塑膠材料學(xué)習(xí)

1、塑膠材料的學(xué)習(xí)SHENGYOU_LI2015.08 塑膠 （Plastic cement） 定義定義1、主要由碳、氧、氫和氮碳、氧、氫和氮及其他有機或無機元素所構(gòu)成2、成品為固體固體，在制造過程中是熔融狀的液體，3、可以加熱使其熔化、加壓力使其流動、冷卻使其固化4、形成各種形狀，此龐大而變化多端的材料族群稱為塑膠。校園操場上鋪的塑膠墊游樂設(shè)施塑膠地面 塑料 （Plastic） 定義定義1、以高分子量的合成樹脂合成樹脂為主要組分2、加入適當(dāng)添加劑添加劑，如增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、著色劑等3、經(jīng)加工成型的塑性（柔韌性）材料塑性（柔韌性）材料，或固化交聯(lián)形成的剛性材料剛性材料合成樹脂合成樹脂

2、是一種人工合成的一類高分子量聚合物。是兼?zhèn)浠虺^天然樹脂固有特性的一種樹脂在行業(yè)人眼里，塑料和塑膠是一種東西。以前，國內(nèi)的工廠都叫塑料廠，而港臺地區(qū)則稱塑料廠為塑膠公司。五大合成樹脂五大合成樹脂聚乙烯(PE) 、聚氯乙烯(PVC) 、聚苯乙烯(PS) 、聚丙烯(PP)和 ABS 樹脂為五大通用樹 脂一、聚乙烯-PE聚乙烯（polyethylene ，簡稱PE）是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。nCH2=CH2 CH2CH2n聚乙烯為典型的熱塑性塑料。是無臭、無味、無毒的可燃性白色粉末可燃性白色粉末。成型加工的PE樹脂均是經(jīng)擠出造粒的蠟狀顆粒料，外觀呈乳白色。藥用聚乙烯膜袋聚乙烯粒料聚乙烯化學(xué)穩(wěn)

3、定性較好化學(xué)穩(wěn)定性較好，室溫下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何濃度的鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺類、過氧化氫、氫氧化鈉、氫氧化鉀等溶液。但不耐強氧化的腐蝕，如發(fā)煙硫酸濃硝酸、鉻酸與硫酸的混合液。POLYETHYLENE PE聚乙烯在大氣、陽光和氧的作用下，會發(fā)生老化，變色、龜裂、變脆或粉化，喪失其力學(xué)性能。POLYETHYLENE PE在成型加工溫度下，也會因氧化作用，使其熔體戮度下降，發(fā)生變色、出現(xiàn)條紋，故而在成型加工和使用過程或選材時應(yīng)予以注意。POLYETHYLENE PE其分子量在1萬一loa萬范圍內(nèi)。分子量超過10萬的則為超高分子量聚乙烯f UHMWPE3。分子量越高，其物理力學(xué)

4、性能越好，越接近工程材料的要求水平。POLYETHYLENE PE但分子量越高，其加工的難度也隨之增大。聚乙烯熔點為100-130C其耐低溫性能優(yōu)良。在-60下仍可保持良好的力學(xué)性能，但使用溫度在80110。POLYETHYLENE PE在中等壓力(15-30大氣壓)有機化合物催化條件下進行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的，且分子鏈很長，分子量高達(dá)幾十萬。POLYETHYLENE PE聚乙烯是結(jié)晶結(jié)晶熱塑性樹脂。它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依賴于使用的聚合方法。POLYETHYLENE PE在中等壓力在中

5、等壓力(15-30大氣壓)有機化合物催化條件下進行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的，且分子鏈很長，分子量高達(dá)幾十萬。POLYETHYLENE PE聚合方法如果是在高壓力高壓力(100-300MPa)，高溫(190210C)，過氧化物催化條件下自由基聚合，生產(chǎn)出的則是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支鏈化合結(jié)構(gòu)的。聚合方法POLYETHYLENE PE聚乙烯性能1.聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性2.聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發(fā)生降解3、為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無毒，具有優(yōu)越的介電性能。POLYET

6、HYLENE PE4、易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透水率低，對有機蒸汽透過率則較大。5、常溫下不溶于任何已知溶劑中，70以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶劑中。聚乙烯性能POLYETHYLENE PE二、聚氯乙烯(PVC)是氯乙烯單體（vinyl chloride monomer, 簡稱VCM）在過氧化物、偶氮化合物過氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑；或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機理聚合而成的聚合物。PVC材料在生活中的應(yīng)用PVC排水套管PVC刻字聚氯乙烯（PVC）是世界第二大通用樹脂材料是一種非結(jié)晶性材料。PVC材料在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加

7、劑。具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。 PVC對氧化劑、還原劑和強酸都有很強的抵抗力。PVC是應(yīng)用最廣泛的熱塑性樹脂，可以制造強度和硬度很大的硬質(zhì)制品如管材和管件、門窗和包裝片材，也可以加入增塑劑制造非常柔軟的制品如薄膜、片材、電線電纜、地板、合成革、涂層和其它消費性產(chǎn)品。三、聚苯乙烯(PS) 是指由苯乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應(yīng)合成的聚合物。是一種無色透明的熱塑性塑料，具有高于100的玻璃轉(zhuǎn)化溫度，因此經(jīng)常被用來制作各種需要承受開水的溫度的一次性容器，以及一次性泡沫飯盒等。聚苯乙烯玻璃化溫度8090，非晶態(tài)密度1.041.06克/立方厘米，晶體密度1.111.12克/立方厘

8、米，熔融溫度240，電阻率為10201022歐厘米。導(dǎo)熱系數(shù)30時0.116瓦/(米開)。物化性質(zhì)（一）聚苯乙烯玻璃化溫度8090，非晶態(tài)密度1.041.06克/立方厘米，晶體密度1.111.12克/立方厘米，熔融溫度240，電阻率為10201022歐厘米。導(dǎo)熱系數(shù)30時0.116瓦/(米開)。通常的聚苯乙烯為非晶態(tài)無規(guī)聚合物非晶態(tài)無規(guī)聚合物，具有優(yōu)良的絕熱、絕緣和透明性，長期使用溫度長期使用溫度070，但脆，低溫易開裂。此外還有全同和間同以及無規(guī)立構(gòu)聚苯乙烯。全同聚合物有高度結(jié)晶性，間同聚合物有部分結(jié)晶性。物化性質(zhì)（二）分類聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯，發(fā)泡聚苯乙烯（EPS)，高抗沖聚苯

9、乙烯（HIPS）及間規(guī)聚苯乙烯（SPS）。四、聚丙烯(PP)聚丙烯，是由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。聚丙烯結(jié)構(gòu)圖3D模型按甲基排列位置分為等規(guī)聚丙烯（isotactic polyprolene）無規(guī)聚丙烯（atactic polypropylene）間規(guī)聚丙烯（syndiotactic polypropylene）三種。聚聚丙丙烯烯樹樹脂脂 力學(xué)性能結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整但在塑料材料中仍屬于偏低的品種，其拉伸強度僅可達(dá)到30 MPa或稍高的水平。等規(guī)指數(shù)較大的聚丙烯具有較高的拉伸強度特點： 1、無毒、無味，密度小，強度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100左右使用。2、具有良好的介電性

10、能和高頻絕緣性且不受濕度影響，但低溫時變脆，不耐磨、易老化。五、ABSABS樹脂是五大合成樹脂之一，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。為淺黃色或乳白色的粒料非結(jié)晶性樹脂。ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。 每種單體都具有不同特性：每種單體都具有不同特性：丙烯丙烯腈腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性； 苯乙烯苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。工業(yè)上主要是1，3-丁二烯,CH2CHCHCH2。是易燃、易爆的氣體，加壓冷卻易液化。是丁苯橡膠的重要單體。其異構(gòu)體為1，2-丁二烯CH2CCHCH3,對聚合反應(yīng)不利，無重要工業(yè)用途。A

11、BS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的ABS材料。塑料ABS樹酯是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PB，PAN，PS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。物性材料1、綜合性能較好、沖擊強度較高、化學(xué)穩(wěn)定性、電性能良好。2、與372有機玻璃的熔接性良好制成雙色塑件且可表面鍍鉻噴漆處理.物性材料3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。4、流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，柔韌性好。成型性能1.無定形料,流動性中等,吸濕大，必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時間

12、預(yù)熱干 燥80-90度,3小時。2.宜取高料溫,高模溫,但料溫過高易分解(分解溫度為270).對精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,對高光澤.耐熱塑件模溫宜取60-80度. .成型性能3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏?方法。4、如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。塑膠原料是由高分子合成樹脂高分子合成樹脂(聚合物聚合物)為主要成份滲入各種輔助料或某些具有特定用途的添加劑，在特定溫度，壓力下具有可塑性和流動性，可被模塑成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變

13、的材料。Pet 塑膠原料PVC塑膠原料ABS塑膠材料聚合物聚合物:指聚合過程所產(chǎn)生的純材料或稱聚合材料。無論天然樹脂還是合成樹脂均屬高分子合聚物，簡稱高聚物。塑膠原料的提煉塑膠原材料大部是從一些油類中提煉出來的。PC料料石油石油，在燒的時候有一股花果腐爛臭味,有炭頭分子ABS煤炭煤炭, ABS在燒完滅掉的時候會呈煙灰狀，不起泡;POM天然氣天然氣提煉,POM在燒完的時候會有一股非常臭的瓦斯味，白色煙霧。塑膠原料的特點（一）a、塑膠原料受熱膨脹,熱脹系數(shù)比金屬大很多;b.一般塑膠原料的剛度比金屬低一數(shù)量級; 塑膠原料的特點 c. 塑膠原料的力學(xué)性能在長時間受熱下會明顯下降;塑膠原料的特點（二）d

14、.一般塑膠原料在常溫下和低于其屈服強度的應(yīng)力下長期受力,會出現(xiàn)永久形變;e. 塑膠原料對缺口損壞很敏感;f. 塑膠原料的力學(xué)性能通常比金屬低的多,但有的復(fù)合材料的比強度和比模量高于金屬,如果制品設(shè)計合理,會更能發(fā)揮起優(yōu)越性;塑膠原料的特點（三）g.一般增強塑膠原材料力學(xué)性能是各項異性的;h.有些塑膠原料會吸濕,并引起尺寸和性能變化;i.有些塑料是可燃的;j. 塑膠原料的疲勞數(shù)據(jù)目前還很少,需根據(jù)使用要求加以考慮。 按受熱冷卻時樹脂呈現(xiàn)的特性分類按受熱冷卻時樹脂呈現(xiàn)的特性分類 分為熱固性塑料 和熱縮性塑料熱固性塑料Thermoset plastics 指的是加熱后，會使分子構(gòu)造結(jié)合成網(wǎng)狀型態(tài)，一

15、但結(jié)合成網(wǎng)狀聚合體，即使再加熱也不會軟化，顯示出所謂的非可逆變化，是分子構(gòu)造發(fā)生變化(化學(xué)變化 )所致。熱塑性塑料Thermo plastics 指加熱后會熔化，可流動至模具冷卻后成型，再加熱后又會熔化的塑料，即可運用加熱及冷卻，使其產(chǎn)生可逆變化(液態(tài)固態(tài))，是所謂的物理變化。 按塑料的用途分類按塑料的用途分類 分為通用塑料、工程塑料、特種塑膠原料這類塑料時一類用途十分廣泛的塑料，它產(chǎn)量大，約占塑料總產(chǎn)量的四分之三，價格低，大量用來制作受力不大的日用品，如電視機外殼、電話機外殼、塑料盆、塑料桶等。通用塑料通用塑料工程塑料通用塑料的價格雖低廉，但是它的力學(xué)性能，耐溫、耐蝕性能均難以滿足某些工程和

16、設(shè)備中用作結(jié)構(gòu)材料的需要。工程材料機械強度高，剛性大，能取代某些鋼鐵或有色金屬材料，可制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的機械零件或工程受力件，很多使用效果還超過原來的材料。工程塑料工程塑料常用的工程塑料有PA、ABS、PSF、PTFE塑膠原料、POM塑膠原料、PC等。特種塑膠原料 這類塑膠原料具有獨特的功能，可用于一些特殊場合，如導(dǎo)磁塑料、離子體塑料、珠光塑料、光敏塑料、醫(yī)用塑料等。材料利用塑膠原料大部分可循環(huán)使用由于翻用塑料(水口料)比一般原料要脆,所以只可混合新料(原料)一起使用,比例最大不可超過25%為合適,應(yīng)以顧客要求標(biāo)準(zhǔn)為原則各種類型的塑料料因所需的熔點不同,所受的注塑壓力不同,生產(chǎn)中一定不可相混淆.抽

17、粒原料是已經(jīng)把顏料混合進原料中,每一粒塑料料均已著色,所以形成產(chǎn)品顏色穩(wěn)定均勻。色粉料及色種料是把色種或色粉混合原料使用,成本低,而且不用儲存大量的有色原料.但是顏色不穩(wěn)定,較難在生產(chǎn)中控制統(tǒng)一性。 增塑劑（塑化劑）1、一種高分子材料助劑高分子材料助劑，也是環(huán)境雌激素中的酞酸酯類（PAEs phthalates）2、最常見的品種是DEHP（商業(yè)名稱DOP）。塑料加工中添加這種物質(zhì)，可以使其柔韌性增強，容易加工塑化劑DEHP分子結(jié)構(gòu)DEHP化學(xué)名鄰苯二甲酸二(2-乙基己)酯，是一種無色、無味液體，工業(yè)上應(yīng)用廣泛。DEHP塑化劑多用于塑料材質(zhì)，屬環(huán)境荷爾蒙，會危害男性生殖能力，促使女性性早熟 塑料

18、 （Plastic） 定義定義1、以高分子量的合成樹脂為主要組分2、加入適當(dāng)添加劑添加劑，如增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、著色劑等3、經(jīng)加工成型的塑性（柔韌性）材料塑性（柔韌性）材料，或固化交聯(lián)形成的剛性材料剛性材料主要作用 增塑劑的主要作用是削弱聚合物分子之間的次價健，即范德華力，從而增加了聚合物分子鏈的移動性，降低了聚合物分子鏈的結(jié)晶性，即增加了聚合物的塑性，表現(xiàn)為聚合物的硬度、模量、軟化溫度和脆化溫度下降，而伸長率、曲撓性和柔韌性提高塑料增塑劑按其作用方式可以分為兩大類型，即內(nèi)增塑劑和外增塑劑。 內(nèi)增塑劑內(nèi)增塑劑實際上是聚合物的一部分。一般內(nèi)增塑劑是在聚合物的聚合過程中所引入的第二單體

19、。由于第二單體共聚在聚合物的分子結(jié)構(gòu)中，降低了聚合物分子鏈的有規(guī)度.利用改變高分子聚合物的分子結(jié)構(gòu)/分子量以增加聚合物的拉伸率/柔軟度，如：聚乙烯-醋酸乙烯共聚物。外增塑劑外增塑劑是使用各種高沸點或不揮發(fā)有機溶劑作為添加劑，這些添加劑與高聚物均勻混合后起著分子之間潤滑劑的作用，增加物料最終產(chǎn)品的柔軟度/撓曲度，并同時延長物料的老化硬脆壽命。 塑化劑被證實會干擾人體內(nèi)分泌，影響生殖系統(tǒng)，臺師大研究團隊更發(fā)現(xiàn)，塑化劑會造成基因毒性，會傷害人類基因，長期食用對心血管疾病危害風(fēng)險最大，對肝臟和泌尿系統(tǒng)也有很大傷害，而且被毒害之后，還會透過基因遺傳給下一代。 塑料 （Plastic） 定義定義1、以高分

20、子量的合成樹脂為主要組分2、加入適當(dāng)添加劑添加劑，如增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、著色劑等3、經(jīng)加工成型的塑性（柔韌性）材料塑性（柔韌性）材料，或固化交聯(lián)形成的剛性材料剛性材料穩(wěn)定劑廣義地講，能增加溶液、膠體、固體、混合物的穩(wěn)定性能化學(xué)物都叫穩(wěn)定劑狹義地講,主要是指保持高聚物塑料、橡膠、合成纖維等穩(wěn)定,防止其分解、老化的試劑。 工業(yè)上常用的熱穩(wěn)定劑主要包括鉛鹽、金屬皂、有機錫、有機銻、有機稀土、純有機化合物等。 塑料 （Plastic） 定義定義1、以高分子量的合成樹脂為主要組分2、加入適當(dāng)添加劑添加劑，如增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、潤滑劑、著色劑等3、經(jīng)加工成型的塑性（柔韌性）材料塑性（柔韌性

21、）材料，或固化交聯(lián)形成的剛性材料剛性材料阻燃劑阻燃劑，賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑，主要是針對高分子材料的阻燃設(shè)計的。阻燃劑有多種類型，按使用方法分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。添加型阻燃劑添加型阻燃劑添加型阻燃劑添加型阻燃劑是通過機械混合方法加入到聚合物中，使的，目前添加型阻燃劑主要有有機阻燃劑和無機阻燃劑，鹵系阻燃劑（有機氯化物和有機溴化物）和非鹵。有機是以溴系、磷氮系、氮系和紅磷及化合物為代表的一些阻燃劑，無機主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁，硅系等阻燃體系。反應(yīng)型阻燃劑反應(yīng)型阻燃劑則是作為一種單體參加聚合反應(yīng)單體參加聚合反應(yīng)，因此使聚合物本身含有阻燃成分的，其優(yōu)點是對聚合物材料

22、使用性能影響較小，阻燃性持久。在非鹵素阻燃劑中加紅磷在非鹵素阻燃劑中紅磷在非鹵素阻燃劑中紅磷是一種較好的阻燃劑，具有添加量少、阻燃效率高、低煙、低毒、用途廣泛等優(yōu)點；優(yōu)點；紅磷與氫氧化鋁、膨脹性石墨等無機阻燃劑復(fù)配使用，制成復(fù)合型磷/鎂；磷/鋁；磷/石墨等非鹵阻燃劑，可使用阻燃劑量大幅降低，從而改善塑料制品的加工性能和物理機械性能。在非鹵素阻燃劑中加紅磷但普通紅磷在空氣中易氧化、吸濕，容易引起粉塵爆炸，運輸困難，與高分子材料相溶性差等缺陷，應(yīng)用范圍受到了限制。為彌補這方面不足，可采用了微膠囊包覆工藝，使之成為微膠囊化紅磷。微膠囊化紅磷除克服了紅磷固有的弊端外，并具有高效，低煙，在加工中不產(chǎn)生有

23、毒氣體，其分散性、物理、機械性能、熱穩(wěn)定性及阻燃性能均有提高和改善。阻燃機理阻燃劑是通過若干機理發(fā)揮其阻燃作用的，如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應(yīng)、不燃?xì)怏w的窒息作用等。多數(shù)阻燃劑是通過若干機理共同作用達(dá)到阻燃目的。 塑料 （Plastic） 定義定義1、以高分子量的合成樹脂為主要組分2、加入適當(dāng)添加劑添加劑，如增塑劑、穩(wěn)定劑、阻燃劑、著色劑等3、經(jīng)加工成型的塑性（柔韌性）材料塑性（柔韌性）材料，或固化交聯(lián)形成的剛性材料剛性材料潤滑劑潤滑劑用以降低摩擦副的摩擦阻力、減緩其磨損的潤滑介質(zhì)。潤滑劑對摩擦副還能起冷卻、清洗和防止污染等作用。潤滑劑 為了改善潤滑性能，在某些潤滑劑中可加入合適的添加劑。選用潤滑劑時，一般須考慮摩擦副的運動情況、材料、表面粗糙度、工作環(huán)境和工作條件，以及潤滑劑的性能等多方面因素。在機械設(shè)備中，潤滑劑大多通過潤滑系統(tǒng)輸配給各需要潤滑的部位。根據(jù)來源有礦物性潤滑劑礦物性潤滑劑（如機械油）、植物性植物性潤滑劑潤滑劑（如蓖麻油）和動物性潤滑劑動物性潤滑劑（如牛脂）。此外，還有合成潤滑劑，如硅油、脂肪酸酰胺、油酸、聚酯、合成酯、羧酸等。根據(jù)性狀有油狀液體的潤滑油油狀液體的