负责人陈生 PE、PP原材料与加工性能特点
一、PE(聚乙烯)
1．PE的性能PE是塑料中产量*大的一种塑料，特点是质软、无毒、价廉、加工方便，耐化学性好，不易腐蚀，印刷困难。PE是一种典型的结晶型高聚物。它的种类多，常用的有LDPE（低密度聚乙烯）和HDPE（高密度聚乙烯），为半透明性塑料，强度低，比重为0.94g/cm3(比水小)；很低密度LLDPE树脂（密度低于0．910g/cc，LLDPE和LDPE的密度都在0．91—0．925之间）。LDPE较软，（俗称软胶）HDPE俗称硬性软胶，它比LDPE硬，是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间透光性差，结晶度大，很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象，当温度高于60℃时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。HDPE的高结晶度导致了它的高密度，抗张力强度，高温扭曲温度，粘性以及化学稳定性。 比LDPE有更强的抗渗透性。PE-HD的抗冲击强度较低。特性主要由密度和分子量分布所控制。适用于注塑模的HDPE分子量分布很窄。对于密度为0.91~ 0.925g/cm3，我们称之为*类型PE-HD；对于密度为0.926~ 0.94g/cm3，称之为第二类型HDPE；对于密度为0.94~ 0.965g/cm3，称之为第三类型HDPE。该材料的流动特性很好，MFR为0.1到28之间。分子量越高，LDPE的流动特性越差，但是有更好的抗冲击强度。HDPE很容易发生环境应力开裂现象。可以通过使用很低流动特性的材料以减小内部应力，从而减轻开裂现象。HDPE当温度高于60C时很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比LDPE还要好一些。
LDPE是半结晶材料，成型后收缩率较高，在1.5%到4%之间。 LLDPE（线性低密度聚乙烯）更高的抗伸、抗穿透、抗冲击和 抗撕裂的性能使LLDPE适于作薄膜。它的优异的抗环境应力开裂性，抗低温冲击性和抗翘曲性使 LLDPE对管材、板材挤塑和所有模塑应用都有吸引力。 LLDPE*新的应用是作为地膜用于废 渣填埋和废液池的衬层。
2．PE的工艺特点PE制件*显著的特点是成型收缩率大，易产生缩水和变形。PE料吸水性小，可不用干燥。PE的加工温度范围很宽，不易分解（分解温度为320℃），若压力大，制件密度高，收缩率较小。PE流动性中等，要严格控制加工条件，并保持模温的恒定（40-60℃）。PE的结晶程度与成型工艺条件有关，它有较高的冷固温度，模温低，结晶度就低。在结晶过程，因收缩的各向异性，造成内部应力集中，PE制件易出现变形和开裂。产品放在80℃热水中水浴，可使压力得到一定的松驰。成型过程中，料温和模温偏高一些为宜，注射压力在保证制件质量的前提下应量偏低，模具的冷却特别要求迅速均匀，产品脱模时较烫。HDPE干燥：如果存储恰当则无须干燥。 熔化温度220~260C。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250C之间。
模具温度：50~95C。6mm以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。对于*优的加工周期时间，冷却腔道直径应不小于8mm，并且距模具表面的距离应在1.3d之内（这里“d”是冷却腔道的直径）。 注射压力：700~1050bar。注射速度：建议使用高速注射。 流道和浇口: 流道直径在4到7.5mm之间，流道长度应尽可能短。可以使用各种类型的浇口，浇口长度不要超过0.75mm。特别适用于使用热流道模具。 LLDPE的“延伸时柔软”的特性在吹膜过程中是一个缺点，LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么稳定。模口隙距必须加宽以避免由于产生高背压和熔体断裂而降低产量。 LDPE和 LLDPE的一般模口隙距尺寸分别是0.024～0.040 in和0.060－0.10in.
3．典型应用范围: LLDPE已渗透到聚乙烯的大多数传统市场，包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。防渗漏地膜是新开发的LLDPE市场。地膜，一种大型挤出片材，用作废渣填埋和废物池衬垫，防止渗漏或污染周围地区。例如生产袋子、垃圾袋、弹性包装物、工业用衬套、巾式衬套和购物袋，这些都是利用改进强度和韧性后这种树脂的优点。透明薄膜，例如面包袋，一直由LDPE占统治地位，因为它有更好的浊度。然而，LLDPE与LDPE的共混物将改进强度。抗穿透性和LDPE薄膜的刚度，而不显著影响薄膜的透明度。HDPE应用范围：电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。
4、PE(LDPE & HDPE)—聚乙烯塑料主要性能：
LDPE—花料，低密度软聚乙炔
a. 分子量较低，分子链有支链，结晶度较低(55-60%)，故密度小，质地柔软，透明性较HDPE好。
b. 耐冲击，耐低温性，但耐热性及硬度较低。
HDPE，高密度硬聚乙烯。
HDPE结晶度为85-90%，远高于LDPE，这决定了它机械强度。
注塑工艺要点：
a. 结晶性原料，吸湿性小，可不必干燥。
b. 流动性好，流动性对压力敏感。
c. 收缩率大易变形，翘曲，必须控制模温，保持冷却均匀。
d. 成型工艺参数：
※ LDPE：成型温度180-240℃,模温35-62℃，注射压力：30-90Mpa.
※ HDPE: 成型温度180-250℃,模温50-70℃，注射压力：80-100Mpa.
※ 啤塑PE一般不需高压，保压取*压的30-60%。
e. 模具方面：对有侧凹位的件，一般都可以强行脱模。
共混改性塑料
a. PE+EVA—改善环境应力开裂，机械强度有所下降。
b. PE+PP—提高塑料硬度。
c. PE+PE—不同密度混熔以调节柔软性和硬度。
d. PE+PB(顺二丁烯)—提高其回弹性。
二、PP(聚丙烯)
1、PP的性能PP为结晶型高聚物，常用塑料中PP*轻，密度仅为0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP的耐热性*好，其热变形温度为80-100℃，能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。 PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。 PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。 由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均匀性比HDPE等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。 均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。
2 . PP 的工艺特点PP在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP在加工上有两个特点：
其一：PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）；
其二：分子取向程度高而呈现较大的收缩率。PP的加工温度在220~275℃，注意不要超过275℃左右较好，它有良好的热稳定性（分解温度为310℃），但高温下（270-300℃），长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低，所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变形和凹陷。模温（40~80℃），建议使用50℃。结晶程度主要由模具温度决定，宜控制在30-50℃范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中，要吸收大量的熔解热（比热较大），产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥，PP的收缩率和结晶度比PE低。注射速度通常使用高速注塑可以使内部压力减小到*小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。注射压力：可大到1800bar。流道和浇口: 对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，*小的浇口深度应为壁厚的一半；*小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍，PP材料*可以使用热流道系统。 PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。
3．典型应用范围: 汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。注塑品是PP均聚物的第二大市场，包括容器、密封器、汽车方面的应用、家庭用品、玩具及其它许多消费品和工业方面的*终用途。
三、塑料基本术语
1．应变 （strain）：物体在应力作用下产生的尺寸与原始尺寸之比，是无因次量。
2．硬度 hardness ：塑料材料对压印、刮痕的抵抗能力。注：要据试验方法不同，有巴氏（Barcol）、布氏（Brielle）硬度、洛氏（Rockwell）硬度、邵氏（Shore）硬度、莫氏（Mohs）硬度、刮痕Scratch硬度和维氏（Vickers）硬度。
3．应力（stress） ：作用于物体单位面积上的力，用kgf/cm2（Pa）表示。, 注：若单位面积按原始截面积计算，则所得应力为工程应力；若单位面积按变形瞬间的截面积计算，则所得应力为真应力，应力有剪切应力、拉伸应力和压应力等区别。
4．应力开裂（stress cracks）：长时间或反复施加低于塑料力学性能的应力而引起塑料外部或内部产生裂纹的现象。注：引起开裂应力可以是内部应力或外部应力，也可以是这些应力的合力。应力开裂的速度随塑料所处的环境而变化。
5．应力松弛（stress-relaxation）：试样保持恒定应变时应力随时间衰减的现象。
6．应力-应变曲线（stress-strain curve）：在材料试验中，以纵坐标表示应力，横坐标表示应变，所作的应力-应变曲线
7．热应力（thermostress）：复合材料经受温度变化时，由于其非均质性而发生相互制约，从而产生的内应力。
8．剪切应力（shear strength）：作用于给定平面切向的应力或应力的分力。
9．内应力（internal stress）：在没有外力存在的作用下，材料内部由于加工成型不当、温度变化、溶剂作用等原因所产生的应力。
10．屈服应力（yield point）：在应力-应变曲线上屈服点处应力。
11．降解（degradation）：由气候、热、光、氧、射线等作用引起的大分子链断裂或化学结构发生有害变化反应。
12．退火（annealing）：为了消除塑料制品的内应力或控制结晶过程，将制品加热到适当的温度并保持一定时间，而后慢慢冷却的操作。
