《聚苯乙烯》PPT課件

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1、6 聚苯乙烯,聚苯乙烯簡稱（PS）是以苯乙烯為單體聚合而制得的熱塑性樹脂，早在20世紀30年代后期德國、美國等國家相繼實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，我國于1960年在上海建造了第一臺PS生產(chǎn)線，開創(chuàng)了我國PS的生產(chǎn)史。 PS是五大通用合成樹脂品種之一 。 它質(zhì)地堅硬，剛性好，化學性能和電絕緣性優(yōu)良，易于成型出各類色彩鮮艷、表面光潔的制品，廣泛應用于電氣、儀器儀表、包裝、裝潢和日用生活等各方面。,苯乙烯的制備： 1.實驗室制備： 由苯基丙烯酸在常壓 下干餾而得到 2.工業(yè)上 苯+乙烯苯乙烷苯乙烯 苯乙烯的性質(zhì)： 常壓下無色油狀液體，沸點是145-1460C，易燃。,苯乙烯的聚合,1. 本體聚合 將單體在無

2、引發(fā)劑或僅有少量引發(fā)劑的條件下，先在預聚合釜中于80-1000C進行預聚，待轉(zhuǎn)化率30-50后再連續(xù)送入塔式反應器。 本體聚合的優(yōu)點： 產(chǎn)物純度高、透明性好、電絕緣性優(yōu)良。 缺點：散熱困難、溫度分布不均、分子量分散大，影響到材料的力學性能。,2. 懸浮聚合 懸浮聚合是將單體、引發(fā)劑、懸浮劑加入裝有水的反應釜中，溫度90-1000C，時間約4-6小時。 懸浮聚合的優(yōu)點： 散熱容易、分子量高、分散性小。 缺點：分散劑不易除盡、使產(chǎn)物純度不及本體聚合，對制品透明性有一定影響。,聚苯乙烯的性能,1. 聚苯乙烯的識別 聚苯乙烯是無臭無味、無色透明、無延展性的玻璃狀材料。易燃，火焰呈橙黃色伴有黑色濃煙。

3、有黑炭灰。 2. 物理性能 PS為無定形、非極性線性高聚物。由于在分子鏈上有苯環(huán)取代基，分子的不對稱性增加，內(nèi)旋轉(zhuǎn)受到限制，為此，呈現(xiàn)剛性，性脆。玻璃化溫度較高，為80100，分子量一般在5萬一20萬。,PS的密度為1054克立方厘米，為無色透明粒狀熱塑性樹脂。 PS的吸水率很低，只有002一0.06，制品尺寸穩(wěn)定。 3.光學性能 PS的透光性很好，達88一92，透光性僅次于有機破璃，折光率為1.591.60。 4.著色性 可自由著色，與無機或有機顏料摻和，制得任何色澤的的塑料制品。,5.熱性能 PS的熱性能與分子量大小、單體低聚物、雜質(zhì)含量有關。制品的最高使用溫度為60 80。 6.電性

4、能 PS有優(yōu)良的電絕緣性能，一般不受溫度、濕度的影響。 7.力學性能 PS的力學性能，除沖擊強度較低外，其他拉伸強度、彎曲強度等都較好。,8.化學性質(zhì) 聚苯乙烯的化學穩(wěn)定性比較差，可以被多種有機溶劑溶解，會被強酸強堿腐蝕，不抗油脂，在受到紫外光照射后易變色。,PS 的成型加工特征如下： PS的吸水率很低，只有0.020.06，所以在加工前，可以不干燥。又其比熱較PE低，所以塑化效率高，在模具中固化 快，成型周期短。PS收縮率低，只有0.4一0.7，對模制品影響不大。 PS在加工中，最大的問題是在制品中存在著一定的內(nèi)應力，在成型中一定注意這個問題，清除內(nèi)應力除調(diào)節(jié)工藝參數(shù)、模具結(jié)構(gòu)等之外，

5、還可將制品進行后處理以消除內(nèi)應力，如將其置于60一80熱水浴中或烘箱中，“退火”處理1一3小時。,PS的應用,PS主要應用于光學玻璃及儀器、燈罩、包裝材料、電氣零件。其發(fā)泡塑料可作絕熱材料、快餐盒等。 你現(xiàn)在正在使用的計算機的外殼就是聚苯乙烯的。透明的塑料水杯，包裝用的泡沫塑料也是由聚苯乙烯制成的。,生產(chǎn)PS泡沫塑料有三種方法：一是用可發(fā)性PS生產(chǎn)，即將粗PS珠粒在加溫、加壓條件下，把低沸點的溶劑滲透到珠粒中，使之溶脹，制成EPS，然后再予發(fā)泡、熟化、發(fā)泡成制品。 二是用乳液法聚合的PS為原料，與發(fā)泡劑混合加熱、加壓使之生成毛坯，然后加熱發(fā)泡成型。 三是一步擠出成型法，這是一種較為先進的

6、方法。即把Ps樹脂、發(fā)泡劑、成核劑加進第一級擠出機中，再從第二級擠出機的機頭縫隙中擠出，經(jīng)冷卻定型后成為產(chǎn)品。其主要產(chǎn)品為片材、板材、發(fā)泡網(wǎng)、發(fā)泡膜等。,可發(fā)性PS生產(chǎn),可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）以顆粒的形式通過加入發(fā)泡劑,并在壓力（蒸汽或開水）被加入時發(fā)泡劑在空氣中擴散、揮發(fā)的過程中使其發(fā)泡而制成。 特點 A.重量輕可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）的密度可根據(jù)發(fā)泡量級進行調(diào)節(jié)?？砂l(fā)性聚苯乙烯（EPS）易于處理因為它的重量只有水的1/301/80；具有優(yōu)良的耐沖擊性；在作為包裝材料時，可解決重量問題 B.耐沖擊性如果具有足夠的密度和厚度，它能夠吸收外部沖擊，并可被廣泛地用作耐沖擊包裝材料。,B.耐熱發(fā)泡

7、顆粒中數(shù)量龐大的封閉腔室及較低導熱性使它擁有良好的隔熱效果，可廣泛地用于隔離材料。 C.防潮（水）濕氣通過毛細管被吸收，但可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）發(fā)泡劑的腔室不是打開的而是封閉的，所以水不會通過發(fā)泡顆粒浸入。如果發(fā)泡劑在水中很長時間，濕氣僅滲透表面而不會深入。 D.機械加工性加工方便的可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）模制塑料產(chǎn)品可以很容易地被熱射線、刀具或鋸所切割，并很容易地被釘子、膠和玻璃紙帶粘附。,韌性和耐熱性差、耐化學試劑和耐溶劑性欠佳。為了克服這些缺點，對聚苯乙烯進行各種改性。,聚苯乙烯的缺點,,6.2 改性聚苯乙烯,1.高抗沖聚苯乙烯 高抗沖聚苯乙烯縮寫代號為HIPS，全稱為高抗沖 擊性聚苯

8、乙烯。 HIPS往往是通過向聚苯乙烯中加入增韌性優(yōu)異的橡膠組分來達到制備目的。例如用丁苯橡膠或順丁橡膠對聚苯乙烯改性增韌，主要方法有共混法和接枝共聚法。 共混法： 是將丁苯橡膠或順丁橡膠與聚苯乙烯 混合，聚苯乙烯 與丁苯橡膠的比例為（80-85）（15-20）,將混合后的料在雙輥輥壓機、捏合機或擠出機中共混。由于兩相混容有一定的限度，分散不夠均勻，在韌性僅有一定的改善。 接枝共聚法 是將丁苯橡膠或順丁橡膠的碎粒溶解到苯乙烯單體中，用過氧化物引發(fā)進行共聚。其主鏈是由丁二烯、苯乙烯兩種單體相嵌形成的嵌段共聚物，在韌性有較大的改善。,家用電器部件、辦公用品零部件、礦用安全帽用材料等。,應用,2.

9、AAS 是苯乙烯單體與丙烯腈、丙烯酸酯進行三元共聚而成。 3. AS 是苯乙烯單體與丙烯腈共聚物，其中丙烯脂含量為2035也有寫作SAN。該共聚物提高了軟化點，改善了耐化學性和耐應力開裂性，仍基本保持了透明度。是改性聚苯乙烯 的重要品種之一。 AS制備方法的最佳工藝路線是連續(xù)本體聚合。將兩種單體按比例混合，以過氧化苯甲酰為引發(fā)劑進行共聚。 結(jié)構(gòu)式為：,AS的物理性能： 無味、外觀呈水白色至微黃色的透明或半透明體。著色后透明性差。 4.MBS 是苯乙烯單體與甲基丙烯酸酯、丁二烯三元的共聚產(chǎn)物可以單獨作為一種樹脂使用，也可作為PVC的增韌劑。 5.HS 稱之高苯乙烯，它是由苯乙烯和丁二烯共聚

10、而成。若其中苯乙烯含量在45一70者，稱為高苯乙烯橡膠， 若苯乙烯含量在70以上者，稱之高苯乙烯塑料。HS可以和塑料、橡膠進行共混改性。,6.SBS 也是由苯乙烯和丁二烯共聚而成，不過這是一種嵌段共聚法，采用逐步加成和偶合法生產(chǎn)的，其分為兩種結(jié)構(gòu)，一種是星型；另一種是線型。SBS是一種熱塑性彈性體，不需硫化即具有高彈性和高強度，可以采用熱塑性塑料的成型加工設備和工藝進行加工。,7.RPS 稱作反應性聚苯乙烯，也有人叫做活性聚苯乙烯，它是用活性惡唑啉功能基沿PS主鏈改性的一種結(jié)晶型高聚物，其功能基含量為1。在熔融溫度下，RPS可以和胺類、酸酐、羥基、環(huán)氧、硫醇及酚式羥基進行反應，反應時無副產(chǎn)物

11、，易控制，可用雙螺桿擠出機進行配料加工。例如RPS和HDPE進行共混兩者比例為35：65，制得的產(chǎn)物與ABS相似，但抗氟化物性能卻比ABS高3倍，低溫沖擊強度、耐溶劑性、耐候性均很好，適于作電冰箱襯里。,6.3 應用舉例,實例 SBS改性的應用 SBS具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的塑性段和彈性段兩種嵌段，PS在大分子的兩端，聚丁二烯在中間為軟段，呈現(xiàn)高彈性。如SBS增韌PS，SBS添加量為25，SBS選用線型結(jié)構(gòu)，其中S：B40：60，充油量0，門尼黏度160。星型SBS效果稍差。 SBS用量增加，共混物的各向異性程度也增大。共混時應延長混煉時間或采用二次混煉工藝較好，這樣有利于兩相間的均勻混合， 若為提高共

12、混物的加工流動性，可選用充油性的SBS(如充油量為33的線型或星型SBS)。,充油量------以芳烴油作填充油 門尼黏度------是衡量橡膠平均分子量及可塑性的一個指標.基本上可以反映合成橡膠的聚合度與分子量的關系。 用門尼粘度計測量，門尼粘度計是一個標準的轉(zhuǎn)子，以恒定的轉(zhuǎn)速（一般2轉(zhuǎn)/分），在密閉室的試樣中轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動所受到的剪切阻力大小與試樣在硫化過程中的粘度變化有關，可通過測力裝置顯示在以門尼為單位的刻度盤上，以相同時間間隔讀取數(shù)值可作出門尼硫化曲線.,7. 聚酰胺,發(fā)展歷史 聚酰胺(PA，俗稱尼龍)是美國DuPont公司最先開發(fā)用于纖維的樹脂，于1939年實現(xiàn)工業(yè)化。20世紀

13、50年代開始開發(fā)和生產(chǎn)注塑制品，以取代金屬滿足下游工業(yè)制品輕量化、降低成本的要求。聚酰胺主鏈上含有許多重復的酰胺基，用作塑料時稱尼龍，用作合成纖維時我們稱為錦綸，聚酰胺可由二元胺和二元酸制取，也可以用-氨基酸或環(huán)內(nèi)酰胺來合成。根據(jù)二元胺和二元酸或氨基酸中含有碳原子數(shù)的不同，可制得多種不同的聚酰胺，目前聚酰胺品種多達幾十種，其中以聚酰胺-6、聚酰胺-66和聚酰胺-610的應用最廣泛。,特點 PA具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性，且摩擦系數(shù)低，有一定的阻燃性，易于加工，適于用玻璃纖維和其它填料填充增強改性，提高性能和擴大應用范圍。 分類 目前世界上尼龍樹脂

14、按結(jié)構(gòu)分，大約有20類，其商品牌號達700余種。 品種繁多，有PA6、PA66、PA11、PA12、PA46、PA610、PA612、PAl010等。,尼龍棒、尼龍板、尼龍管,PA的結(jié)構(gòu),聚酰胺主鏈上含有酰胺基團(--NHC=O)。PA的商品名叫尼龍，由二元胺和二元酸通過縮聚反應制得，也可由內(nèi)酰胺通過自聚制得。 合成尼龍的生產(chǎn)工藝路線有： 糠醛路線 苯酚路線 蓖麻油路線等,1、外觀 PA的外觀為透明或半透明的乳白或淡黃的粒料，表觀角質(zhì)、堅硬、制品表面有光澤。 尼龍有較高的結(jié)晶度(4060)、線型分子結(jié)構(gòu)，密度為1.01.01克立方厘米。因有酰胺基團，易吸水，吸水率為12.5，分子量為2

15、萬7萬。,PA的基本性質(zhì),2.力學性能 尼龍的拉伸強度和沖擊強度都很大，為70210兆帕，彎曲強度為110280兆帕，缺口沖擊強度為420千焦平方米?？谷渥冃阅茌^差，不適于作精密零件。 隨著溫度和濕度的升高，拉伸強度急劇下降，而沖擊強度明顯提高。 3.耐磨性 尼龍的最大特點是耐磨和自潤滑性能好，其無油潤滑的摩擦系數(shù)為0.10.3，約為巴氏合金的13，為酚醛樹脂的l4，可廣泛用于工業(yè)齒輪等。,4.熱性能 尼龍的熱變形溫度為66104，熔點215260，尼龍制品使用溫度范圍很寬，為-40+105，長期使用溫度可達80，短時間內(nèi)可達105，熱膨脹系數(shù)大，是金屬的5-7倍，熱導率為碳鋼的12

16、00、黃銅的1400。大多數(shù)PA具有自熄性 ，少數(shù)品種雖具有可燃性，但對火焰的傳播速度很慢。 5.電性能 尼龍含有極性基團，有不同程度的吸水性，嚴格來說，不太適于作電氣絕緣材料。體積電阻為1013一1015歐厘米，電阻值隨溫度升高而降低。在低溫和低濕度條件下，可作為電氣絕緣體。,6. 化學試劑及耐溶劑性 耐化學性能好，對酸、堿、鹽穩(wěn)定；耐溶劑性能也好，但強極性的溶劑如苯酚、甲酚可溶解尼龍。 尼龍的耐油性很好。 7. 其他性能 室溫下穩(wěn)定性好，制品性能可保持長時間不變。 加入炭黑可有效防止聚酰胺的老化。 8. 成型結(jié)構(gòu)性能 聚酰胺有明顯的熔點，且熔點高，熔程窄，加工溫度高。 容易吸潮在成型

17、加工前必須進行干燥處理，使含水量不超過0.1。,熔體黏度較低，容易產(chǎn)生“流涎現(xiàn)象”，在注射成型時，應采用自鎖式噴嘴防止流涎。 熔體冷卻速度很重要，如尼龍6，快速冷卻時，制品的韌性好，沖擊強度高；緩慢冷卻時，制品不透明，剛性大，耐磨性好拉伸強度高。,加工工藝,尼龍成型主要是注射法和擠出成型法，,,由于聚酰胺具有無毒、質(zhì)輕、優(yōu)良的機械強度、耐磨性及較好的耐腐蝕性，因此廣泛應用于代替銅等金屬在機械、化工、儀表、汽車等工業(yè)中制造軸承、齒輪、泵葉及其他零件。聚酰胺熔融紡成絲后有很高的強度，主要做合成纖維并可作為醫(yī)用縫線。,應用,,具體應用于以下幾個方面,汽車工業(yè)。汽車為PA的第一大市場，主要用于發(fā)動機

18、部件、電子配件、車體部件、及輸油件等。 機械工業(yè)。利用PA的高力學性能、耐磨性、和自潤滑性，可廣泛制造齒輪、渦輪、墊片、螺栓、螺母、軸承等。 電子電氣工業(yè)。電飯鍋、吸塵器、開關、插座等。 包裝材料。PA的氣體阻隔性能好，用于肉、火腿、冷凍食品的包裝。,日用品。PA為第一代拉練材料，目前仍大量使用， PA還可用于一次性打火機殼體、頭盔等 體育用品?；┌?、球拍線、球拍框、冰鞋、釣魚竿、釣魚線等 醫(yī)療器械。 PA可用于輸血管、輸液管醫(yī)用縫線。,7.2 改性尼龍,由于尼龍具有很多的特性，因此，在汽車、電氣設備、機械部件、交通器材、紡織、造紙機械等方面得到廣泛應用。 隨著汽車的小型化、電子電氣設備的

19、高性能化、機械設備輕量化的進程加快，對尼龍的需求將更高更大。特別是尼龍作為結(jié)構(gòu)性材料，對其強度、耐熱性、耐寒性等方面提出了很高的要求。尼龍的固有缺點也是限制其應用的重要因素， 因此，必須針對某一應用領域，通過改性，提高其某些性能，來擴大其應用領域。,主要在以下幾方面進行改性。, 改善尼龍的吸水性，提高制品的尺寸穩(wěn)定性。 提高尼龍的阻燃性，以適應電子、電氣、通訊等行業(yè)的要求。 提高尼龍的機械強度，以達到金屬材料的強度，取代金屬。 提高尼龍的抗低溫性能，增強其對耐環(huán)境應變的能力。 提高尼龍的耐磨性，以適應耐磨要求高的場合。, 提高尼龍的抗靜電性，以適應礦山及其機械應用的要求。 提高尼龍的耐熱性，以

20、適應如汽車發(fā)動機等耐高溫條件的領域。 提高尼龍的透明性，以適應仿玻璃領域的需求。 降低尼龍的成本，提高產(chǎn)品競爭力。 總之，通過上述改進，實現(xiàn)尼龍復合材料的高性能化與功能化，進而促進相關行業(yè)產(chǎn)品向高性能、高質(zhì)量方向發(fā)展。,透明尼龍的特點是保持了尼龍的原有的強韌性，并能得到透明的厚壁制品。 它是添加了具有共聚和立體障礙的成分來抑制尼龍的結(jié)晶，從而產(chǎn)生非結(jié)晶或難結(jié)晶的結(jié)構(gòu)。如用三甲基己二胺和對苯二甲酸為原料縮聚制得，其透光率高達90一92，熱變形溫度為125160。 透明尼龍可用于視鏡、透鏡、儀表盤罩、流量計窗玻璃、氧氣面罩等。,透明尼龍,在尼龍樹脂中加入含鹵素、磷酸酯和含氯環(huán)狀化合物等阻燃劑

21、，如三官胍胺、氫尿酸、聚二溴苯醚、氯環(huán)戊癸烷或阻燃填料等，均能達到阻燃要求。 主要用途： 家用電器，儀器儀表，汽車電器，建筑材料等。,阻燃尼龍,撥動開關 電機外殼 電子接插件,增韌尼龍的特點是：在絕對干燥時，它的沖擊強度為普通尼龍的10倍以上，低溫時，沖擊強度也要高出幾倍，并保持尼龍的原本特征。 超韌尼龍可作汽車車頂、保險杠、發(fā)動機散熱器、摩托車前后輪、冷凍庫零部件等。,增韌尼龍及超韌尼龍,尼龍合金,導電尼龍,增強尼龍,彈性尼龍,阻隔性尼龍,澆鑄尼龍改性,澆鑄尼龍,澆鑄型尼龍: 鑄型尼龍簡稱MC尼龍是應用廣泛的工程塑料，幾乎遍布所有的工業(yè)領域。 它是采用陰離子聚合反應技術，將加有催化劑

22、的溶融己內(nèi)酰胺單體在常壓下澆注在各種形狀模具中進行反應而形成的鑄件制品。MC尼龍的分子量高達7-10萬，為一般尼龍6、尼龍66的3倍，因而其綜合機械性能遠比其他的尼龍材料好得多，是國家計委大力推廣的重要節(jié)能材料之一。特性：其綜合性能好，強度、剛度和硬度高，抗蠕變、耐磨、耐熱老化（適用溫度范圍-40度----120度），機加工性能好等.,用途： 澆鑄型尼龍廣泛代替機械設備的耐磨部件,代替銅和合金作設備的耐磨易損件。如軸套、軸瓦、襯套、襯板、齒輪、蝸輪輥銅導軌、活塞環(huán)、密封圈、滑塊、球碗、葉輪、葉片、凸輪、螺母、閥片、管道、填料函、齒條、皮帶輪、泵轉(zhuǎn)子等。由于工藝和工模結(jié)構(gòu)簡單，制造成本相對低廉

23、，成為替代銅、不銹鋼、鋁合金、聚四氟乙烯等的理想材料,原料己內(nèi)酰胺或其他內(nèi)酰胺作為單體，目前主要使用己內(nèi)酰胺，最好采用一級品 （符合HG2342一66），外觀為白色片狀結(jié)晶體。 引發(fā)劑（或稱催化劑）可使環(huán)酰胺形成陰離子，目前主要采用氫氧化鈉，也可用金屬鈉或其氫化物、醇鈉以及有機金屬化合物。 活化劑能提高引發(fā)活性，又稱共引發(fā)劑，可用乙酰已內(nèi)酰胺、甲苯二異氰酸酯、酰氯等。,澆鑄尼龍,,生產(chǎn)工藝流程,二次改性,在MC尼龍中，添加10份200目玻璃微珠，或10份1250目的粉狀氧化鋁，用填料的1量的KH550，或Si69偶聯(lián)劑進行處理填料，其中偶聯(lián)劑用3倍的溶劑(乙醇或甲苯)先進行溶解稀釋，然后噴灑填

24、料在表面上，高速攪拌l0分鐘，然后再與MC尼龍料混合，塑煉、切片、模壓成型。,MC尼龍還可填充石墨、二硫化鉬等固體潤滑劑，可制成自潤滑耐磨尼龍，該產(chǎn)品比普通尼龍的摩擦系數(shù)低，磨損量小，能達到無油潤滑效果。,,尼龍作為工程塑料中最大最重要的品種，具有很強的生命力，主要在于它改性后實現(xiàn)高性能化，其次是汽車、電器、通訊、電子、機械等產(chǎn)業(yè)自身對產(chǎn)品高性能的要求越來越強烈，相關產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，促進了工程塑料高性能化的進程，改性尼龍未來發(fā)展趨勢如下。,改性尼龍發(fā)展的趨勢,高強度高剛性尼龍的市場需求量越來越大，新的增強材料如無機晶須增強、碳纖維增強PA將成為重要的品種，主要是用于汽車發(fā)動機部件，機械部件以及

25、航空設備部件。 尼龍合金化將成為改性工程塑料發(fā)展的主流。尼龍合金化是實現(xiàn)尼龍高性能的重要途徑，也是制造尼龍專用料、提高尼龍性能的主要手段。通過摻混其他高聚物，來改善尼龍的吸水性，提高制品的尺寸穩(wěn)定性，以及低溫脆性、耐熱性和耐磨性。從而，適用車種不同要求的用途。,納米尼龍的制造技術與應用將得到迅速發(fā)展。納米尼龍的優(yōu)點在于其熱性能、力學性能、阻燃性、阻隔性比純尼龍高，而制造成本與背通尼龍相當。因而，具有很大的競爭力。 用于電子、電氣、電器的阻燃尼龍與日俱增，綠色化阻燃尼龍越來越受到市場的重視。,抗靜電、導電尼龍以及磁性尼龍將成為電子設備、礦山機械、紡織機械的首選材料。 加工助劑的研究與應用，將推動

26、改性尼龍的功能化、高性能化的進程。 綜合技術的應用，產(chǎn)品的精細化是推動其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動力。,8 聚酯樹脂,O 聚酯樹脂的主鏈上含有酯基(一C0)基因。一般可分為兩大類，一類是不飽和聚酯；另一類是飽和聚酯。飽和聚酯又稱為線型聚酯，其中又分為兩種， 一是聚對苯二甲酸乙二醇酯品種； 二是聚對苯二甲酸丁二醇酯品種。,8.1 不飽和樹脂 （簡寫UP） 不飽和聚酯樹脂是指分子鏈上具有不飽和鍵(如雙鍵)的聚酯高分子。是一種熱固性材料， 主要原料 二元酸(飽和與不飽和二元酸)、二元醇、乙烯基單體。 二元酸包括飽和二元酸，如鄰苯二甲酸酐、間苯二甲酸、對苯二甲酸、四氫苯二甲酸酐等；不

27、飽和二元酸有：馬來酸酐、富馬酸、衣康酸等。 二元醇有：乙二醇、丙二醇、一縮乙二醇。,合成工藝： 不飽和聚酯的合成工藝路線是：先由二元酸與二元醇發(fā)生酯化反應制成線型聚酯， 不飽和聚酯溶解于一定量的交聯(lián)單體(如苯乙烯)中形成液體樹脂即為不飽和聚酯樹脂。然后再與苯乙烯單體進行交聯(lián)固化，而得到體型結(jié)構(gòu)的不飽和聚酯，為熱固性樹脂 原理： n（HOOC-R1-COOH）+m（HO-R2-OH） OC-R1-CO-O-R2-O +xH2O,不飽和聚酯樹脂與其他眾多熱固性樹脂相比有其獨特的優(yōu)點。 不飽和聚酯樹脂具有良好的加工特性，可以在室溫(不低于1520)、常壓下固化成型，不釋放出任何副產(chǎn)物。而且樹

28、脂的黏度比較適宜，可采用多種加工成型方法，如手糊成型、噴射成型、拉擠成型、注塑成型、纏繞成型等。 不飽和聚酯樹脂在工業(yè)上被稱為接觸成型或低壓成型熱固性樹脂。,分類與用途 分類 根據(jù)不飽和聚酯樹脂的結(jié)構(gòu)可分為鄰苯型、間苯型、對苯型、雙酚A型、乙烯基酯型等； 根據(jù)其性能可分為通用型、防腐型、自熄型、耐熱型、低收縮型等； 根據(jù)其主要用途可分為玻璃鋼（FRP）用樹脂與非玻璃鋼用樹脂兩大類，所謂玻璃鋼制品是指樹脂以玻璃纖維及其制品為增強材料制成的各種產(chǎn)品，也稱為玻璃纖維增強塑料（簡稱FRP或玻璃鋼）；,非玻璃鋼制品是樹脂與無機填料相混合或其本身單獨使用制成的各種制品，也稱為非增強型玻璃鋼制品。 按具

29、體專用品種分類包括有纏繞樹脂、噴射樹脂、拉擠樹脂、阻燃樹脂、食品級樹脂、防腐蝕樹脂、氣干型樹脂、寶麗板樹脂、工藝品樹脂、紐扣樹脂、瑪瑙樹脂、人造石樹脂、高透明樹脂水晶樹脂等。,玻璃鋼管、罐、槽等防腐產(chǎn)品及工程：包括大、中、小口徑管道、管件、閥門、貯罐、貯槽、格柵、填倉板、塔器、煙囪、防腐地面及建筑防腐等。 玻璃鋼車輛：火車雙層客車及零部件、窗框、汽車車身、保險杠、火車通風道等。 玻璃鋼船艇：包括游艇、救生艇、交通艇、漁船、快艇、養(yǎng)殖船、沖鋒舟等。,玻璃鋼制品的用途,玻璃鋼游樂設備：包括大型游藝機、大型水上樂園、兒童樂園。 玻璃鋼交通設備、勞保及保安用品：包括公路牌、路標、人行橋、燈具、電纜盒、

30、測量標尺、頭盔、防爆器材、井蓋等。 玻璃鋼衛(wèi)生設備：浴缸、洗漱臺、便器、鏡架、整體衛(wèi)生間、垃圾箱。 節(jié)能玻璃鋼產(chǎn)品；包括軸流風機、離心風機、太陽能熱水器、風力發(fā)電機等。,玻璃鋼食品容器：高位水箱、食品運輸罐、飲料罐。 玻璃鋼城市雕塑、字體、工藝品和貼骨工藝。 玻璃鋼家具：包括座椅、快餐桌、成套家具、電話亭、柜臺等。 玻璃鋼機電、礦用、輕紡產(chǎn)品：包括防護罩、格柵、干式變壓器、互感器、高壓拉桿、計算機房、電器開關、衛(wèi)星天線、銅箔板、服裝模特、通風管道等。,玻璃鋼運動器材和音樂舞蹈器材：包括網(wǎng)球拍、雙杠、單杠、助跳板、賽艇、道具等。 澆鑄工藝品；包括水晶工藝品、不透明各種造型工藝品等 鈕扣 ：各種聚

31、酯鈕扣制品。,非玻璃鋼應用領域大致如下,人造石：包括人造大理石、人造瑪瑙、人造花崗巖等 涂層：包括家俱涂層、鋼琴、電視機、收音機外殼、縫紉機臺板以及自行車罩光漆等。 原子灰 ：汽車修補用聚酯膩子等。,加工成型方法,手糊成型、噴射成型、拉擠成型、注塑成型、纏繞成型。 也可分為：手工成型法、機械成型方法。 1、手工成型法 在處理過的模具上，用手工把玻璃纖維織物和樹脂交替疊加浸透抹平，在一定溫度下固化，然后再進行整理、脫模、修整即得成品，適用于玻璃纖維增強UP的許多產(chǎn)品，如化學反應容器、罐、管道、板材、游艇、電器絕緣材料等。缺點是產(chǎn)品精度低、勞動強度大、效率低，但對于大型及形狀復雜的設備，機械成型很

32、困難時，仍用手工方法成型。,2、機械成型法 模壓法最為常用，適用板材或整體模塊成型，生產(chǎn)效率高，作業(yè)環(huán)境好，質(zhì)量優(yōu)良。 纏繞法：除手工纏繞外，目前已實現(xiàn)了機械自動化和程序化控制，其纏繞角度、寬度、長度和直徑均有很好的重現(xiàn)性，常用于管、罐受壓容器。 噴射法：是直接用噴槍把UP通過高壓氣體噴浮在制品表面，也有同時再噴上玻璃短纖維進行增強的。 連續(xù)法：是在連續(xù)的玻璃氈上浸漬樹脂，在一定壓力下定型然后進入80130的熱固化區(qū)，最后裁斷獲得產(chǎn)品。定型壓力一般為0.02一0.2兆帕，成形速度為25米分。,UP主要用在玻璃纖維增強制品上，約占整個樹脂用量的80。余下20的UP常用在涂料、裝飾板、樹脂混凝土、

33、紐扣、人造大理石、人造瑪瑙等方面。,低收縮性UP 通過引入苯乙烯丁二烯共聚物這種熱塑性樹脂，來緩和UP的固化收縮，同時還解決了片狀成型時的裂紋問題，尤其適用于汽車部件。 高強度UP 增加破璃纖維含量，例如采用7.6厘米長的纖維50一70，適用于片狀成型，作汽車部件。,UP的改性,此外，還有阻燃型UP 、快干型UP 、耐熱型UP等新品種。,耐沖擊性UP,耐蝕性UP,光固化型UP,改性UP,實例玻璃纖維增強不飽和聚酯片狀模塑料,可用于： 1、壓制高低壓電器絕緣構(gòu)件；2、壓制薄壁制件，如：箱殼、汽車水箱罩、燈罩、桌椅等。,8.2 聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡寫PET)是一種熱塑性

34、飽和聚酯 目前已成為發(fā)展迅速的一種工程塑料。,PET的合成工藝路線為； 對苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞ヅc過量的乙二醇在200250，或180190溫度及催化劑存在下，通過直接酯化法或酯交換法制得中間產(chǎn)物，然后升溫至260280，加壓縮聚而成PET。 1、直接酯化法： HOOC-R-COOH+ 2HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC-R-COOCH2CH2OH+2H20,2、酯交換法： H3COOC-R-COOCH3+ 2HOCH2CH2OH HOCH2CH2OOC-R-COOCH2CH2OH+2CH30H 3、加壓縮聚 nHOCH2CH2OOC-R-COOCH2CH2OH ,1、物理

35、性能 PET是乳白色或淺黃色、高結(jié)晶度的聚合物，表面平滑有光澤。密度為1.35克立方厘米。 2、力學性能 拉伸強度190MPa，伸長率2，拉伸模量14800兆帕，彎曲強度280兆帕，彎曲模量14000兆帕，缺口沖擊強度710千焦平方米，分子量2萬一3萬。 抗蠕變性、耐疲勞性、耐摩擦、耐磨耗性也很好。,8.2.1 基本性質(zhì),3、熱性能 增強PET的熱變形溫度220，其制品可在120150下長期使用。而未增強的PET熱變形溫度只有85，熔點260，玻璃化溫度69，隨著溫度提高，力學性能下降。 4、電性能 PET適宜作電氣絕緣材料，其電性能在較寬的溫度范圍內(nèi)變化較小，但耐電暈性差。 電暈---

36、---在110kV以上的變電所和線路上，時常能聽到的放電聲和淡藍色的光環(huán)，這就是電暈。,5、耐化學試劑及耐溶劑性 PET耐化學腐蝕性較差，不適宜在高溫水蒸氣及濃酸、堿環(huán)境中工作。 因為PET具有酯基，強酸、強堿會引起分解，稀堿溶液在高溫下也會引起分解。高溫水蒸氣也會引起分解。 6、其他性能 PET具有優(yōu)良的耐候性，長期暴露在室外拉伸、彎曲等力學性能下降20。 缺點： 結(jié)晶速度慢，成型加工困難，模塑溫度高，生產(chǎn)周期長，沖擊性能差。在成型加工之前，樹脂必須進行干燥處理，130下干燥8小時。,PET除大量用于滌綸纖維外，還大量用于汽車、機械設備的零部件，如閥門、儀表罩、車燈支架、齒輪等；還用于電子

37、電氣零部件，如繼電器、開關、電容等，音像磁帶膜、復合包裝膜、中空包裝容器，尤其是雙向拉伸吹塑成型技術發(fā)展以后， PET瓶得到了迅速發(fā)展，PET瓶用于飲料、藥品、化妝品等液體、油狀、膏狀物品的包裝。,應用,PET工程塑料的主要品種有以下幾方面 如添加35玻璃纖維增強的強韌性PET. 添加 30玻璃纖維增強的阻燃性PET ； 添加15玻璃纖維增強的薄壁制品用PFT； 添加46玻璃纖維增強的優(yōu)異尺寸穩(wěn)定性的PET ；,還有耐沖擊型的適于作汽車前板的PET ； 也有用于礦物填料增強的PET； 也有用于橡膠等增韌的PET等。,8.2.2 改性PET,方法 ：化學改性、物理改性： 化學改性，如共聚改性；

38、 物理改性，如填充、增強、共混；或加入特殊添加劑等手段; 目的：改善PET的加工性、結(jié)品性和韌性差等缺點。,共聚改性主要目的是提高PET的結(jié)晶速度，改善成型加工性能。可選擇加入第三組分的辦法，如用聚氧化乙烯和聚壬二酸乙二醇酯作為第三組分共聚，或羥基苯磺酸二鈉鹽作為第三組分，或加入一定比例的多元醇或含亞胺基的有機化合物等，或聚乙二醇二縮水甘油醚等，在改進結(jié)晶速度的同時，還改善了成型加工性能。,措施,共聚改性,,填充無機物，如云母、高嶺土、滑石粉進行填充及增強，大量增強的是采用玻璃纖維、碳纖維、石墨纖維等。其中玻璃纖維的填充量一般為30一55。有時采用復合填充，如在填充35玻璃纖維同時，再填充云

39、母粉，在增強的同時，還能降低制品的翹曲性。,填充與增強改性,,加入與PET有親和性的其他高聚物，進行共混 既可降低PET的玻璃化溫度，又可提高PFT的結(jié)晶速度，同時還改善了共混物的沖擊性能。 PET PBT（是聚對苯二甲酸丁二醇酯 ） PET丙烯酸類樹脂 PET尼龍66,共混改性,, PET 聚烯烴 PETPC為聚碳酸酯， 二者相容性較好，可按任意比例共混，當PC含量高時，可改善PC的耐溶劑性和耐環(huán)境應力開裂性。,加入無機或有機物成核劑，可提高PET的結(jié)晶速度，減少制品在模具中的停留時間，縮短生產(chǎn)周期。成核劑有碳酸氫鈉、硅酸鈣、硬脂酸鈣、碳酸鈉、二氧化硅、苯甲酸鈉、炭黑、滑石粉、安息

40、香酸鹽、乙酰乙酸鈉等。 加入增塑劑或結(jié)晶促進劑，可改善結(jié)晶性能，同時或改進表面光潔度，或改善脫模性能，或改善熱穩(wěn)定性。,添加劑改性,,多層復合改性 為提高PET的阻氣性能，國際上的大多數(shù)啤酒瓶是PET經(jīng)過多層復合法制得的。如美國、法國、瑞士。 表面涂層改性 目標是針對氧敏感性食物包裝市場。番茄醬、果醬、花生醬。 納米復合改性 已成為制備先進包裝材料的主要途徑。如飲料包裝。,其他,,實例 l 阻隔性聚酯瓶,PET瓶是繼世界各國禁止殘留有毒物質(zhì)的塑料制品用于食品與藥品包裝后,開發(fā)的一種新型食品包裝。PET瓶的開發(fā),推動了注拉吹中空成型技術的發(fā)展,導致了吹塑行業(yè)的大革命。PET瓶以其質(zhì)輕強度

41、高,機械性能好,耐化學劑,無毒無味和透明美觀等優(yōu)勢，在包裝領域中迅猛拓展，最顯著的成果 。,PET瓶的最大用途是用來灌裝充氣飲料，既要防止二氧化碳等泄耗，又要求瓶體具有高的爆破強度，為此PET瓶常采用雙向拉伸吹塑法生產(chǎn)。其注拉吹一步法工藝流程如下： PET粒料干燥注射成型預成型坯調(diào)溫拉伸吹塑取出瓶體,實例2 雙向拉伸聚酯薄膜 雙向拉伸聚酯薄膜(簡寫B(tài)OPET或OPET)，主要用于磁帶帶基由于薄膜取向程度不同又可分為平衡與強化兩個品種，強化膜主要用于微型、高速走帶及壽命較長的磁帶。OPET的工藝流程如下： 配料真空干燥擠出片材測厚同時雙向拉伸測厚收卷分切復卷產(chǎn)品,BOPET聚酯薄膜生產(chǎn)線設備

42、 主要是由原料輸送裝置。預結(jié)晶器、干燥器、擠出機、計量泵、過濾器、熔體管道、模頭、鑄片機、縱向拉伸機、橫向拉伸機、牽引機、收卷機以及分切機等設備組成。,原料通過原料輸送設備，經(jīng)過預結(jié)晶器結(jié)晶后進入干燥器。干燥完畢進入擠出機充分融化后，在擠出機擠出力的作用下，通過計量泵，由計量泵進行計量，然后經(jīng)過熔管道到達模頭，熔體從模頭流出在鑄片機上成型，經(jīng)縱向拉伸機縱向拉伸、橫向拉伸機橫向拉伸、通過牽引機，由收卷機進行收卷。最后，根據(jù)用戶需要，由分切機將其分切成用戶需要的規(guī)格。,8.3聚對苯二甲酸丁二醇酯,聚對苯二甲酸丁二醇酯(簡寫PDT),目前和增強PET一起成為繼尼龍、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚之后

43、的第五大工程塑料。 PDT的工業(yè)合成工藝路線與PET生產(chǎn)相似，以對苯二甲酸二甲酯與丁二醇為原料進行酪交換法反應而制得，也有用對苯二甲酸與丁二醇為原料直接酯化反應制得。反應溫度為150170， 在催化劑存在下，按縮聚反應進行.,PET與PBT一樣為線型熱塑性樹脂，兩者的性能對比如表115示,PET與PBT的結(jié)構(gòu)和性能,1、PBT的分子鏈與PET極為相似，也是由柔性的脂肪烴基和剛性苯基、極性酯基所組成。 2、與PBT所不同的是: -CH2CH2CH2CH2-與-CH2CH2-相比，長度較大，故PBT柔性因素的影響比PET大一些，這便帶來兩個結(jié)果：其一是PBT與PET分子鏈的剛性要小，材料的玻璃

44、化溫度、熔融溫度都較低；其二是從熔體冷卻到凝固狀態(tài)時， PBT的結(jié)晶速率較大，因此聚合物可能達到的結(jié)晶度較高。,,PBT為乳白色半透明到不透明、結(jié)晶型熱塑性聚酯。具有高耐熱性、韌性、耐疲勞性，自潤滑、低摩擦系數(shù)，耐候性、吸水率低，僅為0.1%。 在潮濕環(huán)境中仍保持各種物性（包括電性能），電絕緣性，但體積電阻、介電損耗大。耐熱水、堿類、酸類、油類、但易受鹵化烴侵蝕，耐水解性差，低溫下可迅速結(jié)晶，成型性良好。,基本性能,,是缺口沖擊強度低 ，成型收縮率大 。故大部分采用玻璃纖維增強或無機填充改性，其拉伸強度、彎曲強度可提高一倍以上，熱變形溫度也大幅提高?？梢栽?40下長期工作。 玻纖增強后制品縱

45、、橫向收縮率不一致，易使制品發(fā)生翹曲。,缺點,,加工成型方法,PBT 結(jié)晶速度快，最適宜加工方法為注塑，其他方法還有擠出、吹塑、涂覆和各種二次加工成型，成型前需預干燥，水分含量要降至0.02%。,PBT在成型加工時，應注意以下幾個問題：,(1)樹脂的特性黏度對產(chǎn)品性能的影響 樹脂的特性黏度越大，其沖擊強度和斷裂伸長率也越來越大。特性黏度不同，產(chǎn)品用途也不同。 特性黏度小于0.85的低黏度樹脂，主要用于紙板等耐熱涂層及食品等包裝。 特性黏度小于0.851.0的中黏度樹脂，可做高精密工程部件、凸輪、機殼、辦公設備、汽車部件等。 特性黏度大于10的高黏度樹脂，常用于耐蝕泵、電熨斗、咖啡過濾器

46、外殼等。,(2)水含量的影響： 水含量增加，產(chǎn)品性能急劇下降，一般要求在成型前一定烘干，使其含水量降到0.03以下。,（3）玻璃纖維含量 一般取玻璃纖維含量為30時，綜合性能指標較好；玻璃纖維長度在0.11毫米，最好采用無堿無捻40支20股粗紗，玻璃纖維要以經(jīng)KH-550系列的硅烷偶聯(lián)劑處理過為好。,（4）成型設備 一般采用長玻璃纖維直接引入雙螺桿擠出機的方法，也可用短玻璃纖維增強PBT。 注射成型溫度一般為245270，模具溫度為8090，非增強PBT的模具溫度要低些，為4060。,PBT的改性及應用舉例,1、增強和填充改性 2、共混改性 3、其他改性,PBT（增強、改性PBT）主

47、要用于汽車、電子電器、工業(yè)機械。如作為汽車中的分配器、車體部件、點火器線圈骨架、絕緣蓋、排氣系統(tǒng)零部件、摩托車點火器、電子電器工業(yè)中如電視機的偏轉(zhuǎn)線圈，顯像管和電位器支架，輸出變壓器骨架，開關接插件、電風扇、電冰箱、洗衣機電機端蓋、軸套。另外還有運輸機械零件，縫紉機和紡織機械零件、鐘表外殼、鏡筒、電熨斗罩、水銀燈罩、烘烤爐部件、電動工具零件等。,應用,8.4 PEN,PEN學名叫聚萘基酸乙烯酯，常見品種為聚萘二甲酸乙二醇酯。由2，6萘二甲酸與乙二醇縮聚而成，其結(jié)構(gòu)與PET極為相似，即將苯環(huán)置換為萘環(huán)，分子結(jié)構(gòu)單元大，分子鏈剛性高，熔體黏度比PET大10倍。其化學結(jié)構(gòu)式如下：,每年由于玻璃瓶裝啤酒爆炸事件由此造成的經(jīng)濟賠償數(shù)額巨大，而且還嚴重影響啤酒生產(chǎn)廠家的聲譽。其主要原因是：一般玻璃瓶裝啤酒使用5次之后，瓶子強度降低一半，而普通玻璃瓶常周轉(zhuǎn)7一12次之多，因此極易引起爆炸。,共混改性PEN瓶可以重復使用，可回收，可堿洗，可熱灌裝，質(zhì)輕(密度為玻璃瓶的410)，而且壁厚僅為玻璃瓶的13，這樣減輕運輸重量達80之多。另外不破碎，不爆炸是最大優(yōu)點。當然也可以熱灌裝其他如咖啡、色拉油、果醬、白酒等。,9 聚氨酯,,