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聚双环戊二烯材料介绍

polydicyclopentadienePDCPD为双环戊二烯(DCPD)之均聚物或共聚物。为一种交联三维网状结构工程塑料。密度1.04g/cm3,耐热120℃。耐寒-40℃。耐一般酸、碱、有机溶剂,但不耐芳烃和卤代烃。弯曲模量17902070MPa。拉伸强度34MPa。热变形温度185.5℃。悬臂梁缺口冲击强度427J/m。在六氯化钨和一氯二乙基铝组成的催化剂存在下,由双环戊二烯开环歧化聚合制得。可用反应注塑成型制成各种制件。用作汽车零部件,如保险杠、缓冲板、仪表板、挡泥板等,也可用作体育用品,耐化学品容器等。
成型工艺及设备
1.成型工艺[1](本文只介绍了双组份配方成型工艺,实际应用中还有一种三组份配方成型工艺)

PDCPD成都盛达强科技开发有限公司DCPD-RIM
PDCPD
制品在生产中一般采用RIM工艺,基于高纯度的DCPD≥98%)经过开环移位聚合反应(ROMP)制得,原料多为双组分体系(AB液),其工艺过程为:

1)原料。AB料液均为低黏度液体,A料含有DCPD、活化剂及添加剂,B料含有DCPD、催化剂及添加剂,黏度控制在0.2~1.0 Pa.s,料温为20~30℃
2)模具。模具需预热到40~80℃,制品较厚或较大时,阴模、阳模应有20~40℃的温差;
3)计量、混合及注模。AB料液的质量比最好为1:1,差值应<5%
4)解压、脱模。制品结构简单时可自脱模,当有加强筋或其他复杂结构时,可借助脱模剂;
5)整理、修饰。整个生产的成型周期在6-10min左右。
2.设备
PDCPD-RIM制品用设备由注射机、模具及合模机(模架)组成。注射机包括贮料罐、循环管路、计量泵和混合头。贮料罐需配备加热、冷却装置,并装有搅拌器、N2保护系统及自动进料装置等,循环管路需配有过滤器及热交换器等,计量精度控制在±1.5%。高压混合头是RIM装置的主要部件,直接影响料液混合的均匀度,为了提高注射机的利用率,可采用一机多头生产线。模具的密封性和传热性要求很高,但由于注模的压力不高(一般为0.3~1.0MPa),对模具的材质、结构强度要求较低,因此可用铝、铝锌合金、铸钢等材质模具,降低模具投资成本。合模机用于固定模具和翻开沉重模具,其锁模力、锁模精度、平行性和刚性均非常重要,PDCPD-RIM制品成型通常采用卧式锁模系统(根据具体产品而异)。
3.材料性能

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国家反应注射成型工程技术研究中心开发的PDCPD材料着色效果好、力学性能优异,可实现制品形状的自由设计且成型周期自由调整。材料性能见上表。

该研究中心研发的PDCPD材料除了拥有上表所描述的高力学性能外,还具有优异的耐候性、耐磨性、表面涂饰性、电绝缘性、耐酸碱性及防水性。
4.应用领域
污水净化槽
随着水污染问题的日益严重,各个国家都出台了相关政策,要求生活、生产污水自产自治、循环利用,因此对污水净化槽的需求量剧增。目前,污水净化槽多采用玻璃钢制造,而玻璃钢存在生产效率低、工作环境差,以及对环境污染严重等缺陷,因此一些发达国家已禁止使用玻璃钢净化槽。在这种情况下,急需一种材料来替代玻璃钢,而PDCPD材料以其一系列的优异性能引起了污水净化槽应用领域的关注:可一步成型、生产效率高,属于环境友好材料;卓越的耐腐蚀性保证了其较长的使用寿命;高强度保证了其可承受足够的水压,可制备大型的、不同厚度的且结构复杂的模塑产品;生产自动化程度高,降低了劳动力成本。
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氯碱行业的设备管道
氯碱生产过程中同时存在盐水腐蚀、碱腐蚀、酸腐蚀和氯气腐蚀等,成为腐蚀的重灾户,而我国氯碱的年需求量达上千万吨,因此急需防腐材料提高设备的抗腐蚀性,延长设备的使用寿命,保证安全稳定的连续生产。氯碱装置常用的材料有碳钢、铸铁、不锈钢、铜及铜合金、镍及镍合金、钛及钛合金等,碳钢和铸铁价廉易得,但耐腐蚀性差,其他金属又价格昂贵。相比之下,PDCPD制品可很好地解决氯碱厂家的困扰,其耐溶剂腐蚀的范围广,可在pH0~14之间的高温介质下工作;易于成型,可满足氯碱装置的设计要求;卓越的耐腐蚀性可极大地延长设备管道的使用寿命;与镍、钛金属相比,价格低廉。


卫浴产品
陶瓷卫浴产品由于质地洁白、结构致密、强度大及热稳定性好,多年来一直在卫浴市场占据主导地位,然而其存在两个缺点:(1)脆性大,耐冲击能力低,易碎;(2)陶瓷有一定的吸水性,吸水后膨胀,导致釉面发生龟裂。而PDCPD制品不会发生类似的问题,其高抗冲击能力可确保产品的长期安全使用。另外,PDCPD材料还具有其他优势:优异的涂饰性能、灵活多样并具有艺术性的设计,可满足客户的个性化需求;可一步成型,生产效率高;产品设计无接合缝,安全性和舒适性都令人满意;环保、无污染。


医疗设备
近期,由工信部牵头,发改委、科技部等几大部委正在研究制定加快医疗器械产业发展的政策措施,相关规划有望于年内出台。市场人士认为,在未来5年内,对医疗设备的需求有望出现大增。然而,我国医疗设备制造技术落后,材质多为不锈钢,质量重且易导热,结构精确度差,限制了高品质医疗设备的发展。而PDCPD材料可制备质量轻、体积大及空间结构精确的医疗设备,而且产品导热性低、电绝缘性高,添加一定的阻燃剂后,还可满足国家对室内用塑料的阻燃要求。基于这些优异特性,PDCPD材料可为我国医疗设备的创新发展提供保障。

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皮划艇
伴随我国生活质量的提高,以及海南国际旅游岛和沿海发达地区的旅游设施规划建设,未来几年我国舰船行业将有一个较大的发展。目前,舰船所用的玻璃钢材料刚性模量低,而PDCPD属于高刚性、高模量材料,可一步成型,整体性好,壳体无接缝、无缝隙,质轻高强,对减轻结构质量有较大的潜力。另外,由于成型简便,比钢质、木质艇省工,批量生产性好,采用PDCPD材料还可有效降低皮划艇的造价。

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车辆组件
PDCPD可代替金属或玻璃钢而应用于车辆壳体及其他部件,其优点是:质量轻,转运、组装更省力,并且可降低生产线上工人的劳动强度、降低车辆燃油消耗及提高车辆载荷量;投资小,生产周期短,见效快;车辆壳体可实现外观自由设计,使其更加多样化、个性化;壳体喷漆前几乎不经过任何处理就可达到A级表面粗糙度;着色性、电镀性及抗老化性优异。

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其他应用
PDCPD材料的低密度、高强度、高硬度、高耐冲击性及优异的耐腐蚀性使其可用于制造大型垃圾箱,替代木材制备载荷量更大、使用更耐久的物流托盘,以及高强度、高抗冲击能力、大面积的薄壁制件,如空投箱。优异的低温特性(-40℃环境下材料不变脆)则使其可用于制造摩托雪橇。PDCPD材料还在体育器材、大型电器外壳及航空制造业等领域具有很好的应用前景。


5.环保优势
近几年,环境因素使一些发达国家对玻璃钢产品的使用进行了严格的控制,而PDCPD则属于环境友好材料。国家环保政策的规范、公民环保意识的加强和市场认知度的提高为PDCPD制品的高速发展提供了契机。