工程塑料特性样本

一、 PBT:聚对苯二甲酸丁二醇酯

聚对苯二甲酸丁二醇酯, 英文名polybutylece terephthalate( 简称PBT) , 属于聚酯系列, 是由1.4-丁二醇(1.4-Butylene glycol)与对苯二甲酸(PTA)或者对苯二甲酸酯(DMT)聚缩合而成, 并经由混炼程序制成的乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯树脂。与PET一起统称为热塑性聚酯, 或饱和聚酯。

PBT理化特性

PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性, 自润滑、低摩擦系数, 耐候性、吸水率低, 仅为0.1%, 在潮湿环境中仍保持各种物性( 包括电性能) , 电绝缘性, 但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀, 耐水解性差, 低温下可迅速结晶, 成型性良好。缺点是缺口冲击强度低 , 成型收缩率大。故大部分采用玻璃纤维增强或无机填充改性, 其拉伸强度、弯曲强度可提高一倍以上, 热变形温度也大幅提高。能够在140℃下长期工作, 玻纤增强后制品纵、横向收缩率不一致, 易使制品发生翘曲。

PBT加工工艺

PBT又可称为热塑性聚酯塑料, 为适用于不同加工业者使用, 一般多少会加入添加剂, 或与其它塑料掺混, 随着添加物比例不同, 可制造不同规格的产品。由于PBT具有耐热性、耐候性、耐药品性、电气特性佳、吸水性小、光泽良好, 广泛应用于电子电器、汽车零件、机械、家用品等, 而PBT产品又与PPE、 PC、 POM、 PA等共称为五大泛用工程塑料。

PBT 结晶速度快, 最适宜加工方法为注塑, 其它方法还有挤出、吹塑、涂覆和各种二次加工成型, 成型前需预干燥, 水分含量要降至0.02%。

PBT的注塑工艺特性与工艺参数的设定:

PBT的聚合工艺成熟、成本较低, 成型加工容易。未改性PBT性能不佳, 实际应用要对PBT进行改性, 其中, 玻璃纤维增强改性牌号占PBT的70％以上。

1 PBT的工艺特性

PBT具有明显的熔点, 熔点为225～235℃, 是结晶型材料, 结晶度可达40％。

PBT熔体的粘度受温度的影响不如剪切应力那么大, 因此, 在注塑中, 注射压力对PBT 熔体流动性影响是明显。

PBT在熔融状态下流动性好, 粘度低, 仅次于尼龙, 在成型易发生”流延”现象。 PBT成型制品各向异性。PBT在高温下遇水易降解。

2 注塑机

选用螺杆式注塑机时。应考虑如下几点。

①制品的用料量应控制在注塑机额定最大注射量的30％～80％。不宜用大注塑机生产小制品。

②应选用渐变型三段螺杆, 长径比为15～20, 压缩比为2.5～3.0。

③应选用自锁式喷嘴, 并带有加热控温装置。

④在成型阻燃级PBT时, 注塑机的有关部件应经防腐处理。

3 制品与模具设计

①制品的厚度不宜太厚, PBT对缺口很敏感, 因此, 制品的直角等过渡处应采用圆弧连接。

②未改性PBT的成型收缩率较大, 在1.7％～2.3％, 模具要有一定的脱模斜度。

③模具需要设排气孔或排气槽。

④浇口的口径要大。

⑤模具需设置控温装置。模具最高温度不能超过100℃。

⑥阻燃级PBT成型, 模具表面要镀铬, 以防腐。

4 原料准备

注塑前要进行干燥、要将水分含量控制在0.02％以下。采用热风循环干燥时, 当温度为105℃、 120℃或140℃时, 所对应的时间不超过6h、 4h、 2h。料层厚度低于30mm。

5 注塑工艺参数

①注射温度 PBT的分解温度为280℃, 因此实际生产中一般控制在235～245℃之间。

②注射压力注射压力一般为50～100MPa。

③注射速率 PBT冷却速度快, 因此要采用较快的注射速率。

④螺杆转速和背压成型PBT的螺杆转速不宜超过80r/min, 一般在25～60r/min之间。背压一般为注射压力的10％～15％。

⑤模具温度一般控制在70～80℃, 各部位的温度差不超过10℃。

⑥成型周期一般情况下为15～60 s。

6 注意事项

①再生料的使用再生料与新料的比例一般在25％～75％。

②脱模剂的使用一般情况下不使用脱模剂, 必要时可采用有机硅脱模剂。

③停机处理 PBT的停机时间在30min以内, 可将温度降到200℃时停机。长期停机后再生产时, 要将料筒内的料排空, 再加入新料才能进行正常生产。

④制品的后处理一般情况下不需要进行处理, 必要时在120℃时处理1～2h。

二、 TPR

热塑性弹性体(TPE), 亦称热塑性橡胶(Thermoplastic Rubber-TPR)

是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性之材料, 热塑性弹性体具有多种可能的结构, 最根本的一条是需要有至少两个互相分散的聚合物相, 在正常使用温度下, 一相为流体(使温度高于它的Tg—玻璃化温度), 另一相为固体(使温度低于它的Tg或等于Tg), 而

且两相之间存在相互作用。即在常温下显示橡胶弹性, 高温下又能塑化成型的高分子材料, 具有类似于橡胶的力学性能及使用性能、又能按热塑性塑料进行加工和回收, 它在塑料和橡胶之间架起了一座桥梁。因此, 热塑性弹性体可象热塑性塑料那样快速、有效的、经济的加工橡胶制品。

就加工而言, 它是一种塑料; 就性质而言, 它又是一种橡胶。热可塑性弹性体有许多优于热固性橡胶的特点。当前, 热塑性弹性体尚无统一的命名, 习惯以英文字母缩写语TPR表示热塑性橡胶, TPE表示热塑性弹性体, 两者在有关资料著作中均有使用。为统一起见, 都以TPE或热塑性弹性体称之。当前国内对热塑性苯乙烯--丁二烯嵌段共聚物则称之为SBS(styrene-butadiene-styren block copolymer),热塑性异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物称为SIS(styrene-isoprene block copolymer), 饱和型SBS则称之为SEBS, 即Styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer的缩写, 就是苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。其它各类热塑性弹性体均以生产厂家的商品名称称之。中国也采用SBS的代号, 表示热塑性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物, 习惯称为热塑性丁苯橡胶。

特点和应用领域: 弹性体是一种性能独特的人造热可塑性弹性体, 具有非常广泛的用途。其优良的产品适用性来源于其特殊的分子结构的可调整性和可控制性, 从而表现出以下优异的性能: □物理性能优越: 良好的外观质感, 触感温和, 易着色, 色调均一, 稳定; 可调的物性, 提供广阔的产品设计空间; 力学性能可比硫化橡胶, 但无须硫化交联; 硬度范围宽阔, 自SHORE-A 0度至SHORE-D 70度可调; 耐拉伸性能优异, 抗张强度最高可达十几个Mpa,断裂伸长率最高可达十倍以上; 长期耐温可超过70℃, 低温环境性能良好, 在-60℃温度下仍能保持良好的绕曲性; 良好的电绝缘性及耐电压特性。具有突出的防滑性能, 耐磨性和耐候性能□化学性能优越耐一般化学品( 水、酸、碱、醇类溶剂) ; 可在溶剂中加工, 可短期浸泡于溶剂或油中; 无

毒性; 良好的抗紫外线辐射及抗氧化性能, 可使用于户外环境; 粘结性能好, 选用合宜的胶粘技术可直接与真皮合成或人造皮革表面牢固粘合。□生产加工优势无需硫化即具有传统硫化橡胶之特性, 节省硫化剂及促进剂等辅助原料; 适合注塑成型、压铸成型、热熔和溶解涂层等多种工艺; 边料、余料和废料等可完全回收再利用, 且不改变性能, 降低浪费; 简化加工工艺, 节约加工能耗与设备资源, 加工周期短, 降低生产成本, 提高工效; 加工设备及工艺简单, 节省生产空间, 降低不合格品率; 产品无毒, 无刺激性气味, 对环境、设备及人员无伤害; 材料可重复使用, 边脚废料可回收, 能够说生产中无废料; 加工助剂和配合剂较少, 可节省产品质量控制和检测的费用; 产品尺寸精度高、质量更易于控制; 材料比重少, 且可调; 可直接与PP、 ABS 等多种塑料掺混而制成特种塑料合金。弹性体具有优越的物理、化学性能且易于加工, 同时, 该产品还具有无毒、无污染并可回收二次加工的环保优势。因此, 在众多工业领域被广泛应用, 如: 玩具、运动器材、鞋材、文具、五金、电动工具、通讯、电子产品、食品和饮料包装、家用电器、厨房用品、医疗器械、汽车、建筑工程、电线电缆等。更可贵的是, 她是引领新产品设计和市场导向的优质材料, ——其柔软的质感和可调整的物性、硬度和适宜多种加工工艺且具有环保优势——为广大产品设计师提供了巨大的发挥空间, 这无疑对您创新产品, 增加价值, 引领市场潮流提供了巨大的帮助。

三、 ABS树脂

ABS树脂( 丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物, ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写) 是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。结构

ABS树脂是丙烯腈( Acrylonitrile) 、 1,3-丁二烯( Butadiene) 、苯乙烯( Styrene) 三种单体的接枝共聚物。它的分子式能够写为(C8H8·C4H6·C3H3N)x, 但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物, 其中, 丙烯腈占15%~35%, 丁二烯占5%~30%, 苯乙烯占40%~60%, 最常见的比例是A:B:S=20:30:50, 此时ABS树脂熔点为175℃。

随着三种成分比例的调整, 树脂的物理性能会有一定的变化:

1,3-丁二烯为ABS树脂提供低温延展性和抗冲击性, 可是过多的丁二烯会降低树脂的硬度、光泽及流动性;

丙烯腈为ABS树脂提供硬度、耐热性、耐酸碱盐等化学腐蚀的性质;

苯乙烯为ABS树脂提供硬度、加工的流动性及产品表面的光洁度。

性质

ABS树脂是微黄色固体, 有一定的韧性, 密度约为1.04~1.06 g/cm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强, 也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。

ABS树脂能够在-25℃~60℃的环境下表现正常, 而且有很好的成型性, 加工出的产品表面光洁, 易于染色和电镀。因此它能够被用于家电外壳、玩具等日常见品。常见的

乐高积木就是ABS制品。

ABS树脂可与多种树脂配混成共混物, 如PC/ABS、 ABS/PVC、 PA/ABS、 PBT/ABS等, 产生新性能和新的应用领域, 如: 将ABS树脂和PMMA混合, 可制造出透明ABS树脂。

生产

ABS有两种主要的工业生产方法:

将丙烯腈-苯乙烯共聚物( AS) 与聚丁二烯( B) 混合, 或这将两种胶乳混合后再共聚; 在聚丁二烯胶乳中加入丙烯腈及苯乙烯单体进行接枝共聚。

生产1公斤ABS树脂需要的原料和能源大约相当于生产2公斤石油。