塑料材質(zhì)介紹及應(yīng)用

1、 塑料的發(fā)展及運用塑料的發(fā)展及運用 最早的塑料最早的塑料 一個攝影師在暗房里的實驗導(dǎo)致了最初的塑料的產(chǎn)生。亞歷山大帕克斯有 許多愛好，攝影是其中之一。19世紀(jì)時，人們還不能夠像今天這樣購買現(xiàn)成的 照相膠片和化學(xué)藥品，必須經(jīng)常自己制作需要的東西。所以每個攝影師同時也 必須是一個化學(xué)家。 攝影中使用的材料之一是“膠棉”，它是一種“硝棉” 溶液，亦即在酒精和醚中的硝酸鹽纖維素溶液。當(dāng)時它被用于把光敏的化學(xué)藥 品粘在玻璃上，來制作類似于今天照相膠片的同等物。在19世紀(jì)50年代，帕克 斯查看了處理膠棉的不同方法。一天，他試著把膠棉與樟腦混合。使他驚奇的 是，混合后產(chǎn)生了一種可彎曲的硬材料。帕克斯稱該物質(zhì)

2、為“帕克辛”，那便 是最早的塑料。帕克斯用“帕克辛”制作出了各類物品：梳子、筆、鈕扣和珠 寶印飾品。 1 塑料發(fā)展塑料發(fā)展 20世紀(jì)時，人們開始挖掘塑料的新用途。幾乎家庭里的所有用品都 可以和某種塑料制造出來。 繼續(xù)發(fā)展帕克斯的成果并從中獲利就留給 其他發(fā)明家去做了。約翰韋斯利海亞特這個來自紐約的印刷工在 1868年看到了這個機(jī)會，當(dāng)時一家制造臺球的公司抱怨象牙短缺。海 亞特改進(jìn)了制造工序，并且給了“帕克辛”一個新名稱“賽璐珞” （假象牙譯注）。他從臺球制造商那里得到了一個現(xiàn)成的市場，并 且不久后就用塑料制作出各種各樣的產(chǎn)品。早期的塑料容易著火，這 就限制了用它制造產(chǎn)品的范圍。第一個能成功地耐

3、高溫的塑料是“貝 克萊特”（即酚酣塑料譯注）。美籍比利時人利奧 貝克蘭德在 1909年獲得了該項專利。 1909年，美國的貝克蘭首次合成了酚醛塑料。 20世紀(jì)30年代，尼龍又問世了，被稱為是“由煤炭、空氣和水合成， 比蜘蛛絲細(xì)，比鋼鐵堅硬，優(yōu)于絲綢的纖維”。它們的出現(xiàn)為此后各 種塑料的發(fā)明和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。由于第二次世界大戰(zhàn)中石油化學(xué)工 業(yè)的發(fā)展，塑料的原料以石油取代了煤炭，塑料制造業(yè)也得到飛速的 發(fā)展。 2 塑料的分類塑料的分類 一、按使用特性分為：通用塑料、工程塑料和特種塑 料三種類型 工程塑料 特種塑料 3 二、按理化特性分為：熱固性塑料和熱塑性塑料。 三、按加工方法分為：膜壓、層壓、注

4、射、擠出、吹 塑、澆鑄塑料和反應(yīng)注射塑料等多種類型。 熱固性塑料熱塑性塑料 4 塑料之父塑料之父-列奧列奧亨德里克亨德里克貝克蘭貝克蘭 十八世紀(jì)末十九世紀(jì)初，剛剛萌芽的電力工業(yè)蘊藏著絕 緣材料的巨大市場。而在此之前用的最多的是一種天然 的絕緣材料-蟲膠，隨著供求關(guān)系不平衡的加劇，其價格在 十幾年內(nèi)飛漲。貝克蘭靠其敏銳的嗅覺發(fā)現(xiàn)了其間蘊含著 的巨大的商機(jī)。經(jīng)過考察，貝克蘭把尋找蟲膠的替代品作 為第一個商業(yè)目標(biāo)。而實際上早在1872年，德國化學(xué)家阿 夫馮拜爾就發(fā)現(xiàn)：苯酚和甲醛反應(yīng)后，玻璃管底部有些 頑固的殘留物，這種強(qiáng)烈絕緣的東西當(dāng)時并沒有引起人們的 關(guān)注，然而對貝克蘭來說，這無疑是他苦苦找尋的光

5、明的路 標(biāo)。1907年，他成功地得到一種糊狀的黏性物，模壓后成為 半透明的硬塑料酚醛塑料。 貝克蘭將它用自己的名字命 名為“貝克萊特”（Bakelite）。1907年7月14日，他注冊了 酚醛塑料的專利。 5 塑料的基本性能 塑料有熱固性和熱塑性二大類，熱固性塑料成型固化后，不能再加熱熔 融成型。而熱塑性塑料成型后的制品可再加熱熔融成型其它制品。熱塑性 塑料隨著溫度的改變，產(chǎn)生玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)三態(tài)變化，隨溫度重 復(fù)變動，三態(tài)產(chǎn)生重復(fù)變化。 塑料玻璃態(tài)時可切削加工。高彈態(tài)時可拉伸加工，如拉絲紡織、擠管、 吹塑和熱成型等。粘流態(tài)時可涂復(fù)、滾塑和注塑等加工。但當(dāng)溫度高于粘 流態(tài)時，塑料就會產(chǎn)生

6、熱分解，當(dāng)溫度低于玻璃態(tài)時塑料就會產(chǎn)生脆化。 當(dāng)塑料溫度高于粘流態(tài)或低于玻璃態(tài)趨向時，均使熱塑性塑料趨向嚴(yán)重的 惡化和破壞，所以在加工或使用塑料制品時要避開這二種溫度區(qū)域。 6 1、 重量輕 塑料是較輕的材料，相對密度分布在 0.902.2之間。很顯然，塑料能不能浮 到水面上？特別是發(fā)泡塑料，因內(nèi)有微孔， 質(zhì)地更輕，相對密度僅為0.01。這種特性 使得塑料可用于要求減輕自重的產(chǎn)品生產(chǎn) 中。 如生活中常用的購物袋。 7 2、 優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性 絕大多數(shù)的塑料對酸、堿等化學(xué)物質(zhì)都具有良好的抗腐蝕能力。特 別是俗稱為塑料王的聚四氟乙烯（F4），它的化學(xué)穩(wěn)定性甚至勝過黃金， 放在“王水”中煮十幾個小時

7、也不會變質(zhì)。由于F4具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性， 是理想的耐腐蝕材料。 如F4可以作為輸送腐蝕性和粘性液體管道的材料。 8 3、 優(yōu)異的電絕緣性能 普通塑料都是電的不良導(dǎo)體，其表面電阻、體積電阻很大，用數(shù)字表示 可達(dá)109一1018歐姆。擊穿電壓大，介質(zhì)損耗角正切值很小。因此，塑料在電 子工業(yè)和機(jī)械工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用。 如塑料絕緣控制電纜。 9 4、熱的不良導(dǎo)體，具有消聲、減震作用 一般來講，塑料的導(dǎo)熱性是比較低的，相當(dāng)于鋼的1/751/225，泡沫塑料 的微孔 中含有氣體，其隔熱、隔音、防震性更好。如聚氯乙烯(PVC)的導(dǎo)熱 系數(shù)僅為鋼材的1/357,鋁材的1/1250。在隔熱能力上，單玻塑窗比

8、單玻鋁窗高 40%，雙玻高50%。將塑料窗體與中空玻璃結(jié)合起來后,在住宅、寫字樓、病房、 賓館中使用,冬天節(jié)省暖氣、夏季節(jié)約空調(diào)開支,好處十分明顯。 10 5、機(jī)械強(qiáng)度分布廣和較高的比強(qiáng)度 有的塑料堅硬如石頭、鋼材，有的柔軟如紙張、皮革從塑料的硬度、抗張強(qiáng) 度、延伸率和抗沖擊強(qiáng)度等力學(xué)性能看，分布范圍廣，有很大的使用選擇余地。 因塑料的比重小、強(qiáng)度大，因而具有較高的比強(qiáng)度。與其它材料相比，塑料也存 在著明顯的缺點，如易燃燒，剛度不如金屬高、耐老化性差、不耐熱等。 11 塑料的加工 塑料加工是隨著合成樹脂的發(fā)展而發(fā)展起來的，它和塑料機(jī)械的發(fā) 展互相促進(jìn)。不少塑料加工技術(shù)，系借鑒于橡膠、金屬和陶瓷

9、加工。 塑料加工歷史可追溯到19世紀(jì)90年代，賽璐珞誕生之后，因其易燃， 只能用模壓法制成塊狀物，再經(jīng)機(jī)械加工成片材，片材可用熱成型 法加工。這是最早的塑料加工。澆鑄成型是隨著酚醛樹脂問世而研 究成功的；注射成型始于20世紀(jì)20年代，用于加工醋酸纖維素和聚 苯乙烯；30年代中期，軟聚氯乙烯擠出成型研制成功，塑料專用的 單螺桿擠出機(jī)相應(yīng)問世 1938年雙螺桿擠出機(jī)也投入生產(chǎn)。40年代初，制出了聚氨酯泡沫塑 料，吹塑技術(shù)用于生產(chǎn)聚乙烯中空制品。1952年往復(fù)螺桿式注射機(jī) 問世，使注射成型技術(shù)進(jìn)入到一個新的階段。6070年代，新發(fā)展 起來的塑料加工技術(shù)有：各種增強(qiáng)塑料新成型方法，如纏繞、拉擠、 片材

10、模塑成型、反應(yīng)注射成型、結(jié)構(gòu)泡沫成型、異型材擠出成型、 片材固相成型以及共擠出、共注塑等。進(jìn)入80年代，塑料加工向著 高效、高速、高精度、節(jié)能、大型化或超小、超薄等方向發(fā)展，計 算機(jī)技術(shù)進(jìn)入這一領(lǐng)域，把整個塑料加工技術(shù)提高到一個新水平 12 塑料的工藝特性 高分子聚合物的力學(xué)狀態(tài) 隨著溫度的變化，聚合物可以呈現(xiàn)不同的力學(xué) 狀態(tài)。 在線型聚合物中，由于鏈段熱運動程度不同， 一般可出現(xiàn)三種不同的力學(xué)狀態(tài)：玻璃態(tài)、高 彈態(tài)和粘流態(tài)，見圖73。 13 特百惠冰箱革命冷凍保鮮套裝 材料：容器 PP（耐溫-20 100） 蓋子 PE（耐溫- 3080 ）容器體為熱塑 性PP材質(zhì)，作為裝食物的容 器，一定要

11、保證材料的環(huán)保 無毒性，而PP材料無毒無色 無味的材料。因為是食物存 儲容器所以要輕便，PP和PE 都是密度小的材質(zhì)，另外其 吸水率低化學(xué)穩(wěn)定性好用來 制作食物儲存容器是很好的。 加工工藝：模壓成型 PP PE 14 GEO drip 咖啡機(jī) 材料：PP（耐溫0 100），PP材質(zhì)無毒無味 其機(jī)械強(qiáng)度高剛性高，咖啡 機(jī)在小磕小碰的廚房環(huán)境下 必然需要比較堅硬的外殼， 同時咖啡機(jī)需要通電，所以 它運用的材質(zhì)電絕緣性要好， 并且隔熱性要好，PP材質(zhì)可 以達(dá)到這兩種要求。另外PP 密度比較低很適合制作小家 電的產(chǎn)品。 加工工藝：壓制成型 15 16 小時鐘 材料：熱塑性材料聚丙烯（PP） 這款電子時

12、鐘為了使電子顯示 屏上的時間清晰可見必然要選 擇透明的材料，而用玻璃來制 作這款時鐘則成本高，而且它 是放在書上使用的所以質(zhì)量不 能太重，PP透明又輕巧。這款 小時鐘在使用時難免會磕碰或 摔在地上，PP的抗沖擊性很好， 所以用PP做其材料最為合適。 加工工藝：真空成型 17 水壺 材料：酚醛樹脂（PF） 酚醛樹脂機(jī)械強(qiáng)度高堅韌耐 磨，用做容易小磕小碰的壺 把最為合適。同時燒水壺的 壺把要求隔熱性耐熱性優(yōu)良 所以酚醛樹脂符合其要求。 加工工藝：模壓成型 酚醛樹脂（PF） 18 臺鐘 材料：熱塑性材料聚丙烯（PP) 以及有機(jī)玻璃（PMMA） 這款臺鐘外觀較為透明，為達(dá) 到這種效果則選用有機(jī)玻璃來

13、進(jìn)行制作，同時使用PP材料， 其透明性以及耐磨性也良好， 使得這款塔鐘經(jīng)久耐用可抵抗 小磕小碰。 加工工藝：模壓成型 19 軟皮本 材料：熱塑性材料聚氯乙烯 （PVC） PVC可制成人造革，用作這 種軟皮本的本皮可以使本子 顯得莊重適用于辦公室，同 時可以保護(hù)本子少受磨損， 經(jīng)久耐磨。 20 材料：ABS 案板需要耐磨強(qiáng)度好韌性好， ABS材料是最能滿足這種要求的 材料了。 加工工藝：擠壓成型 案板 21 材料：酚醛樹脂（PF） 酚醛樹脂的電絕緣性很好， 用來制成這種安全插座最為 合適，同時酚醛樹脂的耐腐 蝕性耐熱性良好，可以保護(hù) 插頭經(jīng)久耐用。 加工工藝：擠壓成型 安全插座 塑料加工發(fā)展多元化塑料加工發(fā)展多元化 眾所周知，我國塑料加工業(yè)市場化程度較高，適應(yīng)能力較強(qiáng)，產(chǎn)品在國際市場上也具 有較高的性價比，內(nèi)需市場的進(jìn)一步擴(kuò)大，為輕工業(yè)發(fā)展提供了廣闊的市