常用工程塑料的物理性能和加工工艺-第1节
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一、P S（聚苯乙烯）
1 。PS的性能：
PS为无定形聚合物，流动性好，吸水率低（小于00。2％），是一种易于成型加工的透明塑料。其制品透光率达88…92％，着色力强，硬度高。但PS制品脆性大，易产生内应力开裂，耐热性较差（60…80℃），无毒，比重1。04gcm3左右（稍大于水）。成型收缩率（其值一般为0。004—0。007in／in），透明PS－－这个名称仅表示树脂的透明度，而不是结晶度。（化学和物理特性： 大多数商业用的PS都是透明的、非晶体材料。PS具有非常好的几何稳定性、热稳定性、光学透过特性、电绝缘特性以及很微小的吸湿倾向。它能够抵抗水、稀释的无机酸，但能够被强氧化酸如浓硫酸所腐蚀，并且能够在一些有机溶剂中膨胀变形。）
2 。PS的工艺特点：
PS熔点为166℃，加工温度一般在185…215℃为宜，熔化温度180~280℃，对于阻燃型材料其上限为250℃，分解温度约为290℃，故其加工温度范围较宽。模具温度40~50℃，注射压力：200~600bar，注射速度建议使用快速的注射速度，流道和浇口可以使用所有常规类型的浇口。PS料在加工前，除非储存不当，通常不需要干燥处理。如果需要干燥，建议干燥条件为80C、2~3小时。因PS比热低，其制作一些模具散热即能很快冷凝固化，其冷却速度比一般原料要快，开模时间可早一些。其塑化时间和冷却时间都较短，成型周期时间会减少一些；PS制品的光泽随模温增加而越好。
3．典型应用范围：
包装制品（容器、罩盖、瓶类）、一次性医药用品、玩具、杯、刀具、磁带轴、防风窗以及许多发泡制品——鸡蛋箱。肉类和家禽包装盘、瓶子标签以及发泡PS缓冲材料，产品包装，家庭用品（餐具、托盘等），电气（透明容器、光源散射器、绝缘薄膜等）。
二、HIPS（改性聚苯乙烯）
1。 HIPS的性能：
HIPS为PS的改性材料，分子中含有5…15％橡胶成份，其韧性比PS提高了四倍左右，冲击强度大大提高（高抗冲击聚苯乙烯）；已有阻燃级、抗应力开裂级、高光泽度级、极高冲击强度级、玻璃纤维增强级以及低残留挥发分级等。标准HIPS的其它重要性能：弯曲强度13。8～55。1MPa；拉伸强度13。8—41。4MPa；断裂伸长率为15—75％；密度1。035—1。04 g／ml；它具有PS具有成型加工、着色力强的优点。HIPS制品为不透明性。HIPS吸水性低，加工时可不需预先干燥。
2 。HIPS的工艺特点：
因HIPS分子中含有5…15％的橡胶，在一定程度上影响了其流动性，注射压力和成型温度都宜高一些。其冷却速度比PS慢，故需足够的保压压力、保压时间和冷却进间。成型周期会比PS稍长一点，其加工温度一般在190…240℃为宜。HIPS树脂吸收水分较慢，因此一般情况下不需干燥。有时材料表面的水分过多会被吸收，从而影响最终产品的外观质量。在160°F下干燥2－3h就可去掉多余的水分。HIPS制件中存在一个特殊的“白边”的问题，通过提高模温和锁模力、减少保压压力及时间等办法来改善，产品中夹水纹会比较明显。
3．典型应用范围：
主要应用领域有包装和一次性用品、仪器仪表、家用电器、玩具和娱乐用品以及建筑行业。阻燃级（UL V－0和 UL 5－V），抗冲击聚苯乙烯已有生产并广泛用于电视机壳、商用机器和电器制品。
三、SA（SAN苯乙烯…丙烯睛共聚体/大力胶）
1 。SA的性能：
化学和物理特性： SA是一种坚硬、透明的材料；不易产生内应力开裂。透明度很高，其软化温度和抗冲击强度比PS高。苯乙烯成份使SA坚硬、透明并易于加工；丙烯腈成份使SA具有化学稳定性和热稳定性。SA具有很强的承受载荷的能力、抗化学反应能力、抗热变形特性和几何稳定性。SA中加入玻璃纤维添加剂可以增加强度和抗热变形能力，减小热膨胀系数。SA的维卡软化温度约为110℃。载荷下挠曲变形温度约为100C；SA的收缩率约为0。3~0。7％。
2 。SA的工艺特点：
SA的加工温度一般在200…250℃为宜。该料易吸湿，加工前需干燥一小时以上，其流动性比PS稍差一点，故注射压力亦略高一些（注射压力：350~1300bar）； 注射速度：建议使用高速注射。模温控制在45…75℃较好。干燥处理：如果储存不适当，SA有一些吸湿特性。建议的干燥条件为80℃、2~4小时。熔化温度：200~270℃。如果加工厚壁制品，可以使用低于下限的熔化温度。对于增强型材料，模具温度不要超过60℃。冷却系统必须很好地进行设计，因为模具温度将直接影响制品的外观、收缩率和弯曲。流道和浇口： 所有常规的浇口都可以使用。浇口尺寸必须很恰当，以避免产生条纹、煳斑和空隙。
3．典型应用范围：
电气（插座、壳体等），日用商品（厨房器械，冰箱装置，电视机底座，卡带盒等），汽车工业（车头灯盒、反光境、仪表盘等），家庭用品（餐具、食品刀具等），化装品包装安全玻璃、滤水器外壳和水龙头旋扭。医用制品（注射器、血液抽吸管、肾渗折装置及反应器）。包装材料（化妆盒、口红套管、睫毛膏盖瓶子、罩盖、帽盖喷雾器和喷嘴等），特殊产品（一次性打火机外壳、刷子基材和硬毛、渔具、假牙、牙刷柄、笔杆、乐器管口以及定向单丝）等。
四、ABS（超不碎胶）
1 。ABS的性能：
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。（每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯…丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。）从形态上看，ABS是非结晶性材料；具有较高的机械强度和良好“坚、韧、钢”的综合性能。它是无定型聚合物，ABS是一种通用型工程塑料，其品种多样，用途广泛，也称“通用塑料”，（MBS称为透明ABS），ABS易吸湿，比重为1。05g/cm3（比水略重），收缩率低（0。60％？）；尺寸稳定，易于成型加工。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。
ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型。缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。
2 。ABS的工艺特点
2。1 ABS的吸湿性和湿敏性都较大，在成型加工前必须进行充分干燥和预热（为80~90C下最少干燥2小时），将水分含量控制在0。03％以下。
2。2 ABS树脂的熔融粘度对温度的敏感性较低（与其它无定型树脂不同）。ABS的注射温度虽然比PS稍高，但不能像PS那样有宽松的升温范围，不能用盲目升温的办法来除低其粘度，可用增加螺杆转速或注射压力的办法来提高其流动性。一般加工温度在190…235℃为宜。
2。3 ABS的熔融粘度属中等，比PS、HIPS、AS均较高，需采用较高的注射压力（500~1000bar）啤货。
2。4 ABS料采用中高速度等注射速度啤货效果较好。（除非形状复杂、薄壁制件需用较高的注射速度），产品水口位易产生气纹。
2。5 ABS成型温度较高，其模温一般调节在25…70℃。生产较大产品时，定模（前模）温度一般比动模（后模）略高5℃左右为宜。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）
2。6 ABS不宜在高温炮筒内停留时间过长（应小于30分钟），否则易分解发黄。
3。典型应用范围：
汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。
五、BS（K料）
1 。 BS的性能
BS为丁二烯…苯乙烯共聚物，它具有一定的韧性和弹性，硬度低（较软），透明性好。BS料比重为1。01fcm3（和水相似）。该料易着色、流动性好、易成型加工。
2 。 BS的工艺特点
BS的加工温度范围一般在190…225℃为宜，模温在30…50℃较好。该料加工前应干燥，因其流动性较好，注射压力和注射速度可低些。
六、PMMA（亚加力）
1 。PMMA的性能
PMMA为无定型聚合物，俗称有机玻璃。透明度极好，耐热性较好（热变形温度为98℃），具有较好的抗冲击特性；其产品机械强度中等、表面硬度低，易被硬物划伤而留下痕迹，与PS相比，不易脆裂，比重为1。18g/cm3。PMMA具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿透性高达92％。PMMA制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟等。PMMA具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长，可导致应力开裂现象。
2。 PMMA的工艺特点
PMMA的加工要求较严格，它对水份和温度很敏感，加工前要充分干燥（建议干燥条件为90℃、2~4小时），其熔体粘度较大，需在较高（225…245℃）和压力下成型，模温在65…80℃较好。PMMA稳定性不太好，受高温或在较高温度下停留时间过长都会造成降解。螺杆转速不宜过大（60％左右即可），较厚的PMMA制件内易出现“空洞”，需采取大浇口，“低料温、高模温、慢速”注射的办法来加工。
3。典型应用范围：
汽车工业（信号灯设备、仪表盘等），医药行业（储血容器等），工业应用（影碟、灯光散射器），日用消费品（饮料杯、文具等）。
七、PE（聚乙烯）
1．PE的性能
PE是塑料中产量最大的一种塑料，特点是质软、无毒、价廉、加工方便，耐化学性好，不易腐蚀，印刷困难。PE是一种典型的结晶型高聚物。它的种类多，常用的有LDPE（低密度聚乙烯）和HDPE（高密度聚乙烯），为半透明性塑料，强度低，比重为0。94g/cm3（比水小）；很低密度LLDPE树脂（密度低于0．910g/cc，LLDPE和LDPE的密度都在0．91—0．925之间）。LDPE较软，（俗称软胶）HDPE俗称硬性软胶，它比LDPE硬，是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1。5％到4％之间透光性差，结晶度大，很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象，当温度高于60℃时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。
HDPE的高结晶度导致了它的高密度，抗张力强度，高温扭曲温度，粘性以及化学稳定性。 比LDPE有更强的抗渗透性。PE…HD的抗冲击强度较低。特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的HDPE分子量分布很窄。对于密度为0。91~ 0。925g/cm3，我们称之为第一类型PE…HD；对于密度为0。926~ 0。94g/cm3，称之为第二类型HDPE；对于密度为0。94~ 0。965g/cm3，称之为第三类型HDPE。该材料的流动特性很好，MFR为0。1到28之间。分子量越高，LDPE的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。HDPE很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象。HDPE当温度高于60C时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。
LDPE是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1。5％到4％之间。
LLDPE（线性低密度聚乙烯）更高的抗伸、抗穿透、抗冲击和 抗撕裂的性能使LLDPE适于作薄膜。它的优异的抗环境应力开裂性，抗低温冲击性和抗翘曲性使 LLDPE对管材、板材挤塑和所有模塑应用都有吸引力。 LLDPE最新的应用是作为地膜用于废渣填埋和废液池的衬层。
2．PE的工艺特点
PE制件最显著的特点是成型收缩率大，易产生缩水和变形。PE料吸水性小，可不用干燥。PE的加工温度范围很宽，不易分解（分解温度为320℃），若压力大，制件密度高，收缩率较小。PE流动性中等，要严格控制加工条件，并保持模温的恒定（40…60℃）。PE的结晶程度与成型工艺条件有关，它有较高的冷固温度，模温低，结晶度就低。在结晶过程，因收缩的各向异性，造成内部应力集中，PE制件易出现变形和开裂。产品放在80℃热水中水浴，可使压力得到一定的松驰。成型过程中，料温和模温偏高一些为宜，
