隨著電子電器工業的迅速發展,工業電器、家用電器和汽車電器等對高電絕緣性能阻燃工程塑料的需求日益增長。如高壓電器開關、變壓器線圈骨架、耐高溫繼電器、精巧薄壁電子電器元件、低壓真空接觸器、斷路器等。都需要阻燃性能高、電絕緣性能好,即CTI(相比漏電起痕指數)高的熱塑性工程塑料。開發高電絕緣性能阻燃增強工程塑料是電子電器塑料改性的重要方向之一。
玻璃纖維具有拉伸強度高、吸收沖擊能量大、彈性系數、耐熱性好、價格便宜等性能,常作為增強相來生產聚合物、橡膠等復合材料。PP以其成本低、密度小、耐腐蝕、加工性能和化學性能穩定以及可回收利用等優點,成為目前全球使用量最大的通用塑料之一。它的應用涉及生產生活的各個領域。但是其存在收縮率大,低溫易開裂,剛度和沖擊性能差等原因,限制了其在一些場合的應用,因此可以用玻纖來對其增強,從而使成本降低、力學性能得到優化。
目前汽車市場已經成為尼龍工程塑料的主要消費市場,在全球汽車行業中所需的尼龍材料以尼龍6和尼龍66為主,在汽車尼龍所做的零部件上,尼龍6和尼龍66所占的比例達到89%,尼龍6和尼龍66的比例約為60:40。以塑料制品率最高的德國產轎車為例,在一輛普通轎車上,所用的尼龍66注塑件的質量達到13公斤,尼龍6注塑件的質量達到19.5公斤,這一數據還在增長。
PP因其密度低、無毒、電絕緣性好以及良好的加工性能被廣泛應用于家電行業。但PP是易燃材料,純PP的氧指數僅有17.5%燃燒時極易產生融滴,并且會產生大量的窒息性氣體。隨著人們對放火意識的加強,在各種設備、儀器、建筑等部件上,均要求使用阻燃材料。因此PP的阻燃改性備受關注。
隨著世界科學技術的不斷發展,各種塑料、橡膠、合成纖維及其制品也得到了迅速的發展,已廣泛應用于生活中,正逐漸取代金屬、水泥等傳統材料。聚丙烯因其密度低、無毒、電絕緣性好以及良好的加工性能被廣泛應用于家電行業。聚丙烯材料屬于高分子材料,純聚丙烯的氧指數低,屬于易燃材料,在燃燒時熱釋放速率大,熱值高,火焰傳播速度快,不易熄滅,還容易產生濃煙和有毒氣體,火災危害較大。因此對聚丙烯的阻燃改性研究受到了大家的關注。
ABS樹脂是有丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三種單體共聚而成的熱塑性聚合物,它是介于通用塑料和工程塑料之間的一種高分子材料。ABS樹脂兼具PB橡膠的韌性,聚丙烯腈的耐熱性和化學穩定性及聚苯乙烯樹脂的剛性和光澤性,因而具有耐沖擊、耐熱、耐低溫、耐化學品、易加工成型和表面光澤性好等優異的綜合性能。
聚丙烯的自身優點有很多,其原料的來源豐富,性價比高,不易吸水,綜合性能優異,具有良好的力學性能耐熱性、耐磨性、化學穩定性。但聚丙烯在低溫易脆化,成型后收縮率大,不耐老化,對缺口的敏感度大,這都會使聚丙烯的應用范圍受到一定的限制。為了解決上述缺點,人們紛紛通過對其進行改性的方式來改善提高其性能。人們對聚丙烯最常采用的方法有共聚、共混、增強、填充等,其中填充增強改性是目前最有發展前景的,應用也是最為廣泛的改性手段之一。改性后的聚丙烯可以被廣泛的應用于航天、航空、家具業、汽車、紡織業和電器制造業等領域。
PP作為一種通用塑料,具有許多優良的性能,但是因機械強度低、耐熱性差、收縮形變大、抗蠕變性差等缺陷,在應用上,特別是作為結構材料,受到很大限制,不能作為高性能的工程塑料。因此,對聚丙烯進行改性,使之工程化就成為一個重要的研究課題。
PP作為四大通用塑料材料之一,具有優良的綜合性能、良好的化學穩定性,較好的成型加工性能和相對低廉的價格,但是它也存在著強度、模量、硬度低、耐低溫沖擊強度差、成型收縮大,易老化等缺點。因此,必須對其進行改性以使其性能能夠適應產品的需求。玻纖增強改性是很常見的一種改性手段。
聚丙烯的自身優點有很多,其原料的來源豐富,價格低廉,不易吸水,具有較好的力學性能、耐熱性、耐磨性、化學穩定性等,其綜合性能良好,在很多行業廣泛應用。但也有著其它方面的缺陷,如聚丙烯在低溫下易脆化,成型后收縮率大,不耐老化,對缺口的敏感度大,這都會使聚丙烯的應用范圍受到一定的限制。為了解決上述缺點,人們紛紛通過對其進行改性的方法來改善其性能。
VOC(Volatile Organic Compounds:揮發性有機化合物)是指在常溫狀態下容易揮發的有機化合物,較常見的有:苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯乙烯、甲醛、乙醇、十四碳烷、TVOC等。此外還有乙醇類和酮類等多個種類。這些化學物質具有易揮發(易干燥)和親油(易于去除油污)等特點,被廣泛應用于涂料、粘合劑等溶劑以及洗滌劑等工業領域。
研究表明,常溫下易于揮發的有機化合物(Volatile Organic Compound,VOC)種類高達160種以上,主要是一些脂肪烴和芳烴化合物,其中危害性較大的有苯、丙酮、甲苯、乙苯、二甲苯等。而這些化學物質具有易揮發(易干燥)、親油性(易去油污)等特點,在產業界作為涂料、結合劑等溶劑或清洗劑被廣泛使用,因此會殘留在制品中。這些殘留的化學物質會對人的神經系統、免疫系統、內分泌系統等造成侵害,嚴重的還可以致癌。
隨著生活水平的提高,消費者對塑料用品的要求越來越高。汽車和家電中的塑料,尤其是處于相對封閉空間的汽車內飾,要求綠色、環保、健康、安全,還有低VOC。因而低VOC的PP材料受到配件商和材料商的關注和青睞。低VOC的PP材料的評定需要進行氣味測試。氣味測試是為了檢驗內飾件或內飾材料散發出來的氣味是否濃烈,是否刺鼻,乘客聞到這種氣味會不會覺得難受、不舒服等。
VOC是非工業環境中最常見的空氣污染物之一,車內VOC主要來源于汽車地毯、儀表板的塑料件、車頂氈、座椅和其他裝飾時使用的膠水等。常見的VOC有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。這些有害物質,容易引起機體免疫水平失調、中樞神經系統受損,影響消化系統,嚴重時可損傷肝臟和造血系統,更甚至導致癌癥及基因突變。而在汽車中,由于其空間狹小、空氣流動有限。有機材料較多,特別是在高溫的情況下,有害物質極易揮發出來,對人體的危害較大。
長期以來,農業機械用材料一直以金屬材料為主,但由于金屬材料密度大、易腐蝕、不耐磨、加工工藝要求高,使其應用受到限制。工程塑料密度小、耐腐蝕、強度高、有些還具有優異的光、電、磁、聲等性能,同時工程塑料還有原材料來源豐富、易成型加工、價格低、化學穩定性好、電絕緣性好及耐磨和耐摩擦性能好等特點。因此,工程塑料在農用機械中應用越來越廣泛,并且逐步取代黑色金屬成為重要的農用機械用材料。
PA即尼龍材料,是生活中隨處可見的一種材料,其本身具有無毒、質輕的特性,此外還具有優良的機械強度、耐磨性及較好的耐腐蝕性,是重要的工程塑料之一。
隨著我國經濟的快速發展,國內汽車工業的發展也進入了快車道。但另一方面,能源和環境兩大問題日益突出,成為汽車工業發展所必須考慮的重要因素。在眾多節能降耗的措施中,汽車的輕量化則是目前最受關注的有效措施之一。汽車行駛時,總能耗的絕大部分都消耗于克服自身慣性質量方面,降低重量將明顯有利于能耗和排放污染的減少。要實現汽車輕量化,除了優化汽車的結構和工藝外,更為直接和有效的方法就是采用新型輕質材料代替傳統的重質材料。目前,越來越多的汽車零部件開始使用工程塑料而不是金屬零件。
汽車保險杠是汽車重要的外飾件之一。在汽車發生碰撞時它起到吸收能量,減輕碰撞的安全作用。它是在改性PP制造的汽車部件中最具有代表性的塑料零件之一。在我國汽車行業規定汽車在時速40公里時發生撞擊時,保險杠不應被破壞。這要求汽車保險杠用PP材料具有耐沖擊,韌性好的特點。
安全氣囊系統是一種集機械、電子、火藥、紡織等多學科于一體的高科技產品,對它的功能及可靠性要求非常高。而且,安全氣囊的工作過程十分復雜,對它的設計與研究面臨著許多挑戰性很強的難題,有許多方面都要進行綜合考慮,其中比較重要的一方面是選擇縫制氣囊袋的材料,氣囊面料不僅要有足夠的強度,還要有足夠的化學穩定性。
汽車安全氣囊袋對其使用的纖維材料要求很高,必須要符合強度高、熱穩定性好、抗老化、吸收能量、涂層粘結性好,以及在極端氣候條件下(如高溫、嚴寒)仍能保持良好的功能性。氣囊織物材料的斷裂強度,斷裂伸長和抗積垢性也很重要,同時要求縫制成型的氣囊袋折疊體積小、易于裝入氣囊盒,而且氣囊織物必須柔軟,不易擦傷被保護乘原的面部。還有,由于氣囊織物高速展開時受到一定的熱負荷,它的熱穩定性要好。由于氣囊袋的這些性能要求,至今廣泛用于織造氣囊織物的原料主要從尼龍纖維與聚酯纖維兩大類選擇。
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