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热成型用原材料的性能

 

热成型用原材料的性能

 
作者:newmaker.com
 
一. PP

在过去的几年里,PP已变成一种可替换SB、PVC
塑料的热成型材料。不仅因为它的物理性能:较高的气体阻隔性能和较高的热稳定性。更是因为具有便宜的价格优势。

PP属于聚烯烃类塑料,它是部分结晶型塑料(SB、PVC是非结晶型塑料)。

如果我们从纯聚乙烯、均聚PP之间区分共聚PP的话,那么共聚PP是一种被乙烯改性的均聚PP。

均聚PP有较窄的比共聚PP更易铸塑的温度范围。如果生产透明的产品,则均聚PP的透明度比共聚PP的更高些。

共聚PP价格较高,它有较高的耐冲击强度,尤其在低于0℃的环境应用时。共聚PP比均聚PP更易热成型,但是,易出现裁切不断的问题。

为了改善材料的结构,有时加入成核剂,无论采用后加入的形式还是电子束交联聚合的PP。回料也有被用来作成核剂的,由于它对加工具有良好的影响。通常,PP加入成核剂后,加工更容易,生产速度更快。

许多供应商提供用滑石粉或碳酸钙(石灰石)填充的PP材料,其加工性能提高(当滑石粉、碳酸钙含量20——40%时)。然而,产品的表面变得无光甚至灰白,这决定于填充物的含量。

PP的加工特性与材料的熔点(间接大分子链的平均长度)、结构形式、PE和填充物的百分含量有关。

PP的典型特点是受热状态下高的线性伸长率,因此给片材加热和输送造成一些问题。

PP作为一种自然色和稍带白的乳白色材料,易着色,其熔点大约165℃,低于0℃时易碎(除非加入满足要求的添加物)。

有几个特殊的例子,未着色的PP无毒。与铜接触时,须配备防UV的稳定剂、阻燃剂、热稳定剂。

PP较典型的应用包括:汽车工业上的排气扇和电池壳,发动机箱的底座、盖子,皮箱内衬和轮子,黄油及日常产品包装、食品包装、家庭生活中常用的食品托盘、**的食品盘、化学工业特殊要求的耐热零件。

PP的特性:

密度:………………………………0.9—1.0g/cmз(滑石粉、碳酸钙会使密度增加)

加工温度:…………………………压力成型:145——160℃ 真空成型:170——220℃

低的温度可获得较高的透明度,高的温度可提高热稳定性。

模具温度:…………………………从需要冷却的包装制品到技术零件的90℃

模具收缩值:………………………在1.2——3%之间

使用温度:…………………………从0——125℃

通用级别:…………………………无味的且在特别干净生产条件加工的食品包装,共挤的阻隔复合片材,加入相应助剂的耐碱、耐气候、阻燃、抗静电级,一些级别是粒状的。

PP的优点:…………………………密度低,高的热稳定性,无毒包装,高的水汽阻隔性

PP的缺点:…………………………受热时长的线性伸长率,低于0℃的易脆性,弱的氧阻隔性,因此,需要为PP复合阻隔性材料

二.SB(impact PS)

当我们区分由苯乙烯和丁二烯交联聚合的SB(impact PS)与由苯乙烯聚合而成的PS不同的地方在于:SB(impactPS)是硬质的PS相和弹性体组分由紧密的化学结合力结合而成。由于
橡胶
(含2——10%)薄薄均匀的分布,改良了SB(impactPS)在冲击方面的行为。

SB(impact PS)是非透明的,耐冲击的,硬质到韧的,从高光泽到无光(毛面)。

通用聚苯乙烯是玻璃透明体,硬而明亮,非常硬几乎不能用于热成型加工。

SB(impact PS)的典型用途:

食品饮料包装,自助餐盘和热饮料杯,冰箱内衬、盒子,工业零件壳体,堆叠分选箱,收音机、电视机壳,及家庭日常生活用品。

SB(impact PS)卫生无害,易加工,耐气候性一般,不适用于长期储存油脂。

SB(impact PS)的特点:

密度:……………………………………………1.04——1.05g/cmз

加工温度:………………………………………一般130℃——150℃,极个别的达到200℃

模聚温度:………………………………………从加工包装制品时的冷冻水到加工工业零件的75℃

模具收缩率:……………………………………大约0.5%

使用温度:………………………………………-25℃(-35℃)到60℃(90℃,有的报道100℃。

可选用的级别:…………………………………未着色的,稍带白的,半透明的,或已染成各种颜色的,木纹色,植绒的,造粒的,与不同颜色的SB(impactPS)复合制成多层片材,或与聚烯烃、ABS、ASA、PVDC、PMMA复合。抗冲击强度取决于丁二烯的含量,从硬但冲击强度低到韧但冲击强度高。也可以对其进行抗静电、阻燃性的处理。

SB(impactPS)的优点:……………………价格便宜,可任意着色,易热成型加工,耐热温度达90℃,特殊的描述为可达到微波炉使用的级别——甚至用于热填充和敏感的东西时,也无味,耐低温至-25℃(特殊的达到-35℃),特别适于印刷。

SB(impactPS)的缺点:……………………不是晶体般透明,例:仅选择用于半透明。当用于食品包装,仅用于低脂肪食品。有限的气体阻隔性,限制包装油脂类。普通晶体透明PS,可直接挤出,可参阅PS和K—胶。

三.Styrolux

Styrolux是由BASF公司生产的苯乙烯丁二烯嵌段共聚物。

由于采用了特殊的加工方法,橡胶非常薄的均布,实质上几乎无散射光存在。

Styrolux的优点是晶体透明,明亮光泽,兼有高冲击强度,卫生无害,不会受到水、碱、弱的无机酸、盐溶液损坏,但是一些有机溶剂,尤其氯化的和芳香烃类可能影响它的表面(如同SB),而且如果延长时间的话,将会引起膨胀。

Styrolux也可以着色的透明级供应。

典型的应用:

象玻璃状透明、漂亮的光亮表面、冲击强度高的包装制品,例如:鸡蛋、点心、鲜果的包装,泡形罩,冷饮杯,铰链包装,箱,零件和如质量优级上等的玩具机车包装,杯盖。

Styrolux是一种可替换水晶般透明PVC的材料。

Styrolux的特点:

密度:………………………………………………1.01——1.02 g/cmз

加工温度:…………………………………………125——150℃

模具温度:…………………………………………30——50℃

模具收缩率:………………………………………大约0.4——0.5%

使用温度:…………………………………………58——80℃

选用级别:…………………………………………玻璃状透明和着色的透明级

助压模塞材料:……………………………………合成泡沫塑料(辅助助塞可能会在制品上留下痕迹)

优点:………………………………………………高透明(90%),高光泽抛光表面,易加工,食品级材料

缺点:………………………………………………价格高,低耐热性,易被油脂侵害。

四.K——胶,BDS共聚物

K胶是苯乙烯——丁二烯共聚物,由非利普公司生产,K胶可与Styrolux相比。

K胶的特点:

K胶的密度:……………………………………………1.04——1.05 g/cmз

加工温度:………………………………………………125——150℃

模具温度:………………………………………………30——40℃,用高光泽铝模

模具收缩率:…………………………………………0.4——0.5%

使用温度:……………………………………………达到85℃(未退火的71℃)

优点:…………………………………………………高透明度(90——95%)易加工,属食品级材料

缺点:…………………………………………………价格高,低耐热性,高的吸水率(0.08——0.09%),比Styrolux高(0.05%)。(吸水率:PS——0.1%,ABS——0.7%),将被油脂肪损坏。

五.PETP

PETP属于聚脂类热成型材料。它部分结晶,而且,高结晶度,材料具有非常好的热稳定性。理想的情况下,*高可能的结晶度应该能够得到,然而,考虑到设备的生产能力,在生产中很难实现。PETP的结晶度大约0%(实质是非晶体)。PETP受热结晶,随着结晶度的提高,材料越难成形。材料加热到130℃,结晶度5——15%时,成型依然非常良好。当模具加热至大约170℃,4秒的周期内将得到30——50%的结晶度,为了得到非常鲜明轮廓的零件,成型之后,将零件放进20——60℃的冷却模具中。PETP盘子在240℃的温度中依然保持稳定的尺寸性(结晶反应在加热过程中继续进行)。

PETP盘子可在微波炉和传统的炉中加热。它们主要应用领域在烫的食品、快餐、冷冻食品营业中。

PETP的特点:

密度:………………………………………1.33——1.37 g/cmз

加工温度:…………………………………130——135℃(材料温度)

模具温度:…………………………………170℃(考虑结晶反应在加热状态继续进行)

冷却模具温度:……………………………20——60℃(60℃时冻结应力*小)

模具收缩率:………………………………1.0——2%(对结晶材料)

优点:………………………………………热稳定性(-40——240℃),可重复使用,可在洗碗碟机中清洗。

缺点:………………………………………价格高,成型周期相对较长(10,*大15)非结晶性材料非常透明,结晶材料稍带白色。

六.ABS

ABS在特殊塑料中是一个较为重要的塑料材料。应用于对韧度和挺度要求高的领域,即强调热稳定性、磨损性、耐气候性。

ABS是由聚丁二烯改良SAN聚合物(STYERENEACRYLONITRILE),其由SAN派生而来的方法跟SB由PS派生而来的方法一样。如:都是加入5——40%的聚丁二烯橡胶。

ABS在关于流动特性、热稳定性、表面特点、韧度、抗静电等方面提供了较宽的偏差范围。有一些级别具有特殊特点:阻燃、含有EXPANDINGAGENTS,玻璃纤维增强,他们是透明的而且提高了热稳定性。

在欧洲,ABS不允许在典型的大量应用领域使用,包装中,ABS预计只占5%的份额。

ABS比SB较少易于变脏和具有抗静电作用,比SB易吸水,*大达到0.7%。比SB具有稳定的化学性,卫生无害,适合装油脂食品。含湿大对生产不利(产生气泡),那些存放时间长的已吸收水分的材料应该预干燥。

ABS的典型应用:

高质量的基本日常生活用品,工业零件,壳体,箱包,汽车、机动车辆零件,储存和周转箱。与PVC相比,ABS较少应用于冰淇淋和乳制产品的包装,在英国和其他一些国家,ABS允许用于冰淇淋包装。

ABS的特点:

密度:…………………………………………1.05——1.08 g/cmз

加工温度:……………………………………通常140——170℃,个别130——220℃(高温用于成型角度、轮廓、形状鲜明的产品)

模具温度:……………………………………从要求通冷冻水的包装制品80——90℃的工业用零件

模具收缩率:…………………………………0.6——0.7%

使用温度:……………………………………从-40——85℃(105℃),根据材料的种类而有所不同

选用级别:……………………………………晶状透明或各种颜色(稍带白),皮革花纹,含气候稳定剂,。冲击强度随聚丁二烯的含量而变,与丙烯酸片材层压或与PMMA共挤。

优点:…………………………………………在通用温度(-20——80℃),ABS具有非常好的冲击强度和挺性

缺点:…………………………………………吸水性强(高达0.7%),影响热成型产品。

七.PVC

当其他很多热成型塑料被直接用于成型加工时,PVC聚合物需要与合适的添加剂混合才能生产PVC薄膜或片材(采用压延或挤出成型)。

PVC是非结晶型热成型塑料。

VC均聚物是通过乳液、悬浮、和大量聚合反应过程。

在悬浮聚合反应中,VC单体在水中搅拌形成许多滴状物,于是得到粉状形式的共聚物(直径大于0.15mm)或玻璃珠状。

在乳液聚合反应中,VC单体通过肥皂状乳化剂薄薄均匀分散在水里,这样乳液状的耐久的分散体就得到了。这样就得到了可以直接使用的直径为0.02——0.04mm的颗粒乳液。如果进一步进行干燥,就可得到自由流动的粉沫。这样乳化剂保留在粉末的成品里,影响产品的透明度,保持着吸水性。

MASS聚合反应,通过两个阶段进行。首先,液态的单体在搅拌压力槽中进行*初的聚合反应,直到它适合于搅拌。第二阶段的行为

八.空气湿度及其对热成型产品的影响

各种塑料对水分的吸收程度不同,当材料加热时,水变得活泼,向外扩展,于是水蒸气就形成了。这样产生的力足以形成气泡。使塑料变成一种筛网或海绵状结构。甚至引起撕裂。当开始热成型加工时,为了保证干燥塑料,下面几条规则应当得到履行:

1. 保持储藏室干燥,我们建议恒定温度20℃。
2. 在需要用原料的前几个小时从仓库搬运的原料用量要求仅供一天使用。
3. 仓库只储存少量的材料。
4. 保证包装物尤其ABS的包装没有破损。
5. 对潮湿的材料进行预干燥

ABS,PC,醋酸纤维素 大约1.5——2小时/mm,在90℃。

PMMA 大约2小时/mm,在90——95℃。

PVC 大约1.5——2小时/mm,在70——75℃。