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聚苯乙烯PS的5个性能
⒈一般性能:PS为无色透明的粒料,燃烧时发出浓烟并带有松节油气味,吹熄可拉长丝;制品硬似玻璃状,落地或者敲打会发出类似金属的声音,因此又被叫做“响胶”;能断裂但不能弯曲,断裂时断口处呈现蚌壳色银光。PS的吸水率为0.05%,稍大于PE,但对制品的强度和尺寸稳定性影响不大。
⒉光学性能:透明性好是PS的最大特点,其透光率可达88~92%,同PC和PMMA一样属于最优秀的透明塑料品种,统称为三大透明塑料。PS的折射率为1.59~1.60,但因苯环的存在,导致其双折射较大,不能用于高档光学仪器。
⒊力学性能:PS硬而脆、无延伸性、拉伸至屈服点附近即断裂。PS的拉伸强度和弯曲强度在通用塑料中最高,其拉伸强度可达60MPa;但冲击强度很小,难以用做工程塑料。PS的耐磨性差,耐蠕变性一般。PS的力学性能受温度的影响比较大。
⒋热学性能:PS的耐热性能不好,热变形温度仅为70~90℃,只可长期在60~80℃范围内使用。PS的耐低温性也不好,脆化温度为-30℃。PS的热导率低,一般为0.04~0.13W/(m.K);线膨胀系数较大,一般为(6~8)×10-5 K-1,与金属相差悬殊,因此制品不利于带金属嵌件。
⒌电学性能:PS的电绝缘性优良,而且不受温度和湿度的影响;介电损耗角正切值小,可耐适当的电晕放电;耐电弧性好,适于做高频绝缘材料。
⒍环境性能:PS的化学稳定性较好,可耐一般酸、碱、盐、矿物油和低级醇等,可受许多烃类、酮类、高级脂肪酸等侵蚀,可溶于芳烃(如苯、甲苯、乙苯、苯乙烯等)、氯化烃(如四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯苯等)及酯类等。PS的耐候性不好,其耐光、氧化性都差,不适合于长期户外使用;但PS的耐辐射性好。
聚苯乙烯PS塑料的结构
聚苯乙烯PS的大分子主链为饱和烯烃类聚合物,具有良好的电绝缘性;又因吸湿性小,可用于潮湿环境中。PS的侧基为大体积的苯环,分子结构不对称,大分子链运动困难,PS呈现刚性和脆性,制品容易产生内应力,导致制品容易开裂,在油、溶剂等介质中的使用较差。
PS的侧苯基在空间的排列是无规结构,导致PS成为无定形聚合物,因而具有很高的透明性;但近年来新开发的间同立构聚苯乙烯SPS的规整性高,虽然其它性能很好,但是透明性却低。
由于苯基的存在,主链上α氢原子活化,极易被空气中的氧所氧化,制品长期在户外使用时会变黄变脆。但同时,苯基的存在又赋予其较高的耐辐射性能,在106Gy辐射剂量下,其性能变化很小。
可发性聚苯乙烯
可发性聚苯乙烯(EPS)通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物,是一种树脂与物理性发泡剂和其它添加剂的混合物。可发性PS可被加工成低密度的泡沫塑料制品。最常见的可发性聚苯乙烯是含有作为发泡剂的戊烷的透明PS粒料。由可发性聚苯乙烯制出泡沫塑料制品有几个专门步骤,这也是许多塑料树脂(包括可成型泡沫的聚烯烃及其共聚物)的一种特性。可发性PS可用来制造各种制品如咖啡杯、吸收能量的汽车用减震器或泡沫塑料块。EPS的主要用途是一次性饮料杯、抗震包装以及隔热材料。
可发性聚苯乙烯是小颗粒状树脂,直径一般为0.254mm~2.54mm。大多数这种颗粒是悬浮聚合生成的珠粒,而较大直径的颗粒也可通过切粒得到。采用的珠粒大小决定于最终泡沫制品的最小壁厚。较大的粒子膨胀制成低密度泡沫制品比较容易,较小的粒子则较易制成填充均匀的部件。泡沫塑料产品的性能取决于原料聚合物,但受泡沫的密度影响很大。一个密度为0.016 的PS泡沫产品其中97%的体积是空气,这种产品的机械性能较差。泡沫体中所含的空气分隔成数百万个泡孔,正是它们的存在使聚合物泡沫材料具有许多有价值的特性。这些特性包括绝热性、吸收能量、漂浮性、高的刚度/质量比以及单位体积成本低等等。
泡沫PS的大多数性能都与其密度有很明显的函数关系,因此生产者可不需重新设计模具,只根据加工工艺简单变化的需要对实际操作做些微小调整。PS泡沫的其它性能同样取决于聚合物的类型和发泡时用的数量。由于发泡PS产品的机械强度可由发泡密度来调节,因此有时通过选用另外一种泡沫聚合物来获得需要的强度。
一个例子是获得不是属于强度方面的性能,如使PS提高其本身不具备的耐高温性和耐溶剂性;另一个例子是采用聚烯烃或烯烃/苯乙烯共聚体,可提高柔软性或伸长率,但强度提高不多。
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