部分塑料的氧指數(shù)及相關(guān)知識(shí) 部分塑料的氧指數(shù)及相關(guān)知識(shí)ABS,PVC,ASA,CPVC
部分塑料的氧指數(shù)及相關(guān)知識(shí)
聚酰胺（PA)知識(shí)介紹聚酰胺俗稱尼龍（Nylon），英文名稱Polyamide（簡稱PA），是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱。包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品種多，產(chǎn)量大，應(yīng)用廣泛，其命名由合成單體具體的碳原子數(shù)而定。
尼龍中的主要品種是尼龍6和尼龍66，占**主導(dǎo)地位，其次是尼龍11，尼龍12，尼龍610，尼龍 612，另外還有尼龍1010，尼龍46，尼龍7，尼龍9，尼龍13，新品種有尼龍6I，尼龍9T和特殊尼龍MXD6（阻隔性樹脂）等，尼龍的改性品種數(shù)量繁多，如增強(qiáng)尼龍，單體澆鑄尼龍（MC尼龍），反應(yīng)注射成型（RIM）尼龍，芳香族尼龍，透明尼龍，高抗沖（超韌）尼龍，電鍍尼龍，導(dǎo)電尼龍，阻燃尼龍，尼龍與其他聚合物共混物和合金等，滿足不同特殊要求，廣泛用作金屬，木材等傳統(tǒng)材料代用品，作為各種結(jié)構(gòu)材料。
尼龍是*重要的工程塑料，產(chǎn)量在五大通用工程塑料中居首位
性能：尼龍為韌性角狀半透明或乳白色結(jié)晶性樹脂，作為工程塑料的尼龍分子量一般為1.5-3萬尼龍具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，軟化點(diǎn)高，耐熱，磨擦系數(shù)低，耐磨損，自潤滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐堿和一般溶劑，電絕緣性好，有自熄性，無毒，無臭，耐候性好，染色性差。缺點(diǎn)是吸水性大，影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，纖維增強(qiáng)可降低樹脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。
尼龍中尼龍66的硬度、剛性*高，但韌性*差。各種尼龍按韌性大小排序?yàn)椋篜A66＜PA66/6＜PA6＜PA610＜PA11＜PA12.
尼龍的燃燒性為UL94v-2級(jí)，氧指數(shù)為24-28，尼龍的分解溫度＞299℃，在449~499℃時(shí)會(huì)發(fā)生自燃。
尼龍的熔體流動(dòng)性好，故制品壁厚可小到1mm。
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ABS介紹1.概述
ABS樹脂是丙烯晴--丁二烯--苯乙烯共聚物，其特性是由三組份的配比及每一種組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)，物理形態(tài)控制，丙烯晴組分在ABS中表現(xiàn)的特性是耐熱性、耐化學(xué)性、剛性、抗拉強(qiáng)度，丁二烯表現(xiàn)的特性是抗沖擊強(qiáng)度，苯乙烯表現(xiàn)的特性是加工流動(dòng)性，光澤性。這三組分的結(jié)合，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使ABS樹脂具有優(yōu)良的綜合性能。ABS具有剛性好，沖擊強(qiáng)度高、耐熱、耐低溫、耐化學(xué)藥品性、機(jī)械強(qiáng)度和電器性能優(yōu)良，易于加工，加工尺寸穩(wěn)定性和表面光澤好，容易涂裝，著色，還可以進(jìn)行噴涂金屬、電鍍、焊接和粘接等二次加工性能。
2.主要應(yīng)用
ABS是本世紀(jì)40年代發(fā)展起來的通用熱塑性工程塑料，一般來說汽車、器具和電子電器是ABS樹脂三大應(yīng)用領(lǐng)域，然而不同地區(qū)和國家ABS樹脂的消費(fèi)結(jié)構(gòu)存在很大差異，在汽車領(lǐng)域中美國和西歐的消費(fèi)比較高，約占22-24%，日本占15%左右，遠(yuǎn)東地區(qū)僅占5%，在器具方面日本占27%，西歐占24%，美國占20%，在電子電器領(lǐng)域遠(yuǎn)東地區(qū)所占比例高達(dá)50%左右，日本西歐約占23-26%，美國僅占10%左右。此外日本在雜品方面的應(yīng)用比例高達(dá)28%，美國在建筑建材方面應(yīng)用比例占13-16%。ABS樹脂可以注塑、擠出或熱成型。
2.1汽車：
ABS樹脂是汽車中使用僅次于聚氨脂和聚丙烯的第三大樹脂。ABS樹脂可用于車內(nèi)和車外部外殼，方向盤、導(dǎo)油管及把手和按鈕等小部件，車外部包括前散熱器護(hù)柵和燈罩等。此外由于ABS樹脂的耐熱性較好，近年來開發(fā)了一些新的用途如噴嘴、儲(chǔ)藏箱、儀表板等，美國一輛小汽車上ABS樹脂的平均用量10公斤，在卡車和其它車型中平均用量高達(dá)18-23公斤。
大部分汽車部件都是用注塑成型方法加工的，與PP比ABS樹脂的優(yōu)點(diǎn)是抗沖性、隔音性、耐劃痕性，耐熱性更好，也比PP更美觀、特別在橫向抗沖性和使用溫度較為嚴(yán)格的部件，PP應(yīng)用受到限制，而ABS因?yàn)楸砻婀饣?，抗沖擊性好，耐高溫和可加工性好，具有與其它樹脂相比的競爭性。
2.2器具：
ABS樹脂在器具方面一般為大型器具如冰箱、冰柜、食品箱等和小型器具和食品加工機(jī)，吸塵器、吹風(fēng)機(jī)、縫紉機(jī)的外罩和室內(nèi)空調(diào)器、加濕器等。
2.3電子/電器：
電子/電器包括各種辦公和消費(fèi)性電子/電器，辦公電器包括電子數(shù)據(jù)處理機(jī)、辦公室設(shè)備。消費(fèi)性電器包括影像設(shè)備、音響設(shè)備和磁介質(zhì)存儲(chǔ)器。在美國和西歐，辦公電器市場比消費(fèi)性電器市場大得多，前者約占2/3。近年來在電子電器市場?ABS樹脂也受其它樹脂的沖擊，ABS樹脂在要求阻燃和高耐熱的電子/電器市場中將保持其地位，阻燃與耐高熱的ABS樹脂在與ABS/PPO和ABS/PC等工程塑料合金的競爭中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
2.4建材：
ABS樹脂在建材領(lǐng)域的應(yīng)用情況各地區(qū)差異很大，在美國主要用于管材，約占95%，余下是板或片材，近年來被價(jià)格更為低廉的PVC樹脂取代了一部分。西歐目前大約4×5%的ABS樹脂用于與建筑有關(guān)的領(lǐng)域，其中擠出片材用于衛(wèi)生器具如澡盒、游泳池襯里等，另外注塑成型的管材和管件，少量生產(chǎn)擠出成型的電話電纜管線。
2.5ABS合金/共混物：
合金和共混物可以以*經(jīng)濟(jì)的途徑量體裁衣地滿足各個(gè)不同用途需要的性能組合，ABS樹脂與較高價(jià)格?的聚合物合金化或共混，可以從ABS樹脂獲益于價(jià)格低，易加工性和高抗沖性，同時(shí)又由其它高價(jià)格樹脂得到較高的物理性能。*主要的ABS合金/共混物是ABS/PC，占75-80%，其次是ABS/PVC。
3.生產(chǎn)技術(shù)
ABS樹脂的生產(chǎn)方法很多，目前世界上工業(yè)裝置上應(yīng)用較多的是乳液接技摻合法和連續(xù)本體法。
3.1乳液接枝摻合工藝：
乳液接枝摻合法是在ABS樹脂的傳統(tǒng)方法--乳液接枝法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，根據(jù)SAN共聚工藝不同又可分為乳液接枝乳液SAN摻合、乳液接枝懸浮SAN摻合、乳液接枝本體SAN摻合三種，其中后兩者在目前工業(yè)裝置上應(yīng)用較多。這三種乳液接枝摻合工藝都包括下面幾個(gè)中間步驟：丁二烯乳膠的制備、接枝聚合物的合成，SAN共聚物的合成，摻混和后處理。
丁二烯膠乳的合成：
丁二烯膠乳的合成是ABS生產(chǎn)過程中的一個(gè)主要單元，一般采用乳液聚合工藝生產(chǎn)。此生產(chǎn)技術(shù)目前比較成熟，控制膠乳中總的固含量（一般總的固含量越高生產(chǎn)成本越低），控制橡膠粒子的大小，在0.05-0.6μm,*好在0.1-0.4μm范圍內(nèi),粒徑呈雙峰分布,這樣可使ABS樹脂產(chǎn)品具有優(yōu)異的表面性能和韌性。
接枝聚合物的合成：
聚丁二烯與苯乙烯、丙烯腈接枝是ABS生產(chǎn)工藝中的核心單元。粒徑呈雙峰分布的聚丁二烯膠乳連續(xù)送入乳液接枝反應(yīng)器與苯乙烯和丙烯腈單體混合物進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)。單體與聚丁二烯之比提高則接枝聚合物和SAN共聚物的分子量及接枝度增加，內(nèi)部接枝率一般隨橡膠粒徑的增加和橡膠交聯(lián)密度的降低而增加。在粒徑和橡膠交聯(lián)密度恒定時(shí)接枝度和接枝密度是決定ABS產(chǎn)品性能的因素。
SAN共聚物的合成：
苯乙烯與丙烯晴共聚物合成方法有三種：乳液法、懸浮法和本體法。本體法采用熱引發(fā)、連續(xù)聚合，產(chǎn)品純凈、質(zhì)量較高，污染少，在SAN合成中正取代懸浮法，尤其在大型ABS生產(chǎn)裝置上。懸浮法采用引發(fā)劑，間歇聚合、產(chǎn)品不如本體法純凈，產(chǎn)生的廢水對(duì)環(huán)境有污染，但工藝簡單，流程短，投資少，聚合熱易撒出，對(duì)中小型裝置而言懸浮法較為經(jīng)濟(jì)。乳液法流程長，技術(shù)落后，發(fā)達(dá)國家已基本淘汰。
摻混和后處理：
*后將得到的ABS接枝聚合物與SAN共聚物以不同比例進(jìn)行摻混，可以得到多種ABS樹脂產(chǎn)品，摻混方法使產(chǎn)品具有很大的靈活性。
SAN與接枝聚合物的摻混和后處理工藝上有二種方法：在“濕工藝”中先將接枝膠液脫去大量水，得到的膠?；蚰z塊和SAN粒子一起送入特殊的擠出機(jī)進(jìn)行干燥、混合和造料。在“干工藝”中，先用離心機(jī)將接枝膠液中大量水分脫去，然后用氮氧干燥，干燥的接枝膠粒和SAN粒子混合，擠出、干燥。此二種工藝都為連續(xù)法生產(chǎn)，其設(shè)備細(xì)節(jié)是**技術(shù)。
3.2連續(xù)本體工藝：
近年來連續(xù)ABS工藝進(jìn)一步完善，已逐步確立了其為主要ABS生產(chǎn)工藝的地位，從環(huán)保和投資的觀點(diǎn)看本體法是*佳期的ABS生產(chǎn)工藝，本體工藝的主要缺點(diǎn)是所生產(chǎn)的產(chǎn)品有局限性，如在高抗沖產(chǎn)品的生產(chǎn)上有局限性。
本體工藝與乳液工藝不同，乳液工藝在水相中進(jìn)行，反應(yīng)體系粘度較低，傳熱較好，而在本體工藝生產(chǎn)ABS樹脂時(shí)，為了粘度容易控制，對(duì)橡膠含量控制在15%以內(nèi)，*多不超過20%，而且普通本體工藝生產(chǎn)的ABS樹脂中橡膠粒子較大，因此表面光澤差。大部分本體工藝采用3-5個(gè)連續(xù)反應(yīng)器串聯(lián)的反應(yīng)器體系，反應(yīng)器可以是攪拌槽式、塔式、管式或組合式。近年來連續(xù)本體工藝在改進(jìn)產(chǎn)品上取得的主要進(jìn)展有如下幾點(diǎn)：
控制橡膠粒徑小于1.5um，改進(jìn)光澤度。
控制橡膠粒徑和形態(tài)，改進(jìn)抗沖性；
增加橡膠相中的夾附量；
使橡膠的粒子呈雙峰分布；
優(yōu)選引發(fā)劑類型和濃度等。
引入第四單體改性：如引入α-甲基苯乙烯生產(chǎn)耐熱ABS樹脂。
上述二種ABS生產(chǎn)方法，對(duì)年產(chǎn)5萬噸的生產(chǎn)裝置在生產(chǎn)膠含量為15%（wt）的ABS樹脂時(shí)，本體工藝和乳液接枝本體SAN摻合工藝的總可變成本相同，總的現(xiàn)金成本則本體工藝較低。如果為了生產(chǎn)抗沖性能好的高膠含量的ABS產(chǎn)品，本體法ABS生產(chǎn)者必須外購買橡膠接枝的濃縮物，或者自己生產(chǎn)這種濃縮物用于本體ABS共混，后者實(shí)際上已經(jīng)將本體工藝轉(zhuǎn)變?yōu)槿橐航又Ρ倔wSAN摻合工藝。所以目前僅有少數(shù)公司采用連續(xù)本體工藝直接得到ABS樹脂產(chǎn)品，大部分仍然采用乳液接枝本體SAN摻合法生產(chǎn)ABS樹脂。
4.科研動(dòng)態(tài)：
本體聚合工藝與乳液接枝摻合工藝相比，具有對(duì)環(huán)境污染少、投資低的優(yōu)點(diǎn)，但產(chǎn)品多樣化方面有局限性。有關(guān)本體聚合有些**中指出使用一種稀釋劑或溶劑以降低反應(yīng)體系的粘度，使聚合反應(yīng)操作容易控制。
在本體聚合中為達(dá)到使ABS樹脂中的橡膠粒徑小于1.5μm，在相轉(zhuǎn)變期間要進(jìn)行強(qiáng)力攪拌，但這方法引起能耗大增。有**介紹一種通過對(duì)聚合反應(yīng)體系進(jìn)行化學(xué)改性而使橡膠平均粒徑小于1.5μm。
聚合過程中引發(fā)劑的類型和濃度，稀釋劑等對(duì)橡膠粒子的形態(tài)有影響。
5.研究ABS合金以擴(kuò)大工程塑料的應(yīng)用
美國通用公司推出ABS/PBT合金，與原有的ABS/尼龍樹脂相比，該合金吸濕性低，對(duì)濕氣不敏感，有較高的尺寸穩(wěn)定性。GE公司利用生產(chǎn)聚碳酸脂的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)了PC/ABS合金，采用特殊的聚合工藝，使ABS具有較高的橡膠含量，從而提高了低溫沖擊性能。Monsanto公司開發(fā)的第四代ABS樹脂，具有高的熔融流動(dòng)性和表面平整度，主要用于電子計(jì)算機(jī)軟盤。
提高ABS的耐熱性：除了與其它耐熱樹脂組成合金或添加無機(jī)填料外，主要手段就是導(dǎo)入剛性分子，提高主鏈剛性、減弱對(duì)稱性，增加側(cè)鏈位阻。Borg-Warner公司首先用α-甲基苯乙烯（α-MS）作為第四組份開發(fā)了這類產(chǎn)品，類似產(chǎn)品還有叔丁基苯乙烯，PMS等。采用α-MS時(shí)，ABS*高熱變形溫度可達(dá)120°C。用N-苯基馬來酰酉安（PMI）作ABS共聚體，用1%PMI共聚可使熱變溫度提高1°C，同時(shí)還保持良好的流動(dòng)性與耐熱性的平衡。
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PVC物理和化學(xué)性能指標(biāo)化學(xué)名稱：聚氯乙烯
英文名稱:Poly(Vinyl Chloride)
比重:1.38克/立方厘米 成型收縮率:0.6-1.5% 成型溫度：160-190℃
特點(diǎn)：力學(xué)性能,電性能優(yōu)良,耐酸堿力極強(qiáng),化學(xué)穩(wěn)定性好,但軟化點(diǎn)低. 適于制作薄板,電線電纜絕緣層,密封件等.
成型特性：
1.無定形料,吸濕小,流動(dòng)性差.為了提高流動(dòng)性,防止發(fā)生氣泡,塑料可預(yù)先干燥.模具澆注系統(tǒng)宜粗短,澆口截面宜大,不得有死角.模具須冷卻,表面鍍鉻.
2.由于其腐蝕性和流動(dòng)性特點(diǎn)，*好采用專用設(shè)備和模具。所有產(chǎn)品須根據(jù)需要加入不同種類和數(shù)量的助劑。
3.極易分解,在200度溫度下與鋼.銅接觸更易分解,分解時(shí)逸出腐蝕.刺激性氣體.成型溫度范圍小.
4.采用螺桿式注射機(jī)噴嘴時(shí),孔徑宜大,以防死角滯料.好不帶鑲件,如有鑲件應(yīng)預(yù)熱
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ASA簡介ASA是一種由丙烯腈（Acrylonitile）、苯乙烯（Styrene）、丙烯酸橡膠（Acrylate）組成的于上世紀(jì)70年代研制成功的三元聚合物，屬于抗沖改性樹脂。
ASA是美國通用電氣（GE）下屬的通用塑料集團(tuán)（GEPlastics）的一種主要產(chǎn)品，并于2002年8月以Geoly的注冊(cè)商標(biāo)將其作為共擠原材料推向中國pvc彩色共擠型材市場。
ASA的優(yōu)點(diǎn)
1、ASA具有良好的機(jī)械物理性能
ASA和ABS的結(jié)構(gòu)相似，由丙烯腈和丁二烯橡膠組成，其保留了ABS作為工程塑料所具有的**的機(jī)械物理性能。
2、ASA具有很強(qiáng)的耐候性
高分子聚合物中若含有雙鍵，則雙鍵容易被能量強(qiáng)度較大的太陽光中的紫外線所打開，由此造成高分子聚合物的耐老化性能下降，而ASA正是用不含不飽和雙鍵的丙烯酸橡膠替代了ABS中含有不飽和雙鍵的丁二烯橡膠，因此，不但可抵抗紫外線照射引起的降解、老化、褪色，同時(shí)對(duì)大氣中的氧化加工過程中的高溫引起的分解或變色有了堅(jiān)強(qiáng)保障，由此極大的提升了材料的抗老化與耐侯性能。根據(jù)測試結(jié)果，ASA的抗老化性能是ABS的10倍以上。
3、ASA具有比較好的耐高溫性能
4、ASA是一種防靜電材料，能使表面少積灰塵
ASA的應(yīng)用領(lǐng)域
汽車領(lǐng)域：ASA在持續(xù)長時(shí)間的風(fēng)蝕后，也不會(huì)像經(jīng)特殊處理的耐老化的ABS那樣漸成灰色（由于風(fēng)蝕或水流造成表面許多顯微裂縫和氣蝕）。ASA的典型應(yīng)用是外視鏡、散熱器格柵、尾部檔板、燈罩等承受日曬和雨淋、強(qiáng)風(fēng)吹等惡劣條件下的外部部件。目前，更是逐步延伸到了摩托車面板、野營汽車、小型船殼、沖浪板等領(lǐng)域。
園藝領(lǐng)域：ASA被證明特別適用于園藝灌溉設(shè)備以及草坪切割機(jī)外殼等。
電子電氣領(lǐng)域：被優(yōu)先用于耐用設(shè)備的外殼，如：縫紉機(jī)、電話機(jī)、廚房設(shè)備、衛(wèi)星天線等全天候的殼體。
建筑領(lǐng)域：ASA/PVC摻混物用于屋面護(hù)墻板和窗型材料，這方面，國外已有了超過10年的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)歷。
在美國，由于ASA表面質(zhì)量好和顏色持久穩(wěn)定，已被廣泛用于**浴室和衛(wèi)生制品、冷熱水交換器等，這表明ASA還具有對(duì)清潔劑與**劑的耐腐蝕性。
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CPVC介紹CPVC是PVC的氯化產(chǎn)物，即PVC的氯化改性。PVC樹脂是生產(chǎn)CPVC樹脂的主要原料，它必須是疏松狀而不能選用緊密狀。由于CPVC樹脂的加工主要采用水相懸浮法，在這一過程中，由于氯氣在PVC樹脂中的擴(kuò)散速率對(duì)PVC的氯化速率影響較較大，所以要求PVC樹脂的皮膜盡可能薄，表面積不能小，因此生產(chǎn)CPVC的廠家應(yīng)選用由特殊助劑懸浮合成的專用PVC樹脂來合成CPVC樹脂。美國的Goodrich公司、德國的BASF公司、日本的積水公司和鐘淵化學(xué)公司所生產(chǎn)的CPVC樹脂都是采用的專用PVC樹脂進(jìn)行氯化的。
CPVC制品的性能主要決定于CPVC樹脂，它的加工性能更是決定于CPVC樹脂，CPVC材料的應(yīng)用和發(fā)展關(guān)鍵在于CPVC樹脂的生產(chǎn)工藝的改進(jìn)和提高，且能夠得到專用PVC樹脂，從而能提供不但性能優(yōu)良而且加工性能較好的CPVC樹脂。
CPVC的加工難度比PVC大，熔體加工粘度至少是PVC的2倍，熔融加工溫度也比PVC高，尤其是在注射加工時(shí)難度更大。所以應(yīng)采用聚合度較低的PVC樹脂來合成CPVC，擠出用CPVC樹脂應(yīng)選用P=700的PVC樹脂，注射用CPVC樹脂應(yīng)選用P=500的PVC樹脂。
一般PVC的氯含量為56～59%，CPVC為64～75%，隨著氯含量的增加，相應(yīng)地CPVC的熔融粘度增加，軟化點(diǎn)升高，耐熱性能提高，密度增大，拉伸強(qiáng)度提高，同時(shí)脆性增大，沖擊強(qiáng)度下降，加工難度也增大。本方不涉及CPVC在合成時(shí)的氯化工藝和技術(shù)，但是我們希望氯含量大于70%的高氯含量的CPVC樹脂表面氯含量較低，使其易于加工。
在使用特殊的配方及工藝的情況下，國產(chǎn)CPVC樹脂的的擠出加工制品的性能已能達(dá)到******，且加工難度不大，但注射制品使用國產(chǎn)CPVC樹脂加工困難，這有待于CPVC生產(chǎn)廠家能夠開發(fā)出真正適合于注射加工的國產(chǎn)CPVC樹脂。