BW HSS And Carbide Cutting Too: 2009年1月5日

2009年1月5日星期一

PPS的成型与应用 www.tool-tool.com

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近年来，热成型树脂在大型薄壁制件的成型加工方面显露出越来越强的竞争力。因此，一些制造商开始纷纷选择热成型树脂用以替代金属或避免使用成本高昂的注塑成型加工法。

　　热成型工艺已经成为能够挑战传统注塑成型工艺的新方法。在要求苛刻的加工场合（如生产具有高耐热性和耐化学品性能的制件）中具有更大的优势。为更好地满足热成型技术的应用要求，加工商不断寻找高性能的热成型树脂，新出现的热成型级PPS树脂便以优异的综合性能打开了广阔的市场空间。

　　一、性能卓越

　　与大多数聚合物不同，PPS由于吸水率极低，因此能够直接进行热成型而无需预干燥。与其他类似的工程树脂相比，PPS的密度更小，这意味着其单位体积成本更低。例如含氟聚合物密度达到1.8-1.9，而纯PPS和抗冲击改性PPS的密度分别为1.35和1.24。

　　标准级别的PPS具有阻燃性，其阻燃级别为UL 94V-0级，通常在燃烧时只释放出少量的烟。又由于PPS的抗蠕变性强和热膨胀系数低，因此PPS在应用过程中具有优良的尺寸稳定性。

　　PPS还具有很强的耐化学溶剂（包括酸、碱、漂白剂、汽车冷冻液等）性和优良的耐水解性能。例如，经过持续5000h浸渍试验，表明PPS在不同油料中具有很高的稳定性。PPS能够使用常规方法进行杀菌消毒，可以承受1000℃水蒸气循环消毒和剂量达到1500kGy的辐射消毒，比大多数材料具有更强的耐受力。不同级别与食物接触的PPS都符合FDA（美国食品药品监督管理局）的规定，与水接触的PPS符合USP Class VI的要求。

　　热成型级PPS除具有良好的耐热性和耐化学品性能以外，还具有较低的负荷蠕变性、高强度重量比以及优良的耐磨性。该树脂由线性PPS构成，在分子量高的情况下具有较好的熔体弹性。具有支链的PPS往往呈脆性，而线性PPS具有更好的染色性、强度、韧性和纯度，更容易挤出成型为片材或卷材。从热量观点来看，线性PPS也优于其他一些相关的工程树脂。例如，线性PPS的熔融温度为285℃，能够短时间承受270℃的高温。

　　二、应用广泛

　　目前，PPS已有多种类型可供加工商选择，片材和卷材级PPS有纯净、玻纤增强以及抗冲击改性几种类型，其厚度从0.01-0.25in (lin=25.4mm)不等，宽度最高可达50in。用纯PPS能够制成尺寸更大的制件，如5ft×9ft（1ft=30.48cm）的PPS板已经面世。PPS片材能够同聚酯复合并用玻纤进行增强，如玻纤增强的PPS片材已经能够制成6in深的制件，而且提高了制件质量的均一性。另外，运用焊接棒可以将PPS进行焊接以制成箱体或其他制件。2004年初，PPS开始被制成片材和卷材，从此打开了在化学、航空航天、交通和食品等领域的应用之门。

　　如果采用注塑成型工艺，在成型过程中形成的接缝容易导致制件力学性能的下降。热成型技术的应用能够使成型制件更大更薄，并且不会影响制件的力学性能。在飞机中的另一项应用是采用热成型级、填充30％玻纤的PPS板材以制造顶端储藏箱，该装置的一般尺寸为20in×30in×6in。热成型控制面板采用15％玻纤增强的PPS以抵抗在集成装置中产生的热量。

　　火车和汽车制造商也在考虑选用PPS板材制造内壁和门。因为在这类应用中，要求材料必须具备高耐热性并具有极低的发烟量，并且大型、薄壁制品难以通过注塑成型进行生产。因此，热成型级PPS板材便成为此应用领域的新选择。

　　热成型级PPS也经常代替铝或不锈钢用于制造烤箱的托盘。例如尺寸为20in×30in×1.5in并带有翻卷边结构的PPS托盘能够代替需要定期修整表面以去除毛边的不锈钢托盘来烘烤食物，并且使用这种PPS托盘不需要再对其表面进行重新修整。

　　由于能够承受高强度卤素光产生的高热，因此热成型级PPS还可以用来制造照明设备的灯罩和配电板。此外，PPS还可以用于洁净室排气管衬里和硬盘驱动器中抛光架的制造。

　　三、成型优势

　　由于PPS具有很高的流动性，因此比其他一些聚合物更容易进行精密成型。在加工一些PPS制件时，加工商也可以选择真空成型或压力成型。例如在真空成型中，PPS制件能够设计比较尖的转角，而不必要求额外增加压力，尽管加工参数会随着设备和制件而改变，PPS片材仍能在320-329℃的高温范围内被均匀加热，红外线加热则是最好的加热方式。1/8in厚的PPS板在加工过程中无需冷却系统，从加热到冷却只需要60-90s的时间，这与PC相当，但比ABS或PVC所用的时间短。与ABS和HDPE相比，PPS可赋予制品更好的质量均一性和外观效果。

　　PPS可采用铝模具进行加工，而铝模具成本要比传统注塑成型所使用的不锈钢模具的成本低很多。加工PPS的热成型模具通常要先预热至200℃，在几个循环周期内逐渐达到操作温度并使制品完全成型。宾西法尼亚技术学院聚合物科学和塑料工程研究所对在阳模上成型的含30％玻纤增强的1/8in厚的 PPS（Fortron PPS 1130L0）板进行了测试，实验结果表明，热成型级PPS在加工过程中能够保持良好的拉伸、弯曲以及抗冲击性能。对成型样品与未成型板材的屈服伸长量进行比较后可知，PPS在成型加工时的性能变化并不明显，比起未成型板材，成型后的PPS板材的弯曲模量仅降低了8％。

　　热成型后，PPS制件可由带硬质合金刀头的普通CNC设备进行修整，并使用加工金属或木材的刨床、车床、锯子等进行加工。此外，成型后的制品也可以采用各种热、机械或粘合法进行装配，例如超声焊接、铆接以及用环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯及其他粘合剂进行粘接。PPS能够使用各种传统方法进行印刷，如凹版印刷、柔板印刷、平板印刷、丝网印刷、数字印刷以及其他一些印刷方法，并且还可以进行激光标识。

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PVDC(聚偏二氯乙烯)在食品包装中的应用 1 www.tool-tool.com

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一、PVDC 的基本特性

　　PVDC，学名为“ 聚偏二氯乙烯”。它是一种无毒无味、安全可靠的高阻隔性材料。除具有塑料的一般性能外，还具有耐油性、耐腐蚀性、保味性以及优异的防潮、防霉、可直接与食品进行接触等性能，同时还具有优良的印刷性能。

　　在世界上PVDC之所以被广泛用于食品包装，最主要原因是它具有很高的阻隔性，用它包装食品可以有效地解决产品变质问题，从而大大延长产品货架期。

　　PVDC的高阻隔性是由其分子结构决定的，PVDC具有头尾相连的线性聚合链结构：···- CH₂ - CCl₂ -CH₂- CCl₂-···，由于其分子结构的对称性，且分子间凝集力强，氧分子、水分子很难在PVDC分子中移动。高结晶度和高密度决定了PVDC 共聚物具有良好的隔氧性、隔气性和保味性。

　　二、PVDC 与EVOH 阻隔性的对比

　　目前在高阻隔材料中，PVDC与EVOH均得到大家的关注，为了方便大家有针对性的选择，有必要对它们的阻隔性进行客观的分析。

　　EVOH是乙烯与乙烯醇的共聚物，在潮湿的环境下，会与H₂O形成氢键，而被吸的水分对于EVOH本身起了增塑作用，使分子间作用力发生变化，从而使其阻氧性能下降很快，所以在选择EVOH 时一定要考虑湿度对其阻氧性能的影响。而PVDC由于其对称的分子结构和疏水基氯的存在，其阻氧性能不随湿度变化而变化。实验证明，在相对湿度为 0-70%之间时，EVOH（38%）的阻氧性优于PVDC，当相对湿度大于70%时，EVOH阻氧性下降很快，不如PVDC，在80%的相对湿度下，PVDC 的阻氧性好于EVOH 3倍，在100%的相对湿度下，PVDC的阻氧性好于EVOH 13倍。特别对于肉制品包装，外界的相对湿度为60-70%，肉制品内部的相对湿度为95-100%，包装材料层处的相对湿度一般都超过70%，所以在肉制品包装中PVDC远比EVOH优越。

　　中国国土面积很大，南北差异显著，所以我们在选择包装材料时一定要结合中国的国情。我们知道影响产品保存期的三个要素为：产品微生物的污染程度（初始生菌数）、储存温度及包装。下面我以低温产品包装材料的选择来对比说明温度与包装对产品保质期的影响。

　　低温产品因其杀菌温度低，与高温产品相比营养成分大部分得以保留，所以得到高收入阶层的厚爱，在西方发达国家得以普及。

　　中国低温产品的加工工艺、包装材料也毫无改变地全部从发达国家引进，但中国却没有西方发达国家已形成完善配套的冷链系统，所以低温产品在中国，由于受销售条件的限制，一直没有得到广泛的推广普及。质量问题频发已成为限制低温产品在中国市场上广泛推广流通的最大制约。

　　肉制品的保鲜保质通常采用低温与高阻隔包装两种方式，在低温的情况下，高阻隔包装只是起到预防的作用，在低温无法保证的情况下，高阻隔包装才真正发挥作用。目前国际上通用的低温产品包装大部分采用EVOH做阻隔层，在西方发达国家，冷链系统很健全，这种包装形式在低温下可以达到保质的目的。而在中国，终端销售无法满足低温产品流通所需的低温环境，这时就要充分发挥EVOH的高阻隔性，但EVOH最大的缺点就是其隔氧性能随湿度的增大急剧下降，中国生产的低温制品一般水份含量都比较大（RH>95%），在这种条件下，EVOH也不能提供应有的阻隔性。因而使用EVOH为阻隔层的包装材料无法满足中国特有的国情，由于包装材料选择错误影响到中国低温产品的推广。实践证明，阻隔层换用PVDC后就完全解决了这个问题。由此可见包装材料的选择对产品保质期的影响，同时也反映出PVDC与EVOH的阻隔性差异不单单是检测报告上的数据，更多是针对特定产品的实践应用效果。

　　客观的讲，如果包装的产品为干性小包装的食品，流通及销售的环境相对湿度较低，我们推荐你可以考虑使用EVOH，如果在这样的环境下对阻隔性要求不高，你也考虑使用PA。如果你需要较高的阻隔性、包装的产品水份含量很高或流通销售的环境相对湿度较高时，我们推荐你使用PVDC。

　　三、PVDC 包装食品的综合优势

　　大家都很清楚，产品的口感与风味是由食品中的水份来保持的，为了保持包装产品的独特风味和新鲜口感，需要包装材料的高阻水性，PVDC完全可以胜任这一要求（PVDC的阻水性能优于EVOH）；又因其气体透过率低，PVDC也提供了突出的防止香味遗失及保持香味完全的性能，因此，用PVDC包装食品，对食品的色、香、味都有优良的保护作用，可为消费者提供一个“所想即所得”的食品，也就是你希望提供消费者一个什么口味的产品，通过PVDC包装的保护，消费者就会得到一个什么口味的产品。

　　另外，PVDC还有很强的价格优势，随着PVDC树脂的国产化及规模化，其价位不足EVOH的一半，与铝箔相比应用成本也可降低20%。因此，用这种材料包装产品具有优异的性价比，随着PVDC应用领域的拓宽，在软包装中的应用将大有前途。

　　目前全球能源危机，原油价格居高不下，所有石化产品的价格一涨再涨，给下游的厂家与消费者造成不小的成本压力，而PVDC产品的价格却基本稳定。主要原因是：生产PVDC树脂需要的基础原材料为NaCL、石灰石、VCM，前两种原料在PVDC树脂中占很大比例，全球各地资源丰富。随着中国 PVDC 树脂的国产化及其规模的扩大，PVDC树脂的成本将基本稳定，这对疲于应对包装材料涨价的厂家来说也许是一个很好的选择。

　　四、PVDC 的环保性

　　1、在美国，PVDC制品被确定为无毒、安全的塑料材料，得到FDA认证，可用于食品包装。
　　2、在德国，PVDC包装被列入“ 绿色包装”，持有绿点标志；
　　3、在日本，证实焚烧PVDC对产生二恶英的量没有影响，目前日本市场上PVDC保鲜膜消费量居全球第一。
　　4、使用PVDC包装材料比使用普通的PE膜、纸、铝箔等材料要节省许多，从而实现包装材料的减量化，达到减少废物源的目的。

　　目前，全球许多大的跨国公司不断加大PVDC方面的投入，PVDC不环保的偏见在事实面前不攻自破。