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史上最全面各種類塑膠原料物性應(yīng)用知識
烯丙酯類樹脂
烯丙酯類是以烯丙基為基礎(chǔ)的酯類。以一元酸或二元酸為基礎(chǔ)的烯丙酯可用作低粘性單體或熱塑性預(yù)聚體。它們常常用作不飽和樹脂的交鏈劑，也用在增強熱固性模塑物料和高性能透明物的加工成型中。
樹脂在高溫高濕條件下仍保持原有的電性能，模塑制品具有尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、機械強度好以及耐熱性能好等優(yōu)點。
添加阻燃劑的烯丙酯類樹脂模塑料可在市上購到，一些品種已被美國保險商實驗室認(rèn)可。
某些樹脂，用其很薄的試片檢測，具有抗燃級UL94 V?0可燃度級，并有抗強電弧引燃性與抗電弧徑跡性。
化學(xué)與性質(zhì)
商業(yè)上應(yīng)用最廣泛的烯丙酯類是鄰苯二酸二烯丙酯及間苯二酸二烯丙酯單體與預(yù)聚物，它們都很容易轉(zhuǎn)化成熱固性模塑料以及玻璃布和紙張的預(yù)浸料。
二甘醇雙（碳酸烯丙酯），由于它具有所需的優(yōu)良透明性，用途越來越廣泛。由于輕便、尺寸穩(wěn)定、耐磨損、易上色，它是制作塑料鏡片的主要材料。其他應(yīng)用還包括儀表盤蓋、相機濾光片，以及快速增長的玻璃業(yè)的各領(lǐng)域。
近來，又出現(xiàn)了一種改性的雙酚A雙（碳酸烯丙酯），它是一個透明的聚合物，有很高的折光指數(shù)（1．56），比二甘醇雙（碳酸烯丙酯）的折光指數(shù)還高。另外，還有一種改性型用于透鏡設(shè)計中，可改變透鏡的設(shè)計。
另外一些有商品價值的單體是富馬酸二烯丙酯和馬來酸二烯丙酯。這是一類高反應(yīng)能力的三官能團單體，含有兩種可供聚合的雙鍵。
甲基丙烯酸烯丙酯也有雙官能團特性，可用做交聯(lián)劑和單體中間體。氰尿酸二烯丙酯可用作不飽和聚酯樹脂的交聯(lián)劑。
典型的催化系統(tǒng)是過氧化物，如過苯甲酸特丁酯，苯甲酸過氧化物或二枯基過氧化物，它們有足夠熱穩(wěn)定性，可持續(xù)至交聯(lián)完成。最佳產(chǎn)品首推二甘醇雙（碳酸烯丙酯）和過氧化二碳酸二異丙酯，因為它們不僅顏色很淺，而且具有高度的透明性。引發(fā)劑用量一般為每100份樹脂2至3份。
分級
模塑級主要是纖維填充型，填充纖維包括礦物纖維、玻璃纖維、合成纖維。這類模塑產(chǎn)品在高溫高濕條件下有優(yōu)良的電性能，低損耗因數(shù)。很高的表面電阻和體積電阻，很高的抗電弧性和抗電弧徑跡性。鄰苯二酸二烯丙酯的絕緣強度值在374°F時仍較好，而間苯二酸二烯丙酯可超過400°F時仍較好。
應(yīng)用
大多數(shù)鄰苯二酸二烯丙酯化合物常用于電學(xué)或電子器材的關(guān)鍵部位，以保證嚴(yán)酷環(huán)境條件下有高度可的性能。
一個很重要的應(yīng)用領(lǐng)域是通訊、計算機、宇航系統(tǒng)中應(yīng)用的電連接裝置，其他應(yīng)用包括絕緣體、電位器、電路板、開關(guān)、電視元件等方面，這些聚合材料和現(xiàn)代電子精修技術(shù)，例如汽相固結(jié)技術(shù)等有高度的匹配性。
增強塑料。烯丙酯類樹脂預(yù)浸漬在玻璃布或粗紗上，可制作管、導(dǎo)管、天線罩、接線盒、飛機和導(dǎo)彈部件等。
聚酯用烯丙酯類單體。一些烯丙酯類單體廣泛用作預(yù)成型聚酯或氈片粘接劑的交聯(lián)劑，和層合預(yù)浸坯料或濕鋪料交聯(lián)劑，也廣泛用于純料、粒料和預(yù)混模塑料中，以及玻璃布與裝飾層合物的加工成型中。 由于模塑溫度條件下的蒸汽壓低，302°F時為2．4mmHg，因此，在制造成品時，特別是制造大件成品時，常用鄰苯二酸二烯丙酯或其他低揮發(fā)性的烯丙酯單體，而較少用苯乙烯。
由于它的低揮發(fā)性，故烯丙酯聚酯較苯乙烯聚酯可在更高溫度下模塑成型，因而模塑周期較快。
熱固性聚酯
不飽和聚酯的用途極廣，它具有剛性、回彈性、柔性、抗腐蝕、耐候或耐燃勝?？梢圆患犹盍?，也可加填料、可增強或是加入顏料?？梢栽诔鼗蚋邷叵录庸?。因此不飽和聚酯已廣泛應(yīng)用于船艇、淋浴間、文體器材、汽車車體外部制件、電氣部件、儀器設(shè)備、人造大理石、鈕扣、耐腐蝕罐槽和附件、波紋板和平板。汽車修補料、礦柱、仿木家具部件、保齡球、熱成型有機玻璃板的增強夾板、聚合物混凝土和涂料。
化學(xué)與性能
商品不飽和聚酯樹脂是由溶解于交聯(lián)單體中的不飽和聚酯所組成，并加人阻聚劑防止樹脂在使用前發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。這些組份的選擇將決定樹脂的性能。
不飽和聚酯是不飽和二元酸（一般為馬來酸配）和二元醇的縮合產(chǎn)物。通過加入飽和二元酸如苯二甲酸酐、間苯二酸或已二酸來調(diào)節(jié)樹脂的不飽和度。二元醇一般是丙二醇、乙二醇、二甘醇。二丙二醇或新成二醇或是上述二元醇的混合物。
最常用的交聯(lián)單體為苯乙烯，也有用乙烯基甲苯、甲基丙烯酸甲酯、α-甲基苯乙烯和鄰苯二甲酸二烯丙酯。最常用的阻聚劑是氫醌、對苯醌、叔丁基鄰苯二酚。
添加氯橋酸酐、四溴苯二甲酸酐和二溴新戊二醇可使樹脂具有阻燃性。使用間苯二酸、新戊二醇、三甲基戊二醇和氫化雙酚 A可使樹脂具有耐化學(xué)品性能。使用新戊二醇、甲基丙烯酸甲酯和紫外線吸收劑如二苯甲酮類和苯并三唑類化合物，可使樹脂具有耐候性。
在加工廠中是利用自由基加成反應(yīng)使樹脂發(fā)生聚合。自由基來自有機過氧化物（催化劑），高溫下使過氧化物受熱分解產(chǎn)生自由基。過氧化酯類和過氧化苯甲酸是高溫下使用的有機過氧化物。
如加工廠在常溫下使用樹脂，則樹脂的生產(chǎn)廠要加入促進劑，促進劑可使有機過氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成自由基。用過氧化甲乙酮（MEKP）作催化劑時，則用辛酸估作促進劑；如用過氧化物苯甲酸作催化劑，則用二乙基苯胺或二甲基苯胺作促進劑。
加工與應(yīng)用
壓塑成型是聚酯有效的加工方法之一。這方法比較快速，可自動化，產(chǎn)生的廢棄物少。片狀成型料（SMC）是集樹脂。玻璃纖維、增稠劑、脫模劑、顏料和催化劑于一體，從而可使玻璃纖維的損壞降至最低程度，添加一種熱塑性低收縮添加劑可改善外觀表面。開發(fā)成功的一種能30秒固化且有A級光潔度的SMC體系，可使用聚酯制作汽車車體的外部制件，如發(fā)動機罩蓋和行李廂蓋。SMC還可制汽車的儀表板、前燈外罩和后車輪罩蓋。其它品級的SMC可加工浴盆、洗衣桶、廢物池和電氣零件的配電開關(guān)、保險絲座和路燈罩。
預(yù)混料和預(yù)制整體模塑料（BMC）是在。型葉片混合機中制取的像面團似的材料?？捎脕砟杭庸こ上匆峦?、盤子、手提箱、設(shè)備外殼和電氣部件。
注塑成型是聚酯的最有效的加工方法，與SMC壓塑成型相比可更加自動化，且制品性能更加均一，固化時間短、加工費用低。TMCQ（厚模塑料）注塑成型不僅可制電氣部件，還可生產(chǎn)汽車的車身部件。BMC在∑型葉片混合時會損傷玻璃纖維，而TMC可將這種損傷降至最小程度。
手工鋪敷或噴涂操作用以制作大型制件，如船艇。也用以進行短期生產(chǎn)，以免使用昂貴的金工模具。層合用樹脂加入促進劑和具有觸變性。
應(yīng)用觸變劑（氣法炭黑或有機白土）可使加工廠將樹脂涂敷到垂直的模具表面，而沒有在凝膠前發(fā)生流淌的危險。低苯乙烯釋放量的層合用樹脂可使加工廠符合政府的有關(guān)規(guī)定。低檔層合樹脂對玻璃纖維花紋有很好的遮蓋力。用鋪敷法和噴涂工藝的例子是制船艇、娛樂器械、活動房、房屋組件、卡車駕駛室、運動場設(shè)施。另外制淋浴室的層合樹脂要填充三水合氧化鋁（ATH）或石膏，使具有阻燃性以符合建筑規(guī)范，且不增加成本。
鋪敷法或噴涂法操作時采用凝膠涂層，該涂層是含有顏料的聚酯涂料，涂敷模具表面最后與層合件成為一體，它起著保護玻璃纖維的作用，產(chǎn)生永久性的漂亮的外表面。作凝膠層用的樹脂為間苯二甲酸樹脂，其中一般含有新成二醇，可使制品具有耐水性和耐候性。
常用真空成型的有機玻璃片代替模具和凝膠層。有機玻璃片成為玻璃纖維增強聚酯復(fù)合材料的外表面，高級浴盆就是這樣制作的。
樹脂傳遞模塑（RTM）介乎鋪敷法和壓塑成型之間的加工方法，RTM法比鋪敷法好，可控制厚度并有光滑的內(nèi)表面和外表面。RTM法所需的模具費用比壓塑成型法少得多。
含有促進劑的樹脂與催化劑一起注入靜態(tài)混合器，最后進入襯有玻璃纖維氈的模具內(nèi)，空氣則從模具的氣孔排出。
樹脂的粘度要低，以使用泵輸送。凝膠時間應(yīng)足夠長以保證模具完全充滿，但要求操作速度快，以保證合理的生產(chǎn)效率。采用RTM法加工的制品有小船、電器外殼、汽車車體外部制件和椅子。豪華浴室內(nèi)用的人造大理石樹脂，應(yīng)充填優(yōu)質(zhì)填料，從而能經(jīng)受熱循環(huán)試驗。長絲纏繞成型法可用于制造化學(xué)品貯罐和大直徑管道。連續(xù)法制板工藝用以生產(chǎn)平板和瓦楞板，用作房間隔板、棚頂、墻圍和天窗。擠拉成型法可制作異型材。例如制作汽車簧板、旗桿、耐化學(xué)品腐蝕的工字梁、公園長凳、射箭用的弓。
通用級聚苯乙烯
通用級聚苯乙烯塑膠原料是苯乙烯系塑料家族的基本成員，它是一種由 2 000?3000苯乙烯單元構(gòu)成的高分子量線型聚合物。通用級聚苯乙烯常常被稱為透明PS－－這個名稱僅表示樹脂的透明度，而不是結(jié)晶度。
性能優(yōu)點
透明PS的商業(yè)成功歸功于作為一種材料它所具有的透明特性。透明PS的成型加工非常簡單容易，只要稍加修整即可得到最終產(chǎn)品。它為輕的通用性樹脂，熱性能和電性能優(yōu)異。它是無定形聚合物，因此具有透明性和易加工性，并具有許多優(yōu)于其它熱塑性塑料的性能。由于沒有結(jié)晶熔點，PS在加工中要輸入和帶出的能量（即無結(jié)晶熱）很少，從玻璃態(tài)到粘性流體的轉(zhuǎn)化是逐步發(fā)生的。在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）以上時，PS是具有高熔體強度的粘性流體，很容易用擠塑和注塑成型方法進行加工，沒有或幾乎沒有降解。
聚苯乙烯的無定形性還使它的成型收縮率（其值一般為0．004?0．007in／in）低于一些更透明的熱塑性塑料如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）。由于具有這些特點，聚苯乙烯或許是所有熱塑性塑料中最容易加工的，即具有高成型速率和低廢品率。
品級
工業(yè)通用聚苯乙烯產(chǎn)品一般分3級：易流動品級、中等流動性品級和高耐熱品級。選擇哪一種品級主要取決于所用的加工方法和產(chǎn)品最終用途。在所有主要的商品聚苯乙烯生產(chǎn)企業(yè)，以上每種品級都有幾種產(chǎn)品。
易流動品級 是分子量最低的PS，通常為降低熔體粘度，提高熔體指數(shù)，要加入3～4％填充礦物油，然而樹脂粘度降低又導(dǎo)致熱變形溫度和脆性的下降。易流動品級PS大部分采用注塑成型方法加工，尤其是薄壁部件。在這個品級中也包括粘度非常低的樹脂（熔體指數(shù)＞20g/10 min，392°F）。
中等流動性品級 其熔體粘度和物理性能介于其它兩種品級之間，分子量中等，礦物油填充量約為2％。
高耐熱級 分子量最大，添加劑量最低。不加礦物油或其它增加流動性的助劑，一般只含脫模劑或助擠劑，如硬脂酸鋅或硬脂酸。一方面樹脂具有較低的熔體指數(shù)，另一方面其熱變形溫度和不易斷裂性也因此而降低。
特殊品級 它們具有某些特殊的性能，價格比普通品級的通用型PS高。這些特殊品級包括：改善成型周期時間樹脂、超低殘余單體含量的可接觸食物樹脂、特殊用途的超低分子量樹脂以及耐更高溫度樹脂等。
應(yīng)用
透明PS很適于做各種用途的制品，特別是對透明性有要求的制品。代表性的有：包裝制品（容器、罩蓋、瓶類）、一次性醫(yī)藥用品
玩具、杯、刀具、磁帶軸、防風(fēng)窗、電器以及許多發(fā)泡制品??雞蛋箱。肉類和家禽包裝盤、瓶子標(biāo)簽以及發(fā)泡PS緩沖材料。
易流動品級PS的應(yīng)用包括一次性醫(yī)藥用品和餐具、玩具，以及包裝箱等。還可用于制造共擠塑包裝用品。
中等流動性品級PS的主要應(yīng)用包括：注塑杯、醫(yī)用制品、玩具和包裝箱；注坯吹塑的瓶子；以及擠塑或共擠塑食品包裝用品。
高耐熱品級PS的一般用途是：擠塑包裝食品的泡沫材料；擠塑熱成型片材用于照明、建筑和裝飾品；擠塑薄膜用于經(jīng)拉伸定向的食品包裝袋、注塑成型制CD盒以及注坯吹塑生產(chǎn)包裝容器。
回收
從工業(yè)廢料中回收聚苯乙烯雖然已有多年，但近來對于聚苯乙烯制食品和泡沫塑料包裝用品消費后的回收已成為關(guān)注點。
著手回收聚苯乙烯的有國家聚苯乙烯回收公司、加拿大聚苯乙烯回收協(xié)會。泡沫塑料包裝回收者協(xié)會、塑料制的疏松填料生產(chǎn)者資助的項目以及許多學(xué)校、醫(yī)院、公司的回收部門等。
PP均聚物
聚丙烯（PP）作為熱塑塑料聚合物于1957年開始商品化生產(chǎn)，是有規(guī)立構(gòu)聚合物中的第一個。其歷史意義更體現(xiàn)在，它一直是增長最快的主要熱塑性塑料，1991年它的世界總產(chǎn)量達到240億磅。它在熱塑性塑料領(lǐng)域內(nèi)有十分廣泛的應(yīng)用，特別是在纖維和長絲、薄膜擠壓、注塑加工等方面。
化學(xué)和性質(zhì)
PP是以金屬有機有規(guī)立構(gòu)催化劑（Ziegler－Natta型），使丙烯單體在控制的溫度和壓力條件下合成的。因所用催化劑和聚合工藝不同，所得聚合物的分子結(jié)構(gòu)有三種不同類型的立體化學(xué)結(jié)構(gòu)，數(shù)量也不一樣。這三種結(jié)構(gòu)是指等規(guī)聚合物、間規(guī)聚合物和無規(guī)聚合物。在等規(guī)聚丙烯（最常見的商品形式）中，甲基原子團都處在聚合物骨架的同一側(cè)，這一結(jié)構(gòu)很容易形成結(jié)晶態(tài)。等規(guī)形式的結(jié)晶性賦予它良好的抗溶劑和抗熱性能。在前十年期間所用的催化劑技術(shù)使非等規(guī)異構(gòu)體的生成達到最少程度，消除了對無價值的無規(guī)組分進行分離的必要性，簡化了生產(chǎn)步驟。
生產(chǎn)聚丙烯的工藝主要有兩種：一種是氣相法；一種是液體丙烯淤漿法。此外，還有一些老式淤漿工藝裝置在運行，它們采用一種液態(tài)飽和烴作為反應(yīng)介質(zhì)。典型的等規(guī)聚丙烯均聚物的性能見表1。
比較而言，高密度和低密度聚乙烯都有較高的密度，相當(dāng)?shù)偷娜埸c和較低的彎曲模量即剛度。這些性能差異導(dǎo)致了最終用途不同。剛度和易定向性使聚丙烯均聚物適合制作各種纖維和用于延展帶，而它們較高的耐熱性使它們能用于制作硬的高壓容器和器具及汽車的模塑部件。
影響聚丙烯均聚物的加工性能和物理性能的主要因素包括：分子量（通常用流速表示）；分子量分布（簡稱MWO）；有規(guī)立構(gòu)性和助劑。聚丙烯平均分子量范圍從約200 000到 600 000。分子量分布通常用聚合物的重均分子量（Mww）與數(shù)均分子量（Mnn）的比值表示， Mww／Mnn。該式又稱為多分散性指數(shù)。
一個聚合物的分子量分布對它的加工性能和最終使用性能有舉足輕重的影響。這是因為熔融態(tài)的聚丙烯對剪切敏感，即當(dāng)施加的壓力升高時，其表觀粘度降低。分子量分布范圍寬的聚丙烯比分布窄的更對剪切敏感，因而具有寬范圍分子量分布的材料在注塑過程中更易于加工。某些特定的用途，特別是纖維，則要求窄范圍的分子量分布。分子量分布與催化劑體系和聚合反應(yīng)工藝都有關(guān)系。
常用過氧化物在反應(yīng)器后面的擠壓過程進行化學(xué)裂解，使分子量分布范圍變窄。這一過程稱為控制流變學(xué)（CR）過程。
與聚乙烯相比較，等規(guī)聚丙烯更易受光和熱而氧化降解。在通常的加工和最終使用條件下，聚丙烯要經(jīng)受無規(guī)的斷鏈作用，導(dǎo)致分子量降低和流速升高。
所有的商品級聚丙烯都含有穩(wěn)定劑，以便在加工時保護材料，提供令人滿意的最終使用性能。對于特別的用途，除了加抗氧劑和紫外線抑制劑外，還須加其它添加劑。例如：在薄膜配方中加入潤滑劑和防粘劑，以減少摩擦系數(shù)并防止薄膜自身粘連。在包裝材料中添加抗靜電以消除靜電荷。為了提高透明度或縮短模型周期，則需用成核劑。
均聚物樹脂通常接流速和最終用途分類。流速取決于平均分子量和分子量分布兩者。
某些特殊用途要求流速高達400分克／分鐘，而普通商品均聚物的流速則在0．5?50分克／分鐘的范圍以內(nèi)。流速通常是確定加工特性最主要的因素。
加工和應(yīng)用
聚丙烯極好的流動性能和寬范圍的流速，以及其它獨特的聚合物特性相結(jié)合，使它具有優(yōu)異的加工性能。較低的流速能滿足擠壓帶、帶狀長絲和單絲等的加工要求，還能使成品有抗張強度和低延伸性，同時保持足夠的橫向完整性，使卷絲機導(dǎo)向裝置上的劈裂和粉塵飛揚的情況達到最低程度。為了抵消它們特有的低橫向強度和斷裂傾向（原纖化），定向程度更高的薄膜到纖維產(chǎn)品，如：粗纖度紡織品、細繩和繩子，通常要求流速在7～20的范圍內(nèi)。含有發(fā)泡劑的裝飾帶條產(chǎn)品是由流速接近于10的聚丙烯擠壓而成的，這樣才能使熔體強度和定向能力達到適當(dāng)?shù)木?。這種聚合物經(jīng)中等程度的定向，能產(chǎn)生光滑的類似緞于一樣的表面效果，產(chǎn)品有足夠的橫向強度可以延緩斷裂。非織布和多絲產(chǎn)品的擠壓需要一種低粘度、自由流動的材料，因此，流速極高的聚丙烯用于這些用途。
澆鑄PP薄膜大量用于繪圖藝術(shù)品方面。另外，薄膜可以雙軸取向和熱變定，使具有極好的機械性能和熱性能，應(yīng)用于各種性能層合材料和包裝材料方面。使用管式水冷激工藝可以把PP加工成共擠出吹制薄膜以及單層薄膜。
熱成型用的擠塑片材要求使用低流速配方的材料，使具有足夠的熔體強度。當(dāng)使用PP擠塑型材時，較低的流速加工性能總是要好些。型材擠壓通常限于較小的截面以便能用水急冷保證產(chǎn)品具有足夠的韌度。PP還可以擠塑成管狀產(chǎn)品，如飲料吸管和飲用水管。PP在線纜涂層方面也有用途。
在用量方面僅次于擠塑的注塑加工很適應(yīng)聚丙烯的特性。PP良好的流動性能和強韌機械特性，被利用來生產(chǎn)許多種不同類型的具有內(nèi)在的強韌機械性能的產(chǎn)品。良好的加工性能與極好的抗應(yīng)力斷裂性能產(chǎn)生了優(yōu)良的模塑成型的密封罩。一般而言，低流速配方材料用于生產(chǎn)厚壁產(chǎn)品和那些要求韌性的產(chǎn)品。高流速的材料用于生產(chǎn)薄壁部件和要求快速加工的產(chǎn)品。
市場
PP均聚物可使用各種加工工藝，生產(chǎn)范圍很寬的產(chǎn)品。擠塑制品是消耗PP的最大市場，而紡織纖維和單絲又是其中最大的部分。長期以來，PP一直是制造纖維的主要原料，這是因為它的著色能力、耐磨損、耐化學(xué)品性能以及有利的經(jīng)濟條件。定向和非定向薄膜占據(jù)擠塑制品市場的第二大份額，并且是繼續(xù)保持增長的領(lǐng)域。
接下來，注塑品是PP均聚物的第二大市場，包括容器、密封器、汽車方面的應(yīng)用、家庭用品、玩具及其它許多消費品和工業(yè)方面的最終用途。許多吹塑容器選用聚丙烯，是因為它的良好的隔潮性能和足夠的清沏度。
鑒于對未來塑料制品的新需求，PP均聚物將繼續(xù)保持增長。良好的經(jīng)濟方面的條件、良好的機械性能以及重量輕、著色能力強和易于加工等特性，將使PP繼續(xù)成為本世紀(jì)眾多應(yīng)用領(lǐng)域的首選材料。
抗沖擊型PP共聚物
PP有很多有用的性能，但還缺乏固有的韌性，特別是在低于其玻璃化溫度的條件下。然而，通過添加沖擊改性劑，可以提高其抗沖擊性能。傳統(tǒng)改良性為彈性體，通常為乙丙橡膠。普遍認(rèn)為，遍布于半結(jié)晶態(tài)聚丙烯基體內(nèi)的橡膠粒子，能在界面上形成許多應(yīng)力集中點，并5；發(fā)局部形變，防止斷裂擴展。
抗沖擊改性劑一直是在共混時添加進去的，最近，彈性體組分的現(xiàn)場合成已經(jīng)具有商業(yè)重要性。而且，正在宣傳用一種新系列的沖擊改性劑來代替乙丙橡膠，即Flexomer聚烯烴、Exact塑彈體和Insite聚合物。這些都是烯烴聚合物，它們填補了極低密度聚乙烯和傳統(tǒng)乙丙彈性體之間的空白。
