聚砜密度(黑色)的密度是多少

  据高分子科学前沿微信公众平台2018年10月2日讯 虽然时至今日,许多高分子已成功的通过静电纺丝加工成了纳米纤维膜,或者复合纳米纤维膜,被应用在了空气过滤方面。但是,在大多数情况下,由于纤维组成的空腔结不稳定,纳米纤维膜的组织结构的强度未能达到实际应用的要求。在实际应用中对抗高空气流速带来的应力,保持纳米纤维结构是确保纳米纤维膜功能有效的基本要求但也是非常难有挑战性的。
  东华大学丁彬教授和他的团队展示了一种稳定的,低能耗的使用静电纺丝来制备PEO@PAN/PSU的二元结构用于空气滤芯的方法。该研发是使用蓬松的PSU微米纤维和极细的PAN纳米纤维来作为纤维过滤膜的结构,同时在结构中使用PEO形成粘结结构来装配成一种小孔径,小密度的稳定的纳米纤维过滤材料。合成的PEO@PAN/PSU复合膜具有孔径小,孔隙率高,力学性能好(8.2MPa)的综合特点,过滤效率高达99.992%,低压降95Pa。更重要的是,它成功的消除了在高流速空气过滤的压力下以外结构崩溃所造成的的潜在安全隐患。PEO@PAN/PSU的过滤材料不仅使其成为PM2.5治理的一个有潜力的候选者,而且为设计和开发适用于各种应用的稳定多孔膜提供了一个通用策略。
PSU/DMF溶液。图1展示了通过多喷嘴混合静电纺丝制备PEO@PAN/PSU复合纤维过滤材料的典型过程。对于PEO@PAN/PSU的复合膜,PAN/PSU射流比保持为3/1。此外,还在针头上安装了电子屏蔽装置,以确保喷射流向前飞行。因此复合纤维均匀沉积在收集板上。所有样品均在100℃真空条件下干燥1小时用于除去残余溶剂和电荷。特别是PEO@PAN/PSU膜在加热过程中,PEO的物理熔化和凝固形成了粘结构来提高结构强度。

图1.一个抗变形的PEO@PAN/PSU纳米纤维高效空气过滤复合膜的制作过程示意图


  所制备的PEO@PAN/PSU复合纤维膜具备以下3个优点:(1)膜的纤维直径和孔径足够小来有效的过滤微小颗粒;(2)复合膜具有高孔隙率,小密度的特性;(3)复合膜的纤维必须组成成均匀的未定的3D结构来长期对抗高空气流速下的变形应力。前两个要求通过精细的控制多喷头的静电纺丝工艺来满足,使得细直径的PAN纳米纤维和多孔的PSU微米纤维能够均匀的组装成孔径小,填料密度低的膜。为了满足第三个条件,他们采用了低熔点的PEO作为一种新型的粘结剂,制备出了具有良好物理学性能的多孔结构。
  在PEO熔融凝固过程中,相邻纤维间形成粘结结构。随着PEO浓度的增加(从0.5~1.5wt%),点形粘结结构的数量急剧增加,而纤维直径几乎保持不变。进一步将PEO浓度提高到2wt%,形成了带状粘结结构。这种变化可能是粘结剂含量过高的结果,当加热PEO到熔融点时,PEO可以沿着纤维流动,并在凝固过程中把相邻的平行的纳米纤维拉在一起。与预期一样,用于构建稳定蓬松结构的纤维结合策略也大大提高了PEO@PAN/PSU复合膜的力学性能。
  纵观空气过滤材料,如玻璃纤维,熔喷材料,静电纺丝纳米纤维等高性能的纤维材料已经广泛的在生产和实验中引起了重视,尤其是前两种材料是实际空气过滤材料的主流。将PEO@PAN/PSU复合纤维膜在90L/min的空气流速下与其他的过滤材料性能相比较,玻璃纤维具有高过滤阻力的缺点,熔喷材料有着过滤效率随着表面电荷流失衰减快的缺点。
  在这些主流过滤材料中,新型的PEO@PAN/PSU复合材料性能脱颖而出,因其超轻的重量3.5g/m2,具有优秀的抗变形能力,在90L/min气流下具有优异的稳定过滤性能,包括9.9986% 的高过滤效率和290Pa的压降。另外PEO@PAN/PSU复合纤维膜相对于玻璃纤维(28g/m2)还具有42g/m2的较高的容尘量。

导语:目前,塑料件设计基本停留在数模设计上,更多的产品工艺设计是在塑料件供应商处。但为了更能抓住客户的痛点和需求点,实现合理甚至最佳设计,我们还是需要具备塑料加工的知识以便能与客户更顺畅地交流。本文收集了几种常见塑料的性能对比参数,希望对大家有参考作用。

塑料成型的工艺有多种,其中包括:注射成型、挤出成型、压制成型、压延成型、吹塑成型、热成型、手糊成型、传递模塑成型、浇铸成型、缠绕成型、喷射成型。拉拔成型、发泡成型等。

硬质聚氯乙烯强度较高,绝缘性优良;化学稳定性好,对酸、碱的抵抗力强。可在-15℃~+60℃使用,有良好的热成型性能,且密度小

作为耐蚀的结构材料,用于化工行业上的,如输油管、容器、离心泵、阀门管件

软质聚氯乙烯强度不如硬质,但伸长率较大,有良好的电绝缘性,可在-15℃~+60℃使用

电线、电缆的绝缘包皮、农用薄膜,工业包装。但因有毒,故不适合食品包装

泡沫聚氯乙烯质轻、隔热、隔声、防振

泡沫聚氯乙烯衬垫、包装材料

低压聚乙烯质地坚硬,有良好的耐磨性、耐蚀性和电绝缘性能,而耐热性差,在沸水中变软;高压聚乙烯是聚乙烯中较轻的一种,其化学稳定性高,有良好高频绝缘性、柔软性、耐冲击性和透明性;超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨,需冷压浇铸成型

低压聚乙烯用于制造塑料板、塑料绳,承受小载荷的齿轮、轴承等;高压聚乙烯最适宜吹塑成型薄膜、软管、塑料瓶等用于食品和药品包装的制品,超高分子量聚乙烯可作减摩、减磨件及传动件,还作电线及电缆包皮等

密度小,是常用塑料中较轻的一种。强度、硬度、刚度和耐热性均优于低压聚乙烯,可在100~120℃长期使用,几乎不吸水,并有较好的化学稳定性,优良的高频绝缘性,且不受温度影响。但低温脆性大,不耐磨,易老化

制作一般机械零件,如齿轮、管道、接头等;制作耐腐蚀件,如泵叶轮、化工管道、容器、绝缘件;制作电视机、收音机、电扇、电动机等的外罩

聚酰胺(俗称尼龙)(PA)

无味、无毒;有较高强度和良好韧性;有一定耐热性,可在100℃下使用。优良的耐磨性和自润滑性,摩擦因数小,良好的消声性和耐油性,能耐水、油、一般溶剂;耐蚀性较好;抗菌霉;成型性好。但蠕变较大,导热性较差,吸水性高,成型收缩率较大

常用的有尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010等。用于制造要求耐磨、耐蚀的某些承载和传动零件,如轴承、齿轮、滑轮、螺钉、螺母及一些小型零件;还可以作高压耐油密封圈,金属表面的防腐耐磨涂层

聚甲基丙烯酸甲酯(俗称有机玻璃)

透明性好,可透过99%以上太阳光;着色性好,有一定强度,耐紫外线及大气老化,非常耐腐蚀,优良的电绝缘性能,可在-60~+100℃使用。但质较脆,溶于有机溶剂中,表面硬度不高,易擦伤

制作航空。仪器仪表、汽车和无线电工业中的透明件,如飞机座窗、灯罩、电视。雷达的屏幕、油标、油杯、设备标牌、仪器零件等

苯乙烯-二丁烯-丙烯腈共聚体

性能可通过改变三种单体的含量来调整。有高的冲击韧度和较高的强度,优良的耐油、耐水性和化学稳定性,高的电绝缘性和耐寒性,高的尺寸稳定性和一定得耐磨性。表面可以镀饰金属,易于加工成型,但长期使用易起层

制作电话机、扩音机、电视机、仪表、电动机的外壳,齿轮,泵叶轮,轴承,把手,管道,储槽内衬,仪表盘、轿车车身,汽车扶手等

优良的综合力学性能,耐磨性好,吸水性小,尺寸稳定性高,着色性好,良好的减摩性和抗老化性,优良的电绝缘性和化学稳定性,可在-40~+100℃范围内使用。但加热易分解,成型收缩率大

制作减摩、耐磨传动件,如轴承、滚轮、齿轮、电气绝缘件、耐蚀件及化工容器等

聚四氟乙烯(也称塑料王)

几乎能耐所有化学药品的腐蚀;良好的耐老化性及电绝缘性,不吸水;优异的耐高、低温性,在-195~250℃可长期使用;摩擦因数很小,有自润滑性。但不能热成型,只能烧结成型,高温时分解有害气体,价格较高

制作耐蚀件、减摩耐磨件、密封件、绝缘件,如高频电缆、电容线圈架以及化工反应器、管道等

双酚A型:有优良的耐热、耐寒、耐候性,抗蠕变及尺寸稳定性,强度高,优良的电绝缘性,化学稳定性高,可在-100~+150℃长期使用。但耐紫外线较差,成型温度高

制作高强度、耐热件、减摩耐磨件、传动件,如精密齿轮、凸轮、真空泵叶片、仪表壳体和罩、耐热或绝缘的仪表零件,汽车护板、仪表盘、衬垫和垫圈、计算机零件、电镀金属制成集成电子印刷电路板

非双酚A型:耐热、耐寒、可在-240~+260℃长期工作,硬度高、能自熄、耐老化、耐辐射、力学性能及电绝缘性都好、化学稳定性高。但不耐极性溶剂

氯化聚醚(或称聚氯醚)

极高的耐化学腐蚀性,易于加工,可在120℃下长期使用,良好的力学性能和电绝缘性,吸水性很低,尺寸稳定。但耐低温性较差

制作在腐蚀介质中的减摩、耐磨传动件,精密机械零件,化工设备的衬里和涂层等

透明度高达86%~92%,使用稳定-100~+130℃,韧性好、耐冲击、硬度高、抗蠕变、耐热、耐寒、耐疲劳、吸水性好。有应力开裂倾向

飞机座窗罩,防护面盔,防弹玻璃及机械电子、仪表的零部件

耐磨性优越,韧性好,承载能力高,低温时硬而不脆裂,耐臭氧,耐候,耐许多化学药品和油,抗辐射,易燃。软质泡沫高低温隔热性能优良

用于制作密封件,传动带,隔热、隔声及防振材料,齿轮,电气绝缘件,实心轮胎,电线电缆护套,汽车零件

酚醛塑料(俗称电木)(PF)

高的强度、硬度及耐热性,工作温度一般可在100℃以上,在水润滑条件下具有极小的摩擦因数,优异的电绝缘性,耐蚀性好(除强碱外),耐霉菌,尺寸稳定性好。但质较脆、耐光性差、色泽深暗,成型加工性差,只能模压

制作一般机械零件,水润滑轴承,电绝缘件,耐化学腐蚀的结构材料和衬里材料等,如仪表壳体、电器绝缘板、绝缘齿轮、整流罩、耐酸泵、刹车平片等

强度较高,韧性较好,点绝缘性优良,防水、防潮、防霉、耐热、耐寒,可在-80~+200℃范围内长期使用,化学稳定性较好,固化成型后收缩率小,对许多材料的粘结力强

塑料模具、精密量具、机械仪表结构零件,电气、电子元件及线圈的灌注、涂覆和包封以及修复机件等

耐热性高,可以在180~200℃下长期使用。电绝缘性优良,对高压电弧、高频绝缘性好吗,防潮性好,有一定得耐化学腐蚀性,耐辐射、耐臭氧,也耐低温。但价格较贵

用于高频绝缘件,湿热带地区电机、电器绝缘件,电气、电子元件及线圈的灌注与固定,耐热件等

聚对-羧基苯甲酸酯塑料

是一种新型的耐热性热固性塑料。可在315℃下长期使用,短期使用温度范围为371~427℃,导热系数极高,比一般塑料高出3~5倍,有很好的耐磨性和自润滑性,优良的电绝缘性、耐磨剂性和自熄性

耐磨、耐蚀及尺寸稳定的自润滑轴承,高压密封圈,汽车发动机零件,电子和电气元件以及特殊用途的纤维和薄膜等

将加热的热塑性塑料挤出管放到开口模具的两半模之间,施加气体压力,使其靠住封闭的模具侧壁膨胀,开模,顶出制品

可降低工装模具成本,提高生产效率,可成型空心、形状复杂的制品

将加热软化的热塑性板材放到阳模或阴模上,把板材和模具之间空气排出,使板材贴附到模具外表面上。其成型方法主要包括真空法、快速回复法、闭塞辅助法和覆盖成型法等

工装模具费用低,可生产大型薄壁制品,批量小的制品生产经济性好

生产具有简单外形的制品,材料选择面小,废品率极高

将热塑性或热固性模塑料在可控制温度的料筒内加热塑化,在压力作用下通过喷嘴进入浇口、流道,再进入模腔,快速固化后,开模,顶出制品。在改进型工艺——无流道模塑中,流道是模腔的一部分

生产效率极高,每件制品单价低,表面质量好,尺寸精度高,可生产大型结构形状复杂的制品??

工装模具成本高,不适于小批量生产

经串联式加热或冷却辊滚压将面团式热塑性塑料熔体制成厚度均匀的板。还可用于将塑料覆盖层压到其他材料背侧(如人造革)

可降低成本,片材材料模内无应力存在。即:处于各向同性状态

将液体塑料(除丙烯酸塑料外,通常为热固性塑料)浇注到模具内,固化成型(无压力),成型后从模具中脱模。热塑性塑料则是以溶体形式或热熔体形式沉积到抛光度极高的支承表面上,制成热塑性塑料薄膜。

可降低模具成本,能生产厚截面的大型制品,制品表面质量好,适应于大批量生产

仅限于成型具有简单形状的制品,除成型浇注膜外,大批量生产显得很不经济,绝大多数的热塑性塑料不适合此生产工艺

通常用热塑性树脂或部分聚合的热固性树脂进行预成型后,将物料放入加热的型腔中,合模,并加热加压,使物料流动并充满型腔,加热使其完全聚合,打开模具,取出制品。此工艺有时可用于成型热塑性塑料制品,如乙烯基塑料电唱机盘等

废料少,成本低,可制备大型制品

不适于制造极其复杂的制品,其中包括带切槽的、侧抽芯的、小孔的和精细嵌件的制品。很难生产出公差极小的制品来

与压制成型相同,也是将物料装入组合模内,不同的是仅加压,而不加热,制品分别在烘箱中固化。某些热塑性片状料或坯件可采用金属冲压模成型。采用此工艺方法,可制备乙烯短枪壳体

可成型大型制品,工艺简单、成本低,生产效率高

仅限用于形状比较简单的制品加工,仅有很少几种塑料适用于此工艺

将热塑性或热固性模塑料装入料斗,然后进入料筒中,在料筒中加热、塑化,并通过螺杆放置将物料前推,并通过具有所需截面构形的喷嘴

模具费用低,可成型各种武装的塑材,生产效率高,在芯材(如金属线)上施加涂料或外壳套

截面均匀的部件生产受限制

先将粗纱长纤维(玻璃纤维)浸渍树脂,机械缠绕到与所需部件形状类似的芯轴上。一量完成缠绕,将芯轴与制品一起放入烘箱中固化/然后从部件一端芯轴孔中取出芯轴

在要求强度的方向上,高强度纤维精确取向,除强度/质量比外,在最终制品中树脂分布十分均匀

正弦弧度的形状受限,开品和孔洞都会降低制品强度

先用热塑性或热固性树脂预浸渍或喷涂增强布、纸、箔等增强材料,在1000lbf/in2?的压力下模塑成板材、棒材、管材或其他简单形状的型材等

最终产品具有优良的尺寸稳定性,大批量生产,经济性非常好

工装模具成本高,限制用于简单形状和截面型材制品的生产

这是一向常用的压制模塑法,该工艺采用两个金属模具,模具中有一紧凑安装可压缩区,来密封模塑料,修整增强材料。增强材料通常用纤维毡或预成型坯件,将其放入模具内,合模,加热、加压(压力为150~400lbf/in2)。制品成型后,开模,取出制品

生产效率高,制品质量好,重复性好

模具和设备投资大,制品往往需要后序表面处理,如喷砂

将预定量的热塑性或热固性树脂粉末或溶液浇注到模具中,合模、加热,在两平面轴上旋转,直到内容物熔融巾附到模具内壁上,开模,并取出制品

加工成本低,可生产大型空芯制品,成型制品为各向同性结构

限制用于各个空芯制品的生产,一般说来其生产效率低

将热塑性塑料粉末或溶液浇注到模具中,合模、加热到预定时间,就可达到部分固化物料在模具壁粘附,然后开模,将未聚合的物料倒出,并将半熔化的制品,从模具中取出,在烘箱内进行聚合固化

模具成本很低,小批量生产经济性好

限制生产多空芯制品,生产效率很低,限制挑选加工原材料

将热固性模塑料从料斗中送入传递箱中,进行加热塑化,然后,利用柱塞通过封闭的模具浇口和流道送入型腔中,固化成型,再开模,顶出制品

制品尺寸精度好,生产效率高,可生产形状复杂的制品

模具费用高,浇口、流递处原料浪费严重,制品尺寸限制性较大

将几层增强材料(常用玻璃布)与热固性树脂放到模具上,并用辊子滚压,使其贴附到模具外表面,然后放入烘箱进行无压固化。该工艺的改进形式是喷射成型,将树脂体系与磨短的纤维同时用喷枪喷涂到模具表面,并用辊子压实,手糊制品通常在真空袋、压力袋、或高压罐中加压固化成型

加工成本低,可生产大型制件,适用于小批量制品的生产

大批量生产成本不会降低,树脂分布的均匀程度控制困难,只限于生产形状简单的制品

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