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手机常用塑胶材料
手机常用塑胶材料
(1)-----ABS
ABS塑料
一、 ABS塑料简介
ABS为丙烯氰(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,英文名称Acrylonitrile-Butadiene-Styrene,简称ABS。
ABS的制造有混炼法和接枝法两种,合成的ABS有中冲击型、高冲击型、超高冲击型及耐热型四类。
ABS最初是在PS改性基础上发展起来的,由于其具有韧、刚、硬的优点,其用量与PS相当,而应用范围已远远超过PS,成为一种独立的塑料品种。
ABS即可用于普通塑料又可用于工程塑料。
混炼法ABS最早由美国橡胶公司于1946年开发,接枝法ABS由美国Marbon公司于1954年首先合成。
到2000年,ABS的生产能力可达85万t/a(包括AS),具体生产厂有台湾奇美惠州工厂(300kt/a)、吉林石化公司树脂厂(100kt/a)、大庆石化总厂(55kt/a)、抚顺石化公司(50kt/a)、盘锦乙烯公司(50kt/a)、台湾太平洋公司镇江厂(40kt/a)、齐鲁石化公司(40kt/a)、上海高桥石化公司(40kt/a)、广州石化总厂(40kt/a)、上海石化总厂(30kt/a)、上海大赛路配料有限公司(30kt/a)、上海高桥石化公司(AS、30kt/a)、韩国LG公司宁波用兴化工有限公司(30kt/a)、兰州化学工业公司(20kt/a)、洛阳铭腾塑料有限公司(15kt/a)、兰州化学工业公司(AS、15kt/a)、盘锦有机化工二厂(10kt/a)。
二、ABS塑料的结构性能
1.ABS塑料的结构
ABS大分子主链由三种结构单元重复连接而成,不同的结构单元赋予不同的性能:
丙烯氰,耐化学腐蚀剂性好、表面硬度高;丁二烯,韧性好;苯乙烯,透明性好、着色性、电绝缘性及加工性。
三种单体结合在一起,就形成了坚韧、硬质、刚性的ABS树脂。
不同厂家生产的ABS因结构差异较大,所以性能差异也较大。
2.ABS的性能
(1)一般性能 ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料,其制品可着成五颜六色,并具有90%的高光泽度ABS的相对密度为1.05,吸水率低。
ABS同其他材料的结合性好,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,烧焦但不落滴,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,这是ABS高度韧的写实。
ABS的耐磨性优良,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的耐蠕变性比PSF及PC大,但比PA及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、醛类及氯代烃中,受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。
ABS的耐候性差,在紫外光的作用下易产生降解;于户外半年后,冲击强度下降一半。
ABS的具体性能见表1所示。
表1 ABS的性能
性能 高抗冲型 耐热型 中抗冲型
相对密度
吸水率/%
成型收缩率/%
拉伸强度/Mpa
断裂伸长率/%
弯曲强度/Mpa
压缩强度/Mpa
悬壁粱缺口冲击强度/(J/m)
洛氏硬度
热变形温度(1.82Mpa)/℃
线膨胀系数/(x10-5k-1)
热导率[W/(M•K)]
体积电阻率/(Ω•cm)
介电常数(106Hz)
介电损耗角正且值(106Hz)
介电强度/(kV/mm)
耐电弧/s
氧指数/%
1.02~1.05
0.2~0.45
0.3~0.8
35~44
5~6
52~81
49~64
16~44
R65~109
93~103
9.5~10.5
0.16~0.29
1~4.8x1016
2.4~3.8
0.009
13~20
66~82
20 1.06~1.08
0.2~0.45
0.3~0.8
45~57
3~20
70~85
65~71
11~25
R105~115
104~118
6.0~9.0
0.16~0.29
1~5x1016
2.4~3.8
0.009
13~20
66~82
20 1.05~1.07
0.2~0.45
0.3~0.8
42~62
5~25
69~72
73~88
6~22
R108~115
93~107
5~8.5
0.16~0.29
2.7x1016
2.4~3.8
0.009
13~20
66~82
20
三、ABS塑料的成型加工
1.加工特性
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的熔体流动性比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,其熔体粘度对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温度80~85℃,时间2~4h;对特殊要求的制品(如电镀)的干燥条件为温度70~80℃,时间18~18h。
ABS制品在加工中易产生内应力,内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验;如应力太大和制品对应力开裂绝对禁止,应进行退火处理,具体条件为放于70~80℃的热风循环干燥箱内2~4h,再冷却至室温即可。
2.加工方法
ABS可用注塑、挤出、压延、吸塑及吹塑等方法成型加工,并以注塑法最广,挤出法次之。
(1)注塑 选用柱塞式注塑机的成型温度为180~230℃,而选用螺杆式注塑机的成型温度为160~220℃;对表面光泽度要求高的制品模具温度为60~80℃,而一般制品模具温度为50~60℃即可;对薄壁制品注塑压力为130~150Mpa,而对厚壁制品注塑压力则为60~70Mpa。
(2)挤出 可生产管材、板材、片材及型材等,挤出机的L/D为18~22,压缩比为2.5~3。
以管材为例,挤出成型的工艺条件为:
料筒温度160~180℃,机头温度为175~195℃。
(3)吸塑成型 吸塑成型的加热温度可控制在140~180℃范围内,并以150℃最佳。
四、ABS塑料的改性品种
ABS的改性品种主要为其合金,具体种类很多,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ABS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、综合性及价格低等优点。
五、ABS塑料的应用范围
1.壳体材料
广泛用于制造电话机、移动电话、传呼机、电视机、洗衣机、录音机
收音机、复印机、传真机、玩具及厨房用品等的壳体。
2.机械配件
ABS可用于制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管材、管件、蓄电池槽及电动工具壳等。
3.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。
4.其他制品
化工各类防腐蚀管材、镀金制品、文具如笔杆等,保温、防震用泡沫塑料,防木制品等。
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(1)-----PC
聚碳酸酯(PC)
一、 简介
聚碳酸酯是指大分子链由碳酸酯型重复结构单元组成的一类聚合物,英文名称Polycarbonate,简称PC。
依具体组成不同,PC可分成脂肪族、脂环族和芳香族脂肪-芳香族三类,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。
PC的突出性能是优异的冲击性和透明性,优良的力学性能和电绝缘材料性,使用温度范围广(-130~100ºC),尺寸稳定性高,耐蠕变性高,是一种集刚、硬、韧与一体材料的典型代表。
PC的主要缺点为吸湿性能大、加工易产生气泡及银丝,制件易产生残余内应力、并对缺口敏感性大,耐疲劳性低、磨擦性及耐磨性不好。
二、 结构性能
1. PC的结构
PC的分子链中含有多种基团,它所表现的性能为各种基团的综合反映。
亚苯基,提供刚性、力学性能和耐化学稳定性能;湠基,增加刚性;酯基,易吸水、电性差、耐化学稳定差;氧基,赋予韧性。
由于PC大分子主链的刚性和体积效应,使其结晶能力差,基本属于无定性聚合物,具有优异的透明性。
2. PC的性能
PC的性能如表1所示。
表1 PC及玻璃纤维PC的性能
性能 PC 30%玻璃纤维PC
相对密度 1.2 1.45
吸水率/% 0.15 0.1
成型收缩率/% 0.5 0.2
拉伸强度/Mpa 56~66 132
拉伸模量/Mpa 2100~2400 10000
断裂伸长率/% 60~120 <5
弯曲强度/Mpa 80~85 170
弯曲模量/Mpa 2100~2400 --
压缩强度/Mpa 75~80 120~130
剪切强度/Mpa 35 --
缺口冲击强度/(KJ/m2) 17~24 8
洛氏硬度 M80 M90
疲劳极限106次/Mpa 10.5 --
热变形温度(1.82Mpa)/℃ 130~135 146
长期使用温度/℃ 110 130
线膨胀系数/(x10-5k-1) 7.2 2.7
热导率[W/(M•K)] 0.2 0.13
体积电阻率/(Ω•cm) 2.1×1016 1.5×1016
介电常数(106Hz) 2.9 3.45
介电损耗角正切值(106Hz) 0.0083 0.0070
介电强度/(kV/mm) 18 19
耐电弧/s 120 120
(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) 机械强度 PC的力学性能十分优良,具有刚而韧的优点。
其冲击性能是热塑性塑料中好的一种,比PA,POM高三倍之多,接近PF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及F4等差,但比PSF、ABS、PMMA等高;疲劳强度低,与其他品种塑料比较如表2所示
表2 106旋转次数时PC同其他塑料耐疲劳强度比较
材料 POM 布基PF PA6 PA66 PC 氯化聚醚
疲劳强度/MPa 35 27 22 21 10~14 7~7.5
(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℃,并受载荷的作用小;热导率和线膨胀系数都较小,阻燃性好,属于自熄性能材料。
(4)电学性能PC因属于弱极性聚合物,其绝缘性能一般。
但可贵之处在于其电性能在很宽的温度及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。
但需注意的是,随PC制品结晶度的提高,其体积电阻率增大。
(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℃以上的热水,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PC的耐空气、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
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