热塑性树脂由于韧性好、损伤容限大、介电常数良好,同时储存期不受限制、不需低温贮存、成型不需要热压罐等大型专用设备,尤其是它具有良好的可循环性、可回收、可重复利用和不污染环境的特性适应了当今材料环保的发展方向。
- 中文名
- 热塑性树脂
- 外文名
- thermoplastics
- 优 点
- 加工成型简便,具有较高的机械能
- 缺 点
- 耐热性和刚性较差
- 性 能
- 受热软化、冷却硬化
热塑性树脂有:PE-聚乙烯、PP-聚丙烯、PVC-聚氯乙烯、PS-聚苯乙烯、PA-聚酰胺、POM-聚甲醛、PC-聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、橡胶等。热塑性树脂的优点是加工成型简便,具有较高的机械能。缺点是耐热性和刚性较差。
松香变性热塑性树脂是由变性松香经甘油酯化后制成的不规则半圆粒状产品。
可反复加热软化、冷却固化的一大类合成树脂(也包括常见的天然树脂)。这类树脂在常温下为高分子量固体,是线型或带少量支链的聚合物,分子间无交联,仅借助范德瓦耳斯力或氢键互相吸引。在成型加工过程中,树脂经加压加热即软化和流动,不发生化学交联,可以在模具内赋形,经冷却定型,制得所需形状的制品。在反复受热过程中,分子结构基本上不发生变化,当温度过高、时间过长时,则会发生降解或分解。这些都是与热固性树脂相区别的特征。
决定合成树脂力学性能的结构因素有以下五个:
①大分子链的主价力;
②分子间的作用力;
③大分子链的柔韧性;
④分子量;
⑤大分子链的交联密度。
②在外力作用下,形变的能力较大,即当应变速度不大进,可具有相当大的断裂延伸率;
③抗冲击性能好。
热塑性树脂的电性能按其大分子的极性不同可分成以下几类:
(4)强极性的 这类树脂如聚酯。
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。弱极性与极性的树脂可用于中频率的电工技术。强极性树脂只能作为低频率的介电体。
溶解性能
本树脂产品溶解于芳香类、脂肪类、酯类及酮类溶剂。
混溶性能
热塑性树脂系以石油化工产品为主要原料,产量大。占全世界合成树脂总产量的90%左右。常用的热塑性树脂有:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯醚等。热塑性树脂按聚集态结构可分为结晶形(如聚酰胺)和无定形(如聚甲基丙烯酸甲酯)两类。结晶形树脂由于晶粒折光,制品透明度差,熔点高,模塑收缩率大。无定形树脂中某些品种的板材透光率可与无机玻璃相媲美,加工收缩性也小。
在热塑性树脂中加入各种塑料助剂,如抗氧剂、增塑剂等,以及各种增强材料,可制成热塑性塑料。有些品种(如聚酯、聚酰胺)添加剂加得很少,纯树脂即可直接加工;有的品种(如聚氯乙烯)配方极其复杂,配方不同,性能各异。热塑性塑料常用的加工方法有挤出、吹塑和注射成型等。
在树脂基复合材料中,树脂起到固定纤维的作用,同时分担纤维传递的应力,材料的热性能、耐腐蚀性能及加工性能等均由其体现。在航天产品上应用的先进树脂基复合材料中,树脂基体为热塑性树脂的主要有:聚酰胺(PA)、聚醚醚酮(PEEK)、PPS、聚酰亚胺(PI)、聚醚酰亚胺(PAI)等。
PA俗称尼龙,是分子链上含有重复酰胺基团的树脂总称,是由二元酸与二元胺经缩聚制备而成的。PA具有良好的强度、耐磨性、耐热、耐磨损、耐酸碱腐蚀和自润滑性,而且易加工,特别适于玻璃纤维及其他纤维增强改性等 [1]。近年来,世界PA的生产能力稳步增长,生产规模扩大,企业纷纷扩产或者新建装置,PA的生产能力与产量均居工程塑料的前列 。
PEEK [2]是一种全芳香族半结晶性的热塑性工程塑料,由于其具有高强度、耐热等级高、尺寸稳定性好、耐腐蚀、耐摩擦、耐辐射等优异性能,并可采用注射成型、挤出成型和切削加工而被广泛应用于航空航天飞行器及高端民用制造业等领域。PEEK是一种尖端的高性能聚合物材料,由于性能优越,该材料的需求量稳步增长,自1978年商业化生产以来,生产能力得到不断提升。
PPS [3]是一种半结晶性的聚合物,其结构为苯环和硫重复相连,分子结构比较简单,密度1.34~1.36 g/cm3。由于PPS具有突出的耐热性,热变形温度高达260 ℃,可在200~240 ℃长期连续使用,力学性能在高温下很少下降,且耐疲劳、抗蠕变性能极佳,耐化学腐蚀性强,以及出色的尺寸稳定性,优良的电性能和良好的成型加工性能等诸多优异的性能,已被广泛应用于各行各业,是继PA、聚甲醛、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸丁二酯、聚苯醚之后公认的第六大工程塑料、第一大特种工程塑料。
PI是由含二酐和二胺的化合物逐步反应聚合而成的分子主链上含有酰亚胺环的聚合物。PI品种很多,但是主要品种有聚醚酰亚胺(PEI)、聚酰胺—酰亚胺(PAl)和双马来酰亚胺(BMI)等。PI密度为1.38~1.43 g/cm3,由于具有结构稳定的芳杂环的存在,使得PI具有高模量、高强度,其抗拉强度达到100 MPa以上,弹性模量达到3~4 GPa。PI的耐高温性能强,在550 ℃能短期保持主要的物理性能不变,在接近330 ℃下能长期使用。PI还具有优良的尺寸稳定性能、阻燃、耐化学药品性和耐辐射性能,以及良好的韧性和柔软性,在航空、航天、军工、建材、高新技术等领域得到了广泛的应用 [4]。
热塑性塑料中英文名称、特性、用途一览表
热塑性塑料 | ||
塑料名称(简称) | 特性 | 用途 |
聚氯乙烯树脂(PVC) Polyvinyl chloride resin | 耐药性良、软硬制品均可 | 薄膜、电缆、地板、管子 |
偏二氯乙烯树脂 Vinyldlene chloride resin | 耐热性、耐药性良 | 食物包装薄膜、纤维 |
醋酸乙烯酯树脂 Vinyl acetate resin | 无色透明、接着性大(软化温度低) | 涂料、接着剂 |
聚乙烯醇 Polyvinly alcohol | 可溶于温水 | 纤维、糊料、乳化剂 |
聚乙烯醇缩乙醛 Polyvinly acetal | 无色透明、密着性良 | 安全玻璃中间膜、涂料、接着剂 |
聚苯乙烯(PS) Polystyrene | 无色透明、电气绝缘性、耐药性良 | 电器、文具、发泡品 |
AS树脂 Acrylonitrile-styrene | 透明、强度大、耐油性良 | 电器、文具、杂货 |
ABS树脂 Acrylonitrile butadiene styrene | 强韧、光泽良、耐药性、耐油性良 | 电器、汽车零件 |
压克力树脂(PMMA) Methacrylic resin | 无色透明、耐候性、光学性质良 | 招牌、防风玻璃、照明器具、杂货 |
聚乙烯树脂(PE) Polyethylene | 质轻柔软、电气绝缘性、耐药性良 | 薄膜、瓶子、电气绝缘材料、杂货 |
聚丙烯树脂(PP) Polypropylene | 比PE透明、软化点高 | 薄膜、塑料绳子、食器 |
氟树脂(FR) Fluoro resin | 安定性良、耐磨性、耐药性良 | 电气绝缘材料、耐药品材料、轴承 |
尼龙树脂(PA) Polyamide resin | 强韧、耐磨性、耐油性良 | 纤维、机械零件 |
聚缩醛树脂(POM) Polyaceyal resin | 强韧、耐磨性、耐溶性、耐疲劳性良 | 齿轮轴承、汽车、机器零件 |
聚碳酸酯树脂(PC) Polycarbonate resin | 强韧、透气、电气特性、耐热性良 | 汽车及机器零件、杂货、薄膜 |
聚讽树脂 Polysulfone | 强韧、电气特性、耐热性、耐药性良 | 电器、杂货 |
赛璐珞 Celluloid | 无色透明、着色容易、加工容易 | 杂货 |
醋酸纤维素塑料 Acetate fiber plastic | 赛璐珞的电气改良 | 杂货、机械零件、工具 |
热可塑性聚酯(PET) Polyethylene terephthalate | 电气绝缘性、耐热性、耐药性良 | 包装材料 |
树脂产品是专门应用于生产热熔型路标漆,具有颜色浅、抗黄变及热稳定性好的特性。在路标漆要求的典型施工温度范围内,该树脂具备优良的粘度稳定性及流动一致性,其涂层附着力强,硬度高、抗磨性好及抗污染等优点,并对施工环境不造成污染。白色或黄色热熔型树脂应用于道路标线漆、各类油漆、油墨。