聚雙環戊二烯
交聯三維網狀結構工程塑料
聚雙環戊二烯PDCPD為雙環戊二烯(DCPD)之均聚物或共聚物。為一種交聯三維網狀結構工程塑料。密度1.03g/cm3,熱變形溫度120℃。在-40℃時不變性。耐一般酸、鹼、有機溶劑,但不耐芳烴和鹵代烴。彎曲模量1790~2070MPa。拉伸強度34MPa。玻璃化溫度185.5℃。懸臂樑缺口衝擊強度427J/m。在六氯化鎢和一氯二乙基鋁組成的催化劑存在下,由雙環戊二烯開環歧化聚合製得。可用反應注射成型製成各種製件。用作汽車零部件,如保險杠、緩衝板、儀錶板、擋泥板等,也可用作體育用品外殼,耐化學品容器等。
(1)原料。A、B料液均為低黏度液體,A料含有DCPD、活化劑及添加劑,B料含有DCPD、催化劑及添加劑,黏度控制在0.2~1.0 Pa.s,料溫為20~30℃;
(2)模具。模具需預熱到40~80℃,製品較厚或較大時,陰模、陽模應有20~40℃的溫差;
(3)計量、混合及注模。A、B料液的質量比最好為1:1,差值應<5%;
(4)解壓、脫模。製品結構簡單時可自脫模,當有加強筋或其他複雜結構時,可藉助脫模劑;
(5)整理、修飾。整個生產的成型周期在6min左右。
PDCPD-RIM製品用設備由注射機、模具及合模機組成。注射機包括貯料罐、循環管路、計量泵和混合頭。貯料罐需配備加熱、冷卻裝置,並裝有攪拌器、N2保護系統及自動進料裝置等,循環管路需配有過濾器及熱交換器等,計量精度控制在±1.5%。混合頭是RIM裝置的主要部件,直接影響料液混合的均勻度,為了提高注射機的利用率,可採用“一機多頭”生產線。模具的密封性和傳熱性要求很高,但由於注模的壓力不高(一般為0.3~1.0MPa),對模具的材質、結構強度要求較低,因此可用鋁、鋁鋅合金、環氧樹脂及鑄鋼等材質模具,降低模具投資成本。合模機用於固定模具,其鎖模力、鎖模精度、平行性和剛性均非常重要,PDCPD-RIM製品成型通常採用卧式鎖模系統。
國家反應注射成型工程技術研究中心開發的PDCPD材料著色效果好、力學性能優異,可實現製品形狀的自由設計且成型周期自由調整。材料性能見上表。
該研究中心研發的PDCPD材料除了擁有上表所描述的高力學性能外,還具有優異的耐候性、耐磨性、表面塗飾性、電絕緣性、耐酸鹼性及防水性。
污水凈化槽
隨著水污染問題的日益嚴重,各個國家都出台了相關政策,要求生活、生產污水自產自治、循環利用,因此對污水凈化槽的需求量劇增。目前,污水凈化槽多採用玻璃鋼製造,而玻璃鋼存在生產效率低、工作環境差,以及對環境污染嚴重等缺陷,因此一些發達國家已禁止使用玻璃鋼凈化槽。在這種情況下,急需一種材料來替代玻璃鋼,而PDCPD材料以其一系列的優異性能引起了污水凈化槽應用領域的關註:可一步成型、生產效率高,屬於“環境友好材料”;卓越的耐腐蝕性保證了其較長的使用壽命;高強度保證了其可承受足夠的水壓,可製備大型的、不同厚度的且結構複雜的模塑產品;生產自動化程度高,降低了勞動力成本。
氯鹼行業的設備管道
氯鹼生產過程中同時存在鹽水腐蝕、鹼腐蝕、酸腐蝕和氯氣腐蝕等,成為腐蝕的重災戶,而我國氯鹼的年需求量達上千萬噸,因此急需防腐材料提高設備的抗腐蝕性,延長設備的使用壽命,保證安全穩定的連續生產。氯鹼裝置常用的材料有碳鋼、鑄鐵、不鏽鋼、銅及銅合金、鎳及鎳合金、鈦及鈦合金等,碳鋼和鑄鐵價廉易得,但耐腐蝕性差,其他金屬又價格昂貴。相比之下,PDCPD製品可很好地解決氯鹼廠家的困擾,其耐溶劑腐蝕的範圍廣,可在pH0~14之間的高溫介質下工作;易於成型,可滿足氯鹼裝置的設計要求;卓越的耐腐蝕性可極大地延長設備管道的使用壽命;與鎳、鈦金屬相比,價格低廉。
衛浴產品
陶瓷衛浴產品由於質地潔白、結構緻密、強度大及熱穩定性好,多年來一直在衛浴市場佔據主導地位,然而其存在兩個缺點:(1)脆性大,耐衝擊能力低,易碎;(2)陶瓷有一定的吸水性,吸水后膨脹,導致釉面發生龜裂。而PDCPD製品不會發生類似的問題,其高抗衝擊能力可確保產品的長期安全使用。另外,PDCPD材料還具有其他優勢:優異的塗飾性能、靈活多樣並具有藝術性的設計,可滿足客戶的個性化需求;可一步成型,生產效率高;產品設計無接合縫,安全性和舒適性都令人滿意;環保、無污染。
醫療設備
近期,由工信部牽頭,發改委、科技部等幾大部委正在研究制定加快醫療器械產業發展的政策措施,相關規劃有望於年內出台。市場人士認為,在未來5年內,對醫療設備的需求有望出現大增。然而,我國醫療設備製造技術落後,材質多為不鏽鋼,質量重且易導熱,結構精確度差,限制了高品質醫療設備的發展。而PDCPD材料可製備質量輕、體積大及空間結構精確的醫療設備,而且產品導熱性低、電絕緣性高,添加一定的阻燃劑后,還可滿足國家對室內用塑料的阻燃要求。基於這些優異特性,PDCPD材料可為我國醫療設備的創新發展提供保障。
伴隨我國生活質量的提高,以及海南國際旅遊島和沿海發達地區的旅遊設施規劃建設,未來幾年我國艦船行業將有一個較大的發展。目前,艦船所用的玻璃鋼材料剛性模量低,而PDCPD屬於高剛性、高模量材料,可一步成型,整體性好,殼體無接縫、無縫隙,質輕高強,對減輕結構質量有較大的潛力。另外,由於成型簡便,比鋼質、木質艇省工,批量生產性好,採用PDCPD材料還可有效降低皮划艇的造價。
車輛
PDCPD可代替金屬或玻璃鋼而應用於車輛殼體及其他部件,其優點是:質量輕,轉運、組裝更省力,並且可降低生產線上工人的勞動強度、降低車輛燃油消耗及提高車輛載荷量;投資小,生產周期短,見效快;車輛殼體可實現外觀自由設計,使其更加多樣化、個性化;殼體噴漆前幾乎不經過任何處理就可達到A級表面粗糙度;著色性、電鍍性及抗老化性優異。
其他應用
PDCPD材料的低密度、高強度、高硬度、高耐衝擊性及優異的耐腐蝕性使其可用於製造大型垃圾箱,替代木材製備載荷量更大、使用更耐久的物流托盤,以及高強度、高抗衝擊能力、大面積的薄壁製件,如空投箱。優異的低溫特性(-40℃環境下材料不變脆)則使其可用於製造摩托雪橇。PDCPD材料還在體育器材、大型電器外殼及航空製造業等領域具有很好的應用前景。
近幾年,環境因素使一些發達國家對玻璃鋼產品的使用進行了嚴格的控制,而PDCPD則屬於“環境友好材料”。國家環保政策的規範、公民環保意識的加強和市場認知度的提高為PDCPD製品的高速發展提供了契機。