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聚烯烴的性能及用途

 

聚烯烴包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯及其它改性品種，生產(chǎn)聚烯烴樹脂的原料極為豐富，它的價格低、用途廣。以下介紹其中最重要的聚乙烯和聚丙烯兩個品種。

 

(一)聚乙烯的性能及用途

聚乙烯是塑料品種中產(chǎn)量最大的一個品種之一，由乙烯聚合而成。聚乙烯按其密度可分為低密度(0.910，0.925)，中密度(0.926，0.940)和高密度(0.941，0.965)三種。

 

高密度聚乙烯比低密度聚乙烯有較高的力學強度，較好的耐磨性、不透水性、抗化學藥品性，較高的軟化點。但其柔軟性、耐驟冷、驟熱性能較差。

 

聚乙烯塑料有很好的化學穩(wěn)定性，在室溫下面溶劑性好。只有在較高溫度下才能夠溶解在烴類溶劑中。幾乎不被非氧比性的酸、堿和鹽類所侵蝕。有一定的透氣性，與其它塑料相比，聚乙烯有突出的電絕緣性能，由于它是非極性材料，其介質(zhì)損耗和介電常數(shù)幾乎與溫度和頻率無關，但介電常數(shù)與聚乙烯的密度有直接關系。在受熱的情況下，密度降低會導致介電常數(shù)降低。由于聚乙烯只含有碳氫兩種元素，沒有極性元素存在，所以有良好的抗水性。

 

(二)聚丙烯的性能及用途

聚丙烯是發(fā)展最快的一種聚烯短樹脂，它是由丙烯在特殊催化劑作用下聚合而得聚臺物。目前大規(guī)模生產(chǎn)的是等規(guī)聚丙烯。

 

聚丙烯的密度小，約為0.90～0.91g/cm3，是現(xiàn)有商品化樹脂中最輕的一種。聚丙烯與聚乙烯都是非極性烴類結(jié)晶聚合物。其力學性能如拉伸強度、屈服強度、壓縮強度、硬度及彈性模量均優(yōu)于低壓聚乙烯，且具有特殊的剛性、延伸性。當聚丙烯經(jīng)過定向拉伸之后，本身可以當作鉸鏈，可彎曲100萬次不變白，柔韌性也持久不變。耐磨性比聚苯乙烯好，但不及聚氯乙烯和有機玻璃。

 

聚丙烯的電絕緣性能優(yōu)越，特別對于高頻率的介電特性特別好，加以吸水率低，可用于無線電、電視的耐熱絕緣材料。

 

它有較好的化學穩(wěn)定性，除了對濃琉酸、濃硝酸外其它的化學藥品幾乎都很穩(wěn)定。

 

聚丙烯的用途廣泛，可制作各種機械零件，如活栓、法蘭、齒輪、泵葉輪、汽車零件等，也可制作包裝瓶、薄膜、容器醫(yī)療器皿、管材、水槽．電視機殼以及海底電纜；電線、人工心臟等。

 

聚烯烴的粘接方法

 

(一)熱封法

對于聚乙烯薄膜的粘合：因為聚乙烯的熔點低，一般采用熱封法。熱封的溫度為225～250℃，常使用玻璃紙和熱封器。

 

聚丙烯薄膜的粘合：因為聚丙烯的熔點高，不能使用玻璃紙和聚乙烯所用的熱封器，而使用脈沖熱封器、加熱熔斷熱封器、高頻熱封器、超聲波熱封器等。如使用聚乙烯所用的熱封器，可在聚丙烯薄膜表面涂覆一層低熔點樹脂，即熱封用涂覆劑(密胺樹脂、聚偏氯乙烯、聚氨酯等)。熱封粘合強度，由于粘接裝置不同和聚烯烴種類不同而不同。一般剝離強度為0.3～2.0kgf／cm。

 

(二)無表面處理用膠粘劑

當要求粘接強度不高時，聚烯烴表面可不進行處理。一般常用粘接劑為聚異丁烯或丁基橡膠的溶液(或乳液)。這些膠粘劑即使在沒合處理的聚烯烴表面也有較好的粘接性。聚異丁烯不能硫化，而硫化丁基橡膠。若把聚乙烯加熱至熔點以上粘接，可得到較高的粘接強度。

 

氯化丁基橡膠、溴化丁基橡膠是聚乙烯、聚丙烯與其它極性材料(例如：金屬)粘接較好的膠粘劑。用苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物作膠粘劑，也能得到大的剝離強度。

 

實例：

聚乙烯薄膜與聚氯乙烯薄膜的粘接

1．膠粘劑配方

  氯磺化聚乙烯橡膠 100（質(zhì)量份）

  古馬隆樹脂,20

  石油樹脂,20

  叔丁基苯酚甲醛樹脂 10

  氧化鎂 2

  二氯甲烷 600

  二氯乙烷 400

 

2．各組分作用

氯磺化聚乙烯橡膠系高壓聚乙烯的衍生物，為主粘劑，因主鏈結(jié)構與聚乙烯相同，因而對聚乙烯薄膜有一定的粘接力。古馬隆樹脂和石油樹脂為增粘劑，酚醛樹脂為活化劑，氧化鎂為交聯(lián)劑。

 

3．應用范圍

不僅適用于聚乙烯薄膜與聚氯乙烯薄膜間的拈接，也適用于用于聚乙烯薄膜的粘接。

 

表面處理后用的膠粘劑

1．聚氨酯膠粘劑

聚乙烯薄膜粘接件經(jīng)高壓放電處理后，用聚氨能粘接能進行粘接，該膠粘劑由A、B兩組分組成。用來粘接聚乙烯薄膜時配比為A：B＝100：10。使用時可用油畫筆將配制好的膠粘劑徐在處理過的表面上，第一次涂覆后放置5～10min，再涂第二次，再放置10～20min，然后將膠膠粘件粘接，在60℃下加壓0.03～0.05MPa，固化4～6h即可。

 

2．環(huán)氧樹脂-聚硫膠粘劑

經(jīng)化學表面處理后的聚乙烯，可用環(huán)氧樹脂-聚硫膠粘劑粘接。膠粘劑配方如下：

6101環(huán)氧樹脂,100g

620聚硫橡膠,20 g 

氧化鋁,10g

金剛砂,15g  

乙二胺,8g

 

操作：

先將環(huán)氧樹脂與聚硫橡膠混合均勻，另將氧化鋁與金剛砂也混合均勻后加到混好的樹脂-橡膠中，并充分攪拌均勻，再加入固化劑乙二胺，攪拌均勻后立即涂敷于所要粘接的部件斷面上(表面應清潔無油污)，進行粘接，為了提高膠粘劑的固化速度，在涂敷粘接劑6h左右之后，可用500w的紅外線燈烘烤10 h左右。

 

粘接聚乙烯時常用的膠粘劑有：聚異丁烯、環(huán)氧樹脂、酚醛-丁腈、醋酸乙烯-乙烯(或丙烯酸)共聚物、聚丙烯酸酯類、聚酰胺、聚羥基醚、聚氨酯、有機硅等。

 

粘接聚丙烯時常用的膠粘劑有：丁腈橡膠、聚酰胺、酚醛-丁腈、聚羥基醚、聚氨酯、有機硅、環(huán)氧-聚酰胺等。

 

聚烯烴和金屬粘接

聚烯烴和金屆粘接有以下幾種情況：

1、需要高粘接強度時，必須進行表面處理，處理后可用環(huán)氧樹脂膠粘劑進行粘接。用這種膠粘劑進行粘接可得到大的剪切粘接強度，而剝離強度、彎曲、扭曲和沖擊強度則很小。

 

2、若對剝離、彎曲、扭曲和沖擊強度均要求較高時，采用金屬結(jié)構膠粘劑進行粘接較好。例如：聚乙烯和金屬的層壓板。要求有一定的彎曲、扭曲、沖擊和剝離強度時，可用丁腈橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯等柔軟的膠粘劑。

 

3、聚烯烴和金屬粘接時，也可采用把聚烯烴熔融在金屬上的辦法，所得到的粘接強度也是很高的，這是因為聚烯烴熔融時被氧化，形成了各種極性基，增大了粘接性。但若氧化過度則使聚烯烴表面惡化，反而會使粘接強度下降，為了得到高強度的粘合，應嚴格控制涂敷時滾筒的溫度和涂敷時間。

 

實例：

聚乙烯-鋁多層結(jié)構的建筑板制造時，當分別對鋁、聚乙烯進行表面處理后，不用膠粘劑，而是控制聚乙烯熔融粘合時涂敷輥筒的溫度和時間，把處理過的鋁板在240℃中預熱，放入壓機，待聚乙烯熔融后再充分加壓，經(jīng)過5～10min加熱后，即可冷卻固化。這種夾心板的拈接強度隨著鋁扳表面上聚乙烯浸潤的程度而變化。

 

由于聚乙烯熔融時非常粘稠，它的浸潤與時間、溫度、粘度、壓力密切相關。聚乙烯的熔體指數(shù)小，粘接的時間就長，而熔體指數(shù)大，粘接的時間就短。隨著溫度上升，時間延長，剝離強度增大，但到某一點，強度則急劇下降，這就是因為聚乙烯表面氧化過度所引起的。