ABS、聚酰胺、PET、PC等多種材料分析

ABS、聚酰胺、PET、PC等多種材料分析參考書(shū)參考書(shū)：1.塑料原料與助劑科技出版社段予忠3.合成樹(shù)脂及塑料手冊(cè)化工部科技情報(bào)所4.橡膠塑料加工助劑化工出版社15.塑料加工技術(shù)應(yīng)用手冊(cè)機(jī)械出版社李祖德第五章ABS（AcrylonitrileButadieneStyrene）

1簡(jiǎn)介

ABS1947年由美國(guó)橡膠公司研制，是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的共聚物，是一種性能優(yōu)異的工程塑料，性能及價(jià)格處于通用塑料與工程塑料之間，所以也有把ABS劃為通用塑料的，我國(guó)2003年產(chǎn)量為77萬(wàn)t。

由于ABS是由三種單體共聚合的，故它能表現(xiàn)出三種組份的協(xié)同性能，

A使聚合物耐化學(xué)腐蝕，具有一定的表面硬度及提高制品表面亮度；B使聚合物呈橡膠狀韌性；S相使聚合物具有剛性和流動(dòng)性。所以，ABS具有耐熱、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性能及電性能良好，易于成型和機(jī)械加工等特點(diǎn)。合成路線：

乳液聚合、本體聚合、連續(xù)本體聚合乳液聚合通過(guò)對(duì)橡膠粒度、分布等進(jìn)行控制，制得各種品級(jí)的ABS。也可先制得ABS接枝體，再和懸浮聚合或本體聚合制得的苯乙烯-丙烯腈共聚物進(jìn)行摻混，從而制得各種ABS。本體聚合是新發(fā)展起來(lái)的ABS合成工藝，其特點(diǎn)是橡膠顆粒在樹(shù)脂中的分散較好，不需要乳化劑，后處理工序簡(jiǎn)單。目前又發(fā)展為連續(xù)本體聚合工藝合成ABS，該方法可減少能源消耗，對(duì)三廢處理有利。2ABS合成路線ABS的發(fā)展趨勢(shì)

目前的ABS已不是三成分的簡(jiǎn)單共聚體，而是AS樹(shù)脂連續(xù)相內(nèi)有BRSBRNBR等橡膠狀聚合物微分散的兩相不均勻結(jié)構(gòu)聚合物，寫(xiě)作AXS比較合適，可以把ABS看作抗沖AS樹(shù)脂，或合成橡膠增韌AS樹(shù)脂，橡膠含量一般在20-30%左右。例如：AAS丙烯酸橡膠與AS的共聚物，其耐候性非常好，在戶外陽(yáng)光照射1000小時(shí)，其沖擊強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率下降很小。ACS是CPE與AS的共聚物，其阻燃和耐候性能有很大提高EPSAN乙丙橡膠與AS的共聚物，耐候和沖擊強(qiáng)度提高很大

3ABS種類3.1透明級(jí)：透明型ABS樹(shù)脂，日本合成橡膠公司于1962年首先開(kāi)發(fā)成功，20世紀(jì)80年代獲得了較大的發(fā)展。目前，國(guó)外主要商品有：日本JSR-53、Toyorak900，BASF的KU5004R、美國(guó)腈化物公司MA等，透光率達(dá)85%以上。主要用作透明箱、頂蓋、殼體、容器、塑料零件、配電盤、汽車附件、裝飾品等。ABS樹(shù)脂：ABS樹(shù)脂易于電鍍，是很好的非金屬電鍍材料。鍍層與基層的粘結(jié)力比其他塑料要強(qiáng)，經(jīng)過(guò)電鍍工藝表面金屬化處理賦予良好的金屬外觀，常作為金屬替代用品，廣泛用于諸如汽車、無(wú)線電、商用機(jī)械、工藝美術(shù)、銘牌、裝飾件等方面。

電鍍級(jí)ABS電鍍級(jí)ABS樹(shù)脂的基本特點(diǎn)是：橡膠含量較高，性能上屬高沖擊甚至超高沖擊級(jí)；橡膠相的粒徑較大，且分布越窄越易電鍍操作；表面容易均勻點(diǎn)蝕；鍍層與基材粘結(jié)力強(qiáng)；熱膨脹系數(shù)小，利于鍍層的附著；流動(dòng)性一般高于對(duì)應(yīng)的高沖級(jí)或超高沖級(jí)ABS樹(shù)脂；適當(dāng)提高ABS樹(shù)脂的丙烯腈含量或者摻入一些高丙烯腈含量的ABS樹(shù)脂可以改進(jìn)鍍層的特性。

電鍍型ABS的生產(chǎn)方法與通用ABS相同。我國(guó)蘭州石化公司的301M，比較適合電鍍。美國(guó)通用公司的EP3510EPBM3570由于它們尺寸穩(wěn)定性高，耐熱及耐寒穩(wěn)定性優(yōu)異，是優(yōu)秀的電鍍用材料。4.ABS的性能ABS不透明，易燃，火焰呈黃色黑煙，發(fā)出特殊氣味，無(wú)熔融滴落。

4.2物理性能Ag/cm3左右B制品收縮率為0.4-0.8%C吸水率低,約為1%左右。（注塑加工使用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行烘干，大多采用80℃，4小時(shí)）

4.3著色性:ABS無(wú)臭無(wú)味無(wú)毒,能自由著色,可以與有機(jī)的和無(wú)機(jī)的顏料摻和,制得任何色澤的塑料制品.4.4熱性能:熱變形溫度為65-125℃,ABS制品的使用溫度范圍從-40-100℃(與承載負(fù)荷的大小有關(guān))4.5電性能：

ABS的電絕緣性很少受溫度、濕度的影響，而且在很大的頻率變化范圍內(nèi)保持恒定。其體積電阻率為1016Ωcm左右。4.6可電鍍性鐘表外殼，某些高檔汽車內(nèi)飾件，裝飾品，學(xué)習(xí)用品

4.7機(jī)械性能：沖擊強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度都較好。4.8化學(xué)性能：溶于大多數(shù)芳香族，如苯、甲苯、乙苯及苯乙烯單體。

ABS應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，注塑級(jí)ABS在家用電器、通訊、汽車等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，各種機(jī)殼、零部件、燈具、雜品擠出級(jí)ABS應(yīng)用于各種板材、管材、圓棒等5.ABS的用途阻燃方面如與PVC共混，提高耐燃性。.將B相換成EPDM，其耐候性將大大提高。添加耐熱劑6.4提高光澤和消光有些制品要求外觀光亮應(yīng)提高光澤，而有些制品像微機(jī)等為避免刺激操作人員的眼睛，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行消光處理。6.5高剛性方面加入玻璃纖維增加剛性6.ABS改性第六章聚酰胺PA(Polyamide)

1.簡(jiǎn)介

聚酰胺俗稱尼龍。在尼龍出現(xiàn)之前人們用真絲作衣服，而絲的主要成份是蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的主要成份是氨基酸的羧酸和其它氨基酸的氨基逐個(gè)縮聚而成有酰胺鍵的高分子。1939年由美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)出替代真絲的合成纖維,其商品名為“Nylon”，由于酰胺健的存在，所以稱之為聚酰胺。指主鏈上有酰胺基團(tuán)CONH重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的線型聚合物。由二元酸與二元胺或由內(nèi)酰胺經(jīng)縮聚而得。在纖維行業(yè)我們稱之為錦綸。

聚酰胺命名原則是根據(jù)合成單體的碳原子數(shù)來(lái)命名，如PA6是由6個(gè)碳原子的己內(nèi)酰胺自聚而成，PA610是由6個(gè)碳原子的己二胺和10個(gè)碳原子的癸二酸縮聚而成。主要尼龍品種有PA4、PA46、PA5、PA6、PA7、PA8、PA9、PA11、PA12、PA66、PA610、PA1010、澆注尼龍(MC)。合成路線：糠醛路線、苯酚路線和蓖麻油路線等三種方式：內(nèi)酰胺開(kāi)環(huán)聚合、二元酸與二元胺縮聚、澆注（MC）-己內(nèi)酰胺單體在堿金屬催化劑作用下急速聚合而得。過(guò)程：在惰性氣體保護(hù)下向熔融單體中快速加入催化劑和穩(wěn)定劑后立即注入模腔，在模腔內(nèi)聚合。2聚酰胺合成3.1

識(shí)別多為半透明白色顆粒狀，無(wú)毒、無(wú)臭、不霉?fàn)€，多數(shù)PA燃燒時(shí)慢慢熄滅，火焰緩慢，火焰上端黃色、下端藍(lán)色，帶有噼啪聲，熔融滴落拉絲，起泡，有芳香味，類似特殊羊毛味。

3.2物理性能：a密度在1.02-1.17b成型收縮率較大為1.0-2.5%c因?yàn)槟猃堄絮０坊鶊F(tuán)，呈極性能形成氫鍵，熔點(diǎn)高；易吸水，吸水率為1－2.5％左右。結(jié)晶度高（40-60%）。主要特點(diǎn)是耐磨性好，有自潤(rùn)滑性，抗蠕變性能不好，不能制造精密零件；熱性能熱變形溫度在66－104℃MPa）熔點(diǎn)215－260℃，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)80℃電性能體積電阻率在1012－1015Ωcm，由于其吸水率大，所以不太適宜用作高壓電氣絕緣材料。

化學(xué)性能耐化學(xué)性能優(yōu)良，對(duì)酸、堿、鹽穩(wěn)定，只有強(qiáng)極性溶劑如苯酚、甲酚可將其溶解。

拉伸強(qiáng)度大，為50－80Mpa，彎曲強(qiáng)度為80－120Mpa，沖擊強(qiáng)度（簡(jiǎn)支粱缺口）為4－20kJ/m2。

3.7

加工特性：因?yàn)橐孜约庸r(shí)應(yīng)進(jìn)行干燥處理，一般情況100℃左右烘干4－8小時(shí)，使其含水量不超過(guò)0.3％，特殊制品應(yīng)在真空干燥箱中進(jìn)行。還由于尼龍的熔融粘度較小，容易產(chǎn)生“流涎現(xiàn)象“，所以在注塑時(shí)應(yīng)采用自鎖式噴嘴。性能PA6PA66PA1010PA11密度（g/cm3）1.12-1.141.14-1.151.04-1.091.04-1.05拉伸強(qiáng)度（Mpa）50-7877-8450-5450-60斷裂伸長(zhǎng)率（%）200-30060-30050-200300簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度(KJ/m2)2-62-554彎曲強(qiáng)度(MPa)120-12556-9778-8250體積電阻率(Ωcm)1012

101410151013硬度(洛氏R)119120/108熱變形溫度(℃)1.82MPa6810480543.PA的性能比較4PA的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域：90%用于纖維（錦綸）、纜繩、刷子、衣服、魚(yú)網(wǎng)、簾子線、絲襪等10%用于工程塑料主要用在機(jī)械儀器儀表、汽車、紡織等方面作軸承、齒輪、渦輪、泵及閥門零件、墊圈、風(fēng)葉風(fēng)扇等。第七章聚酯樹(shù)脂1簡(jiǎn)介聚酯樹(shù)脂的主鏈上含有酯基(-C-O-)基團(tuán)，分兩大類：一類是不飽和聚酯（UP），是一種熱固性材料，其主要原料有二元酸、二元醇、乙烯基單體。另一類是飽和聚酯，飽和聚酯常見(jiàn)的有兩種PET和PBT。

合成路線不飽和聚酯的合成路線先由二元酸與二元醇發(fā)生酯化反應(yīng)制成線性聚酯，然后再與苯乙烯單體進(jìn)行交聯(lián)固化得到體型結(jié)構(gòu)的不飽和聚酯。飽和聚酯合成路線

對(duì)苯二甲酸180－190℃

直接酯化法或?qū)Ρ蕉姿岫柞ゴ呋瘎┗蝓ソ粨Q法過(guò)量的乙二醇中間產(chǎn)物（260－280℃）加壓縮聚聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）第七章聚酯樹(shù)脂2PETPET樹(shù)脂簡(jiǎn)介

PET俗稱滌綸，紡織行業(yè)有大量應(yīng)用，其熔融溫度為260℃，玻璃化溫度為80℃，2.2識(shí)別：易燃，黃色火焰，邊緣藍(lán)色，黑煙，特殊氣味，微微膨脹，有時(shí)破裂。

2.3物理性能：乳白色或淺黃色高結(jié)晶聚合物，耐蠕變、抗疲勞、尺寸穩(wěn)定性好。密度在－，由于有極性基團(tuán)，其吸水性較強(qiáng)，成型前應(yīng)在130℃左右干燥8小時(shí)左右。成型收縮率在－％

2.4熱性能：耐熱性好，長(zhǎng)期使用溫度在120℃左右，熔點(diǎn)260℃，玻璃化溫度80℃2.5電性能：電絕緣性優(yōu)良，耐電暈性差2.6化學(xué)性能：耐化學(xué)腐蝕性相對(duì)其它塑料樹(shù)脂稍差，不宜在濃酸、濃堿環(huán)境中工作。

應(yīng)用領(lǐng)域纖維（紡織業(yè)）電影、膠卷、磁盤、X光、錄音、錄象帶等的片基。包裝業(yè)，飲料瓶、食品盒、雙向拉伸膜等。電子電器零部件。

改性共聚：提高PET的結(jié)晶速度、改善加工性能。填充：增強(qiáng)、提高耐熱和降低成本。共混：PET/PBTPET/HDPEPET/PAPET/PCPET/PC/PMMA等。成核：在改善結(jié)晶性能的同時(shí)，改善光潔度、熱穩(wěn)定性及脫模性。3PBT3.1PBT樹(shù)脂簡(jiǎn)介

PBT也是一種線性熱塑性樹(shù)脂，聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯又名聚對(duì)苯二甲酸四次甲基酯，密度在－1.55，易吸水，加工前要干燥處理，其它性能和PET類似，總體上優(yōu)于PET。成型收縮率在－％?！?/p>

3.2合成路線與PET類似以對(duì)苯二甲酸甲酯與丁二醇作為原料進(jìn)行酯交換法反應(yīng)制得，也有用對(duì)苯二甲酸與丁二醇直接酯化反應(yīng)制得。反應(yīng)溫度為150－170℃

。純樹(shù)脂制品較少，大部分采用玻璃纖維增強(qiáng)改性，用硼纖維增強(qiáng)的PBT可應(yīng)用于飛機(jī)或航天飛機(jī)上某些部件。應(yīng)用領(lǐng)域主要電子電器的接插件、齒輪、軸承、點(diǎn)火器零件等。3.3改性增強(qiáng)填充共混PBT/PETPBT/PCPBT/EVA改善熱穩(wěn)定性改善耐磨性

PEN（聚萘基酸乙烯酯）常見(jiàn)品種為聚萘二甲酸乙二醇酯，由2,6-萘二甲酸與乙二醇縮聚而成，結(jié)構(gòu)與PET相似，耐溫高于PET，主要應(yīng)用在高溫飲料瓶方面，啤酒、茶飲料?？稍?00℃灌裝，另外其氣體阻隔性好，還可阻隔365納米以下的紫外線，耐化學(xué)溶劑性好。4

PEN類1簡(jiǎn)介PC是一種通用的工程塑料之一，分子主鏈上含有聚芳香族酯鍵的熱塑性塑料，1956年由德國(guó)拜爾公司以雙酚A為原料合成出來(lái)并投入商業(yè)生產(chǎn),其分子主鏈上含有-O-R-O-C-)鏈節(jié)，酯基種類多種，可以是脂肪族、脂環(huán)族和芳香族。目前作為工程塑料使用的大多是芳香族PC。

第八章

聚碳酸酯（PC）Polycarbonate

2合成路線：2.1光氣法（溶液法）光氣法：雙酚A鈉鹽水溶液與光氣通過(guò)縮聚制得。PC光氣法合成路線

2.2酯交換法（熔融縮聚）碳酸二甲酯由碳酸二乙酯與甲醇的酯交換反應(yīng)制得，再由碳酸二甲酯生產(chǎn)碳酸二苯酯，碳酸二苯酯再與雙酚A反應(yīng)生成預(yù)聚物，預(yù)聚物再經(jīng)聚合生成聚碳酸酯產(chǎn)品。PC酯交換法合成路線

酯交換法：雙酚A和碳酸二苯酯200℃時(shí)在催化劑作用下熔融進(jìn)行酯交換制得PC。

PC是一種線型的碳酸聚酯，分子中碳酸基團(tuán)與另一些基團(tuán)交替排列，這些基團(tuán)可以是芳香族、可以是脂肪族，也可以兩者皆有。雙酚A型PC是一種無(wú)定型的工程塑料，具有良好的韌性、透明性和耐熱性。碳酸酯基團(tuán)賦予韌性和耐用性，雙酚A基團(tuán)賦予高的耐熱性。PC的主要性能缺陷是耐水解穩(wěn)定性不夠高，不能用于重復(fù)經(jīng)受高壓蒸汽的制品,對(duì)缺口敏感、耐有機(jī)化學(xué)品性和耐刮痕性較差，長(zhǎng)期受紫外線照射會(huì)發(fā)黃。和其他無(wú)定型樹(shù)脂一樣，PC易受某些有機(jī)溶劑的侵蝕。3PC性能介紹PC性能3.1識(shí)別：透明無(wú)色顆粒、燃燒速度慢，并慢慢熄滅，火焰亮黃色，黑煙碳束，有花果臭味，熔融起泡。3.2剛硬又有韌性被譽(yù)為“透明金屬”；苯環(huán)具有剛性，碳酸酯鏈有韌性；3.3物理性能：

無(wú)定型材料，無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭；PC的透光率高達(dá)90％，僅次于PMMA；密度1.18－1.20，收縮率0.5－0.8％；透光率90%、折光系數(shù)1.589；吸水率0.15-0.35%；加工前應(yīng)在真空烘箱中120℃干燥4－12小時(shí)。

3.4

有均衡的機(jī)械性能和熱性能機(jī)