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有關丙烯酸樹脂的論文

發布時間:2025-01-09 18:50:24

㈠ 丙烯酸樹脂的用途

義齒研究
南昌大學附屬口腔醫院占莉琳、曾利偉、康桂妹等發表論文,旨在研究微波應用於甲基丙烯酸樹脂基托義齒的消毒效果以及對義齒基托材料力學性能的影響。研究指出,700W功率的微波照射5min可以有效殺滅甲基丙烯酸樹脂義齒表面的所有細菌,並對甲基丙烯酸樹脂的彎曲強度和沖擊強度無明顯影響,可以用於甲基丙烯酸樹脂基托義齒的消毒。該文發表在2011年27卷05期《中國實用護理雜志》上。
選擇40件常規製作完成的甲基丙烯酸樹脂基托義齒,隨機分成A、B、C、D4組,每組10件,D組為對照組.將A、B、C、D組義齒放入裝有200ml蒸餾水的燒杯中,A、B、C組分別經700W功率微波照射3,4,5min後分別進行取樣細菌培養,以抑菌率評價消毒效果;通過萬能實驗機測試微波照射前後甲基丙烯酸樹脂的彎曲強度和沖擊強度,觀察微波照射對甲基丙烯酸樹脂的力學性能的影響。
700W功率的微波照射4min的抑菌率≥90%,5min的抑菌率達100%;700W功率照射5min組甲基丙烯酸樹脂的彎曲強度和沖擊強度與對照組比較無顯著差異。

㈡ 塑料塗料論文

塑料塗料的研究現狀與展望
摘要:從塑料塗料的成膜基料、塗料性能、施工應用等方面,闡述了國內外塑料塗料的研究現狀,並提出了塑料
塗料研究存在的問題與發展要求。
關鍵詞:塑料塗料;塗料性能;塗料應用;現狀與展望
0引言
隨著石油化工與煤化工的發展,高分子材料的合成技術
與新材料的推廣應用不斷延伸,塑料作為新型非金屬材料,在
抗張強度、韌性、尺寸穩定性等方面取得一系列進展。傳統的
塑料製品表面抗老化、抗靜電、耐劃傷、顏填料印痕等問題與
新型塑料製品的功能化、裝飾性、安全性等問題共同成為塑料
塗料與塗裝的中心內容。塑料的一個重要發展課題就是合金
化。所謂合金化,實際上是多種高分子材料的物理混合,利用
各種高分子材料的優點,互相補充。然而合金化給塗裝帶來
了新的問題———塗層材料的成膜物樹脂與塑料底材之間的匹
配性,正因為如此,目前塑料塗料採用的成膜樹脂將日趨多組
分、多官能團化,同時塑料塗料的環境影響也日益受到關注,
加之新型功能性顏填料與助劑的採用,塑料塗料已以全新的
面貌呈現在人們面前。
1成膜基料的官能化趨勢
鑒於塑料底材結構的復合化,與傳統的塑料相比,單純從
氫鍵值、溶解度參數等角度考察單一樹脂與塑料底材之間的
相容性已十分困難。作者在塑料塗裝廠對ABS塑料進行塗裝
過程中發現,廠方聲稱的ABS基料耐溶劑性能極差,當塗料中
含有一定的芳烴溶劑時,塗膜乾燥過程中出現細細的「銀紋」。
經了解,塑料本身摻入大量高抗沖聚苯乙烯改性,而這種情況
目前在塑料塗裝市場上非常多見,現在能遵循的規律是表面
張力與結構相似程度,只有成膜物的表面張力比底材低,且成
膜樹脂與底材相比具有一定的相容性,塗膜才能附著在塑料
表面。因此,具有低極性的聚丁二烯、聚丙烯酸酯與醇酸改性
氯代烴聚合物等對很多塑料乃至塑料合金都具有極佳的親
合性。
對於聚乙烯與聚丙烯塑料,氯化聚烯烴的改性仍是目前
較佳的選擇。Muenster等[1]用混有高密度聚乙烯的聚亞乙烯
基氯化物作為成膜基料對聚乙烯復合塑料具有極好的粘附
性。Lami等[2]直接採用氯化聚乙烯塗敷在聚乙烯表面,然後
與聚氨酯配套。Menovcik等[3]利用羥基官能化烯烴聚合物與
可與羥基反應的化合物反應製得對烯烴具有良好附著的附著
力促進樹脂。巴斯夫公司則利用對聚烯烴進行聚氨酯改性,
在確保對聚烯烴底材附著力的同時,與其他樹脂的配套相容
性也得到保證[4]。上述改性樹脂從某種意義上說,解決附著
力的根本原因在於結構的相似相親。Eaztman公司的cp343
系列產品、中海油常州塗料化工研究院的P-18系列等產品
均為氯化烯烴的接枝改性物。目前氯化聚烯烴的丙烯酸酯、
馬來酸酐等改性極其活躍,而王小逸等[5]以雙戊烯烴聚合物
為母體,丙烯酸單體在引發劑作用下接枝形成苯乙烯-雙戊烯
烴共聚物,實際上是利用聚戊二烯在結構上與聚烯烴塑料的
相似性和低表面能狀態,所以說,成膜物主體結構與塑料基體
結構的相似性仍是塑料塗料成膜樹脂合成追尋的重要手段。
在研究中曾發現,某些羥基丙烯酸樹脂作為基料的塗料,利用
脂肪族異氰酸酯作為交聯劑在特定的ABS塑料表面塗覆(目
前市場多為合金)幾乎沒有附著力,而當交聯劑改為芳香族異
氰酸酯時,附著力卻十分優異。筆者認為,根本原因在於交聯
劑轉變為芳香族異氰酸酯時,由於成膜後樹脂中苯環結構增
多,結構的相似性(多體現在溶解度參數與氫鍵值上的相近)
增強,所以附著牢度增大。
同樣作為結構的相似相親,環氧-聚醯胺在尼龍底材上的
潤濕就是利用塗膜中的聚醯胺與尼龍結構的相似性而產生強
附著[6]。而各種聚氨酯成膜物(丙烯酸聚氨酯、聚酯聚氨酯
等)在聚氨酯塑料上的附著同樣與結構相似相關聯[7-8]。
除傳統的溶劑型合成方法外,等離子聚合[8]、乳液聚合也
成為塑料塗料成膜樹脂合成的新方法,而乳液聚合技術是伴
隨水性化技術的發展而發展的,在塑料塗料水性化方面起了
相當大的作用。
作為與光固化配套的底漆,塑料塗料用基體樹脂除傳統
的羥基丙烯酸類外,高軟化點、耐溶劑侵蝕的熱塑性丙烯酸樹
脂成為人們關注的焦點之一。為了提高熱塑性樹脂的耐溶劑
性,—CN基或微交聯特徵的硅氧烷的存在是必要的,有時為了
解決配套性,可能在樹脂中摻入纖維素類樹脂。
總之,塑料塗料用成膜樹脂如同塑料本身的復合化一樣,
基料組分從單一結構向多組分結構拓展,甚至採用不同軟化
點的同類型樹脂復合體。依靠單一成膜樹脂已很難滿足現代
塑料塗料的發展要求,而通過合成技術一次性將同一樹脂中
摻入多組官能團且在同一種樹脂中實現軟、硬段的高度分離
都極其困難,不同結構、不同屬性的基料通過物理混合的方法
要簡單得多,但是物理混合往往出現相容性問題,這是在塑料
塗料的配方設計過程中需高度關注的。
2環保型塑料塗料
2·1粉末塗料
一般來說,粉末塗料由於採用靜電塗裝,且需高溫烘烤交
聯成膜,所以在通常情況下塑料並不適合採用粉末塗料塗覆。
然而由於粉末塗料高交聯特徵,在耐介質等許多方面具有特
定的優勢,所以近年來,在如冰箱、空調、小家電等眾多領域,
粉末塗料成了新寵。為了實現靜電塗裝,一般在塑料中注入
導電纖維,比較常見的如尼龍、聚丙烯、玻璃纖維增強塑料等,
塗料品種主要涉及氨基丙烯酸、氨基聚酯等。
2·2水性塗料
在玩具領域,出於健康、安全方面的考慮,水性化是大勢
所趨。Patil等[9]利用親水性澱粉、水性環氧樹脂、蠟乳液、三
聚氰胺-甲醛樹脂及氟化表面活性劑等混勻塗覆於聚乙烯膜
表面, 80℃加熱24 h後,由於熱交聯的緣故,塗膜強度、耐水
性及附著力均顯著提升。Park等[10]通過氯化聚丙烯與丙烯
醯胺在引發劑作用下接枝共聚,得到的共聚物在聚丙烯表面
具有很好的附著力。利用VeoVa 10 (叔碳酸乙烯酯)與丙烯
酸酯共聚,內、外乳化並存,親水性的二丙二醇丁醚作成膜助
劑,所得塗料塗覆於聚丙烯板上,塗膜附著力、耐水性均十分
優異[11]。利用磷酸酯與丙烯酸酯反應,用鹼中和的方法得到
的聚合物配製鋁粉漆,不僅鋁粉漆分散、貯存穩定性好,而且
對塑料底材的潤濕性好[12-13]。
在研究過程中發現,利用二雙鍵或三雙鍵的丙烯酸酯與
其他柔性丙烯酸單體進行乳液共聚,得到彈性的丙烯酸共聚
物,不僅強度與普通乳液對比明顯增強,而且耐水性十分突
出,甚至在PC表面塗覆乾燥後在去離子水中煮沸2 h仍不起
泡,而一般的溶劑型聚丙烯酸酯均難達到這種要求。筆者認
為,這些親水型聚合物表面均含有一定量的親水性官能團,水
分子可以藉助於這些親水性官能團,十分容易地在膜兩邊自
由進出,而高聚物本身與塑料底材之間的作用遠大於高聚物
與水及塑料底材與水之間的作用,所以即使在煮沸狀態下,水
分子對高聚物與塑料底材之間的破壞作用仍比較緩慢,以致
耐水煮時間較長。而一般溶劑型樹脂多有一定的耐水性,但
塗層中的縫隙仍能讓水分子緩慢進出,隨著水溫的升高,水分
子運動的動能加大,水分子通過塗膜向底材表面擴散加快,但
在加熱狀態下水分子向塗膜外表面擴散時,由於缺乏親水性
官能團的水合化轉移,水分子不斷向塗膜沖撞,致使塗膜易於
被沖撞而剝落形成氣泡。當然水性高分子塗膜的耐水性也僅
局限於不被銹蝕的非金屬塑料或玻璃表面,而金屬材料由於
易被氧化產生銹蝕而引起塗層疏鬆導致起泡。
目前,見諸於報導的用於改性水性聚合物成膜後耐水性
的研究主要集中在對聚合物進行疏水性改性(降低表面張
力)、聚合物內交聯、立體結構(如二丙烯酸酯與多丙烯酸酯)、
聚合物成膜後自交聯(有機硅、醯胺等改性)等[14-15]。為了改
善塗膜成膜後的耐溶劑性,在樹脂結構中引入耐溶劑的官能
團如腈基(—CN)等,或採用交聯單體。Kosugi和陳偉林
等[16-17]利用苯乙烯與丙烯腈、丙烯酸酯共聚,塗膜的耐水、耐
酸性均得到提高。而王玉香等[18]則利用水分散型的多異氰
酸酯與水性羥基丙烯酸樹脂外交聯用於ABS及PC、PVC等塑
料的塗裝,塗膜的力學性能、耐水性、耐化學性十分理想。Zie-
gler等[19]則在水性雙組分體系中引入親水性的助溶劑輔助成
膜,由於樹脂本身的水溶性相對下降,樹脂在硬度等方面調節
的空間非常大,以致得到的塗膜綜合性能優異,可適應各種塑
料底材塗裝要求。
目前水性塑料用塗料的研究十分活躍,但真正進入工業
化生產的規模尚很小,筆者只在汽車、玩具、家電等少數領域
發現有使用水性塑料塗料的情況,而且品種主要集中在聚氨
酯水分散體、丙烯酸乳液與水性雙組分丙烯酸酯塗料,究其原
因在於塗料水性化後塗膜綜合性能與溶劑型塗料相比尚存在
一定的差距,然而無論從環境方面考慮,還是從節能、節約成
本角度出發,水性體系是關注的重點,隨著新的合成技術、新
原材料的拓展,水性塑料塗料的發展空間會相應增大。
2. 3光固化塗料
相比於粉末塗料和水性化塑料塗料,光固化塗料在塑料
塗裝領域的發展顯得異常迅捷。目前在摩托車、電動車與家
電等領域,光固化塑料塗料已得到了廣泛的推廣,相應地推動
了光固化塗料技術本身的進步,包括從單體到助劑與合成技
術的進步。
Hamada等[20]利用甲基丙烯酸甲酯的均聚物與氨基丙烯
酸酯、甲基丙烯酸氧基酯等在光敏劑的引發作用下,得到在
ABS表面塗覆的快乾塗層。Yaji等[21]採用含三環癸烷結構的
光敏劑引發聚丙烯酸酯配製丙烯酸塗料,塗覆在聚苯乙烯底
材上,塗層的透光性與表面流平性均非常突出。在聚碳酸酯
表面,採用熱與光同時激發固化的雙重固化模式,塗膜耐紫外
光性能得到顯著改善[22]。而降冰片烯烴聚合物薄膜表面采
用UV固化的聚氨酯改性的氨基丙烯酸酯,在膜中引入二氧化
硅不會影響塗層的透明性,且塗層的耐劃傷性優異[23]。在樹
脂中引入彈性鏈段可提高塗膜的附著力與耐沖擊性[24];分子
鏈段中引入含氟的硅氧烷與A-174(γ-甲基丙烯醯氧基丙
基三甲氧基硅烷)及膠體二氧化硅,塗膜的透明性、流平性、防
污性、耐磨性均因交聯和表面張力的降低而得到明顯改善[25]。
UV固化塗料目前在聚碳酸酯、ABS、聚苯乙烯、聚丙烯等
塑料表面應用較為普遍,但仍存在一些問題:
(1)塗料與底漆(本色漆或金屬漆)之間的附著力問題;
(2)罩光漆塗膜放置一段時間易出現霧影,耐濕熱性能較差;
(3)與聚氨酯等體系相比,塗層耐水性往往顯得不夠; (4)塗料
目前主要用於清漆,通過顏料著色對光固化過程影響較大。
光固化殘留的自由基影響塗膜的耐黃變性等。
3功能化塗料
塑料塗料除對塑料製品具有保護功能外,近年來在裝飾
及功能化領域取得了一系列進展。利用硅氧烷與環氧-硅酸
酯共聚物與叔胺作用,得到的塗層在聚酯切片上不僅附著力
好,而且耐磨性突出[26-28]。同樣對於聚酯片,用丙烯酸-β-
羥乙酯酯化二苯基四羧酸二酐,再與甲基丙烯酸縮水甘油酯
和鄰苯基苯基縮水甘油醚反應,塗膜不僅折光指數高,而且耐
磨性好[29]。而利用增滑劑如石蠟或潤滑劑,對於含氨基甲酸
酯改性聚亞烷基二醇聚(甲基)丙烯酸酯與氨基甲酯改性的聚
(甲基)丙烯酸酯混合物在光敏劑存在時,利用UV光照射,得
到的塗膜不僅耐劃傷、耐候,而且防霧性能好[30]。同樣,為了
改善防霧性能,Konno等[31]則利用外乳化法,得到的聚丙烯酸
酯與膠體二氧化硅、具有陰離子特徵的碳酸酯-聚氨酯復合,
得到的塗膜對聚烯烴不僅潤濕性好,而且具有優良的防霧性。
Brand等[32]發現用低氧透過性的聚硅氧烷塗覆在PET膜上,
氧透過值只有14 mL/(dm2bar);Yamazaki等[33]發現部分鋅中
和的聚丙烯酸具有對氧的阻隔性。而Miyasaka[34]則發現聚乙
烯醇和浮型二氧化硅混合物製成的塗膜(塗覆於雙軸取向的
聚丙烯膜)水蒸氣與氧的滲透性極低,在20℃, 60%相對濕度
及40℃, 90%相對濕度下,分別只有1·5 mL/(m2·24 h·atm)
和4·9 mL/(m2·24 h·atm)(1 atm=101·325 Pa)。
利用橡膠的減震性,將橡膠與聚硅氧烷、可固化聚氨酯等
復合,成膜後由於物件與塗覆底材接觸或移動產生的噪音,在
一段時間內保持起始靜態摩擦系數,具有減震性[35]。熱固性
或紫外光固化的樹脂與含氟聚合物通過熱固化或紫外光引發
聚合,在聚酯膜上塗覆,具有防反射功能[36]。硅氧烷聚合物
等具有低反射指數的塗料,同樣具有防反射功能[37]。研究發
現,氫氧化鋁粒子與低玻璃化轉變溫度的樹脂(Tg: -50~
50℃)混合塗覆在聚酯膜表面,具有熱輻射功能。
4特種塑料塗料
塑料塗料除了塗料與塑料之間的作用外,往往還可能存
在與其他介質之間的作用,真空鍍膜塗料即是如此,它除了與
塑料接觸外,還與金屬鍍膜層發生作用,這些塗料在金屬膜與
塑料底材之間起到橋梁作用。目前真空鍍膜底漆主要涉及丙
烯酸、氨酯油及改性聚丁二烯等,主要涉及燈具、塑料鍍鉻裝
飾,有時具有輔助塑料導電、導熱之功能。而面漆則主要為丙
烯酸、聚氨酯及聚乙烯醇縮丁醛。孫永泰[38]利用HDI與水作
用形成的多羥基型聚氨酯塗覆在塑料鍍鉻件的外表面,塗膜
豐滿、堅韌,具有良好的耐磨性、耐沖擊、耐化學品與耐濕熱
性。而氨基丙烯酸塗料、叔碳酸縮水甘油酯改性丙烯酸塗料、
含氟丙烯酸酯聚合物等應用於真空鍍膜塗料得到的塗膜往往
具有高硬度、豐滿、耐污染等特徵[39-41]。近年來,紫外光固化
塗料在真空鍍膜領域中取得了較好的應用效果,為了降低塗
膜表面的缺陷,改善塗膜的性能,通常在塗料中加入少量惰性
溶劑。與此同時,熱固化與光固化同時存在於真空鍍膜塗料
中,塗膜的交聯密度、硬度與耐磨性均能得到改善,而且塗膜
外觀更好。環氧改性對塑料鍍銀附著力的提升十分有效,Ozu
等利用四甲氧基硅烷部分縮合物(Me Silicate51)與縮水甘油
(EpiolOH)酯交換反應,再與2-羥乙基乙烯二胺-異佛爾酮
二胺-異佛爾酮二異氰酸酯-聚碳酸酯二醇(PlaccelCD220)
共聚物反應,得到的底漆噴塗於ABS板上,在80℃乾燥
10 min,對ABS和鍍銀鏡面附著力高[42]。
5塑料塗料研究存在的問題
到目前為止,塑料塗料研究大多數停留在配方性能測試
階段,由於塑料對溶劑的敏感性不同,對於溶劑型塗料,塗料
中的溶劑或多或少對塑料底材存在侵蝕性,塑料與塗料界面
之間容易發生互相滲透、擴散,導致物理與化學作用共存,加
上多數塑料本身的使用壽命較短,塑料塗料的時效性和塗料
對塑料本身應用改變的影響程度常被忽視,而這些對塑料制
品的應用往往十分重要。一些高結晶度的工程塑料,如聚甲
醛、聚碸等在沒有對塑料進行表面處理時,直接塗覆塗料一般
比較困難,有必要尋找到與這些材料之間親和性較好的化合
物,開發出能直接在塑料表面塗裝的塗料,減少表面處理帶來
的環境與成本問題。

㈢ 關於生物化學與高分子材料方面的前景

大化工領域從就業方面看高分子材料與工程屬於很好的專業了,化工行業屬於一個傳統行業,發展速度不能和電子、通訊、計算機等比較,看得見的薪水當然沒有辦法和這些行業比較,但一個非這些專業的學生去從事那些工作,要和科班出生人競爭成功的可能性應該沒有你在本行業的大。
高分子材料與工程現在出來能做的工作很多,建議你學好英文,在日常工作中這門工具比計算機知識來得重要。高分子材料的產品在中國這些年發展特別快,如:PP、PE、PS、PET、PU、PC、PVC、ABS這些塑料,還有各種樹脂:醇酸、不飽和、聚醯胺、酚醛,以及各種PU聚氨酯都是你們的就業范圍。會很好找工作的,把專業課學好一點英文一定要盡力學。出來後找個做技術或市場銷售的工作都很好的。
我很多學化工其他方面專業的朋友現在都在做你們領域的東西。
很多在還在上大學的朋友(包括以前的我),都是感覺在學校不知道要學些什麼東西,因為很多學的東西以後肯定是沒有用的,那麼從我的經驗看(也許我犯了經驗主義錯誤!!!)專業課、英文是你現在可以花時間學學好的東東,一個是你的專業優勢,很大可能是你要拿來吃一輩子飯的傢伙,一個是交流工具,現在是個地球村,而且你畢業後就知道待遇好的工作很大部分都是外國老闆,英文不好是件很悲哀的事情! 雖然說生物工程包含基因工程技術、酶工程技術、細胞工程技術和發酵工程技術。
但現在國內生物工程一般都是朝食品科學與工程方向的.就是說,主要研究方向在發酵工程方面.
就業主要方向是和發酵產品,比方酸奶,醬油,醋,酒等有關的科研工作.目前就業還行,但絕大部分是企業,如果想進事業單位就得好好考慮了.
生物工程是工科的,它對數學和物理還有化學還有不低的要求,在生物方面主學的是微生物.而生物科技和生物技術則大部分是理科或者農科的.如果單純喜歡生物那不如考慮這兩個專業.相對來講就業會廣但不精,具體則要看你報考的學校偏向什麼方向,比如農科院校可能會偏向畜牧一類的生物工作.

㈣ 大家快來幫幫我!!!~~~~

塑料在汽車中的應用概況

受到能源危機的威脅,世界各國的汽車工業都在為汽車輕量化做各種努力。此外,消費者在需求層次、需求結構、需求品位的提高,以及轎車的乘坐舒適性、安全性、環保性、美觀性等性能指標都已成為決定汽車產品市場成敗的重要砝碼。包括塑料在內的非金屬材料在汽車上的應用正能滿足這一需求。

為了滿足汽車工業發展的需求,汽車塑料的品種和應用范圍不斷擴大。20世紀90年代,發達國家汽車平均用塑料量是:100~130kg/輛,占整車整備質量的7%~10%;到2002年,發達國家汽車平均用塑料量達到300kg/輛以上,占整車整備質量的20%。預計到2020年,發達國家汽車平均用塑料量將達到500kg/輛以上。

我國經濟型轎車每輛車塑料用量為50~60kg;輕、中型載貨車的塑料用量僅為40~50kg;重型載貨車可達80kg左右。我國中、高級轎車基本為發達國家引進車型,汽車塑料的應用量基本與發達國家上世紀90年代水平相當,為100~130kg/輛。

塑料在汽車上的應用十分廣泛,按功能應用主要分為三類:內飾件、外裝件、功能結構件。

外裝件:以塑代鋼,增加塑料製品的應用量,減輕汽車重量,達到節能的目的。如保險杠等。

內飾件:以安全、環保、舒適為應用特徵,用可吸收沖擊能量和振動能量的彈性體和發泡塑料製造儀錶板、座椅、頭枕等製品,以減輕碰撞時對人體的傷害,提高汽車的安全系數。

功能結構件:多採用高強度工程塑料,減輕重量,降低成本,簡化工藝。如用塑料燃油箱,發動機和底盤上的一些零件等。

汽車塑料新材料及其應用

塑料的特性表現在質量輕、不會銹蝕、耐沖擊性好、透明度高和耐磨耗性、絕緣性好、導熱性低,一般成型性著色性好、加工成本低等等,在汽車設計中採用大量的塑料,可以綜合地反映對汽車設計性能的要求,即輕量化、安全、防腐、造型和舒適性等,而且有利於降低成本,節約材料資源。但由於普通塑料尺寸穩定性差、熱膨脹率大、易燃燒、易老化等,許多特性不能與金屬材料相比。因此,汽車所用塑料不是純的(單一)的某一種品種,而是經過改性的,又稱「改性塑料」。

塑料以合成樹脂為主要成分,加入適量的添加劑,以增加其工藝性能與使用性能。添加劑有:填料和增強材料、填充劑、增塑劑、固化劑、穩定劑、潤滑劑、抗靜電劑、阻燃劑等。

按照使用特性,塑料分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。通用塑料是指產量大、用途廣、成型好、價格便宜的塑料,如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。工程塑料指能承受一定外力作用、具有良好的機械性能和耐高、低溫性能,尺寸穩定性較好,可以用作工程結構的塑料,如聚醯胺、聚碸等。特種塑料具有特種功能,如氟塑料和有機硅等。

按照理化特性,又可分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩種。熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料,熱固性塑料優點是強度、耐熱性好,受壓不宜變形;缺點是:成型工藝復雜,生產效率低。熱塑性塑料是指在特定溫度范圍內能反復加熱軟化和冷卻硬化的塑料,其優點是成型工藝簡單,生產率高,具有一定的機械性能,可重復回收使用。缺點是:耐熱性差,剛度較低。

隨著塑料新材料的不斷開發,塑料在汽車應用的領域不斷擴大:

1、納米復合材料的應用。熱塑性聚烯烴(TPO基)納米復合材料,應用於汽車內、外裝飾件,優點是質輕、尺寸穩定性提高、強度更高、低溫抗沖擊性能更好。TPO系納米復合材料汽車踏腳板,已用於通用汽車公司轎車,其具有較高的硬度、質量輕、低溫下不發脆,而且容易回收。

豐田公司將納米聚丙烯復合材料用於汽車前後保險杠,使原保險杠厚度由4mm減至3mm,重量減輕約1/3。豐田公司又相繼推出了用於汽車內飾件的聚丙烯納米復合材料。

納米粒子的介入,不僅改善了聚合物的強度、剛性、韌性,而且還有利於提高聚合物的透光性、阻隔性、耐熱性及防紫外性等,由於加工簡便,效果明顯,業內對聚合物納米復合材料的市場前景,持樂觀態度。

2、可噴塗和免噴塗塑料。美國GE公司開發的可導電的聚苯醚/聚醯胺材料使車身塑料件能與金屬沖壓件一起進行陰極電泳(即可實現全在線噴塗),從而消除汽車車身非金屬件與金屬件的色差問題。

此外,用於製造汽車車身板的PC/PBT材料與SLX膜通過模內裝飾注塑成型工藝製造塑料車身外板、前後翼子板及後車廂門等,可以達到油漆的效果,降低生產成本。該技術在國外轎車車身板的生產中開始使用,國內應引起關注。

3、塑件配光鏡和塑料玻璃。由美國GE公司生產的特殊聚碳酸酯做成的前照燈配光鏡塗有防刮傷塗層,比玻璃鏡片更亮,更抗破碎,更具光學加工的准確性。

美國在風窗玻璃的三層安全玻璃裡面又貼附了20μm厚的聚氨酯膜。美國絕大部分客車採用丙烯酸樹脂板,風窗玻璃塑料化可以達到節能和保護乘員安全的目的。

4、纖維增強熱塑性塑料。長纖維增強熱塑性塑料(LFRT)是新型輕質高強度工程結構材料,因其重量輕、價廉、易於回收重復利用,在汽車上的應用發展很快。

用天然纖維如亞麻、劍麻增強塑料製造車身零件,在汽車行業已經得到認可。用亞麻增強聚丙烯製作車身底板,材料的拉伸強度比鋼要高,剛度不低於玻纖增強材料,製件更易於回收。對操作工人,可免除因玻纖引起的皮疹和呼吸性疾病。我國江陰一些企業已經開始生產這類材料。

5、在動力傳動系統中的應用。發動機氣門室罩和機油盤採用聚醯胺、反應注塑聚氨酯、環氧樹脂等玻璃纖維增強塑料模製或壓制而成;發動機的氣缸襯墊和密封墊用高性能的或用特殊工藝生產的傳統合成橡膠,其中包括CR和FRM;耐磨聚丙烯成型材料應用於齒輪、軸等耐磨成型製品。廂式車和貨車中,用復合材料(玻璃和碳纖維)傳動軸代替的金屬軸,減輕了重量,降低了雜訊和振動,並使工作更為平順。英國GKN技術公司用纖維增強塑料製造的傳動軸,重量減輕50%~60%,抗扭性比鋼大1.0倍,彎曲剛度大1.5倍。杜邦公司開發一種復合玻纖增強尼龍66用於V6發動機的有源集合塑料通風系統。

6、懸架系統。用碳纖維增強塑料(CFRP)製造的板簧為14kg,減輕重量76%。在美國、日本、歐洲都已使板簧、圓柱形螺旋彈簧實現了纖維增強塑料化,除具有明顯的防振和降噪效果外,還達到輕量化的目的。

7、車身。塑料在汽車車身上的應用主要有三種模式:(1)外覆蓋件與結構件全部採用塑料:主要用於高檔跑車,其骨架結構件採用碳纖增強塑料,外覆蓋件採用玻纖增強塑料,成本很高。(2)金屬骨架與全塑外覆蓋件與車身結合:車身採用玻纖增強熱塑性聚酯注塑成型,其設備為8800t注塑機,設備費用昂貴。(3)部分採用塑料外覆蓋件:一些高級轎車,骨架結構採用金屬件,外覆蓋件則部分採用塑料件。

8、開發塑料功能件。用玻璃纖維增強熱塑性塑料(GMT)製造支架、托架和多功能製件等;應用塑料製造進氣歧管可減輕重量40%~60%,且表面光滑,流動阻力小,可提高發動機性能,並在提高燃燒效率、降低油耗及減振降噪方面有一定作用。開發在基體聚合物中摻入電導性填料的「復合型電導性塑料」,和塑料本身具有電導性的「電導性高分子化合物」,以其高功能性能供汽車生產選用。

9、儀錶板、內飾系統。國外許多汽車廠用泡沫聚氨酯製造門板,不僅減輕重量,強度、吸聲性和安全性能也好。聚丙烯由於價格低廉,在美國汽車市場上得到廣泛應用,不僅用聚丙烯替代ABS,而且有些車型內飾全部使用聚丙烯。目前國內使用的儀錶板可分為硬質儀錶板和軟質儀錶板兩種。硬質儀錶板一般為改性聚丙烯採用注塑成型,在經濟型車上使用。軟質儀錶板為聚氨酯反應發泡成型,通常用於中高檔轎車。

國際汽車塑料應用發展趨勢

國際汽車塑料應用正在向著——技術含量高、電子化、模塊化、舒適、安全、環保性方向發展。

1、模塊化供貨趨勢:美國李爾公司已將車廂內飾件全部實現了模塊化供貨,車廂內被簡化為前座、後座、儀錶板、車門襯、車門和行李箱襯等六大件,率先在車身件上實行了模塊化。這些部件及所有電氣、機械設備都已預先裝配好,可在整車裝配線上直接安裝。

德爾福公司也推出了包括座艙模塊、車門模塊、前端模塊、制動模塊、空氣/燃油合成模塊等在內的系統化集成模塊,將模塊化的領域進行了擴展。

2、電子化:例如,豪華轎車的座椅總成具備電動調整、預熱等功能,還有的具備腰部按摩功能,並逐步向經濟型轎車擴散。

3、准時化供貨:由於內飾產品可供選裝的配置在各總成中種類最多,所以內飾行業基本上都要與主機廠實行同步生產,准時化供貨,避免發生大量的庫存。

4、安全、環保性:在歐洲和美國對汽車塑料環保的定義是嚴格的,涉及一個產品的整個生命周期,既:使用環保的原材料、在環保的條件下製造生產、在使用和回收過程中不會對人的健康和環境有任何危害的的產品。汽車塑料部件在選材時,要選擇塑料品種趨於集中統一,便於分類回收和整體回收,這是塑料回收、再生和利用的基礎。例如:用回收的廢舊保險杠造粒生產儀錶板、護板等,用回收的座椅泡沫材料再生後作汽車內襯;儀錶板表皮用熱塑性聚烯烴,骨架用聚丙烯注塑件,填充用聚丙烯泡沫,這樣便於將來儀錶板整體回收。國外各大汽車公司都成立了專門的汽車回收試驗中心。

5、擴大塑料在汽車上的應用范圍和技術水平:開發塑料在功能件上的應用,如:多功能支架、儀錶板托架、發動機護板等,塑料進氣歧管等在國外汽車上得到廣泛應用;應用玻纖增強熱塑性塑料製作汽車部件,減輕汽車自重;採用先進的成型技術和設備(如氣輔注塑、低壓注塑)生產汽車塑料部件,提高產品質量。

我國汽車塑化發展的特點和建議

近幾年來,我國汽車塑料製品生產企業一方面積極引進外資、引進先進的技術和加工設備,並對企業進行全面技術改造,保證了轎車塑料製品本地化生產的順利進行;另一方面為降低成本,根據我國的國情優化設計,合理地選擇材料;同時密切跟蹤國外汽車塑料材料應用的發展趨勢,進行材料、工藝、設備等方面技術研究,進行技術儲備,以適應將來汽車工業高速發展的需要。

這些企業利用引進車型的技術,擴大塑料材料在汽車上的應用水平,不僅滿足了汽車工業的需要,也形成了一批規模化、專業化的汽車塑料製品供應商,如上海延鋒偉世通、長春富奧-江森公司等。這些企業不僅是國內技術最完備、生產規模最大的汽車飾件專業生產企業,而且部分生產工藝水平達到了國內領先和國際同步水平。

但由於我國在汽車上塑料的應用量還相對較少且起步較晚,汽車塑料專用樹脂牌號少、生產工藝落後、產量低,因而在工程塑料、高性能工程塑料的使用落後於發展潮流,主要依靠進口專用樹脂生產;產品設計、模具設計和模具製造水平有限,製造周期長,生產准備周期長,試制費用高;開發力量薄弱,開發投入有限,開發手段落後,缺乏開發人才。

另外,汽車塑料零部件廠家規模不大,水平低,缺少統一的汽車塑料零部件規范與標准;不少企業生產、試驗與檢測設備尚屬落後,不能保證和准確反應產品的最終性能;在CAD/CAM/CAE技術的應用上與國外先進行業相比存在很大差距;國內企業的環保意識與重視程度與國外尚有一定差距,對材料利用的統合,材料的回收、再生和利用方面的研究缺乏考慮。

針對我國汽車塑化發展存在的問題,提出以下幾點建議

1、國內汽車零部件、汽車塑料行業企業要在汽車行業中佔有一席之地,必須提高國際競爭力,把企業開發能力和產品水平提到更高的層次上參與汽車工業的發展與競爭。

2、高度重視環保工作。從設計開發階段就要進行汽車用塑料材料回收、再生利用的研究,以滿足環保的需要。這項研究不僅是汽車行業的事情,也是整個社會的事情,應借鑒汽車發達國家對環保的經驗,作為重要課題研究。

3、塑料原材料生產企業、汽車塑料製品生產企業、與汽車主機廠應加強合作,建立新材料開發研究聯合體,協調新材料及新產品的開發工作。開發適合我國國情的汽車專用樹脂、專用料、工程塑料系列產品,以提高我國汽車塑料的應用水平。

4、在汽車塑料製品設計及生產中利用計算機輔助分析技術,加強對新工藝的研究,保證製品設計質量,縮短產品開發周期。重視低壓注塑成型、氣輔注塑成型等先進工藝在汽車上的應用。

5、推動汽車塑料材料、製品向專業化、標准化、高品質化、環保化方向加速發展,提高質量,降低成本。

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