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熱成型用原材料的性能
日期：2025-06-02 01:13
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摘要：
熱成型用原材料的性能 |
| 作者：newmaker.com |
| 一． PP 在過去的幾年里，PP已變成一種可替換SB、PVC塑料的熱成型材料。不僅因為它的物理性能：較高的氣體阻隔性能和較高的熱穩定性。更是因為具有便宜的價格優勢。 PP屬于聚烯烴類塑料，它是部分結晶型塑料（SB、PVC是非結晶型塑料）。 如果我們從純聚乙烯、均聚PP之間區分共聚PP的話，那么共聚PP是一種被乙烯改性的均聚PP。 均聚PP有較窄的比共聚PP更易鑄塑的溫度范圍。如果生產透明的產品，則均聚PP的透明度比共聚PP的更高些。 共聚PP價格較高，它有較高的耐沖擊強度，尤其在低于0℃的環境應用時。共聚PP比均聚PP更易熱成型，但是，易出現裁切不斷的問題。 為了改善材料的結構，有時加入成核劑，無論采用后加入的形式還是電子束交聯聚合的PP。回料也有被用來作成核劑的，由于它對加工具有良好的影響。通常，PP加入成核劑后，加工更容易，生產速度更快。 許多供應商提供用滑石粉或碳酸鈣（石灰石）填充的PP材料，其加工性能提高（當滑石粉、碳酸鈣含量20——40%時）。然而，產品的表面變得無光甚至灰白，這決定于填充物的含量。 PP的加工特性與材料的熔點（間接大分子鏈的平均長度）、結構形式、PE和填充物的百分含量有關。 PP的典型特點是受熱狀態下高的線性伸長率，因此給片材加熱和輸送造成一些問題。 PP作為一種自然色和稍帶白的乳白色材料，易著色，其熔點大約165℃，低于0℃時易碎（除非加入滿足要求的添加物）。 有幾個特殊的例子，未著色的PP無毒。與銅接觸時，須配備防UV的穩定劑、阻燃劑、熱穩定劑。 PP較典型的應用包括：汽車工業上的排氣扇和電池殼，發動機箱的底座、蓋子，皮箱內襯和輪子，黃油及日常產品包裝、食品包裝、家庭生活中常用的食品托盤、**的食品盤、化學工業特殊要求的耐熱零件。 PP的特性： 密度：………………………………0.9—1.0g/cmз（滑石粉、碳酸鈣會使密度增加） 加工溫度：…………………………壓力成型：145——160℃ 真空成型：170——220℃ 低的溫度可獲得較高的透明度，高的溫度可提高熱穩定性。 模具溫度：…………………………從需要冷卻的包裝制品到技術零件的90℃ 模具收縮值：………………………在1.2——3%之間 使用溫度：…………………………從0——125℃ 通用級別：…………………………無味的且在特別干凈生產條件加工的食品包裝，共擠的阻隔復合片材，加入相應助劑的耐堿、耐氣候、阻燃、抗靜電級，一些級別是粒狀的。 PP的優點：…………………………密度低，高的熱穩定性，無毒包裝，高的水汽阻隔性 PP的缺點：…………………………受熱時長的線性伸長率，低于0℃的易脆性，弱的氧阻隔性，因此，需要為PP復合阻隔性材料 二．SB（impact PS） 當我們區分由苯乙烯和丁二烯交聯聚合的SB（impact PS）與由苯乙烯聚合而成的PS不同的地方在于：SB（impactPS）是硬質的PS相和彈性體組分由緊密的化學結合力結合而成。由于橡膠（含2——10%）薄薄均勻的分布，改良了SB（impactPS）在沖擊方面的行為。 SB(impact PS)是非透明的，耐沖擊的，硬質到韌的，從高光澤到無光（毛面）。 通用聚苯乙烯是玻璃透明體，硬而明亮，非常硬幾乎不能用于熱成型加工。 SB（impact PS）的典型用途： 食品飲料包裝，自助餐盤和熱飲料杯，冰箱內襯、盒子，工業零件殼體，堆疊分選箱，收音機、電視機殼，及家庭日常生活用品。 SB（impact PS）衛生無害，易加工，耐氣候性一般，不適用于長期儲存油脂。 SB（impact PS）的特點： 密度：……………………………………………1.04——1.05g/cmз 加工溫度：………………………………………一般130℃——150℃，極個別的達到200℃ 模聚溫度：………………………………………從加工包裝制品時的冷凍水到加工工業零件的75℃ 模具收縮率：……………………………………大約0.5% 使用溫度：………………………………………-25℃（-35℃）到60℃（90℃，有的報道100℃。 可選用的級別：…………………………………未著色的，稍帶白的，半透明的，或已染成各種顏色的，木紋色，植絨的，造粒的，與不同顏色的SB（impactPS）復合制成多層片材，或與聚烯烴、ABS、ASA、PVDC、PMMA復合。抗沖擊強度取決于丁二烯的含量，從硬但沖擊強度低到韌但沖擊強度高。也可以對其進行抗靜電、阻燃性的處理。 SB（impactPS）的優點：……………………價格便宜，可任意著色，易熱成型加工，耐熱溫度達90℃，特殊的描述為可達到微波爐使用的級別——甚至用于熱填充和敏感的東西時，也無味，耐低溫至-25℃（特殊的達到-35℃），特別適于印刷。 SB（impactPS）的缺點：……………………不是晶體般透明，例：僅選擇用于半透明。當用于食品包裝，僅用于低脂肪食品。有限的氣體阻隔性，限制包裝油脂類。普通晶體透明PS，可直接擠出，可參閱PS和K—膠。 三．Styrolux Styrolux是由BASF公司生產的苯乙烯丁二烯嵌段共聚物。 由于采用了特殊的加工方法，橡膠非常薄的均布，實質上幾乎無散射光存在。 Styrolux的優點是晶體透明，明亮光澤，兼有高沖擊強度，衛生無害，不會受到水、堿、弱的無機酸、鹽溶液損壞，但是一些有機溶劑,尤其氯化的和芳香烴類可能影響它的表面（如同SB），而且如果延長時間的話，將會引起膨脹。 Styrolux也可以著色的透明級供應。 典型的應用： 象玻璃狀透明、漂亮的光亮表面、沖擊強度高的包裝制品，例如：雞蛋、點心、鮮果的包裝，泡形罩，冷飲杯，鉸鏈包裝，箱，零件和如質量優級**的玩具機車包裝，杯蓋。 Styrolux是一種可替換水晶般透明PVC的材料。 Styrolux的特點： 密度：………………………………………………1.01——1.02 g/cmз 加工溫度：…………………………………………125——150℃ 模具溫度：…………………………………………30——50℃ 模具收縮率：………………………………………大約0.4——0.5% 使用溫度：…………………………………………58——80℃ 選用級別：…………………………………………玻璃狀透明和著色的透明級 助壓模塞材料：……………………………………合成泡沫塑料（輔助助塞可能會在制品上留下痕跡） 優點：………………………………………………高透明（90%），高光澤拋光表面，易加工，食品級材料 缺點：………………………………………………價格高，低耐熱性，易被油脂侵害。 四．K——膠，BDS共聚物 K膠是苯乙烯——丁二烯共聚物，由非利普公司生產，K膠可與Styrolux相比。 K膠的特點： K膠的密度：……………………………………………1.04——1.05 g/cmз 加工溫度：………………………………………………125——150℃ 模具溫度：………………………………………………30——40℃，用高光澤鋁模 模具收縮率：…………………………………………0.4——0.5% 使用溫度：……………………………………………達到85℃（未退火的71℃） 優點：…………………………………………………高透明度（90——95%）易加工，屬食品級材料 缺點：…………………………………………………價格高，低耐熱性，高的吸水率（0.08——0.09%），比Styrolux高（0.05%）。（吸水率：PS——0.1%，ABS——0.7%），將被油脂肪損壞。 五．PETP PETP屬于聚脂類熱成型材料。它部分結晶，而且，高結晶度，材料具有非常好的熱穩定性。理想的情況下，*高可能的結晶度應該能夠得到，然而，考慮到設備的生產能力，在生產中很難實現。PETP的結晶度大約0%（實質是非晶體）。PETP受熱結晶，隨著結晶度的提高，材料越難成形。材料加熱到130℃，結晶度5——15%時，成型依然非常良好。當模具加熱至大約170℃，4秒的周期內將得到30——50%的結晶度，為了得到非常鮮明輪廓的零件，成型之后，將零件放進20——60℃的冷卻模具中。PETP盤子在240℃的溫度中依然保持穩定的尺寸性（結晶反應在加熱過程中繼續進行）。 PETP盤子可在微波爐和傳統的爐中加熱。它們主要應用領域在燙的食品、快餐、冷凍食品營業中。 PETP的特點： 密度：………………………………………1.33——1.37 g/cmз 加工溫度：…………………………………130——135℃（材料溫度） 模具溫度：…………………………………170℃（考慮結晶反應在加熱狀態繼續進行） 冷卻模具溫度：……………………………20——60℃（60℃時凍結應力*小） 模具收縮率：………………………………1.0——2%（對結晶材料） 優點：………………………………………熱穩定性（-40——240℃），可重復使用，可在洗碗碟機中清洗。 缺點：………………………………………價格高，成型周期相對較長（10，*大15）非結晶性材料非常透明，結晶材料稍帶白色。 六．ABS ABS在特殊塑料中是一個較為重要的塑料材料。應用于對韌度和挺度要求高的領域，即強調熱穩定性、磨損性、耐氣候性。 ABS是由聚丁二烯改良SAN聚合物（STYERENEACRYLONITRILE），其由SAN派生而來的方法跟SB由PS派生而來的方法一樣。如：都是加入5——40%的聚丁二烯橡膠。 ABS在關于流動特性、熱穩定性、表面特點、韌度、抗靜電等方面提供了較寬的偏差范圍。有一些級別具有特殊特點：阻燃、含有EXPANDINGAGENTS，玻璃纖維增強，他們是透明的而且提高了熱穩定性。 在歐洲，ABS不允許在典型的大量應用領域使用，包裝中，ABS預計只占5%的份額。 ABS比SB較少易于變臟和具有抗靜電作用，比SB易吸水，*大達到0.7%。比SB具有穩定的化學性，衛生無害，適合裝油脂食品。含濕大對生產不利（產生氣泡），那些存放時間長的已吸收水分的材料應該預干燥。 ABS的典型應用： 高質量的基本日常生活用品，工業零件，殼體，箱包，汽車、機動車輛零件，儲存和周轉箱。與PVC相比，ABS較少應用于冰淇淋和乳制產品的包裝，在英國和其他一些國家，ABS允許用于冰淇淋包裝。 ABS的特點： 密度：…………………………………………1.05——1.08 g/cmз 加工溫度：……………………………………通常140——170℃，個別130——220℃（高溫用于成型角度、輪廓、形狀鮮明的產品） 模具溫度：……………………………………從要求通冷凍水的包裝制品80——90℃的工業用零件 模具收縮率：…………………………………0.6——0.7% 使用溫度：……………………………………從-40——85℃（105℃），根據材料的種類而有所不同 選用級別：……………………………………晶狀透明或各種顏色（稍帶白），皮革花紋，含氣候穩定劑，。沖擊強度隨聚丁二烯的含量而變，與丙烯酸片材層壓或與PMMA共擠。 優點：…………………………………………在通用溫度（-20——80℃），ABS具有非常好的沖擊強度和挺性 缺點：…………………………………………吸水性強（高達0.7%），影響熱成型產品。 七．PVC 當其他很多熱成型塑料被直接用于成型加工時，PVC聚合物需要與合適的添加劑混合才能生產PVC薄膜或片材（采用壓延或擠出成型）。 PVC是非結晶型熱成型塑料。 VC均聚物是通過乳液、懸浮、和大量聚合反應過程。 在懸浮聚合反應中，VC單體在水中攪拌形成許多滴狀物，于是得到粉狀形式的共聚物（直徑大于0.15mm）或玻璃珠狀。 在乳液聚合反應中，VC單體通過肥皂狀乳化劑薄薄均勻分散在水里，這樣乳液狀的耐久的分散體就得到了。這樣就得到了可以直接使用的直徑為0.02——0.04mm的顆粒乳液。如果進一步進行干燥，就可得到自由流動的粉沫。這樣乳化劑保留在粉末的成品里，影響產品的透明度，保持著吸水性。 MASS聚合反應，通過兩個階段進行。首先，液態的單體在攪拌壓力槽中進行*初的聚合反應，直到它適合于攪拌。**階段的行為 八．空氣濕度及其對熱成型產品的影響 各種塑料對水分的吸收程度不同，當材料加熱時，水變得活潑，向外擴展，于是水蒸氣就形成了。這樣產生的力足以形成氣泡。使塑料變成一種篩網或海綿狀結構。甚至引起撕裂。當開始熱成型加工時，為了保證干燥塑料，下面幾條規則應當得到履行： 1． 保持儲藏室干燥，我們建議恒定溫度20℃。 2． 在需要用原料的前幾個小時從倉庫搬運的原料用量要求僅供**使用。 3． 倉庫只儲存少量的材料。 4． 保證包裝物尤其ABS的包裝沒有破損。 5． 對潮濕的材料進行預干燥 ABS，PC，醋酸纖維素 大約1.5——2小時/mm，在90℃。 PMMA 大約2小時/mm，在90——95℃。 PVC 大約1.5——2小時/mm，在70——75℃。 |