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1、第二章 高分子聚合物材料及应用 主讲：魏雅丽 1 2.2.2 ABS塑料 2 ABS Acrylonitrile Butadiene Styrene 树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三种成分 组成的一群耐冲击性热塑性树脂的总称。 2.2.2 ABS塑料 3 v ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒 、无味，非晶形共聚物。 ABS的特点 ABS树脂集合了三者单体的优良性质，即： 苯乙烯的光泽、电性能、成型性； 丙烯腈的耐热性、刚性、耐油性； 丁二烯的耐冲击性。 所以它拥有以下的优点： 2.2.2 ABS塑料 4 1.有优越的耐冲击强度，特别是在低温有无与伦比的冲 击强度，而且热变形温
2、度高 丁二烯 2.电性能、耐化学药品性、耐油性好、易电镀 丙烯腈 3.加工适应性好，注射成型、挤出成型、模压成型等所 有的加工方法都可以，而且尺寸稳定性好，耐碱性， 耐应力开裂性也好 苯乙烯 缺点： 1、透明性不好 2、耐候性较差 2.2.2 ABS塑料 5 ABS的应用 1壳体材料 广泛用于制造电话机、移动电话、复印机、传真机、玩具 及厨房用品等的壳体。 2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。 3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。 2.2.2 ABS塑料 6 2.2.3 聚碳酸酯PC 7 2.2.3 聚
3、碳酸酯PC 8 分子主链中含有碳酸酯基的聚合物统称为聚 碳酸酯,缩写PC.是用量第二大的工程塑料。 线型高聚物 R代表二羟基化合物的主体部分，R可以属于脂肪族、脂环 族、芳香族或脂肪-芳香族。 迄今最普遍的是双酚A型聚碳酸酯。 (通常所说的聚碳酸酯都是指双酚A型聚碳酸酯) 2.2.3 聚碳酸酯PC 9 1.链结构： 苯环刚性基团 醚氧键提高 链柔性 极性基团提高 分子间作用力 总体来讲，双酚A型的聚碳酸酯是刚性较强的 分子链。 2.2.3 聚碳酸酯PC 10 分子链比较 刚硬 分子间有较强 的作用力 PC很难结晶、是无定形高分 子材料 2.2.3 聚碳酸酯PC 11 2.PC特性： 11.化学
4、性能 4.机械性能 5.热性能 6.光学性能和耐辐射性 8.电性能 7.耐老化性和阻燃性 2.结晶性 3.吸水性 12.相容性 1.基本性能 9.稳定性 10.透气性 PC的 性能 2.2.3 聚碳酸酯PC 12 纯PC树脂是一种无定形、无味、无臭、无毒、 透明、呈微黄色或白色的刚而韧的热塑性聚合物 ；密度1.20g/cm3;收缩率小，为0.50.8%，且收 缩均匀。 1.基本性能 返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 13 2.结晶性 双酚A型PC大分子链较僵硬，结晶较困难，一般为无定 型聚合物，但分子量较低时有结晶趋势。 3.吸水性 PC大分子链上堆砌了大量苯环且极性低，其吸水性在通用 工程塑料
5、甚至所有热塑性塑料中都是较小的。 吸水主要原因：分子中的极性基团(酯基等)和表面吸附作 用。PC的吸水性小，一般不会影响其制品的尺寸和形状稳定 性，因此适于制造精密制品。 返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 14 4.机械性能 PC的力学性能优良，尤其是冲击性能优异，在低温下仍 保持较高力学强度，是一种强韧性材料。在很宽范围内能 保持较好的尺寸稳定性。 PC的冲击强度在目前使用的热塑性通用和工程塑料中非 常突出，与GF增强酚醛和聚酯玻璃钢相当。 PC的拉伸应力-应变曲线属硬而韧类型，拉伸过程中产生 明显的屈服点，强度很高，断裂伸长率较大。 PC的耐蠕变性优于PA和POM，尺寸稳定性高，而耐疲劳强
6、度较低、缺口敏感性高、耐磨性较差。 PC的耐应力开裂性较差，主要是PC熔体粘度大，成型时 易产生内应力，内应力使分子间力和链的缠结数减少，在 外力作用下，承受点减少，易断裂。 增加分子量有利于改善应力开裂性能。返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 15 5.热性能 PC具有很高的耐热性能和耐寒性。长期使用温度可在- 100130范围内，脆化温度-100，甚至在-180的低 温下，仍具有一定韧性。 PC无明显熔点，220230呈熔融状态，比通用塑料的熔 点高得多。PC在320以下很少降解，330340出现氧化 降解和热降解。 返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 16 6.光学性能和耐辐射性 PC无色透明，
7、透光性高 ，透光率大于87%，最高 可达90%以上，透明性仅 次于PMMA和PS ；折射率 随温度的变化呈直线关 系。由于折射率高，韧性 高，适宜制作精密光学仪 器。 PC的耐辐射性能欠佳， 高剂量辐射会使PC薄膜的 高温机械强度明显下降。 PC材料不变形监视窗 返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 17 PC耐候性较好，对热、空气、臭氧稳定性很好。制 品在室外暴露1年，机械性能基本不变。但较长时间暴 露于紫外光时，会因光氧化反应而发黄、降解、变 脆。故常加入光稳定剂、热稳定剂等以改善其性能。 7.耐老化性和阻燃性 PC可燃，燃烧时火焰呈淡黄色，离开火焰后立即自 动熄灭。 在基体中加阻燃性物质，如M
8、g(OH)2、Sb2O3、卤化 物、磷酸酯和红磷等，可提高其阻燃性。 返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 18 8.电性能 PC的分子极性小，吸水性低，因此具有优良的电绝 缘性能，但比非极性的聚合物差。在较宽的温度范围 和潮湿条件下，仍可保持较优异的电性能，如介电常 数和介电损耗角正切在室温至125范围内几乎不变； 在120加热后，电性能也基本保持不变；在-40- 120的低温下，体积电阻率仅比常温下稍有降低；在 电场电压为2kV/mm内，体积电阻率与电压无关，受湿 度影响很小。 返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 19 9.稳定性 PC加工温度高(300或更高)，在存在水、铁或残 余碱等杂质的情况下
9、，树脂易变黄，分子量降低。碱 的存在会引起变黄、支化和交联。 PC吸水性高于聚烯烃，但不影响尺寸稳定性。一般 PC吸水率0.15%，25是吸水率0.34%，100时为 0.48%。能耐60热水，在更高温度水中易开裂。树 脂中杂质可以与水反应，降低机械性能。 返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 20 10.透气性 PC的气密性良好，其透气性与气体的分子量和性质 有关。由于水的极性强，CO2与PC的结构相近，因此 ，其透过量要高些。 返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 21 11.化学性能 PC具有一定的耐化学药品性，对有机酯、稀无机 酸、盐类、油、脂肪烃及醇都比较稳定； 不耐稀碱、浓酸、王水、氯烃、胺、
10、酮、酯、芳 烃及糠醛等。酯基存在使PC较容易溶于极性有机溶 剂。 常用的溶剂是二氯甲烷、三氯甲烷和四氯乙烷。 返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 22 12.相容性 PC共混塑料(塑料合金)的物理机械性能好坏，与该体系各 组分间的相容性密切相关。研究并了解它与其它树脂的相容 性是获得优良性能共混物的必要条件。 (1)PC可与聚酯类树脂(如PET、PBT等)、ABS、MPS、POM、 PU、某些丙烯酸树脂等熔混。 (2)PC虽可与PVC均匀熔混，但在PC熔融温度下，PVC会发生 显著降解。PC可与少量LDPE熔混均匀；也可与氯化聚醚部分 熔混。 (3)PC与PP、HDPE及PA熔混不均匀熔混不均匀，
11、有严重分层现象，但似 乎不会引起PC降解。 返回 2.2.3 聚碳酸酯PC 23 3.PC加工特性： PC的 加工特性 吸水性 结晶和 收缩率 热稳定性 流变性能 吸水率低，但高温成型时水会 使树脂发生水解降解，故 加工前需干燥处理 非结晶性塑料 收缩率低 加工温度高 粘度大，是热敏性的， 熔体粘度对温度的 变化比较敏感， 2.2.3 聚碳酸酯PC 24 4.PC成型方法： PC加工性能优良，可采用多种方法加工，如注塑、挤出、吹 塑、压延等。 注塑是主要成型方法，主要用于制造较精密的、承受较大冲 击负荷的中、小型制品。 挤出成型用于制造PC的板、管和棒等型材以及薄膜，所用物 料分子量较高，一般
12、均在3.4104以上。 用吹塑成型方法可生产PC的包装容器。 另外，PC可进行打孔、辊压以及加工等冷成型，还可进行对 接、涂布、装饰、超声波焊接、粘结、真空镀和化学镀、印刷 等二次加工。 2.2.3 聚碳酸酯PC 25 5.PC应用： v透明 v抗冲击击 大型灯罩、防护玻璃、照相器材、眼科用玻璃 飞机坐舱玻璃，天窗。 眼镜/太阳镜 公路/成铁隔音玻璃幕墙 防暴盾牌 2.2.3 聚碳酸酯PC 26 v透明性 v抗冲击击性 v耐热热性 纯净水、矿泉水筒、热水瓶、透明餐具 n电绝缘性VCD、DVD光盘。 n高强度电子电器的零部件、消费性电子产品外壳 多为PC/ABS合金 2.2.3 聚碳酸酯PC 27 纤维增强PC具有 与金属材料类似 的力学性能 制造承载的机械零部件：齿 轮、轴承、轴承、轴套；发 动机零部件。 含双酚A(BPA)的奶瓶被认为会 诱发性早熟，欧盟从2011年3月 1日起禁止PC婴儿奶瓶使用。 部分塑料奶瓶采用了PP材料或者PES材料 制成，都对外明示“不含双酚A。 28