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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 | 發布時間: 2023-08-01 | 1459 次瀏覽 | 分享到:
滾塑行業的快速發展不僅要求產品設計具有創意性、功能性和系統化,加工設備具有大型自動化、精密化和節能化,也將驅動滾塑原料的多樣化和功能化發展。目前,國內滾塑用耐溫高抗沖聚乙烯、鋼襯涂覆用聚乙烯、輕量化發泡聚乙烯等功能性聚烯烴材料有了較快的發展,極大地拓展了滾塑產品在領域的開發和應用。

目前,市場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。滾塑需要專門設計的材料?;镜囊蟀ǎ?/span>

易于磨粉(或易于保持液態)。利用高性能的常溫磨粉機和低溫磨粉機,我們已經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。

恰當的流動性。以常用的聚乙烯原料為例,牌號的熔指(MI,或MFI)范圍一般應該介于2到10(克/10分鐘)之間,優化的熔指范圍是3-6(克/10分鐘)。熔指過低,產品難于成型;熔指過高,產品的物理性能會下降。


聚乙烯(PE)原料

PE被廣泛應用于滾塑工藝中,是有原因的:

,PE的加工窗口寬廣,適用于長時間的高溫環境,降低了對滾塑機械的要求;

第二,在室溫下,PE不會與水、大部分油脂、酸和堿性物質發生反應,適用范圍廣;

第三,PE原料成本低廉,易于推廣。

由于聚乙烯分子結構取向性太強,在垂直方向上性能相對太弱。為了改善這種情況,共聚單體被引進了聚乙烯生產之中,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)。隨著碳數的增加,聚乙烯分子中的支鏈長度增加,宏觀下很多性能會有明顯的改善,如沖擊強度,韌性,ESCR(抗環境應力性能,這是指塑料產品在長期外力的作用下,會發生破壞的情況)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(因為低分子量的部分可以起到增塑劑的作用),但是產品的性能相對較弱。

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。

另外一個重要的因素是聚乙烯的結晶度。結晶是聚乙烯分子鏈折疊形成層晶進而結晶的過程。形狀為球形,所以也叫球晶。在一定應力下,球晶是有彈性的,受力減小后,可以恢復原狀;但是到了一定的強度,球晶會解體成為纖形,這個過程是不可逆,這個強度也就是屈服強度了。聚乙烯結晶度的不同,會表現為密度的區別:結晶度越高,聚乙烯的密度也越高。同時,熔點、拉伸強度等物理屬性也會提高;同樣,某些屬性也就相應降低了,如ESCR等。

在上面因素的共同作用下,線形聚乙烯表現出兩個關鍵的指標——熔指和密度。

熔指可以用來評估原料的流動性能。一般情況下,常常使用美國材料試驗協會(ASTM)的 D-1238標準,或標準化組織(ISO)1133標準,來測定熔指。兩個標準所規定的測試條件有細微的差別,但是一般情況下,可以簡單比較。測試條件是:190度溫度下,在2.16公斤的砝碼壓力下,10分鐘時間內,從一個細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條件下測得,單位是克/立方厘米(g/cm^3)。

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


聚丙烯(PP)原料

合成樹脂的消費結構中,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:

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。其中的一個原因是PP的結晶度低于PE;

力學性能好:PP的拉伸強度,彈性模量普遍高于 PE。目前,經過改性的PP甚至可以媲美PS(聚苯乙烯)的力學性能,廣泛地應用于電子電器和汽車領域;

光學性能好:相比PE,PP的透明度高出很多;

耐高溫:PP的熔點在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境下使用;

耐低溫差:在零度以下,PP的沖擊強度低,不適合在低溫冷凍環境下使用;

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

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

PP的生產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,目前市場上也已經出現了利用茂金屬催化劑生產的PP產品。

與PE一樣,基于丙烯單體聚合反應而得到的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共聚。

而根據丙烯中甲基排布的情況,可以把PP分為等規、間規和無規三種。無規聚丙烯不能結晶,因此它的透明度在PP中是最高的。

在滾塑上,PP的應用還沒有拓展開來,主要有以下幾個原因:

低溫脆化溫度很低,限制了很多應用;

PP磨粉很難,需要在低溫環境下進行,這也不利于PP滾塑原料的開發;

為了改善PP對于高溫、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,耐化學腐蝕性、透明度上的優勢,很多供應商也在努力開發相應的PP滾塑料,且已經商用,如道達爾推出的 TPS-D-0023(高透明型)和TPS-D-0026(沖擊強度改善型)等。


滾塑行業的快速發展不僅要求產品設計具有創意性、功能性和系統化,加工設備具有大型自動化、精密化和節能化,也將驅動滾塑原料的多樣化和功能化發展。目前,國內滾塑用耐溫高抗沖聚乙烯、鋼襯涂覆用聚乙烯、輕量化發泡聚乙烯等功能性聚烯烴材料有了較快的發展,極大地拓展了滾塑產品在領域的開發和應用。


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