括通风和供暖系统、空气过滤器外壳、变速箱盖、座椅架、挡泥板垫片、传动皮带保护罩等。
滑石粉填充的PP具有高刚性、高强度、极好的耐热老化性能及耐寒性。滑石粉增强PP在车内装饰方面有着重要的应用,如用作通风系统零部件,仪表盘和自动刹车控制杠等,例如美国HPM公司用20%滑石粉填充PP制成的蜂窝状结构的吸音天花板和轿车的摇窗升降器卷绳筒外壳。
云母复合材料具有高刚性、高热变形温度、低收缩率、低挠曲性、尺寸稳定以及低密度、低价格等特点,利用云母/聚丙烯复合材料可制作汽车仪表盘、前灯保护圈、挡板罩、车门护栏、电机风扇、百叶窗等部件,利用该材料的阻尼性可制作音响零件,利用其屏蔽性可制作蓄电池箱等。
我国的热塑性树脂基复合材料的研究开始于20世纪80年代末期,近十年来取得了快速发展,2000年产量达到12万吨,约占树脂基复合材料总产量的17%,,所用的基体材料仍以PP、PA为主,增强材料以玻璃纤维为主,少量为碳纤维,在热塑性复合材料方面未能有重大突破,与发达国家尚有差距。
我国复合材料的发展潜力和热点
我国复合材料发展潜力很大,但须处理好以下热点问题。
1、复合材料创新
复合材料创新包括复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合材料的产品发展和复合材料的应用,具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。到2007年,亚洲占世界复合材料总销售量的比例将从18%增加到25%,目前亚洲人均消费量仅为0.29kg,而美国为6.8kg,亚洲地区具有极大的增长潜力。
2、聚丙烯腈基纤维发展
我国碳纤维工业发展缓慢,从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF市场概况、特点、“十五”科技攻关情况看,发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。
3、玻璃纤维结构调整
我国玻璃纤维70%以上用于增强基材,在国际市场上具有成本优势,但在品种规格和质量上与先进国家尚有差距,必须改进和发展纱类、机织物、无纺毡、编织物、缝编织物、复合毡,推进玻纤与玻钢两行业密切合作,促进玻璃纤维增强材料的新发展。
4、开发能源、交通用复合材料市场
一是清洁、可再生能源用复合材料,包括风力发电用复合材料、烟气脱硫装置用复合材料、输变电设备用复合材料和天然气、氢气高压容器;二是汽车、城市轨道交通用复合材料,包括汽车车身、构架和车体外覆盖件,轨道交通车体、车门、座椅、电缆槽、电缆架、格栅、电器箱等;三是民航客机用复合材料,主要为碳纤维复合材料。热塑性复合材料约占10%,主要产品为机翼部件、垂直尾翼、机头罩等。我国未来20年间需新增支线飞机661架,将形成民航客机的大产业,复合材料可建成新产业与之相配套;四是船艇用复合材料,主要为游艇和渔船,游艇作为高级娱乐耐用消费品在欧美有很大市场,由于我国鱼类资源的减少、渔船虽发展缓慢,但复合材料特有的优点仍有发展的空间。
5、纤维复合材料基础设施应用
国内外复合材料在桥梁、房屋、道路中的基础应用广泛,与传统材料相比有很多优点,特别是在桥梁上和在房屋补强、隧道工程以及大型储仓修补和加固中市场广阔。
6、复合材料综合处理与再生
重点发展物理回收(粉碎回收)、化学回收(热裂解)和能量回收,加强技术路线、综合处理技术研究,示范生产线建设,再生利用研究,大力拓展再生利用材料在石膏中的应用、在拉挤制品中的应用以及在SMC/BMC模压制品中的应用和典型产品中的应用。
21世纪的高性能树脂基复合材料技术是赋予复合材料自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一体的智能化材料。以开发高刚度、高强度、高湿热环境下使用的复合材料为重点,构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统。组织系统上将是联盟和集团化,这将更充分的利用各方面的资源(技术资源、物质资源),紧密联系各方面的优势,以推动复合材料工业的进一步发展。
❷ 不饱和树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂的厂家有哪些
亚邦 华科 华日 亚什兰 天河 三木 长兴 雷可德 富菱。。。。。。
❸ xps挤塑板表面开裂是不是发泡剂打多了水打多了,板子有什么现象
废聚苯乙烯泡沫塑料再生胶粘剂的研究
鲍春阳
(黑龙江省石油化学研究院,黑龙江 哈尔滨 150040)
摘要:聚苯乙烯泡沫塑料由于其质轻、坚固、吸震、低吸潮、易成型及良好的耐水性、绝热性、价格低等特点,被广泛地应用于包装、保温、防水、隔热、减震等领域。PS大都是一次性使用,废弃在自然界中既不能腐烂转化,又不能自行降解而消失,这样既浪费了宝贵的不可再生资源,又造成了严重的环境污染。本论文就是以节约资源、保护环境,变废为宝为目的,研究了以废PS为主要原材料,经改性剂改性,制备两种低毒性、低成本、性能好的胶粘剂。其中一种是以环氧树脂及甲苯二异氰酸酯作为改性剂的溶剂型多功能胶粘剂,可用于金属、陶瓷、玻璃、木材等的粘接,拉伸剪切强度大于4.7MPa;另外一种是以丙烯酸丁脂和醋酸乙烯脂的混合单体作为改性剂的接枝共聚乳液型胶粘剂,其性能优于市售的乳白胶,压缩剪切强度高达10.4MPa,价格仅为乳白胶的70%。
关键词:废聚苯乙烯泡沫塑料;改性剂;胶粘剂
1 引 言
1.1 国内外现状
聚苯乙烯泡沫塑料(Expanded Polystyrene,简称EPS)是现代塑料工业发展中的新型材料,它的生产自1951年西德巴斯夫公司发明可挥发性聚苯乙烯珠粒发泡成型法,到七十年代美国发明一步成型法以来得到了迅速的发展。1985年我国相继从美国、日本引进五套聚苯乙烯泡沫生产装置,促进了我国塑料工业的发展。聚苯乙烯泡沫塑料是当今世界上应用最广泛的塑料之一,由于它具有良好的耐水性、绝热性、绝缘性、低吸湿性以及较强的抗震强度,及其质轻、坚固、易成型、价格低等特点,被广泛地应用于包装、保温、防水、隔热、减震、装璜、餐饮业等领域,渗透入国民经济的各个部门。据统计,近十年
来,我国聚苯乙烯塑料年平均消费量增长10%。1990年已达21.7万吨,随着电子仪表、家用电器工业的迅速发展及西部大开发的推进,EPS的用量会越来越大[1],预计到2005年,我国将需要聚苯乙烯泡沫塑料120万吨。聚苯乙烯泡沫塑料大部份都是一次性使用,数以百万吨的白色垃圾散于自然界中,既不能腐烂转化,又不能自行降解而消失,这样,一方面造成严重的环境污染,另一方面也是宝贵的不可再生资源的浪费。如何合理地、有效地回收利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料已引起包括我国在内的世界各国科研工作者的普遍重视。从七十年代开始,日本、西欧和美国就相继对塑料废料进行工业化处理,到九十年代,综合利用废旧塑料的技术已趋于成熟,产业化高达80%,截止到1999年,美国塑料废弃物回收率达50%,英国达80%,日本达49%,意大利不仅回收本国的塑料垃圾,还从欧洲其它国家进口废旧塑料进行再生利用。我国从80年代末期开始起步研究废弃塑料的回收再利用技术,进入九十年代以后,研究开始活跃起来,技术产业化率还很低,每年大约仅有15%的废弃塑料得到回收[2],其余大都被掩埋。聚苯乙烯泡沫的密度很小,只有0.02-0.04g/cm3,因此,体积非常庞大,会占用大面积土地,而且当泡沫塑料进入土壤以后,基本上不会被微生物降解,使土壤中的空气、水分、养分等不能正常的循环交换,而且它还会逐渐释放出一些有害物质,从而影响到生态系统的正常循环,使掩埋处及其周围方圆面积内的土地土质变差,造成悲剧[3]。
1.2 聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用
有关聚苯乙烯泡沫塑料的回收利用已先后出现了不少专利和研究报道,其应用技术主要集中在以下几个方面[4-9]:
1.用于制造轻质建筑材料。用可发性聚苯乙烯的预发泡颗粒或以破碎成小块的聚苯乙烯泡沫废弃物为主体补加不同的填料,使用不同的粘结剂制成各种轻质的建筑材料。比如,用碎木丝为填料,以水泥为粘结剂,加水混合,然后模塑成各种形状的轻质水泥隔板,或制成人造木材;内衬铁丝支架制成的轻质泡沫板可以做为墙板、台面,或装饰板;用膨胀珍珠岩做填料能制成屋顶隔热板;以泥土为粘接剂兼填料,与聚苯乙烯泡沫颗粒等量均匀混合并压制成型,干燥后煅烧,可制成供高层建筑用的轻质大砌块,或地下渗排废水的透水管;以废尼龙丝为填料可制成轻质抗弯浇铸材料等等。这种回收方法工艺简单,可回收量大,投资小,是一种较好的回收利用方式,唯一不足就是产品的技术附加值较小。
2.用于制造通用型苯聚乙烯。将聚苯乙烯泡沫废弃物经高温消泡冷却后,机械破碎,挤塑成条,再切粒制成通用型聚苯乙烯。这种方法的主要问题是再生料的外观可能是由于废弃泡沫破碎前未洗净以及在烘焙挤塑过程中局部温度过高等原因而呈棕色,失去了新聚苯乙烯无色透明的特点。其抗冲击性能也较差,只能用做一些低值塑料零件,很难与一般塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯制品媲美。
3.用于再制可发性聚苯乙烯。用废弃PS泡沫循环再制EPS或再模制泡沫制品,应该说是废PS泡沫最合理的利用方向。因为废聚苯乙烯泡沫材料除表面受环境污染略变质外,内部还保持着原有聚苯乙烯泡沫的性能,这就为多次利用创造了条件。只有这样,重新模塑或制造EPS才能最好地发挥聚苯乙烯泡沫的多方面优良特性。利用废聚苯乙烯泡沫制造EPS或再模塑有下列几种方法:第一,溶解聚合法。将废烙泡沫材料溶解于苯乙烯单体中,加入分散剂使PS的苯乙烯溶液成珠粒状悬浮在水中,加热使其聚合,然后加发泡剂,继续聚合制成珠粒发泡料。本方法的优点是利用废PS代替了部分苯乙烯,可使成本降低,缺点是要消耗苯乙烯单体,同时也受到PS表面清洁度不稳定对引发剂活性的影响,很难制得均匀一致的产品。第二,球化再发泡法。是将通用型的聚苯乙烯切成圆柱形粒料,悬浮在分散剂的水溶液中,加热使圆柱体熔融球化,再降温加压加发泡剂,冷却后经过滤、洗涤和低温干燥制成EPS珠粒[10],本方法的关键在于原料的质量,否则难以保证新制EPS的质量。第三,珠粒破碎再模塑法。是在液体介质中选用合适的软化剂,表面活性剂和消泡剂,将大块废PS泡沫选择性地破碎到直径4-8mm的球形珠粒,加发泡剂后再模塑成泡沫制品。本法工艺简单,消耗的附加材料少,模制成品的各项物理性能与原废料接近,而且投资小,效益大,值得推广。
4.溴化改性制备阻燃剂。聚苯乙烯分子中含有苯环结构,苯环上的氢原子可被亲电试剂取代。有人将回收的聚苯乙烯泡沫塑料清洗干燥后溶于二氯甲烷溶液中,在三氯化铝催化下,与液溴发生亲电取代反应而制得阻燃剂溴化聚苯乙烯。含溴量可高达6%。可作为聚氯乙烯、ABS、聚丙烯等塑料制品的阻燃。与其它有机阻燃剂相比,溴化聚苯乙烯用量低,阻燃效果好,燃烧过程中不释放二(口恶)英等有毒致癌物质,特别是与三氧化二锑并用,其协同阻燃效果更好,是一种性能良好的阻燃剂。用该工艺制备的溴化聚苯乙烯,性能可以与商品溴化聚苯乙烯阻燃剂相媲美,而且成本低[11]。但因为阻燃剂本身的用量就不是很大,因此此法不能满足大量废PS的回收工作。
5.热分解技术。一方面,可裂解制造苯乙烯单体,即把废聚苯乙烯泡沫塑料在加热条件下,选择合适的催化剂使其裂解生成苯乙烯单体。在苯乙烯供应比较紧张的情况下,利用聚苯乙烯泡沫废弃物解聚制造苯乙烯,以满足市场的需要,是一条合理的利用途径。美国、法国、和日本等也进行过大量实验,但未见有工业化的报导。解聚制造苯乙烯主要问题是苯乙烯的转化率比较低,在较好的情况下也不过70%左右,一般仅在40%左右,转化率低,不仅影响生产成本,而且留下的残渣还给裂解设备的清洗和连续运转造成困难[12]。另一方面,可裂解制油。将泡沫塑料隔绝空气加热或在水汽下加热分解可得到低分子量烃的混合物,再用催化剂分解重整,可得不含硫的汽油馏份和煤油馏份及部分气体。1kg塑料可得11油品,其余主要是残炭[13]。日本在这方面研究较多,我国在这方面也取得一定成效,现在正在进行产业化。
6.燃烧回收能源。由于聚苯乙烯泡沫的主要成份是碳和氢,它可以燃烧且总热值(大约是4600kJ/kg),大于标准煤(大约2600kJ/kg)和燃料油(大约4400kJ/kg)。因此经焚烧处理利用其燃烧热也是一条有效途径。这种方法,被许多资金雄厚、设备先进的发达国家采用。比如日本刚管公司用废塑料代替焦炭做炼铁的燃料和还原剂;法国一空调公司开发一种用废塑料焚烧产生的热量生产蒸汽的新工艺,蒸汽可供给生产之用,这样可节约能源。但就我国情况看,焚烧法还较其它方法落后。塑料燃烧时发热量大,普通炉子易烧坏而且不易燃烧完全,要专门设计燃烧炉,设备维修费用较大,同时燃烧产生的气体易造成二次污染,还要进行处理。
7.接枝改性制备涂料。涂料的制备均由基料添加颜料经搅拌研磨而成。基料为成膜物,聚苯乙烯泡沫由有机高分子组成,经溶剂溶解以后可以作为涂料的基料,其耐水性和绝缘性良好。但用PS作基料制备的涂料附着力和成膜性很差,只要将其进行改性处理并添加适量的交联剂,增塑剂,以改善其成膜性能及膜层质量,这样就可以制成各类涂料。比如,李良波等将废聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后溶于二甲苯中,加入引发剂,在一定温度下滴入丙烯酸进行接枝改性反应,得组份甲;将石油沥青溶于二甲苯,得组份乙;将水、乳化剂以及助剂混合均匀得份丙;将上述三种成份在乳化釜中进行共乳化,制得防水涂料。丙烯酸分子在聚苯乙烯的分子链上的接枝,不仅增强了涂膜的附着力,而且提高了乳液的稳定性。制得的涂料具有良好的耐热性、低温柔韧性和粘接强度。另外,用柔性的丙稀酸丁酯接枝在刚性的聚苯乙烯分子链上,可提高聚苯乙烯的柔韧性和附着力,与适当助剂配合,可制成性能良好的防腐涂料[14]。
1.3 聚苯乙烯泡沫改性胶粘剂的进展
胶粘剂在国民经济各部门中都有重大作用。无论是航天、航空还是建筑、装璜都离不开胶粘剂。全世界胶粘剂的总产量在七十年代中期已接近500万吨,近年来大约以每年增长30万吨的速渡继续增长。在全部胶粘剂产品中,建筑用胶粘剂约占25%-35%。随着我国国民经济的迅猛发展,建筑用胶存在很大缺口,用废PS制备胶粘剂满足市场对质优价廉胶粘剂的需求,是一举两得的事情。我国科研工作者从80年代末起步从事这方面的研究,到九十年代末取得了一些成绩。但研究空间仍很大。因此这是一个很好的研究方向,也是废PS再生利用的最佳方向。
聚苯乙烯是一种无定型的线性非极性物质,它的分子中含有苯环,刚性大而柔性小,它在极性物质表面上粘接力很弱,用它直接制得的胶粘剂强度不够而且胶层又硬又脆,因此需要在苯乙烯链节上引入极性和柔性基团,以增加柔顺性提高粘接强度,这样才能得到粘结力和附着力都很好的胶粘剂。利用废聚苯乙烯泡沫制备胶粘剂的关键技术是改性剂的选择。据文献报道[15-35],有以下几种改性剂:
1.邻苯二甲酸酯改性。胡光军利用增塑剂邻苯二甲酸二丁酯对聚苯乙烯泡沫塑料进行改性,溶剂为丙酮,用氧化镁做填料,制得的胶粘剂可用于粘接扬声器回路,粘接成本降低约百分之七十;王秀岩将废聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后加入创新一号溶剂中溶解后加入邻苯二甲酸二辛酯和香精,可制成不干胶,这种不干胶粘接效果好,可以重复使用,可用于各种标签,商标及纸制品的粘接。
2.异氰酸酯改性。雷阎盈等研究了异氰酸酯改性PS制胶粘剂:PS溶于甲苯、丙酮和乙酸乙酯混合溶剂中,溶解完全后加入异氰酸酯反应一段时间后,再加入填料氧化锌可制得固含量约30%的胶粘剂,该胶粘剂粘度为0.5-1 Pa.s,剪切强度为3.4MPa,不均匀剥离强度为1.2 KN/m,该胶可用于木材、纸制品、日用塑料、地毯背衬的粘接。
3.酚醛树脂改性。酚醛树脂分子结构中含有羟基,是聚苯乙烯泡沫塑料的优良改性剂。陆友玲等将聚苯乙烯泡沫塑料熔于甲苯、乙酸乙酯、丙酮和三氯甲烷混合溶剂中,充分搅拌后加入酚醛树脂进行反应,制得乳白色PS改性胶粘剂。该胶粘剂的剪切强度为3.47MPa,不均匀剥离强度为14.8KN/m,可用于木材和日用品的粘接。商金明等研究表明,当酚醛树脂与聚苯乙烯泡沫塑料用量相等时,它的粘接强度接近于酚醛树脂胶粘剂。为了增加胶粘剂固化以后的韧性和对被粘物的粘接强度,可添加少量高分子交联剂作为改性剂,这样胶粘剂固化后在被粘接物表面形成一网状分子层。李键等选择了异氰酸酯和酚醛树脂两种含强极性基团的改性剂对废聚苯乙烯泡沫塑料进行改性取得了良好的效果。将废聚苯乙烯泡沫塑料溶解在甲苯、丙酮、氯仿、乙酸乙酯的混合溶剂中,完全溶解以后分离机械杂质,加入适当比例的交联剂甲苯二异氰酸酯和酚醛树脂,然后加填料制得粘稠状红色粘合剂,这种粘合剂的剪切强度可达3.72 MPa,不均匀扯离强度17.10KN/m。该胶粘剂可代替乳白胶用于木材粘接,效果良好,同时对塑料以及多孔物质也有较好的粘接性能。
4.松香树脂改性。曲俊杰等研究了松香树脂改性废聚苯乙烯泡沫塑料制备胶粘剂。选用二甲苯为溶剂,所制得的胶粘剂可粘接瓷板、马赛克和塑料地板等。陈震等研究了松香用量对PS改性胶粘剂性能的影响,同时考察了各种溶剂对PS改性胶粘剂粘接强度的影响。研究结果表明添加少量松香时有利于提高粘接强度,但由于松香中菲环易于解离,随着松香用量增加,粘接强度反而降低;在所有溶剂中聚苯乙烯与乙酸乙酯混合改性后粘接强度最大。
5.苯乙烯-丁二烯-苯乙稀(SBS)嵌段共聚物改性。苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯嵌段与聚苯乙烯的结构相似,相容性好,因此用SBS嵌段共聚物作PS改性剂,可以提高胶粘剂的剥离强度,降低胶层的硬度和脆性。包其富选择乙酸乙酯、120号汽油、甲苯、松节油为混合溶剂,以SBS嵌段共聚物为改性剂,松香树脂为增粘剂,制得胶粘剂剪切强度达4.43 MPa,不均匀剥离强度为1.4KN/m。该胶粘剂可用木材、瓷砖等材料的粘接,既可代替聚醋酸乙烯酯乳白胶用于家具和玩具的粘接,也可替代氯丁胶用于木材的封边。
6.马来酸酐改性。孟跃中等将废聚苯乙烯泡沫塑料溶于有机溶剂中,加入引发剂、顺丁烯二酸酐进行接枝反应,然后与聚乙烯醇的水溶液在乳化装置内乳化,制得PS改性白胶,剪切强度在3.92MPa以上,成本仅为聚醋酸乙烯酯乳液的三分之一,而且生产工艺简单,生产周期短。
7.聚乙烯醇缩醛改性。石生勋采用甲苯、70号汽油做混合溶剂,将废聚苯乙烯泡沫塑料溶解以后,加入聚乙烯醇缩醛进行改性,得到白色稠状的胶粘剂,这种粘剂最大特点是使用温度宽,-40-40℃均可使用,且剪切强度一直保持在8.7 MPa,而市售的白乳胶只能在0-40℃之间保持9.0MPa的强度。
8.聚乙烯醇改性。陈恩德用二甲苯将聚苯乙烯泡沫塑料完全溶解以后加入聚乙烯醇进行改性,可制得医用密封胶,这种医用密封胶不与福尔马林发生反应,且耐热、耐寒、不漏水。
9.活性单体接枝改性。废聚苯乙烯与活性单体接枝共聚,可在苯乙烯链节上接枝活性基团,从而利用废聚苯乙烯泡沫塑料制取性能良好的胶粘剂。有专利报道,100份PS溶于芳烃、氯代烃混合溶剂中成为胶液,加活化剂氯化亚铜,引发剂过氧化苯甲酸丁酯,升温到90-120℃,加入20-30份丙烯腈、丙烯醇单体,接枝反应2小时,使聚苯乙烯接枝上极性基团从而改变PS的性质,然后加入石棉粉或硅酸钙,形成一种耐水性好、粘接力强的白色稠状胶粘剂。其耐水性和剪切强度分别是聚醋酸乙烯酯乳白胶的10倍和3倍以上,该PS胶粘剂可作为木材、家具和日常生活用胶,也可用于粘接水泥制品、地板、壁纸及各种织物。在聚苯乙烯大分子上接枝丙烯腈、丙烯醇,能明显提高其粘接性,但加入的单体比例甚高,这样成本也就较高,而且丙烯腈单体的毒性也非常大,给生产带来一定的困难。因此很难推广应用。陈开来等研究了羧酸酯单体接技于苯乙烯链节上,成功地制得了建筑内装饰耐水胶粘剂。将废聚苯乙烯泡沫塑料溶于甲乙两种有机溶剂中制成胶液,在引发剂的作用下,与不饱和单体发生接枝共聚反应,在聚苯乙烯大分子链上接枝上极性基团,加入增粘树脂,可制得棕色的胶液,剪切强度在4.4-4.7MPa,且其耐火性远远优于同类产品,浸水后强度能达到4.5 MPa,这样制取的耐水胶可用于墙纸、瓷砖、拼花、地板的粘接。以1:1入掺入水泥中,施工性能较佳,且不影响粘接地板、瓷砖的性能。在上述的这些改性剂中,还没有用环氧树脂做改性剂的报道,环氧树脂常被称作“万能胶”,对各种金属和大部分非金属材料都有良好的粘接性能,广泛用于飞机、导弹、汽车、建筑、电子电器和木材加工等工业部门,而且环氧树脂胶具有工艺性能好、胶接强度高、收缩率小、耐介质性能优良、电绝缘性能良好等优点[43]。它的分子中也含有极性基团,如果能用它来改性PS胶液,应该会得到性能优良的改性PS胶。另一方面,环氧树脂胶粘剂一般比较脆,因此加一种既能改善PS脆性,又可改善环氧树脂脆性的增韧剂,就可解决这一问题。我最后选择异氰酸酯达到了满意的结果。既提高了粘接强度又缩短了固化时间,还能节省溶剂降低成本。此外,我还偿试了在乳白胶配方的基础上,大幅降低配方中单体的用量,用PS代替聚合单体,添加增塑剂,制得性能优于乳白胶的木材用胶粘剂。大大降低了市售乳白胶的成本,同时达到了废物利用的目的。
2 PS改性胶粘剂的研制
2.1 溶剂型PS改性胶粘剂的研制
2.1.1 仪器及药品 仪器:恒温水浴;电动搅拌器;NDJ-1型旋转粘度计;Instron 4467、4505通用材料试验机;鼓风烘箱;SC-7型气相色谱仪(氢焰鉴定器)。药品:聚苯乙烯泡沫塑料;环氧树脂(E-51);甲苯二异氰酸酯;偶氮二异丁氰;乙酸乙酯;甲苯;滑石粉;胺类固化剂。
2.1.2 实验原理
聚苯乙烯是一种无定型线性非极性物质,其分子中含有苯环,刚性大而柔性小。在极性物质表面上粘接力很弱,用聚苯乙烯直接制得的胶粘剂强度不够而且胶层又脆又硬。因此,需要在PS胶液中加入改性剂进行改性处理,在苯乙烯链节上引入极性基团,以增加柔顺性,提高粘接强度。我选择了环氧树脂(E-51)及甲苯二异氰酸酯作为改性剂。在引发剂偶氮二异丁氰的作用下,甲苯二异氰酸酯先和聚苯乙烯发生反应。反应式如下:
(2)链自由基与甲苯2、4-二异氰酸酯进行交联反应
(R代表苯甲基)
然后加人环氧树脂,环氧树脂的结构中含有-OH,异氰酸酯可与环氧树脂中的-OH发生反应,反应通式如下:
这样,异氰酸酯就先后使PS、环氧树脂得到改性,并使二者产生部分交联。
2.1.3 胶粘剂的配制
将反应容器放在恒温水浴中,安装好搅拌棒,加入100份混合溶剂(乙酸乙酯:甲苯=4:1),分批加入50份洗净干燥的废聚苯乙烯泡沫碎料,边加边开
动搅拌,待全部溶解以后,逐渐升温至70℃,加入0.5份引发剂偶氮二异丁腈,3份甲苯2、4-二异氰酸酯,于中速搅拌下反应大约1-1.5小时,再加0.5
份甲苯2、4-二异氰酸酯,降温至50℃,加入10份环氧树脂(6101),继续反应1小时,降温后加入10份填料,可制得微黄色粘稠胶液,此胶液用时需加入固化剂。
2.1.4 胶粘剂各项指标的测试方法
不挥发物含量按GB/T2793-95方法进行测定,粘度按GB/T2794-95方法进行测定,拉伸剪切强度按GB7124方法进行测定,胶粘剂中有害物质限量按GB18583-2001方法进行测定。
2.2 乳液型PS改性胶粘剂的研制
2.2.1 仪器及药品
仪器:电动搅拌机;电热套;四口烧瓶;球形回流冷凝管;温度计;滴液漏斗;Instron 4467、4505通用材料试验机;鼓风烘箱;SC-7型气相色谱仪;红外光谱仪。
药品:聚苯乙烯泡沫塑料;丙烯酸丁酯;醋酸乙烯酯;邻苯二甲酸二辛酯;乙酸乙酯;甲苯;引发剂过硫酸铵;混合乳化剂(十二烷基硫酸钠:OP-10=
1:2)
2.2.2 水剂PS改性胶的制备
于四口烧瓶中加入50份混合溶剂(乙酸乙酯:甲苯:4:1),分批于搅拌下加入40份洗净晾干粉碎的废聚苯乙烯泡沫,逐渐升温到40℃,待完全溶解成透明粘稠液体后,加入1份复合乳化剂,搅拌乳化30min,加入40份水(蒸馏水或去离子水)及4份混合单体(丙烯酸丁酯:酯酸乙烯酯=1:1),升温到60℃,加大搅拌速度,再乳化30-40min,滴加部分引发剂(过硫酸铵10%溶液);反应时,有热量放出,温度开始自动升高,此时,加热使温度达到75℃,逐滴加入12份混合单体与80份水组成的溶液,在加入混合单体水溶液的过程中,每隔一段时间加入一部分引发剂(引发剂总量为1份),反应温度应控制在75-85℃之间,全部加完以后(大约需1.5-2h),把剩余引发剂全部加入,升温到90℃保温,待回收的溶剂达到加入量的80-85%时停止加热,然后,冷却到50℃,加入两份增塑剂邻苯二甲酸二辛酯,搅拌均匀后,调节PH值到7左右,冷却到室温,得到白色粘稠液体。
2.2.3 PS改性乳液胶粘剂各项性能指标的测试方法
胶粘剂不挥发物含量按GB/T2793-95方法进行测定,胶粘剂旋转粘度按GB/T2794-95方法进行测定,压缩剪切强度按HG/T2727附录B方法进行测定,灰份、PH值按GB11175方法进行测定,胶粘剂中有害物质限量按GB18583-2001方法进行测定。
3 结果与讨论
3.1 溶剂型PS改性胶粘剂的结果与讨论
3.1.1 所制得PS改性胶粘剂的各项技术性能见表1
3.1.2溶剂的选择
聚苯乙烯泡沫塑料溶解于芳烃(如苯,甲苯,二甲苯等),氯代烃(如三氯甲烷,三氯乙烯),羧酸酯(如乙酸乙酯,乙酸丁酯),酮(如丙酮,丁酮)等大部
分有机溶剂中。选择合适的溶剂溶解泡沫塑料,主要从以下几个方面考虑:首先,所选择的溶剂要对聚苯乙烯及新加入的改性剂有良好的溶解能力,对添料有良好的分散性能;其次,溶剂的性质最好对胶粘剂的性质有一定的改善作用;第三,所选用的溶剂要低毒,价廉,易得,安全。综合考虑以上各因素,用乙酸乙酯或甲苯作溶剂比较适合。但又考虑到混合溶剂的溶解性较单一溶剂要好,并且由于沸点、挥发度、极性不同,通过改变混合比例,可以调节胶粘剂
的干燥时间,满足不同场合的需要,因此,选择了乙酸乙酯和甲苯二者混合作为聚苯乙烯泡沫塑料的溶剂,这两种溶剂的物理化学参数见表2。
聚苯乙烯的溶解度参数为9.11
3.1.3 溶剂比的选择
采用乙酸乙酯与甲苯作为混合溶剂,乙酸乙酯含极性基团,对胶粘剂性能的改善有较大帮助,它沸点低,挥发快;甲苯是非极性物质,沸点高,挥发较
慢,两者比例不同定会影响着改性PS胶的干燥速度和粘附力,所以有必要选择一个较为合适的溶剂比。
从图中可以看出,随着溶剂比的增大,也就是乙酸乙酯的比例上升时,改性液的剪切强度增大,到溶剂比为4:1此后,又有所下降。其原因可能是由于
乙酸乙酯的极性较大,一方面对赐有改性作用,另一方面,能与被粘材料的表面形成分子间的相互作用力,因此,提高了剪切强度;而且它挥发的较快,正
好满足了环氧树脂固化以后残留溶剂少,而提高剪切强度的要求。因此,它比例增大而胶液强度上升。但乙酸乙酯比例太大时,由于它沸点低,挥发快,当
胶接边缘固化以后,内部的溶剂有可能长期处于液态或半固态,影响粘接效果而使剪切强度略有下降。
3.1.4 改性剂甲苯二异氰酸酯用量对胶粘剂剪切强度的影响
甲苯二异氰酸酯是一种强极性物质,其改性效果极为明显,只需极少量就可以明显改善胶粘剂的性能,其不仅对聚苯乙烯有较好的改性作用,而且对环氧树脂也有很好的改性作用。在废聚苯乙烯改性反应中,改性剂TDI作用有两个:一是在聚苯乙烯大分子中引入极性基团,使聚苯乙烯大分子链产生交联,二是与环氧树脂发生反应,改性环氧树脂,并使环氧树脂与聚苯乙烯两者产生部分交联。改性剂TDI的用量直接影响着改性PS胶的性质,如果改性剂用量少,则聚苯乙烯分子链上含极性基团少,交联度不够,韧性不足,且环氧树脂也不能很好的被改性,胶层较脆;如果用量太多,又使物质交联过度,甚至形成网状体型结构,降低了剪切强度,实验表明,改性剂用量为2.0%时,改性效果较好。如图2
3.1.5 环氧树脂的选择及其用量对PS改性胶粘剂性质的影响
环氧树脂常被称作“万能胶”,对各种金属和大部分非金属材料都有良好的粘接性能,广泛用于飞机、导弹、汽车、建筑、电子电器和木材加工等工业部门,而且环氧树脂胶具有工艺性能好,胶接强度高,收缩率小,耐介质性能优良,电绝缘性能良好等优点。在PS胶改性剂中,有酚醛树脂,松香树脂,邻苯二甲酸酯等,还没有人偿试用环氧树脂来改性PS。因环氧树脂中也有极性基团,应该对PS有良好的改性作用。因此,我偿试了用环氧树脂来改性PS。但单独用环氧改性PS效果不好,胶层易脱膜,粘接强度不太大,且胶层较脆,这可能是由于两者刚性都较大的因素造成的。我又在两者中加入第三种改性剂,选用异氰酸酯获得成功。环氧树脂的用量对胶液性质也有影响,用量太小,强度不高,但用量稍大时,剪切强度反而下降,这可能是由于PS改性胶粘剂是溶剂型胶粘剂,而环氧树脂固化后,有一部分溶剂仍残留在胶层中,影响了胶粘剂的性能,这种影响随环氧树脂的加入量增大而更加明显。况且,加入量太大成本也很高。环氧树脂用量与胶粘剂性能的关系见表3
❹ 树脂的主要用途是什么该行业发展前景怎么样
复合材料的主要应用领域有:①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。②汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性,可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。③化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。④医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性,生物环境下稳定性好,也用作生物医学材料。此外,复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。
热固性树脂基复合材料
热固性树脂基复合材料是指以热固性树脂如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等为基体,以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等为增强材料制成的复合材料。环氧树脂的特点是具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度,广泛应用于化工、轻工、机械、电子、水利、交通、汽车、家电和宇航等各个领域。其特点是耐腐蚀性好,耐溶剂性好,机械强度高,延伸率大,与金属、塑料、混凝土等材料的粘结性能好,耐疲劳性能好,电性能佳,耐热老化,固化收缩率低,可常温固化也可加热固化。
产品主要用于建筑、防腐、轻工、交通运输、造船等工业领域。在建筑方面,有内外墙板、透明瓦、冷却塔、空调罩、风机、玻璃钢水箱、卫生洁具、净化槽等;在石油化工方面,主要用于管道及贮罐;在交通运输方面,汽车上主要有车身、引擎盖、保险杠等配件,火车上有车厢板、门窗、座椅等,船艇方面主要有气垫船、救生艇、侦察艇、渔船等;在机械及电器领域如屋顶风机、轴流风机、电缆桥架、绝缘棒、集成电路板等产品都具有相当的规模;在航空航天及军事领域,轻型飞机、尾翼、卫星天线、火箭喷管、防弹板、防弹衣、鱼雷等都取得了重大突破。
热塑性树脂基复合材料
热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的,主要有长纤维增强粒料(LFP)、连续纤维增强预浸带(MITT)和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料(GMT)。根据使用要求不同,树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料,纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。随着热塑性树脂基复合材料技术的不断成熟以及可回收利用的优势,该品种的复合材料发展较快,欧美发达国家热塑性树脂基复合材料已经占到树脂基复合材料总量的30%以上。
高性能热塑性树脂基复合材料以注射件居多,基体以PP、PA为主。产品有管件(弯头、三通、法兰)、阀门、叶轮、轴承、电器及汽车零件、挤出成型管道、GMT模压制品(如吉普车座椅支架)、汽车踏板、座椅等。玻璃纤维增强聚丙烯在汽车中的应用包括通风和供暖系统、空气过滤器外壳、变速箱盖、座椅架、挡泥板垫片、传动皮带保护罩等。
滑石粉填充的PP具有高刚性、高强度、极好的耐热老化性能及耐寒性。滑石粉增强PP在车内装饰方面有着重要的应用,如用作通风系统零部件,仪表盘和自动刹车控制杠等。
云母复合材料具有高刚性、高热变形温度、低收缩率、低挠曲性、尺寸稳定以及低密度、低价格等特点,利用云母/聚丙烯复合材料可制作汽车仪表盘、前灯保护圈、挡板罩、车门护栏、电机风扇、百叶窗等部件,利用该材料的阻尼性可制作音响零件,利用其屏蔽性可制作蓄电池箱等。
BR-106,BR-113,BR-116,MB-2952,MB-2660,MB-3015涂膜特性:高光泽,外观华美,超凡的耐候性,卓越的耐污染性,高硬度,优异的耐溶剂性,卓越的耐化学品性,优异的耐蒸煮性,卓越的柔韧性对基材卓越的附着性,卓越的热分解性。
涂料特性:低VOC,卓越的颜料分散性,速干性,超凡的涂装性,低气味,良好的弱溶剂可溶性。
BR-106特性:具有良好硬度及附着力,与其它树脂相容性好,耐候性强。
丙烯酸树脂BR-106应用:金属漆、塑料漆、木器漆、船舶漆、集装箱漆、交通用漆、建筑等。
用途:汽车车身表面的涂层,各种涂料用,塑料涂料用(ABS,PS,PP等),聚氯乙稀钢板底涂装,夹层钢板用,塑料家电,PP塑料制品,车轮,ABS共聚物用,尼龙和诺里尔用,金属,镀锌铁,铝的涂料,木工用,罐锌外面的表面涂层,粘着剂等。
BR-116主要用在粘合剂、汽车车身表面的涂层,各种涂料用,塑料涂料用(ABS,PS,PP等),聚氯乙稀钢板底涂装,夹层钢板用,塑料家电,PP塑料制品,车轮,ABS共聚物用,尼龙和诺里尔用,金属,镀锌铁,铝的涂料,木工用,罐锌外面的表面涂层,粘着剂等。
三菱丙烯酸树脂BR-116适用于混凝土封闭漆和气溶胶、塑胶漆、船舶漆及汽车漆,等等。
BR-113适用于塑料油漆与木材涂料。
用途:汽车车身表面的涂层,各种涂料用,塑料涂料用(ABS,PS,PP等),聚氯乙稀钢板底涂装,夹层钢板用,塑料家电,PP塑料制品,车轮,ABS共聚物用,尼龙和诺里尔用,金属,镀锌铁,铝的涂料,木工用,罐锌外面的表面涂层,粘着剂等
MB-2952为BR-113的硬度和耐酒精性改良产品推荐应用:适用于混凝土封闭漆和气溶胶、塑胶漆、船舶漆及汽车漆,等等。
MB-9252塑胶涂料、纸品涂料、金属涂料、油墨等
用途:汽车车身表面的涂层,各种涂料用,塑料涂料用(ABS,PS,PP等),聚氯乙稀钢板底涂装,夹层钢板用,塑料家电,PP塑料制品,车轮,ABS共聚物用,尼龙和诺里尔用,金属,镀锌铁,铝的涂料,木工用,罐锌外面的表面涂层,粘着剂等
MB-2660具有良好硬度及附着力,与其它树脂相容性好,耐候性强. 用于塑胶漆上的热塑性丙烯酸树脂,带有强抗耐酒精性适用于PS和ABS底层上。
MB-2660适用于溶剂型油墨,包括金银卡纸油墨、烟包墨;金属油漆、塑料涂料、木材涂料,也适合用于海运船舶油漆、容器油漆、交通标志油漆以及建筑涂料等。
MB3015主要用于塑胶漆上的热塑性丙烯酸树脂,抗耐酒精性,抗刮性优良,是MB2952的提升型号 适用于PS和ABS底层上。
日本三菱热塑性丙烯酸树脂:BR-113,BR-106,BR-116,BR-73, BR-85,MB-2952,MB-2660,MB-7143 ,BR-77
❺ 有多个酯基的酯怎么读
说应该基酯吧
MFE乙烯基酯树脂性能及其防腐蚀领域应用研究 华东理工 周润培 侯锐钢 王晓东 雷 浩 刘坐镇 . 前言 乙烯基酯指二端含乙烯基团间骨架环氧树脂类饱聚酯由饱机元羧酸(用丙烯酸甲基丙烯酸)环氧树脂进行环酯化反应故称饱酸环氧酯 (1)乙烯基酯外词其含义并确切比较确切名称应该环氧乙烯基酯前苏联文献类化合物称环氧丙烯酸酯、环氧甲基丙烯酸酯等我早期文献曾类化合物称甲基丙烯酸环氧酯、丙烯酸环氧酯等或统称饱酸环氧酯 乙烯基酯树脂发研究起始于世纪六十代1964美Shell化公司首先发种商品名Epicryl双酚A型环氧乙烯基酯树脂美Dow化公司相继发种牌号Derakane同类产品本随发系列商品名Ripoxy乙烯基酯树脂(2)我类树脂发研究起始于世纪七十代初期华东理工(原名华东化工院)、四川晨光化工研究院、海树脂厂津合材料研究所等单位早报道面工作并进行应用研究乙烯基酯树脂应用领域面其广泛重要防腐蚀领域华东理工内耐腐蚀乙烯基酯树脂早研究单位防腐蚀工程应用 乙烯基酯树脂早单位早1975由海化工院(即现华东理工)研制甲基丙烯酸环氧酯树脂(ME型乙烯基酯树脂)已功应用于新建海石化总厂维尼纶厂醛化浴(内含30%H2SO4甲醛)防腐蚀工程(3) 19801981第商品名MFE-2乙烯基酯树脂相继我校协作厂自办企业式投产二十发应用研究使华东理工华昌聚合物限公司已内主要环氧乙烯基酯树脂科研产基拥系列化MFE乙烯基酯树脂品牌积累丰富工程应用施工经验环氧乙烯基酯树脂面世已近四十历史期间现数品牌商品、专利文献据笔者所知目前内外研究产乙烯基酯树脂致几类: 由甲基丙烯酸(M)双酚A环氧树脂(E)主要原料ME型乙烯基酯;由丙烯酸(A)双酚A环氧树脂主要原料AE型乙烯基酯;由甲基丙烯酸酚醛环氧树脂(F)主要原料MF型;丙烯酸酚醛环氧树脂主要原料AF型;由甲基丙烯酸、富马酸(F)双酚A环氧树脂主要原料MFE型及由甲基丙烯酸含溴双酚A环氧树脂主要原料MEX型等(表1)外尚许异氰酸酯、橡胶等改性剂改性乙烯基酯树脂即使同原料组乙烯基酯树脂由于原料配比同、产工艺同固化条件同等素其固化产品(浇铸体)具同物理化性能 表1 耐腐蚀环氧乙烯基酯树脂类(按化组) 乙烯基酯类型 主要原料 特点 饱酸 环氧树脂 ME 甲基丙烯酸(M) E型环氧 通用型 AE 丙烯酸(A) E型环氧 韧性 MF 甲基丙烯酸(M) F型环氧 耐高温 MFE 甲基丙烯酸(M)、富马酸(F) E型环氧 通用型 AF 丙烯酸(A) F型环氧 韧性、耐高温 AFE 丙烯酸(A)、 富马酸(F) E型环氧 韧性 MEX 甲基丙烯酸(M) EX型环氧 阻燃 乙烯基酯发展史看ME型乙烯基酯较早发功商品树脂些厂商类树脂称标准型乙烯基酯树脂却见其典型配事实ME型乙烯基酯树脂品种笔者早期集类型乙烯基酯树脂合性能研究(4)究竟配ME型树脂标准目前尚公认典型配饱聚酯树脂家庭公认标准树脂聚邻苯二甲酸/反丁烯二酸丙二醇酯其典型配邻苯二甲酸酐: 顺丁烯二酸酐:丙二醇=1:1:2.15(摩尔比)标准树脂并等于树脂树脂并等于永远已饱聚酯树脂发展史所证实 总科发展技术进步今更新品种加入乙烯基酯树脂行列品种断改进提升品质 二. 结构及性能 1. 环氧乙烯基酯结构 (1) MEAE型环氧乙烯基酯化结构: (2) MFEAFE型环氧乙烯基酯化结构: 由见ME型MFE型乙烯基酯结构非相近由于扩链剂富马酸存使MFE型乙烯基酯量比ME型扩几乎1倍华昌公司产MFE型乙烯基酯树脂红外光谱与Dow化公司产Derakane- 411树脂红外光谱相雷同证明点(见图1)些作者指责MFE乙烯基酯真意义乙烯基酯我明白真乙烯基酯该结构红外光谱能鉴别否乙烯基酯难道真用些发明凝胶前否发自发性冒泡辨真假乙烯基酯 2. 结构与耐化腐蚀性 高物理告诉我:高化合物论线型网状其结构都层结构化结构;二结构形态结构;三(或称高)结构聚集态结构本文准备作详细阐说想指化组既能代替化结构更等同于结构单凭化组能决定高化合物性能举例说同化组聚丙烯规聚丙烯力性能差能作材料使用用定向聚合聚丙烯才用工程材料 环氧乙烯基酯由于化结构特点:酯基密度且都处于交联双键邻近与疏水苯乙烯发共聚交联反应网状结构具高度水解稳定性影响环氧乙烯基酯树脂水解稳定性素:酯基密度、酯基相邻基团空间保护作用交联剂苯乙烯含量(5) (1) 酯基密度 环氧乙烯基酯饱聚酯水解基团其结构含酯基(—C=O—O—)酯基相含量(酯基密度mol/100g表示)少直接影响水解稳定性 简单环氧乙烯基酯甲基丙烯酸与双酚A环氧树脂按摩尔比2:1反应其化结构示意式: M—E—M 式:M代表甲基丙烯酸 E代表E型环氧树脂 E取平均量392E-51则述结构环氧乙烯基酯平均量564由于平均含二酯基故其平均酯基量282即平均每282g环氧乙烯基酯含1摩尔酯基或换算平均酯基密度0.355mol/100g 目前我市场见环氧乙烯基酯反丁烯二酸改性甲基丙烯酸环氧酯其结构示意式: M—E—F—E—M 式F代表反丁烯二酸ME含义同 参与反应环氧树脂E-51则该MFE型环氧乙烯基酯平均量1072由于该结构含四酯基故该环氧乙烯基酯平均酯基量268换算平均酯基密度0.373mol/100g比述简单ME型环氧乙烯基酯酯基密度高5% 类推计算由D-33与反丁烯二酸按摩尔比1:1合双酚A型饱聚酯平均酯基密度0.472mol/100g由丙二醇、顺酐、苯酐按摩尔比2:1:1合邻苯型191树脂平均酯基密度1.105mol/100g 由述计算结见MFE型环氧乙烯基酯树脂酯基密度约邻苯型191聚酯1/3实验事实表明(6)MFE型环氧乙烯基酯树脂水解稳定性优于邻苯型191树脂远远超3倍告诉我结构酯基密度影响水解稳定性唯素主要素 (2) 酯基相邻基团空间保护作用 机化告诉我:酯基酸或碱催化发列水解反应: ① 酸式水解: ② 碱式水解: 酯基相邻基团RR’都酯基水解速度产影响其尤R影响更明显 据报道(7)乙酸乙酯20℃水碱式水解速率数k0=4.8l/mol?min与其同系相差甲基丙酸乙酯20℃水碱式水解速率数k1=2.3l/mol?min者水解速率数约前者1/2结延伸甲基丙烯酸环氧酯(ME型)与丙烯酸环氧酯(AE型)水解稳定性比疑前者水解稳定性要优于者必须指论ME型抑或AE型环氧乙烯基酯固化前水解稳定性都差玻璃钢行业同仁都共识树脂(环氧乙烯基酯树脂例外)充交联固化优秀性能(包括物理性能、耐化品性能)才显现 笔者认:环氧乙烯基酯结构酯基相邻交联双键苯乙烯参与固化形三维交联网络酯基形空间保护作用才环氧乙烯基酯树脂获高水解稳定性主要原(6)图2所示:固化受空间网络保护基团 (3) 交联剂苯乙烯含量 与饱聚酯环氧乙烯基酯用交联剂稀释剂仍苯乙烯含量通占环氧乙烯基酯树脂总量40%左右由于苯乙烯及其聚合物水解作用惰性存含量直接作用降低环氧乙烯基酯树脂酯基密度外聚苯乙烯链段形式参与环氧乙烯基酯树脂固化交联三维网络树脂浇铸体耐热性、力性能耐水解稳定性都起重要作用 总环氧乙烯基酯树脂固化网络水解稳定性能单纯组网络环氧乙烯基酯化组判断必须同考虑由苯乙烯链段参与固化网络结构耐水性影响 再顾历史由初发功商品树脂即甲基丙烯酸与E型环氧树脂按摩尔比2:1合ME型环氧乙烯基酯树脂至今已三十余三十商品树脂品种断增加各种改性树脂相继现反丁烯二酸改性MFE型环氧乙烯基酯树脂丙烯酸代替甲基丙烯酸合AE型环氧乙烯基酯树脂3200#早世纪八十代初期我已始商品化产(8)AE型环氧乙烯基酯树脂虽化结构缺少α-甲基相邻酯基空间保护作用要苯乙烯用量形网络结构合理同具甚至超某些ME型环氧乙烯基酯树脂所具高度水解稳定性点已应用实践所证实 华昌聚合物限公司近期推高韧性、低收缩型MFE-5乙烯基酯树脂属AE型乙烯基酯树脂却具极佳水解稳定性试验结表明MFE-5乙烯基酯树脂浇铸体80~100℃浸泡于10%NaOH历2月其外观变、透明度变仅轻微失重(9)说明该树脂具优良耐碱性 3. 结构与物理力性能 乙烯基酯经固化交联形三维网状结构影响网状结构韧性素交联密度交联点间链段柔韧性 交联密度与树脂双键密度由直接关系ME型乙烯基酯树脂双键密度例仍参与组环氧树脂E-51计算由于每含二双键即平均每564gME乙烯基酯含2摩尔双键故其平均双键密度0.355mol/100gMFE型乙烯基酯树脂每含三双键即平均每1072gMFE乙烯基酯含3摩尔双键计算其平均双键密度0.280mol/100g比ME型乙烯基酯平均双键密度降低27%由见MFE型乙烯基酯固化形三维网状结构并非某些所说存高交联密度相反比ME型乙烯基酯交联密度低 影响乙烯基酯树脂固化网络韧性另重要素网络交联点间链段柔韧性众所周知丙烯酸及其酯化工行业称软单体甲基丙烯酸及其酯则称硬单体由于丙烯酸酯聚合主链自由旋转甲基丙烯酸酯聚合由于α-甲基空间位阻使主链内旋转受阻滞 由见AE型乙烯基酯树脂浇铸体般较ME型乙烯基酯树脂具更韧性非绝与节讨论水解稳定性毕竟乙烯基酯树脂固化网络乙烯基酯化结构能完全决定乙烯基酯树脂浇铸体物性
❻ 塑料的用途以及各种各样不同的塑料的区别在哪里请您帮我看看啊!
这个真是太难回答了,因为涉及的面又很广大,所以先给你一个初步塑料分类吧:
塑料它可以是纯的树脂,也可以是加有各种添加剂的混合物,树脂起粘结剂作用。所加添加料的目的是用来改善纯树脂的物理机械性能,改善加工性能或者为了节约树脂。
因此,塑料最基本的物理化学性质是由树脂的性质所决定的。树脂可分天然树脂和人造树脂,后者又称合成树脂。
树脂都属高聚物,这些高聚物有独特的分子内部结构与分子外部结构。高分子内部结构决定了高聚物最基本的物理化学性质;而高分子外部结构则决定高聚物的加工性能和物理机械性能。
聚合物按链之间在凝固后的结构形态可分非结晶型(无定型),半结晶型和结晶型。所以塑料也有无定型和结晶型之分。
结晶型塑料在凝固时,有晶核到晶粒的生成过程,形成一定的体态。如PE,PP,PA,POM,等均属结晶型。
无定型塑料在凝固时,没有晶核与晶粒的生长过程只是自由的大分子链的“冻结”如PS,PVC,PMMA,PC等。
又按其塑料对热作用的反映,可分热塑性塑料与热固性塑料两类:热塑性塑料的特点是加热可以软化,冷却时又重返固态。这一可逆过程,可以反复多次。如:PS,PVC,PA,PP,POM等;而热固性塑料特点是在某一温度下能转变成可塑性熔体,但如果继续提高温度,延长加热时间高分子内部将产生交联作用而固化。再不能用加热方法使其软化到原始状态,不能反复加工。如:环氧,呋喃,氨基,酚醛等。
二常用塑料
(1)聚烯烃,聚烯烃是烯烃高聚物的总称,一般是指乙烯,丙烯,丁烯的均聚物与共聚物。主要品种有:低密度聚乙烯(LDPE),线型低密度聚乙烯(LLDPE),中密度聚乙烯(MDPE),高密度聚乙烯(HDPE),超高分子量聚乙烯(UHMPE),氯化聚乙烯(CPE);乙烯-丙烯共聚物,乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA);聚丙烯(PP),氯化聚丙烯(PPC),增强聚丙烯(RPP)聚丁烯(PB)等。
(2)氯乙烯(PVC)注塑用聚氯乙烯是悬浮聚合产品,按其颗粒形态有紧密型和疏松型。
聚氯乙烯的改性品种有:氯化聚氯乙烯(CPVC),氯乙烯-醋酸乙烯共聚物,氯乙烯-偏氯乙烯共聚物(PVDC),氯乙烯-乙丙橡胶接枝共聚物,耐寒PVC即氯乙烯与马来酸酐的共聚物。
注塑用PVC有两类:一种是湿混造粒,即把各种添加剂.稳定剂.加工助剂.润滑剂.冲击改性剂.复合稳定剂等混合后挤出造粒。另一种是干混料不造粒的粉状聚氯乙烯。
苯乙烯系树脂.苯乙烯系树脂是指苯乙烯的均聚物与共聚物树脂的总称。近年来为改善其脆性和耐热温度低的缺点,采用与橡胶等共混和接枝的方法发展一系列改性品种。如与丙烯腈,丁二烯,a-甲基苯乙烯,甲基丙烯酸甲脂,马来酸酐等二元共聚物可改善耐热性和脆性;与丙烯腈丁二烯的共聚物ABS是冲击韧性和加工性能很好的工程塑料。
目前苯乙烯系塑料有通用级,发泡级,冲击级和AS,ABS等,AS有通用级AS(I)与耐热级AS(II)。
(4)丙烯酸脂类,丙烯酸脂类塑料通常包括聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)俗称有机玻璃,以及纤维聚合物丙烯腈。这都是从丙烯酸衍生的高聚物。
供注塑级的PMMA用悬浮聚合制成,有通用级耐热级和高流动级。
(5)酰胺树脂聚. 酰胺树脂聚又称尼龙(PA)是早的工程塑料品种之一,用作纤维时称绵纶。我国有PA6,PA610,PA612,PA66,PA1010以及高碳尼龙,PA66与弹性接枝共混的超韧性PA,还有芳香聚酰胺等。
(6)线性聚脂类.在聚合物链节中含有脂链或醚链,而无支链和交联结构的树脂统称为线性聚脂或线性聚醚。国产有:聚碳酸酯双酚A型(PC),改性聚碳酸酯,聚对苯二甲酸乙二脂(涤纶,PET)聚对苯二甲酸丁二脂(PBT)聚芳脂(双酚A型),聚甲醛(POM)等。
PC是一种无定型的热塑性聚合物,纯PC虽有好的综合性能,但容易应力开裂,耐磨性及流动性不良,目前多采用PE,ABS,PS,PMMA,与之进行共混以克服上述缺陷。
PET大部作纤维少部用于薄膜,而注塑成型用的多是玻璃纤维增强(FRPET),PBT与PET都属结晶型热塑性线型聚脂。
聚芳脂(双酚A型),这是与PC相似的无定型工程塑料
聚甲醛(POM)有均聚和共聚两种,都是结晶型聚合物。均聚比共聚POM热稳定性差加工温度范围窄。此外还有含油POM这是在POM内加液体润滑油和硬脂酸盐类的表面活性剂的共聚物。含油POM摩擦系数小,物料不易输送所以常用开槽料筒的注塑机进行生产。
(7)氟塑料. 氟塑料品种有:聚四乙烯(PTFE),聚四乙烯与六氟丙烯酸共聚物(FEP),三氟乙烯(PCTFE),聚偏氟乙烯(PVDF)聚氟乙烯(PVF)等。
PCTFE从分子结构上看与PTFE主要的区别在于有氯原子存在,从而破坏了PTFE对称性,降低了大分子链堆砌,使其增加挠性。PCTFE对热较敏感,易于高温下分解。聚偏氟乙烯(PVDF),是一种白色粉末状,结晶型热塑性树脂。
(8)纤维素塑料,纤维素塑料是指由天然纤维素与无机或有机酸作用产生的纤维素树脂再加上增塑剂而制成。纤维素是最古老的半合成型的热塑性塑料,常用的有硝酸纤维素醋酸纤维素,醋酸丁酸纤维素,用于注塑的以醋酸纤维素为主。
(9)耐高温型树脂,这类有聚砜,聚芳砜,聚苯醚砜,聚苯硫醚,聚苯醚,聚酰亚胺。这类聚合物由于在分子主链上含有亚芳基或杂环结构,因此具有耐高温,耐辐射的能力,并兼有很高的强度和尺寸稳定性。
聚砜(PSF),双酚A聚砜属线性热塑性聚合物,虽然有正规结构,但仍然是无定型结构形态。聚砜的粘度较大而且对温度的依赖性要比对剪切速率大。这一点正与聚乙烯相反而与聚碳醋酯类却相近。在注塑中,当剪切速率低时,温度对其膨胀效应的影响不明显。
聚苯醚砜(PES),在其分子结构中不含有脂肪族基团,因此对耐热性和抗氧性较好。可在180~200度范围内长期使用,熔融温度50~350度。
聚苯醚(PPO),PPO和其他许多热塑性塑料不同;熔体的流变性能接近牛顿型流体,粘度对剪切速率并没有明显的依赖性。用于注塑的还有改性聚苯醚及氯化聚醚。聚苯硫醚(PPS,雷腾),是一种新型工程塑料它具有优良的综合性能,是目前作轴颈与轴承的最好村料。PSS原粉熔融后流动性很大,直接加工困难因此必须经过交联预处理,提高流动性。注塑用有粉料与可粒料两种。PSS的注塑与HDPE十分相似所不同是PSS要求成型 温度高些:在此343度时其流动性相当于HDPE的流动
❼ DSM乙烯基树脂耐腐蚀性怎么样
要看耐什来么介质了?应该来说他的耐自腐蚀性能还行吧,但是国内的使用量不是很大,主要还是上纬的量大。亚什兰的耐腐蚀性还是值得肯定的,目前在国内的认知度是最高的,但价格也是最高的;昭和、DSM应该处于第二梯队,这2个在玻璃钢行业用量好像都不是很大;再次就是上纬的,上纬的营销做的绝对的到位,质量也是可以的,所以市场量也是最大的;华昌是老牌的企业,量也还可以,但是感觉不是那么活跃,长久下去估计也要改制了。新兴的则比较多了,像长兴、雷可德(都是刚刚进入国内市场)、天和树脂、亚邦等等。
❽ 你好,请问psf树脂的全是材料的名称,学名,俗名,英文名,缩写是什么啊急用,谢谢啊
常用塑料性能介绍--聚砜(PSU、PSF) 2007-10-20 16:35
聚砜(PSU、PSF)的介绍
聚砜(PSU)Polysulphone 玻璃化温度:185℃
聚砜(PSU)是一类在分子主链上含有砜基的芳香族非结晶高性能的热塑性工程塑料。分为透明、不透明和填充品级3种规格。由于聚砜的主链为苯环,通过醚、砜、异丙基等基“铰链“联接而成,因此兼有聚芳砜的刚性、耐热性及聚芳醚的柔性。PSU是透明、水解稳定的塑料,尺寸稳定性好,在室温下具有良好的形变稳定性;加热形变温度为175℃,具有突出的热稳定性,长期使用温度为160℃,短期使用温度为190℃,能在-100℃~+150℃范围内保持良好的性能。PSU具有优良的力学性能,拉伸强度为70~75MPa,弯曲模量2680MPa,并具有突出的长期耐蠕变性,在长期时间使用过程中机械性能仍能保持不变。PSU还具有优异的介电性能,即使放置在水中或190℃下仍能保持很高的介电性能,在150℃下长时间热老化时,其物理性能和电性能变化甚小,且耐蒸汽性能优良,它的寿命在145℃蒸汽下至少为12年,同时在宽的温度和频率范围内保持良好的电性性能,其耐燃性能满足更严格的安全要求,在耐辐射性方面为塑料的最佳品种。PSU易于加工成型、能达到精密的公差,除浓硝酸、浓硫酸外,对其他酸、碱、醇、脂肪烃等化学物品稳定。
PSF的分子结构式如下图:
PSU的制备方法:工业上,PSU的制备方法是先由氯苯与氯磺酸反应制成对氯苯磺酰氯,再与氯苯在三氯化铝催化下缩合成4,4‘-二氯二苯砜。接着与由双酚A和氢氧化钠在二甲基亚砜等溶剂存在下反应生成的双酚A钠盐反应缩聚成PSU。
PSU的应用状况:PSU的应用十分广泛,在电子电气领域,PSU可用于制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽、绝缘套管、线圈骨架、接线柱和集电环等电气零件,印刷电路板、轴套、罩、TV系统零件、电容器薄膜、电刷座、碱性蓄电池盒等;在汽车、航空领域,PSU可用于制作防护罩元件、电动齿轮、蓄电池盖、雷管、电子发火装置元件、灯具部件、飞机内部配件和飞机外部零件、宇航器外部防护罩等。还可用于PSU制作照明器档板、电传动装置、传感器等,世界市场上用来制作机舱部件的聚砜类聚合物需求在继续增长,主要是由于这类聚合物燃烧时释放的热量少、产生的烟雾少,有毒气体扩散量少,完全符合安全规定的使用要求;在厨房用品市场上,PSU可代替玻璃及不锈钢制品用于制造蒸汽餐盘、咖啡盛器、微波烹调器、牛奶及农产品盛器,蛋炊具及挤奶器部件、饮料和食品分配器等产品。PSU为无毒制品,可制成反复与食品接触的用具。PSU作为透明新材料,耐热水、水解稳定性优于其他任何一种热塑性塑料,故可用于制作咖啡壶等。用PSU制作的连接管,用于玻纤或玻纤增强的聚酯砌面,管外层强度高,管内层耐化学品,较钢管轻,且透明,便于临控,常用于食品工业和制作强光灯的灯盏;在卫生及医疗器械方面,PSU可用于制作外科手术盘、喷雾器、加湿器、接触透镜夹具、流量控制器、器械罩、牙科器械、液体容器、起搏器、呼吸器和实验室器械等。PSU用于制作各种医疗制品较玻璃制品成本低,而且不易破裂,故可用于仪器外壳,齿科仪器,心瓣盒,刀片清理系统,软接触镜片的成型盒,微型过滤器,渗析膜等。PSU还可用于镶牙,其粘接强度比丙烯酸高一倍;在日用品方面,PSU可用于制作加湿器、吹风机、服装汽蒸、照相机盒,放映机元器件等耐热、耐水解产品。经0.4~1.6MGy辐射和良好干燥过的PSU粒料,在310℃和模温170℃下很容易注塑成型,适用于层压材料的粘合剂,所有带硅烷的聚砜如PSU-SR、PKXR等均可作为粘合剂,用于上浆玻纤和石墨纤维制作复合材料,用石墨织物增强的带硅烷基的PSU,可制作升降舵等飞机部件。PSU在加上固体润滑剂聚四氟乙烯后,可增加耐磨性和物理机械性能,也应用于制备耐磨性涂料;除此之外,PSU还可制造各种化工加工设备(如泵外罩、塔外保护层等)、食品加工设备、污染控制设备、奶制品加工设备及工程、建筑、化工用管道等。
PSU开发利用前景:目前PSU主要用于电子、电气方面。电子、电气向小型、轻量、耐高温方向发展,促进了PSU消费的增长。在汽车,航天、医疗、卫生中PSU的需求量仍在保持稳定增长的势头。美国1997年消耗砜树脂近1330吨,绝大部分为PSU,年需求增长率为8%~10%,其消费分配为电子、电气占35%,食品、日用品占25%,汽车、航空等占15%,医疗占12%,工业占4%,其他占9%;西欧1997年PSU的消费量为2500吨,其用途分配为电子、电气占46%,汽车、航空占28%,医疗设备占10%,工业占10%,其他占6%。西欧对PSU的年消费增长率为14%~17%,到2000年,需求量可达近4000吨;日本1997年PSU的消费量为950吨,年均增长率为7%~8%,到2000年需求量将达到约1200吨。日本在光学应用领域内,在透镜生产中,PSU已取代PMMA和PC,这些光学传感器可用于自动控制器内,已形成市场规模。此外,在保险盒的应用中,也消耗掉100吨PSU树脂。目前我国PSU的生产能力不足700吨/年,产量约400吨/年,生产厂家主要有上海曙光化工厂(300吨/年)、大连第一塑料厂(200吨/年)和吉林大学(200吨/年)等,大多处于中试生产规模,产量难以满足国内市场的需求,还需靠进口来弥补;另外产品在质量上同国外相比也有很大差距。国内在食品、卫生、医疗等领域内的应用开发工作仅处于初始阶段,改性合金产品还有待于进一步开发。因此发展聚砜产品将会大有可为,开发利用前景广阔。
聚砜(PSF)介绍
聚砜是分子主链中含有链节的热塑性树脂,英文名Polysalfone(简称PSF或PSU)有普通双酚A型PSF(即通常所说的PSF),聚芳砜和聚醚砜二种。
PSF是略带琥珀色非晶型透明或半透明聚合物,力学性能优异,刚性大,耐磨、高强度,即使在高温下也保持优良的机械性能是其突出的优点,其范围为为-100~150℃,长期使用温度为160℃,短期使用温度为 190℃,热稳定性高,耐水解,尺寸稳定性好,成型收缩率小,无毒,耐辐射,耐燃,有熄性。在宽广的温度和频率范围内有优良的电性能。化学稳定性好,除浓硝酸、浓硫酸、卤代烃外,能耐一般酸、碱、盐、在酮,酯中溶胀。耐紫外线和耐候性较差。耐疲劳强度差是主要缺点。
PSF成型前要预干燥至水份含量小于0.05%。PSF可进行注塑、模压、挤出、热成型、吹塑等成型加工,熔体粘度高,控制粘度是加工关键,加工后宜进行热处理,消除内应力。
PSF可做成精密尺寸制品。主要用于电子电气、食品和日用品、汽车用、航空、医疗和一般工业等部门,制作各种接触器、接插件、变压器绝缘件、可控硅帽,绝缘套管、线圈骨架、接线柱,印刷电路板、轴套、罩、电视系统零件、电容器薄膜,电刷座,碱性蓄电池盒、电线电缆包覆。
PSF还可做防护罩元件、电动齿轮、蓄电池盖、飞机内外部零配件、宇航器外部防护罩,照相器档板,灯具部件、传感器。代替玻璃和不锈钢做蒸汽餐盘,咖啡盛器,微波烹调器、牛奶盛器、挤奶器部件、饮料和食品分配器。卫生及医疗器械方面有外科手术盘、喷雾器、加湿器、牙科器械、流量控制器、起槽器和实验室器械,还可用于镶牙,粘接强度高,还可做化工设备(泵外罩、塔外保护层、耐酸喷嘴、管道、阀门容器)、食品加工设备,奶制品加工设备、环保控制传染设备。
聚芳砜(PASF)和聚醚砜(PES)耐热性更好,在高温下仍保持优良机械性能。
聚砜—新世纪的塑料新星 【2003-2-27】
聚砜(PSF)因具有优异的物理机械和热性能、耐高温蠕变、耐水解、无毒、电绝缘性好及耐紫外线,并且其产品质轻、成本低,不但能取代各种塑料,也可代替金属,能用注射、挤出、模压等通用的方法进行加工,在电子、机械、仪表、医疗器械、航空、汽车等领域内已经获得了广泛的应用,并保持稳定的增长势头。
电子电气领域:电子电气目前是PSF的消费大户,电子电气向小型、轻量、耐高温方向发展,促进了PSF消费的增长。PSF可用于制作各种接触器、接触件、变压器绝缘件、可控硅帽、绝缘套管、线圈骨架、接线柱和电环等电气零件、印刷电路板、轴套、罩、影视系统零件、电容器薄膜、电刷座、碱性蓄电池盒等。
汽车、航空领域:在航空航天和汽车制造领域,PSF适用于制作防护罩元件、电动齿轮、蓄电池盖、雷管、电子发火装置元件、灯具部件、飞机内部配件和飞机外部零件、宇航器外部防护罩等。此外,PSF还可以制作照明器挡板、电传动装置、传感器。在世界范围内,用来制作机舱部件的聚砜类聚合物需求在不断增长,主要是由于这类聚合物燃烧时释放的热量少,产生的烟雾少,有毒气体扩散量少,完全符合安全的使用要求。
炊具、食品加工机械:PSF为美国FDA确认的无毒制品,可制成反复与食物接触的用具。PSF作为透明新材料,耐热水、水解稳定性优于其他热塑性塑料,可代替玻璃及不锈钢制品,能达到需要的性能标准。
在厨房用品市场上,PSF产品有蒸汽餐盘、咖啡盛器、微波烹调器、牛奶及农产品盛器、蛋炊具及挤奶器部件、饮料和食品分配器等。在食品包装方面,PSF可用于各种容器内器皿,利用其透微波性好的特点来制作微波器皿。此外,PSF还可用作连接管,管的外层强度高,内层耐化学品,较钢管轻且透明,便于临控,常用于食品工业和制作强光灯的灯罩。
在卫生、医疗领域,PSF完全符合卫生要求,能经得起130℃蒸汽反复消毒,用于卫生医疗器械可代替不锈钢、铝等以降低成本。可用PSF制作的医疗器械有:外科手术盘、喷雾器、加湿器、接触透镜夹具、流量控制器、器械罩、牙科器械、起博器、呼吸器等。用PSF制作的医疗制品较玻璃制品成本低、而且不易破裂,故用于仪器外壳、齿科仪器、心瓣盒、刀片清理系统、软接触镜片的成型盒、微型过滤器、透析膜等。还可用于镶牙,其强度比聚丙烯酸酯高一倍。
日用品应用领域:用PSF制作的日用品主要为耐热耐水解的产品,有加湿器、蒸汽熨斗、照相机盒、放映机元件等。
粘合剂、涂料:所有带硅烷的聚砜均可作为粘合剂。用于上浆玻纤和石墨纤维,制作复合材料。用石墨织物增强的带硅烷基的PSF可制作升降舵等飞机部件。PSF和固体润滑剂聚四氟乙烯并用,可制作耐磨性涂料。
工业应用领域PSF还可以制造各种化工加工设备,有泵外罩、塔外保护层、食品加工设备、污染控制设备、奶制品加工设备及工程、建筑、化工用管道等。
美国对PSF的年需求增长率为8%~10%、西欧对PSF的年需求增长率为14%~17%、日本对PSF的年需求增长率为7%~8%PSF。聚砜在国际市场上供不应求,美国、西欧、日本均需进口。在国内,食品、卫生、医疗等领域内的应用与开发尚处于初始阶段,从发展趋势来看,对PSF的需求将会持续稳定增长。
聚砜类树脂简介
聚砜类树脂是20世纪60年代中期以后出现的一类热塑性工程塑料,是一类主链上含有砜荃和芳核的非结晶性热塑性工程塑料。按其化学结构可分为脂族聚砜和芳族聚砜。脂族聚砜不耐碱,不耐热,无实用价值,而芳族聚砜中的双酚A聚砜及其改性产品--非双酚A的聚芳砜,以及聚醚砜,则有较广泛的用途,是业已商业化生产的高分子量聚砜树脂。双酚A聚砜树脂是美国联碳公司(UCC)于1965年开发成功的,商品名为Udel polysuifone;聚芳砜是美国3M公司在1967年开发成功的,商品名为Astrel;聚醚砜由英国卜内门公司(ICI)于1972年开发成功的,商品名为Victrex。聚砜类树脂结构中的氧都具有高度共振二芳基砜集团,硫原子处于完全氧化状态,砜基的高共振使聚砜类树脂具有极其出色的耐氧化性能和耐热性能,具有出色的熔融稳定性,这些都是高温模塑和挤出成型必须具备的加工性能。
聚砜
聚砜(PSF)是一种透明、耐高温、极稳定的高性能热塑性工程塑料。它具有无定形性、低燃烧性、冒烟性小,在将近玻璃化转变温度374°F时仍保持很好的介电性能。这些性质主要是由聚砜的分子结构中二芳砜基团决定的。这种基团有从苯环上吸电子的趋势。砜基团的对位氧原子共振并且产生抗氧化性。高共振也使键有所增强,使基团形成平面结构。因此在高温条件下,该聚合物具有很好的热稳定性和刚度。醚键使分子链具有柔曲性,所以具有很好的冲击强度。因为连接苯环的键具有水解稳定性,所以聚机不易水解并且耐酸、碱溶液。
聚砜(PSF)可通过一般的热塑性塑料加工设备进行加工,但需在高温条件下。在注塑、挤出、热成型前,必须对之进行干燥。
聚砜(PSF)的性能:
聚砜耐酸、碱、盐溶液并且耐洗涤剂、油以及醇类,甚至在有压力高温条件下也行。它不耐于极性溶剂如酮、卤代烃以及芳烃。
聚砜可以在300°F蒸汽中连续使用。在180°F水中,最大承受压力为13.8MPa(静态负荷)和 17.2 MPa(间歇负荷)。为保持长期透明性和抗冲击性不变,于180°F水中,其最大承受压力为3.5MP(静态负荷)、6.9MPa(间歇负荷)。水温度越低,其承受压力越高:例如在72°F时,最大承受压力为20.7MPa(静态负荷)、24.7MPa(间歇负荷)。在室温20.7MPa压力下,经过10000h,聚砜的蠕变(应变)只有1%。在210°F、2.07MPa的应力下,经过1年后,总应变仍低于2%。在300°F长期使用后,聚砜的强度和模量增加10%,绝缘强度保持90%,抗冲击强度保持70%。聚砜的拉伸冲击强度可达200ft.lb/in2。当暴露在高温下的开始几个月中,如300°F会产生退火效应而可降低其30%的性能值。但这些性质在两年测试期中保持恒定。
美国保险商协会实验室定出聚砜可在320°F下连续使用。由于它的玻璃化转变温度(Tg)为374°F,所以它在间歇使用时可承受更高的温度。Amoco公司Udel牌的聚砜已被美国食品和药物管局(FDA)认可并且应用于食品行业,一次或多次应用。
聚砜具有很好的综合电性能:尽管介电常数和损耗因素很低,但仍具有高介电强度和体积电阻率。并且可以在很广的温度和频率(甚至微波频率)范围内保持恒定不变。
聚砜可以进行镍和铜的化学电镀并具有20 lb/in的粘结强度。
聚砜的品级:聚砚的注塑级、挤塑级中都有透明和不透明产品。还有特殊的医用级可符合美国药典 XIX Class VI的要求。
聚砜的应用
聚砜广泛应用于需要灭菌的医用设备部件。
聚砜在食品加工设备中的应用包括:蒸汽平锅、咖啡滤器、制咖啡机具、挤奶机具、钳子、刮刀片和管子。
聚砜在管道应用中可代替金属,包括阀门组件和管道配件。它具有耐氯气、防腐蚀等的优点。
聚砜可用于许多半透膜,如肾透析。反渗透和超滤等。
电子、电器应用包括连接器、熔断器。电池壳体、开关、电容器膜以及集成电路板。
在化学加工设备应用中,如用于泵。滤板、塔填料和防腐管材。
聚砜的成型加工性能
聚砜可采用注射、挤出、吹塑、旋转等各种方法成型。通用级、熔化流动级适用于注射、挤出成型;高分子量的型号可采用吹塑、挤出成型。树脂本身呈透明琥珀色并可以着色。也可与玻璃纤维、无机填料、碳纤维以及氟塑料制成复合物。
聚砜在成型过程中对剪切速率不敏感,粘度较高,熔融流动中的分子定向较低,易获得均匀的制品,易进行规格和形状的调整,适合于挤出成型加工异形制品。
1.聚砚的流动性:在当剪切速率较低时,低密度聚乙烯与聚苯乙烯的熔融粘度要高于聚砜和聚碳酸酯。但随着剪切速率增加,由于流动方向的定向度降低,LDPE和PS的熔融核度急剧下降,而PC和PSF的变化不大。在高温时粘度都较低。在成型加工时可以调整螺筒与棋具的温度来控制其流动性。PSF的粘度—温度曲线的斜率与PC一致,故挤出机、注射机和模具若采用与PC相同的成型设备,便可获得较好的PSF制品。
2.原料干燥:PSF原料在成型前必须充分干燥,否则制品表面会出现气泡、银丝现象。一般库存的原料含湿率约0.3%,须干操到0.05%以下。下角料经粉碎、干燥后可再生利用。
3.成型加工
4.模具:设计模具时应注意使熔融流动的阻力最小,采用高温高压注射成型时应使物料流程最短。注射嘴直径应大于3mm,当制品尺寸达100mm时注射嘴直径应大于4mm。
❾ 风机叶片材料种类及性能特点有哪些
风力发电机叶片基本上是由聚酯树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等热固性基体树脂与E-玻璃纤维、S-玻璃纤维、碳纤维等增强材料,通过手工铺放或树脂注入等成型工艺复合而成。
风机叶片材料种类及性能特点:
对于同一种基体树脂来讲,采用玻璃纤维增强的复合材料制造的叶片的强度和刚度的性能要差于采用碳纤维增强的复合材料制造的叶片的性能。但是,碳纤维的价格目前是玻璃纤维的10左右。由于价格的因素,目前的叶片制造采用的增强材料主要以玻璃纤维为主。随着叶片长度不断增加,叶片对增强材料的强度和刚性等性能也提出了新的要求,玻璃纤维在大型复合材料叶片制造中逐渐出现性能方面的不足。为了保证叶片能够安全的承担风温度等外界载荷,风机叶片可以采用玻璃纤维/碳纤维混杂复合材料结构,尤其是在翼缘等对材料强度和刚度要求较高的部位,则使用碳纤维作为增强材料。这样,不仅可以提高叶片的承载能力,由于碳纤维具有导电性,也可以有效地避免雷击对叶片造成的损伤。
风电机组在工作过程中,风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界的作用。为了提高复合材料叶片的承担载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能,必须对树脂基体系统进行精心设计和改进,采用性能优异的环氧树脂代替不饱和聚酯树脂,改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能,提高叶片的承载能力,扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。同时,为了提高复合材料叶片在恶劣工作环境中长期使用性能,可以采用耐紫外线辐射的新型环氧树脂系统。