常见PPPEPUPVCABS 等材料的物理化学特性及应用解析

1、常见PP、PE、PU、PVC、ABS 等材料的物理化学特性及应用一、名称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-二、材料特性及应用PP：聚丙烯PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强 2、度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、 3、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。 聚丙烯（PP）是常见塑料中较轻的一种，其电性能优异，可作为耐湿热高频绝缘材料应用。PP属结晶性聚合物，熔体冷凝时因比容积变化大、分子取向程度高而呈现较大收缩率(1.0-1.5)。PP在熔融状态下，用升温来降低其粘度的作用不大。因此在成型加工过程中，应以提高注塑压力和剪切速率为主，以提高制品的成型质量。 PP是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用，是平常常见的高分子材料之一。澳大利亚的钱币也使用聚丙烯制作。家具方面的应用：铝合金扶手：由铝合金压铸抛光 4、而成。曲木扶手：损耗大、工序多、成本高，易受气候影响。但是美观，高档，美国市场较喜欢。 PP扶手：硬塑料，耐冲击，压力136kg PU扶手：灌铸成型，由模具决定形状，或挤压成型，内含铁件。 家具扶手配件从功能上分为固定、升降、旋转（面板旋转，支架旋转）、升降旋转、固定旋转扶手-PE：聚乙烯 PE全名为Polyethylene，是最结构简单的高分子有机化合物,当今世界应用最广泛的高分子材料,由乙烯聚合而成,根据密度的不同分为高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。低密度聚乙烯较软,多用高压聚合;高密度聚乙烯具有刚性、硬度和机械强度大的特性,多用低压聚合。高密度聚乙烯可以做容器、管道,也可以做高 5、频的电绝缘材料,用于雷达和电视。大量使用的常为低密度(高压)聚乙烯。聚乙烯为蜡状,有蜡一样的光滑感,不染色时,低密度聚乙烯透明,而高密度聚乙烯不透明,聚乙烯是通过乙烯( CH2=CH2 )的加成反应和聚合反应，由重复的CH2单元连接而成的高聚合链。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式；在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa),高温(190210 C),过氧化物催化条件下自由基聚合,生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE), 6、它是支化结构的。聚乙烯不溶于水,吸水性很小,就是对一些化学溶剂,如甲苯、醋酸等,也只有在70以上温度时才略有溶解。但是微粒状的聚乙烯,可以在1540之间随温度的变化熔化或凝固,温度升高时熔化,吸收热量;温度降低时凝固,放出热量。又因为它吸水量很小,不易潮湿,有绝缘性能,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，牛奶桶的产品。 聚乙烯抗多种有机溶剂，抗多种酸碱腐蚀，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。在氧化性环境中聚乙烯会被氧化。 聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的，但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体，会发生强烈的光散射而不透明。聚乙烯结晶的 7、程度受到其枝链的个数的影响，枝链越多，越难以结晶。聚乙烯的晶体融化温度也受到枝链个数的影响，分布于从90摄氏度到130摄氏度的范围，枝链越多融化温度越低。聚乙烯单晶通常可以通过把高密度聚乙烯在130摄氏度以上的环境中溶于二甲苯中制备。 -PU： 聚氨酯 PU是聚氨酯，英文ploy urethane的缩写。聚氨酯皮革就具有优异的性能。科技专家们经过60多年的潜心研究和开发，聚氨酯合成革的性能越来越接近天然皮革。某些性能甚至超过天然皮革，达到了与天然皮革真假难分的程度。加入超细纤维后，聚氨酯具有极其优异的耐磨性能，优异的耐寒、透气、耐老化性能。这样的制成品几乎达到真皮的效果，其价格与国产头层皮的价 8、格不相上下例如：PU配皮是一般其反面是牛皮的第二层皮料，在表面涂上一层PU树脂，所以也称贴膜牛皮。其价格较便宜，利用率高。其随工艺的变化也制成各种档次的品种，如进口二层牛皮，因工艺独特，质量稳定，品种新颖等特点，为目前的高档皮革，价格与档次都不亚于头层真皮。另外PU饰面皮革是把天然皮革的二、三层内革、残次革经特殊的制膜贴压膜工艺方法处理，在皮革表面覆盖聚氨酯PU面层而成，这使皮革表面呈现各种颜色、多种花纹，并且不失皮革透气、耐折的优点，在外观和防水性能上有其独特之处。由于，可以根据不同强度、耐磨度、耐寒度和色彩、光泽、花纹图案等要求加工便可获得不同的密度、弹性、刚性等物理性能。PU皮具有真皮相 9、似的特点：.质轻 ；韧性强；可做成相应良好的透气性；可防水；吸水不易膨胀，变形；环保 。并且不用增塑剂来达到柔软的性质，所以不会变硬、变脆，同时具有色彩丰富、花纹繁多的优点现今PU皮应用面超过了天然皮革。在人类的日常生活中占据着十分重要的地位。而PU女鞋在时尚界越来越受欢迎-PVC： 聚氯乙烯PVC（ PolyVinylChloride 聚氯乙烯），按材料的硬度和性能一般有7个级别（SG1-SG7），密度为1.4 g/cm3左右。SG4以下一般为软制品，在成型时需加大量的增塑剂，主要用于制作人造革，电线电缆绝缘层，密封件等。SG5以上为硬制品，主要用于制成各种管道，如排水，电工，邮电管和管件， 10、各种板材，片材，型材等。PVC成型收缩率为0.6-1.5%，具有较好的力学性能，其电性能优良，并具有自熄性，耐酸碱力极强，化学稳定性好，价格低廉，是一种应用非常广泛的通用塑料。但因其使用温度不高，最高在80 左右，阻碍了它的发展。 -ABS： 丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物ABS树脂是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三种单体的共聚物，ABS树脂保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性，又增加了弹性、强度（丁二烯的特性）、耐热和耐腐蚀性（丙烯腈的优良性能），且表面硬度高、耐化学性好，同时通过改变上述三种组分的比例，可改变ABS的各种性能，故ABS工程塑料具有广泛用途，主要用于机械、电气、纺织 11、、汽车和造船等工业。 ABS塑料 比重:1.05克/立方厘米 成型收缩率:0.4-0.7% 成型温度：200-240 干燥条件：80-90 2小时 特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 成型特性： 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时. 2.宜取高料温,高模 12、温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置 -PC：聚碳酸酯 PC：聚碳酸酯是一种新型热塑性工程塑料，聚碳酸酯有优良的电绝缘性能和机械性能，尤其以抗冲击性能最为突出，韧性很高，允许使用温度范围较宽（-100130），透明度高（誉为“透明金属”）、无毒、加工成型方便。它不但可替代某些金属 13、，还可替代玻璃、木材等。近年来聚碳酸酯发展迅速，在机械、汽车、飞机、仪器仪表、电器等行业获得了广泛的应用。 聚碳酸酯是在分子链中含有碳酸酯的一类高分子化合物的总称。 聚碳酸酯是一种新型的热塑性塑料，透明度达90%，被誉为透明金属。 刚硬而有韧性，具有高抗冲击性，高度的尺寸稳定性和范围很宽的使用温度， 良好的绝缘性及耐热性和无毒性。 聚碳酸酯燃烧特性： 慢燃，离火后慢熄，火焰呈黄色，黑烟碳束。燃烧后塑料熔融，起泡，发出特殊的花果臭气味。 聚碳酸酯比重1.20，透明，本色呈微黄。 聚碳酸酯性能： 聚碳酸酯树脂通过共聚，共混，增强等途径发展了很多改性品种。 聚碳酸酯树脂与聚烯烃共混后，具有更高的冲击 14、韧性，耐沸水性和耐老化性能 ，熔融粘度和注射温度降低，因而易于加工成形。聚碳酸酯与此2040%的ABS树脂共混后， 具有优良的综合性能，它既有聚碳酸酯树脂的高机械强度和耐热性，又具有ABS的流动性好， 便于加工的特点，各项性能指标大都介于聚碳酸酯和ABS之间。 用途： 聚碳酸酯主要用于生产工业制品，用来代替金属及其它合金， 在机械工业上作耐冲击及高强度的零部件。玻璃纤维增强聚碳酸酯具有类似金属的特性， 可代替铜，锌，铝等压铸件。 聚碳酸酯可以进行注射成形，挤出成形，吹塑成形，旋转成形， 真空成形和溶剂铸造膜片等技术。制件还可以机械加工，常温冲孔，锯切及焊接和粘合。 聚碳酸酯树脂的注射成形，一般 15、采用螺杆式注射机进行。 料筒温度：250320 注射压力：5080MPa 模具温度：85120 螺杆转速：4060次/min 成品热处理：先在100105的烘箱中烘烤10分钟， -CPVC 树脂由聚氯乙烯（ PVC ）树脂氯化改性制得，是一种新型工程塑料。该产品为白色或淡黄色无味、无臭、无毒的疏松颗粒或粉末。 PVC 树脂经过氯化后，分子键的不规则性增加，极性增加，使树脂的溶解性增大，化学稳定性增加，从而提高了材料的耐热性、耐酸、碱、盐、氧化剂等的腐蚀。提高了数值的热变形温度的机械性能，氯含量由 56.7% 提高到63-69% ，维卡软化温度由 72-82 ，（提高到 90-125 ），最高使 16、用温度可达 110 ，长期使用温度为 95 。其中CORZAN CPVC性能指标更优秀因此， CPVC 是一种应用前景广阔的新型工程塑料。-UPVC管以聚氯乙烯树脂为载体，在减弱树脂分子链间的引力时具有感温准确、定时熔融、迅速吸收添加剂的有效 成分等优良特性，同时，采用世界名优钙锌复合型热稳定剂 ，在树脂受到高温与熔融的过程中可捕捉、抑制、吸收中和氯化氢的脱出，与聚烯结构进行双键加成反应，置换分子中活泼和不稳定的氯原子。从而有效科学的控制树脂在熔融状态下的催化降解和氧化分解。-PB聚丁烯开发应用于20世纪70年代初，其材料特性决定了对生产型材的技术、设备要求较 高，固定资产投入较大，一般的小规 17、模厂家不具备生产的技术条件和资金能力。-PVDF聚偏氟乙烯 外观为半透明或白色粉体或颗粒，分子链间排列紧密，又有较强的氢键，含氧指数为46%，不燃，结晶度65%78%，密度为1.171.79g/cm3,熔点为172,热变形温度112145,长期使用温度为40150。 PVDF树脂王要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，PVDF树脂兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，是目前含氟塑料中产量名列第二位的大产品，全球年产能超过4.3万吨。PVDF应用主要集中在石油化工、电 18、子电气和氟碳涂料三大领域，由于PVDF良好的耐化学性、加工性及抗疲劳和蠕变性，是石油化工设备流体处理系统整体或者衬里的泵、阀门、管道、管路配件、储槽和热交换器的最佳材料之一。其良好的化学稳定性、电绝缘性能，使制作的设备能满足TOCS以及阻燃要求，被广泛应用于半导体工业上高纯化学品的贮存和输送，近年来采用PVDF树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中应用，目前该用途成为PVDF需求增长最快的市场之一。PVDF是氟碳涂料最主要原料之一，以其为原料制备的氟碳涂料已经发展到第六代，由于PVDF树脂具有超强的耐候性，可在户外长期使用，无需保养，该类涂料被广泛应用于发电站、机场、高速公路、高层建筑 19、等。另外PVDF树脂还可以与其他树脂共混改性，如PVDF与ABS树脂共混得到复合材料，已广泛应用于建筑、汽车装饰、家电外壳等。 -三、其他材料及互相比较： PET或PETE聚对苯二甲酸乙二（醇）酯，常简称聚酯：常见用于矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等 提示：饮料瓶别循环使用、别装热水 使用注意：耐热至70，只适合装暖饮或冻饮，装高温液体、或加热则易变形，有对人体有害的物质融出。并且，科学家发现，此类塑料品用了10个月后，可能释放出致癌物DEHP，对睾丸具有毒性。 因此，饮料瓶等用完了就丢掉，不要再用来做为水杯，或者用来做储物容器乘装其他物品，以免引发健康问题得不偿失。 它的透明度高，可一眼看清；耐酸碱， 20、可装各种酸性果汁、碳酸饮料；防水性高，不易有渗出的情形。若只作为装低温饮料的罐子，则非常的适合，这也是为何它受到饮料商的青睐，常被用来装盛各种果汁、水、茶等饮料的原因。HDPE或PE-HD高密度聚乙烯：常见用于白色药瓶、清洁用品、沐浴产品 提示：清洁不彻底建议不要循环使用 使用注意：可在小心清洁后重复使用，但这些容器通常不好清洗，残留原有的清洁用品，变成细菌的温床，你最好不要循环使用。 HDPE的硬度、熔点、耐腐蚀力都较LDPE好，各种半透明、透明的塑料容器上被广泛的使用，不过因它较耐各种腐蚀性溶液，所以多被用在清洁用品、沐浴产品等。 PVC或V聚氯乙烯 ：常见雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等，目 21、前很少用于食品包装 提示：最好不要购买 使用注意：由于可塑性优良，价钱便宜，故使用很普遍！只能耐热81-这种材质高温时容易有有害物质产生，甚至连制造的过程中它都会释放，有毒物随食物进入人体后，可能引起乳癌、新生儿先天缺陷等疾病。目前，这种材料的容器已经比较少用于包装食品。如果在使用，千万不要让它受热，难清洗易残留，不要循环使用。若装饮品不要购买。 PVC是近年逐渐少用的塑料容器。目前已经很少被使用于食品包装上，若是有容器使用其当做食品盛装物，建议最好不要购买。 LDPE或PE-LD低密度聚乙烯：常见用于保鲜膜、塑料膜等 提示： 保鲜膜别包着在食物表面进微波炉 使用注意：耐热性不强，通常，合格的PE保鲜膜在遇温度超过110时会出现热熔现象，会留下一些人体无法分解的塑料制剂。并且，用保鲜膜包裹食物加热，食物中的油脂很容易将保鲜膜中的有害物质溶解出来。有毒物随食物进入人体后，可能引起乳腺癌、新生儿先天缺陷等疾病。因此，食物入微波炉，先要取下包裹着的保鲜膜。LDPE多用于塑料膜等其它用具上