[原材料] 小唐老师:为什么塑料大多数是以P打头?(2017.8.27)

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     今天聊得这话题有些专业,既然专业,我们不妨轻松地去聊。问下大家,你知道塑料为什么大多数都是以“P”打头的吗?比如PP、PE、PA、PVC、PC等等?
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1
为什么塑料大多数都是以P打头?

    在《高分子简介——你知道你也是高分子吗?》里,小唐老师曾介绍过塑料、橡胶的结构及其区别。这里,我们简单回顾一下。
    其实绝大多数塑料,其本质都是聚合物/高分子化合物,是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。
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一上来就有点晕,真心听不懂
    听不懂没关系,我们再换个说法。
    塑料是聚合物,就是由很多小分子聚合在一起,聚得多了分子就大了,所以又叫高分子化合物。
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一个个小分子聚合在一起
    聚合物的英文是polymer,用作前缀时就是poly-。
    PP(聚丙烯)全称是polypropylene。
    PE(聚乙烯)全称是polyethylene。
    PA(尼龙)全称是polyamide。
    PVC(聚氯乙烯)全称是polyvinyl chloride。
    PC(聚碳酸酯)全称是polycarbonate。
    所以缩写的时候,就都以“P”打头了。
    有些朋友可能会说,小唐老师你骗人,ABS、HDPE都是塑料,不都是没有以P打头吗?
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    这你可冤枉小唐老师了,其实ABS的全称应该是acrylonitrile–butadiene–styrene copolymer(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。这个p放到最后去了。
    还是HDPE,只不过是PE(聚乙烯)的一种。HD的意思是high-density polyethylene高密度乙烯,这个P其实也是有的。

2
关于颜色

    在《整车厂的“神秘”小板子》里,小唐老师曾介绍过色差(颜色)的一些基本概念。
    其实对于外观件的色差(颜色),一直是困扰主机厂和供应商的一个难题。要想解决它,首先你要了解它,知道如何去表征它。
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    一个比较流行的方式就是以三个维度进行表征,它们分别是明亮度、色相和饱和度。
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    明暗度(L):从白到黑,明暗度由100~0
    色相(H):颜色的基调,如红色~绿色(+a~-a),黄色~蓝色(+b~-b)
    饱和度(C):颜色的鲜艳度,如鲜红,暗红
    与颜色相比,还有个概念经常容易混淆,叫光泽度
    光泽度指的物体表面接近镜面的程度更多体现的是其反射性能
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3
成型温度对注塑外观的影响

    接下来就相对专业了。非注塑行业的朋友建议只看结论。
    本文主要研究了注塑熔体温度模具温度对皮纹件(塑料基材PP 和 ABS)的颜色光泽度的影响。

a 熔体温度
    先研究注塑熔体温度,所以就将模具温度固定下来,这也是研究时的一种常见的控制变量法。
    熔体温度对于PP料的影响如下:
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    其中82V和NX1表示不同牌号的塑料粒子,多选一些,不是更有说服力嘛。
    接下来再去看看熔体温度对ABS的影响
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    发现:随着熔体温度的升高,均呈现试样L值升高(更白了)而光泽度下降的趋势。

b 模具温度
    对于模具温度的影响,我们同样得到4张图。先是PP
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    再是ABS
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    发现:与熔体温度的影响相类似,随模具温度的升高,PP 和 ABS 试样的L值均呈升高光泽度也均呈下降的趋势。

3
原因分析及其结论

    在原材料颜色均匀,试样表面质量满足要求情况下,考虑到能对试样光泽度和颜色造成影响的因素唯有试样表面皮纹状态。因此,需对不同成型温度下试样表面的皮纹深度进行分析。
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    由试样表面皮纹分析结果可看出,无论是 PP 试样还是 ABS 试样,L值较高、光泽度较低的试样,试样皮纹深度较深
    推其原因,随熔体温度或模具温度的提高,材料充模流动性更好、试样冷却时间更长,随着保压过程的进行,使得试样与模具表面的贴合状态更好,对模具表面皮纹的复制能力更强。
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    通过上述实验和相应的结果分析,可得如下结论:
    1. 在调整汽车内饰件颜色时,可通过调整成型温度(如熔体和模具温度)对制件颜色和光泽进行优化;
    2. 随着熔体温度和模具温度的升高,试样光泽度会降低,颜色 L 值会提高
    3. 调整制件色差时,建议首先通过调整工艺或模具皮纹状态,使制件满足光泽要求,然后再进行原材料颜色调整,从而使制件整体颜色和光泽度均能满足要求,同时亦可提高调整效率。

    本文的实验数据及图片来自于张志强老师的《成型温度对 PP 和 ABS 试样表面颜色 和光泽度影响的研究》,向张老师提供我们素材表示感谢。
    本篇文章也是小唐老师第一次尝试专业文章的解读,欢迎各位多提建议。

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