改性塑料的应用及发展前景

聚丙烯塑料的改性及应用

项 目 国内1 国内2

密度（g/cm3） 1.56 1.26

熔体流淌速率（g/10min） — 9.6

拉伸强度（MPa） 1.59 11.0

断裂伸长率（%） 138 462

20℃体积电阻率（Ω•m） 1.1×1012 —

击穿强度（MV/m） 29 —

电导率（μs/cm） 4.6 —

氧指数（%） 42 39

垂直燃烧 — UL94 V-0

烟密度Dm（有焰法） 55 —

HCL气体发生量 3.7 —

热老化100℃、240h 拉伸强度（MPa）/变化率（%） 15.4/-3 — 断裂伸长率（%）/变化率（%） 130/-6

1.1.2 玻纤增强聚丙烯[23]

玻璃纤维添加到聚丙烯中可提高拉伸强度、弯曲弹性模量、洛氏硬度以及热变形温度等，其电性能不受阻碍，耐化学腐蚀性、耐水性等不变，只是断裂伸长率显著降低，缺口冲击强度变化不大。随玻纤含量增加，增强聚丙烯的性能见表34。

表34 玻纤增强聚丙烯的性能

性能 玻纤含量（%）

10 20 30

密度（g/cm3） 0.96 1.03 1.12

吸水率（%）（23℃，平稳）

（100℃，24h） 0.10

0.08 0.10

0.13 0.10

0.20

拉伸强度（MPa） 54.0 78.0 90.0

断裂伸长率（%） 4 3 2

弯曲强度（MPa）（23℃/100℃） 75/30 100/45 120/58

弯曲弹性模量（MPa）（23℃/100℃） 2600/1200 4000/2000 5500/3000

悬臂梁缺口冲击强度（KJ/m2） 4 7 9

洛氏硬度（R） 105 107 107

维卡软化点（℃） 156 161 161

热变形温度（℃） 155 160 162

线膨胀系数（m/m/℃） 6.5×10-5 4.8×10-5 3.7×10-5

成型收缩率（%） 0.6 0.4 0.3

二、聚酯（ＰＢＴ）　在汽车制造领域，ＰＢＴ广泛地用于生产保险杠、　

化油器组件、挡泥板、扰流板、火花塞端子板、供油　

系统零件、仪表盘、汽车点火器、加速器及离合器踏　

板等部件。ＰＢＴ与增强ＰＡ、ＰＣ、ＰＯＭ在汽车制造业　中的竞争十分激烈，ＰＡ易吸水，ＰＣ的耐热性耐药性　

不及ＰＢＴ；在汽车用途接管方面，由于ＰＢＴ的抗吸水　

性优于ＰＡ，将会逐渐取代ＰＡ。在相对湿度较高、十分　潮湿的情况下，由于潮湿易引起塑性降低，电器节点　

处容易引起腐蚀，常可使用改性ＰＢＴ。在８０℃、９０％　

相对湿度下，ＰＢＴ仍能正常使用，并且效果很好。　其中ＰＢＴ／ＰＣ合金，在高级轿车中应用最为广泛；　

沙伯创新塑料更是将Ｘｅｎｏｙ聚酯合金用于汽车。它的　耐热性好，耐应力开裂，具有优良的耐磨，耐化学腐　

蚀性，低温冲击强度高，易加工和涂饰性好，主要应　

用于高档轿车保险杠，车底板，面板和摩托车护板　

等。　

三、聚碳酸酯（ＰＣ）　改性ＰＣ由于具有高机械性能和良好的外观，在　汽车上主要用于外装件和内装件，用途最为广泛的是　ＰＣ／ＡＢＳ合金和ＰＣ／ＰＢＴ合金。近期拜耳推出了聚碳酸　酯（ＰＣ）用于汽车车窗，而ＰＣ在汽车内饰￣Ｈ＃Ｉ－装件　

中的应用更是相当广泛。　（１）ＰＣ／ＡＢＳ合金是最适合用于汽车内装件的材　

料，这是因为ＰＣ／ＡＢｓ合金具有优异的耐热性、耐冲　

击性和刚性，良好的加工流动性。也是制造汽车仪表　

板的理想材料。ＰＣ／ＡＢＳ合金的热变形温度为１１０℃～　１３５℃，完全可以满足热带国家炎热的夏天中午汽车　

在室外停放的受热要求。ＰＣ／ＡＢＳ合金有良好的涂饰　

性和对覆盖膜的黏附性，因此用ＰＣ／ＡＢＳ合金制成的　仪表板无需进行表面预处理，可以直接喷涂软质面漆　

或覆涂ＰＶＣ膜。　

ＰＣ／ＡＢＳ合金还用来制造汽车仪表板周围部件、　防冻板、车门把手、阴流板、托架、转向柱护套、装　

饰板、空调系统配件等汽车零部件。　（２）ＰＣ／ＰＢＴ合金和ＰＣ／ＰＥＴ合金既具有ＰＣ的高　

。建材利用　中国资源综合利用　Ｃｈｉｎａ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．２８。Ｎｏ．１　２０１０年１月　

塑料建材的应用现状及发展前景　

李伟媛　

（长春水务集团源水有限责任公司，长春　１３００２２）　

摘要：阐述了近年来塑料建材在工程上的应用现状，介绍了新型塑料建材泡沫塑料在高层建筑中的应　用前案．展望了塑料建材的发展前景。　关键词：塑料建材；应用现状；发展前景　中图分类号：ＹＵ５３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００８—９５００（２０１０）０１—００６０—０２　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｔｈｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｉｎｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　

Ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ　ｏｆ　Ｐｌａｓｔｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　

Ｌｉ　Ｗｅｉｙｕａｎ　

（Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｌｉａｂｉｌｉｔｙ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｈｅａｄｗａｔｅｒ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　Ｗａｔｅｒ　Ｇｒｏｕｐ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ　１３００２２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎｓｔａｎｃｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，ａｎｄ　ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ　ａ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｆｏａｍ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ－ｒｉｓｅ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｆｉｎａｌｌｙ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ　ｏｆ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｓｔｉｃ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｉｎｓｔａｎｃｅ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ　

塑料建材是继钢材、木材、水泥之后的重要建筑　

材料。由于塑料建材制品的节能效果突出，同时，塑料　建材制品在降低工程成本，减小建筑物自重，加快施　

科　苑ｉ论｝谈　科　废旧轮胎胶粉改性沥青的应用和发展前景　刘宪ｔ戴方栋　（１、天津市城建集团第六市政公路工程有限公司，天津３０００００　２－，天津市城建集团工程总承包公司，天津３０００００）　摘要：阐述了废旧轮胎胶粉改性沥青的作用机理。定性地分析了废旧轮胎胶粉的掺入对沥青性能的改善，并通过实际工程应用论述了废旧轮　胎橡胶粉改性沥青的优点和发展前景。　关键词：废旧轮胎；胶粉改性沥青；性能；应用；发展前景　】概述　我国经济的高速增长，带动了交通运输和　汽车工业的快速发展。公路建设的规模不断扩　大和道路质量标准进一步提高，沥青需求量特　别是高性能沥青的需求持续增长。随着我国汽　车工业和道路建设的迅速发展的同时，也造成　大量废旧轮胎对生存环境的黑色污染。　将废旧轮胎胶粉用于公路建设是解决以上　问题的有效途径之一。我国在２Ｏ世纪８Ｏ年代　开始研制废旧轮胎橡胶粉改性沥青。随着近些　年来废旧轮胎胶粉加工工艺的改善，精细废旧　轮胎胶粉的生产成本不断降低。废旧轮胎胶粉　在公路工程中的应用研究已全面开展。　２废旧轮胎胶粉在沥青中的作用机理分析　一般轮胎橡胶粉中含有天然橡胶、合成橡　胶、硫磺、碳黑、抗老化剂等组成成分，这些　成分对改善沥青混凝土的品质都十分有益。橡　胶的掺人能提高沥青的软化点，改善低温下的　流动性，降低针人度，提高延度（尤其是低温　下的延度），使沥青产生良好的弹性变形。碳　黑可以改善沥青的粘附性、耐久性和抗磨性提　高沥青混合料的抗车辙性能。硫磺可以改善沥　青的温度稳定性，抗老化剂能提高沥青抗老化　性能。从废旧轮胎胶粉的成分可以看出。废旧　轮胎胶粉的掺人对沥青的高低温性能、抗老化　性能、弹性性能都有不同程度的改善。但由于　橡胶粉和沥青都是惰性较强的高分子材料，大　多数橡胶粉并未经过脱硫处理。自身有良好的　交联结构，因此将橡胶粉和沥青均匀拌和、形　成一种稳定的路用材料并不是件易事。其对沥　青的改性机理也和常规改性沥青的机理有所不　同。　废旧轮胎橡胶粉的来源为废旧轮胎，它是　已经硫化（交联）的橡胶．具有空问网状结　构，虽经机械粉碎变成粉末状，但是其粒子的　微观结构仍保持空间网状结构。交联点之间保　持着较长的柔性链段．橡胶粉的部分交链段与　沥青基质胶团均匀地分布在沥青油中，形成了　一个稳定的不易产生分离的相容体系，与橡胶　ｓ．Ｐ值相近的油蜡组分，会缓慢的扩散进入橡　胶链段的空隙中．使橡胶分子链段松动，脱离　以至混溶。　废旧轮胎胶粉掺人到沥青中以后制成橡胶　粉与沥青的共混物．成为橡胶改性沥青。目前　橡胶粉与沥青之间的相互作用机理有多种说　法：物理共混说、网络填充说以及化学共混　说，每种说法各有千秋。这些学说所论及的橡　胶粉与沥青的相互作用，在其共混过程中都有　可能存在。只是程度不同。这与橡胶粉的成　份、沥青的品质、添加剂的种类以及加工方式　等因素有较密切的关系。　３废旧轮胎橡胶粉对沥青性能的改善　废旧轮胎橡胶粉对沥青性　能的改善的试验研究：采用滨　州９Ｏ号重交通沥青，常温研　磨法粉碎的废旧轮胎橡胶粉，　胶粉的目数初步设定为３Ｏ目、　６０目、８Ｏ目、１２０目；其掺量　为８％、１５％、２０％（外掺量）．　使用高速剪切机拌和，制备了　１２种不同掺量和目数的橡胶粉　沥青进行橡胶沥青的各项性能　试验，研究橡胶粉的掺人对沥　青性能的影响状况。在这里笔　者不再展开来说，只对各项指　标的影响结果作一下表述。　３，１针人度　沥青中掺人橡胶粉后，沥　青的针人度存在不同程度的变化。与基质沥青　相比大多数是明显变硬，但也有比基质沥青变　得更软的，这与橡胶粉的种类、掺人量有较大　关系。大多数橡胶沥青都存在随着胶粉剂量的　增加，沥青逐渐由硬变软的现象，可能是由于　橡胶粉吸收沥青中的油分，溶胀后均匀分布在　沥青中。使得沥青整体变软。　３．２软化点　由于掺人橡胶粉，橡胶沥青的软化点明显　提高，提高幅度在２～８℃之间（一般情况下）。　但是随着橡胶粉掺人量的增加软化点并无明显　的变化。当量软化点的变化情况与软化点基本　一致，不再叙述。　３＿３粘度　粘度是沥青材料的重要技术指标，粘度大　的沥青在荷载作用下产生较小的剪切变形。弹　性恢复性能好，与沥青混合料的动稳定度有很　好的相关关系。对于试验的１２种沥青采用毛　细管法测的运动粘度。通过实验得出，橡胶粉　的掺人能够大大提高沥青的粘度，而且随着掺　人量的增加，橡胶沥青的粘度表现出良好的规　律性。　３．４低温延度　从试验结果来看，橡胶沥青５℃的延度明　显大于基质沥青的５℃的延度，且橡胶粉掺量　对橡胶沥青５℃的延度有明显的规律的影响。　废旧轮胎胶粉微粒在橡胶沥青体系中还起着增　强作用。废旧轮胎胶粉粒子体积小、数量多，　在低温时他们与基质沥青的模量不同，可产生　高度的应力集中，提高了沥青的冲击强度和低　温柔韧性。　３．５当量脆点　从试验结果看出，随着废旧轮胎胶粉掺量　的增加，橡胶沥青的当量脆点明显降低。　３．６对老化性能的改善　沥青老化是一个逐渐发展的过程，其速率　图１　直接影响路面的使用寿命．是影响沥青混凝土　路面耐久性圭要因素。我们采用了薄膜加热试　验的方法进行测试。在废旧轮胎胶粉中含有丰　富的碳黑、防老化剂等化学成分，其中的碳黑　含量在３０％以上，而碳黑是一种性能良好的　沥青朴强剂。将这样的废旧轮胎胶粉与沥青配　合使用，在高温重交通路面中可有效提高软化　点、减轻交通车辙。而且对提高沥青的抗老化　性能、延长道路使用寿命有着实际的应用意　义。　４工程中的实际应用　４．１目标配合比的研究　４．１．１级配设计：根据不同规格矿料的筛　分结果，通过计算机试算确定初试矿料级配。　初试配合比的合成级配曲线见图１。　４．１．２油石比研究：根据沥青析漏试验的　反弯点作为最大沥青用量，以飞散试验的反弯　点作为最少沥青用量。在此范围内，考虑现场　条件等因素后．决定最佳沥青用量。　根据废旧轮胎胶粉改性沥青混合料级配的　特殊１生．按４．４％、４．７％、５．０％、５．３％、５．６％　多种不同的油石比在１７Ｏ℃成型温度下，以两　面各击实７５次制作马歇尔试件，测定混合料　的毛体积相对密度、空隙率、马歇尔稳定度和　流值。根据试验结果得出相应指标和油石比的　关系。　一