塑料各原料的物理及化學(xué)特性

常見(jiàn)PP、PE、PU、PVC、ABS 等材料的物理化學(xué)特性及應(yīng)用

一、名稱

PP：聚丙烯

PE：聚乙烯

PU：聚氨酯

PVC：聚氯乙烯

ABS：丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物

PS：聚苯乙烯

PSA：苯乙烯-丙烯腈共聚物

PVDF：聚偏氟乙烯

PC：聚碳酸酯

EVA：乙烯-醋酸乙烯共聚物

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二、材料特性及應(yīng)用

PP：聚丙烯

PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時(shí)非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無(wú)規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材料有較低的熱扭曲溫度（100℃）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂問(wèn)題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對(duì)PP進(jìn)行改性。PP的流動(dòng)率MFR范圍在1~40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。對(duì)于相同MFR的材料，共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)高，一般為1.8~2.5%。并且收縮率的方向均勻性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐性、抗溶解性。然而，它對(duì)芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒(méi)有抵抗力。PP也不象PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。

聚丙烯（PP）是常見(jiàn)塑料中較輕的一種，其電性能優(yōu)異，可作為耐濕熱高頻絕緣材料應(yīng)用。PP屬結(jié)晶性聚合物，熔體冷凝時(shí)因比容積變化大、分子取向程度高而呈現(xiàn)較大收縮率(1.0％-1.5％)。PP在熔融狀態(tài)下，用升溫來(lái)降低其粘度的作用不大。因此在成型加工過(guò)程中，應(yīng)以提高注塑壓力和剪切速率為主，以提高制品的成型質(zhì)量。

PP是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料。具有較高的耐沖擊性，機(jī)械性質(zhì)強(qiáng)韌，抗多種有機(jī)溶劑和酸堿腐蝕。在工業(yè)界有廣泛的應(yīng)用，是平常常見(jiàn)的高分子材料之一。澳大利亞的錢幣也使用聚丙烯制作。

家具方面的應(yīng)用：

鋁合金扶手：由鋁合金壓鑄拋光而成。

曲木扶手：損耗大、工序多、成本高，易受氣候影響。但是美觀，高檔，美國(guó)市場(chǎng)較喜歡。

PP扶手：硬塑料，耐沖擊，壓力＞136kg

PU扶手：灌鑄成型，由模具決定形狀，或擠壓成型，內(nèi)含鐵件。

家具扶手配件從功能上分為固定、升降、旋轉(zhuǎn)（面板旋轉(zhuǎn)，支架旋轉(zhuǎn)）、升降＋旋轉(zhuǎn)、固定＋旋轉(zhuǎn)扶手

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PE：聚乙烯

PE全名為Polyethylene，是最結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的高分子有機(jī)化合物,當(dāng)今世界應(yīng)用最廣泛的高分子材料,由乙烯聚合而成,根據(jù)密度的不同分為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。

低密度聚乙烯較軟,多用高壓聚合;高密度聚乙烯具有剛性、硬度和機(jī)械強(qiáng)度大的特性,多用低壓聚合。高密度聚乙烯可以做容器、管道,也可以做高頻的電絕緣材料,用于雷達(dá)和電視。大量使用的常為低密度(高壓)聚乙烯。聚乙烯為蠟狀,有蠟一樣的光滑感,不染色時(shí),低密度聚乙烯透明,而高密度聚乙烯不透明,聚乙烯是通過(guò)乙烯( CH2=CH2 )的加成反應(yīng)和聚合反應(yīng)，由重復(fù)的–CH2–單元連接而成的高聚合鏈。聚乙烯的性能取決于它的聚合方式；在中等壓力(15-30大氣壓)有機(jī)化合物催化條件下進(jìn)行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的,且分子鏈很長(zhǎng),分子量高達(dá)幾十萬(wàn)。如果是在高壓力(100-300MPa),高溫(190–210 C),過(guò)氧化物催化條件下自由基聚合,生產(chǎn)出的則是低密度聚乙烯(LDPE),它是支化結(jié)構(gòu)的。聚乙烯不溶于水,吸水性很小,就是對(duì)一些化學(xué)溶劑,如甲苯*********等,也只有在70℃以上溫度時(shí)才略有溶解。但是微粒狀的聚乙烯,可以在15℃～40℃之間隨溫度的變化熔化或凝固,溫度升高時(shí)熔化,吸收熱量;溫度降低時(shí)凝固,放出熱量。又因?yàn)樗亢苄?/span>,不易潮濕,有絕緣性能,因此是很好的建筑材料。

PE是日常生活中最常用的高分子材料之一，大量用于制造塑料袋，塑料薄膜，牛奶桶的產(chǎn)品。聚乙烯抗多種有機(jī)溶劑，抗多種酸堿腐蝕，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。在氧化性環(huán)境中聚乙烯會(huì)被氧化。

聚乙烯在薄膜狀態(tài)下可以被認(rèn)為是透明的，但是在塊狀存在的時(shí)候由于其內(nèi)部存在大量的晶體，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的光散射而不透明。聚乙烯結(jié)晶的程度受到其枝鏈的個(gè)數(shù)的影響，枝鏈越多，越難以結(jié)晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到枝鏈個(gè)數(shù)的影響，分布于從90攝氏度到130攝氏度的范圍，枝鏈越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通常可以通過(guò)把高密度聚乙烯在130攝氏度以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制備。

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PU：聚氨酯

PU是聚氨酯，英文ploy urethane的縮寫(xiě)。聚氨酯皮革就具有優(yōu)異的性能。科技專家們經(jīng)過(guò)60多年的潛心研究和開(kāi)發(fā)，聚氨酯合成革的性能越來(lái)越接近天然皮革。某些性能甚至超過(guò)天然皮革，達(dá)到了與天然皮革真假難分的程度。加入超細(xì)纖維后，聚氨酯具有極其優(yōu)異的耐磨性能，優(yōu)異的耐寒、透氣、耐老化性能。這樣的制成品幾乎達(dá)到真皮的效果，其價(jià)格與國(guó)產(chǎn)頭層皮的價(jià)格不相上下．例如：PU配皮是一般其反面是牛皮的第二層皮料，在表面涂上一層PU樹(shù)脂，所以也稱貼膜牛皮。其價(jià)格較便宜，利用率高。其隨工藝的變化也制成各種檔次的品種，如進(jìn)口二層牛皮，因工藝獨(dú)特，質(zhì)量穩(wěn)定，品種新穎等特點(diǎn)，為目前的高檔皮革，價(jià)格與檔次都不亞于頭層真皮。

另外PU飾面皮革是把天然皮革的二、三層內(nèi)革、殘次革經(jīng)特殊的制膜貼壓膜工藝方法處理，在皮革表面覆蓋聚氨酯PU面層而成，這使皮革表面呈現(xiàn)各種顏色、多種花紋，并且不失皮革透氣、耐折的優(yōu)點(diǎn)，在外觀和防水性能上有其獨(dú)特之處。由于，可以根據(jù)不同強(qiáng)度、耐磨度、耐寒度和色彩、光澤、花紋圖案等要求加工便可獲得不同的密度、彈性、剛性等物理性能。

PU皮具有真皮相似的特點(diǎn)：.質(zhì)輕；韌性強(qiáng)；可做成相應(yīng)良好的透氣性；可防水；吸水不易膨脹，變形；環(huán)保。并且不用增塑劑來(lái)達(dá)到柔軟的性質(zhì)，所以不會(huì)變硬、變脆，同時(shí)具有色彩豐富、花紋繁多的優(yōu)點(diǎn)．現(xiàn)今PU皮應(yīng)用面超過(guò)了天然皮革。在人類的日常生活中占據(jù)著十分重要的地位。而PU女鞋在時(shí)尚界越來(lái)越受歡迎．

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PVC：聚氯乙烯

PVC（ PolyVinylChloride 聚氯乙烯），按材料的硬度和性能一般有7個(gè)級(jí)別（SG1-SG7），密度為1.4 g/cm3左右。SG4以下一般為軟制品，在成型時(shí)需加大量的增塑劑，主要用于制作人造革，電線電纜絕緣層，密封件等。SG5以上為硬制品，主要用于制成各種管道，如排水，電工，郵電管和管件，各種板材，片材，型材等。PVC成型收縮率為0.6-1.5%，具有較好的力學(xué)性能，其電性能優(yōu)良，并具有自熄性，耐酸堿力極強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性好，價(jià)格低廉，是一種應(yīng)用非常廣泛的通用塑料。但因其使用溫度不高，最高在80℃左右，阻礙了它的發(fā)展。

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ABS：丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物

ABS樹(shù)脂是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三種單體的共聚物，ABS樹(shù)脂保持了苯乙烯的優(yōu)良電性能和易加工成型性，又增加了彈性、強(qiáng)度（丁二烯的特性）、耐熱和耐腐蝕性（丙烯腈的優(yōu)良性能），且表面硬度高、耐化學(xué)性好，同時(shí)通過(guò)改變上述三種組分的比例，可改變ABS的各種性能，故ABS工程塑料具有廣泛用途，主要用于機(jī)械、電氣、紡織、汽車和造船等工業(yè)。

ABS塑料比重:1.05克/立方厘米成型收縮率:0.4-0.7%

成型溫度：200-240℃干燥條件：80-90℃ 2小時(shí)

特點(diǎn)：

1、綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好.

2、與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理.

3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。

4、流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。

用途：適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件.

成型特性：

1.無(wú)定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥80-90度,3小時(shí).

2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過(guò)高易分解(分解溫度為>270度).對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對(duì)高光澤.耐熱塑件,模溫宜取60-80度.

3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?/span>

4、如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置

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PC：聚碳酸酯

PC：聚碳酸酯是一種新型熱塑性工程塑料，聚碳酸酯有優(yōu)良的電絕緣性能和機(jī)械性能，尤其以抗沖擊性能最為突出，韌性很高，允許使用溫度范圍較寬（-100～130℃），透明度高（譽(yù)為“透明金屬”）、無(wú)毒、加工成型方便。它不但可替代某些金屬，還可替代玻璃、木材等。近年來(lái)聚碳酸酯發(fā)展迅速，在機(jī)械、汽車、飛機(jī)、儀器儀表、電器等行業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。

聚碳酸酯是在分子鏈中含有碳酸酯的一類高分子化合物的總稱。

聚碳酸酯是一種新型的熱塑性塑料，透明度達(dá)90%，被譽(yù)為透明金屬。

剛硬而有韌性，具有高抗沖擊性，高度的尺寸穩(wěn)定性和范圍很寬的使用溫度，

良好的絕緣性及耐熱性和無(wú)毒性。

聚碳酸酯燃燒特性：

慢燃，離火后慢熄，火焰呈黃色，黑煙碳束。燃燒后塑料熔融，起泡，發(fā)出特殊的花果臭氣味。

聚碳酸酯比重1.20，透明，本色呈微黃。

聚碳酸酯性能：

聚碳酸酯樹(shù)脂通過(guò)共聚，共混，增強(qiáng)等途徑發(fā)展了很多改性品種。

聚碳酸酯樹(shù)脂與聚烯烴共混后，具有更高的沖擊韌性，耐沸水性和耐老化性能

，熔融粘度和注射溫度降低，因而易于加工成形。聚碳酸酯與此20~40%的ABS樹(shù)脂共混后，

具有優(yōu)良的綜合性能，它既有聚碳酸酯樹(shù)脂的高機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性，又具有ABS的流動(dòng)性好，

便于加工的特點(diǎn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)大都介于聚碳酸酯和ABS之間。

用途：

聚碳酸酯主要用于生產(chǎn)工業(yè)制品，用來(lái)代替金屬及其它合金，

在機(jī)械工業(yè)上作耐沖擊及高強(qiáng)度的零部件。玻璃纖維增強(qiáng)聚碳酸酯具有類似金屬的特性，

可代替銅，鋅，鋁等壓鑄件。

聚碳酸酯可以進(jìn)行注射成形，擠出成形，吹塑成形，旋轉(zhuǎn)成形，

真空成形和溶劑鑄造膜片等技術(shù)。制件還可以機(jī)械加工，常溫沖孔，鋸切及焊接和粘合。

聚碳酸酯樹(shù)脂的注射成形，一般采用螺桿式注射機(jī)進(jìn)行。

料筒溫度：250~320℃

注射壓力：50～80MPa

模具溫度：85~120℃

螺桿轉(zhuǎn)速：40～60次/min

成品熱處理：先在100～105℃的烘箱中烘烤10分鐘，

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CPVC

樹(shù)脂由聚氯乙烯（ PVC ）樹(shù)脂氯化改性制得，是一種新型工程塑料。該產(chǎn)品為白色或淡黃色無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒的疏松顆粒或粉末。 PVC 樹(shù)脂經(jīng)過(guò)氯化后，分子鍵的不規(guī)則性增加，極性增加，使樹(shù)脂的溶解性增大，化學(xué)穩(wěn)定性增加，從而提高了材料的耐熱性、耐酸、堿、鹽、氧化劑等的腐蝕。提高了數(shù)值的熱變形溫度的機(jī)械性能，氯含量由 56.7% 提高到63-69% ，維卡軟化溫度由 72-82 ℃，（提高到 90-125 ℃），最高使用溫度可達(dá) 110 ℃，長(zhǎng)期使用溫度為 95 ℃。其中CORZAN CPVC性能指標(biāo)更優(yōu)秀．因此， CPVC 是一種應(yīng)用前景廣闊的新型工程塑料。

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UPVC

管以聚氯乙烯樹(shù)脂為載體，在減弱樹(shù)脂分子鏈間的引力時(shí)具有感溫準(zhǔn)確、定時(shí)熔融、迅速吸收添加劑的有效成分等優(yōu)良特性，同時(shí)，采用世界名優(yōu)鈣鋅復(fù)合型熱穩(wěn)定劑，在樹(shù)脂受到高溫與熔融的過(guò)程中可捕捉、抑制、吸收中和氯化氫的脫出，與聚烯結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙鍵加成反應(yīng)，置換分子中活潑和不穩(wěn)定的氯原子。從而有效科學(xué)的控制樹(shù)脂在熔融狀態(tài)下的催化降解和氧化分解。

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聚丁烯開(kāi)發(fā)應(yīng)用于20世紀(jì)70年代初，其材料特性決定了對(duì)生產(chǎn)型材的技術(shù)、設(shè)備要求較高，固定資產(chǎn)投入較大，一般的小規(guī)模廠家不具備生產(chǎn)的技術(shù)條件和資金能力。

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PVDF

聚偏氟乙烯

外觀為半透明或白色粉體或顆粒，分子鏈間排列緊密，又有較強(qiáng)的氫鍵，含氧指數(shù)為46%，不燃，結(jié)晶度65%~78%，密度為1.17~1.79g/cm3,熔點(diǎn)為172℃,熱變形溫度112~145℃,長(zhǎng)期使用溫度為—40~150℃。

PVDF樹(shù)脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯與其他少量含氟乙烯基單體的共聚物，PVDF樹(shù)脂兼具氟樹(shù)脂和通用樹(shù)脂的特性，除具有良好的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性、耐氧化性、耐候性、耐射線輻射性能外，還具有壓電性、介電性、熱電性等特殊性能，是目前含氟塑料中產(chǎn)量名列第二位的大產(chǎn)品，全球年產(chǎn)能超過(guò)4.3萬(wàn)噸。PVDF應(yīng)用主要集中在石油化工、電子電氣和氟碳涂料三大領(lǐng)域，由于PVDF良好的耐化學(xué)性、加工性及抗疲勞和蠕變性，是石油化工設(shè)備流體處理系統(tǒng)整體或者襯里的泵、閥門(mén)、管道、管路配件、儲(chǔ)槽和熱交換器的最佳材料之一。其良好的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性能，使制作的設(shè)備能滿足TOCS以及阻燃要求，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)上高純化學(xué)品的貯存和輸送，近年來(lái)采用PVDF樹(shù)脂制作的多孔膜、凝膠、隔膜等，在鋰二次電池中應(yīng)用，目前該用途成為PVDF需求增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其為原料制備的氟碳涂料已經(jīng)發(fā)展到第六代，由于PVDF樹(shù)脂具有超強(qiáng)的耐候性，可在戶外長(zhǎng)期使用，無(wú)需保養(yǎng)，該類涂料被廣泛應(yīng)用于發(fā)電站、機(jī)場(chǎng)、高速公路、高層建筑等。另外PVDF樹(shù)脂還可以與其他樹(shù)脂共混改性，如PVDF與ABS樹(shù)脂共混得到復(fù)合材料，已廣泛應(yīng)用于建筑、汽車裝飾、家電外殼等。