合成樹脂及塑料

1、遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案副頁24高聚物生產(chǎn)技術(shù)第八章合成樹脂及塑料概述 、高分子工藝學(xué)任務(wù)原料來源：石油化工路線汽油煤油原油煉制柴油.石腦油高溫裂解乙烯乙烯f斗精餾厶十丙烯鼻純丙烯丁烯 LLDPE HDPE，其他力學(xué)性能 LDPE V LLDPE V HDPE。主要受密度、結(jié)晶度和相對分子質(zhì)量的影響， 隨著這幾項指標的提高，其力學(xué)性能增大。耐環(huán)境 應(yīng)力開裂性不好，但當(dāng)相對分子質(zhì)量增加時，有所改善。耐穿刺性好，其中LLDPE 最好。(3 )熱學(xué)性能聚乙烯的耐熱性不高，隨相對分子質(zhì)量和結(jié)晶度的提高有所改善。 耐低溫性能 好，脆性溫度一般可達50C以下；并隨相對分子質(zhì)量的增大， 最低可達140C。

2、聚乙烯的線膨脹系數(shù)大，最高可達( 2024)X 105/k。熱導(dǎo)率較高。(4 )電學(xué)性能因聚乙烯無極性，所以具有介電損耗低、介電強度大的優(yōu)異電性能，即可以做 調(diào)頻絕緣材料、耐電暈性塑料，又可以做高壓絕緣材料。(5 )環(huán)境性能由于聚乙烯分子中含有少量雙鍵和醚鍵，其耐候性不好，日曬、雨淋都會引起老化，需要加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑改善。(6 )加工特性因LDPE HDPE的流動性好，加工溫度低，粘度大小適中，分解溫度低，在惰性氣體中高溫度300C不分解，所以是一種加工性能很好的塑料。但LLDPE的粘度稍高，需要增加電機功率20%30%易發(fā)生熔體破裂，需增加口模間隙和加入加工助劑；加工溫度稍高，可達200

3、215 C。聚乙烯的吸水率低，加工前不需要干燥處理。聚乙烯制品在冷卻過程中容易結(jié)晶，因此，在加工過程中應(yīng)注意模溫。以控制制品的結(jié)晶度，使之具有不同的性能。 聚乙烯的成型收縮率大， 在設(shè)計模具時一定 要考慮。3 .聚乙烯的用途見教材表8-10第三節(jié)聚甲基丙烯酸甲酯俗稱“有機玻璃”，是甲基丙烯酸甲酯的聚合物，簡稱PMMA是具有較高軟化點，較好沖擊強度和耐氣候性的，清澈、無色透明的熱塑性塑料。、主要原料1.甲基丙烯酸甲酯： CH2 = C COOCHCH32. 理化性能：在常溫常壓下是帶有特殊氣味的無色、透明液體，易溶于有機溶齊忡。3. 來源：丙酮氰醇(1) 合成路線法-異丁烯氧化法(2) 廢有機玻

4、璃在 270C以下解聚。:、聚甲基丙烯酸甲酯生產(chǎn)工藝(一) 聚合原理1. 反應(yīng)機理：自由基聚合機理2. 引發(fā)方式：光、熱、或引發(fā)劑3. 實施方法：本體聚合t生產(chǎn)有機玻璃 (關(guān)鍵的問題是如何控制克服甲基丙烯酸甲酯聚 合過程中的“凝膠效應(yīng)”和聚合過程體積收縮 問題)懸浮聚合t生產(chǎn)模塑粉溶液聚合t生產(chǎn)油漆，但應(yīng)用較少乳液聚合T生產(chǎn)皮革或織物處理(二) 生產(chǎn)工藝1. 本體聚合澆注法生產(chǎn)板、棒、管狀有機玻璃(1)有機玻璃板材的生產(chǎn)生產(chǎn)過程為：制模、制漿（預(yù)聚合）、灌漿、聚合、脫膜等。預(yù)聚合的目的：縮短聚合反應(yīng)的誘導(dǎo)期 移出較多的聚合熱 減少聚合時的體積收縮 可以減少灌模的滲漏損失（2）有機玻璃棒材的生產(chǎn)

5、要經(jīng)過制漿、灌漿、聚合、脫模等過程。為了克服棒材因單體聚合收縮不均勻而造成缺陷，需要采取連續(xù)分層聚合法。（3）有機玻璃管材的生產(chǎn)用鋁管作模具，先將一端封閉，根據(jù)要求厚度灌入預(yù)制漿液，旋轉(zhuǎn)，管外噴啉熱水，漿液即均勻分布于管壁并進一步聚合生成壁厚一致的有機玻璃管。2. 懸浮聚合制得的PMMA相對分子質(zhì)量分布較均勻，流動性好，所以常用于做模塑粉、 做注射成型的原料。（1）普通PMMAI塑粉的生產(chǎn)配方：甲基丙烯酸甲酯100去離子水200過氧化苯甲酰0.08聚甲基丙烯酸（5% 20NaH2PO 12H2O 10聚合過程：去離子水、聚甲基丙烯酸、NaH2PO 12Hb聚合釜（攪拌、不銹鋼、搪瓷)t攪拌均勻

6、-加入引發(fā)劑、單體-夾套內(nèi)通蒸汽加熱，至82C-維持1h后-加熱至93C保持40min-降溫至65C放料-過濾-洗滌-干燥-熱軋- 粉碎過篩模塑粉。(2)醫(yī)用PMMA模塑粉的生產(chǎn)配方：甲基丙烯酸甲酯100份過氧化苯甲酰0.73份去離子水600份聚乙烯醇0.036份聚甲基丙烯酸(0.1%) 25.7份聚合過程：與普通模塑粉生產(chǎn)過程類似。制得的模塑粉，篩分后，取40120目粉料為牙托粉用料；120目以上粉料為造牙粉用料。三、聚甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)、性能與用途1. 結(jié)構(gòu)：線型熱塑性高聚物，因此是無定形的。2. 性能：(1)光學(xué)性能-高度透明(2 )力學(xué)性能-質(zhì)輕而堅韌(3 )熱學(xué)性能(4) 電學(xué)性能

7、高頻率絕緣材料(5) 環(huán)境性能耐候性好，耐溶劑一般3. 用途：照明及采光T儀表窗、展示窗、廣告窗、天花板、照明板等。光學(xué)儀器T光學(xué)鏡片如眼鏡、 放大鏡及透鏡等，信息傳播材料如光盤及光纖等。 醫(yī)學(xué)材料T用于牙科材料如牙托、假牙以及假肢材料等。日用品T各種產(chǎn)品模型、標本及工藝美術(shù)品等，各種鈕扣、發(fā)夾、兒童玩具、 筆桿及繪圖儀器等。第四節(jié)聚氯乙烯樹脂及塑料聚氯乙烯：是由氯乙烯單體經(jīng)自由基聚合而成的聚合物，簡稱PVC分類：1.按相對分子質(zhì)量的大小分為兩類：通用型T平均聚合度為 5001500 （常用）；高聚合度t平均聚合度大于1700以上。2. 按形態(tài)可以分為兩種：粉狀t用于生產(chǎn)壓延和擠出制品；糊狀t

8、用于人造革、壁紙、兒童玩具及乳膠手套等。3. 按結(jié)構(gòu)不同可以分為兩種：緊密型T呈乒乓球狀，吸收增塑劑能力低，用于硬制品生產(chǎn)；疏松型T呈棉花團狀，可大量吸收增塑劑，用于軟制品生產(chǎn)。、主要原料單體；氯乙烯CH= CHCI常溫常壓下是帶有乙醚香味的無色氣體，容易液化。來源：乙炔電石法路線聯(lián)合法路線t目前生產(chǎn)氯乙烯的主要路線乙烯氧氯化法t新的路線、聚氯乙烯的生產(chǎn)工藝（一）聚合原理與方法1. 聚合原理：自由基型聚合反應(yīng)。2. 引發(fā)劑：油溶性的偶氮類、有機過氧化物類和氧化-還原引發(fā)體系3. 鏈增長方式：頭-尾相連4. 鏈轉(zhuǎn)移方式：向單體的轉(zhuǎn)移，是影響產(chǎn)物相對分子質(zhì)量的主要因素。5. 實施方法：懸浮聚合t常

9、用溶液聚合t生產(chǎn)成本高，除特殊涂料生產(chǎn)使用外，應(yīng)用較少本體聚合、乳液聚合t凝膠效應(yīng)而產(chǎn)生“自動加速”6. 實施方法的選擇：根據(jù)產(chǎn)品的用途、勞動強度、成本高低等合理選擇（二）氯乙烯懸浮聚合生產(chǎn)工藝1. 特點與技術(shù)進步操作簡單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好、經(jīng)濟效益好、用途廣泛等，適于大規(guī)模 的工業(yè)生產(chǎn)。在樹脂質(zhì)量上，用懸浮聚合生產(chǎn)的PVC樹脂的孔隙率提高了 300姬上，經(jīng)過適當(dāng)處理的樹脂，其單體氯乙烯的殘留量由原來的 0.1%降到了 0.0005%以下。同時, 設(shè)備結(jié)構(gòu)改進、大型化和采用計算機數(shù)控聯(lián)機質(zhì)量控制，使批次之間樹脂質(zhì)量更加穩(wěn)定。另外，清釜技術(shù)、大釜技術(shù)和殘留單體回收技術(shù)的發(fā)展，減少了開釜次數(shù)

10、，進 而減少了氯乙烯單體的釋放量；采用燒結(jié)、冷凝或吸收方法汽提產(chǎn)品和處理廢氣， 進一步減少了氯乙烯單體的消耗。2. 氯乙烯懸浮聚合工藝條件（1 ）單體純度單體純度在99.9%以上，其他雜質(zhì)的含量如表。乙炔t參與聚合后，形成不飽和鍵使產(chǎn)物熱穩(wěn)定性變壞。不飽和多氯化物存在，不但降低聚合速率、 降低產(chǎn)物聚合度，還容易產(chǎn)生支鏈，使產(chǎn)品性能變壞，“魚 眼”增多。(2) 引發(fā)劑多用有機過氧化物和偶氮類引發(fā)劑，復(fù)合使用，效果比單獨使用好，其優(yōu)點是反應(yīng)速度均勻，操作更加穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量好，同時使生產(chǎn)安全。工業(yè)生產(chǎn)中聚合時間一般控制在 510h,應(yīng)用選擇ti/2為23h的引發(fā)劑。如 果采用復(fù)合型引發(fā)劑，最好是一種

11、引發(fā)劑的為ti/2為12h,另一種引發(fā)劑的 ti/2為46h。(3) 分散劑工業(yè)常用：明膠、聚乙烯醇、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素等。明膠t用量為單體量的 0.05%0.2%,所得樹脂的顆粒為乒乓球狀， 不疏松、粒度大小不均，“魚眼”多。聚乙烯醇t所得聚氯乙烯為疏松型棉花球狀的多孔樹脂，吸收增塑劑速度快，加工塑化性能好，“魚眼”少，熱穩(wěn)定性好。工業(yè)上：常以纖維素類(如羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素等)和醇解度75 90%勺聚乙烯醇為主分散劑，以非離子山梨糖醇如一月桂酸酯、一硬脂酸酯、三硬 脂酸酯等為助分散劑，兩者進行復(fù)合使用效果也很好。(4) 水質(zhì)與水量水t去離子水，水中的氯離子、鐵和氧等的含量

12、要嚴格控制，其中氯離子超過一定含量會造成樹脂顆粒不均，“魚眼”增多；水中的鐵會降低樹脂的熱穩(wěn)定性，并能終止反應(yīng)。用量T與樹脂內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，緊密型樹脂（作明膠為分散劑）的生產(chǎn)，單 體與水的質(zhì)量比為1 : 1.11 : 1.3 ;疏松型樹脂（以聚乙烯醇為分散劑）的生產(chǎn)， 單體與水的質(zhì)量比為 1 : 1.41 : 2.0。作用t起分散作用，有利于傳熱，控制生產(chǎn)容易。（5）系統(tǒng)中的氧作用t對聚合有緩聚和阻聚，必須徹底清除干凈。（6 ）其他助劑pH調(diào)節(jié)劑t控制在 78,即在偏堿性的條件下進行聚合調(diào)節(jié)劑。防止粘釜劑T影響傳熱及產(chǎn)品的質(zhì)量。人工清釜勞動強度大，條件惡劣，影響工人健康。防止粘釜方法T選擇合適的

13、引發(fā)劑；在水相中加入水相阻聚劑如次甲基藍、硫化鈉等；在釜 壁、攪拌器等設(shè)備上噴涂一定量的防粘釜劑。常見的防粘釜劑：水浴黑、亞硝基R鹽，還有多元酚的縮合物等。一旦發(fā)現(xiàn)有粘釜現(xiàn)象，采用高壓（14.739.2MPa）水沖洗法清除。泡沫抑制劑（消泡劑）鄰苯二甲酸二丁酯、（未）飽和的C6C20羧酸甘油酯等。（7 ）聚合溫度與壓力聚合溫度t決定著聚合產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量大小，因此，當(dāng)配方確定以后，必須嚴格控制聚合的溫度。并且，要確保溫度控制平穩(wěn)，要有降溫處理手段，防止 出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，一般采用大流量低溫差循環(huán)方式。最好采用計算機數(shù)控聯(lián)機質(zhì)量控制系統(tǒng)。聚合壓力T聚合溫度下，氯乙烯有相應(yīng)的蒸汽壓力，只有在聚合末期

14、，大 量單體聚合后，壓力才明顯下降，3. 氯乙烯懸浮聚合生產(chǎn)工藝（1 ）工藝配方（質(zhì)量份數(shù)）（2）主要工藝參數(shù) 聚合t聚合溫度、聚合壓力、聚合時間、轉(zhuǎn)化率 堿處理t NaOH濃度、加入量、溫度、時間 脫水t緊密型樹脂含水率、疏松型樹脂含水率 干燥t氣流干燥管干燥（溫度、風(fēng)速、物料停留時間、含水率）沸騰床干燥（干燥溫度、物料停留時間、含水率）（3 ）工藝流程（4）堿處理的目的破壞殘存的引發(fā)劑、分散劑、低聚物和揮發(fā)性物質(zhì)，使其變成能溶于熱水 的物質(zhì)，便于水洗清除。（5 ）樹脂的干燥方法采用二段式干燥法：氣流干燥管T除的是樹脂上的表面非結(jié)合水沸騰床干燥器T除的是樹脂內(nèi)部結(jié)合水缺點：物料停留時間長，投

15、資較大，熱效率較差，費用較高，改進：赫司特公司采用的 MST旋風(fēng)干燥器，具有停留時間適中、 熱效率利 用好的特點。4. 聚合設(shè)備t聚合釜（釜式聚合反應(yīng)器）（1 ）主要參數(shù)材質(zhì)：復(fù)合鋼板、全不銹鋼和搪瓷三種趨勢T大型化遼寧石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院教案副頁3國內(nèi)t普遍采用33m復(fù)合鋼板釜國外t日本采用127m3聚合釜，德國采用 200m3聚合釜。（2）聚合釜的傳熱傳熱能力意味著釜的生產(chǎn)能力。傳熱能力：Q二KA.Vtm式中 Q傳熱能力或傳熱速度（kJ/h ）;2K傳熱系數(shù)（W/（m K） tm傳熱溫差（C）提高傳熱能力的途徑：增大傳熱面積、提高傳熱系數(shù)、增大傳熱溫度差。 傳熱面積影響因素T聚合釜的高徑比和容

16、積。高徑比：（aspect ratio） =L/DL/D越大（瘦長型）t釜的傳熱面積、越大；L/D = 1時，釜的傳熱面積最小。L/D影響攪拌器的安裝按日本日立公司的觀點是，當(dāng)釜的容積小于3om時，傳熱面積是主要矛盾，因此 L/D應(yīng)大些；當(dāng)釜的容積大于3om時，攪拌器是主要矛盾，因此L/D應(yīng)小些。按神鋼法德拉的觀點是，無論多大的釜，攪拌器是主要矛盾，因此， L/D要小些。我國的觀點與日立公司的觀點基本相同，一般L/D在1.54左右。比傳熱面積：隨釜容積的增加而減小，用比傳熱面積A/V （ m/m3）表示若釜容積放大比傳熱面積將下降。解決方法：采用釜內(nèi)加內(nèi)冷管或 D型檔板或釜項冷凝器等來增加傳熱

17、面積。但加內(nèi)冷管后對攪拌和粘釜都有一定的影響，因此，能不加還是不加或盡量少加。 傳熱系數(shù)2 2一般：465582 W/(m K)，甚至在 698 W/(m K)以上，搪瓷釜可以達 349 W/(m2 K)以上。當(dāng)傳熱系數(shù)在 233 W/(m2 K)以下時，則認為傳熱不好應(yīng)該強化。 影響傳熱系數(shù)的因素如下式所示。1：2式中 a 1、a 2分別為釜內(nèi)和釜外給熱系數(shù)(W/(m2 K)“一一為釜壁粘釜物層、不銹鋼層、碳鋼層、搪瓷層、水垢層各層的厚度(m)入i 為釜壁粘釜物層、不銹鋼層、碳鋼層、提高傳熱系數(shù)的方法：及時清除粘釜物；使用軟化水進行冷卻，以減少水垢；S 4保證釜壁強度的情況下， 盡量減薄碳鋼

18、的壁厚； 增加冷 卻水的流速t方案有兩種。非循環(huán)系統(tǒng)：用于小型的搪瓷聚合釜。大流量低溫差循環(huán)系統(tǒng)： 用于大型聚合釜，優(yōu)點是冷卻水流速大， 有利于傳熱； 釜內(nèi)溫度分布均勻，產(chǎn)品質(zhì)量好；防止粘釜。 傳熱溫差聚合可以使用的水夏季在 30C左右，深井水可常年保持 1215C，冷凍水 可達58C。更低的冷凍鹽水可達 1535C。冷卻水的出入口溫度差越大， 對傳熱越有利于，但對產(chǎn)品質(zhì)量控制不利。 因此,多采用上述大流量低溫差循環(huán)方式。(3 )攪拌器漿葉形式及作用分為兩大類型：低粘度用t典型漿葉有漿式、推進式、渦輪式、三葉后掠式等(氯乙烯懸浮聚合)高粘度用t典型漿葉有錨式、框式、螺帶式、螺軸和導(dǎo)流筒組合式等

19、。攪拌作用：強制傳熱，確保液滴形成與分散。攪拌葉形式不同，其作用不盡一樣。直漿式T徑向循環(huán)為主；推進式T軸向循環(huán)為主；三葉后掠式T同時有徑向和軸向循環(huán)。選擇：應(yīng)使攪拌同時具有兩個作用，一般將漿式與推進式組合使用。攪拌轉(zhuǎn)速：在懸浮聚合中必須控制。三、聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)、性能及用途1. 聚氯乙烯的結(jié)構(gòu)2. 聚氯乙烯的性能(1 )一般性能(2 )力學(xué)性能(3 )熱學(xué)性能(4 )電學(xué)性能(5 )環(huán)境性能(6 )加工性能3. 聚氯乙烯塑料的用途類別具體應(yīng)用管材上水管、下水管、輸氣管、輸液管、穿線管型材門、窗、裝飾板、木線、家具、樓梯扶手板材可分為瓦欏板、密實板、發(fā)泡板等。用于壁板、天花板、百硬質(zhì)聚葉窗、地板

20、、裝飾材料，豕具材料、化工防腐貯槽等氯乙烯片材吸塑制品如包裝盒等絲類紗窗、蚊賬、繩索瓶類食品、藥品及化妝品等用的包裝材料注塑制品管件、閥門、辦公用品罩殼及電器殼體等薄膜農(nóng)用大棚膜、包裝膜、日用裝飾膜、雨衣膜、本皮膜軟質(zhì)聚電纜中、低壓絕緣和護套電纜料氯乙烯鞋類雨鞋、涼鞋及布鞋的鞋底、鞋面材料革類人造革、地板革及壁紙其他軟透明管、唱片及墊片第五節(jié)聚苯乙烯、ABS樹脂及塑料優(yōu)點：高度透明、電絕緣性好、易著色、加工流動性好、剛性好、及化學(xué)腐蝕缺點：性脆、沖擊強度低、易出現(xiàn)應(yīng)力開裂、耐熱性差、不耐沸水等。改性：ABS樹脂、主要原料苯乙烯性質(zhì)：無色或微黃色易燃液體；有方香氣味和強折射性；化學(xué)性質(zhì)非?；顫?，

21、不但能進行均聚合，也能與其他單體如丁二烯、丙烯腈等發(fā)生共聚合反應(yīng)。是合成塑料、橡膠、離子交換樹脂和涂料等的主要原料。貯存、運輸：加入少量的間苯二酚或叔丁基間苯二酚等阻聚劑。、聚苯乙烯生產(chǎn)工藝聚合機理：離子型聚合（包括配位離子型）、自由基型進行聚合聚合方法：本體聚合和懸浮聚合1. 苯乙烯的本體聚合（1）引發(fā)劑：可加、也可通過單體的熱引發(fā)進行聚合（2 ）反應(yīng)器：有塔式、釜式、槽式和管式等，一般采用兩個或更多反應(yīng)器 串聯(lián)。隨著苯乙烯本體聚合工藝的不斷改造，還出現(xiàn)了五釜串聯(lián)、三釜一管串聯(lián)、 一立一臥串聯(lián)等生產(chǎn)工藝。2. 苯乙烯的懸浮聚合（1）苯乙烯低溫懸浮聚合單體與水比值：1 ： 1.41 ： 1.6

22、分散劑：磷酸三鈣弓I發(fā)劑：過氧化苯甲酰（占 90%80%）和過氧化叔丁基苯甲酸酯（占 10%20%）復(fù)合型引發(fā)劑，份散介質(zhì)：水（去離子水）單體純度：99.5%以上（各種雜質(zhì)如甲苯、乙苯、甲基苯乙烯、二乙烯基苯等 要控制規(guī)定指標之內(nèi)），聚合轉(zhuǎn)化率：控制在 90%左右工藝流程:產(chǎn)品：一般聚苯乙烯相對分子質(zhì)量可達2QX 10。宜作發(fā)泡聚苯乙烯的材料。(2)苯乙烯高溫懸浮聚合分散劑：MgCO3 (主)苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物(助)工乙流程：苯:168262510827三、聚苯乙烯塑料的結(jié)構(gòu)、性能與用途1. 聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)PS的大分子主鏈為飽和烴類聚合物，具有良好的電絕緣性；又因吸濕性小，用于潮濕環(huán)境

23、中。側(cè)基為體積大的苯環(huán)，分子結(jié)構(gòu)不對稱，大分子鏈運動困難，PS呈現(xiàn)剛性和脆性，制品易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。側(cè)苯基在空間的排列為無規(guī)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致PS為無定型聚合物，具有很高的透明性；由于苯基的存在，主鏈上a氫原子活化，易于被空氣中的氧氧化，制品長期戶外使用變黃變脆。2. 聚苯乙烯的性能(1 )一般性能PS為無色透明的粒料，燃燒時發(fā)濃煙并帶有松節(jié)油氣味，吹熄可拉長絲；制 品質(zhì)硬似玻璃狀，落地或敲打會發(fā)出類似金屬的聲音；能斷不能彎，斷口處呈現(xiàn)蚌殼色銀光。PS的吸水率為0.05%，稍大于PE,但對制品的強度和尺寸穩(wěn)定性影響 不大。（2 ）光學(xué)性能透明性好是PS最大的特點，但因苯環(huán)的存在，其雙折射較大，不能用于高檔

24、 光學(xué)儀器。（3 ）力學(xué)性能PS硬而脆、無延伸性、拉伸至屈服點附近即斷裂。PS的拉伸強度和彎曲在通用熱塑性塑料中最高，其拉伸強度可達60MPa ;但沖擊強度很小，難以用做工程塑料。PS的耐磨性差，耐蠕變性一般。PS的力學(xué)性能受溫度的影響比較大。（4 ）熱學(xué)性能PS的耐熱性能、耐低溫性也不好（5 ）電學(xué)性能PS的電絕緣性優(yōu)良，可耐適當(dāng)?shù)碾姇灧烹?，耐電弧性好，適于做高頻絕緣材 料。（6 ）環(huán)境性能PS的化學(xué)穩(wěn)定性較好，耐候性不好，其耐光、氧化性都差，不適于長期戶外 使用；但耐輻射性好。（7）聚苯乙烯塑料的加工性能是一種易于加工的塑料，在加工前一般不需干燥；3. 聚苯乙烯的用途電器制品：兼有透明性和

25、良好的絕緣性，可用于電視機、錄音機及各種電器的 配件、殼體及高頻電容器等。透明制品：具有優(yōu)異的透明性，可用于一般光學(xué)儀器、透明模型、燈罩、儀器 罩殼及包裝容器等，著色性和光澤性好，可廣泛用于日用品的生產(chǎn)如兒童玩具、裝 飾板、磁帶盒、家具把手、梳子、牙刷把、筆桿及文具等。包裝材料：泡沫塑料，多用于電器、精密儀表、工藝品、玻璃制品及陶瓷制品 等包裝；隔熱材料等。四、ABS樹脂的生產(chǎn)工藝ABS樹脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯的三元共聚物，由于它具有優(yōu)良的耐沖擊韌性和綜合性能，是重要的工程塑料之一，應(yīng)用非常廣泛。乳液摻合法摻合法-I固體摻合法本體法本體-懸浮法接枝法V乳液-本體法乳液法乳液接枝-乳液AS摻

26、合乳液接枝摻合法乳液接枝-懸浮AS摻合匚乳液接枝-本體AS摻合五、聚苯乙烯型離子交換樹脂離子交換樹脂是分子中含有活性功能基而能與其他物質(zhì)進行離子交換的樹脂。它是高分子發(fā)展史上第一個功能高分子產(chǎn)品，是普通高聚物經(jīng)化學(xué)修飾的產(chǎn)物。離子交換樹脂的由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子骨架和連接在骨架上的功能基組成。因此，按功能基的特性可以分為：強酸性、弱酸性、強堿性、弱堿性、螯合性、 氧化還原性、（酸、堿）兩性離子交換樹脂等7類。從骨架的角度，按骨架的物理結(jié)構(gòu)可以分為凝膠型樹脂和大孔型樹脂。按化學(xué)結(jié)構(gòu)可以分為苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、環(huán)氧系、乙烯吡啶系、脲醛系、氯乙 烯系等7大類。其中苯乙烯系列是較重要的一類。離子交

27、換樹脂的合成過程，先是合成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子骨架，后是通過高聚物的化學(xué)變化引入相應(yīng)功能基。應(yīng)用較廣和生產(chǎn)量較大是：聚苯乙烯磺酸型陽離子交換樹脂和聚苯乙烯季胺型 陰離子交換樹脂主要應(yīng)用：純水制備、藥物提純、稀有金屬和貴重金屬的提純等。第六節(jié)酚醛樹脂及塑料酚醛樹脂：酚類化合物與醛類化合物在酸性或堿性條件下，經(jīng)縮聚反應(yīng)而制得的一類聚合物的統(tǒng)稱。常用：苯酚和甲醛為單體縮聚的酚醛樹脂，簡稱為PF,是第一個工業(yè)化生產(chǎn)的樹脂品種。酚醛塑料：以酚醛樹脂為主要成分并添加大量其他助劑而制得的制品，包括PF模塑料制品、PF層壓制品、PF泡沫塑料制品、PF纖維制品、PF 鑄造制品及PF封裝材料等六種。一、主要原料1.

28、苯酚：H4 _ 。俗稱石炭酸，無色或白色晶體，有特殊氣味。有毒！且 有腐蝕性。2. 甲醛：H- C= 0,無色氣體，有特殊的刺激氣味，對人的眼鼻等有刺激作用。二、酚醛樹脂的生產(chǎn)原理與工藝1. 熱塑性酚醛樹脂的聚合原理與生產(chǎn)工藝（1）熱塑性酚醛樹脂的聚合原理熱塑性酚醛樹脂：甲醛與三官能度的酚（苯酚、間甲酚）或雙官能度的酚（鄰 甲酚、對甲酚等）在酸性介質(zhì)中縮聚而成的。采用三官能度的酚時，酚必須過量，一般酚與甲醛的物質(zhì)的量的比為6 : 5或7 : 6，若減少酚的量，即使在酸性介質(zhì)中，也會生成熱固性酚醛樹脂，增加酚的用 量會使樹脂的相對分子質(zhì)量降低。固化時，利用樹脂中酚基上未反應(yīng)的對位活潑氫與甲醛或六

29、甲基四胺作用，形成不溶不熔的熱固性酚醛樹脂。（2）熱塑性酚醛樹脂的生產(chǎn)工藝熱塑性酚醛樹脂主要用于制備模塑粉。工業(yè)上生產(chǎn)方法：間歇法和連續(xù)法兩種，其中以間歇法為主。典型生產(chǎn)配方：苯酚100份甲醛26.527.5份鹽酸第一次加入使pH達到1.62.3 ;第二次加入量為0.056份油酸1.52.0份生產(chǎn)過程：原料準備、溶液縮聚與樹脂干燥、卸料與冷卻、樹脂的粉碎等。 原料準備桶裝（或槽裝）苯酚熔化后，用真空管路或離心泵送入鋼制保溫貯槽。用真空管路或離心泵將桶裝（或槽裝）甲醛送入鋁制貯罐，在送入計量槽前，必須加熱攪拌，溶解其中的多聚甲醛。 溶液縮聚與樹脂干燥a.溶液縮聚按配方將計量的苯酚與甲醛加入反應(yīng)釜

30、內(nèi)，攪拌混合均勻（約5min）,加入第一批鹽酸，使釜內(nèi)混合物料的 pH達到1.62.3。然后向反應(yīng)釜夾套通蒸汽加熱， 當(dāng)物料溫度升至 5565C時，停止加熱。由于反應(yīng)的放熱效應(yīng)使物料溫度會自行 上升至9598C而開始沸騰，此時，打開冷凝器，使反應(yīng)物的蒸汽冷凝回流，同時停止攪拌并向夾套內(nèi)通入冷卻水，以防止反應(yīng)過于激烈。沸騰20min后，再啟動攪拌器攪拌，并加入第二批鹽酸，繼續(xù)保持45min左右，直到樹脂密度達到1.151.18時為止。b. 樹脂的干燥縮聚完畢后，停止攪拌，使樹脂分層，并吸出樹脂上層水，以熱水洗滌數(shù)次； 再對樹脂進行真空干燥，以除去樹脂中所含的水分、甲醇、催化劑及未反應(yīng)的甲醛和苯酚

31、。c. 卸料與冷卻經(jīng)真空脫水后的樹脂很粘稠，應(yīng)趁熱及時出料。 樹脂的粉碎熱塑性酚醛樹脂比較脆，極易粉碎。制造模塑粉用的樹脂， 一般用十字形錘式粉碎機粉碎，粉碎后的樹脂有30%能通過0.25號篩。采用上述過程生產(chǎn)的模塑粉是模壓塑料的半成品，它與熱固性酚醛模塑粉相 比，具有貯存穩(wěn)定，成型速度快等優(yōu)點。模塑粉的組成包括酚醛樹脂樹脂、填料、固化劑、著色劑、潤滑劑等。經(jīng)過混 合、輥壓、粉碎與過篩、并批等過程制成成品。2. 熱固性酚醛樹脂的聚合原理與生產(chǎn)工藝(1) 熱固性酚醛樹脂的聚合原理是苯酚與甲醛在堿性介質(zhì)中縮聚而得。其中甲醛稍微過量，一般酚與甲醛的物質(zhì)的量的比為6 : 7。反應(yīng)的第一階段形成各種羥基

32、酚，第二階段是各種羥基酚之間進行反應(yīng)， 第三階段是形成網(wǎng)狀大分 子的反應(yīng)：(2) 熱固性酚醛樹脂的生產(chǎn)工藝熱固性酚醛樹脂的生產(chǎn)設(shè)備與工藝基本上與生產(chǎn)熱塑性酚醛樹脂時的設(shè)備與工藝相同。不同的是酚與醛的配比不同，催化劑為堿性物質(zhì)， 并且不同牌號的熱固性酚醛樹脂性能不同。用于生產(chǎn)層壓塑料或玻璃纖維增強塑料的熱固性層壓酚醛樹脂，一般制成液體樹脂，如乳液樹脂或乙醇溶液。乳液熱固性酚醛樹脂是經(jīng)部分脫水后的粘稠縮聚物，主要用于浸漬纖維狀填料（如木粉、棉纖維、布、石棉纖維等） ，具有節(jié)省溶劑、價廉、安全、浸漬后的物 料經(jīng)干燥后便可熱壓成型的優(yōu)點。而乙醇溶液是在樹脂真空脫水操作結(jié)束后立即加 入乙醇，進行回流攪拌

33、，使樹脂均勻溶解后，冷卻而成。三、酚醛樹脂的性能及用途純酚醛樹脂因性脆、機械強度低、耐熱性及抗氧化性能力不高、易吸水、高頻絕緣性和耐電弧性不好等原因，很少單獨加工成制品，要對酚醛樹脂進行改性后再使用改性的方法：化學(xué)方法改性：（如封鎖酚羥基、引入其他基團包圍酚羥基、與多價元素形成配合物、用雜原子取代亞甲基鍵合基團、與其他高聚物共混等），其品種有聚乙烯醇改性PF、環(huán)氧樹脂改性 PF、有機硅改性PF、硼改性PF、磷改性PF、共混PF等。物理改性：在酚醛樹脂制品為樹脂中加入大量填料以進行改性，并以填料的品種不同而具有不同的性能，并應(yīng)用在不同領(lǐng)域。熱塑性酚醛樹脂多適用于 PF模壓粉和泡沫塑料的原料。熱固

34、性酚醛樹脂多適用于層壓、泡沫及鑄造等制品的原料。1. 酚醛樹脂模塑料的性能與應(yīng)用（1 ）酚醛樹脂模塑料的性能 機械性能PF制品的耐蠕變性比熱塑性塑料好，尤其是云母和石棉填充的制品更好。PF制品尤其是玻璃纖維增強的制品的機械強度對溫度的依賴性小。PF樹脂及填料都易吸水，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的翹曲變形，并引起機械強度的下降。 電器性能隨溫度的升高，PF的體積電阻下降；介電強度開始升高， 達到100C后迅速下 降；介電損耗角正切值和介電常數(shù)升高。當(dāng)PF吸水率大于5%寸，電性能迅速下降。 物理性能收縮率 隨填料不同而變化，如表 8-21所示。還隨加工方法而變化，一般是 注塑傳遞成型壓制成型。線膨脹系數(shù)是塑料中較

35、小的，一般為(24.5 )X 10_5/K。 耐熱性PF塑料的耐熱性在熱固性塑料僅次于SI，但不同填料PF的耐熱性不同，無機填充為160 C，有機填充為140 C，玻璃纖維和石棉填充為 160180 C。 耐腐蝕性不耐酸、堿介質(zhì)。(2)酚醛樹脂模壓塑料的應(yīng)用PF模壓塑料主要用于電器絕緣件，日用品、汽車電器和儀表零件等。具體產(chǎn) 品有電器開關(guān)、燈頭、電話機外殼、瓶蓋、鈕扣、手柄、電熨斗及電飯鍋零件及剎 車片等。2. 酚醛樹脂層壓制品的性能與應(yīng)用(1) 紙基層壓板對強酸的穩(wěn)定性不高，不耐堿，但耐礦物油，絕緣耐熱E級。可用于制造電器絕緣結(jié)構(gòu)零件如接線板絕緣墊圈等(2) 布基層壓板機械強度和耐油性好于紙

36、基層壓板。多用于墊圈、軸瓦、軸承、皮帶及無聲齒輪等機械零件，以及電話、無線設(shè)備和要求不高的絕緣體等。(3 )玻璃布基層壓板比其他層壓板具有耐熱性、機械強度高、介電性能好、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點。其馬丁耐熱溫度達 200 C以上，屬于B級絕緣耐熱，是重要的電器工業(yè)絕緣材料， 廣泛用于電機、電器及無線電工程中。(4) 石棉層壓板具有耐熱性和耐磨擦性突出，多用于剎車片及離合器等耐磨材料及要求高機械 強度及耐熱的機械零件。(5) 超級纖維層壓板用聚酰胺纖維、碳纖維、石墨等為基材制成的層壓制品具有優(yōu)異的耐熱性能，可作為耐燒蝕導(dǎo)彈外殼、宇宙飛船的耐熱面層等。(6) 層壓管以卷繞的紙、棉布及玻璃布等為基材，以酚

37、醛乳液為粘合劑，經(jīng)熱卷、烘焙而制成，主要用于電器絕緣結(jié)構(gòu)零件(7) 敷銅層壓板在紙或玻璃纖維層壓板的一面或兩面敷上銅箔，以賦予其導(dǎo)電性，主要用于印刷電路板。第七節(jié)環(huán)氧樹脂及塑料環(huán)氧樹脂：指大分子鏈上含有醚基而在兩端含有環(huán)氧基團的一類聚合物，簡稱 為EP。按組成分：雙酚 A型、雙酚F型、雙酚S型及脂環(huán)型多種類型。一、主要原料1. 環(huán)氧氯丙烷結(jié)構(gòu)式：CH2- CHk CH2CIV2 .雙酚A雙酚A二酚基丙烷的簡稱，結(jié)構(gòu)式：CH3IHO-CH3二、原理與工藝1. 聚合及固化原理(1) 環(huán)氧氯丙烷、雙酚 A在NaOH乍用下的線型加成反應(yīng)原料配比對產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量有顯著的影響(2) 線型加成產(chǎn)物的固化

38、反應(yīng)用于環(huán)氧樹脂的固化劑很多，有無機化合物如FR、SnCl4、ZnCk、AICI 3等;有機多元胺類如二乙烯三胺、三乙烯四胺、三乙胺、苯二甲胺等；有機多元酸及酸 酐、苯酐、均苯四酐等；還有酚醛樹脂、脲醛樹脂和聚酯等。2. 環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)工藝按相對分子質(zhì)量的高低分為：低相對分子質(zhì)量、中相對分子質(zhì)量及高相對分子 質(zhì)量環(huán)氧樹脂三種類型。(1)環(huán)氧樹脂生產(chǎn)工藝的控制條件原料配比：低、中相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂(2 ： 1),實際上環(huán)氧氯丙烷的量還要大些。對于高相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂(接近1: 1)反應(yīng)溫度與時間：反應(yīng)溫度高，聚合速度快。采用低溫度生產(chǎn)工藝，對生成低 相對分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂有利，反應(yīng)均勻，且分子大小也均勻，但時間較長。氫氧化鈉的用量與投料方式：合成低相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂時，NaOH要過量,一般配成30%勺溶液，合成高相對分子質(zhì)量環(huán)氧樹脂時，配成10%勺溶液。加入方式，一般分二次滴加為好。加料順序：先將雙酚 A溶解于環(huán)氧氯丙烷中，再滴加 NaOH寸，則生成最低相 對分子質(zhì)量的環(huán)氧樹脂；若先將雙酚A溶解于堿液中，然后將該溶液加到環(huán)氧氯丙烷中樹脂的相對分子質(zhì)量較小;若先將