第三章 高分子材料(塑料)PDF
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中南林业科技大学
吴庆定, 司家勇
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该文档介绍了第三章高分子材料(塑料),涵盖塑料的组成、分类、性能以及应用。它涵盖了塑料的主要性能,例如重量轻、优良的化学稳定性和电绝缘性能。此外,还介绍了塑料在不同领域的应用。
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非金属材料及应用 主讲:吴庆定 ( 二级教授 ) 、司家勇(博士后) 中南林业科技大学机电学院 [email protected] 塑 料 这些产品是什么材料制做的?你是否拥有这 种材料的产品?举出 2-3 个例子。 PVC 聚 四 氟 乙 PE 烯 : 烯 丙 聚 烯乙 苯 聚 有机玻璃 塑料的产量及...
非金属材料及应用 主讲:吴庆定 ( 二级教授 ) 、司家勇(博士后) 中南林业科技大学机电学院 [email protected] 塑 料 这些产品是什么材料制做的?你是否拥有这 种材料的产品?举出 2-3 个例子。 PVC 聚 四 氟 乙 PE 烯 : 烯 丙 聚 烯乙 苯 聚 有机玻璃 塑料的产量及应用 2000 年,世界总产量> 150Mt , 中国 18Mt ( 13% ,第二), 美国 50Mt ( 44.4% ,第一), 日本 15Mt ( 10% ,第三)。 包装材料( 4Mt , 22% ) 日用材料( 3.5Mt , 20% ) 国内塑料的 农业材料( 3Mt , 17% ) 应用 电子、机、汽车材料( 3Mt , 17% ) 建筑材料( 1.2Mt , 7% ) 其他材料( 3.3Mt , 18% ) 塑料的主要性能及特点 ( 1 )重量轻 ( 2 )优良的化学稳定性 ( 3 )优异的电绝缘性能 ( 4 )热的不良导体,具有消声、减震作 用 ( 5 )机械强度分布广和较高的比强度 烯乙 氟 塑料王 四聚 ( F4 ) 它的化学稳定性甚至胜过黄金,放在“王 水”中煮十几个小时也不会变质。由于 F4 具有 优异的化学稳定性,是理想的耐腐蚀材料 , 可 以作为输送腐蚀性和粘性液体管道材料 : 普通塑料都是电的不良导体,如塑料可 以用做绝缘控制电缆的外皮等。 烯如 乙 氯 聚 (PVC) 的导热系数仅为钢材 的 1/357, 铝材的 1/1250 。在隔热能力上, 单玻塑窗 比单玻铝窗高 40%, 双玻高 50% 。 将塑料窗体与中空玻璃结合起来后 , 可在住宅、 写字楼、病房、宾馆中使用 , 冬天节省暖气、 夏季节约空调开支 , 好处十分明显。 塑料的发展趋势 塑料的发展方向可概括为两方面: 一是提高性能 二是发展功能 当前国外流行塑料杯、复合杯 ( 外层 PSP 、内层 PP 、盖 PS) 包装冷、热饮料、酒、 方便食品。法国用 PE 瓶包装果糖、酸奶,德 国用 PC 瓶包装牛奶。我国用 PE 瓶包装药品 等。 本章主要介绍塑料制品的组成、分类, 性能检测及相互的区别。通过本章的学习应该应达 到以下的要求: 1. 初步了解什么是塑料,塑料与其他材料相比有什 么特点;塑料的分类方法,性能与检测。 2. 掌握塑料组成的成分 , 塑料中加入各成分的目的; 几种主要塑料如: 烯 等烯 、 聚 丙 苯 乙 烯 、 聚的乙聚 结构、特征、燃烧现象及性能。 3. 了解塑料制品的基本加工与成型方法;掌握塑料 零部件的一些选材及设计原则。 本章主要内容 3.1 塑料的组成及分类 3.2 塑料的性能与检测 3.3 几种主要塑料介绍 3.4 塑料制品的成型与加工 3.5 塑料零部件的设计 3.1 塑料的组成及分类 3.1.1 概述 3.1.2 塑料的组成 3.1.3 塑料的分类 3.1.1 概述 塑料的概念 —— 以树脂(或在加工过程中用单体直接 聚 合)为主要成分,以增塑剂、填充剂、润滑剂、 着色剂等添加剂为辅助成分,在加工过程中一 定温度和压力的作用下能流动成型的高分子有 机材料。 树脂的概念 —— 指受热时通常有转化或熔融范围,转 化时受外力作用具有流动性,常温下呈固态 或半固态或液态的有机 聚 合 物,它是塑料最 基本的,也是最重要的成分。 3.1.2 塑料的组成 塑料 —— 树脂+添加剂 1. 树脂 塑料的主要成分 决定塑料的类型和基本性能 作用: 胶粘其它成分材料 赋予塑料可塑性和流动性 合成树脂是有机高分子化合物,是指以煤、电 石、石油、天然气等一些低分子量的有机化合 物 ( 又称单体 ) 为主要原料,经聚 加 反应或缩 聚 反应而制得的高分子化合物。 合成树脂在塑料中起胶粘作用,通过它把其他 成分牢牢胶结在一起,使其具有加工成型性能。 (1) 合 聚 加 成树脂 许多 烯 类及其衍生物单体在一定反应条件 下,其中不饱和键 ( 如双键 ) 有一个断开,相 合 聚 互 成链状高分子物质。 聚 加 反应所得的高 聚 物一般为线型分子。 塑料常用的加 合 聚 成树脂有烯乙氯 聚 (PVC) 、 烯乙 聚 (PE) 烯乙 苯 聚 、 (PS) 烯 丙 聚 、 (PP) 、 聚 甲基丙酸 烯 甲酯 (PMMA) 等。 (2) 合聚缩 成树脂 在一定反应条件下,由两种或两种以 上单体,通过缩合反应形成高分子化合物。如 聚 缩 酚醛树脂是由苯酚和甲醛两种单体缩 聚 而 成。 聚 缩 反应所得的高 聚 物可以是线型的, 可以是体型的 ( 三度空间许多分子交联 ) 。塑 料常用的缩 聚 树脂有酚醛树脂 (PF) 、脲醛树 脂(DF) 、环氧树脂 (EP) 聚 及 酯树脂等。 2 添加剂 ( 1 )填充剂 ( 2 )增塑剂 ( 3 )固化剂 ( 4 )稳定剂 ( 5 )润滑剂 ( 6 )发泡剂 ( 7 )着色剂 ( 8 )其它添加剂 ⑴ 填充剂(填料) 重要的但非必不可少的成分 作用: 减少树脂用量,降低塑料成本; 改善塑料某些性能,扩大塑料的应用范围。 填充料按其化学组成不同分有机填充料 ( 如木粉、棉布、纸屑、木材单片等 ) 和无机 填充料 ( 如滑石粉、石墨粉、二硫化钼、石棉、 云母、玻璃纤维等 ) 。按形状可分粉状和纤维 状。 不同填料不仅可以提高塑料强度和硬度, 增加化学稳定性,而且由于填充料价格低于合 成树脂,因而可以节约树脂、降低成本。 一般填充料掺量可达 40%~70% 。 (2) 增塑剂 增塑剂能增加塑料的可塑性,减少脆性, 使其便于加工,并能使制品具有柔软性。对增 塑剂的要求是:应能与合成树脂均匀混合在一 起,并具有足够的耐光、耐大气、耐水稳定性。 常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类、 磷酸酯类、樟脑和二苯甲酮等。 (3) 固化剂 又称硬化剂,在热固性塑料成型时,由线 型变为体型结构的过程中所加入的物质。其作 用是在 合 聚 物中生成横跨键,使分子交联,由 受热可塑的线型结构变成体型的热稳定性结构。 常用的固化剂有六次甲基 四 胺 ( 酚醛树 脂 ) ,氨类、酸酐类化合物 ( 环氧树脂 ) ,过 氧化物聚 ( 酯树脂 ) 等。 (4) 稳定剂 稳定剂可以阻缓材料变质,增强塑料的抗 老化能力。 常用的稳定剂有硬质酸盐、铅白、 环氧化合物。稳定剂应能耐水、耐油、耐化学 药品并与树脂相溶。 一般抗氧化剂为酚类及胺类等有 机物,碳黑常用作紫外线吸收剂。 (5) 润滑剂 塑料在加工成型时,加入润滑剂,可以改 善塑料加热成型时的流动性、脱模性,防止粘 模,并使塑料制品表面光滑。 常用的润滑剂有油酸、硬脂酸、硬脂酸的 钙盐和镁盐。塑料中润滑剂一般用量为 0.5%~1.5% (6) 发泡剂 发泡剂是一种在一定温度下可以气化的低 分子有机物,如二氯二 氟 甲烷;或者受热时会 分解出气体的有机化合物。这些气体留在塑料 基体中便形成有许多细微泡沫结构的泡沫塑料。 常用的发泡剂有无机和有机两类, 无机的有碳酸氢钠、碳酸氢铵等,有机的有偶 氮化合物、亚硝基化合物和低沸点的有机液体 等。 (7) 着色剂 为使塑料具有各种颜色,可掺有机染料或 无机染料。 对着色剂的要求是:色泽鲜明、着色力强、 分散性好、与塑料结合牢靠、不起化学反应、 不变色。 常用的颜料有酞菁蓝、联苯胺黄、甲苯胺 (8) 其他添加剂 为了满足塑料某些特殊要求还需加入其它 的各种助剂。如加入抗静电剂,可消除塑料的 静电;加入适量的银、铜等金属微粒,可得导 电塑料;在组分中加进一些磁铁末,可制成磁 性塑料;加入阻燃剂三水合氧化铝可降低塑料 制品的燃烧速度,并具有自熄性;加入放射性 物质和发光材料可制成发光塑料;加入香酯类 物质,可获得具有香味的塑料制品。 3.1.3 塑料的分类 按热性能分类 热塑性塑料 在加工过程中,一般只发生物理变化, ( 线型或支链 )受热变为塑性体,成型后冷却又变硬 定型,若再受热还可改变形状重新成 型的塑料。 热固性塑料 在成型过程中发生化学变化,利用塑 (体型) 料在受热时可流动的特征而成型,并 延长时间,使其发生化学反应而成为 不熔不溶的网状分子结构,并固化定 型而形成的塑料。 常见的热塑性塑料有:硝酸纤维塑料、醋 酸纤维塑料、 烯 塑乙料、 聚 聚 丙 烯 塑 料、 聚 苯 烯 塑乙料、 烯 塑聚 氯 乙料等。如,我 们常见的 矿泉水瓶、塑料袋等。 常见的热固性塑料有:胶木、电玉、装饰 板及不饱和 聚 酯塑料等。 电 玉 的 纽 胶木的手柄套 扣 按使用性能分类 通用塑料→产量大、应用广、加工性能好、成本低的塑料 氟 塑料 PTFE 热致性液晶聚 合 物 LCP 聚 苯 酯 PHB 特种工程塑料聚 芳酯 PAR 聚 醚酮类 PEK 聚 醚类 PSF 聚 酰亚胺类 PI 按使用性能 工程塑料 聚 苯 硫醚 PPS 分类 聚 酯 PBT 热塑性 聚 苯 醚 PPO 通用工程塑料聚 甲醛 POM 聚 碳酸酯 PC 聚 酰胺 一般塑料→用量小、性能一般的塑料,如 PMMA 等 特种塑料→性能独特、价格高的耐热、阻隔、导电塑料 其它分类方法 PE 塑料 PS 塑料 单组分塑料→合成树脂为主,少量助剂 PMMA 塑料 PP 塑料 按塑料的组分分类 PVC 塑料 多组分塑料→除合成树脂外,较多量助剂 酚醛塑料 氨基塑料 易燃性塑料 可燃性塑料 按可燃程度划分 难燃性塑料 3.2 塑料的性能与检测 1聚 合 1聚 合 物的力学性能 物的力学性能 聚 合 物的力学性能指的是其受力后的响应,如形变大 小、形变的可逆性及抗破损性能等,这些响应可用一些基本的 指标来表征。 1.1 1.1 表征力学性能的基本指标 表征力学性能的基本指标 ( 1 )应变与应力 材料在外力作用下,其几何形状和尺寸所发生 的变化称应变或形变,通常以单位长度(面积、体积)所发 生的变化来表征。 材料在外力作用下发生形变的同时,在其内部还 会产生对抗外力的附加内力,以使材料保持原状,当外力消 除后,内力就会使材料回复原状并自行逐步消除。当外力与 内力达到平衡时,内力与外力大小相等,方向相反。单位面 积上的内力定义为应力。 材料受力方式不同,发生形变的方式亦不同,材料 受力方式主要有以下三种基本类型: ( i )简单拉伸( drawing) : 材料受到一对垂直于材料截面、大小相等、方向相 反并在同一直线上的外力作用。 材料在拉伸作用下产生的形变称为拉伸应变,也 称相对伸长率()。 F A0 A l0 l 简单拉伸示意图 l F 拉伸应力 = F / A0 ( A0 为材料的起始截面 积) 拉伸应变(相对伸长率) = ( l - l0 ) /l0 = l / ( ii) 简单剪切 (shearing) 材料受到与截面平行、大小相等、方向相反,但不在一条 直线上的两个外力作用,使材料发生偏斜。其偏斜角的正切值 定义为剪切应变()。 A0 F F 简单剪切示意图 剪切应变 = tg 剪切应力 s = F / A0 ( iii )均匀压缩( pressurizing) 材料受到均匀压力压缩时发生的体积形变称压缩 应变( V )。 A0 材料经压缩以后,体积由 V0 缩小为 V ,则压缩应变: V = ( V0 - V ) / V0 =V / V0 材料受力方式除以上三种基本类型外,还有弯曲和扭转。 ( iv )弯曲( bending) 对材料施加一弯曲力矩,使材料发生弯曲。主要有两 种形式: F F 一点弯曲 三点弯曲 ( 1-point bendin ( 3-point bending ) g) ( v )扭转( torsion ):对材料施加扭转力矩。 F F ( 2 )弹性模量 是指在弹性形变范围内单位应变所需应力的大小。 是材料刚性的一种表征。分别对应于以上三种材料受力和形变 的基本类型的模量如下: 拉伸模量(杨氏模量) E : E = / 剪切模量(刚性模量) G : G = s / 体积模量(本体模量) B : B = p / V ( 3 )硬度:是衡量材料表面承受外界压力能力的一种指标。 ( 4 )机械强度 当材料所受的外力超过材料的承受能力时,材料就 发生破坏。机械强度是衡量材料抵抗外力破坏的能力,是指在 一定条件下材料所能承受的最大应力。 根据外力作用方式不同,主要有以下三种: ( i )抗张强度 衡量材料抵抗拉伸破坏的能力,也称拉伸强度。 在规定试验温度、湿度和实验速度下,在标准试样 上沿轴向施加拉伸负荷,直至试样被拉断。 试样断裂前所受的最大负荷 P 与试样横截面积之比 为抗张强度 t : t =P/b d P 宽度 厚度 d b P ( ii )抗弯强度 也称挠曲强度或弯曲强度。抗弯强度的测定是在规 定的试验条件下,对标准试样施加一静止弯曲力矩,直至试样 断裂。 P d b l0/2 l0/2 抗弯强度测定试验示意图 设试验过程中最大的负荷为 P ,则抗弯强度 f 为: f = 1.5Pl0 / bd2 ( iii )冲击强度( impact stength) ( i ) 冲击强度也称抗冲强度 , 定义为试样受冲击负荷 时单位截面积所吸收的能量。是衡量材料韧性的一种指标。测 定时基本方法与抗弯强度测定相似,但其作用力是运动的,不 是静止的。 P 冲击头,以一定速度对试样实 施冲击 d 冲击强度测定试验示意图 b l0/2 l0/2 试样断裂时吸收的能量等于断裂时冲击头所做的功 W ,因 此冲击强度为: i = W / bd 22 玻璃态 合 聚 玻璃态 合 聚 物的屈服与断裂 物的屈服与断裂 b x 玻璃态 合 聚 物被拉伸 B 时,典型的应力 - 应变曲线如 应y 力 右图:在曲线上有一个应力出 现极大值的转折点 B ,叫屈服 点,对应的应力称屈服应力( 应变 b y ); 玻璃态 聚 合 物的应力 - 应变曲 线 在屈服点之前,应力与应变基本成正比(虎克弹 性),经过屈服点后,即使应力不再增大,但应变仍保持一定 的伸长;当材料继续被拉伸时,将发生断裂,材料发生断裂时 的应力称断裂应力( b ),相应的应变称为断裂伸长率( b )。 b x B 应y 力 应变 b 玻璃态 聚 合 物的应力 - 应变曲 线 材料在屈服点之前发生的断裂称为脆性断裂;在屈 服点后发生的断裂称为韧性断裂。 在屈服点后出现的较大应变在移去外力后是不能复 原的。但是如果将试样温度升到其 Tg 附近,该形变则可完全 复原,因此它在本质上仍属高弹形变,并非粘流形变,是由 高分子的链段运动所引起的。--强迫高弹形变 强迫高弹形变产生的原因 原因在于在外力的作用下,玻璃态合 聚 物中 本来被冻结的链段被强迫运动,使高分子链发生伸展, 产生大的形变。但由于 聚 合 物仍处于玻璃态,当外力移 去后,链段不能再运动,形变也就得不到恢复,只有当 温度升至 Tg 附近,使链段运动解冻,形变才能复原。 这种大形变与高弹态的高弹形变在本质上是相同的,都 是由链段运动所引起。 根据材料的力学性能及其应力 - 应变曲线特征, 可将非晶态 聚 合 物的应力 - 应变曲线大致分为六类: (1) (2) ( 1 )材料硬而脆:在较大应力作用下,材料仅发生较小的 应变,并在屈服点之前发生断裂,具有高的模量和抗张强度, 但受力呈脆性断裂,冲击强度较差。 ( 2 )材料硬而强:在较大应力作用下,材料发生较小的 应变,在屈服点附近断裂,具高模量和抗张强度。 (3) (4) ( 3 )材料强而韧:具高模量和抗张强度,断裂伸长率较大, 材料受力时,属韧性断裂。 以上三种 合 聚 物由于强度较大,适于用做工程塑料。 ( 4 )材料软而韧:模量低,屈服强度低,断裂伸长率大,断 裂强度较高,可用于要求形变较大的材料。 (5) (6) ( 5 )材料软而弱:模量低,屈服强度低,中等断裂伸长 率。如未硫化的天然橡胶。 ( 6 )材料弱而脆:一般为低 聚 物,不能直接用做材料。 附:强与弱从断裂强度 b 比较;硬与软从模量 E ( / )比 较;脆与韧则可从断裂伸长率比较。 33 晶态 合 聚 晶态 合 聚 物的拉伸 物的拉伸 晶态 合 聚 物在单向拉伸时典型的应力 - 应变曲线如下 图: Y 未经拉伸的晶态 合 聚 物中,其微晶排列是杂乱的, 拉伸使得晶轴与外力方向不同的微晶熔化,分子链沿外力方向 取向再重排结晶,使得取向在熔点以下不能复原,因之产生的 形变也不能复原,但加热到熔点附近形变能复原,因此晶态 聚 合物的大形变本质上也属高弹性。 玻璃态和晶态 合 聚 物的拉伸过程本质上都属高弹形变, 但其产生高弹形变的温度范围不同,而且在玻璃态 合 聚 物中拉 伸只使分子链发生取向,而在晶态 合 聚 物中拉伸伴随着 聚 集态 的变化,包含结晶熔化、取向、再结晶。 4聚 合 4聚 合 物强度的影响因素 物强度的影响因素 ( 1 )有利因素 (i合 聚 ) 物自身的结构:主链中引入芳杂环,可增加链 的刚性,分子链易于取向,强度增加;适度交联,有利于强 度的提高。 ( ii )结晶和取向:结晶和取向可使分子链规整排列,增加强 度,但结晶度过高,可导致抗冲强度和断裂伸长率降低,使材 料变脆。 ( iii )共 和 聚 共混:共 和 聚 共混都可使 合 聚 物综合两种以上均 聚 物的性能,可有目的地提高 合 聚 物的性能。 ( iv )材料复合: 合 聚 物的强度可通过在 合 聚 物中添加增强材 料得以提高。如纤维增强复合材料之一 -- 玻璃钢。 ( 2 )不利因素 ( i )应力集中:若材料中存在某些缺陷,受力时,缺陷 附近局部范围内的应力会急剧增加,称为应力集中。 应力集中首先使其附近的高分子链断裂和相对位 移,然后应力再向其它部位传递。 缺陷的产生原因多种,如 合 聚 物中的小气泡、生 产过程中混入的杂质、 合 聚 物收缩不均匀而产生的内应力等。 ( ii )惰性填料:有时为了降低成本,在 合 聚 物中加入 一些只起稀释作用的惰性填料,如在 合 聚 物中加入粉状碳酸 钙。惰性填料往往使 合 聚 物材料的强度降低。 ( iii )增塑:增塑剂的加入可使材料强度降低,只适于 对弹性、韧性的要求远甚于强度的软塑料制品。 ( iv )老化 55 高弹态 合 聚 高弹态 合 聚 物的力学性能 物的力学性能 高弹态 合 聚 物最重要的力学性能是其高弹性。 ( 1 )高弹性的特点: ( i )弹性模量小,形变量很大;( ii )形变需要时 间:形变随时间而发展直至最大形变;( iii )橡胶受拉伸会 发热。 ( 2 )高弹性的本质 高弹性是由熵变引起的,在外力作用下,橡胶分 子链由卷曲状态变为伸展状态,熵减小,当外力移去后,由于 热运动,分子链自发地趋向熵增大的状态,分子链由伸展再回 复卷曲状态,因而形变可逆。 6聚 合 6聚 合 物的力学松弛----粘弹性 物的力学松弛 粘弹性 理想弹性体(如弹簧)在外力作用下平衡形变 瞬间达到,与时间无关;理想粘性流体(如水)在外力作 用下形变随时间线性发展。 聚 合 物的形变与时间有关,但不成线性关系, 两者的关系介乎理想弹性体和理想粘性体之间, 合 聚 物的 这种性能称为粘弹性。 聚 合 物的力学性能随时间的变化统称为力学松弛。 最基本的力学松弛现象包括蠕变、应力松弛、滞后和力学 损耗等。这里主要介绍蠕变和应力松弛。 ( 1 )蠕变 在恒温下施加较小的恒定外力时,材料的形变 随时间而逐渐增大的力学松弛现象。如挂东西的塑料绳慢 慢变长。 蠕变过程包括三种形变: ( i )普弹形变( 1 ): 聚 合 物受力时,瞬 时发生的高分子链的键长、键角 变化引起的形变,形变量较小, t1 t2 t 服从虎克定律,当外力除去时, 普弹形变示意图 普弹形变立刻完全回复。如右图: ( ii )高弹形变( 2 ): 聚 合 物受力时,高分子链通过链段运动产生 的形变,形变量比普弹形变大得多,但不是瞬间完成,形 变与时间相关。当外力除去后,高弹形变逐渐回复。如下 图: t1 t2 t 高弹形变示意图 ( iii )粘性流动( 3 ): 受力时发生分子链的相对位移,外力除去后 粘性流动不能回复,是不可逆形变。如下图: t1 t2 t 粘性流动示意图 合 聚 当 物受力时,以上三种形变是同时发生的, 其综合结果如下图: 1 2+3 2 1 3 t1 t2 t ( 2 )应力松弛 应力松弛是指在恒定温度和形变保 持不变的情况下, 合 聚 物内部的应力随时间增加而 逐渐衰减的现象。如用塑料绳绑捆东西,时间久了 会变松。这是由于当 合 聚 物被拉长时,高分子构象 处于不平衡状态,它会通过链段沿外力方向的运动 来减少或消除内部应力,以逐渐过度到平衡态构象。 3.2.3 几类典型的有机高分子材料 1 、热塑性塑料 (4) 聚 甲醛( POM ) (烯 1) 聚 烃 (5塑 氟料 ) (乙 烯 1)聚 PE ) (6) 聚 砜( PSF ) (2氯 烯 乙 聚 ) PVC ) (7) 聚 甲基丙酸 烯 甲酯( PMM (3苯 烯 乙 聚 ) PS ) A) ( 2 ) ABS 塑料 ( 8 )饱和聚 酯 (3) 聚 酰胺( PA ) 1)PET 1 )脂肪簇 聚 酰胺 2)PBT 2 )芳香簇 聚 酰胺 (9) 聚 碳酸酯( PC ) ( 10 苯 聚 ) 醚( PPO ) 3.2.3 几类典型的有机高分子材料 2 、热固性塑料 ( 1 )氨基塑料( UF ) ( 2 )酚醛塑料( PF ) ( 3 )环氧塑料( EP ) ( 4 )有机硅 ( 5 )三 聚 氰胺 - 甲醛树脂( MF ) ( 6 )不饱和 聚 酯树脂( UP ) 3.3 几种主要塑料介绍 本 节 结 构 3.3.1 烯 塑乙料聚 简介 烯 塑乙料是 烯 单聚 乙体的 聚 合 物。 它的商品名称简称为乙 塑 “ ” ;英文缩写为 PE 。 烯根据 乙聚 密度大小不同,分为低密度 烯乙聚 [PE(L)] 、中密度 烯乙聚 [PE(M)] 和高密度 乙聚 烯 [PE (H)] 。 聚 合 方法 1 .低密度 烯 乙聚 它是由 烯 单乙体用 微量氧作引发剂,在 1200 一 2000 个 大 气 压 、 温 度 为 100 一 300℃ 条件下,用氧、有机过氧化物或偶氮化 合物为引发剂进行 合 聚 而成。 2 .中密度 烯 乙聚 在 30—70 大气压、温度为 l00— 250℃条件下,用氧化铬或氧化钼作催化剂合 成中密度 。 烯 乙聚 3 .高密度 烯 乙聚 它是在常压— 10 个大气压和 60—80℃ 条件下,用烷基铝和 氯 四化 钛为主的催化剂 聚 合而成的。 性能 1. 机械强度不高 2. 耐化学腐蚀性较好 3. 耐老化性能较好 4. 绝缘性能优异 5. 粘结、印刷、着色性差 燃烧特征 易燃,离火后继续燃烧,并放出与 石蜡燃烧时相同的气味;燃烧时,火焰尖 部呈黄色,底部呈蓝色;烟少;燃烧时边 熔、边燃、边滴落。 用途 烯 低 乙 密度 低密度 聚 的用途非常广泛,用 挤出法可以生产管材,用挤出压延法、以牛皮 纸为底基可以生产复合薄膜,用注射法可以生 产各种日用品,如奶瓶、皂盒、玩具、杯子、 塑料花等。 中 烯 密度 乙聚 中密度 主要用于制作各种瓶类 制品、高速自动包装用薄膜。 烯 高 乙 密度 高密度 聚 塑料主要用于制造绳索、 盒、桶、保温瓶壳等。 3.3.2 塑料 烯 丙 聚 简介 商品名称简称“丙塑”,英文缩写 为 PP 。 塑 烯 丙 聚料是由丙 在 烯 甲烷基铝 和三氯化钛催化剂作用下,在 20 个大气压和 50℃ 的条件下,以汽油为溶剂进行 合聚 而制得 的。 结构与性能 CH3 的 烯 丙 聚结 构式为: [—CH2—CH—] n 性能: 1 .化学稳定性较 好乙聚 烯 2 .耐热性突出 3 .透气性和透水性低于 。乙聚 烯 4 .刚性、拉伸强度比 烯 好乙。聚 5 .定向拉伸性能好 6. 耐老化性较 烯乙聚 差 燃烧特征 易燃,离火后可继续燃烧, 有特殊气味逸出;火焰尖部呈黄色,烟少, 边燃烧、边熔化、边滴落。 用途 中国对 的 烯 丙 聚 需求量将很快超过 美国。 塑 烯 丙 聚料主要用于制作 餐具;医疗器 械的杀菌容器;日用品如水桶、热水瓶壳等; 还可制作文具盒、仪器盒等。 3.3.3 塑 烯料 乙 苯 聚 简介 商业名称简称“苯塑”,英文缩写 为 PS 烯 的。聚 苯 乙 合 成常采用块状聚 合 法与 乳液 合 聚法。 性能 1 .质地、光泽好、透光率高、着色性佳 2 .软化温度 75-100℃ 3 .成型、化学稳定性较好 4 .避免接触油类及长时间在太阳光下 5 .易溶于氯仿、二氯甲烷、甲苯、醋丁 酯等有机溶剂中 燃烧现象 燃烧性能好,易燃,离火后继 续燃烧,并有苯 烯乙 臭味放出。火焰呈黄色、 冒黑烟;燃烧时软化、起泡。 用途 塑 烯料广 乙 苯 聚 泛应用于光学仪器、 化工部门及日用品方面,用来制作茶盘、糖缸、 皂盒、烟盒、学生尺、梳子等。由于具有一定 的透气性,当制成薄膜制品时,又可做良好的 食品包装材料。 3.3.4 烯聚 乙 氯 简介 烯 塑聚 氯 乙料是由氯 烯 单乙体 聚 合 而成的,是常用的热塑性塑料之一。商 品名称简称为“氯塑”,英文缩写为 PVC 。 性能 1. 一 烯 软质乙 氯 聚 般含增塑剂 30—50 % 2. 烯 硬质乙 氯 聚 只加少量的增塑剂制成