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史上最全面各種類塑膠原料物性應用知識7
烯烴類熱塑性彈性體（烯烴類TPES）
熱塑性聚烯烴共混物包括了烯烴類TPES，熱塑性聚烯烴（TPOS），熱塑性彈性體塑料改性聚丙烯（EMPPS）及工程聚烯烴。它們都是熱塑性聚烯烴類（主要是聚丙烯）與彈性體的共混物，通常也稱為烯烴類共混物。這些共混物具有寬廣范圍的物理性能和流變性能，從柔軟的彈性體到又初又剛的材料都有，因而有廣闊的應用范圍。
TPOS一般在最普通的熱塑性彈性體加工設備上就可加工成型。它們的寬廣性能，低的重量和優良的加工性能及其它們的價格，成為各種終端用途可作出的最佳選擇。
化學和性質
彈性體改性聚烯烴類共混物是由半結晶的熱塑性聚烯烴與無定型的彈性體構成，主要類型為聚丙烯的均聚物或共聚物與乙烯一丙烯（EP）或乙烯一丙烯一二烯烴（EPDM）橡膠的共混物。它們可加入各種填料（如滑石粉、玻璃、碳酸鈣、云母等），還可添加耐熱、耐氧化、抗紫外線的穩定劑，色料，潤滑劑及其它加工助劑。用作相容劑或為提高某些特殊性能也可加入其它的高聚物。
大多數TPOS是在間歇式或連續式混合機上制備的機械共混物，產品的形態和物理性能受到加工條件的影響。在混合期間可使之進一步改性，產生可控流變性產品或部分交聯，但仍屬熱塑性材料的產品。
過去幾年已有關于反應器內接續聚合制備PP／PE共混物的報導。這種共混物是在一組接續反應器中合成聚丙烯和EP共聚物的，包括制備PP和用相似的方法制備橡膠，但這是一個接續的過程。相對于機械共混物來說其產物的性能變化范圍較小，然而反應器內制備的這些共混物卻能滿足某些應用要求，作為工程聚烯烴的組分也是很有用的。
TPO共混物在商業上應用的主要性能包括有極好的低溫抗沖性能，較高的剛性，熔融流動速率和可控制的成型收縮率。上述特性可以調節滿足某些特殊應用的需要，從柔軟的橡膠狀到具有很高硬度和剛性的共混物，彎曲模量為138至276MPa。TPOS還具有低的密度和優良的化學和電性能。使用溫度為一40℃至130℃，添加耐紫外線穩定劑和紫外線吸收劑可改善戶外使用時的耐老化性能（如增加耐紫外線穩定性），用色母料很容易為塑料著色。
經過相當大的努力成功地改善了烯烴類共混物的表面特性，提高了它們與涂料和粘合劑的結合能力。表面性能的改善促使了產品的商業化，提高了使用性能（如油漆的附著力和耐溶劑性能）。當某些產品具有功能性的表面后，它不需增粘涂層或底層就可被涂敷。
隨著樹脂設計和共混物、塑料合金技術的發展，將使TPOS逐漸滲透到工程塑料所占領的領域。
加工
熱塑性聚烯烴共混物用傳統的熱塑性加工的方法很容易加工，大多數TPOS能注塑成型，也可吹塑成型或擠塑成型。也有一些熱成型的品級。設計這些產品有寬廣的選擇范圍，使定制的材料能滿足加工和使用的要求。TPO材料已有很多的加工方法，并很容易注塑成型和其它熱塑成型加工。
應用
熱塑性聚烯烴共混物已普遍用于汽車工業，主要是汽車外裝的模塑件（如緩沖器托板、導風板、側面模件、填隙板、柵格、端蓋），它們同樣也用作垂直車身壁板和擋泥板擴張部分。由于它們能著色模塑，使產品具有低的光澤和良好的表面外界周時還保持了較好的耐紫外線穩定性排閉港潮的增車內裝和外裝的應用還在增加。由于材料的性能（如耐熱。耐溶劑的穩定性，較好的柔軟性和優良的聲音阻尼性能）達到了相互均衡，其在導管消音材料，防護屏蔽和其它在汽車發動機罩下的應用正在擴大，另外TPOS的熱成型，吹塑成型及注塑成型的產品正在進入卡車市場。在非汽車方面的應用有導線、電纜的絕緣層和護套，擋風（雨）條，工具把手，體育運動用品及其它注塑和擠塑成型的產品。
商業信息
熱塑性聚烯烴共混物在1993年，全年僅在運輸業的消耗用量高達1．5萬億磅，并正以 10％的年增長率發展。這種高的增長率在于對汽車市場的滲透，以及對一些材料的更換，如反應性注塑聚氨酯，聚碳酸酯共混物和工程塑料等。由于對環境因素更加重視，塑料的可再生性顯得更為重要，對TPO材料的需求將會增加。它們的價格約為0．80一1．50美元／磅，主要供應商有 D＆S Plastics， Himont， Exxon， Mytex， and CCT。
2．熱成型，使用苯乙烯-丁二烯共聚物和通用型的聚苯乙烯（g．-p．PS）的共混物。苯乙烯-丁二烯共聚物以有 流動性的小球形式提供。
化學和性能
采用溶液聚合，以烷基理為催化劑，順序加入苯乙烯和1，3一丁二烯單體，（可制成苯乙烯-丁二烯共聚物。苯乙烯-丁二烯共聚物既可通過偶合制成星型嵌段共聚物。又可通過線性加成及應制成多嵌段線型共聚物。所產生的無定形苯乙烯-丁二烯共聚物具有特殊的丁二烯、苯乙烯嵌段結構。丁二烯嵌段形成非連續的丁二烯橡膠微區，具有韌性和抗沖擊性。透明性受了二烯嵌段長度和結構的控制，如果丁二烯嵌段微區長度小于可見光波長，則顯示透明性。苯乙烯嵌段形成連續的苯乙烯微區，它具有熱塑性、剛度、高光澤度以及與其它苯乙烯系樹脂的相容性。這些聚合物凝膠含量低、模塑收縮低、有閃耀性、低吸水性。很好的撓曲壽命以及容易加工等特性。
苯乙烯-丁二烯共聚物可通過超聲焊、溶劑粘接和振動焊接來粘合；并且可通過γ一射線或環氧乙烷來滅菌。苯乙烯-丁二烯共聚物是由美國食品與藥物管理局FDA認可，可以應用于食品和飲料包裝；它們在許多醫學應用中，也允許使用。典型的Firestone公司的Stereon 881苯乙烯-丁二烯共聚物的性質見表一1。各種品級的苯乙烯-丁二烯共聚物主要用在兩方面：注塑成型和熱成型。注塑成型產品一般具有較高苯乙烯的含量，具有更大的表面硬度、剛性、更高的光澤度、更低的彎曲性以及更低的伸長率。這些產品通常不摻雜其它物質，并且具有非常好的抗沖擊強度、韌性以及清晰度。
熱成型產品通常與通用型聚苯乙烯共混后使用，其比例為60：40，40：60。這些產品與通用型聚苯乙烯的相容性非常好，并且具有非常好的擠出和熱成型性能，可加工成薄型制品、具有低應力發白以及同時具有韌性和清晰度等優良性質。
苯乙烯-丁二烯共聚物也可用于制薄膜和摻混聚合物。其中摻混聚合物的基材可以是聚苯乙烯（PS）、高抗沖聚苯乙烯（HIPS）、苯乙烯一丙烯腈共聚物（SAN）、聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）以及苯乙烯一甲基丙烯酸甲酯共聚物。
加工
苯乙烯-丁二烯共聚物的粒料不需干燥，并且可以回收使用。這些聚合物可以在一般的熱塑性塑料加工設備上進行加工，例如片材擠塑、注塑成型、熱成型以及吹塑成型。典型的加工溫度為380－450 °F 。它們可以很容易著色成為深色但仍是透明的或是不透明的，并且可以被染成各種顏色。通常用于聚苯乙烯和HIPS的加工設備都可用于加工苯乙烯-丁二烯共聚物。
應用
由于苯乙烯-丁二烯共聚物具有很好的清晰度、韌性、容易加工以及經濟性，所以它們可應用于許多領域中。苯乙烯-丁二烯共聚物熱成型產品通常受益于與之共混的價廉的通用型聚苯乙烯，因為這樣可使它們應用于一次性包裝中，其中包括：一次性飲料杯、碗、托盤、食品蓋、快餐盒以及各種容器蓋。其
它應用包括：泡沫包裝和其他的展示品包裝。注塑成型產品的應用包括：醫用制件，陳列品箱、箱、盒、展示品盒、罩以及玩具零件、支架和辦公用品等。薄膜的應用包括：熱收縮性包裝袋、蔬菜保鮮袋和外包裝。
商業信息
苯乙烯-丁二烯共聚物的性能和價格正好介乎兼透明有脆性，價格低廉的材料如通用型聚苯乙烯和那些價格昂貴、高性能或難加工的材料如PETG、PC． OPS。纖維素塑料、丙烯酸酯、PVC以及ABS之間。每磅價格在0．8?1．05美元范圍內。目前的苯乙烯-丁二烯共聚物制造廠遍及世界，他們注冊的商品名為：美國Firestone公司的 Stereon；美國 Phillips 66公司的 K?Resin；日本 Asahi Chemical公司的Asaflex；德國BASF公司的Styrolux；日本Denki－Koguku公司的Clearen；和比利時Fina Oil＆Chemical的Finaclear．
苯乙烯-丙烯腈共聚物
苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）是無色透明的熱塑性樹脂，具有耐高溫性、出色的光澤度和耐化學介質性，還有優良的硬度、剛性、尺寸穩定性和較高的承載能力。由于該樹脂固有的透明性，故非常普通地用于制造透明塑料制品。
化學和性能
SAN樹脂是線性無定形共聚物，是通過連續本體、懸浮或乳液聚合制得。通過分子量的改變和苯乙烯／丙烯腈的配比變化可以調節聚合產物的性能。在聚合過程中或聚合完成后的配混操作中可加人添加劑和改性劑，以獲得所需要的綜合性能。所用添加劑和改性材料一般包括著色劑、玻璃纖維增強材料、脫模劑、紫外光穩定劑、彈性體、抗靜電劑以及流動助劑和加工助劑。
SAN樹脂能耐脂肪烴、非氧化性酸。堿、植物油、食品，某些醇類和洗滌劑，但與一些芳香烴、酮類、酯類和氯化烴接觸會被侵蝕。熱變形溫度范圍為200～230°F（182MPa下），所制得產品的最高使用溫度受應力、周圍的化學介質環境和取向度的影響很大，但185°F 的連續使用溫度是完全能夠達到的。SAN的斷裂拉伸強度為69?83MPa，其彎曲強度和彈性模量一般較高。根據樹脂品級和加工條件不同，SAN的缺口懸臂梁抗沖擊強度范圍為 0．2～0．5 ft.lb／in。
SAN樹脂與用量更大。被普遍使用的ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物）合成樹脂相比，缺少一個橡膠組分（丁二烯橡膠）。由于SAN中沒有橡膠組分，因此它的抗沖擊強度低于ABS樹脂。但SAN其它大部分性能（如耐熱性、耐化學介質性、拉伸和彎曲強度和光澤度等）優于通用級ABS樹脂。
特殊品級
SAN的特殊品級包括紫外光穩定級、抗靜電級、耐滲透級、玻璃纖維增強級等。抗靜電SAN生產的制品可防止粒子和灰塵的吸附聚集；耐滲透SAN可減少氣體和水蒸汽的透過率；用紫外光穩定級SAN生產的玻璃、散光板和標志牌等產品其性能得到改善。
玻璃纖維增強SAN樹脂具有很高的剛性和尺寸穩定性。新開發的SAN樹脂有高透明級、“潔白”產品級、可發性SAN（用于生產泡沫塑料）和各種共混物和合金。
雖然SAN樹脂本身是透明的，但通過頂著色方式或使用濃色母料，也能制造一系列發霧的、半透明和不透明的制品。
加工
SAN樹脂可用普通熱塑性塑料的成型方法進行加工，如注塑、擠塑、注塑吹塑和壓塑成型等。SAN樹脂有吸水性，故為保證產品質量，在加工成型前應對SAN進行干燥處理。
SAN樹脂可進行二次加工，而且其性能變化很小。但是，如果受熱厲害的話，產品可能會發生顏色變化，變成黃色色調。SAN在再加工中不能混雜其它塑料，盡管它們很容易相容，但也會對產品的顏色和透明度產生影響。SAN為極性聚合物，一般與非極性樹脂（包括聚苯乙烯）不相容。SAN樹脂與ABS樹脂是相容的。
適用于SAN的后處理操作包括熱沖壓、涂漆、絲網印刷、超聲波焊接、機械加工、真空噴鍍、溶劑粘焊，以及用于ABS、丙烯酸酯類樹脂和聚苯乙烯的其它大部分加工方法。
應用
SAN樹脂最大的用途是作為一個組分制造ABS樹脂。因此，所有主要的ABS生產廠都制造SAN樹脂。SAN在商業市場上有廣泛的用途。
家庭用品 SAN用于制造家庭用品是因為它具有透明性，對一般食物和洗滌劑有耐化學介質性，并且具有足夠的耐高溫性可以在高溫洗滌條件下洗滌。具體應用有大口杯、帶把杯、洗浴用具、冰桶、沙拉碗和托盤等。
器械附件 SAN樹脂在此方面的應用也主要緣于其透明性和耐化學介質性。主要用途包括冷藏柜抽屜、攪拌器。真空吸塵器部件、加濕器部件和洗衣機洗滌劑噴灑器。
汽車部件 抗紫外線／耐紫外線的SAN可用于生產車燈玻璃。玻璃纖維增強SAN可制造汽車儀表盤。
電器 主要有磁帶盒和磁帶盒上透明窗、唱機蓋、儀表透明外殼、計算機卷紙器、蓄電池箱、按鍵帽、計算器和打印機工作臺。
建筑 安全玻璃、濾水器外殼和水龍頭旋扭。
醫用制品 注射器、血液抽吸管、腎滲折裝置及反應器。
包裝材料 化妝盒、口紅套管、睫毛膏蓋瓶子、罩蓋、帽蓋噴霧器和噴嘴等。
特殊產品 一次性打火機外殼、刷子基材和硬毛、漁具、假牙、牙刷柄、筆桿、樂器管口以及定向單絲，這些都是SAN的一部分應用。
工業制品 蓄電池箱、用于許多其它塑料的濃色母料載體；作為PVC添加劑以改善其成型性、耐熱性和光澤度。
氯化PVC
氯化聚氯乙烯是聚氯乙烯樹脂后氯化得到的一種獨特聚合物。
化學與性質
PVC分子上再增加一些氯以后，產物CPVC樹脂的玻璃化溫度（Tg）將提高至239至275°F溫度范圍內；載荷下熱變形溫度，根據其配方的不同，也將從PVC物料的約158°F提高到180至219°F的溫度范圍內。也就是說，所額外增加的氯，改善了硬PVC的阻燃性、生煙性，提高了抗張強度和模量，而保留了它原有的良好性能：突出的尺寸穩定性，優良的耐化學特性以及良好的介電性能。
CPVC混配料仍然保持較高氯含量樹脂的高熱畸變溫度特性，其物料混配工藝與PVC混配相類似，但更復雜、更困難。
混配料可應用傳統的擠塑、壓延、注塑等加工管材、型材、片材等熱塑性成型方法。擠塑加工包括用雙螺桿擠塑機加工粉末狀物料和用單螺桿擠塑機加工粒狀物料。
用一種合適的溶劑溶解CPVC樹脂，可制得一種很有用的粘接劑。一些加工者還可用其溶液成功地制得CPVC流延薄膜。
加工
雖然CPVC是以PVC為基質制得的聚合物，且和PVC共有某些性能，但是，它也是一種有其自身特性的聚合物，這一點對于其加工特別重要。例如，CPVC聚合物熔融溫度范圍從400°F直至最高達到 450°F。擠塑加工需要采用鍍鉻或不銹鋼的模頭。擠塑模頭必須是良好流線型，以保證能長時間地加工運轉。平板模頭不能獲得滿意的擠塑運轉時間。為了很好地控制管材和異型材的擠塑尺寸，最好采用真空定型技術。擠塑設備需配備至少 40馬力的螺桿傳動裝置。有幾種螺桿設計可適于擠塑加工各種配方好的混配料。
注塑加工需要采用有合適導出長度的低壓縮螺桿。管件用物料需要采用尖梢式塑化螺桿。而低粘度，高產出物料需要采用卸掉滑動止過環的加工螺桿，不能采用球形止逆螺桿。注塑模具應該采用不銹鋼材料，至少也應采用鍍鉻或鍍鎳材料。
應用
由于固有的耐化學特性、高度的剛性、固有的抗燃性、優良的抗張強度、耐室內光、耐氣候特性以及合適的密度，使CPVC材料具有廣泛的應用市場。
傳統上，CPVC材料常用于制造冷。熱水輸送管材、管件以及工業化學液體的傳送管道、管件、閥門等。最新技術的發展使之可以擠塑成型窗玻璃鑲裝壓條、冷卻塔板、汽車內用制品、廢棄物處理器具以及各種室外深色應用物品。一些定制注塑品級可見于辦公機械外殼、長途通訊設備用品以及一些儀器部件。一項最新發展是消防系統管材、管件特用的CPVC 物料。
CPVC最早（大約1960年）用于制造居家用冷、熱水輸送管及管件。其管材熱損耗低、不掛水滴、無水垢聚積，在180°F溫度與 100磅／英寸2壓力下可持續應用，并經美國國家環境衛生基金會可飲用水認證，因而，促使數百萬居住小區采用CPVC管材。CPVC物料制成的水龍頭配件及閥門用于飲用水系統中，也具有同樣優點。
建筑上的其他應用還包括窗玻璃深色鑲裝壓條、天窗框架，這是因為CPVC有較高耐熱性，可耐受深色導致的聚積熱。
CPVC耐化學特性使之能應用于傳送工業液體，尤其是造紙、制漿過程中的高溫液體以及電鍍、電化學操作中的酸。堿液體。許多電鍍工業管線中都采用CPVC貯罐、管材及過濾元件。甚至還有包括管道、管件、閥門、濾料板和過濾設備、泵等全都用CPVC制造的完整系統。
家用電器制造廠商還發現，CPVC良好的排水性、固有的抗燃性（達到UL標準94－SVA）、耐皂液、耐漂性，對于直接安裝在洗碗機、洗衣機內電動機上的水泵來說，都符合要求。
高度的耐熱性、抗燃性、遇油脂也不龜裂，因而可考慮用CPVC制造汽車內裝件。這些特性也使CPVC可用來制造冷凝水回流管和滴水盤。
固有的抗燃性（UL標準94?SVA可燃性），以及優良的耐化學特性、抗紫外熒光性、抗墨水污漬與良好的吸音性，使得一系列新型品牌的CPVC可用來制造諸如打印機外殼和底座等一類的辦公機械部件。
還有一些低生煙性的CPVC物料，它們滿足聯邦航空局規范25．853款（A-1）有關飛機機艙內制品熱釋放值必需符合一定速率的最新要求。同時，這些物料也滿足城市公共交通管理局煙火準則要求。這些低生煙性物料的擠塑制品也滿足樓房內A級標準有關低煙火性能的要求。還有幾種深色的耐氣候的新型品牌的物料應用于農田灌溉方面。總之，氯化不僅保留了PVC原有的優良性能，而且使聚合物適用于更高的溫度下，因而，常常可代替金屬或其他價格更貴的工程塑料。
商業信息
CPVC聚合物由 The BF Goodrich公司特種聚合物和化學品分公司銷售。1991年初的價格為：每磅1．30至1．50美元。
苯乙烯-丙烯腈共聚物
苯乙烯-丙烯腈共聚物（SAN）是無色透明的熱塑性樹脂，具有耐高溫性、出色的光澤度和耐化學介質性，還有優良的硬度、剛性、尺寸穩定性和較高的承載能力。由于該樹脂固有的透明性，故非常普通地用于制造透明塑料制品。
化學和性能
SAN樹脂是線性無定形共聚物，是通過連續本體、懸浮或乳液聚合制得。通過分子量的改變和苯乙烯／丙烯腈的配比變化可以調節聚合產物的性能。在聚合過程中或聚合完成后的配混操作中可加人添加劑和改性劑，以獲得所需要的綜合性能。所用添加劑和改性材料一般包括著色劑、玻璃纖維增強材料、脫模劑、紫外光穩定劑、彈性體、抗靜電劑以及流動助劑和加工助劑。
SAN樹脂能耐脂肪烴、非氧化性酸。堿、植物油、食品，某些醇類和洗滌劑，但與一些芳香烴、酮類、酯類和氯化烴接觸會被侵蝕。熱變形溫度范圍為200～230°F（182MPa下），所制得產品的最高使用溫度受應力、周圍的化學介質環境和取向度的影響很大，但185°F 的連續使用溫度是完全能夠達到的。SAN的斷裂拉伸強度為69?83MPa，其彎曲強度和彈性模量一般較高。根據樹脂品級和加工條件不同，SAN的缺口懸臂梁抗沖擊強度范圍為 0．2～0．5 ft.lb／in。
SAN樹脂與用量更大。被普遍使用的ABS(丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚物）合成樹脂相比，缺少一個橡膠組分（丁二烯橡膠）。由于SAN中沒有橡膠組分，因此它的抗沖擊強度低于ABS樹脂。但SAN其它大部分性能（如耐熱性、耐化學介質性、拉伸和彎曲強度和光澤度等）優于通用級ABS樹脂。
