透明塑料灭火器PEN塑料性质解析

昨天的文章中为大家介绍了一种用热塑性塑料制备的灭火器,引起了不少小伙伴的关注,笔者就通过本文为大家介绍一下这种塑料材质。

通过百度搜索可以发现这种塑料灭火器在2013年的K展就已经出现了,虽然笔者是第一次在2015chinaplas广州塑料橡胶展见到这种略显透明的塑料灭火器。外观颜色第一眼看上去的确和普通金属瓶灭火器区别不大,但是走近仔细观察发现瓶子是有些透明的,能看到灭火器内部的构造,能亲自摸一下就很清楚是不是塑料材质了。

全球首款PEN透明塑料材质灭火器

如果仔细观察上图,大家或许知道这是哪家公司出品的了,这或许是全球首款塑料材质的灭火器,或许能成为以塑代钢的经典案例,塑料材质轻量化后使仪器操作更简单(或许对于青少年而言)。透明的瓶身,或许能看到灭火器内部灭火材料的使用情况(知道什么时候灭火材料用完了)。从使用性能看,塑料要成为灭火器瓶身,笔者认为至少需要满足以下两个条件:1、密闭性够好(主要是气体阻隔性能),抗压能力够好;2、耐热性够好、耐化学性够好。据现场了解,这种瓶身是PEN塑料材质的。

中文名:聚萘二甲酸乙二醇酯,英文名Polyethylene naphthalene-2,6-dicarboxylate,简称PEN,CAS:25853-85-4。由2,6-萘二甲酸(NDC)或2,6-萘二甲酸二甲酯(DMN)与乙二醇(EG)反应聚合而成,由于PEN优良的热机械性能,日益成为具有广泛用途的热塑性树脂。其中PEN材料的结构通式如下:

塑料灭火器材料

对比PET结构可知,PEN是由刚性更大的萘环取代了PET中的苯环,所以PEN与PET材料有相似之处,但是PEN材料较PET具有更高的物理机械性能、强度高、较高的气体阻隔性能、尺寸稳定性好、较好的耐化学稳定性和耐水解性能、良好的光学性能以及耐热、耐紫外线、耐辐射等性能。因此,PEN在电子工业、人工纤维、塑料薄膜、包装材料和工程塑料等领域有广阔的应用前景。(参考文献:《聚酯工业》,第19卷第4期,2006-07。)

PEN材料常见的合成方法:

1、直接酯化法:2,6-萘二甲酸(NDC)与乙二醇进行酯化反应。
2、酯交换法:2,6-萘二甲酸二甲酯(DMN)与乙二醇进行酯交换而成,目前工业制备PEN材料均采用酯交换方法。

(以下部分资料来自百度文库)

PEN 的热性能

萘环的引入提高了PEN 的热性能,熔点为265 ℃,玻璃化温度在120 ℃以上;长期使用温度在160 ℃,为F 级使用材料;制品尺寸稳定,热收缩率小于PET、PA 等。PEN 在130 ℃的潮湿空气中放臵500 h 后,伸长率仅下降10%。在180 ℃干燥空气中放臵10 h 后,伸长率仍能保持50%。此外,PEN/PET 的共聚物对提高PET 的热性能也具有明显的作用。

PEN 的气体阻隔性

有些厂家使用PEN塑料制备啤酒瓶,还有厂家用PEN改性提高PET塑料瓶的保鲜能力,都说明了PEN塑料很好的气体阻隔性能。

PEN 的力学性能

PEN 的杨氏模量和拉伸弹性模量均比PET 高出50%。而且,PEN 的力学性能稳定,即使在高温、高压的情况下,其弹性模量、强度、蠕变和寿命仍能保持相当的稳定性。

PEN 的光学性能

由于萘的双环结构具有很强的紫外光吸收能力,使得PEN 可阻隔小于380 nm 的紫外线,其阻隔效应明显优越于PC。另外,PEN 的光致力学性能下降少,光稳定性约为PET 的5 倍,经放射线照射后,断裂伸长率下降少,在真空和O2中耐放射线的能力分别可达PET的10 倍和4 倍。

PEN 的化学性质

PEN 分子链中的酯基遇水会分解, 但其分解速度仅为PET 的1/4。PEN 对有机溶剂和化学药品稳定,耐酸、碱的能力优于PET。此外,由于PEN 的气密性好,分子量相对较大,故在实际使用温度下,析出低聚物的倾向比PET 小,在加工温度高于PET 的情况下分解放出的低级醛也少于PET。 除此之外,PEN 还具有优良的电气性能。PEN 有与PET 相当的电气性能,其介电常数、体积电阻率、导电率等均与PET 接近,但其电导率随温度变化小。

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发布者

高分子

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