几种塑料的性能及加工_常见塑料的加工特性
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PVC加工技术和助剂的研发方向
ＰＶＣ是一种化工原料，其制品被广泛的应用于我们的日常生活中，如：门窗、上下水管道、片材、薄膜等。ＰＶＣ的用途虽然广泛，但是由于在我国的发展历史较短，速度非常之快，应用技术和助剂的发展跟不上形势需要。为了能为ＰＶＣ行业的健康发展保驾护航，今后应在ＰＶＣ加工技术和助剂方面加大研发力度。
ＰＶＣ加工技术
ＰＶＣ加工技术的研究目的就是为了得到一种机械性能、耐候性能和外观性能都最佳的制品。为此，首先必须知道，ＰＶＣ制品在什么样的状态下性能最佳。那么，ＰＶＣ的最佳状态是什么？一般认为，ＰＶＣ的力学性能强的最佳塑化度在６５～７０％之间。也就是说，只有当ＰＶＣ的３０％～３５％以颗粒状态存在时性能最佳。
从理论上说，是由于ＰＶＣ的特性决定的，氯乙烯聚合后不能溶于氯乙烯溶液中，呈悬浮颗粒状态。随着聚合的进行，颗粒会缓慢长大，直至单体被消耗掉为止。就是说，ＰＶＣ的大颗粒是由无数小颗粒组成的。生产中将ＰＶＣ塑化就是把大颗粒破碎成小颗粒，再熔融为ＰＶＣ的分子链。可以说，ＰＶＣ制品的力学性能一定与ＰＶＣ的塑化状态有关，ＰＶＣ颗粒全部熔融塑化为ＰＶＣ分子链时，其制品的力学性能应当最好。未被破碎的大颗粒残留越多，其力学性能越差。那又为什么一般ＰＶＣ的塑化度为６５～７０％时，其力学性能检测结果最好呢？这是因为ＰＶＣ的热稳定性太差。ＰＶＣ的塑化度达到１００％，需要很高的温度或较长的时间，其间会使ＰＶＣ大量分解，性能反而会下降。
从以上分析可以看出，只要ＰＶＣ不分解，可以通过提高ＰＶＣ的塑化度来保证ＰＶＣ制品的性能。但ＰＶＣ的力学性能与ＰＶＣ的聚合度成正比，而加工性能则会随着聚合度的提高不断下降。因为提高ＰＶＣ的聚合度，就需提高加工温度，而加工温度越高，ＰＶＣ的分解就越严重，所以用现在的加工技术加工高聚合度的ＰＶＣ不能得到高质量的ＰＶＣ制品。
因此，加工技术的研究方向应为高分子量ＰＶＣ的加工应用技术。如高分子量的ＰＶＣ能加工成制品，ＰＶＣ制品的性能将会大幅度提高。还可在质量不变的情况下大幅度降低制品成本。
总的来说，加工技术的研究应着力在三个方面：—如何提高型材和管材制品的塑化度，使ＰＶＣ在高温、高剪切的条件下加工也不分解。—用高分子量的ＰＶＣ加工型材、管材，以提高质量和降低成本。—探讨低温高剪切的加工应用技术。
ＰＶＣ助剂
对硬制品来说，ＰＶＣ的助剂大体分为：稳定剂、抗冲改性剂、润滑剂、加工助剂。对助剂的要求也可归纳为三方面： —保证ＰＶＣ在１００％的塑化度时也不过量分解。即保证ＰＶＣ制品在达到力学性能最佳的塑化度时，不分解或少分解。—应保证高聚合度ＰＶＣ的加工，提高ＰＶＣ制品质量和档次。ＰＶＣ聚合度越高，其制品的拉伸强度越高，抗冲击强度越高，维卡软化点越高，硬度越高。
—应保证ＰＶＣ在很宽的加工工艺范围内都可以得到合格的ＰＶＣ制品。ＰＶＣ的制品多种多样，ＰＶＣ的加工机械多种多样，在不同的温度和剪切下加工，助剂应能使ＰＶＣ在尽可能宽的加工范围有理想的塑化度，保证产品性能和质量。
对于稳定剂来说，自然是要保证ＰＶＣ在高加工温度下分解不严重，或在通常工艺温度下，分解程度尽可能低，或在低工艺温度和高剪切条件下少分解或不分解（虽然看起来不大可能）。对于加工助剂来说，应是保证ＰＶＣ在加工过程中，挤出机具有足够高的扭矩和电流，以保证ＰＶＣ承受足够大的剪切力，进而得到塑化度好的高性能制品。
抗冲击改性剂则须保证ＰＶＣ充分塑化的工艺条件下，与ＰＶＣ形成理想的合金状态。如“核一壳”结构的抗冲击改性剂，应与ＰＶＣ形成均匀的“海一岛”状混合物，而ＣＰＥ、ＥＶＡ等应在ＰＶＣ中形成细密的网状结构。核壳结构的抗冲击改性剂之所以性能优异，是因为剪切越大，矩扭越高，温度越高，越有利于均匀的海—岛结构形成，而这时ＰＶＣ本身的性能也最佳。因为加工范围宽，ＣＰＥ等与ＰＶＣ形成的网状结构是一种热力学亚稳定态，所以只能在一特定条件下形成。在高剪切、高温下，网状结构易被破坏，即便ＰＶＣ塑化度高，性能好，材料的综合性能也会降低。
中国PPS发展须从三方面突破
因具有突出的耐热性、耐化学腐蚀性、力学和电性能、尺寸稳定性、成型加工性以及本身固有的阻燃性和相对低的成本，而成为特种工程塑料的佼佼者，受到电子电气、汽车、精密机械等中高端用户的青睐被广泛应用，成为在高温、高湿、强腐蚀和强辐射等极端条件下工作的首选塑料结构材料之一。因此，一直位居特种工程塑料的老大地位，其产销量直追五大通用工程塑料，故有第六大工程塑料之称。
2006年，四川得阳科技股份有限公司千吨级树脂合成装置的建成投产和产品进入市场，标志着中国工程塑料真正跨越产业化的门槛，使中国跻身于树脂少数生产国之列。不过，虽然中国产业实现了跨越，但要与国外企业相抗衡，抢占市场，还需要在技术、品种、规模三方面下功夫，才能在保持现有优势的同时，不断发展壮大。
技术尚存不足
合成路线主要有4条，但工业化合成采用最多的技术是对二氯苯和硫化钠在极性溶剂甲基吡咯烷酮或六甲基磷酰三胺中进行缩聚。在专利保护失效后，德国、日本相继有多家公司建设了装置。目前，世界主要生产厂家集中在美国、日本、德国，其年总产能力约6万吨。
尽管中国PPS合成取得了突破性进展，但目前在原料精制、聚合工艺、溶剂回收、产物后处理、设备构造、产品开发及工程放大等方面，技术仍需要完善提高。
品种较为单一
与其他工程塑料一样，国外PPS研发重点也是改性，以克服其冲击韧性不高、注塑时易发生溢料现象等缺点。国外公司的PPS一般都有数十个基本品种牌号，包括玻纤和碳纤维增强级、无机填充级、纤维填料强化级、共混合金级及众多专用牌号。
在新兴的PPS树脂生产商和产品中，以日本吴羽化学工业公司推出的第二代线型高相对分子质量PPS树脂最引人注目。该树脂生产工艺先进，产品质量好，全面改善了PPS冲击性能差的致命缺点。此外，还可以直接制造纤维和薄膜，加之树脂本色浅，可制成各种色泽鲜艳的制品，因而成为PPS树脂改性的发展方向，并受到广泛欢迎，其产能也迅速扩展。
近年来，国内从事复合材料生产开发的单位较多，如晨光化工研究院、北京市化工研究院、广州化工研究院等在PPS玻纤增强、碳纤维及无机矿物填充增强PPS成型加工及应用领域，北京玻璃钢研究院在连续纤维增强制备PPS复合板材，中山大学在PPS碳纤维复合材料研究方面，取得了较大成绩。
但国内PPS复合粒料生产厂仍然存在品种单一的问题，大多以通用品种——玻璃纤维增强料及无机物填充改性品种为主。一些高性能或特殊品种的PPS复合粒料与合金目前仅有四川华拓公司、四川大学等少数单位有部分产品销售。其中，华拓已有50多种规格型号的PPS复合粒料品种进入市场销售。进一步开发PPS各类专用树脂及复合材料新品种，满足各应用领域对材料性能的需求，仍是中国PPS混配料生产商今后发展的主要方向之一。
规模有待扩大
高新技术的突破，将带动一个庞大的产业链发展。据测算，每1亿元PPS的产出，将拉动相关行业10亿元的产值。一些公司纷纷准备扩建生产装置，如雪佛龙菲利普斯、大日本油墨化学工业公司和出光石油化学工业公司分别提出了建设万吨级生产装置的计划。目前，中国PPS改性与复合材料的市场总需求量大于8000吨/年，且增长很快，年需求增长率高达15%～20%。随着中国电子电器、汽车行业高速发展，PPS市场前景极为广阔，但国内目前PPS产能和产量显然不能满足需求。
结合国内外发展动向，中国应积极开发新型PPS复合材料改性品种，尽快建立更大的规模化生产装置（如5000～8000吨/年装置），这对中国PPS产业快速升级，满足国民经济以及军工各领域对高性能结构材料的需求，意义极为重大。
废旧工程塑料（PET）里面有“黄金”摇身变成短纤维
你相信吗，废弃可乐瓶可以织成漂亮的衣裳，还能做成柔软的抱枕、可爱的毛绒娃娃。在欧美一些高档轿车上，已经用上了由可乐瓶“摇身一变”而成的细绒毛。这些都源于嘉兴南湖区的一家民营小企业“化腐朽为神奇”，在废物利用上做起了大文章。
这家企业名叫嘉兴富林化学纤维厂。在该厂车间外的场地上，不同颜色的废旧塑料
瓶已旋除瓶盖，摘掉商标，洗去污渍并分门别类整齐地排列着，样子颇为壮观。在该厂办公室里，笔者看到了五颜六色的涤纶纱。厂长助理小徐介绍，这些都是用人们丢弃的矿泉水瓶、可乐瓶和食用油瓶制成的。该公司今年就已消耗掉6万吨瓶片，相当于一年就“吃”掉了上亿只废瓶子。
据介绍，塑料瓶的主要材料一般是PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，利用废旧塑料瓶制成原料短纤维需要经历一个复杂的物理过程。笔者在“富林”的生产车间看到，废瓶经过投料、干燥、熔融纺丝、卷绕等几道工序后，再“入桶”在恒定的温度、湿度下进行“修养”，然后再经集束、卷曲、松弛定型等工序，在化纤车间经过高温挤压喷丝就变成了涤纶短纤维。整个过程仅仅需要36个小时。
“其实垃圾里面有黄金呀！”小徐笑着说，一只旧可乐瓶的回收价是一角钱，但它变成短纤维后，用到高档轿车上就“身价百倍”了。据了解，“富林”生产的高档短纤维丝束，被瑞士一家企业相中，并被广泛运用在欧美高档轿车的密封条上，其产量占了全世界的一半以上。
目前，“富林”生产的这种化学短纤维已被广泛用于制造无纺布、人造毛皮等。今年仅美国一家沙发生产商就订购了600万美元的产品。目前，“富林”已成为全国最大的人造皮毛原料供货企业之一，预计该厂今年的年产值将达3.6亿元。
TPE
日前埃克森美孚化宣布，已成功开发Santoprene新型热塑性弹性体TPE产品。该产品可在包覆成型应用中，与工程热塑性塑料（ETPs）实现紧密接合。新型SantopreneTPE粘结牌号，可不再需要粘合剂、接合助剂以及物理或机械锁扣设计，从而简化了工艺步骤，缩短产品开发周期，并降低系统成本。此外，其优点还包括独特的柔软触感和易着色性，可提高设计灵活性，提升整体部件的性能和外观。
新型Santoprene TPE粘结牌号专为要求特殊柔软触感、设计创新并与ETP材料作粘结的应用领域而设计。这些ETP材料包括聚碳酸酯（PC）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物（ASA）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），其加工可使用二次注射成型或嵌件成型工艺。TPE产品的一大优势就是它们在室温嵌件基材和薄壁包覆成型中的良好性能表现，已被成功应用于创新电子领域，如MP3播放器外壳、鼠标外壳和各种数码摄像机部件。
埃克森美孚化工的关联公司生产的Santoprene特种产品是一种可回收弹性体，常用于电器、汽车、消费品、厨卫用品及其他应用领域。埃克森美孚化工Santoprene特种产品在工程性TPEs领域居世界领先地位，该材料兼具橡胶的性能和塑料的易加工性。
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