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北京科瑞隆滾塑制品有限公司
Beijing Greatlion FRP co.,ltd

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可用于滾塑工藝的原料有哪些
來源: | 作者:pro757d07 | 發(fā)布時(shí)間: 2023-08-01 | 810 次瀏覽 | 分享到:
滾塑行業(yè)的快速發(fā)展不僅要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有創(chuàng)意性、功能性和系統(tǒng)化,加工設(shè)備具有大型自動(dòng)化、精密化和節(jié)能化,也將驅(qū)動(dòng)滾塑原料的多樣化和功能化發(fā)展。目前,國內(nèi)滾塑用耐溫高抗沖聚乙烯、鋼襯涂覆用聚乙烯、輕量化發(fā)泡聚乙烯等功能性聚烯烴材料有了較快的發(fā)展,極大地拓展了滾塑產(chǎn)品在領(lǐng)域的開發(fā)和應(yīng)用。

目前,市場(chǎng)上常見的滾塑原料包括以下幾種:

聚乙烯(PE)

聚丙烯(PP)

尼龍(PA)

聚氯乙烯(PVC)

聚碳酸酯(PC)

上面提到的塑料里面,不是所有的都能用于滾塑。滾塑需要專門設(shè)計(jì)的材料?;镜囊蟀ǎ?/span>

易于磨粉(或易于保持液態(tài))。利用高性能的常溫磨粉機(jī)和低溫磨粉機(jī),我們已經(jīng)可以處理聚乙烯和聚丙烯等常用的滾塑原料,而且成本也在不斷的降低。

恰當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)性。以常用的聚乙烯原料為例,牌號(hào)的熔指(MI,或MFI)范圍一般應(yīng)該介于2到10(克/10分鐘)之間,優(yōu)化的熔指范圍是3-6(克/10分鐘)。熔指過低,產(chǎn)品難于成型;熔指過高,產(chǎn)品的物理性能會(huì)下降。


聚乙烯(PE)原料

PE被廣泛應(yīng)用于滾塑工藝中,是有原因的:

,PE的加工窗口寬廣,適用于長時(shí)間的高溫環(huán)境,降低了對(duì)滾塑機(jī)械的要求;

第二,在室溫下,PE不會(huì)與水、大部分油脂、酸和堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),適用范圍廣;

第三,PE原料成本低廉,易于推廣。

由于聚乙烯分子結(jié)構(gòu)取向性太強(qiáng),在垂直方向上性能相對(duì)太弱。為了改善這種情況,共聚單體被引進(jìn)了聚乙烯生產(chǎn)之中,以改善聚乙烯的支化程度,常用的共聚單體包括丁烯(C4),己烯(C6)和辛烯(C8)。隨著碳數(shù)的增加,聚乙烯分子中的支鏈長度增加,宏觀下很多性能會(huì)有明顯的改善,如沖擊強(qiáng)度,韌性,ESCR(抗環(huán)境應(yīng)力性能,這是指塑料產(chǎn)品在長期外力的作用下,會(huì)發(fā)生破壞的情況)等。另外,隨著共聚單體比例的升高,聚乙烯整體的密度降低。

另一方面,聚乙烯分子量的分布也會(huì)影響其性能。聚乙烯是各種不同長短的分子鏈的混合物。一般來說,分子鏈長度越短,流動(dòng)性越好,熔指越高;反之則熔指降低。其次,分子量分布越寬,原料越容易加工(因?yàn)榈头肿恿康牟糠挚梢云鸬皆鏊軇┑淖饔茫钱a(chǎn)品的性能相對(duì)較弱。

分子量的分布,主要決定因素在于聚乙烯的聚合裝置和使用的催化劑類型。

另外一個(gè)重要的因素是聚乙烯的結(jié)晶度。結(jié)晶是聚乙烯分子鏈折疊形成層晶進(jìn)而結(jié)晶的過程。形狀為球形,所以也叫球晶。在一定應(yīng)力下,球晶是有彈性的,受力減小后,可以恢復(fù)原狀;但是到了一定的強(qiáng)度,球晶會(huì)解體成為纖形,這個(gè)過程是不可逆,這個(gè)強(qiáng)度也就是屈服強(qiáng)度了。聚乙烯結(jié)晶度的不同,會(huì)表現(xiàn)為密度的區(qū)別:結(jié)晶度越高,聚乙烯的密度也越高。同時(shí),熔點(diǎn)、拉伸強(qiáng)度等物理屬性也會(huì)提高;同樣,某些屬性也就相應(yīng)降低了,如ESCR等。

在上面因素的共同作用下,線形聚乙烯表現(xiàn)出兩個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)——熔指和密度。

熔指可以用來評(píng)估原料的流動(dòng)性能。一般情況下,常常使用美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)的 D-1238標(biāo)準(zhǔn),或標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)1133標(biāo)準(zhǔn),來測(cè)定熔指。兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的測(cè)試條件有細(xì)微的差別,但是一般情況下,可以簡(jiǎn)單比較。測(cè)試條件是:190度溫度下,在2.16公斤的砝碼壓力下,10分鐘時(shí)間內(nèi),從一個(gè)細(xì)管中擠出的原料的重量,單位是克/10分鐘(g/10min)。

密度是通用的,在ASTM D1505或ISO1183條件下測(cè)得,單位是克/立方厘米(g/cm^3)。

同時(shí),這些因素也決定了聚乙烯的其他物理性能,如熔點(diǎn)、拉伸強(qiáng)度、拉伸伸長率、彈性模量等。


聚丙烯(PP)原料

合成樹脂的消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,聚丙烯是僅次于聚乙烯的通用原料。與聚乙烯相比,聚丙烯有以下特點(diǎn):

密度低:PP的密度大致在0.85-0.93之間,而普通 聚乙烯在0.91-0.98之間。其中的一個(gè)原因是PP的結(jié)晶度低于PE;

力學(xué)性能好:PP的拉伸強(qiáng)度,彈性模量普遍高于 PE。目前,經(jīng)過改性的PP甚至可以媲美PS(聚苯乙烯)的力學(xué)性能,廣泛地應(yīng)用于電子電器和汽車領(lǐng)域;

光學(xué)性能好:相比PE,PP的透明度高出很多;

耐高溫:PP的熔點(diǎn)在160-170度左右,相比PE的100-130度,高出許多。因此可以用于更高溫度環(huán)境下使用;

耐低溫差:在零度以下,PP的沖擊強(qiáng)度低,不適合在低溫冷凍環(huán)境下使用;

耐受性好:PP比PE的耐水性,耐化學(xué)腐蝕性,耐酸、堿性都有提高,更適合用于生產(chǎn)化工容器;

老化性能差:PP在陽光照射(紫外線,熱)的環(huán)境下,容易氧化降解。因此不適合做長期在室外使用的產(chǎn)品。

PP的生產(chǎn)也需要催化劑的參與,催化劑仍然是前面提到的ZN催化劑。不過,目前市場(chǎng)上也已經(jīng)出現(xiàn)了利用茂金屬催化劑生產(chǎn)的PP產(chǎn)品。

與PE一樣,基于丙烯單體聚合反應(yīng)而得到的PP叫做均聚聚丙烯;而與其他單體(常用的是乙烯)聚合而得到的聚丙烯叫做共聚聚丙烯,共聚又分為嵌段共聚和無規(guī)共聚。

而根據(jù)丙烯中甲基排布的情況,可以把PP分為等規(guī)、間規(guī)和無規(guī)三種。無規(guī)聚丙烯不能結(jié)晶,因此它的透明度在PP中是最高的。

在滾塑上,PP的應(yīng)用還沒有拓展開來,主要有以下幾個(gè)原因:

低溫脆化溫度很低,限制了很多應(yīng)用;

PP磨粉很難,需要在低溫環(huán)境下進(jìn)行,這也不利于PP滾塑原料的開發(fā);

為了改善PP對(duì)于高溫、紫外線的耐受性,需要在PP中添加一些特殊的添加劑以改善其性能;

合適的PP加工溫度范圍非常窄,對(duì)工藝控制提出了很高的要求。

雖然有這些不利的條件,考慮到PP在彈性模量,耐化學(xué)腐蝕性、透明度上的優(yōu)勢(shì),很多供應(yīng)商也在努力開發(fā)相應(yīng)的PP滾塑料,且已經(jīng)商用,如道達(dá)爾推出的 TPS-D-0023(高透明型)和TPS-D-0026(沖擊強(qiáng)度改善型)等。


滾塑行業(yè)的快速發(fā)展不僅要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有創(chuàng)意性、功能性和系統(tǒng)化,加工設(shè)備具有大型自動(dòng)化、精密化和節(jié)能化,也將驅(qū)動(dòng)滾塑原料的多樣化和功能化發(fā)展。目前,國內(nèi)滾塑用耐溫高抗沖聚乙烯、鋼襯涂覆用聚乙烯、輕量化發(fā)泡聚乙烯等功能性聚烯烴材料有了較快的發(fā)展,極大地拓展了滾塑產(chǎn)品在領(lǐng)域的開發(fā)和應(yīng)用。