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超高分子量聚乙烯的开发和应用(五)

2007/8/10 15:04:24 人评论

4 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的合金化  超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)除可与塑料形成合金来改善其加工性能外(见3.2.1和3.2.3),还可获得其它性能。其中,以PP/超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)合金最为突出。  通常聚合物的增韧是在树脂中引入柔性链段形成复合物(如橡塑共混物),其增韧机理为“多重银纹化机理”。而在PP/超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)体系,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)对PP有明显的增韧作用,这是“多重裂纹”理论所无法解释的。国内最早于1993年报道采用超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)增韧PP取得成功,当超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的含量为15%时,共混物的缺口冲击强度比纯PP提高2倍以上〔29〕。最近又有报道,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)与含乙烯链段的共聚型PP共混,在超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的含量为25%时,其冲击强度比PP提高一倍多〔30〕。以上现象的解释是“网络增韧机理”〔31〕。  PP/超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)共混体系的亚微观相态为双连续相,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)分子与长链的PP分子共同构成一种共混网络,其余PP构成一个PP网络,二者交织成为一种“线性互穿网络”。其中共混网络在材料中起到骨架作用,为材料提供机械强度,受到外力冲击时,它会发生较大形变以吸收外界能量,起到增韧的作用;形成的网络越完整,密度越大,则增韧效果越好。  为了保证“线性互穿网络”结构的形成,必须使超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)以准分子水平分散在PP基体中,这就对共混方式提出了较高的要求。北京化工大学有研究发现:四螺杆挤出机能将超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)均匀地分散在PP基体中,而双螺杆挤出机的共混效果却不佳。  EPDM能对PP/超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)合金起到增容的作用。由于EPDM具备的两种主要链节分别与PP和超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)相同,因而与两种材料都有比较好的亲合力,共混时容易分散在两相界面上。EPDM对复合共晶起到插入、分割和细化的作用,这对提高材料的韧性是有益的,能大幅度地提高缺口冲击强度。  另外,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)也可与橡胶形成合金,获得比纯橡胶优良的机械性能,如耐摩擦性、拉伸强度和断裂伸长率等。其中,橡胶是在混合过程中于超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的软化点以上进行硫化的。5 超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)的复合化  超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)可与各种橡胶(或橡塑合金)硫化复合制成改性PE片材,这些片材可进一步与金属板材制成复合材料。除此之外,超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)还可复合在塑料表面以提高耐冲击性能。  在超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)软化点以上的温度条件下,将含有硫化剂的未硫化橡胶片材与超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)片材压制在一起,可制得剥离强度较高的层合制品,与不含硫化剂的情况相比,其剥离强度可提高数十倍。用这种方法同样可使未硫化橡胶与塑料的合金(如EPDM/PA6、EPDM/PP、SBR/PE)和超高分子量聚乙烯(UHMW-PE)片材牢固地粘接在一起。   如何选择优质的塑料软管     软管,这种既方便又经济的包装形式在日化领域有广泛的应用,并广受欢迎。一只优质的软管既可以保护内容物,又可以提升产品档次, 从而能为日化企业赢得更多消费者。那么,对于日化企业,如何选择优质的、适应自己产品的塑料软管呢?以下我们将从几个重要的方面 来进行介绍。      材料的选择    材料的质量是确保软管质量的关键,它将直接影响软管的加工和最终使用。塑料软管的材料有聚乙烯(用于管身、管头)、聚丙 烯(管盖)、色母、阻隔性树脂、印刷油墨、光油等。所以任何一种材料的选取都将直接影响软管的品质。然而材料的选择还取决于卫生 要求、阻隔性(对阻氧气、水蒸气,保香味等方面的要求)、耐化学性等因素。       1、管材的选择:    首先,所用的材料要达到相关的卫生标准,重金属、荧光剂等有害物质应控制在规定的范围内。例如,出口到美国的软管,所用 的聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)要达到美国食品与药品管理局(FDA)标准21CFR117.1520。       其次,材料的阻隔性。如果日化企业包装的内容物是一些对氧气特别敏感(比如一些美白类化妆品)或是香味十分容易挥发(如 香精油或一些油脂、酸、盐及其它腐蚀性化学品)的产品,此时应选用五层共挤管。因为五层共挤管(聚乙烯/粘结树脂/EVOH/粘 结树脂/聚乙烯)的氧气透过率是0.2~1.2 单位,而普通的聚乙烯单层管的氧气透过率是150~300 单位。在一定时间内,盛装乙醇重量损失率试验共挤管要比单层管低几十倍。另外,EVOH是一种乙烯-乙烯醇共聚物,具有优异的阻 隔性、保香性(厚度在15~20微米效果最为理想)。      第三,材料的挺度。日化企业对软管挺度的要求各不相同,那么如何获得期望的挺度呢?常用于软管的聚乙烯以低密度聚乙烯、 高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯为主。其中高密度聚乙烯的挺度比低密度聚乙烯好,因此通过调整高密度聚乙烯/低密度聚乙烯的配比 可以达到所期望的挺度。      第四,材料的耐化学性。高密度聚乙烯较低密度聚乙烯有更好的耐化学性。    第五,材料的耐候性。要控制软管的短期或长期性能,需要考虑:外观、耐压/跌落性能、封口强度、耐环境应力开裂性能(ESC R值)、香味及活性成分损失等因素。      2、色母的选择    色母在软管质量控制中扮演着重要的角色。因此,在选择色母时,用户企业应考虑其是否具有良好的分散性、过滤和热稳定性、 耐候性以及耐产品性。其中色母的耐产品性在软管的使用过程中特别重要,如果色母与所装的产品不相容,色母的颜色将会迁移到产品之 中,造成的后果是十分严重的。所以,日化企业应对新产品与软管稳定性进行测试(在指定的条件下做加速试验)。       3、光油的种类及各自的特点    软管所用的光油分紫外线UV型和热烘干型,从外观上又可分为亮光和哑光。光油不仅能提供美观的视觉效果,同时起到保护内 容物的作用,并有一定的对氧气、水蒸气、香味阻隔的效果。一般来说,热烘干型光油对后续的烫金、丝印有良好的附着力,而紫外线U V光油则有更好的光泽度。日化企业可以根据自己产品的特点选用适当的光油。另外,已固化的光油应具有良好的附着力,表面光滑无麻 点、耐折、耐磨、耐腐蚀、无异味,在储存过程中不能有变色的现象。       对管身/管头的要求    1、管身的表面应光洁,无条纹、无划痕、无拉伤、无收缩变形,管身应平直不弯曲,管壁厚度应均匀,管壁厚度、管长度与直 径尺寸公差都应在规定范围之内。      2、软管的管头与管身应注接牢固,注接线应整齐美观、宽度均匀,注接后管头不能歪斜。      3、管头与管盖要配合良好,旋入旋出顺畅,在规定的扭距范围内无滑牙现象,而且管与盖之间无漏水、漏气现象。      印刷的要求    软管加工通常使用干式胶印(OFFSET),所用的油墨大部分是紫外线UV干燥的,它通常要求油墨的附着力强、耐变色。 印刷颜色应在规定的深浅范围内,套印位置应准确,偏差应在 0.2mm之内,字体应完整清晰。      塑料盖的要求    塑料盖通常由聚丙烯(PP)注塑而成,优质的塑料盖应无明显的缩水纹和披锋,合模线应平滑,尺寸准确,并且要与管头配合 顺畅,正常使用时不产生脆裂、裂痕等结构损坏。例如,在开盖力在范围内,翻盖应耐翻折300次以上时,且无断裂现象。       相信从以上几方面入手,广大的日化企业应该可以挑选出优质的软管包装产品。(一)(二)(三)(四)(五)

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