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可发性聚苯乙烯(EPS)

(2010-01-12 15:06:22)
标签:

flow-3d

杂谈

分类: -CFD:F3D

     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。

 

化学与性能
    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。

 

表  聚苯乙烯泡沫塑料的代表性能

性能                                 数值

密度      kg/m3         0.016     0.032     0.048

压缩强度   kPa           83~117     214~255   358~386

拉伸强度   kPa           14~186     400~420   634~655

  


PET:聚对苯二甲酸乙二醇酯
对苯二甲酸与乙二醇的聚合物。英文缩写为PET,主要用于制造聚对苯二甲酸乙二酯纤维(中国商品名为涤纶)。这种纤维强度高,其织物穿著性能良好,目前是合成纤维中产量最高的一个品种,1980年世界产量约510万吨,占世界合成纤维总产量的49%。

 

性质分子结构的高度对称性和对亚苯基链的刚性,使此聚合物具有高结晶度、高熔融温度和不溶于一般有机溶剂的特点,熔融温度为257~265℃;它的密度随着结晶度的增加而增加,非晶态的密度为1.33克/厘米^3,拉伸后由于提高了结晶度,纤维的密度为1.38~1.41克/厘米^3,从X射线研究,计算出完整结晶体的密度为1.463克/厘米^3。非晶态聚合物的玻璃化温度为67℃;结晶聚合物为81℃。

 

聚合物的熔化热为 113~122焦/克,比热容为1.1~1.4焦/(克.开),介电常数为 3.0~3.8,比电阻为10^11 10^14欧.厘米。PET不溶于普通溶剂,只溶于某些腐蚀性较强的有机溶剂如苯酚、邻氯苯酚、间甲酚、三氟乙酸的混合溶剂,PET纤维对弱酸、弱碱稳定。

 

应用主要做合成纤维的原料。短纤维可与棉花、羊毛、麻混纺,制成服装用纺织品或室内装饰用布;长丝可做服装用丝或工业用丝,如用于滤布、轮胎帘子线、降落伞、输送带、安全带等。薄膜可作片基,用于感光胶片、录音磁带。注射模塑件可做包装容器。

 

聚氨酯硬泡体是一种具有隔热与防水功能的新型高分子合成材料,其导热系数低,仅0.022~0.024W/(m·Κ),相当于EPS(膨胀聚苯乙烯泡沫塑料)的一半,是目前所有保温材料中导热系数最低的。该材料的泡孔结构由无数个微小的闭孔所组成,这些微孔互不相通,因此该材料在理论上不吸水、不透水,带表皮的喷涂聚氨酯硬泡体保温材料的吸水率为零。这种既保温又防水的材料,应用在屋顶和墙体上,可代替传统的防水层和保温层,具有一材双用之功效。而且该材料的热工性能好,还具有耐老化、化学稳定性好、耐温不熔化、与建筑物基面粘结性能好等优点。

 


喷涂聚氨酯的优势:
 
(1)导热系数低
导热系数是该产品的重要特性,SPF是目前固体隔热材料中隔热性能最好的材料之一。导热系数最小可达0.017 W/(m·K),在工程应用中该产品的导热系数在0.022~0.027 W/(m·Κ)之间。导热系数的大小主要受泡孔内的发泡剂和泡沫的密度等因素影响,导热系数与密度的关系大致呈抛物线的趋势,在密度为35 kg/m2时,该产品的导热系数为最小。本标准将导热系数定在小于等于0.024 W/(m·Κ)上,一般企业经过努力是可以达到的,试验验证结果也证明了这一点。
 
(2)粘结强度高
SPF喷涂在需要保温防水的基层上,能否达到预期使用效果和耐久性,关键要看与基层是否粘结牢固,如果与基层脱开,防水和保温效果欠佳。试验验证和实际应用证明,将粘接强度确定在大于等于100kPa以上比较合适。无需任何胶粘剂和锚固件,是一种天然的胶粘材料,能形成连续的保温层,保证了保温材料于强体的共同作用并有效阻断热桥。
 
(3)密度
密度是SPF的重要性能指标之一.密度对产品的强度、导热系数等指标有明显的影响。强度随密度的增加而增大;在其他条件相同的情况下,密度大,则成本高。现根据使用部位的不同,将密度分为墙体、非上人屋面和上人屋面3种指标值,这样分可节约成本,保证使用效果。具体指标是:墙体用,大于等于30 kg/m3;非上人屋面用,大于等于35 kg/m3;上人屋面用,大于等于50 kg/m3。
 
(4)尺寸变化率
SPF有较好的尺寸稳定性,在–30~70℃温度范围内使用时尺寸变化率小于等于1.0%。
 
(5)抗压强度高
从使用角度要求,上人屋面的SPF抗压强度要求较高,对墙体和非上人屋面要求一般。现根据试验验证和使用要求,将上人屋面的抗压强度确定为大于等于300 kPa,将非上人屋面的抗压强度确定为大于等于200 kPa,将墙体的抗压强度确定为大于等于150 kPa。

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