第二章热塑性树脂
变比聚酰胺和聚氯乙烯要大得多。它的耐热性较好,热变形温度为90~105℃。
由于聚丙烯大分子链中的叔碳原于对氧的侵蚀非常敏感,在光、热和空气中的氧 作用下容易老化,一般常将抗氧剂与紫外光稳定剂并用使之起到协同效应作用,以抑 制老化过程。 用玻璃纤维增强的聚丙烯,其力学性能有很大的提高,热变形温度、尺寸稳定性 及低温冲击性能和老化性能亦都有所提高。
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三、 复合材料常用热塑性树脂
⑵聚乙烯
低压法聚乙烯软化点在120 ℃以上,使用温度可达80-100 ℃ , 但此时不能承受载荷。 优点:耐寒性良好,摩擦性能良好,化学稳定性高;吸水性 极小,有突出的电绝缘性能和良好的耐辐射性。 缺点:力学强度不高,热变形温度很低,故不能承受较高的 载荷。 用玻璃纤维增强聚乙烯可使力学性能和热性能有很大提高, 通常用20%-25%的玻璃纤维增强聚乙烯。
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第二章 基体材料
第五节热塑性树脂
三、 复合材料常用热塑性树脂
PVC复合材料产品
水上运动之快艇
水上步行球
水上悠波球
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小常识
PVC 的危害
聚氯乙烯也是经常使用的一种塑料,它是由聚氯乙烯树脂、增塑剂和防老剂组成的 树脂,本身并无毒性。但所添加的增塑剂、防老剂等主要辅料有毒性,日用聚氯乙烯塑
料中的增塑剂,主要使用对苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等,这些化学品都有毒
性,聚氯乙烯的防老剂硬脂酸铅盐也是有毒的。含铅盐防老剂的聚氯乙烯 (PVC) 制品和 乙醇、乙醚及其他溶剂接触会析出铅。含铅盐的聚氯乙烯用作食品包装与油条、炸糕、 炸鱼、熟肉类制品、蛋糕点心类食品相遇,就会使铅分子扩散到油脂中去,所以不能使
用聚氯乙烯塑料袋盛装食品,尤其不能盛装含油类的食品。
另外,聚氯乙烯塑料制品在较高温度下,如50度左右就会慢慢地分解出氯化氢气体, 这种气体对人体有害,因此聚氯乙烯制品不宜作为食品的包装物。 电木(酚醛塑料)含有游离苯酚和甲醛,对人体有一定毒性,不适合存放食品和作食 品包装。电玉(尿醛塑料)虽然无嗅无味,但在100 度沸水中或用作盛放醋类食品时,会 有游离甲醛析出,对人体有害,所以也不适于作为食具或食品包装。 废旧塑料(有的可 能添加少许新料 ) 的更新品,因其成分复杂,很难保证不带有毒性,故一般也不可用来 作为食品盛具和包装物。
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聚 乙 烯 的 种 类
(1) LDPE:低密度聚乙烯、高压聚乙烯 (2) LLDPE:线形低密度聚乙烯 (3) MDPE:中密度聚乙烯、双峰树脂 (4) HDPE:高密度聚乙烯、低压聚乙烯
(5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯
(6)改性聚乙烯:CPE、交联聚乙烯(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-其它烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物 (EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH) 分子量达到3,000,000-6,000,000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣。
硬质聚氯乙烯(末添加增塑刑)具有良好的力学性能、耐候性和耐燃性, 可以单独用作结构材料。硬质聚氯乙烯可用增强材料 (例如玻璃纤维 )进行 增强,增强后的聚氯乙烯强度与刚度可增加数倍,但热扭变温度无显著提 高。 聚氯乙烯有较好的化学稳定性。除了浓硫酸 (浓度超过 90%)和50%以上 的浓硝酸以外,聚氯乙烯耐酸、碱的性能良好,并耐大多数油类、脂肪和醇 类的侵蚀,但不耐芳烃类、酮类、酯类的侵蚀。环己酮、四氢呋喃、二氯乙 烷和硝基苯则是它的溶剂。 聚氯乙烯在室温下是稳定的,但温度超过 100℃导致释出氯化氢,使聚 合物颜色变深,为了改善其热稳定性,在进一步加工过程中都要加入稳定剂。
PVC常用添加剂DEHP的危害: 因DEHP(邻苯二甲酸二酯 )容易雾化,其他乙烯基产品 包括汽车内部、淋浴胶帘或铺地板物料等,也会释放有毒气体入大气,而 DEHP也易溶入 油性液体中。另外,人们也开始关注到,儿童若嘴嚼这些软塑玩具,会有添加剂渗出的安 全问题。一些研究表明,这添加剂也许令健康问题复杂化,但需要进一步研究。 根据一些医疗研究显示,PVC增塑剂也许会导致慢性病:譬如硬皮病、胆管癌、脑癌。 2004年,瑞典和丹麦学者组成的的研究小组发现,常用在PVC的邻苯二甲酸酯DEHP和儿 童过敏有相当强烈的关连性。
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小常识
PVC 有 哪 些 污 染 ?
常规的PVC等材料的电线电缆是相当严重的污染源。在制造、使用及废弃处理时,都会 产生大量的二恶英、卤氢酸、铅等有害物质;PVC材料燃烧时会发生很大的浓烟,并产生有 害的HCL气体;而且大部分PVC材料中含有Pb(铅)、Cd(镉)等(用作电缆稳定剂)多种 有害重金属,会对人体健康造成一定的危害;焚烧或掩埋后,会造成对土壤和水源的污染。
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第二章 基体材料
⑶聚丙烯(Polypropylene)
第五节热塑性树脂
三、 复合材料常用热塑性树脂
由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。有等规物、无规物和间规物三种构型,工业 产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透 明无色固体,无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化 ,故熔点高达 167℃,耐热,制品可用 蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3,是最轻的通用塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa,
对未增塑聚氯乙烯 (U-PVC),由于不含增塑剂,不存在 DEHP渗出,但是加工过程中 通常会加入稳定剂,目前大多数是铅盐稳定剂,铅是一种有毒的物质,在使用过程中会有 渗出,危害人体健康,同样不可忽视。目前已经有非铅盐稳定剂 , 但乙烯
第五节热塑性树脂
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三、 复合材料常用热塑性树脂
⑶聚丙烯(Polypropylene)
聚丙烯的分子结构式为: [ CH2—CH ] n
CH3
结晶度很高,相对密度小(约为0.90~0.91g/cm3),熔点在170-175℃范围内,分子量 一般在15-70万之间,与其它聚烯烃相比.聚丙烯相对分子质量的分布较宽。
聚丙烯的强度和刚性均超过聚乙烯,尤其具有突出的耐弯曲疲劳性能,缺点是蠕
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第二章 基体材料 第五节热塑性树脂
二、 热塑性树脂的基本性能 1、力学性能
决定合成树脂力学性能的结 构因素有以下五个:
热塑性树脂与热固性树脂在结构上的差别: 前者的大分子链为线型结构,而后者的大分 子链为体型网状结构。 由于这一结构上的差别,使热塑性树脂与热 固性树脂相比在力学性能上有以下 3 个显著特点 ,
缺点:如强度、硬度、耐热性、尺寸精度等较低,热膨胀系数
较大,力学性能受温度影响较大,蠕变、冷流、耐负荷变形大等 。
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第二章 基体材料
第五节热塑性树脂
一、概述
用玻璃纤维增强热塑性树脂而制得的热塑性玻璃纤维增强复合材料,不 仅可使上述缺点得到不同程度的改善,还可使某些性能达到或超过热固性玻 璃纤维增强复合材料的水平,而且仍可以用一般注射方法成型。纤维的含量 通常在20%一40%。 用(玻璃)纤维增强热塑性塑料,可以达到下述效果: ①提高拉伸、弯曲、压缩等力学强度及弹性模量,改善蠕变性能;②提 高热变形温度;③降低线膨胀系数;④降低吸水率,增加尺寸稳定性,⑤改 善热导率;⑥提高硬度;⑦抑制应力开裂;⑧阻迟燃烧性:⑨改善电性能。 玻璃纤维增强热塑性塑料复合材料的缺点:主要是冲击韧性降低,冲击 疲劳韧性有所下降,但带缺口冲击韧性有所提高。
第二章 基体材料
第五节热塑性树脂
一、概述
热塑性树脂是指具有线型或分枝型结构的有机高分子化合物。 典型代表:聚烯烃、氟树脂、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚丙
烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS树脂)、聚苯乙烯-丙烯腈(SAN或AS树脂)等。
优点:是遇热软化或熔融而处于可塑性状态,冷却后又变坚硬,
而且这一过程可以反复进行。
第五节热塑性树脂
三、 复合材料常用热塑性树脂 1、聚烯烃
聚烯烃树脂是一类发展最快、品种最多、产量最大的热塑性树脂。主要品种有 聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。
(1)聚氯乙烯(Polyvinyl chloride polymer = PVC )
本色为微黄色半透明状,有光泽。透明度胜于聚乙烯、聚丙烯,差于聚苯乙烯,随
非极性 聚乙烯、
非极性树脂具有优异 的绝缘性能,对腐蚀 性介质稳定,可作为 高频率的电解质
极性 聚氯乙烯
聚乙酸乙烯酯
弱极性与极性的树脂 可用于中频率的电工 技术
聚丁二烯
聚四氟乙烯
弱极性 聚苯乙烯 聚异丁烯 天然橡胶
强极性树脂只能 作为低频率的介 电体
聚酰胺
聚甲基丙烯酸甲酯
强极性
聚酯
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第二章 基体材料
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PP复合材料适合于制造 汽车车底屏蔽防护装置、承 重板、车顶内衬、车门装饰、 行李架、车顶模塑件、发动 机盖以及车后行李箱盖等。
第二章 基体材料
⑷聚苯乙烯
第五节热塑性树脂
聚苯乙烯的分子结构式为:
三、 复合材料常用热塑性树脂
聚苯乙烯是指有苯乙烯单体经自由基缩聚 反应合成的聚合物,英文名称为Polystyrene, 简 称PS。 聚苯乙烯为无定形结构,玻璃化温度为 80℃左右.最高使用温度仅为 60~75℃。 聚苯乙烯具育良好的透明性,其透明度可达88%~92%。由于分子中含 有苯环,可使α位的C-H键活化而容易氧化,长时间在空气中会老化而产生 龟裂。 聚苯乙烯用玻璃纤维增强后.最突出的性能改善是提高低温冲击韧性。
强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通
过改性和添加抗氧剂予以克服。
特点:
无毒、无味,密度小,强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右
使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适
于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作 用,可用于食具。