书城科普别让地球抛弃我们:远离垃圾与白色污染
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第20章 破解白色魔咒,让塑料变废为宝(2)

(1)特征外观与LDPE相似,表面光泽好而透明性差,熔体弹性小,熔体黏度高,用一般挤塑机难于成型,应缩短长径比(L/D)、加大模口、改变冷却风环的设计等。薄膜抗撕裂强度、拉伸强度、耐冲击强度、耐应力开裂性、耐热性、耐低温性都很好,热熔焊接温度高但强度也高,在挤出涂布和吹塑薄膜时要求细颈大,熔体张力小而易牵伸,但加工性不稳定。

(2)成型加工方法成型性较好,可注塑、挤塑、吹塑、滚塑、热熔焊接、涂覆。

(3)用途用于重包装袋、农用膜、收缩薄膜包装袋、超大包装袋等,纸、布、织物涂覆制包装箱、瓦楞箱、瓦楞板等,注一吹法制容器,滚塑制大型容器,管材、挤塑管材可输送天然气等化学物品等。

4.超高分子量聚乙烯的特征、成型加工方法与用途

(1)特征密度为0.95~0.97克/厘米3,用特殊成型工艺加工,耐应力开裂性、冲击强度、抗低温冲击性、化学稳定性极高,脆化温度低于-140℃,可在-269℃下使用。无毒、不吸水、无表面吸附性,对任何材料无黏性,耐热稳定性较高,耐磨耗,拉伸强度、刚性等低于HDPE。

(2)成型加工方法在结晶熔点也不流动,在高剪切速率下易降解,因而采用冷压型坯后烧结成型工艺,烧结制品可机加工,加入助剂后可挤塑、注塑、喷涂、层合、热冲压。

(3)用途用于农业机械、汽车、煤矿、纺织、造纸、化工、食品工业,做不黏、耐磨、低噪声、自润滑部件,如导轨、泵、压滤机、阀、衬垫、密封圈、轴套,与食品接触的材质,人体内部器官、关节等器件。

5.低分子量聚乙烯(又称聚乙烯蜡)

低分子量聚乙烯分子量小于1000,可做助剂,起润滑作用,广泛用于涂料、黏合剂等。

6.LLDPE与LDPE、HDPE性能及成型加工性能比较

聚乙烯回收料经改性后可以生产蓄电池槽。改性的重要内容是配入适当的不同品种的填充剂,如滑石粉、碳酸钙和陶土粉。滑石粉耐酸腐蚀,刚性好,尺寸稳定性好,但韧性差;碳酸钙的韧性好,但遇酸易分解。为了获得好的综合效果,需加入适量陶土,并配入适量助剂。由于在改性过程中加入了较多的填充剂,使在成型过程中物料的流动性能和表面粗糙度变差。为此,需要提高模具的表面粗糙度,加入一定的润滑剂和光亮剂,进行塑炼后,压制成型。

聚乙烯的回收料也可生产涂料,其配方为聚乙烯10%,废聚酰胺7%,甲酸胺10%,四氢萘10%,十氢萘10%,香蕉水40%,再加入一定量的云母、氧化钛(珠光粉),可制成珠光漆。

(三)聚丙烯

采用齐格勒—纳塔催化剂催化丙烯单体聚合而成,根据聚丙烯的立构规整性的不同,聚丙烯产品可分为等规聚丙烯(IPP)、间规聚丙烯(SPP)、无规聚丙烯(APP)三种,另外还有玻璃纤维增强聚丙烯(FRPP)、填充聚丙烯(FPP)、氯化聚丙烯(CPP)等。

聚丙烯的分子结构根据其侧链甲基(-CH3)的空间排列有三种不同的形式。

1.等规聚丙烯

甲基在碳链同一侧(平面之上或之下)为顺式立构。这种有规则性的结构很容易结晶。

2.间规聚丙烯

甲基交替出现在碳链两侧,为间规立构。这种也是规则性的结构,容易结晶。

3.无规聚丙烯

甲基无规律地出现在碳链两侧,由于结构规整性差,所以结晶困难。

成型加工使用的聚丙烯通常是等规聚合物,具有高度的结晶性。

1.等规聚丙烯一般性能

(1)白色、无毒、无味的乳白色高结晶性聚合物,结晶度达95%,光滑度不如聚乙烯。

(2)密度仅为0.90~0.91克/厘米3,是通用塑料中最低的。

(3)刚性、耐磨耗性好,硬度较高,高温冲击强度好(但-5℃以下急剧降低),耐反复折叠性强。

(4)耐热性较好,软化点大于140℃,连续使用温度达110℃~120℃,但耐寒性较差。

(5)不吸水,化学稳定性好(对酸、碱稳定),但不耐日光及热稳定性差,必须加入各种助剂。

(6)易燃,燃烧时有石油味。

(7)电绝缘性优异,耐电压、耐电弧性好,但静电度高,与铜接触易老化。

(8)薄膜透明而有光泽,对水蒸气和空气的渗透性小。

(9)成膜、成纤维性和成型加工性好,染色、印刷性、黏合性差。

(10)薄膜经双向拉伸后,透明度、光泽度、折叠强度、撕裂强度、冲击强度、缺口敏感性等有较大提高。

2.等规聚丙烯成型加工性能

可注塑、挤塑、中空成型、熔接、热成型、机加工、电镀、发泡。

3.等规聚丙烯的用途

(1)挤出制品管、板、型材、窄带、包紧带、电线电缆包覆和护套、拉伸带、绳索、单丝、吹塑薄膜、撕裂薄膜、双向拉伸薄膜等,化工管道及设备衬里、上下管、渔网、过滤布、缆绳等。

(2)注塑制品汽车、机械、电器等绝缘部件,生活用品、医疗卫生器材、化工耐腐蚀部件。低发泡、钙塑板可做合成木板,高发泡可做结构泡沫体,可制成合成纸等。

而无规聚丙烯没有结晶性,是非结晶的黏稠物,没有机械强度,作为黏合剂、增塑剂使用。

使用聚丙烯回收料,可生产具有良好耐酸碱性的涂料,其配方为:聚丙烯19%,聚甲基丙烯酸(也可用回收料)17%,四氢萘10%,十氢萘10%,丙酮20%,适量松香水。聚丙烯回收料的制品多为塑料打包带、捆扎绳等。

(四)聚苯乙烯

由苯乙烯单体聚合而成,聚苯乙烯的主要产品是通用级聚苯乙烯。

1.通用级聚苯乙烯特性

(1)无色、无毒、无味的非结晶型透明热塑性塑料。

(2)刚度和表面硬度大,尺寸稳定性好,但性脆,冲击强度小,耐磨性差。

(3)软化点低(80℃~90℃),只能在60℃~75℃和低负荷下使用。

(4)着色性、表面装饰性、耐辐射性好。

(5)电性能优异,特别是高频绝缘性能较好,耐电弧性好。

(6)耐日光性较差,易燃,燃烧时发黑烟,有特殊臭味。

(7)耐水、酸、碱,但溶于芳香烃、氯代烃、酮类和酯类等,耐油性差,不耐热水。

2.成型加工方法

成型加工性能好,可注塑、挤塑、吹塑、发泡、热成型、粘接、涂覆、焊接、机加工、印刷等。

3.用途

可制造透明或色泽鲜艳的各类制品,如日用品、文具、灯具、室内外装饰品、化妆品、容器、仪器仪表、车灯、光学零件、透明窗镜、电讯零器件、高频电容器,高频绝缘材料、电视机等集装板,可制成不同密度的泡沫塑料,用作绝热、隔热、防震、漂浮、包装材料、软木代用品,预发泡体可做水过滤介质及制备轻质混凝土,低发泡塑料可制合成木材做家具等,玻璃纤维增强可提高其耐热性、耐冲击性、热膨胀系数。

(五)乙烯-乙酸乙烯酯共聚物

由乙烯和乙酸乙烯酯共聚而成,该共聚物中,乙酸乙烯含量可以在1%~99%变化。乙酸乙烯含量为5%~20%的共聚物为塑料,含量为40~50%的共聚物为弹性体,含量为50%以上的共聚物做黏合剂使用。

1.特性

(1)透明性、表面光泽好。

(2)柔软、可绕性,具有橡胶的弹性,耐低温,机械强度、撕裂强度大,耐穿刺、回弹性好。

(3)当熔体流动速率(MFR)一定时,乙酸乙烯含量提高,其弹性、柔韧性、相溶性、透明度提高;当乙酸乙烯含量降低时,性能接近聚乙烯,刚性增大,耐磨性及电绝缘性上升。

当乙酸乙烯含量一定时,MFR增加,软化点下降,加工性能和表面光泽性改善,强度降低;反之,随着MFR降低。冲击强度和耐应力开裂性能提高。

(4)溶于烃类、溶剂和油类。

(5)与PVC(一种塑料材料)相溶性好,与填料掺混性好,易加工、着色,耐应力开裂,耐老化,耐臭氧。

2.成型加工方法

可用一般热塑性塑料成型方法,如注塑、吹塑、挤塑、压延、回转成型、热成型、发泡、涂覆、热封、焊接等。

3.用途

做电缆护套、密封容器、医用导管、人造革、绝缘薄膜、农用薄膜、食品包装薄膜、发泡制品、软管及制冰容器等。

(六)聚酯

一种线形聚酯,由苯二甲酸二甲酯和乙二醇经交换后缩聚而成,或将高纯度对苯二甲酸和乙二醇直接酯化后缩聚而成。简称聚酯,俗称涤纶树脂。

1.特性

(1)乳白色或浅黄色高度结晶的聚合物,表面平滑而有光泽。

(2)耐蠕变、耐疲劳性、耐摩擦和尺寸稳定性好,磨耗小而硬度大。

(3)强韧性为热塑性塑料之首,经热处理延伸后的拉伸强度可与铝膜媲美。

(4)耐热性好,长期使用温度达120℃,在较宽的温度范围内保持良好的物理力学性能。

(5)电绝缘性好,受温度影响小,但耐电晕性较差。

(6)吸水率低、无毒,耐候性、化学稳定性好,耐弱酸和有机溶剂,不耐热水浸泡,不耐碱。

2.成型加工方法

可注塑、挤出、吹塑、涂覆、粘接、机加工、电镀、真空镀铝、印刷,但成型前应充分干燥。

3.应用

涤纶树脂在塑料制品方面多用于制造薄膜,大量用于电影片基、X光片基、录音录像带基材等;在电子、电气工业中可做B级(130℃)绝缘材料,广泛用于电动机、变压器、电容器、电线电缆中的绝缘材料,还大量用于吹塑瓶子,如饮料瓶、食用油瓶及矿泉水桶等都是涤纶树脂制品。

聚酯纤维吸音板

(七)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物

由三种单体聚合而成的,是典型的共聚物。兼有三种组分的共同性能。丙烯腈能使共聚物具有耐化学腐蚀性能,具有一定的表面硬度;丁二烯使共聚物具有橡胶的韧性;苯乙烯使共聚物具有良好的加工性。

ABS(防抱死制动系统)的性能可通过改变ABS中的某一成分的用量使ABS树脂具有不同的特性,如抗冲击性、耐热性、低温性等。

1.特性

(1)浅象牙色不透明的非结晶型颗粒,无毒、无臭、着色性好。

(2)密度为1.08克/厘米3,坚韧、硬,刚性、耐低温冲击性、耐蠕变性好。

(3)尺寸稳定性、耐磨性、电性能都较好,线膨胀系数很小,成型收缩率低。

(4)耐油、耐酸、耐碱、耐无机盐,但溶于酯、醛、醚及氯化烃。

(5)可电镀、抛光、表面光泽好。

(6)可燃、耐紫外线差、火焰呈黄色黑烟,有特殊臭味,但不滴落。

(7)加工性能好,与极性树脂相容性好。

2.成型加工方法

成型性很好,成型前必须干燥,可挤塑、吹塑、注塑、压延、层合、发泡、热成型、涂覆、粘接、焊接、电镀、机加工、印刷。

3.应用

ABS(防抱死制动系统)是重要的工程塑料,广泛应用于汽车、电器、仪表、机械工业。例如,电视机、录音机等电器仪表的外壳和部件、汽车和机械工业用零件,齿轮、叶片、轴承、汽车零件,电冰箱内衬,洗衣机的桶体,建材用管道、管件、百叶窗、门窗框架,可制造低发泡材料代替木材制造家具、建材、大型制件,与PVC共混可改进其成型加工性和冲击韧性。

(八)聚碳酸酯

一种线形聚酯,用二酚基丙烷与碳酸二苯酯在催化剂存在下,于200℃左右熔融状态进行酯交换而成。

1.特性

(1)无色或微黄色透明固体颗粒,有良好的透光性,透光率可达75%~90%,是非结晶型热塑性工程塑料。

(2)密度为1.2克/厘米3,着色性好,可制成各种透明、半透明、不透明的制品。

(3)冲击强度极佳,蠕变最小,有较高的拉伸强度,但耐疲劳性、耐磨性较差。

(4)耐热性较好,热变形温度高,长期使用温度可在-60℃~120℃,短期耐-100℃~135℃,耐性好,成型加工时不易氧化降解,但熔体黏度高。

(5)吸水率、收缩率小,尺寸精度高。

(6)电性能优异,且不受温度的影响。

(7)室温下能耐稀酸、盐、油、脂肪烃、氧化剂等。胺、酮、酯、芳香烃能使其溶胀,并导致应力开裂。

2.成型加工方法

加工前必须干燥,可挤塑、注塑、模压、热成型、涂覆、粘接、机加工、印刷。

3.应用

价格高,主要用于电子、电器零件、汽车外壳、计算机外壳、照相机体,医疗器械,包装材料,飞机座舱罩,齿轮、蜗轮蜗杆、轴,灯罩、路标、装饰,电容器、薄膜、录音带、彩色电视机阴极射线管径口部件。

聚碳酸酯目镜

(九)聚酰胺

又称尼龙,是线形热塑性塑料,一般根据合成单元的碳原子数来命名,如尼龙66、尼龙610、尼龙1010、尼龙1313及尼龙6、尼龙7、尼龙8、尼龙9、尼龙11、尼龙12等。

1.聚酰胺类树脂的通性

(1)半透明白色、无毒、无味的粉末或颗粒,密度为1.05~1.15克/厘米3。

(2)力学性能优异,耐冲击,是强韧的工程塑料。

(3)结晶度高,熔点明显,表面硬度大,耐磨耗,摩擦系数小,有自润滑性和消音性。

(4)熔点高、熔融温度范围窄,热变形温度较低,低温性能优异,有一定的耐热性,长期使用温度达80℃,短时间使用可达120℃,热膨胀系数大,尺寸精度差。

(5)电绝缘性好,但易受温度的影响。

(6)吸水性大,水分影响尺寸稳定性和电性能,玻璃纤维增强可减少吸水率,且可长期在高温、高湿度下工作。

(7)有自熄性,不霉烂,耐光性差。

(8)化学稳定性好,耐海水、耐溶剂、耐油、不耐酸。

2.成型加工方法

加工前必须干燥,可挤塑、注塑、吹塑、浇铸、模压、回转成型、涂覆、焊接、粘接、发泡、热冲压成型、印刷、真空镀金属等。

3.应用

纤维、缆绳、刷子、衣服、轴承、齿轮、轴瓦、纺织、食品包装、管材、棒材、复合材料。

尼龙风扇

(十)聚甲醛

均聚甲醛由无水三聚甲醛聚合而成。其密度、结晶度、力学强度高。

共聚甲醛由无水三聚甲醛与少量二氧戊烷共聚而成。其短期强度、模型、伸长率、热变形温度、耐蠕变性、耐热老化、耐热水性等都优于均聚甲醛。

1.聚甲醛特性

(1)白色或象牙色粉末或颗粒,有光泽、着色性好。

(2)气密性较好,对氧、空气、氮、二氧化碳透过性都小。

(3)耐疲劳性极为优良,力学强度和刚性高,能在恶劣的环境下使用,具有出色的耐磨性、优良的自润滑性、冲击性,有良好的电绝缘性、尺寸稳定性,具有复原弹性。

(4)使用温度范围较宽,但耐热老化性差,耐大气老化性不强,可燃,不耐强酸、强碱,粘接性差。

2.成型加工方法

加工前需要干燥,因熔融温度与热分解温度相近,故成型性差。主要成型方法是注塑,还可挤出、吹塑、滚塑、涂饰、焊接、粘接、印刷、电镀、机加工等。

3.应用

用于电子电器、汽车、机械零件及卫生设备等日用品,齿轮、轴承,代替铜、锌等有色金属,可做容器、管材、阀件等。

聚甲醛颗粒

(十一)聚甲基丙烯酸甲酯

俗称有机玻璃,由甲基丙烯酸甲酯自聚合而成。

1.特性

(1)无色、透明的非结晶聚合物,其透光率高达90%~92%以上,相对密度为1.18克/厘米3。

(2)质轻、坚韧,常温下有较高的力学强度,且不受环境温度的影响,只有当接近软化点和玻璃化温度时,强度才急剧下降。

(3)着色力强,表面光泽好,尺寸稳定性好,电性能好,但表面硬度和耐刻划度性差,冲击强度较低。

(4)吸水性小,耐水溶性无机盐及某些稀酸,耐油,不耐碱、氢氰酸、醛、酮、醇等。

(5)耐老化性好,无毒,燃烧时无火焰。

2.成型加工方法

以本体聚合为主,先在反应釜中预聚合,然后浇模加热进一步聚合成型,最后冷却脱模。有机玻璃的产品可以直接作为产品使用(如板材),也可以把它作为基材,进一步加工成型,可采用挤出、模压、吹塑和真空等成型方法,也可以通过机加工和粘接等方法加工成各种所需制品。

3.应用

有机玻璃主要是作为一种良好的透明材料而广泛使用的,如飞机的座舱罩、建筑的天窗、汽车的风挡及车尾灯罩,医用光导管、化工耐腐蚀透镜、仪表盘和罩盒、电气绝缘部件及文具生活用品等都可以用有机玻璃制作。

有机玻璃展架

三、你知道什么是热固性塑料吗

热固性塑料因受热或其他条件能成为不溶不熔性物料,它包括酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、聚氨酯(PU)等。

(一)酚醛树脂

由苯酚或甲酚、二甲酚等与甲醛缩聚而成,由于两者配比和催化剂的不同,其性质和用途不同。