PP,PVC,PE相關(guān)知識

2011-05-24

一、PVC （聚氯乙烯）
1．化學(xué)和物理特性
Ø 剛性PVC是使用廣泛的塑料材料之一。PVC材料是一種非結(jié)晶性材料。
Ø PVC材料在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。
Ø PVC材料具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。
Ø PVC對氧化劑、衛(wèi)生泵還原劑和強(qiáng)酸都有很強(qiáng)的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。
Ø PVC在加工時熔化溫度是一個非常重要的工藝參數(shù)，如果此參數(shù)不當(dāng)將導(dǎo)致材料分解的問題。
Ø PVC的流動特性相當(dāng)差，其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC材料更難于加工（這種材料通常要加入潤滑劑改善流動特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。
Ø PVC的收縮率相當(dāng)?shù)?，一般?.2~0.6%。
2．注塑模工藝條件
v 干燥處理：通常不需要干燥處理。
v 熔化溫度：185~205C
v 模具溫度：20~50C
v 注射壓力：可大到1500bar
v 保壓壓力：可大到1000bar
v 注射速度：為避免材料降解，一般要用相當(dāng)?shù)氐淖⑸渌俣取?br /> v 流道和澆口:所有常規(guī)的澆口都可以使用。如果加工較小的部件，使用針尖型澆口或潛入式澆口；對于較厚的部件，使用扇形澆口。針尖型澆口或潛入式澆口的直徑應(yīng)為1mm；扇形澆口的厚度不能小于1mm。
3．典型用途
供水管道，家用管道，房屋墻板，商用機(jī)器殼體，電子產(chǎn)品包裝，醫(yī)療器械，食品包裝等

二、PP 聚丙烯
1．化學(xué)和物理特性
Ø PP是一種半結(jié)晶性材料。計量泵它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。 由于均聚物型的PP溫度高于0C以上時非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是加入1~4%乙烯的無規(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（100C）、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150C。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。
Ø PP不存在環(huán)境應(yīng)力開裂問題。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進(jìn)行改性。PP的流動率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、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。
2．注塑模工藝條件
v 干燥處理：如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理。
v 熔化溫度：220~275C，注意不要超過275C。 模具溫度：40~80C，建議使用50C。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定。 注射壓力：可大到1800bar。
v 注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小。如果制品表面出現(xiàn)了缺陷，那么應(yīng)使用較高溫度下的低速注塑。 流道和澆口:對于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。對于邊緣澆口，試壓泵的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。PP材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。
3．典型用途
1) 汽車工業(yè)（主要使用含金屬添加劑的PP：擋泥板、通風(fēng)管、風(fēng)扇等），器械（洗碗機(jī)門襯墊、干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋、冰箱門襯墊等），日用消費(fèi)品（草坪和園藝設(shè)備如剪草機(jī)和噴水器等）。
2) 聚乙烯是結(jié)構(gòu)簡單的高分子，也是應(yīng)用廣泛的高分子材料。
3) 它是由重復(fù)的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。
4) 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，分子量高達(dá)幾十萬。如果是在高壓力(100-300MPa)，高溫(190–210°C)，過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。
5) 聚合壓力大?。焊邏骸⒅袎?、低壓；
6) 聚合實施方法： 淤漿法、溶液法 、氣相法 ；
7) 產(chǎn)品密度大?。鹤晕酶呙芏取⒅忻芏?、低密度、線性低密度；
8) 產(chǎn)品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量。

三、PE 聚乙烯
聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(使用溫度可達(dá)-70～-100℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性能優(yōu)良；但聚乙烯對于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。
聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度。
聚乙烯的種類
（1） LDPE：低密度聚乙烯、高壓聚乙烯
（2） LLDPE：線形低密度聚乙烯
（3） MDPE：中密度聚乙烯、雙峰樹脂
（4） HDPE：高密度聚乙烯、低壓聚乙烯
（5） UHMWPE：超高分子量聚乙烯
（6） 改性聚乙烯：CPE、交聯(lián)聚乙烯（PEX）
（7） 乙烯共聚物：乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烴（如辛烯POE、環(huán)烯烴）的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）
分子量達(dá)到3，000，000-6，000，000的線性聚乙烯稱為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的強(qiáng)度非常高，可以用來做防彈衣。
1.2聚乙烯物理性能
聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無毒，具有優(yōu)越的介電性能。易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透水率低，對有機(jī)蒸汽透過率則較大。聚乙烯的透明度隨結(jié)晶度增加而下降在一定結(jié)晶度下，透明度隨分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔點范圍為132-135oC，低密度聚乙烯熔點較低（112oC）且范圍寬。
常溫下不溶于任何已知溶劑中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三率乙烯
等溶劑中
1.3聚乙烯化學(xué)性能
聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學(xué)物質(zhì)，硝酸和硫酸對聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用。聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發(fā)生降解，碳黑對聚乙烯有優(yōu)異的光屏蔽作用。受輻射后可發(fā)生交聯(lián)、斷鏈、形成不飽和基團(tuán)等反映。
1.4各類聚乙烯產(chǎn)品用途
高壓聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等
中低、壓聚乙烯：以注射成型制品及中空制品為主。
超高壓聚乙烯：由于超高分子聚乙烯優(yōu)異的綜合性能，可作為工程塑料使用。
聚乙烯塑料的相對分子質(zhì)量在10 000以上，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；高密度聚乙烯較硬，多用低壓聚合。大量使用的常為低密度（高壓）聚乙烯。聚乙烯是用量的一種塑料。
聚乙烯為蠟狀，有蠟一樣的光滑感，不染色時，低密度聚乙烯透明，而高密度聚乙烯不透明，用途是在農(nóng)業(yè)大棚、食品袋等方面。它不怕水，也不怕油，抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)，且美觀實用。
聚乙烯（PE）是日常生活中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。
其基本結(jié)構(gòu)為
- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 -
化學(xué)性質(zhì)
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)境中聚乙烯會被氧化。
物理性質(zhì)
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候由于其內(nèi)部存在大量的晶體，會發(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?？梢酝ㄟ^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。
分類
聚乙烯有高密度聚乙烯(HDPE, High Density Polyethylene)，中密度聚乙烯(MDPE, Medium Density Polyethylene)，低密度聚乙烯(LDPE, Low Density Polyethylene)，線性低密度聚乙烯(LLDPE, Linear Low Density Polyethylene)等多種產(chǎn)品
歷史
1898年，聚乙烯是由德國化學(xué)家Hans von Pechmann在一次試驗事故中合成的。
1933年，ICI Chemicals公司的Eric Fawcett和Reginald Gibson在另外一次試驗事故中使用乙烯在高壓狀態(tài)下合成了聚乙烯。
1935年，ICI Chemicals公司的Michael Perrin發(fā)明了可控高壓聚乙烯合成方法。
1939年，隔膜泵低密度聚乙烯開始使用高壓法工業(yè)化生產(chǎn)。
1951年，Philips Petroleum公司的化學(xué)家Robert Banks 和 John Hogan發(fā)明了使用三氧化鉻作為催化劑的合成方法?！?br /> 1953年，德國化學(xué)家 Karl Ziegler發(fā)明了使用鹵化鈦作為催化劑的合成方法, 這種催化劑稱為齊格勒-納塔催化劑。
1976年，德國化學(xué)家Walter Kaminsky和Hansjörg Sinn發(fā)明了金屬茂合物催化劑。
生產(chǎn)與應(yīng)用
聚乙烯產(chǎn)品通常摻加大量各種添加劑以抗氧化等環(huán)境因素破壞。聚乙烯還可以和一些人造橡膠產(chǎn)品混合在一起增加抗沖擊能力
 

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