塑料科技聚乙烯树脂制备塑料安全帽bookmark0何海军（湘潭市长城社会福利工厂，湖南湘潭411100）1刖目安全帽作为坠落防护的特种劳动防护用品，能有效地防止和减轻劳动者头部在生产作业中遭受飞来物体、高处坠落物体及自坠落时的伤害，在各种生产、作业、施工现场得到了广泛的应用。塑料安全帽依据缓冲力学原理实施对人体头部的防护，其防护作用由两个基本的缓冲减力结构组成（见）：（1）帽壳体的减力作用。帽壳体外形为椭球形，表面光滑坚韧，当坠落或飞来物体砸在帽壳的瞬间，物体容易朝侧向滑去，冲力、冲量即时被分解，使作用在帽壳上的有害冲量减小；（2）帽壳与帽顶衬配合，辅以帽箍带、下颏带所形成的缓冲减力结构。对安全帽来说，当外来冲力通过塑料帽壳并传递到塑料顶衬的瞬间，帽壳、顶衬同时在局部发生以凹陷或拉伸、剪切、挤压等形式出现的弹性变形、塑性变形甚至断裂破坏，使冲力作用时间延长，有害冲量被吸收和进一步衰减。通过对安全帽壳及其衬件在瞬间要承受巨大的冲力，故要求塑料材料须具有较高的硬度、机械性能和耐化学性能，并能在20C~ 60C范围内保持强度、刚度及化学性质的基本稳定。
目前，用于制造安全帽壳的塑料材料有：高密度聚乙烯（HDPE）、ABS、聚碳酸脂（PC）、片状模塑料（SMC）、韧改性聚丙烯、玻纤强聚丙烯、聚酯玻璃钢、聚酯维纶钢等。帽衬材料主要是：低密度聚乙烯（LDPE）、HDPE/DPE共混材料、棉织带、化纤带等。
由于聚乙烯树脂的价格性能比适合中国国情，且供应较为充足，故国内安全帽企业生产一般作业用安全帽以采用HDPE制作帽壳，HDPE/LDPE共混材料成型顶衬，LDPE制作帽箍带*为普遍，每年这种材料类型的塑料安全帽产、销量约在1800万顶左右。
2聚乙烯树脂性能在我国，HDPE是发展速度*快的塑料品种，其平均分子量较高，大分子结构为长链线型，支链短而且少，故大分子链的规整性和对称性较高，结晶度比较大，为80%~95%；密度较高，为0.941~0.970g/cm3；具有较高的机械强度、刚性和韧性，使用温度可达80C.目前，常用于安全帽生产的注塑级HDPE树脂有辽化的GC7260，齐鲁的EMD7006A，大庆、扬子、燕山的220O，抚顺石化的HD2908，盘锦石化的HD5070EA，篇。主要从事塑料制品的生产、开发及质量管理工作，现正倾力生产开发全塑螺纹连接的ABS给水管及管件系列产品。
表1三种HDPE树脂的基本物理机械性能指标）性能牌号密度（g/cm3）熔融指数（g/10min）熔融比屈服强度（MPa）断裂伸长率（%）悬臂梁缺口冲击强度表2三种HDPE树脂的拉伸力学性能指标一性能牌号屈服强度（MPa）拉伸强度⑴（MPa）断裂强度（MPa）断裂伸长率（%）拉伸模量兰化的60550AG等，另外挤塑级树脂5000S、GF7750等被用作为共混改性辅料使用。
LDPE树脂的大分子中存在大量支链结构，分子结构缺乏规整性，因此，结晶度较小，为55%~65%；密度较低，为0910~0.925g/cm3.LDPE树脂具有良好的柔软性、延伸性和透明性，机械强度和熔点相对较低。LDPE树脂在安全帽上用于制作顶衬及帽箍带，常用的牌号是燕山石化的1I2A―1和兰州石化的1I2A，它们都是均聚注塑级树脂，分子量分布较宽，耐低温性及成型加工性能都比较好。
3HDPE树脂在安全帽壳上的应用采用六种国产HDPE树脂分别制成东方'牌卷沿塑料安全帽壳（试验品），并装配适当配比的HDPE /LDPE共混材料顶衬及帽箍带等，按照 为克服HDPE树脂的热脆性、冷脆性，或改善材料的加工性能，常常采用不同牌号的注塑料共混改性或挤塑料、注塑料共混改性来生产安全帽壳。一般来说，挤塑级树脂的分子量比较高，注塑级树脂的分子量相对较低，共混改性实际上是对材料分子量及其分布的一次再调整。 安全帽壳用HDPE树脂适宜的熔融指数范围是5 16kg）。因改性惨入的挤塑料一般不能超过25%否则共混物料的流动性太差，成型温度偏高，收缩变形不易控制，制品表现质量缺陷较大；再者掺入量太多还可能出现脆性被克服，韧性有余而刚性不足，反而使安全帽冲击吸收性能达不到国标的要求。共混物料熔融指数MZ（混）的计算公式为：MI（混）=lg1（llgM+n2lgM72+nalgM/3）；M/i、M/2、M/3分别表示各组分的熔融指数。 采用不同密度、不同熔融指数的树脂在同一工艺条件下成型制品，其重量存在1%~2%的差别（见表表3HDPE树脂帽壳重量单位：克材料重量总之，前述六种国产注塑级HDPE树脂，经合理配方，均能用于安全帽生产。为确保安全帽的质量，应当严格按照质量保证体系的要求，做好**批树脂的入4LDPE、HDPE/DPE在帽衬上的应用帽箍带和下颏带一起作为稳固佩戴安全帽的衬件，在保证安全帽防护可靠性方面发挥着重要作用，确保当物体撞击安全帽时，帽体不致被击落从而有效保护人体头部。帽箍带宜柔软而具有一定强度，多采用纯注塑级LDPE树脂制作。但对于整体式帽箍带（制品全7~1.8mm，有两个注塑分饶口），因壁薄、充模流程长，有时在注塑料中掺入少量高熔融指数的涂层料如1C7A等，以提高物料的充模流动性。 作为安全帽缓冲减力的主要承力部件顶衬，一般采用HDPE/DPE共混物料制作。其中以LDPE为主要成分。不同密度的PE共混，可以调节产品的强度和柔软性，使其具有刚韧相济的性能。有资料表明：HDPE/LDPE=10：0时，共混材料体系的弹性模量要比纯LDPE高一倍左右。高、低密度PE共混，加了产品的弹性、塑性延伸性能，使顶衬具有较高的断裂伸长率、拉伸强度及较好的抗开裂性。制作HDPE/DPE共混顶衬需选择强度较高的树脂，并且需优选HDPE/LDPE的配比比例。必须注意的是：作为缓冲减力两个主件的帽壳、顶衬之间有一个互相匹配，互相适用的问题，不同材料的帽壳、顶衬之间如果匹配不当，将可能导致安全帽整体性能的劣化。 5结束语安全帽质量性能与帽型、款式、椭球弧度、装配结构、厚度及其分布、垂直间距等几何、形位因素有关，这些因素被确定后，就主要与帽壳、顶衬的材料及其不同材料帽壳、顶衬之间的相互配装有关，提高安全帽质量应整体检查和研究上述因素。 （2）前述国产聚乙烯树脂经合理配方，均能用于安全帽生产，其中HDPE以GC7260、2200树脂综合性能较好。LDPE以1I2A、1I2A1树脂综合性能较好。
