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POM棒拉伸强度,POM棒弯曲强度,POM棒摩擦
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聚甲醛具有以下特性:POM棒拉伸强度,POM棒弯曲强度, POM棒摩擦系数1.具有良好的综合性能和着色性,具有较高的弹性模量,很高的刚性和硬度,比强度和比刚性接近于金属;2. 拉伸强度,弯曲强度,耐蠕变性和耐疲劳性优异,耐反复冲击,去载回复性优;3. 摩擦系数小,耐磨耗,尺寸稳定性好,表面光泽好,有较高的粘弹性,吹水性小,电绝缘性优,且不受温度影响;4. 耐化学药品性优,除了强酸,故有吸振性、消音性;吸水性小,耐绝缘性好且不受湿度影响;5. 耐化学药品性优:除了强酸、酚类和有机卤化物外,对其他化学品稳定,耐油;6. 机械性能受温度影响小,具有较高的热变形温度
聚甲醛物理特性:物性 测试方法 单位 数值密度 D792 - 1.41吸水率 D570 % 0.2机械特征 拉伸强度 D638 kgf/cm2 620延长率 D638 % 60弯曲强度 D790 kgf/cm2 900弯曲模量 D790 kgf/cm2 26500切角冲击强度 D256 kgf.cm/cm 6洛氏硬度 D785 - M80磨损量 D1044 mg/1000cyclcs 14热特性 线膨胀系数 D696 *10-5cm/cm/℃ 10热变形温度 18.6kgf/cm2 D648 ℃ 1104.6kgf/cm2 158  可燃性 (UL) - HB
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常用塑料材料的特性简介
常用塑料材料的特性简介一、聚乙烯类塑料 聚乙烯是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物,英文名简称 PE。PE 的合成原料来 自石油, 1965 年以来一直高居世界塑料树脂产量第一位。 自 目前, 聚乙烯的主要品种有: 低密度聚乙烯(LDPE) , 高密度聚乙烯(HDPE) , 线性低密度聚乙烯(LLDPE) , (超)高分子量聚乙烯(UHMWPE) , 茂金属聚乙烯(m-PE) 还有其改性品种: 乙烯―乙酸乙烯酯(EVA) 氯化聚乙烯(CPE) 。 1、聚乙烯类塑料的结构性能 PE 为线性聚合物,属于高分子长链脂肪烃;分子对称无极性,分子间作用力小,力学性 能不高、电绝缘性好、熔点低、印刷性不好。PE 的结构规整,线性度高,因而易于结晶。 结晶度从高到低排序:HDPE,LLDPE,LDPE。随结晶度的提高,PE 制品的密度、刚性、 硬度和强度等性能提高,但冲击性能下降。 (1)一般性能 PE 树脂为无味、无毒的白色粉末或颗粒,外观呈乳白色,有似腊的 手感;吸水率低,小于 0?01%。PE 膜透明,透明度随结晶度提高而下降。PE 膜的透水率 低但透气性较大,不适于保鲜包装而适于防潮包装。PE 易燃,氧指数仅为 17?4,燃烧时 低烟,有少量熔融滴落,火焰上黄下蓝,有石蜡气味。PE 的耐水性较好。制品表面无极 性,难以粘合和印刷,须经表面处理才可改善。 (2)力学性能 PE 的力学性能一般,其拉伸强度较低,抗蠕变性不好,耐冲击性能 较好。 的耐环境应力开裂性不好, PE 但随分子量增大而改善。 的耐穿刺性好, PE 并以 LLDPE 最好。 (3)热学性能 PE 的耐热性不高,随分子量和结晶度的提高而改善。PE 的耐低温性 好,脆化温度一般可达-50℃以下;随分子量的增大,最低可达-140℃。PE 的线膨胀系 数大,在塑料中属较大者。PE 的热导率属塑料中较高者。 (4)电学性能 PE 无极性,因此电性能十分优异。介电损耗很低,且随温度和频率 变化极小。PE 是少数耐电晕性好的塑料品种,介电强度又高,因而可用做高压绝缘材料。 (5)环境性能 PE 具有良好的化学稳定性。在常温下可耐酸、碱、盐类水溶液的腐 蚀,具体有稀硫酸、稀硝酸、任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸及乙酸等,但不耐 强氧化剂如发烟硫酸、 、浓硫酸和铬酸等。PE 在 60℃以下不溶于一般溶剂,但与脂肪烃、 芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过 60℃后,可少量溶于甲苯、乙酸戊 酯、三氯乙烯、松节油、矿物油及石蜡中;温度超过 100℃后,可溶于四氢化萘。 PE 耐候性不好,日晒、雨淋都会引起老化,需加入抗氧剂和光稳定剂改善。 2、聚乙烯类塑料的应用范围 (1)薄膜类制品 薄膜类制品是 PE 的最主要用途。LDPE 树脂用于膜类制品可占 50%以上,可用于食品、 日用品、蔬菜、收缩、自粘、垃圾袋等轻质包装膜及农业用地膜、棚膜等。HDPE 树脂用 于膜类制品可占 10%以上。 因其薄膜强度高, 主要用于重包装膜、 撕裂膜及背心袋等。 LLDPE 树脂用于膜类制品的比重比 LDPE 还要大,可占树脂的 70%以上。LLDPE 膜具有延伸性好、 较高的拉伸强度、耐穿刺、耐环境应力开裂及低温冲击性好、可制成超薄膜等优点,主 要用于包装膜、垃圾袋、保鲜膜、自粘膜及超薄地膜等。 (2)注塑制品 PE 因加工性好而广泛用于注塑制品,其中 HDPE 占 30%以上,LDPE 和 LLDPE 各占 10% 以上。主要生产:日用品如盆、桶、盒、暖瓶壳、杯、玩具等,周转箱、瓦楞箱。 (3)中空制品 以 HDPE 树脂为主,可占树脂用量的 20%。其制品具有耐应力开裂性好、耐油性好、 耐低温冲击性好等优点,可用于食品油、酒类、汽油及化学制剂等液体的包装。此外还 有中空玩具等。 (4)管材类制品 以 HDPE 树脂为主,主要用于生活给水、燃气输送、农业排灌、电缆穿线管、液体吸 管及圆珠笔芯等。LDPE 管还可用于化妆品、药品、牙膏、鞋油等的包装。 (5)丝类制品 圆丝用 HDPE 为原料,主要用于编织渔网、缆绳、工业滤网及民用纱窗网等。扁丝以 HDPE 和 LLDPE 为原料,主要用于编织袋、编织布及撕裂膜等。 (6)电缆制品 PE 广泛用于中、 高压电缆的绝缘和护套材料, 其中以 LDPE 为主, 最高耐压可达 220kV。 (7)其它制品 HDPE、LLDPE 可用于打包带。LLDPE 可用于型材。 3、聚乙烯的其它品种 (1)茂金属聚乙烯(m-PE) 茂金属聚乙烯是聚合反应所用催化剂为茂金属型的聚合物,因其性能独特而单列,英 文简称 m-PE。 茂金属聚乙烯的特性有:分子量高且分布窄、支链少而短、密度低、纯度高、高透明 性、高拉伸强度、高冲击性、热封温度低且范围广、耐穿刺性等。 用茂金属聚乙烯制成的薄膜具有优异的强度、高透明度和低热 封 温 度 (比 LLDPE 低 20℃) 。 目前,由于茂金属聚乙烯的价格偏高,一时尚不能取代传统的聚乙烯,但可以同 EPR、 EVA 等相竞争。其应用主要为膜类产品,如 LLDPE 与茂金属 HDPE 共混,可用于生产阻油 脂性重包装袋。 (2)超高分子量聚乙烯(UHMWPE) 超高分子量聚乙烯为相对分子质量高达 100 万-400 万的聚乙烯类聚合物,英文简称 UHMWPE。与普通 PE 相比,UHMWPE 具有耐磨性好(比 POM 大 15 倍) 、低摩擦性(摩 擦系数油润滑时为 0.05~0.08) 抗冲击性好、 、 自润滑性好、 生理相容性好及耐腐蚀等优点; 但其硬度低、强度不高、耐热性差、抗蠕变性差及成型加工困难。 UHMWPE 主要用来生产管材、型材、中空制品和注塑制品,具体应用如下: ① 耐磨输送管道。可用于煤、矿粉、水泥、石灰、盐、粮食的输送管道,耐磨性比金 属高 10~50 倍。 ② 机械零件。主要利用其耐磨性,如纺织机械中的投梭器、打梭棒、齿轮、连接器、 扫花杆、缓冲块及偏心块等;在造纸机械中用于水箱盖板、刮水器、压密件、接头及密 封轴杆等;机床中用于导轨、滑道及摩擦轮等。 ③ 医用材料。利用生理相容性好和耐腐蚀的优点,用于矫形外科材料和人工关节等。 ④ 其它制品。利用耐辐射性,制造核电站遮盖板;利用高冲击性,制造防弹衣、滑雪板 等。 (3)乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA) EVA 中乙酸乙烯酯(VA)的含量不同,其性能差异很大,用途也不同。EVA 的外观为 半透明或半乳白色的颗粒或料粉,易燃,离火不灭,并有熔融滴落,发出乳酸味。EVA 的特点为:良好的柔软性、韧性、耐低温性、耐候性、耐应力开裂性、热合性、焊接性、 粘结性、透明性、高光泽性、耐化学药品性、抗臭氧性、着色性及与填料的容合性等。 EVA 的加工性良好,加工特性和技术与 LDPE 相同,但由于熔融粘度较低,热稳定性有 限,加工温度比 LDPE 低 20-40℃。 EVA 主要应用在如下几方面: ① 薄膜类 为 EVA 的主要用途,可用于包装膜和农业用膜,具体有重包装膜、冷冻包 装膜、食品包装膜、复合膜、热收缩膜、自粘膜及阻隔保鲜膜等。EVA 农膜的保温性、透 光性、耐老化性、无滴性都优于 PE 膜。 ② 注塑制品 自行车座、玩具、密封容器、人造草坪及汽车挡泥板等。 ③ 挤出制品 软管、电缆护套、吸水管等。 ④ 发泡制品 凉鞋、拖鞋、鞋底、自行车胎及玩具车轮等。 (4)氯化聚乙烯(CPE) CPE 含氯量大小不同,其性能差别很大。含氯量在 25%-40%时为软性材料,含氯量大 于 40%时为硬质材料。常用的 CPE 含氯量为 30%-40%,并以含氯量 35%的 135A 和含氯量 为 40%的 140B 两个牌号最为常用。 CPE 为 PE 氯化的产物,PE 大分子的规整性被破坏,结晶能力降低,制品的柔软性提 高,成为弹性体类材料。CPE 具有优异的抗冲性、阻燃性(氧指数为 27) 耐热性(可 、 在 120℃温度下长期使用) 、耐候性、耐油、耐酸碱、耐臭氧老化,耐磨性高,电绝缘性 好。 CPE 的加工可分为直接加工和硫化加工两种。 直接加工可用注塑、挤出、压延等方法成型,制品如压延法生产防水卷材、挤出法生 产门窗用密封条等。硫化加工可制造仿革鞋底等。 CPE 的应用可分为单独制品和改性剂两类。单独制品不如改性剂用量大,主要用来制 造防水卷材、密封条、电缆护套及输送带等。作为抗冲改性剂,可用于硬质 PVC、PE 及 ABS 的共混材料,主要改善制品的冲击性能和阻燃性能。此外,CPE 还可用于共混物的相 容剂。 二、聚氯乙烯塑料 聚氯乙烯是由氯乙烯单体经自由基聚合而成的聚合物,英文简称 PVC。PVC 为最早实 现工业化的树脂品种之一,是在 20 世纪 60 年代以前产量最大的树脂品种,只是在 60 年 代后期退居第二位。近年来,由于 PVC 合成原料丰富、合成路线的改进、树脂中氯乙烯 单体含量的降低,价格低廉,在化学建材等领域中的应用日益扩大,其需求量增加很快, 地位逐渐加强。 PVC 树脂的合成,在 20 世纪 50 年代以前一直以乙炔电石法生产,50 年代后期转向原 料充足、成本低廉的乙烯氧化法。目前世界上由此法生产的 PVC 可占到 80%以上。PVC 树脂的合成以悬浮法为主,产量可占 80%-85%,其次为乳液法。按分子量的大小可将 PVC 分成通用型和高聚合度型两种,常用的树脂大都为通用型。按树脂的形态可分为粉状和 糊状两种。粉状常用于生产压延、注塑和挤出制品;乳液常用于生产人造革、壁纸、儿 童玩具及乳胶手套等。按结构不同可分为紧密型和疏松型两种,疏松型可大量吸收增塑 剂,常用于软制品的生产;紧密型吸收增塑剂的能力低,主要用于硬制品的生产。 PVC 的突出性能为力学强度高、硬度大、耐化学腐蚀性好、电绝缘性好、印刷和焊接 性好、阻燃、价格低、制品软硬度可调等,常用于替代金属和木材。PVC 的缺点为热稳定 性不好,加工性不好,耐冲击性能差,耐老化及耐寒性差。 1、聚氯乙烯塑料的结构性能 (1)PVC 的结构 PVC 的分子链中含有强极性的氯原子,分子间力大,这使 PVC 制品的刚性、硬度等力 学性能提高,并赋予优异的难燃性能。其分子结构的特点使 PVC 在光、热作用下易发生 降解反应;制品的结晶度低,一般只有 5%-15%。 (2)PVC 的性能 ① 一般性能 PVC 树脂为一种白色或淡黄色的粉末,相对密度为 1.35-1.45。其制品的 软硬程度可通过加入增塑剂的份数多少调整,制成软硬相差悬殊的制品。纯 PVC 的吸水 率和透气性都很小。 ② 力学性能 PVC 具有较高的硬度和力学性能,并随分子量的增大而提高,但随温度 的升高而下降。PVC 中加入增塑剂份数不同,对力学性能影响很大,一般随增塑剂含量增 大,力学性能下降。PVC 的耐磨性一般,硬质 PVC 的静摩擦系数为 0.4-0.5,动摩擦系数为 0.23。 ③ 热学性能 PVC 的热稳定性十分差, PVC 树脂在 140℃即开始分解, 180℃迅速 纯 到 加快,而 PVC 的熔融温度为 160℃,因此纯 PVC 树脂难以用热塑方法加工。PVC 的线膨胀 系数较小。具有难燃性,其氧化指数高达 45 以上。 ④ 电学性能 PVC 是一种电性能较好的聚合物,但由于极性较大,其电绝缘性不如 PE 和 PP;PVC 的电性能受温度和频率的影响较大,一般只适用于中低压和低频绝缘材料。 ⑤ 环境性能 PVC 可耐大多数无机酸(发烟硫酸和浓硝酸除外) 、碱、多数有机溶剂和 无机盐。 PVC 在酯、 酮、 芳烃及卤烃中溶胀或溶解, 其中最好的溶剂为四氢呋喃和环乙酮。 PVC 对光、氧、热的耐受性都不好,很容易发生降解。 2、聚氯乙烯塑料的成型加工 (1)PVC 的加工特性 ① 的加工热稳定性不好, PVC 熔融温度高于分解温度, 不进行改性难以用熔融塑化的方 法加工。改性方法一为在其中加入稳定剂,以提高其分解温度,使之达到熔融温度之上; 二为在其中加入增塑剂,以降低其熔融温度,使之降到分解温度之下。 PVC 用热稳定剂有四类,即铅盐类、有机锡类、金属皂类和稀土类。铅盐类最常用, 但不能用于要求无毒和透明制品;有机锡类稳定效果好,透明,有毒或无毒,因价高限 制了使用;金属皂类稳定效果一般,分透明或不透明、有毒或无毒,很少单用,常复合 使用,多用于软制品;稀土类稳定剂为最新品种,具有透明、无毒等优点,大有发展前 途。PVC 热稳定剂可用于硬制品和软制品,在硬制品中的用量大于软制品。 PVC 最常用的主增塑剂为邻苯二甲酸酯类,如 DOP、DBP、DIDP 等,辅增塑剂有 DOA、 DOS、氯化石蜡、环氧大豆油、石油酯、磷酸酯等。增塑剂主要用于软制品,须加入 25 份以上。硬制品只加入 5 份以下。 PVC 加工温度控制要精确,加工时间要尽可能短。 ② 熔体的流动性不好,熔体强度低,易产生熔体破碎和制品表面粗糙等现象,尤其 PVC 是硬制品,此种现象更突出。为改善流动性,必须加入助剂,最常用的为 ACR(甲基丙烯 酸甲酯共聚物) 。 ③ 熔体粘附金属倾向大, PVC 熔体之间以及熔体与加工设备之间摩擦力大, 需加入润滑 剂以克服摩擦阻力。按润滑剂与 PVC 树脂的相容性大小不同,可分为内润滑剂(相容性 大)和外润滑剂(相容性差) 。 ④ PVC 熔体属非牛顿流体,熔体粘度对剪切速率敏感。所以,对热敏性 PVC 树脂,在 加工中要降低粘度,可通过提高螺杆转速来达到目的,尽可能少调温度。 ⑤ 在加工前需要干燥处理,温度 110℃,1-1.5h。 PVC ⑥ 配方中的组分特别多,要充分混合均匀。同时一要注意加料顺序,吸油性大的填 PVC 料要后加,以防吸油;增塑剂最后加,以防影响其它组分的分散。二要控制好混合温度, 一般在 110℃左右。 ⑦ 遇金属离子会加速降解,加工前要进行磁选,设备不应有锈迹。 PVC (2)PVC 的加工方法 ① 挤出 可用于生产膜、片、板、管、棒、异型材、丝等制品。 ② 注塑 可用于生产凉鞋、壳体、管件、阀门、泵等制品。 ③ 压延 可用于生产膜、片、板、人造革、壁纸等制品。 ④ 压制 压制法多用于热固性塑料,但 PVC 塑料也常用压制成型,主要用于生产鞋 底、硬板及周转箱等形状简单的制品。 ⑤ 塑料糊成型 将 PVC 糊状树脂涂于基材上,充分熔融后压花、冷却即可。具体涂 覆方法有刮涂法、滚塑法及蘸浸法等。 3、聚氯乙烯塑料的改性品种 (1)高聚合度 PVC 高聚合度 PVC 与普通 PVC 结构基本相同,不同点在于其分子量大、分子链长、链的规整 性及结晶度增加,分子链间的缠绕点增多,具有类似交联的结构。高聚合度 PVC 的性能 如下: 具有较强的吸收增塑剂的能力,可与高达 150 份的增塑剂混合,制成软制品。 力学性能优异,拉伸强度和撕裂强度高。 永久压缩变形小,仅为 35%-60%,而普通 PVC 在 65%以上;回弹性高,一般可达 40%-50%。 制品的硬度可在邵氏 A40-95 范围内任意调整, 而且受温度影响小, 使用条件比较宽泛。 优良的耐热、耐寒及耐老化性能。 耐磨性好,比普通 PVC 高两倍。 高聚合度 PVC 的加工性能差,熔融温度比普通 PVC 高约 10℃以上,熔体粘度大。具 体的加工方法,注塑可生产高档鞋底、凉鞋、密封垫等,挤出可生产耐热和耐寒电缆、 耐压管、汽车和冰箱密封条,压延可生产高档人造革、防水膜及土工膜等。 (2)氯化聚氯乙烯 氯化聚氯乙烯英文简称 CPVC,比 PVC 含氯量大,增强了极性,使大分子的主链运动 受限制,从而使制品的耐热性、电绝缘性、阻燃性、耐腐蚀性、力学性能等得以提高。 但热稳定性、熔体流动性和冲击性变差 CPVC 可单独加工,也可与 CPE、EVA、ABS 等共混加工,以改进加工性和制品的脆性。 CPVC 目前主要用于阻燃和耐热管材。 (3)PVC 合金 PVC 合金主要是共混弹性体类冲击改性树脂,具体有 ACR、CPE、MBS、EVA、ABS、氯 丁胶及丁腈胶等,其中以 ACR 和 CPE 的效果最好,最为常用,MBS 只用于透明制品中。 4、聚氯乙烯塑料的应用范围 (1)硬质 PVC 制品 管材 可用于上水管、下水管、输气管、穿线管等。 型材 可用于门窗、装饰板、木线、家具及楼梯扶手等。 板材 有瓦楞板、密实板和发泡板等。用于壁板、天花板、百叶窗、地板、装饰材 料、家具材料及化工防腐贮槽等。 片材 用于吸塑制品。 丝类 用于纱窗网、蚊帐、绳索等。 瓶类 用于食品、药品、化妆品等包装。 注塑制品 管件、阀门、各类罩壳、电器壳体等。 (2)软质 PVC 制品 薄膜 农用大棚膜、包装膜、日用装饰膜、雨衣膜、本皮膜等。 电缆 用于中低压绝缘和护套电缆料。 鞋类 鞋底和鞋面材料。 革类 人造革、地板革等。 其它 软透明管、垫片等。 (3)PVC 糊制品 人造革、地板革、壁纸、乳胶手套、玩具、密封垫等。 三、聚丙烯塑料 聚丙烯是由丙烯单体经自由基聚合而成的聚合物,英文简称 PP。按结构不同,PP 可 分为等规、间规(又称茂金属 PP) 、无规三类。目前应用的主要是等规 PP,用量可占 90% 以上。无规 PP 不能用于塑料,常用于改性载体。间规 PP 为低结晶聚合物用茂金属催化 剂生产,属于高弹性热塑材料。因价格高,目前间规 PP 应用面不广,但很有发展前途, 是 PP 树脂的新增长点。 PP 的优点为电绝缘性和耐化学腐蚀性优良、 力学性能和耐热性在通用热塑性塑料中最 高、耐疲劳性好、价格在所有树脂中最低。经过玻璃纤维增强的 PP,具有很高的强度, 性能接近工程 塑料,常用作工程塑料。PP 的缺点是,低温脆性大,耐老化性不好。 1、聚丙烯塑料的结构性能 (1)PP 的结构 PP 为线性结构,其大分子链上甲基的排列方式不同,性能也不同:等规 PP 的结构规 整性好,具有高度的结晶性,熔点高,硬度和刚性大,力学性能好;无规 PP 为无定型, 强度很低,难以用作塑料;间规 PP 的性能介于两者之间,硬度和刚性小,但冲击性能好。 PP 分子结构特点,导致 PP 的耐氧化性和耐辐射性差,难以用于户外。 (2)PP 的性能 ① 一般性能 PP 树脂为白色蜡状固体,外观似 PE,但比 PE 更透明、更轻,为仅次于 TPX 的最轻品种。PP 易燃,离火焰继续燃烧,火焰上黄下蓝,有少量黑烟,熔融滴落, 有石油气味。PP 的吸水性低,气体透过率低。PP 的成纤性较好,可用于丙仑的生产。 ② 力学性能 PP 具有较好的力学性能,其拉伸屈服强度和拉伸强度都超过 PE,拉伸 强度还超过 PS 和 ABS,经增强和拉伸处理后还可大幅提高。PP 的力学性能受温度的影响 比较小,在温度为 100℃时,拉伸强度仍能保持一半。 PP 的冲击强度受温度影响较大,在室温以上 PP 的冲击性能较好,但在低温时,其冲 击性能迅速变差。PP 的冲击强度还与分子量、结晶度、结晶尺寸等因素有关。 PP 制品的表面硬度和刚性较高,并有良好的表面光泽,但不如 PS 和 ABS 高。 PP 的干摩擦为系数为 0.12,与 PA 接近,但在润滑状态下下降不明显,只适于低 PV 值和无冲击的齿轮和轴承使用。 的耐磨性一般, PP 小于硬质 PVC 和 PMMA, 略高于 HDPE。 PP 有突出的抗弯曲疲劳性能,用它制成的铰链经 7000 万次折叠弯曲不损坏。PP 的耐 蠕变性较好,比 NDPE 要好。因此经过适当的增强改性处理可用作工程塑料。 ③ 热学性能 PP 的耐热性能良好,制品可耐 100℃热水煮沸,可在 100-120℃下长期 使用。用于热水管道,不受外力作用时,可在 150℃使用不变形。但 PP 的耐低温性不好, 在 -5~-20℃即脆化,制品不能用于低温环境。PP 的线膨胀系数属较大者;热导率属中等。 ④ 电学性能 PP 为非极性聚合物,电绝缘性能优良,电性能受湿度、温度和频率影 响较小,耐电弧性好,但不耐电晕。因低温脆性影响,PP 在电绝缘领域的应用远不如 PE 和 PVC 广泛。 ⑤ 环境性能 PP 具有很高的耐化学腐蚀性,可耐除强氧化剂、浓硫酸及浓硝酸外的 酸、碱、盐及大多数有机溶剂(如醇、酚、醛、酮及大多数羧酸等) ,但低分子量的脂肪 烃、卤烃及芳烃可使其溶胀,在高温下可溶于芳烃和卤代烃中如十氯化萘、四氢化萘及 1,2,4-三氯代苯等。PP 的耐候性不好,对紫外线很敏感,需加入抗氧剂和光稳定剂才能用 于户外。PP 的耐应力开裂性较好,好于 HDPE 和 PS,但应用在腐蚀性介质如浓硫酸、浓 铬酸及王水中例外。 1、聚丙烯塑料的成型加工 (1)PP 的加工特性 PP 的吸水率低,在水中浸泡 24h,吸水率低于 0.01%,因此加工前不必干燥处理。 PP 的熔体接近非牛顿流体,粘度对温度敏感性小,而取决于剪切速率的大小。 PP 成型收缩率大, 一般可达 1.6%-2%,对制品的精度影响较大; 在加工中易产生取向, 造成制品不同方向上的性能差异,在生产中要引起注意。 PP 对缺口很敏感,制品应避免出现尖角和缺口,以免引起应力集中。 PP 在高温下对氧特别敏感,为防止在加工中发生热降解,一般在树脂合成时即加入抗 氧剂。PP 熔体与铜接触会导致降解,加工中应避免与铜接触或加入抗铜剂。(为什么现有 线材中有用 pp 料来做芯线外套的,芯线用的是铜,这不会发生降解么?) PP 制品进行退火处理后,能消除残留的内应力,并改善冲击强度。 (2)PP 的加工方法 PP 可用注塑、挤出及吹塑等方法加工成型。 注塑可选用通用注塑机,原料熔体指数中等(MI 为 1-4.5) 。 挤出机的螺杆加料段长度要比 PE 螺杆长,以克服热导率低的影响。 冷却条件对制品的透明度和冲击性能影响很大。 PP 挤出制品可进行拉伸处理。既可单向拉伸也可双向拉伸,拉伸倍率可达三倍以上。 拉伸后 PP 制品的强度、冲击性、透明度、耐热性、表面光泽和阻隔性都有明显的提高。 3、聚丙烯塑料的改性品种 (1)茂金属 PP(m-PP) 与普通 PP 相比,m-PP 的流动性能好、强度高、硬度大、耐热性和透明性更好、熔点 低、光泽和韧性优异。m-PP 主要用于包装薄膜、汽车保险杠注塑件、片材及瓶类等。 m-PP 的加工可用普通 PP 的加工方法,但料筒温度要比普通 PP 低 30-40℃。 (2)共聚 PP(PP-C) PP-C 为丙烯与乙烯的共聚物,可分为无规共聚物(PP-R)和嵌段共聚物(PP-B)两种。 PP-R 含乙烯量为 1%-7%,与普通 PP 相比,其结晶度和熔点低、柔软透明、温度低于 0℃时仍具有良好的冲击强度,-20℃时才达到应用极限。但其硬度、刚性、耐蠕变性等 要比普通 PP 低 10%-15%,主要用于上水管和供暖管。 PP-B 的乙烯含量为 5%-20%,它既有较好的刚性,又有好的低温韧性。主要用于大型 容器、周转箱、中空吹塑容器、机械零件、电线电缆包覆制品等。 (3)增强 PP 常用玻璃纤维作增强材料。增强不仅保留了 PP 原有的优良性能,还使拉伸强度、耐 热性、刚性、硬度、耐蠕变性、线膨胀系数及成型收缩率等性能明显改善。 (4)填充 PP PP 的填充改性最为常用。填充材料有碳酸钙、滑石粉、云母及木粉等。填充前需进行 偶联剂活化处理,以提高相容性。填充 PP 在密度、刚性、硬度、热变形温度、耐蠕变性、 成型收缩率及线膨胀系数等方面有所改善,但拉伸强度、冲击强度及断裂伸长率有所下 降。 (5)共混 PP 共混 PP 主要为改善低温冲击性能。 PP/HDPE 共混 HDPE 含量 10%-40%,冲击强度可提高 8 倍之多。 PP/EPDM(或 EPR)共混 改善冲击性能,改性效果明显,可用于汽车保险杠和安全 帽。 PP/顺丁橡胶共混 悬臂梁冲击强度可提高 6 倍以上,脆化温度降低 8℃。 PP/PA 共混 改善冲击性、耐磨性及耐热性。 (6)氯化 PP 氯化 PP 的阻燃性、硬度、耐磨性、耐酸性、耐热、耐光、 、耐老化性及粘接性都好于 普通 PP,氯化 PP 主要用于涂料、薄膜等原料。 4、聚丙烯塑料的应用范围 (1)注塑制品 PP 树脂注塑制品可占一半左右,具体如下: 汽车配件 保险杠和轮壳罩等用改性增韧 PP,增强 PP 用于仪表盘、方向盘、风扇 叶、手柄及蓄电池壳等。 日用品 衣架、椅子、凳子、桶类、盆类、书架、浴盆、玩具、文具、办公用品、 家具、周转箱及货箱等。 电器 洗衣机桶、电视机壳、电风扇叶、电冰箱内衬及电话机壳等。 (2)薄膜制品 PP 膜可占 PP 用量的 10%左右,其特点为透明性和表面光泽接近玻璃纸,但柔软性不 好,手揉有强声;强度高、可用于重包装材料;透氧率仅为 HDPE 膜的 30%,适合于防潮 包装材料,如高级衣物、药品及香烟等。 PP 膜的耐热性好,可进行煮沸消毒,用于冷藏和保鲜食品包装;PP 膜电绝缘性能好, 经过热定型处理的定向薄膜可用于电容器、电机和变压器的绝缘材料,比 PET 膜要好; PP 双向拉伸膜的强度、透明度及光泽都好,可用于打字机带、粘胶带基膜及香烟包装膜。 (3)纤维制品 主要包括单丝、扁丝及纤维三类。PP 单丝的密度小、韧性、耐磨性都好,适于生产绳 索和鱼网等。PP 扁丝拉伸强度高,适于生产编织袋、编织布。PP 纤维广泛用于地毯、毛 毯、衣料、蚊帐、人造草坪、人造毛、滤布、无纺布等。 (4)挤出制品 管及管件,为塑料制品的新应用领域,主要以 PP-C 为原料,用于上水、排水、供暖及 化工腐蚀介质管道系统,管与管件用热熔法联接。 片材,PP 片材以 PP/PE 共混物为原料,主要用于吸塑制品。此外,PP 还可制作板、棒 材,板材可用于生产汽车挡泥板、汽车座椅、马达和泵的壳体、液体贮槽等。 (5)中空制品 PP 中空制品的透明度和力学性能好,单层瓶主要用作包装洗涤剂、化妆品和药品等; 与阻隔材料复合的瓶可用于食品如酱油、液体燃料和化学制剂的包装。 四、聚苯乙烯系塑料 聚苯乙烯系塑料,指大分子链中包含苯乙烯的一类塑料,具体品种包括 PS、HIPS 及 ABS 三类。 (一)聚苯乙烯塑料 聚苯乙烯是指由苯乙烯单体经自由基缩聚反应合成的聚合物, 英文简称 PS。 包括普 PS 通聚苯乙烯(GPPS) 、可发性聚苯乙烯(EPS)和茂金属聚苯乙烯(m-SPS)等。 1、聚苯乙烯塑料的结构性能 (1)PS 的结构 PS 的大分子主链为饱和烃类聚合物,具有良好的电绝缘性,又因吸湿性小,可用于潮 湿环境中。PS 的分子结构不对称,大分子链运动困难,PS 呈现刚性和脆性,制品易产生 内应力。GPPS 的分子为无规结构,导致 PS 为无定型聚合物,具有很高的透明性。由于苯 基的存在,制品长期户外使用变黄变脆;但苯基的存在又使其具有较高的耐辐射性。 (2)PS 的性能 ① 一般性能 PS 为无色透明的颗粒,燃烧时发浓烟并带有松节油气味,吹熄可拉长 丝。制品质硬似玻璃状,落地或敲打会发出类似金属的声音。能断不能弯,断口处呈蚌 壳色银光。PS 的吸水率为 0.05%,稍大于 PE,但对制品的强度和尺寸稳定性影响不大。 ② 光学性能 透明性好是 PS 最大的特点,透光率可达 88%-92%,同 PC 和 PMMA 一 样属最优秀的透明塑料品种。PS 的折射率为 1.59-1.60,但因苯环的存在,其二 222 双折 射较大,不能用于高档光学仪器。 ③ 力学性能 PS 硬而脆、无延伸性,拉伸至屈服点附近即断裂。PS 的拉伸强度和弯 曲强度在通用热塑性塑料中最高,但冲击强度很小,难以用作工程塑料。PS 的耐磨性差, 耐蠕变性一般。PS 的力学性能受温度的影响比较大。 ④ 热学性能 PS 的耐热性能不好,热变形温度仅为 70-90℃,只可长期在 60-80℃范 围内使用。PS 的耐低温性也不好,脆化温度为-30℃。PS 的热导率低,线膨胀系数较大, 与金属相差悬殊,故制品不易带金属嵌件。 ⑤ 电学性能 PS 电绝缘性优良,且不受温度和湿度的影响。介电损耗角正切值小, 可耐适当的电晕放电,耐电弧性好,适于做高频绝缘材料。 ⑥ 环境性能 PS 的化学稳定性较好,可耐一般酸、碱、盐、矿物油及低级醇等,但 可受许多烃类、酮类及高级脂肪酸等侵蚀,可溶于芳烃(如苯、甲苯、乙苯及苯乙烯等) 、 氯化烃(如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷及氯苯)及酯类等。PS 的耐候性不好,其耐光、 耐氧化性都差,不适于长期户外使用。但 PS 的耐辐射性好。 2、PS 塑料的成型加工 (1)加工特性 PS 属无定型树脂,无明显熔点,熔融温度范围比较宽,可在 120℃-180℃之间成为流 体。热稳定性较好,分解温度在 300℃以上。PS 熔体属非牛顿流体,粘度强烈地依赖剪 切速率的变化,但温度的影响也比较明显。PS 的流动性十分好,是一种易于加工的塑料。 PS 在加工前一般不需要干燥,有特殊需要时(如要求制品透明性高)才干燥,干燥温 度 70℃-80℃,1.5-2 小时。PS 在加工中易产生内应力,除要选择适宜的工艺条件、改进 制品设计和合理的模具结构外,还应对制品进行热处理,以消除应力。PS 成型受缩率比 较低,一般仅为 0.4%-0.7%。 (2)加工方法 注塑和挤出加工均可在普通注塑机和挤出机上进行。 PS 泡沫制品为其树脂的主要用途,具体成型方法有两种: ① 采用可发性 PS 树脂(EPS)为原料。EPS 为 GPPS 珠粒在加温、加压条件下,将 6%左 右的低沸点物理发泡剂如正戊烷、石油醚或异戊烷等渗透到珠粒中,使之溶胀即为可发 性 PS 珠粒。EPS 可用蒸汽模塑法、挤出和注塑等方法生产泡沫塑料制品。 ② GPPS 为原料。采用一步法挤出工艺,直接将发泡剂与 PS 混合好或在挤出熔融段 用 将物理发泡剂注入 PS 熔体内,挤出发泡、冷却即可。 3、聚苯乙烯塑料的应用范围 (1)电器制品 PS 兼有透明性和良好的绝缘性,可用于各种电器的配件、壳体及高 频电容器等。 (2)透明制品 PS 具有优异的透明性,可用于一般光学仪器、透明模型、灯罩、仪 器罩壳、包装容器等。 (3)日用品 PS 的着色性和光泽性好,可广泛用于日用品的制造,如儿童玩具、家 具把手、装饰板、笔杆、文具、梳子、牙刷等。 (4)包装材料 PS 发泡制品的防震及保温性能好,可用作包装和保温隔热材料。包 装材料主要用于电器、精密仪表、工艺品、玻璃制品、陶瓷制品等的包装;保温隔热材 料有隔墙板和屋顶夹芯板等。 4、茂金属聚苯乙烯 茂金属聚苯乙烯英文缩写为 m-SPS, 它为在茂金属催化剂作用下合成的间同结构 PS 树 脂。产品具有熔点高(270℃) 、耐水解、耐热(热变形温度为 251℃) 、耐化学腐蚀、密 度小、加工前不用干燥、收缩小、尺寸稳定性好等与工程塑料 PBT、PA 及 PPS 类似的性 能,是传统增强工程塑料的理想替代品。 m-SPS 可用注塑方法成型加工,主要用于耐热塑料制品,在众多耐高温塑料材料中, m-SPS 的用量排在 PPS 之后,居第二位。 (二)高抗冲聚苯乙烯 高抗冲聚苯乙烯的英文简称为 HIPS。HIPS 实质是 PS 的一个冲击改性品种,具体组成 为 PS 和橡胶。按 HIPS 改性幅度的大小可分为中抗冲 PS、高抗冲 PS 和超高抗冲 PS 三类。 HIPS 的外观为白色不透明珠状颗粒,它除冲击性能优异外,还具有 PS 的大多数优点, 如刚性好、易加工、制品光泽度高、易着色等,但拉伸强度和透明性下降。 同 PS 一样,HIPS 的加工性也很好,熔体的流动性比 ABS 高,成型收缩率与 ABS 接近, 因此,成型 ABS 的模具也适用于 HIPS 成型。 HIPS 在有些领域中可取代 ABS。 HIPS 大量用于电视机、吸尘器、电话机、空调机、洗衣机、复印机、照明器具、仪器 仪表、办公用品和汽车配件的壳体。 HIPS 的低发泡制品具有木材的可锯、可刨、可钉的性能,外观类似木材,可用于家具、 包装和建筑材料等。 HIPS 可制成板、片材,用以吸塑成容器和杯盘等。还可制成管材、医疗和纺织器材等。 (三)ABS 塑料 ABS 为丙烯腈(23%-41%) 、丁二烯(10%-30%)和苯乙烯(29%-60%)三种单体共聚 而成的聚合物,英文简称 ABS。合成的 ABS 有中冲击型、高冲击型、超高冲击型及耐热 型四类。由于其具有韧、刚、硬的优点,应用范围已远远超过 PS,成为一种独立的塑料 品种。ABS 既可用于普通塑料又可用于工程塑料。 1、ABS 的性能 ① 一般性能 ABS 的外观为不透明呈象牙色的粒料,其制品可着成各种颜色,并具有 90%的高光泽度。ABS 的相对密度为 1.05,吸水率低。ABS 同其它材料的结合性好,易于 表面印刷、 涂层和镀层处理。ABS 的氧指数为 18.2, 属易燃聚合物,火焰呈黄色,有黑烟, 烧焦但不滴落,并发出特殊的肉桂味。 ② 力学性能 ABS 有优良的力学性能,其冲击强度极好,可以在极低的温度下使用。 即使 ABS 制品被破坏,也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS 的耐磨性能优良,尺 寸稳定性好,又具有耐油性,可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS 的蠕变性比 PSF 及 PC 大,但比 PA 和 POM 小。ABS 的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS 的力学性 能受温度的影响较大。 ③ 热学性能 ABS 的热变形温度为 93℃-118℃,制品经退火处理后还可提高 10℃左 右。ABS 在-40℃时仍能表现出一定的韧性,可在-40℃-100℃的温度范围内使用。 ④ 电学性能 ABS 的电绝缘性较好,并且几乎不受温度、湿度和频率的影响,可在大 多数环境下使用。 ⑤ 环境性能 ABS 不受水、无机盐、碱及多种酸的影响,但可溶于酮类、醛类及氯代 烃,受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS 的耐候性差,在紫外线的作用下易产 生降解,置于户外半年后,冲击强度下降一半。 2、ABS 塑料的成型加工 ABS 同 PS 一样是一种加工性能优良的热塑性塑料,可用通用的加工方法加工。ABS 熔 体的流动性比 PVC 和 PC 好,但比 PE、PA 及 PS 差,与 POM 和 HIPS 类似。ABS 的流动特 性属非牛顿流体,其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系,但对剪切速率更为敏感。 ABS 的热稳定性好,不易出现热降解现象。ABS 的吸水性较高,加工前应进行干燥处 理。一般制品的干燥条件为 80℃-85℃,2-4 小时;对特殊要求的制品(如电镀) ,则需 70℃-80℃,10-18 小时。 ABS 制品在加工中易产生内应力,如应力太大或制品对应力开裂绝对禁止,应进行退 火处理,具体方法是制品置于 70℃-80℃的热风循环干燥箱内 2-4 小时,再冷却到室温即 可。 ABS 可用注塑、挤出、压延、吸塑及吹塑等方法成型,并以注塑法最广,挤出法次之。 3、ABS 塑料的改性品种 ABS 的改性品种主要为其合金,种类繁多,应用很广。 ① ABS/PVC 可改善 ABS 的阻燃性,同时还可提高撕裂强度和耐腐蚀性,并可制成柔 软或半硬制品。 ② ABS/PC 提高制品的耐热温度,一般可达 120℃左右,还可适当提高强度和硬度 等力学性能。 ③ ABS/TPU 此合金兼有 TPU 的冲击性和耐磨性,ABS 的刚性、综合性能和价格低等 优点。 4、ABS 塑料的应用范围 壳体材料 广泛用于制造电话机、移动电话、电视机、收录机、复印机、传真机、 洗衣机、电动工具、厨房用品及儿童玩具的壳体。 机械配件 可用于制造齿轮、叶轮、轴承、把手、管材、管件、蓄电池槽等。 汽车配件 具体品种有方向盘、仪表盘、风扇叶片、挡泥板、手柄及扶手等。 其他制品 各类化工耐腐蚀管道、镀金制品、文具、仿木制品等。常用塑料材料特性简介(三) 常用塑料材料的特性简介(续二) 工程塑料是指机械性能和热性能均较好,可以承受较大的机械应力,能在较为苛刻的化 学物理环境中使用,用于代替某些金属作为结构材料而应用的一类树脂。 工程塑料的拉伸强度一般在 50MPa 以上,弯曲模量在 2GPa 以上,冲击强度在 60J/m 以 上。通常将使用量大、可长期在 100℃以上温度使用的工程塑料称为通用工程塑料;而将 使用量较少、 使用温度达 150℃以上、 有的为 150~250℃甚至高达 300℃的一类工程塑料 称为特种工程塑料。以下介绍几种通用工程塑料的特性。 一、 聚酰胺塑料 聚酰胺俗称“尼龙”,英文简称 PA,目前它为最大的通用工程塑料品种。PA 包括种类 很多, 具体可命名为 PAxy, 其中 x 代表二元胺的碳原子数目, 代表二元酸的碳原子数目。 y 适用于塑料用的 PA 主要是脂肪族 PA 和少量芳香族 PA。具体品种有 PA6、PA66、PA610、 PA1010、PA11、PA12、PA9、PA612、PA46、PA1212、浇铸尼龙(MC5)及芳香尼龙等。 其中 PA6 占 47%,PA66 占 45%。 PA 目前最大的应用为汽车配件,美国占 30.7%,西欧占 31.6%,日本占 34.5%。其他用途 有包装膜、电子电器、机械零件、日用品等。 1、 酰胺塑料的性能 (1)一般性能 PA 的外观为透明或不透明乳白色或淡黄色的粒料,表观角质、坚硬, 制品表面有光泽。 PA 的吸水率比较大, 酰胺基的比例越大,吸水率越高,具体为: PA6>PA66>PA610>PA1010>PA11>PA12>PA1212。PA 属于自熄性塑料,燃烧时有烧焦 的羊毛或指甲味。PA 属中等阻隔性塑料,阻隔性随酰胺基/亚甲基的比例增大而提高,以 PA6 的阻隔效果最好。PA6 的 O2 透过系数为 25~40 M 3?L/O?d?Mpa CO2 透过系数为 150~200 M 3?L/O?d?Mpa H2O 透过系数为 150g?L/O?d?Mpa (2)力学性能 PA 在室温下的拉伸强度和冲击强度都较高,但冲击强度不如 PC 和 POM 高。随温度和湿度的升高,拉伸强度急剧下降,而冲击强度则明显提高。玻璃纤维 增强 PA 的强度受温度和湿度影响较小。 PA 的耐疲劳性较好,仅次于 POM,玻纤增强处理后还可提高 50%左右。 PA 的抗蠕变性较差,不适于制造精密的受力制品,但玻纤增强后可改善。 PA 的耐摩擦性和耐磨损性优良,是一种常用的耐磨性塑料品种。其中,不同品种的摩擦 因数相差不大,无油润滑摩擦因数仅为 0.1~0.3。耐磨性以 PA1010 最佳。PA 中加入二硫 化钼、石墨、F4 及 PE 等可进一步改进摩擦性和耐磨性。 (3)热学性能 PA 的热变形温度都不高,一般在 50~75℃。用玻璃纤维增强后可提 高 4 倍以上,高达 200℃PA 的热导系数很小,仅为 0.16~0.4W/M?K。PA 的线膨胀系数较 大,并随结晶度增大而下降。 (4)电学性能 PA 在低温和低湿条件下为极好的绝缘材料,但绝缘性能随温度和湿 度的升高而极剧恶化, 并以分子中含酰胺基比例大者最敏感, 例如 PA6 最大而 PA12 最小。 (5)环境性能 PA 耐化学稳定性优良,可耐大部分有机溶剂如醇、芳烃、酯及酮等, 尤其是耐油性突出。但 PA 的耐酸、碱、盐性不好,可导致溶胀,危害最大的无机盐为氯 化锌。PA 可溶于甲酸及酚类化合物。 PA 的耐光性不好,在阳光下强度很快下降并变脆,因此不可用于户外。 2、 酰胺塑料的成型加工 (1)加工特性 PA 有明显的熔点,且熔点高,熔程较窄,因此加工温度较高,PA6 为 220~300℃,PA66 为 260~320℃。 PA 的熔体粘度低,流动性好,熔体粘度对温度和剪切速率都较敏感。但其流体特性接近 牛顿流体,即对温度的敏感性较大。 PA 的热稳定性较差,热降解倾向严重,应加入二苯胺改善,并严格控制温度。 PA 成型时有结晶产生,成型收缩较大;结晶度高低受加工条件的影响较大。 PA 吸水率比较大,加工前必须干燥,使含水量小于 0.1%。干燥条件为 100~110℃,时间 10~12 小时。 PA 制品成型后需进行调湿处理,以降低吸水对性能的影响,提高尺寸稳定性。 PA 在加工中易产生内应力,应进行退火处理。 (2)加工方法 PA 可用注塑、挤出及吹塑等方法成型。 3、 聚酰胺塑料的改性品种 主要包括增强 PA 和 PA 合金两类。 (1)增强 PA 主要用玻璃纤维为增强材料。玻璃纤维含量大于 30%后的力学性能、硬度、 蠕变性、尺寸稳定性和耐热性能都有明显的提高。 (2)PA 合金的种类很多,技术成熟,常见的有以下几种: ① PA/PO。此合金可提高 PA 在干态及低温条件下的冲击强度 1.5-3 倍,降低吸水率 300%。相容剂用 PO 的不饱和酸接枝物。 ② PA/ABS。此合金可提高制品的韧性、刚性、硬度及耐电弧性。ABS 的含量在 15%-20% 范围内时冲击强度提高幅度最大。 ③PA/苯乙烯-N-苯基马来酰亚胺。此合金主要提高 PA 的耐热温度,一般可提高到 110℃。此外还可提高冲击强度、耐化学药品性能等。 4、 聚酰胺塑料的应用范围 (1)汽车工业 汽车工业为 PA 的第一大市场,主要用于发动机部件、电气配件、车 体部件及输油件等。具体产品有:输油管、空调管、喷油嘴、油箱、燃料过滤器、储油 槽、罐、齿轮、车轮盖及汽车外饰板等。 (2)机械工业 可广泛制造齿轮、蜗轮、垫片、螺栓、螺母、轴承等。 (3)电子/电器 主要用于民用电器如电饭锅、吸尘器、微波炉等的开关、接线板、电 阻器等。 (4)包装材料 PA 的气体阻隔性好,常与 HDPE 共混、共挤和复合,用于熟肉、火腿 等食品的冷冻、真空包装。 (5)日用品 PA 为第一代拉链材料,目前仍大量使用。此外,PA 还可用于一次性打 火机壳体、碱性干电池衬垫、头盔、办公设备外壳等。 (6)体育用品 主要有滑雪板、球拍线、球拍框、冲浪板、溜冰鞋、钓鱼杆及钓鱼线 等。 (7)医疗器械 可用于输血管、止血钳、输液器、手术缝合线、假发等。 5、 其他品种 (1)PA11 PA11 为聚十一酰胺,它是以蓖麻油为原料制备的长链柔软尼龙。PA11 具有优良的力学性 能、尺寸稳定性能及耐油性,是高档的工程塑料,主要用于汽车输油管及刹车管等。PA11 柔性好, 具有良好的耐应力开裂性和耐动态疲劳性能, 无润滑状态对铜的摩擦系数为 0.18, 耐磨性好,自熄。耐碱、醇、酮、芳烃及油脂等,但耐酸性较差。 PA11 大量用于汽车工业的输油管、刹车管、压力管及螺纹管的制造,还用于各种交通工 具如飞机、轮船、汽车中的电缆护套管;军事装备如枪托、枪把、弹头外壳、训练弹等。 (2)PA12 PA12 除具有与 PA11 类似的特点外,还具有吸水性小、柔软性好、电性能较其他 PA 要好、 尺寸稳定性好。 (3)MCPA MCPA 为单体浇铸尼龙,又称 MC 尼龙或铸型尼龙。MCPA 以己内酰胺或戊内酰胺为单体, 采用碱聚合法在模具中边聚合边成型。 MCPA 分子量比 PA6 大一倍,因而其力学性能、尺寸稳定性、耐疲劳性、耐磨性、冲击强 度、耐热性、吸水性及电性能等都好于 PA6 约一倍以上。 MCPA 主要用于大型制品,特别是需要量少、结构复杂、开注塑模具成本过高的制品,可 选用 MCPA。具体制品如大型齿轮、滑动轴承、辊轴、阀座及导轨等,可采取先浇铸后机 械加工的方法制造。 (4)RIMPA RIMPA 为反应注塑尼龙, 它是在 MCPA 的基础上发展起来的, 是在封闭的模具中完成反应 并成型的一种液体注塑方法。与 PA6 相比,具有更高的结晶性和刚性,吸水率更低。 (5)透明 PA 普通 PA 为结晶型聚合物,而透明 PA 为无定型聚合物,具体品种有: ① 对苯二甲酰三甲基己二胺 它的透光率可达 90%以上,吸水率为 0.41%,不易擦伤,热稳定性好,抗冲击性突出,尺 寸稳定性好,耐化学腐蚀性好。 ② PACP9/6 透光率为 92%,与光学玻璃接近。此外,它的拉伸强度、刚性、耐磨性、耐化学腐蚀性、 表面硬度等均较其他工程塑料好。 (6)芳香 PA 芳香 PA 为 20 世纪 60 年代开发的耐高温、耐辐射、耐腐蚀的新型 PA 品种。目前主要应 用品种有: ① 聚间苯二甲酰间苯二胺 英文简称 mPIPA,俗称芳纶 1313。它的熔点为 410℃,分解温度为 450℃,脆化温度为- 70℃, 可在 200℃连续使用不变形。 具有优异的力学和电学性能, 其拉伸强度为 80-120Mpa, 压缩强度为 320Mpa;绝缘性能受温度和湿度的影响较小,在潮湿条件下的绝缘性比云母 还要好;可耐 5×109mGy 的 γ 射线的辐射。 ② 聚对苯酰胺 英文简称 mPTPA,俗称芳纶 1414。为近年来发展最快的高强度、高模量、高耐温纤维, 也可制成薄膜或层压材料。MPTPA 的拉伸前段时间高达 200Mpa,软化温度为 280℃,并 具有耐疲劳、尺寸稳定性好、线膨胀系数低及耐环境性好等性能。 二、 聚碳酸酯塑料 聚碳酸酯英文简称 PC,它是第二大通用工程塑料品种。按具体组成不同,PC 可分成脂肪 族、脂环族、芳香族脂肪-芳香族三类,但在工程上具有实际应用价值的为芳香族 PC,并 以产量最大、用途最广的双酚 A 型 PC 为主。 1、聚碳酸酯塑料的性能 (1)一般性能 PC 为透明、呈微黄色或白色、硬而韧的树脂。燃烧时发出花果臭味, 离火自熄,火焰呈黄色,熔融起泡。 (2)机械性能 PC 的力学性能十分优良,具有刚而韧的特点。其冲击性能是热塑性塑 料中最好一种,比 PA、POM 高 3 倍之多,接近 PF(酚醛树脂)和 UP 玻璃钢的水平。PC 的拉伸强度和弯曲强度都好,并受温度的影响小。PC 的耐蠕变性优于 PA 和 POM,尺寸 稳定性好。 PC 的耐应力开裂性差,缺口敏感性高。耐磨性一般,比 PA、POM、F4 等差,但比 PSF、 ABS、PMMA 等高;疲劳强度低。 (3)热学性能 PC 的耐高、低温性好,可在-130℃-130℃温度范围内使用;热变形 温度可达 130-140℃,并受载荷的影响小;热导率和线膨胀系数都小,阻燃性好,属于自 熄性能材料。 (4)电学性能 PC 属弱极性聚合物,绝缘性能一般。但其电性能在很宽的温度和湿度 范围内变化较小,如介电常数和介电损耗角正切值在 23-125℃范围内几乎不变。 (5)环境性能 PC 可耐有机酸、稀无机酸、盐、油、脂肪烃及醇类,但不耐氯烃、稀 碱、溴水、浓酸、胺类、酮及酯等,可溶于二氯甲烷、二氯乙烷及甲酚等溶剂中。 PC 不耐 60℃以上热水,长期接触会导致应力开裂并失去韧性。PC 的耐紫外线性不好,需 加入紫外线吸收剂。但耐空气、臭氧性较好。 (6)光学性能 PC 为最优异的光学塑料品种之一,其透光率可达 93%之多,折射率为 1.587,适于透镜材料。PC 作为高档光学材料的不足之处,一是硬度低、耐磨性差;二是 双折射高,不宜用于光学仪器等高精度制品中。 2、聚碳酸脂塑料的加工特性 PC 的熔体粘度很高,可达 103-104Pa?s;其熔体的流变性在低剪切速率下接近牛顿流体, 应主要通过温度调节流动性。成型时的冷却、凝固和定型时间短。 PC 的刚性大,在加工过程中易产生内应力,因此对成型工艺条件要严格控制,并要进行 后处理。 PC 在成型过程中对水极为敏感,高温下微量水也会引起分解。因此,加工前一定要干燥 处理,使含水量在 0.02%以下。 PC 属无定型聚合物,成型收缩率低。PC 制品不易带金属嵌件,如必须加入,应将嵌件预 热到 200℃或更高。 PC 的加工比较容易,可用注塑、挤出及吹塑等方法加工。 3、聚碳酸脂塑料的改性品种 (1)增强 PC 增强材料为玻璃纤维、碳纤维和硼纤维等,增强后可明显提高疲劳强度、拉伸强度、弯 曲强度及压缩强度等;改善耐应力开裂性和耐热性;降低吸水性、线膨胀系数和成型收 缩率。但冲击强度会有所下降。 (2)PC 合金 PC 合金的种类很多,并已获得广泛应用。 ① PC/ABS 目的降低内应力,改善加工流动性。此合金已用于机械、电器、帽盔及汽车 配件等制品。 ② PC/HDPE 可降低熔体粘度,改善加工性能,提高冲击强度,改善耐应力开裂性。 ③ PC/POM 两者可以任意比例混合。在 POM 为 25%以下时,PC 的力学性能变化不大, 但可显著提高耐溶剂性和耐应力开裂性,耐热性也有明显提高。 ④ PC/F4 可提高耐磨性 5 倍,如在其中加入玻璃纤维,PV 值可大幅度提高。 ⑤ PC/PBT(PET) 合金的耐热性,耐化学腐蚀性、耐应力开裂性、耐磨损性、耐低温冲 击性好,成型加工性好。此合金可用于汽车保险杠及车身护板等。 ⑥ PC/PMMA 合金具有耐溶剂性好、缺口冲击性高、耐热好、易加工、耐紫外线等优点。 制品具有珍珠般光泽,可用于装饰品的制造。 ⑦ PC/PA 合金耐化学腐蚀性好,冲击强度高。可用于汽车家电和光盘等。 4、聚碳酸脂塑料的应用范围 (1)光学材料 照明材料如大型灯罩、建筑采光板、窗玻璃、防护玻璃等;光学透镜 材料;激光光盘及光导纤维材料等。 (2)电子/电器 PC 属 E 级绝缘材料,注塑件可用于接插件及线圈框架等,薄膜可用 于电容器、录像带、录音带等。 (3)机械零件 可用于齿轮、齿条、蜗轮、凸轮、拉杆、曲轴及壳体等。 (4)包装材料 利用其透明和耐热等性能,用于纯净水、矿泉水的周转桶,旅行用热 水杯、奶瓶及餐具等。 (5)医疗器材 医疗器械如外科手术器械、牙科器材、药品容器(杯、瓶、桶、罐) , 医用材料如人工肾、人工肺等人工器。 三、聚甲醛塑料(POM) 聚甲醛是指大分子链中含有氧化亚甲基重复结构单元的一类聚合物,学名为“聚氧化亚甲 基”,英文简称 POM。POM 为第三大通用工程塑料。 POM 依结构不同可分为“均聚 POM”和“共聚 POM”两种。由于结构不同,两种 POM 在性 能上存在一定的差异,如均聚 POM 的密度、结晶度和力学性能稍高一些,而共聚 POM 的热稳定性、化学稳定性及加工性较好。共聚 POM 的用途较均聚 POM 广泛。 POM 的突出性能为:力学性能和刚性好,接近金属材料,是替代铜、铸锌、铝等金属材 料的理想材料;耐疲劳性和耐蠕变性极好;耐磨损、自润性和摩擦性好,与 UHMWPE、 PA、F4 一起称为四大耐磨塑料材料;热稳定性和化学稳定性高,电绝缘性优良。 POM 的缺点为密度大,耐酸及耐燃性不好,后收缩大且不稳定,尺寸稳定性差,耐候性 不高。 POM 广泛用于电子电器、机械、汽车、仪器仪表、建筑和日用品领域。日本 40%用于电 子电器、27%用于汽车;美国 45%用于电子电器、17.5%用于汽车;西欧 39%用于汽车。 1、聚甲醛塑料的性能 (1)一般性能 POM 的外观为淡黄色或白色半透明或不透明的粉状或粒状,制品表面 光滑并有光泽, 硬而质密, 与象牙相似。 成型收缩率高达 3.5%。 易燃, 其氧指数仅为 14~ 16,火焰上端为黄色、下端为蓝色,熔融滴落,有刺激性甲醛味和鱼腥味。POM 透气性 小,仅为 PE 的几分之一。 (2)力学性能 POM 的力学性能优异,比强度可达 50.5Mpa,比刚度达 2650Mpa,与 金属十分接近。POM 的力学性能随温度变化小,共聚比均聚稍大一些。 POM 的冲击强度较高,但常规冲击不及 ABS 和 PC;POM 对缺口敏感,有缺口可使冲击 强度下降 90%。 POM 的疲劳强度十分突出,104 交变载荷作用后,疲劳强度可达 35MPa,而 PA 和 PC 仅 为 28MPa。POM 的耐蠕变性与 PA 相似,在 20℃、21MPa、3000h 时仅为 2.3%,而且受 温度影响小。 POM 的摩擦系数小,耐磨性好(POM>PA66>PA6>PC>ABS>HPVC>PS) ,极限 PV 值很 大,自润滑性好,适用于受力摩擦制品如齿轮和轴承的生产。 (3)热学性能 POM 的长期耐热性不高,但短期可耐 160℃,均聚 POM 短期耐热比 共聚高 10℃以上,但长期耐热共聚 POM 反而比均聚高 10℃左右。 (4)电学性能 POM 的电绝缘性较好,几乎不受温度和湿度的影响;介电常数和介电 损耗角正切值在很宽的温度、湿度和频率范围内变化很小;耐电弧性极好,并可在高温 下保持。POM 的介电强度与厚度有关,厚度 0.127 L时为 82.7Kv/L,厚度 1.88 L时为 23.6Kv/L。 (5)环境性能 POM 不耐强酸和氧化剂,对稀酸及弱酸有一定的稳定性。POM 的耐 溶剂性良好,可耐烃类、醇类、醛类、醚类、汽油、润滑油及弱碱等,并可在高温下保 持相当的稳定性能。POM 的耐候性不好,长期在紫外光作用下,力学性能下降,表面发 生粉化和龟裂。 2、聚甲醛塑料的成型加工 (1)加工特性 POM 熔体的流变性呈非牛顿型,其熔体的粘度对温度不敏感;对注塑而言,要增加流动 性,可以从增加注塑速率、减小喷嘴尺寸等方面入手。 POM 结晶度大,熔程窄,成型收缩大(可达 3.5%) 。对注塑厚制品,要注意保压和补料, 以免造成收缩孔太大而报废。 POM 的热稳定性差,温度过高或时间过长均会引起分解。特别是温度超过 250℃,分解 速度会加快,并溢出强烈刺激眼睛的甲醛气体,严重时制品会产生气泡或变色,甚至引 起爆炸。因此,必须严格控制加工温度和停留时间,另外,还需加入抗氧化剂和双氰胺 甲醛吸收剂。 POM 的冷凝速度快,制品易产生表面缺陷如折皱、斑纹及熔接痕等。为此可用提高注射 速度和提高模具温度等方法解决。 POM 制品易产生内应力,后收缩也较大,需进行后处理。后处理的条件为:厚度 6 L以下,温度 100℃,时间 0.25~1h;厚度 6 L以上,温度 120~130℃,4~6h。 POM 吸水率不高, 但干燥处理可提高制品表面的光泽度。 干燥的条件为: 温度 110~120℃, 时间 3~5h。 (2)POM 可用注塑、挤出、吹塑及二次成型等方法加工,并以注塑加工为主。 3、聚甲醛塑料的改性品种 (1)增强 POM 主要增强材料为玻璃纤维、玻璃微珠和碳纤维等,并以玻璃纤维最常用。增强后的力学 性能可提高 2~3 倍,热变形温度提高 50℃以上。 (2)高润滑 POM 在 POM 中加入 F4、石墨、二硫化钼、润滑油及低分子量 PE 等,可提高其润滑性能。例 如,在 POM 中加入 5 份 F4,可降低摩擦系数 60%,耐磨性提高 1~2 倍;在 POM 中加入 液体润滑油,可大幅度提高耐磨性和极限 PV 值。加入 5%油的 POM 耐磨性提高 72%,极 限 PV 值可达 3.9MPa?m/s, (纯 POM 为 0.213MPa?m/s) ,是其它工程塑料的 3~20 倍。 4、聚甲醛塑料的应用范围 (1)机械工业 利用 POM 强度大、耐磨、耐疲劳、冲击强度高、自润滑性好的特点, 可用于制造齿轮、轴承、滑轮、凸轮、皮带轮、泵体、壳体、阀门、水龙头及管接头等。 (2)汽车工业 利用其比强度高的优点,在交通工具中替代金属铜、铝、锌等,用作 水箱阀门、散热器箱盖、风扇、控制杆、开关、齿轮箱外壳及轴承支架等。 (3)电子/电器 利用其介电强度高、介电损耗角正切值小、耐电弧性好的优点,用于 电动工具外壳、开关手柄、以及电视机、计算机、传真机的配件,计时器零件,录音机、 录像机磁带座等。 (4)其他 第二代拉链材料,水箱、洗漱盆及玩具等。 四、热塑性聚酯 热塑性聚酯包括聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯两类。 (一)聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 聚对苯二甲酸丁二醇酯为聚对苯二甲酸二甲酯与丁二醇的酯交换法或聚对苯二甲酸与丁 二醇的直接酯化法而成的聚合物,英文简称 PBT。 纯 PBT 的性能一般,但用玻璃纤维增强改性后,其力学和热学性能大为改善。其具体性 能特点为:力学性能与 PA 及 POM 相似、摩擦系数小、自润滑性好、热稳定性和化学稳 定性好、电绝缘性优异、刚性和硬度高、抗冲性好、尺寸稳定性高、加工性好、耐热性 好、自熄。 PBT 主要用于电子电器、汽车、机械及仪器仪表等领域。我国 65%用于电子电器、10%用 于汽车;美国 44.6%用于汽车、19.1%用于电子电器、8.9%用于仪器仪表;日本 44.6%用 于电子电器、29.7%用于汽车、25.7%用于机械和仪器仪表。 1、PBT 的性能 纯 PBT 的力学性能和耐热性都不好,因而很少单独使用,用于工程塑料的 PBT,80%以上 都是改性品种。 (1)一般性能 PBT 为结晶型热塑性树脂,无毒、无味、无臭,相对密度为 1.31,吸水率为 0.07%,制品 表面有光泽。 (2)力学性能 PBT 经过玻璃纤维增强改性后的力学性能大幅提高,如拉伸强度可提 高 150%之多。PBT 的耐蠕变性优异。力学性能受温度的影响比较小,高温下尺寸稳定性 十分优良,可用于高温受力结构制件。 (3)热学性能 PBT 经增强改性后的热变形温度可提高 280%之多,在塑料中是增幅最 大的。在热塑性工程塑料中,增强 PBT 的线膨胀系数最小。 (4)电学性能 PBT 的电绝缘性能优良,增强改性后的介电强度高达 23Kv/L。电绝缘 性受温度和湿度的影响比较小,但受频率的影响较大。 (5)化学性能 PBT 属酯类聚合物,不耐强酸、强碱及苯酚类化学试剂,耐油性好, 对醇类、醚类、脂肪烃、高分子量酯类等稳定,对有机溶剂有很强的耐应力开裂性。 2、PBT 的改性品种 PBT 最主要的改性品种为增强 PBT,此外还有共混等改性品种。 (1)增强 PBT 增强 PBT 的 90%以上为玻璃纤维增强,增强后 PBT 在力学性能和热学 性能两方面的改性效果十分突出,具体如前述。 (2)PBT 合金 PBT/PET 合金 改善 PBT 的翘曲及制品的表面光泽。 PBT/PC 合金 改善耐热温度及冲击强度。 PBT/PU/PC 合金 三者共混比例为 50/25/25 时,缺口冲击强度为 850~1400J/m。 低翘曲 PBT 采用滑石粉、云母及玻璃微珠等无机填料填充 PBT,以改善翘曲性。 3、PBT 的成型加工 (1)PBT 的加工特性 PBT 和增强 PBT 都具有良好的成型流动性,可制成薄壁制品。但 PBT 的流变曲线比较陡, 成型温度范围比较窄,成型过程中对温度的要求比较严格,温度太高会溢料,温度太低 会堵塞喷嘴。 PBT 的结晶速度快,成型周期短。在流动方向的收缩率为 0.25%,在垂直方向的收缩率为 1%,两者相差悬殊。PBT 是工程塑料中吸水率最低的品种之一,一般可不必干燥。如要 干燥,具体条件为:120~130℃,3~5h,使含水量在 0.05%以下。 PBT 加工废料一般不单独使用,常以 20%~30%的比例加入新料中。 (2)PBT 容易加工,可用注塑及挤出方法成型,但以注塑为主。 4、PBT 的应用范围 (1)电子电器 如连接器、开关、插座盖、断路器罩、显像管插座、数码管座、集成 电路基座、线圈绕线管、变压器骨架及小型电动机罩盖等。 (2)汽车 目前用量不及 PA、PC 及 POM 多,主要用于保险杠、挡泥板、方向盘、 汽车点火器、后转角格栅、发动机放热孔罩及电刷支架等。 (3)机械制造 齿轮、凸轮、传动轴及按钮等。 (4)仪器仪表 办公设备外壳、照相机零件及电表配件等。 (二)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 聚对苯二甲酸乙二醇酯为聚对苯二甲酸和乙二醇直接酯化法或聚对苯二甲酸二甲酯与乙 二醇酯交换法制成的聚合物,俗称“涤纶”。英文简称 PET。 目前,PET 用于纤维和塑料制品基本各半,塑料制品主要用于透明瓶、薄膜和片材;用作 工程塑料正在迅速兴起,今后会有较大增长。 PET 薄膜的突出优点是阻隔性、力学性能和韧性好;PET 玻璃纤维增强改性后的特点是力 学性能高且受温度影响小、耐热温度高、冲击强度高、耐摩擦、耐蠕变性好、刚性大、 硬度大且尺寸稳定性好。增强 PET 在力学性能、刚性、耐热性方面都超过增强 PBT,但加 工性不及 PBT。 1、PET 的性能 (1) 一般性能 PET 树脂为乳白色半透明或无色透明体, 相对密度 1.38, 透光率为 90%。 PET 属于中等阻隔性材料,对 O2 的透过系数为 50~90cm3?mm/(m2?d?MPa),对 CO2 的 透过系数为 180cm3?mm/(m2?d?MPa)。PET 的吸水率为 0.6%,吸水性较大。 (2)力学性能 PET 膜的拉伸强度很高,可与铝箔媲美,是 HDPE 膜的 9 倍,是 PC 和 PA 膜的 3 倍。增强 PET 的蠕变性小、耐疲劳极好(好于增强 PC 和 PA) 、耐磨性和耐摩擦 性良好。PET 的力学性能受温度影响较小。 (3)热学性能 纯 PET 的耐热性能不高,但增强处理后大幅度提高,在 180℃时的机 械性能比 PF 层压板好,是增强的热塑性工程塑料中耐热较好的品种。PET 的耐热老化性 好,脆化温度为-70℃,在-30℃时仍具有一定韧性。PET 不易燃烧,火焰呈黄色,有滴 落。 (4)电学性能 PET 虽为极性聚合物,但电绝缘性优良,在高频下仍能很好保持。PET 的耐电晕性较差,不能用于高压绝缘;电绝缘性受温度和湿度影响,并以湿度的影响较 大。 (5)环境性能 PET 含有酯键,在高温和水蒸气的条件下不耐水、酸、及碱的作用。 PET 对有机溶剂如丙酮、苯、甲苯、三氯乙烷、四氯化碳和油类稳定,对一些氧化剂如过 氧化氢、次氯酸钠及重铬酸钾等也有较高的抵抗性。PET 耐候性优良,可长期用于户外。 2、PET 的改性品种 (1)增强改性 PET 主要用玻璃纤维,此外还可用碳纤维、硅纤维、硼纤维等。增强 改性主要改善 PET 在高负荷下的耐热性、高温下的力学性能和尺寸稳定性。 (2)共混改性 PET PET/PBT PET 与 PBT 共混并加入 0.5%滑石粉作为成核剂,共混物具有收缩率低、耐热、 冲击性优良等性能。 PET/PC 改善制品的冲击强度,具体有 PET/PC 中加入少量马来酸酐接枝 PE,或 PET/PC/ABS 三元共混并加入滑石粉为成核剂。 PET/PA 改善制品的冲击强度和尺寸稳定性,常在 PET/PA 共混体系中加入 PP-MAH 相 容剂。 此外,还有 PET/PE、PET/EPDM 和 PET/SBS,目的是为了改善冲击性能。 (3)结晶改性 PET 结晶改性是为了加快结晶速度,常加入乙烯-甲基丙烯酸聚合物的钠盐、聚乙二醇二缩水 甘油醚、聚氧化乙烯、乙烯-马来酸酐共聚物的钠盐、缩水甘油甲基丙烯酸酯、乙酰醋酸 钠及聚己二酸二丁酯等。 3、PET 的成型加工 (1)PET 的加工特性 PET 属极性聚合物,熔融温度和熔体粘度都较大;PET 属非牛顿流体,粘度对温度的敏感 性小而对剪切速率敏感性大。 PET 吸水性大,加工前必须干燥处理,干燥条件为:130~150℃,3~4h。 PET 的加工温度范围较窄一般为 270~290℃,接近分解温度 300℃,因此,加工中要注意 温度不能太高。PET 结晶速度慢,为了促进结晶,常采用高温模,模温为 100~130℃。 PET 成型收缩率较大,增强改性后可大大降低,但生产高精度制品时要进行后处理。后处 理的条件为:130~140℃,1~2h。 (2)PET 的加工方法 注塑 透明制品常采用热流道,螺杆长径比要大。 挤出 用于生产薄膜和片类制品。为改善制品的力学性能和光学性能, ,常进行双向拉 伸处理。 吹塑 用于生产 PET 瓶体,常用注-拉-吹方法成型,以保证拉伸改性效果。 4、PET 的应用范围 PET 除纤维之外主要用于薄膜和片材、瓶类及工程塑料三大类。 (1)薄膜和片材 主要用于包装材料,如食品、药品及无毒无菌的卫生包装;纺织品、 精密仪器、电子元件的高档包装;录音带、录像带、照相底片、电影胶片、磁盘、光盘、 及磁卡等基材;电容器膜、柔性印刷电路板及薄膜开关等。 (2)瓶类 PET 瓶透明度高、阻隔性好,可用于保鲜包装材料。如啤酒、白酒、碳酸 饮料、食用油、食品、调味品、药品、化妆品及保健食品等。 (3)工程塑料 PET 的增强改性品种主要用于如下几个方面: 电子电器 连接器、线圈绕线管、集成电路外壳、电容器外壳、变压器外壳、电视机配 件、调谐器、开关、计时器外壳及继电器等。 汽车配件 配电盘罩、阀门、排气零件、分电器盖及小型电动机壳体等。 机械零件 齿轮、凸轮、泵壳体、皮带轮、电动机架框及钟表零件等。 拉链材料 是继 PA 和 POM 之后的第三代拉链材料,可用于宽窄两种规格。 五、聚苯醚塑料 聚苯醚又称为聚 2,6-二甲基 1,4-苯撑醚树脂,英文简称 PPO。纯 PPO 加工困难,难以实际 应用,直到开发出改性的 MPPO 后,才获得迅速发展,成为继 PA、PC、POM、PBT 和 PET 之后的第五大通用工程塑料。 PPO 改性的目的为改善加工性能,目前主要为 PPO 和 PS 的共混或接枝,即 PPO/PS 改性 品种。 PPO 突出性能为刚性大、耐蠕变性好、拉伸强度高、电性能在工程塑料中最好、线膨胀 系数小等,不足之处为耐疲劳性和耐应力开裂性不好。 MPPO 广泛用于汽车、电子电器、办公用品及机械工业。 1、PPO 的性能 (1)一般性能 PPO 及 MPPO 的外观为透明琥珀色,难燃,离火即灭,火焰明亮有浓 黑烟,并发出花果臭气味。吸水率低,耐水及水蒸气。收缩小,尺寸稳定性高。 (2)机械性能 PPO 具有突出的机械性能,尤其以拉伸强度、冲击强度及耐蠕变性最 好。以耐蠕变性为例,在 2MPa 负荷下 3000h,蠕变值仅为 0.75%;而同样条件下,PC 为 1%,POM2.3%,PA6 为 2%,ABS 为 3%。 PPO 的冲击强度比 PC 还要高。PPO 的机械强度随温度及湿度变化小,在沸水中 700h,拉 伸强度无明显下降。 PPO 的刚性和硬度都比较大,耐磨性好,摩擦系数低。但 PPO 的耐疲劳性和耐应力开裂 性不好。 (3)热学性能 PPO 具有较高的耐热性,纯 PPO 的热变形温度可达 173℃,可在 -127~121℃范围内长期使用,在无负荷条件下间歇使用温度可达 205℃。MPPO 的耐热 温度稍低一些,但高于 PC、PA 及 ABS,与 PF(酚醛树脂)接近。PPO 的热膨胀系数在塑 料中最低,与金属接近,适于金属嵌件的放置 (4) 电学性能 PPO 具有优异的电性能, 它的介电常数和介电损耗角正切值都比较低, 在工频范围内属工程塑料中最低的,且在很宽的频率、温度、湿度范围内变化很小。其 介电强度高,但耐电晕性差。 (5)环境性能 PPO 对稀酸、稀碱及盐稳定,在乙酸乙酯、丙酮及汽油等脂肪烃和芳 香烃中溶胀,在氯化烃中溶解;在受力状态下,矿物油、酮类及酯类会导致应力开裂。 PPO 的抗氧性不好,需加入磷酸酯类抗氧剂。 2、PPO 的成型加工 (1)加工特性 PPO 吸水性虽小,但加工前需要干燥,干燥条件为:130℃,2~4h,料层厚度 50mm 以 下。 PPO 的熔体在低温时为牛顿流体,在高温时为非牛顿流体,加工时需要温度与压力兼调, 并以调温为主。 PPO 分子链刚性大,制品易产生内应力,最好在 180℃的甘油中进行热处理或加入 2%环 氧十八酸异辛酯。 PPO 的废料可以重复加工三次。 (2)加工方法 MPPO 可用注塑、挤出、压制等热塑性塑料加工方法加工: 注塑 螺杆的 L/D 应大于 25,压缩比应大于 2.5~3.5。 挤出 最好用排气式挤出机。 3、PPO 的改性品种 PPO 与 PS 共混共聚,以改善加工性能。 PPO 与 ABS 共混,以改善耐应力开裂性能。 PPO 与其它工程塑料共混,以改善综合性能。 玻璃纤维增强 PPO,以进一步增大其力学性能 4、PPO 的应用范围 (1)电子电器 PPO 约有 30%用于电子电器,适用于潮湿且具有载荷的绝缘场合,并 可用于超高频上。如线圈绕线管、接线柱、接线盒、电气开关、蓄电池接合器、定时器、 继电器、超高频调谐器、电子管插座及高压绝缘罩等。 (2)汽车配件 在美国,PPO 的 40%用于汽车工业,以大量取代铸铁、铸铝、ABS 及 PA 等。如仪表板、保险杠、自动定位按钮、防冻器格栅、减震器、吊杆、加热器支架与 挡板、扬声器格栅等。 (3)办公设备 西欧及日本 40%的 PPO 用于办公设备,如计算机、打字机、传真机、 复印机、印刷机的壳体等。 (4)机器零件 用量占 PPO 的 10%左右,可用于无声齿轮、凸轮、轴承及紧固件等。通用热固性塑料 热固性塑料为树脂在加工过程中发生化学变化、分子结构从加工前的线性结构转变为 网状体形结构、成型后再加热已不能软化流动的一类聚合物。 热固性塑料在性能上与热塑性塑料有许多不同之处,它们具有强度高、耐蠕变性好、 耐热温度高、加工尺寸精度高及耐电弧性好等优点。其缺点为加工较难,常规加工方法 为模压和层压等。 通用热固性塑料的品种较少,目前只有酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂及不饱和聚酯 四种。 一、酚醛树脂及塑料 以酚类化合物与醛类化合物经缩聚反应而制成的聚合物称为酚醛树脂,其中以苯酚和甲 醛为原料缩聚的酚醛树脂最为常用,英文简称 PF。以酚醛树脂为主要成份并添加其它助 剂而制成的制品称为酚醛塑料。 酚醛树脂因价格低廉、原料丰富、性能独特而获得迅速发展,目前产量在塑料中排第 六位,占 5%左右,在热固性塑料中排第一位。 纯 PF 树脂因性脆及机械强度低等缺点,很少单独加工成制品。一般酚醛塑料制品为 在树脂中加入大量填料以进行改性,以填料的品种不同而具有不同的性能,并应用在不 同的领域。 (一)酚醛树脂 1、热塑性酚醛树脂 热塑性酚醛树脂为线性结构,具有可溶、可熔的特点。纯热塑性酚醛树脂加热后不交 联固化,只有加入适当的固化剂时才可固化。 热塑性酚醛树脂为粉状,常用于 PF 模塑粉和泡沫塑料的原料。 2、热固性酚醛树脂 热固性酚醛树脂可分为甲、乙、丙三阶,甲阶 PF 为线型可溶可熔树脂,乙阶 PF 为少量 交联的半可溶可熔树脂,丙阶 PF 为交联体型不溶不熔树脂。一般合成的 PF 树脂大都控 制在甲阶或乙阶,以保证在加工制品时可以流动。加工中不须加固化剂,加热即可固化; 而处于丙阶的 PF 树脂则很难加工。 热固性酚醛树脂为粉状固体或乳液状液体,常用于层压、泡沫及铸造等制品的原料。 3、改性 PF 树脂 无论热塑性还是热固性 PF,都有许多缺点,如耐热性及抗氧化能力不高、性脆、对玻璃 纤维粘附能力差、易吸水、高频绝缘性和耐电弧性差等,这些缺点都可以通过改性方法 克服。 PF 的具体改性品种如下: ① 聚乙烯醇缩醛改性 PF 可以改善 PF 对玻璃纤维的粘附性,克服其脆性,提高玻璃 钢制品的力学强度。 ② 环氧树脂改性 PF 改性品种兼有环氧树脂的粘合性和 PF 的耐热性, 克服 PF 的脆性。 ③ 有机硅改性 PF 可改进 PF 的脆性、耐热性、耐低温性、冲击强度和韧性,常用于 航空结构材料、耐热、绝缘材料及消熔材料等。 ④ 硼改性 PF 用硼酸与苯酚生成硼酸酚酯,再与甲醛反应,可提高耐热性、瞬时耐高 温及机械强度等,用于刹车件及耐高温消熔材料。如硼酚醛玻璃纤维复合材料具有极优 良的耐高温性及烧蚀性,是火箭及导弹等空间技术中的理想烧蚀材料。 ⑤ 磷改性 PF 改性品种具有突出的耐热性和抗火焰性。 ⑥ 共混 PF 具体共混品种有丁腈橡胶、热塑性弹性体、聚氯乙烯及尼龙等。其它还有 苯胺、二甲苯及三聚氰胺改性等。 (二)酚醛塑料制品加工 1、酚醛模塑料 酚醛模塑料又称为酚醛压塑粉,它是以酚醛树脂为基础,加入粉状填料、固化剂及润滑 剂等组成。 PF 的加工性不好,回收利用困难。早期只能用压制方法成型,后来开发出注塑方法成 型,扩大了应用范围。注塑成型温度控制要精确,绝对防止物料在料筒内固化。 PF 模塑料主要用于电器绝缘件、日用品、汽车电器和仪表零件等,具体产品有电气开 关、灯头、电话机外壳、瓶盖、纽扣、手柄、家用电器零件、刹车片等。 2、酚醛层压制品 酚醛层压制品是以 PF 树脂为粘合剂,以牛皮纸、棉布、石棉布、玻璃丝布等为基材,经 过加热加压处理,固化成为层压板、管或其它形状的制品。 酚醛层压制品的优点为相对密度小(1.3~1.4) 、吸水率小、力学性能如拉伸及压缩强 度比 PF 模塑制品大、电绝缘性好、热导率低及摩擦系数低,可任意机械加工,布基层压 板耐冲击、抗弯曲、抗扭转和吸收振动力,可用于较大振动零件如齿轮等。 不同基材的酚醛层压制品具有不同的性能和用途: ① 纸基层压板 对强酸的稳定性不高,不耐碱,但耐矿物油,绝缘耐热 E 级。可用于 制造电器绝缘结构零件如接线板、绝缘垫圈等。 ② 布基层压板 与纸基层压板相比,具有更高的机械强度和耐油性能,常用于垫圈、 轴瓦、轴承、皮带轮及无声齿轮等机械零件,以及电信、无线电设备和要求不高的绝缘 材料等。 ③ 玻璃丝布基层压板 与其它基材层压板相比,具有耐热性、机械强度、介电性能和 化学稳定性好等优点,其马丁耐热温度可达 200℃以上,属 B 级绝缘耐热,是重要的电器 工业绝缘材料,广泛用于电机、电器及无线电工程中。由于纯 PF 与玻璃纤维的粘接力差, 一般常用环氧树脂作为粘合剂。在 PF 板材中,玻璃丝布基层压板的用量最大,可占 40%~60%。 ④ 石棉布基层压板 其优点为耐热性和耐磨擦性能突出, 因而主要用于刹车片及离合 器等耐磨材料,以及要求较高机械强度及耐热的机械零件。 ⑤ 超级纤维层压板 用聚酰胺纤维、碳纤维、石墨、晶须等为基材制成的层压制品具 有优异的耐热性能可作为导弹、宇宙飞船的耐烧蚀外壳等 ⑥ 层压管、 棒 以卷绕地纸、 棉布及玻璃布等为基材, 以酚醛乳液为粘合剂, 经热卷、 烘焙而制成。主要用于电器绝缘结构零件。 ⑦ 敷铜层压板 在纸或玻璃纤维层压板的一面或两面敷上铜箔,用于制作印刷电路 板。 3、酚醛泡沫塑料 酚醛泡沫塑料具有价格低、耐热好(可耐 150℃,最高达 200℃。而 PS 泡沫为 70℃, PU 为 120℃) 、重量轻、绝热好、刚性大、尺寸稳定性好、难燃、燃烧无滴落、低烟等优 点。酚醛泡沫塑料主要用于耐热和隔热的建筑材料,保存和运输鲜花的亲水性材料和救 生材料等。 4、其他酚醛塑料制品 ① 酚醛封装材料 传统的半导体封装材料以环氧树脂(EP)为主,但随着对绝缘性和 热膨胀的要求越来越高,转而用 PF 改性 EP 作封装材料,它具有流动性好、热膨胀系数 低和吸水性低等优点。 ② 酚醛纤维材料 用线性 PF,拉丝后交联成热固性聚合物,拉丝方法有熔纺法和湿 纺法两种。 酚醛纤维材料的阻燃性好,氧指数熔纺法为 36,湿纺法为 28~30。在 2500℃的火焰 中,既不熔化也不燃烧;在烧蚀条件下,具有良好的绝热性能和耐磨擦性能。PF 纤维材 料可用于制作防火服装、隔热服装、工业防火板、高温密封圈、刹车片、离合器摩擦片 等。 ③ 酚醛壳模树脂 酚醛壳模树脂用于铸造工业中的砂型。 约有 70%的壳模树脂被用于 汽车发动机壳的铸造。 二、氨基树脂及塑料 氨基树脂的英文简称 AF。AF 包括脲甲醛(脲醛)树脂(UF) 、三聚氰胺甲醛(蜜胺) 树脂(MF) 、苯胺甲醛树脂、脲-三聚氰胺甲醛树脂及脲-硫脲甲醛树脂等很多品种,目前 应用较多的是 UF 和 MF 两种。氨基树脂的最大用途为刨花板和胶合板的粘合剂,其次为 涂料和纤维,用于塑料制品的仅占 10%左右。 在氨基树脂中加入填料等助剂即可制成氨基塑料,它具有力学强度高、电绝缘性好、 表面硬度高、耐刮划、无色透明、可制成色泽鲜艳的制品等优点,广泛用于餐具、日用 品、建筑电器绝缘及装饰贴面板等。 (一)脲醛树脂及塑料 脲醛树脂(UF)为脲与甲醛在一定比例下缩聚反应而成。脲醛树脂的固化一般在 130~ 160℃条件下反应而成。为加快固化速度,可以加入酸类固化剂如草酸、邻苯二甲酸及硫 酸锌等。 1、脲醛模塑料 脲醛模塑料又称为压缩粉和电玉粉,是重要的氨基塑料品种。脲醛模塑料制品的色泽 鲜艳、光洁如玉,耐油、弱酸及有机溶剂,表面硬度高,无臭无味。 脲醛模塑料的拉伸和冲击性能在 0℃左右最好,随温度升高性能迅速下降;压缩性能 和蠕变性能在室温时最好。 电绝缘性能优良,耐电弧性好,可用于低频绝缘;但电性能受温度及湿度的影响大。 脲醛模塑料可用压制和注塑方法成型。一般结构简单的制品用压制法,结构复杂的制 品用注塑法生产。 脲醛模塑料主要用于色泽鲜艳的日用品、装饰品及低频电绝缘零件,如钮扣、瓶盖、 餐具、发夹、钟壳、电话零件、电气插座、插头及开关等。 2、脲醛层压塑料 脲醛层压塑料的应用不如其它热固性树脂广泛,主要用于桌椅面板、家具、车厢、船 舱、图板及建筑装饰材料。 3、脲醛泡沫塑料 脲醛泡沫塑料的主要优点为质轻,相对密度仅为 0.01~0.02,不及软木的 1/10;热导 率极低,仅为 0.024~0.031W/m?K,为软木的一半;此外还具有耐腐蚀性,加入磷酸二氢 胺后具有不燃性。主要缺点为对水及水气不稳定,强度低,冲击性差。 脲醛泡沫塑料主要用于建筑隔热隔音材料,因性脆而常在现场边施工边发泡。 (二)三聚氰胺甲醛树脂及塑料 三聚氰胺甲醛树脂(MF)又称为“蜜胺”树脂,三聚氰胺甲醛树脂的用量不及脲醛树脂 大,仅为其一半左右。三聚氰胺甲醛树脂的固化与脲醛相似,在加热到 130~150℃范围 内,不加固化剂即可交联固化。 1、MF 模塑料 MF 模塑料又称为压缩粉或蜜胺粉,具有比 UF 塑料更优异的性能。它吸水率较低 (0.15%) 、在潮湿和高温条件下绝缘性好、耐电弧性好、表面硬度更高、耐刮刻性、着 色性、耐热性、耐果汁及耐油性均好。 MF 模塑料可用压制和注塑两种方法成型。其最主要用途为制造餐具,可占消费量的 一半;此外还可用于日用品如钟表等壳体、电气绝缘材料等。 2、MF 层压塑料 MF 层压塑料的耐水性优异、机械强度高、耐热性和耐磨性都好,并可制成彩色图案 的面板,广泛用于车辆、船舶的内壁面板及各种家具面板等装饰板。 三、环氧树脂及塑料 (一)环氧树脂简介 环氧树脂是指大分子链上含有醚基而在两端含有环氧基团的一类聚合物,英文简称为 EP。EP 有很多种类,按组成可分为双酚 A 型、双酚 F 型、双酚 S 型、脂环族、脂肪族及 酚醛环氧等类型。但工业上应用最普遍的是双酚 A 型环氧树脂,产量可占 90%以上。 未固化的 EP 为线性结构,具有热塑性。但中、低分子量 EP 的强度较低,不能直接用 作塑料制品,只能用于粘合剂、涂料。用于粘合剂的 EP 因粘合性能好而素有“万能胶”的 美称。只有高分子量 EP 才具有适当的强度,可直接加工成塑料制品,但用量很少。中、 低分子量 EP 如要用于塑料制品,必须加入固化剂在一定温度下进行交联固化反应,形成 体型网状结构,才具有优异的性能。 固化后的 EP 具有良好的力学性能、化学稳定性、电绝缘性、尺寸稳定性及耐热性等, 广泛用于浇铸、压制、增强玻璃钢及泡沫塑料制品。 (二)环氧塑料性能 环氧塑料的性能取决于树脂种类、交联程度、固化剂种类、填料的性能等因素。 1、力学性能 用 EP 制成的玻璃钢制品的力学性能很好,比一般的工程塑料还要好。但 EP 的强度和 模量随温度升高而下降。 E-42 环氧玻璃钢为例, 23℃时弯曲强度为 383MPa, 100℃ 以 在 在 时仅为 25.3MPa。 2、热学性能 EP 的耐热性优良,具体的耐热性取决于树脂和固化剂的品种及用量。如轻度交联 EP 的热变形温度仅为 60℃,而高度交联 EP 则高达 250℃;用低分子 PA 固化 EP 的热变形温 度为 90℃,而用酸酐固化 EP 为 200℃。 另外,EP 的线膨胀系数和收缩率都小,因而具有良好的尺寸稳定性。 3、电学性能 EP 的电性能优良, 的体积电阻率为 1014~15Ω?M, EP 介电损耗角正切值为 (2.58~3) ×10-2,介电常数为 4.03。但 EP 的电性能受添加剂的品种和环境温度不同而变,其中酸 酐固化 EP 的电性能受湿度的影响较大。 4、环境性能 EP 含有苯环及醚键,耐化学稳定性好,可耐一般的酸和碱。耐化学品性能与固化剂种 类有关。胺类固化 EP 的耐酸性差,而酸酐类固化剂的耐酸性好、耐水性差。 (三)环氧塑料的加工和应用 环氧塑料的成型方法很多,主要有压制、注塑、层压及浇铸等。 压制成型 常加入增强材料如玻璃纤维等,制品的相对密度为 1.8~2。 注塑成型 要求原料长期储存稳定、流动性好并可保持长时间塑化,高温下固化时 间短。 层压成型 EP 层压玻璃钢为 EP 在塑料中最大的用途,基材以玻璃丝布为主,也有 用石棉、云母及纸张等。 浇铸成型 常用于电子元器件的塑封和各种零件的成型。 环氧塑料主要应用于以下方面: 1、环氧玻璃钢制品 大型壳体,如游船、汽车车身、座椅、快餐桌、发动机罩、仪表盘、化工防腐管、槽、 罐、飞机升降舵等。 2、注塑和压制制品 汽车发动机部件、头灯反射镜、制动器部件、开关壳体、家电底座等。 3、浇铸制品 各种电子和电器元件的塑封、金属零件的固定。 4、泡沫塑料制品 用途不如 PF 和 AF 泡沫塑料制品广泛,主要用于中、低温度绝热材料、轻质高强夹芯 材料、防震包装材料、漂浮材料及飞机上的吸音材料等。 四、不饱和聚酯 (一)不饱和聚酯树脂 不饱和聚酯英文简称 UP。纯 UP 为线性热塑性聚合物,它与饱和聚酯(PBT、PET)的 不同点在于它的大分子主链上含有不饱和的乙烯双键,此双键易氧化,并能通过加成反 应与其它乙烯单体交联聚合,形成热固性的体型聚合物,因此常用乙烯类单体为交联剂。 UP 的制品外观为硬质, 褐色半透明, 在紫外光下发出蓝色的荧光。 相对密度 1.2~1.3, 吸水率为 0.1%~1%,对水蒸气具有高度不透过性。 UP 的力学性能高, UP 制品的拉伸强度为 40~90MPa, 纯 用玻璃纤维增强后可达 250~ 350MPa。 纯 UP 制品一般使用温度为 100℃,增强后可达 200℃。 UP 的耐化学腐蚀性一般, 不耐氧化介质的氧化, 对普通酸、 碱及溶剂的耐受性也不好。 (二)不饱和聚酯塑料 UP 在加工固化过程中没有挥发物逸出,可以在常温常压下成型。其固化反应能力高, 加工极其方便,可用注塑、浇铸、压制、手糊、缠绕、喷射等方法成型。 纯 UP 的各种性能不够理想,因此一般很少单独用作塑料制品,主要用于涂料。常用 的 UP 塑料制品为在其中加入填料或增强材料进行改性。UP 的玻璃纤维增强塑料,又称 为“玻璃钢”,是 UP 最常用的改性制品,其用量可占整个 UP 塑料的 80%以上。 1、填充制品 UP 填充制品用量不大,但应用面较广。常用的填料有:石粉、云母粉、玻璃粉、石英 粉、瓷粉、碳酸钙及矿渣等。成型方法主要有浇铸、压制等。 UP 可进行热铸塑,与酚醛铸塑类似,且硬度比酚醛高,颜色又浅,可用于制做装饰制 品、钮扣、刀把、刷柄、及伞柄等。 UP 与无机填料的相容性好, 可进行大量填充, 因此适于仿制品的生产, 如人造大理石、 人造玛瑙等。 UP 具有良好的电绝缘性, 并可进行室温固化, 可广泛用于电子元件和电器部件的塑封, 如电容器、成套微型化电路、小型互感器及变压器等。 2、增强制品 UP 玻璃钢的力学性能十分高,在某些方面接近金属,拉伸强度比钢还要高近一倍;相 对密度仅为 1.7~1.9,是结构钢的 1/4~1/5,铝合金的 2/3,具有十分优秀的比强度,可 广泛用作结构材料。此外,UP 增强制品还具有韧性好、耐热温度高等优点。 UP 玻璃钢的成型方法很多,具体有手糊法、缠绕法、压制法及注塑法。其中模压成型 法发展很快,按制品结构和加工方法的不同,可分为片状模塑料和块状模塑料两种。 UP 玻璃钢可广泛用于以下方面: ① 汽车工业 UP 玻璃钢在汽车中的用途很多, 有保险杠、 车身前围板、 前散热器罩、 水箱面罩、燃料箱、进水管、仪表盘、发动机罩及行李箱等。 ② 电子行业 电器罩壳、隔弧板、灭弧板及印刷电路板等。 ③ 建筑材料 高位水箱、浴盆、洗面池、整体浴室等。 ④ 化工设备 各种储罐、管道、流道及泵壳体等。 ⑤ 其他 座椅、餐桌、飞机部件、小型船艇、大型壳体及通风管道等。 一般用途类塑料 一般用途类塑料是指不包括在通用塑料和特殊塑料范围内的一类塑 料材料,其应用范围介于通用塑料和特殊塑料两者之间,主要品种包括聚甲基丙烯酸甲 酯(PMMA) 、聚氨酯(PU)、氟塑料及氯化聚醚等。一般用途类塑料往往具有自己明显的 特色,如 PMMA 的透明性好,而氟塑料和氯化聚醚的耐腐蚀性分别列塑料的一、二位。 一、聚甲基丙烯酸甲酯 (一)聚甲基丙烯酸甲酯的简介 聚甲基丙烯酸甲酯俗称“有机玻璃”,英文简称 PMMA。 PMMA 最早于 1932 年由英国 ICI 公司实现工业化生产,美国的 Rohm & Huss 公司于 1936 年大规模生产,目前仍为世界最大的生产商。 PMMA 的最大特点为透明性好,透光率达 90%~92%,可

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