PP作為一種通用塑料,具有許多優(yōu)良的性能,但是因機(jī)械強(qiáng)度低、耐熱性差、收縮形變大、抗蠕變性差等缺陷,在應(yīng)用上,特別是作為結(jié)構(gòu)材料,受到很大限制,不能作為高性能的工程塑料。因此,對(duì)聚丙烯進(jìn)行改性,使之工程化就成為一個(gè)重要的研究課題。
PP作為四大通用塑料材料之一,具有優(yōu)良的綜合性能、良好的化學(xué)穩(wěn)定性,較好的成型加工性能和相對(duì)低廉的價(jià)格,但是它也存在著強(qiáng)度、模量、硬度低、耐低溫沖擊強(qiáng)度差、成型收縮大,易老化等缺點(diǎn)。因此,必須對(duì)其進(jìn)行改性以使其性能能夠適應(yīng)產(chǎn)品的需求。玻纖增強(qiáng)改性是很常見(jiàn)的一種改性手段。
聚丙烯的自身優(yōu)點(diǎn)有很多,其原料的來(lái)源豐富,價(jià)格低廉,不易吸水,具有較好的力學(xué)性能、耐熱性、耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性等,其綜合性能良好,在很多行業(yè)廣泛應(yīng)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(duì)缺口的敏感度大,這都會(huì)使聚丙烯的應(yīng)用范圍受到一定的限制。為了解決上述缺點(diǎn),人們紛紛通過(guò)對(duì)其進(jìn)行改性的方法來(lái)改善其性能。
VOC(Volatile Organic Compounds:揮發(fā)性有機(jī)化合物)是指在常溫狀態(tài)下容易揮發(fā)的有機(jī)化合物,較常見(jiàn)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(lèi)和酮類(lèi)等多個(gè)種類(lèi)。這些化學(xué)物質(zhì)具有易揮發(fā)(易干燥)和親油(易于去除油污)等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于涂料、粘合劑等溶劑以及洗滌劑等工業(yè)領(lǐng)域。
研究表明,常溫下易于揮發(fā)的有機(jī)化合物(Volatile Organic Compound,VOC)種類(lèi)高達(dá)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(xué)物質(zhì)具有易揮發(fā)(易干燥)、親油性(易去油污)等特點(diǎn),在產(chǎn)業(yè)界作為涂料、結(jié)合劑等溶劑或清洗劑被廣泛使用,因此會(huì)殘留在制品中。這些殘留的化學(xué)物質(zhì)會(huì)對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)等造成侵害,嚴(yán)重的還可以致癌。
隨著生活水平的提高,消費(fèi)者對(duì)塑料用品的要求越來(lái)越高。汽車(chē)和家電中的塑料,尤其是處于相對(duì)封閉空間的汽車(chē)內(nèi)飾,要求綠色、環(huán)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(guān)注和青睞。低VOC的PP材料的評(píng)定需要進(jìn)行氣味測(cè)試。氣味測(cè)試是為了檢驗(yàn)內(nèi)飾件或內(nèi)飾材料散發(fā)出來(lái)的氣味是否濃烈,是否刺鼻,乘客聞到這種氣味會(huì)不會(huì)覺(jué)得難受、不舒服等。
VOC是非工業(yè)環(huán)境中最常見(jiàn)的空氣污染物之一,車(chē)內(nèi)VOC主要來(lái)源于汽車(chē)地毯、儀表板的塑料件、車(chē)頂氈、座椅和其他裝飾時(shí)使用的膠水等。常見(jiàn)的VOC有苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等。這些有害物質(zhì),容易引起機(jī)體免疫水平失調(diào)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損,影響消化系統(tǒng),嚴(yán)重時(shí)可損傷肝臟和造血系統(tǒng),更甚至導(dǎo)致癌癥及基因突變。而在汽車(chē)中,由于其空間狹小、空氣流動(dòng)有限。有機(jī)材料較多,特別是在高溫的情況下,有害物質(zhì)極易揮發(fā)出來(lái),對(duì)人體的危害較大。
長(zhǎng)期以來(lái),農(nóng)業(yè)機(jī)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(yīng)用受到限制。工程塑料密度小、耐腐蝕、強(qiáng)度高、有些還具有優(yōu)異的光、電、磁、聲等性能,同時(shí)工程塑料還有原材料來(lái)源豐富、易成型加工、價(jià)格低、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性好及耐磨和耐摩擦性能好等特點(diǎn)。因此,工程塑料在農(nóng)用機(jī)械中應(yīng)用越來(lái)越廣泛,并且逐步取代黑色金屬成為重要的農(nóng)用機(jī)械用材料。
PA即尼龍材料,是生活中隨處可見(jiàn)的一種材料,其本身具有無(wú)毒、質(zhì)輕的特性,此外還具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)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(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展也進(jìn)入了快車(chē)道。但另一方面,能源和環(huán)境兩大問(wèn)題日益突出,成為汽車(chē)工業(yè)發(fā)展所必須考慮的重要因素。在眾多節(jié)能降耗的措施中,汽車(chē)的輕量化則是目前最受關(guān)注的有效措施之一。汽車(chē)行駛時(shí),總能耗的絕大部分都消耗于克服自身慣性質(zhì)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(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化,除了優(yōu)化汽車(chē)的結(jié)構(gòu)和工藝外,更為直接和有效的方法就是采用新型輕質(zhì)材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的重質(zhì)材料。目前,越來(lái)越多的汽車(chē)零部件開(kāi)始使用工程塑料而不是金屬零件。
汽車(chē)保險(xiǎn)杠是汽車(chē)重要的外飾件之一。在汽車(chē)發(fā)生碰撞時(shí)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(chē)部件中最具有代表性的塑料零件之一。在我國(guó)汽車(chē)行業(yè)規(guī)定汽車(chē)在時(shí)速40公里時(shí)發(fā)生撞擊時(shí),保險(xiǎn)杠不應(yīng)被破壞。這要求汽車(chē)保險(xiǎn)杠用PP材料具有耐沖擊,韌性好的特點(diǎn)。
安全氣囊系統(tǒng)是一種集機(jī)械、電子、火藥、紡織等多學(xué)科于一體的高科技產(chǎn)品,對(duì)它的功能及可靠性要求非常高。而且,安全氣囊的工作過(guò)程十分復(fù)雜,對(duì)它的設(shè)計(jì)與研究面臨著許多挑戰(zhàn)性很強(qiáng)的難題,有許多方面都要進(jìn)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(qiáng)度,還要有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性。
汽車(chē)安全氣囊袋對(duì)其使用的纖維材料要求很高,必須要符合強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性好、抗老化、吸收能量、涂層粘結(jié)性好,以及在極端氣候條件下(如高溫、嚴(yán)寒)仍能保持良好的功能性。氣囊織物材料的斷裂強(qiáng)度,斷裂伸長(zhǎng)和抗積垢性也很重要,同時(shí)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(hù)乘原的面部。還有,由于氣囊織物高速展開(kāi)時(shí)受到一定的熱負(fù)荷,它的熱穩(wěn)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(lèi)選擇。
PP是繼尼龍之后發(fā)展的又一優(yōu)良樹(shù)脂品種,它是一種高密度、無(wú)側(cè)鏈、高結(jié)晶的線(xiàn)性聚合物,由于其來(lái)源廣泛、密度小、力學(xué)均衡性好、耐化學(xué)腐蝕、易加工及價(jià)格低廉等突出優(yōu)點(diǎn),因而被廣泛使用。但通用PP材料收縮率大,制品穩(wěn)定性差,容易產(chǎn)生翹曲變形;低溫易脆斷,低溫韌性差;耐光老化、耐熱老化性能差等缺點(diǎn)。無(wú)法滿(mǎn)足汽車(chē)部件的特殊使用要求,因此我們通用對(duì)PP材料進(jìn)行改性,把彈性體和PP共混就是常見(jiàn)的改性方式。
20世紀(jì)90年代,工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家平均每輛汽車(chē)使用塑料100KG~130KG,2002年增加到340KG,占整車(chē)質(zhì)量的23%左右。其中PP是用量最大的熱塑性塑料之一,各國(guó)汽車(chē)用PP塑料的速度都在加快,日本乘用車(chē)PP塑料使用比例最高,達(dá)到70%,美國(guó)汽車(chē)PP塑料目前正以大于15%的速度增長(zhǎng)、歐洲汽車(chē)PP塑料用量以10%的速度增長(zhǎng)。
聚丙烯是目前用量最大的通用塑料之一,被廣泛應(yīng)用于機(jī)械,化工、電器和運(yùn)輸部門(mén)。但是,較高的結(jié)晶度也給PP造成低溫韌性差、成型收縮率大和缺口敏感度大等缺點(diǎn),在一定程度上限制了其更廣泛的應(yīng)用。
PP是一種優(yōu)良的樹(shù)脂品種,它是一種高密度、無(wú)側(cè)鏈、高結(jié)晶的線(xiàn)性聚合物。由于其來(lái)源廣泛、密度小、力學(xué)均衡性好、耐化學(xué)腐蝕、易加工及價(jià)格低廉等突出特點(diǎn)。但通用PP材料收縮率大,制品尺寸穩(wěn)定性差,容易產(chǎn)生翹曲變形;低溫韌性差,易脆斷;耐光老化、耐熱老化性能差等缺點(diǎn)。無(wú)法滿(mǎn)足要求,通常都通過(guò)改性對(duì)PP材料進(jìn)行處理。
近幾年,PP材料加纖在改性塑料行業(yè)發(fā)展迅速,汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用的玻纖增強(qiáng)材料以PP基材居多。隨著塑料改性技術(shù)的提升及汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的需求,長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)材料發(fā)展趨勢(shì)從PP擴(kuò)展到PA,PA材料加纖開(kāi)始活躍于汽車(chē)領(lǐng)域。
PA66具有優(yōu)異的力學(xué)性能,突出的耐腐蝕、耐油性、耐熱性、高模量等優(yōu)點(diǎn),是一種用途廣泛的工程材料。
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