一般用途类塑料 一般用途类塑料是指不包括在通用塑料和特殊塑料范围内的一类塑料材料,其应用范围介于通用塑料和特殊塑料两者之间,主要品种包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氨酯(PU)、氟塑料及氯化聚醚等。一般用途类塑料往往具有自己明显的特色,如PMMA的透明性好,而氟塑料和氯化聚醚的耐腐蚀性分别列塑料的一、二位。
一、聚甲基丙烯酸甲酯6 H k7 q4 P/ |
(一)聚甲基丙烯酸甲酯的简介
聚甲基丙烯酸甲酯俗称“有机玻璃”,英文简称PMMA。# L2 S/ m( {2 K0 I! X
PMMA最早于1932年由英国ICI公司实现工业化生产,美国的Rohm & Hass公司于1936年大规模生产,目前仍为世界最大的生产商。 k4 m, K& X; l3 ~
PMMA的最大特点为透明性好,透光率达90%~92%,可与无机玻璃媲美。此外,它的耐候性好、表面硬度较高及综合性能优良,主要用于光学透明制品。
PMMA的一半用于浇铸和挤出板材,其余用于注塑制品。
(二)聚甲基丙烯酸甲酯的性能3 h2 u- z3 u2 p, ?$ \’ e! m- o
1、光学性能 PMMA为高度透明的无定型热塑性塑料,具有十分优异的光学性能,透光率可达90~92%,折射率为1.49,并可透过大部分紫外线和红外线。) W6 x, n) g- l9 U- f. g! G7 x; d5 ^
2、力学性能 PMMA为一种质轻而坚韧的材料,在常温下具有优良的拉伸强度、弯曲强度和压缩强度;但冲击强度一般,且缺口敏感较大;表面硬度一般,容易划伤,耐磨性较低,抗银纹能力较差。‘ m2 ]9 ]/ R/ a7 J$ Q
3、热学性能 PMMA的氧指数为17.3,属易燃材料,燃烧有花果臭味;耐热温度不高,长期使用温度仅为80℃。
4、电学性能 由于分子中极性较大,其电性能不如PE好,介电常数较大,主要用作高频率绝缘材料。* G O9 ]+ s8 _” j8 r/ e
5、环境性能 PMMA耐候性好,长期在户外使用,性能下降很小。
PMMA中酯基的存在使其耐溶剂性一般,只耐碱、稀酸及水溶性无机盐、长链烷烃、油脂、醇类及汽油等;不耐芳烃、氯代烃,具体有四氯化碳、苯、二甲苯、二氯乙烷及氯仿等。) G4 \’ _3 S6 t$ @3 ~’ y( p+ C
(三)聚甲基丙烯酸甲酯的成型加工* T0 c* s$ ~2 I# P; y [! g
1、加工特性
PMMA属非牛顿流体,粘度的变化主要受螺杆转速的影响。其熔体的粘度比PE、PS等高,对温度的敏感性也比其他非牛顿流体类塑料高。成型温度在180~230℃之间,加工温度范围比较窄,超过260℃以上即分解。, z% @( C. E- \
在加工前需进行干燥处理,使其含水量在0.02%以下。* l2 R5 {! o- ~$ j7 w# P; o” v
PMMA的熔体粘度较大,成型中易产生内应力。为得到尺寸精度高的制品,必须进行退火处理。处理条件为:温度85℃,缓慢冷却即可。
2、加工方法
PMMA可用聚合成型和塑化成型两种方法加工。4 r” u, q’ A S, G
(1)聚合成型 主要为浇铸成型,将液体的MMA单体和催化剂一起注入模具中,不同厚度的制品在适当的温度下(一般40~60℃),保温一定时间,缓慢冷却即可。
浇铸成型可用于生产平板、圆棒和圆管等制品。$ T7 L: I) D” M6 A. R, d- C/ l
(2)塑化成型 塑化成型有注塑、挤出、热成型等。
(四)聚甲基丙烯酸甲酯的应用范围
1、照明与采光 常用于灯罩和玻璃。各种交通工具如飞机、轮船、汽车上的窗玻璃及挡风玻璃,其他如仪表窗、展示窗、广告橱窗、照明天花板等。, C8 A5 [7 i# Y/ B& t
2、光学仪器 各种光学镜片如眼镜、放大镜及透镜等,信息传播材料如光盘、光纤等。
3、医用材料 用于牙科材料如牙托、假牙以及假肢材料等。
4、日用品 各种产品模型、标本及工艺美术品等,各种纽扣、发夹、儿童玩具、笔杆、绘图仪器等。
二、聚氨酯
(一)聚氨酯简介8 C/ k: n’ `4 Q8 ]
聚氨酯为大分子链中含有氨酯型重复结构单元的一类聚合物,全称为聚氨基甲酸酯,英文简称PU或PUR。PU是由多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇在一定比例下反应的产物,最早于1937年由德国公司合成。PU可分成弹性体和泡沫塑料两大类。以前一直以泡沫塑料为主,目前弹性体的发展速度十分迅速,用途也越来越广。
(二)聚氨酯弹性体, \$ W, |, w2 t$ ]
弹性体是一种PU的密实制品,其性能介于橡胶与塑料之间,具有高回弹性、吸震性、耐磨性、耐油、耐撕裂、耐化学腐蚀及耐辐射等性能。由于其加工方法越来越简单,应用越来越广泛,已发展成为PU的主导制品。
PU弹性体可分为混炼型、浇铸型和热塑型三种,目前应用比例为:混炼型10%,浇铸型65%,热塑型25%。” ~1 I% @1 K) Y7 J- ]
1、PU弹性体的性能 T# f( L” _” C/ p/ t” J& `
PU弹性体的性能介于塑料和橡胶之间。不同类型多元醇合成的PU弹性体的性能稍有差异:聚酯型PU的力学性能高、耐油性好,但耐水性较差;聚醚型PU的耐低温性及耐水解性优于聚酯型,但耐油性、力学性能稍差一些。
(1)PU的力学性能 PU弹性体的硬度变化范围比较宽,可从邵氏A10~D80,断裂伸长率高达600%~800%。而天然橡胶的最高邵氏硬度仅为A70,断裂伸长率为550%。 / J1 N! U$ c’ f( h4 j2 R” g
PU弹性体的撕裂强度较高,比天然橡胶大2~10倍;回弹性高,减震效果好;耐磨性好,一般为天然橡胶的3~10倍,其摩擦系数在0.2~3范围内变化,适于鞋底材料。
PU弹性体的应变滞后于应力,从而使损失的能量变成热量。大量的内热使PU弹性体在高速运动场合使用受到限制。
(2)PU的热学性能 PU弹性体的耐热性较差,一般只能在80℃以下使用,温度超过80℃会导致性能下降。但PU弹性体的耐低温性较好,并以聚醚型为最佳,可在 -62℃~-70℃低温下使用。
(3)PU的环境性能 PU弹性体的耐水性一般,在水中浸泡或暴露于湿气中,会引起力学性能下降。聚醚型PU的耐水解性要比聚酯型好5~10倍。耐油性、耐非极性和弱极性溶剂性能好,其中以聚醚型好于聚酯型。但其不耐强酸、强碱及极性溶剂的作用。耐臭氧和耐氧化性都好,耐紫外光和辐射性都好,可长期用于户外使用。
PU弹性体的生理相容性好,具有良好的抗血栓性,可用于医学领域。
(4)PU的电学性能 PU弹性体的电性能较好。其硬度越大,电性能越好。但PU吸水后电性能下降,限制了在高绝缘场合的使用。; D/ x& u# m) E$ T
2、PU弹性体的加工+ Z0 ]. [ ]9 c4 N1 s
(1)浇铸型PU弹性体(CPUR) 4 n# B I0 h’ o! U9 A
CPUR成型极为方便,将液状反应物注入模具中,经加热即可固化形成形状复杂的制品,特别适合大型制品的制造。 * B0 R0 [; h% ?- K) p$ S7 m! \
CPUR的应用很广,可用于合成革、铺装材料、体育跑道、建筑防水材料等。# A7 Y6 t0 }+ j& V/ y; _1 A6 s
(2)热塑性PU弹性体(TPUR)7 w1 m5 u- n* ^6 ]+ ]( q8 l9 u9 Y
TPUR与CPUR大不相同,它是先合成为线性聚合物或部分交联聚合物,呈颗粒状。此聚合物具有热塑性,可用热塑性方法加工,如注塑、挤出、吹塑、和压延等,也可将其用溶剂溶化后涂覆加工成革制品。4 u9 {/ p8 W( A0 k1 r. l5 Q7 E
TPUR可挤出生产异型材、管材、电缆护套、吹塑薄膜及片材等。
(3)混炼型PU弹性体(MPUR)
MPUR以一步法为主,所有反应组分先制成粘流状胶料,送入烘箱固化制得生胶,再加入混炼机中混炼,混炼好的胶料注入模具中交联成型即可。
3、PU弹性体的应用7 w, H3 [8 {# B) B’ y
PU弹性体可代替天然橡胶、丁腈胶及氯丁胶,还可代替通用塑料和金属用于许多方面。3 y” H+ i! C9 H2 i+ C5 q
(1)汽车工业 汽车用热塑型弹性体以聚脂型为主,一般常用RIMPUR,并在其中加入6%~8%玻璃纤维或玻璃微珠增强。具体产品有:保险杠、当泥板、方向盘、阻流板、行李箱盖、门把手、扶手、仪表盘及防滑链等。+ T. D9 I- h5 |) S
PU弹性体具有弹性大、承载力大、耐磨好、耐切割等优点,制成的轮胎可用于低速行驶的车辆,具体有实芯轮胎、马车胎、叉车胎、平车胎及自行车胎等。9 U6 H k& Z4 S! p% ]6 _+ R! V$ p
(2)建筑材料 主要用于运动场人造跑道、地下管密封件、防水材料、混凝土墙壁和天花板浮雕的模板等。: E” H. h7 d. g B- R1 a& }5 G
(3)制鞋工业 利用PU弹性体的耐磨性、高弹性、弯曲强度高、耐低温性好等优点,广泛用于高档鞋底材料如运动鞋、冰鞋及爬山鞋等。
(4)合成革 用PU制成的合成革材料具有最接近天然革的性能,手感好、透气性高、柔软适度,广泛用于服装、皮鞋、家具、箱包及车辆座椅等。
(5)医疗器材 利用PU弹性体的生理相容性和抗血栓性的优点,可用于制作绷带、心脏助动器、血泵、人造血管、人工肾及人造心室等。# w/ T& _” Y4 x- H8 l
(6)其他方面 用浇铸PU弹性体制造轧滚,可用于高承重和高磨耗的钢铁及造纸工业中;PU弹性体还可用于油田、采矿和冶金工业中高耐磨和高强度的结构材料,具体有油田旋转除砂器、选媒筛网、浮选机、螺旋选矿机、矿砂输送管、传送带等。) O- G’ M# _5 Y1 t) G$ i g
(三)聚氨酯泡沫塑料
泡沫塑料为PU最主要的品种,约占整个PU的一半以上。PU泡沫塑料按制品的性能可分为软质、半硬和硬质三种。% C9 X8 G# N9 l/ E, R7 A8 Z( i5 c6 z& z
1、软质PU泡沫塑料. Q* x: M! p, N# b- i
软质PU泡沫塑料俗称“海绵”,开孔率达95%,用量占整个泡沫塑料的60%以上。+ [9 S% x’ |- ~. t
软质PU泡沫塑料具有轻度的交联结构,其相对密度为0.02~0.04,回弹性高。主要用于家具(如床垫、座垫和沙发)、体育防震用品及防震包装材料三大领域。
2、半硬质PU泡沫塑料
半硬质PU泡沫塑料相比软质泡沫用量很少。与软质PU泡沫塑料相似,开孔为90%,交联度高于软质PU,并具有更高的压缩强度。
半硬质PU泡沫塑料主要用于防震缓冲材料和包装材料,如汽车头枕及保险杠等。
3、硬质PU泡沫塑料, t; {; u” g: e4 b1 D
又称为“黑料”用量占总量的40%左右。硬质PU泡沫塑料为高度交联结构,基本为闭孔(开孔率为5~15%)。它的热导率为0.008~0.025W/(m•K),是一种优质的绝热保温材料。它可在-200℃~150℃的温度范围内使用。耐化学稳定性好,但不耐强酸强碱。
硬质PU泡沫塑料的冲击强度较低,常用聚氨酯+环氧树脂+有机纤维体系进行改进。3 }& k/ ^ z1 x3 q3 ~
硬质PU泡沫塑料的应用如下:& e7 B6 W, I$ T0 A; _# _+ g
(1)绝热保温材料用于冰箱、冷藏柜、冷库等,以及输送冷热介质管道的保温材料。2 ]( H2 ?7 d# r$ A+ _
(2)建筑材料主要用于屋顶隔热保温材料。1 E+ S, t2 s; _7 \& E” Y
(3)结构材料具有木材可锯、可刨、可钉的特点,称为聚氨酯合成木材。主要用于椅子骨架、桌子、门窗框等。/ F” V$ R- E6 V
三、氟塑料( s( f6 ~” v9 z& Y* q7 z. p
氟塑料是指脂肪烃大分子链侧链上的氢原子部分或全部被氟原子取代的一类塑料的总称,按氟原子的数目和共聚组分不同,分为不同种类。其中,均聚物有聚四氟乙烯(PTFE或F4)、聚三氟氯乙烯(PCTFE或F3)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氟乙烯(PVF);共聚物有聚全氟乙丙烯(FEP或F46)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE或F40)、三氟氯乙烯-乙烯共聚物(ECTFE或F30)等,目前以F4、F3、F46三种最为常用。
(一)聚四氟乙烯( {1 Q’ Q+ h$ W; I4 [9 B
1、聚四氟乙烯简介
聚四氟乙烯是由四氟乙烯单体在自由基引发剂存在下聚合而成的聚合物,英文简称PTFE或F4。F4最早是由美国杜邦公司于1948年投入工业化生产。因其具有优异的耐腐蚀性、低摩擦系数、良好的自润滑性、耐热性和电绝缘性而获得广泛的应用。F4是所有氟塑料中用量最大的一种,可用于机械工业的摩擦材料、化学工业的防腐材料、电气工业的绝缘材料以及防粘结材料、分离材料和医用材料等。‘ ?1 G$ ?’ c3 |
2、聚四氟乙烯性能
(1)一般性能 F4外表为似蜡状白色粉末,无毒、无味、无臭,不燃烧、不粘接、不吸水,气体阻隔性好;F4具有良好的生理相容性和抗血栓性。% P6 R9 |! p% J$ E( V( a5 K+ a
(2)热学性能 F4具有优良的耐热性和耐寒性,可长期在-195℃~250℃范围内使用。其热导率为0.25W/(m•K),线膨胀系数比大多数塑料小,并随温度升高而增大。
(3)机械性能 F4的突出机械性能为低摩擦性和自润滑性,其摩擦系数为塑料中最低者,对钢的动、静摩擦系数都为0.04;但F4地耐磨损性不好,需加入二硫化钼、石墨等耐磨材料改性。F4 的其他机械性能一般,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度、刚性、硬度、耐蠕变、耐疲劳等性能都较差。) G ?0 ^+ }& |’ r% N
(4)电学性能 F4的电绝缘性十分好,介电损耗角正切值小,基本不受温度、湿度和频率的影响,可在潮湿条件下应用;F4的耐电晕性不好,不能用作高压绝缘材料;耐电弧性好,最高可达360s。$ R’ N0 D. S: w, Z- \5 I
(5)环境性能 F4具有优异的化学稳定性,可耐各种强极性溶剂如浓酸、浓碱和强氧化剂,甚至可耐“王水”;目前只发现高温熔融的碱金属如钠、氟元素、三氟氯乙烯等少数物质在高温下才可对其有一定的作用。F4的耐候性优良,在室外六年,性能基本不变;但耐辐射不好,经γ射线照射后变脆。4 Z5 j) H3 `. Q! U, \( \
3、聚四氟乙烯的改性
用F4与其它单体共聚,可改善加工性能;用耐磨材料填充,可改善耐磨性和刚性。
4、成型加工4 {, p+ F3 I5 f3 b6 B) c& I
(1)加工特性 F4大分子碳链两侧具有电负性极强的氟原子,氟原子间的斥力很大,使大分子链内旋转困难,分子链僵硬。这种特性使其熔点高达327℃,并且在温度达到熔点后,虽结晶熔化,但因粘度太高,不能成为可流动的液体,即使达到分解温度(390℃)发生分解时,也不能流动。因此,F4不能用热塑性塑料的加工方法加工,只能用烧结成型、挤出成型、推压成型、机械加工和液压法等特殊方法加工。8 t7 Z0 C1 o7 k0 k$ l
(2)烧结成型 烧结是F4的一种主要成型方法,主要适合于厚壁非连续制品的成型,如板、棒、套管及垫圈等。烧结成型一般可分三个步骤:制坯、烧结、冷却。 t% U7 I& Y; w6 H. V
(3)挤出成型 同烧结成型相似,挤出成型也要经过制坯、烧结和冷却三个过程,只不过其制坯过程不用压机,而用柱塞式挤出机或螺杆式挤出机,可连续制坯,适于生产厚壁连续性制品,如管材、板、棒材等。生产中值得注意的是,一是机头直径要小于料筒直径,二是烧结和冷却都在机头内进行,机头的温度要分成烧结区和冷却区。挤出机一般选用等距、等深、无压缩比的螺杆。! x1 Z” r( o1 t- `
(4)推压成型 也称为挤压成型,其实质为挤出和压延的结合。适合连续挤压薄壁制品如薄膜的成型,但未经烧结,因此又称为生料带。4 x+ O; x4 ]5 `! s% K+ u2 [- b
(5)机械加工 用已烧结成型的棒材,在机床上切削,可生产F4熟制品薄膜,厚度可达0.04mm左右。如果需要,再经压延工序,可得到更薄的(0.005mm)制品。7 Y+ q# i” ?. n0 C& o$ b$ [
(6)液压法 又称为橡皮袋法,适用于大型和形状复杂不易用压制法生产的制品。具体方法为,将松散的F4粉末均匀地放于橡皮袋和模壁之间,在橡皮袋中施加液压12~13Mpa,经20~30min保压得到型坯烧结即可。* |’ I3 L( o& D5 C% Z) h9 [* k
5、应用范围
由于F4具有优异的性能,被广泛的用于密封材料、滑动材料、防腐材料、绝缘材料及医用材料等。具体有:( A/ V8 k+ G* i& N# H5 ^
(1)耐腐蚀方面 用纯F4树脂制造各种化工容器和零件,如管材、储罐、反应釜、设备衬里、阀门、泵体、接头、过滤材料、分离材料等一切与有腐蚀性介质接触的制品。
(2)耐磨方面 对F4进行填充耐磨改性处理,可用于耐磨材料,如动、静密封环、活塞环、垫圈、阀瓣、阀座、轴承、轴瓦、滑块、导轨等。– B D* F, P6 q9 g5 u
(3)绝缘材料 用纯F4树脂制造耐高温、高频电绝缘制品,如高频绝缘子、高频电缆、耐潮湿电缆、电容器线圈、电机槽的绝缘及集成电路板等。
(4)医用材料 用纯F4树脂可制造代用血管、人工心脏、人工食道、人工腹膜、人工心肺装置、各种插管及导液管等。
(5)不粘材料 主要用于各种涂层制品如不粘锅、食品加工机械、机器的防粘滚筒等。
(二)聚三氟氯乙烯
1、聚三氟氯乙烯简介
聚三氟氯乙烯是三氟氯乙烯单体通过不同的聚合方式聚合而成的,其英文简称为PCTFE或F3。F3是最早开发的氟塑料品种,于1946年实现工业化生产。
F3的耐化学腐蚀性和耐热性等性能不如F4,但可用热塑性塑料常规的加工方法加工。对一些耐腐蚀性要求不高,F4又不能成型加工的制品,可选用F3。因此,F3成为仅次于F4的第二大氟塑料材料。% ]+ g! ^( E2 p. P5 k
2、结构性能. | C; G; b6 T. V7 u2 x” Z5 c
(1)结构 与F4相比,F3大分子中由一个氯原子取代一个氟院子,破坏了大分子的对称性,降低了其规整性,使其结晶度较F4低。由于C-Cl键不如C-F键稳定,其耐热性不如F4高。由于氯原子的引入,分子间作用力增大,使F3的硬度、强度都好于F4。
(2)环境性能 F3的耐化学腐蚀性仅次于F4,在高温下可溶于某些高度卤化的溶剂如四氯化碳、苯、甲苯、对二甲苯、环乙烷、环乙酮及2,5-二氯三氟苯等,在高温下熔融的碱金属、元素氟、氨、氯气、氢氟酸、浓硫酸及浓硝酸可将其腐蚀;能耐高温下的强酸、强碱、混合酸及氧化剂,常温下可耐大多数的有机溶剂,但乙醚、乙酸乙酯等能使其溶胀。F3的耐候性好,耐辐射性是氟塑料中最好的。
(3)热学性能 F3的玻璃化温度为58℃,结晶熔点为215℃,分解温度为260℃。耐寒性好,可在-195℃温度下工作;长期耐热120℃以下。F3的线膨胀系数低,仅为(4.5~7.0)×10-5/K。
(4)机械性能 F3的机械性能好于F4,机械性能受其结晶度大小影响,随着结晶度增大,硬度、拉伸强度、弯曲强度等都提高,而冲击强度和断裂伸长率下降。
(5)电学性能 F3具有不吸湿、不炭化、不助燃等性能,因此电绝缘性优良,其体积电阻率和介电强度都很高。但由于氯原子破坏了对称性,使介电常数和介电损耗增大,并且随频率和温度的升高而增大,限制了其在高温、高频条件下的应用。
(6)透气性能 F3是塑料材料中阻隔性较好的品种之一,对许多气体和液体都具有不渗透性能,如对水的透过系数为0.16g•mm/m2•d•Mpa,比PVDC还要低,是塑料中最好的阻水材料。F3可用于生产阻气膜,用于盐水和工业气体的包装材料;也可生产高真空系统的密封材料。. ^3 a X4 e( x# V0 X: Z
(7)光学性能 随结晶度的降低,F3的透明性增大,如低结晶的δ=3mm的片材仍可透明。F3的折射率随结晶度不同在1.429~1.435范围内变化。4~7μm的F3膜对红外线的透过率为80%,可用于导弹的红外窗上。
3、成型加工
F3与F4不同,受热可熔融流动,可用热塑性塑料的加工方法加工,如注塑、挤出、模压及涂覆等。F3属于非牛顿流体,随剪切速率增大,其表观粘度下降。F3的粘度高,230℃时可达0.5~5MPa•s,必须在高温下才会有足够的流动性。加工温度为250~300℃,分解温度为315℃,成型温度范围窄。F3的热导率小,传热慢,加工中升温和冷却速度不能太快。F3在成型加工中,加工条件对结晶度影响较大;成型收缩率为1%~2.5%。F3因粘度大,制品易产生内应力,加入少量偏氟乙烯/三氟氯乙烯共聚物可改善。F3对加工设备腐蚀性强,加工设备接触熔体部分要进行镀硬铬处理。” i6 _* V. V3 ?$ \’ U; u5 @2 U9 `
4、应用范围
(1)利用耐腐蚀性,制造形状复杂,F4难以成型的耐腐蚀制品,如耐腐蚀高压密封件、耐腐蚀高压阀的阀瓣、泵和管道的衬里、零件、隔膜及视镜等。
(2)利用光学性,制造光学视窗如导弹的红外窗等
(3)利用阻隔性,制作高真空装置的密封材料。( A- L- s0 Q8 K9 e9 A
(4)利用涂覆性,用于各种化工设备的涂层。
(三)聚全氟乙丙烯
1、聚全氟乙丙烯简介
聚全氟乙丙烯为四氟乙烯单体和六氟丙烯单体在一定条件下聚合的共聚物,有称为四氟乙烯/六氟丙烯共聚物,英文简称FEP或F46。2 p) Z. `6 P* W( x” u$ A1 ~
F46的耐腐蚀性比F4稍差,其他性能与F4相似,其突出优点是加工性好,可用热塑性塑料常规方法加工,因而成为第三大氟塑料材料。F46最早由美国的杜邦公司在1960年开发。! s3 i8 }& i, I% `6 s& a
2、结构性能# f( w0 _1 z9 F
(1)结构 F46可以看成是F4分子中一个氟原子被三氟甲基取代的产物,增大了空间位阻,降低了分子的对称性和完整性。其结果为耐腐蚀性不及F4,但加工流动性得到改善,可用常规方法加工。F46属四氟乙烯和六氟丙烯无规共聚。” ]! d* s) |1 t2 W
(2)一般性能 F46的疏水性和不粘性与F4相似。4 Z* S; K- \* q) v/ k9 w, b) a
(3)热学性能 F46的耐热性低于F4而优于F3,长期使用温度为-85~205℃,线膨胀系数随温度升高而增大。
(4)环境性能 F46的耐腐蚀性与F4接近,但稍逊于F4。它可耐无机酸、碱、醇、酮、芳烃、卤烃、去污剂及油脂等,只有高温下的碱金属、三氟化氯可与其作用。F46与F4、F3一样,具有较好的耐候性,但其耐辐射性不好。
(5)电学性能 F46的电性能优异,介电常数和介电损耗角正切值都比较小,且受频率、温度、湿度的影响较小。‘ x; t4 {% o& K$ w$ m: i1 i: q
(6)机械性能 F46的突出力学性能为冲击强度高,即使带缺口,室温下也冲不断。拉伸强度、弯曲强度、冲击强度和断裂伸长率随温度的升高而下降。F46室温的耐蠕变性比F4好,但高温下不如F4。. x+ P, O# d9 [# @
3、成型加工
加工特性 F46的流体性能与F3接近,为非牛顿流体,粘度对剪切速率敏感,可用热塑性塑料加工方法加工;其熔体粘度比较高,在343~393℃范围内,熔体粘度为103~ 104Pa•s,比一般热塑性塑料大10~100倍;加工温度范围窄;热传导率小。F46的成型收缩率为3%~6%;易于静电吸附,加工时要保持清洁,需加入抗静电剂。) c2 C# Q$ A) R$ m4 O) C
加工方法可以为注塑成型、挤出成型、模压成型。
4、应用范围
F46可制作复杂形状的耐腐蚀制品,用于电缆的护层材料、机械密封件、和轴承件。F46制造的膜可贴在需要防粘的设备上制造印刷线路板,软管、管道等。) ?4 }” ?# s9 U’ k
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四、氯化聚醚
(一)氯化聚醚简介, k/ o# h/ n) t( l# o# p
氯化聚醚又称为聚氯醚,英文简称CP。氯化聚醚具有仅次于F4的耐化学腐蚀性,耐磨性及耐热性优良,机械性能均衡,尺寸稳定性高。主要用于化工防腐、机械零件及潮湿状态下的绝缘材料。
由于CP的价格高于通用塑料,因而限制了其发展。; q# b. P, h6 x+ n0 C% R6 i
(二)氯化聚醚的结构性能# ^0 H& _ h, K* F+ A
1、结构 CP的大分子主链化学结构规整对称,从而表现为高熔点及结晶性、极低的吸水性和较好的阻隔性。: ?/ W y: m0 c4 p& B4 C& p% J
2、突出的耐腐蚀性能 CP的耐腐蚀性在塑料中仅次于F4,且价格比F4低得多。其耐腐蚀性与金属镍和F3相近,除少数几种强酸、强氧化剂和强极性溶剂如发烟硫酸、发烟硝酸、二氯乙烷、四氢呋喃及铬酸等可不同程度腐蚀它以外,对多种酸、碱和溶剂稳定。 ; v$ ?” n” k- c6 v’ _
3、优异的耐磨性和低摩擦系数 CP的耐磨性极好,是PA6的2倍,PA66的3倍,EP的5~6倍,F3的17倍,为耐磨性最好的工程塑料品种之一。$ `3 _: D% _& y: q0 r
4、吸水率低,尺寸稳定性好 CP在室温下24h的吸水率仅为本体的0.01%,在工程塑料中属最小。其成型收缩率为0.4%~0.6%,尺寸稳定性好,尤其在湿度变化大的应用场合。 a/ V: }8 k5 q$ k, C8 k9 ]
5、机械性能均衡 除冲击强度偏低外,CP的其他机械性能较均衡。机械性能随结晶度、晶型及温度等因素的影响大。随结晶度升高,拉伸强度和弯曲强度增大,而冲击强度和断裂伸长率下降。拉伸强度和弯曲强度随温度升高而下降,例如,在120℃时,其拉伸强度仅为室温的一半。4 V3 o, x& u7 e’ D” j- M* |$ S
CP在低温负荷下具有较好的耐蠕变性,一般小于5%,比PE、PVC、ABS都好。; [” n5 m; G7 z” |7 r
6、较好的耐热性 CP可在120℃温度下长期使用,短期使用温度在130~140℃范围内,在-40℃时呈现明显的脆性。其热导率比LDPE低三分之一。
7、良好的电性能 除介电损耗稍大外,CP 的电性能与PC相似,属于一种较好的绝缘材料,尤其适合于潮湿和腐蚀性环境中。CP的电性能随温度变化较大,但随频率变化不大。” r2 |6 G R- H
(三)氯化聚醚的成型加工: V4 _- a! ~/ W- g# p
1、加工特性
(1)CP的熔体粘度低,加工流动性好,其流变性属非牛顿流体,粘度对剪切速率非常敏感,基本与PE相似。4 g” f J9 W d+ {7 F
(2)CP的三种结晶形态随加工条件不同而变化。模温高于120℃,主要为α晶型;低于120℃,主要为β晶型;模温高于120℃,骤冷却时,主要为无定型。! b% v# _0 O6 L+ r/ l% Q& B5 V’ w
(3)CP结晶速度慢,分子柔性大,因而制品内应力小,不用后处理,并适于金属嵌件的放入和形状复杂制品的生产。( [” A e” ~6 h3 g1 ~
(4)CP的吸水小,可不必干燥而直接加工。% F; L. q7 _8 p” n
(5)CP在加工时易放出腐蚀性气体,加工设备的料筒和螺杆要进行镀铬和防腐处理。
2、加工方法
CP可采用注塑、挤出、吹塑及模压等方法加工。
(四)氯化聚醚的应用范围% ?7 g( }- Z8 c3 U: b
(1)在化工防腐方面 CP可用于120℃以下的腐蚀环境中,代替不锈钢和F4材料,主要制作防腐涂层和耐腐蚀制品,如耐酸、碱及有机溶剂泵的壳体、阀门、化工管道及容器等。
(2)在机械方面 因耐磨性好、蠕变小、尺寸稳定及无内应力等优点,CP可用于机械零件、仪表配件,具体有轴承、轴承保持架、导轨、齿轮、凸轮、齿条、轴套和密封材料等。
(3)在电器工业方面 CP可用于潮湿状态和腐蚀环境中的绝缘材料,如海底电缆、化工电缆、亚热带和盐雾环境中工作的电器配件等。: I2 ^; E( U$ F) W* s; m
(4)在医疗器械方面 CP对人体无生理副作用,又可用高压蒸汽加热消毒,因此可用于外科手术医疗器械。
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