(上)2011年我国工程塑料应用进展

2012-09-12

    从国内公开发表的文献看,工程塑料制品新产品不断出现,应用领域越来越广,塑料制品已经深人到生活的各个方面。从总体情况看,2011年下程塑料制品的开发重点在机车车辆、电子电器和薄膜产品上,机械设备、建材和包装制品也有所开发,天然植物纤维等可降解材料的利用,环保及抗菌材料的开发也越来越多。笔者按开发领域综述2011年国内科研人员在工程塑料应用方面所从事的研究和取得的成果。

    1 机车车辆

    汽车仪表板和门内板

    马鞍山正得塑料科技有限公司将具有对气味分子有分解和螯合反应活性的化学除味剂XC01加入到聚丙烯(PP)、乙烯-辛烯共聚物(POE)、改性PP中,通过双螺杆挤出工艺制备出低气味汽车改性料,并配合抽真空工艺,使改性料的气味达到上汽汽车制造有限公司企业标准中一级气味等级,并用于汽车仪表板和门内板。

    汽车仪表盘板

    广西煤炭科学研究所以PP为基体树脂,线型低密度聚乙烯(PE-LLD)为增韧剂,无机复合可粉为填料,通过双螺杆挤出工艺制得综合性能优异、成本低廉的五菱微型汽车仪表盘板专用料,专用判拉伸强度高于24MPa,弯曲强度高于32MPa,缺1冲击强度高于22kJ/m2

    汽车方向盘护盖

    鞍山君利工程塑料有限公司。采用共聚PP为主体原料,通过橡胶增韧剂和滑石粉增强剂的改性,配以合适增容剂和助剂,通过双螺杆挤出工艺制得性能优异的中华M2方向盘护盖PP专用料,达到最佳的使用效果。专用料的拉伸强度达到22MPa,弯曲弹性模量达到2250MPa,热变形温度为105℃

    汽车保险杠

    集美大学采用POE改性PP制造汽车保险杠,该保险杠具有加工性能好、注塑质量高、产品力学性能好、尺寸稳定性好、耐热等级高等优点。

    汽车内饰

    大连工业大学绿色纤维应用技术研究所以PP膜与黄麻毡(质量比为4060)为原料,在热压温度180℃、热压压力10MPa时,采用层压工艺制备了复合材料。复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别为27.58MPa101.89MPa,该复合材料具有质轻、强度高及绿色环保等优点,可用于汽车内饰。

    汽车内饰板材

    大连工业大学纺织与材料工程学院采用气流成网技术将PP纤维/红麻纤维开松混合后制成纤网,以针刺、热压成型工艺制造汽车内饰板材。当PP/红、麻纤维质量比6535时,制得的PP/红麻复合板材的弯曲强度达到31.02MPa、拉伸强度为19.98MPa、冲击强度为1.30/m2,板材质量能够满足汽车行业产品质量要求。

    仪表板、立柱

    株洲时代新材料科技股份有限公司将各类PPPOE、滑石粉、抗氧剂及虎皮纹改善助剂经高速混合机预混后,通过双螺杆挤出工艺得到PP/POE/滑石粉复合材料。将该复合材料用于制各仪表板、立柱等汽车内饰件,有效改善了汽车内饰件外观,消除了虎皮纹。

    汽车内饰件

    深圳市华力兴工程塑料有限公司以消光剂母粒、包履型纳米粉体作为消光剂分别与聚碳酸酯(PC)、丙烯腈,丁二烯.苯乙烯塑料(ABS)、助剂等原料经高速搅拌混合后通过双螺杆挤出工艺制成哑光PC/ABS合金,并成功用于某汽车集团的汽车内饰件,免除了喷涂工艺,其哑度、冲击性能、刚性和耐热性等均达到使用要求,降低了成本。

    耐划伤汽车内饰件

    金发科技股份有限公司将PPPOE、滑石粉、抗氧剂、酰胺类耐划伤剂经高速混合后通过双螺杆挤出工艺制得耐划伤改性PP材料,有效她减少和消除了材料粘滑现象,提高了车用PP内饰材料的耐划伤性能,满足了汽车内饰件对耐划伤的应用要求。

    汽车门护板

    中国第一汽车集团公司技术中心等采用共聚PP、弹性体和粘土纳米填料经双螺杆挤出工艺制成PP/粘土纳米复合材料,并用于生产汽车门护板,产品性能满足轻型车门护板总成的装配和使用要求。由于材料中填料填充量小、密度低,有利于实现汽车零件轻量化。

    汽车散热器

    上海日之升新技术发展有限公司技术中心将尼龙(PA)66、复配抗氧剂、有机黑色母料高速混台后,同耐水解无碱短玻璃纤维(GF)经同向双螺杆挤出机挤出造粒,改性料成功用于制造各种汽车机型的散热器。该材料具有优于国外同类产品的流动性,容易加工成比较复杂的制件,表面光泽,且力学性能优异,能够经受长期高温和冷却液腐蚀的考验。

    2 电子电器

    LED球形灯罩

    暨南大学理工学院将纯PC粉料和光散射剂BaSO4Si02,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)充分混匀,经双螺杆挤出机共混挤出LED照明用外壳材料,用于制造LED球形灯罩。其光学性能优异,透光率为84.3%,雾度为90.12%,有效光散射系数为75.97%,优于市场其它同类产品性能,具有较好的经济效益。

    电力自动化仪表

    马鞍山正得塑料科技有限公司将聚苯醚(PPE)PA6、增韧剂、增容剂、抗氧剂、润滑剂等充分混合,经同向双螺杆挤出机挤出、造粒,制备出性能优良的PPE/PA6合金,并将其用于电力自动化仪表中的接插件排座、排针和线圈骨架的制造。经使用性能试验,这些元件在各方面均表现出优良的稳定性,使用效果良好。

    开关接插件、电机端盖

    威海联桥新材料科技股份有限公司采用聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)ABS、溴系阻燃.剂和添加剂,通过双螺杆共混制得PBT/ABS合金。该阻燃合金阻燃性达到UL 94 V-0级,具有力学陛能高,流动性好,成型周期短,尺寸稳定性和耐候性好等优点。该台金被用于制造开关接插件、电机端盖等,使用效果良好。

    接线端子、电动工具外壳

    北京市化学工业研究院将PA66切片和氮系阻燃剂三聚氰胺脲酸盐(MCA)经双螺杆挤出机熔融共混,制成MCA阻燃PA66。该材料具有成本低、质轻、高相对电痕指数(CTI)和低烟密度等优点,主要用于制造各种连接件、接线端子和电动工具外壳等。

    导电胶条

    金发科技股份有限公司产品研发中心将硫化热塑性弹性体(TPV)与碳纳米管(CNTs)毋料在转矩流变仪中进行熔融共混。将熔融混炼好的材料采用热压成型机压制2mm厚的薄片,热压温度180℃。抗静电TPV具有反复加工和可回收的特性,符合WEEE指令的可回收要求,在电子电器领域具有良好应用前景。

    抗静电材料

    广东药学院用原位聚合法制各两组聚氢酷(PUR)/CNTs复合材料。一组是在超声波作用下将CNTs直接和PUR复合;另一组是将硅烷偶联剂处理的CNTs在超声波作用下与PUR原位聚合制备PUR/CNTs复合材料。探讨了CNTs含量对复合材料电性能的影响,发现在CNTs质量分数为1.0%时复合材料可用作抗静电材料。

    锂电池负极材料

    河南省表界面重电实验室采用软化学方法制各出CaSnO3立方晶体,将其放入等离子体增强化学气相积淀仪进行吡咯气体辉光放电,使等离子体聚吡咯(PPy)沉积在CaSnO3表面上,获得PPy/CaSnO3复合材料。同时将CaSnO3PPy/CaSnO3作为锂离子电池的煎极材料,制作成双极扣式电池,充放电性能结果显示PPy/CaSnO3的充放电容量比CaSnO3提高一倍多。

    水处理复合电极

    山东医学高等专科学校采用次中温环氧树脂(EP)固化剂、E-51EP、导电石墨制备了水处理复合电极用导电树脂,树脂经惰性稀释剂稀释后,采用喷涂工艺把导电树脂喷附在钢板上,经80℃固化后,制造出复合电极。该水处理复合电极用于含碱废水处理的特种设备中,可将污水的pH值从9降到4.6左右,满足了污水处理复台电极的使用要求。

    燃料电池质子交换膜

    暨南大学化学系等采用溶液共混浇铸法制备了聚丙烯腈/磺化聚苯醚(PAN/SPPE)共混质子交换膜。与纯SPPE膜相比,其质子传导卒有所下降,但都在10-2-10-3 S/cm数量级范围内,可用作燃料电池质子交换膜。

    电缆护套料

    上海交通大学化学化工学院以乙烯-乙酸乙烯酯塑料(EVAC)为基体,氲氧化镁为阻燃剂,红磷和MCA为阻燃协效剂,制备了一种可应用于电缆护套料的无卤阻燃复合材料。该复合材料具有优异的阻燃、力学及电学性能,符合无卤阻燃聚烯怪电缆护套料的技术标准。

    阻燃电缆

    新疆石河子中发化工有限责任公司采用悬浮聚合法,将改性的阻燃剂及扩链剂与氯乙烯单体反应,使扩链剂接枝到聚氯乙烯(PVC)大分子基团上,延长接枝链形成大分子结构,并对聚合工艺进行了优化,开发出阻燃电缆用PVC树脂。PVC阻燃电缆可在高层建筑、电子电器、汽车、计算机和航天工业等领域广泛应用。

    再生料电力电缆

    昆明电缆集团股份有限公司旧采用废旧PVC电缆料生产电缆内衬专用料。废旧PVC分选、过筛、破碎、除磁后与硬脂酸、复合稳定剂等挤出成型专用料。该专用料用于挤制电力电缆的内衬层,对于降低成本和保护环境具有积极意义。

    机车、船用电缆

    上海电缆研究所将EVAC、乙烯-丙烯酸酯共聚物(EEAK)、阻燃剂、耐寒增塑剂、抗氧剂等混合后通过双螺杆挤出机造粒,制成耐油耐低温的无卤阻燃电缆料,用于制造机车、船用电缆。其耐矿物油和燃料油时的拉伸强度变化率明显优于GB/T12528-2008标准。

    环保无卤阻燃电线电缆

    河南教育学院以再生聚烯烃、EVAC为基体树脂,纳米氢氧化铝为阻燃剂,同时加入润滑剂、抗氧剂、着色剂等助剂,经双螺杆挤出机共混,制备出无卤阻燃环保绝缘材料,圆配方巾不含对人体和环境有害的重金属及多溴联苯、多溴联苯醚类物质,达到了环保要求,该材料已投人电线电缆的绝缘塑料生产中。

    阻燃电缆

    清华大学等为克服聚磷酸铵(APP)吸湿性大的缺点,采用原位聚合法制备了三聚氰胺甲醛树脂。微胶囊包覆的聚磷酸镀(MFAPP),同时研究了和双季戊四醇组成的膨胀阻燃体系在氢化苯己烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)中的应用,将此SEBS材料制成电缆,阻燃性达到UL VW-1级别,硬度(邵氏A)85,拉伸强度为10MPa左右,满足,阻燃和力学性能要求。

    耐候电线波纹管

    佛山高明顾地塑胶有限公司从无铅化、增韧、增强、抗粉化叫个方面对PVC配方进行了研究,制备了户外用耐候环保阻燃PVC电线波纹管。管村是由PVC、稀土稳定剂、纳米碳酸钙、TiO2等制成。所制备的PVC电线波纹管的重金属含量符合RoHS要求,有害物质含量符合REACH要求,能通过1000h加速老化实验,产品阻燃等级为UL 94 V-0,可满足长期户外使用要求。

    耐高温阻燃电缆

    江苏工业学院用高密度聚乙烯(PE-HD)、三元己丙橡胶、耐高温树脂和无卤阻燃剂制成了耐高温阻燃电缆料。该共混体系经过氧化物交联后,耐高温性能大大提高,且拉伸强度和阻燃性也有所提高,制成的耐高温阻燃电缆可在150下长期使用,极限氧指数(LOI)达到31%以上。

    洗碗机内胆

    金发科技股份有限公司产品研发中心将PP、填料、抗氧剂和其它添加剂混合均匀,采用双螺杆挤出工艺制备出一种耐染色PP材料,用作厨用电器内胆材料。使其污染后也比较容易用自来水冲洗干净,保持了电器的洁净。采用耐染色PP注塑的洗碗机内胆得到客户认同,其耐染色性能比普通填充PP明显改善。

    豆浆机外壳

    大庆华科股份有限公司选择具有良好耐低温脆性、较高冲击强度的改性树脂改善PP韧性,同时加人具有改善PP颗粒表面平滑度,提高刚性及尺寸稳定性的改畦剂,经改性造粒后的PP具有高光泽、高韧性的特点,可应用于豆浆机外壳。

    LED散热基较高导热绝缘层

    河南科技大学选用热导率大、平均线性热膨胀系数小的Si3N4作为改善EP导热性能的填充材料,通过对Si3N4表面改性,制备出EP/Si3N4复合材料,即大功率LED散热基板中的高导热绝缘层。Si3N4的加入减小了绝缘层的热阻,有效地提高了LED基板的散热能力,提高了与上层铜线路层及下层铝基板的热匹配性,在一定程度上提高了基板的抗开裂、变形的能力。

    发光二极管封装

    大连工业大学等采用接枝缩聚的方法,将端羟基硅酮(HTPDMS)EP反应,制成低光衰HTPDMS接枝EP(EP-g-HTPDMS)共聚物。将制备的EP-g-HTPDMS共聚物应用于发光二极管封装。

    飞机电气系统零部件

    哈尔滨化工研究所以苯酚、甲醛为原料,在催化剂的作用下台成酚醛树脂,然后用硼酸改性得到硼酚醛(FB)树脂。采用FB树脂作为基材制作玻璃布层压板,FB树脂层压板具有好的耐热、阻燃、力学和电气性能,其阻燃性能达到了UL 94 V-0级。该阻燃层压板用于制造军机及民机电气系统的绝缘结构零件。

    雷达天线罩

    北京玻钢院复合材料有限公司采用E-GF斜纹布、改性己烯基树脂,通过真空袋压工艺制备了高频波璃钢天线罩。产品厚度均一,控制含胶量在45%-50%,透渡损耗最小。产品适用于制造高频段的地面玻璃钢雷达天线罩。

    3 薄膜

    半导体绝缘薄膜

    中景晨光化工研究院等聚芳醚腈树脂为基体,富勒烯为纳水功能填料,通过溶液共混法制备了聚芳醚腈介电功能复台薄膜,荐通过热溶剂控制蒸发技术和强,机械搅拌使得富勒烯粒子均匀地分散在聚芳醚腈溶液中,利用聚芳醚腈大分子链与富勒烯粒子的相互缠结来解决富勒烯纳米粒子团聚问题。获得的半导体绝缘薄膜不仅具有低于2.0的介电常数,而且其热性能和力学性能都得以提高。

    导电复合膜

    中南大学采用正交设计法优化了工艺条件,用电化学法制备了硫酸(H2SO4)和磺基水杨酸(SSA)共掺杂的导电聚乙烯醇/聚苯胺(PVA/PANI)复合膜。PVA/PANI复合膜的电导率为22.72S/cm;在此复合膜上以50mA/cm2沉积银2min可使复合膜的电导率提高到1250S/cm;对2种复合膜进行适当的拉伸可使其电导率分别提高20.74%18.04%

    三层共挤阻透薄膜

    北京化工大学选用乙烯-乙烯醇塑料(EVOH)PA6、茂金属聚乙烯(mPE)和改性PE-LLD为原料,制备了3种三层共挤阻透薄膜PA6/EVOH/PA6PA6/PE-LLD/mPEEVOH/PE-LLD/mPE。三种共挤薄膜中以PA6/EVOH/PA6三层共挤薄膜的力学性能和氦气阻透性能最佳。该薄瞳是优良的塑料包装材料。

    PE-UHMW微孔膜

    东华大学纤维材料改性国家重点实验室用热致相分离法制备超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)微孔膜。在PE-UHMW含量和相对分子质量增大、冷却速率加快时,微孔膜的结晶度降低,平均孔径和孔隙率均减小,而力学性能逐渐提高。该微孔膜在医药、化工能源及包装等领域都有广泛的应用。

    PTFE微孔膜

    天津工业大学选用纳米二氧化锆(ZrO2)作为增强剂,以聚四氟乙烯(PTFE)乳液为原料制备PTFE微孔膜,PTFE/ZrO2复合徽孔膜的拉伸强度与纳米ZrO2含量成正比,与拉伸倍数成反比;其拉伸强度随着热处理温度的升高或热处理时间的延长,呈先增大后减小的变化趋势。该薄膜具有出色的防水、防风、透湿、透气及电荷储存稳定等特性,在化工、电子、医学等众多领域都具有极其广阔的应用前景。

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