塑料 學(xué)習(xí) 資料.ppt

1、Plastic 概論,Plastic 定義, Plastic的 定義 Plastic的 特性 Plastic的 分類 Plastic 材料的 基本 性質(zhì) Plastic 添加劑 Plastic 材料 補(bǔ)充資料,3. Plastic 概論,PLASTIC 是 什么? 含有 可塑性的 有機(jī) 人造 高分子 聚合物(Polymer) 塑性（Plasticity） 是什么? 是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，消除外力也不回復(fù)原形的性質(zhì)。 反彈性(Elasticity) 高分子是什么? 包含 碳原子的 有機(jī)化學(xué)物 分子量大于10,000以上的物質(zhì) 相當(dāng)多的分子組成的 把結(jié)構(gòu)簡單的低分子物質(zhì)，通過催化劑，加熱，

2、加壓等化學(xué)手段，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)成為大分子的物質(zhì) 分子量 區(qū)分 低分子 分子量 1,000 以下 中分子 分子量 1,000 10,000 高分子 分子量 10,000 以上, Plastic的 定義,3. Plastic 概論, Plastic的 特性,3. Plastic 概論, Plastic的 分類,3. Plastic 概論,高分子化合物,高分子化合物,高分子化合物,高分子化合物,高分子化合物,celluloid,cellophane,rayon 等,合成纖維,合成橡膠,熱可塑性樹脂 加熱變軟，再加熱則化為液態(tài)具有流動性. 高溫下進(jìn)一步加熱可進(jìn)行 熱分解. 再 不產(chǎn)生 熱分解 范圍內(nèi)，加

3、熱變軟或變?yōu)橐后w時冷卻還可以返回原狀態(tài)，可以反復(fù)進(jìn)行。 ex) 聚苯乙烯(PS), 聚乙烯(PE), 聚丙烯(PP), 聚酰胺(PA) 聚甲醛(POM),聚氯乙烯(PVC), 聚碳酸酯(PC), 乙烯苯類(ABS, SAN, EPS) 熱硬化性 樹脂 加熱可流動，繼續(xù)加熱變硬的性質(zhì). 高溫下進(jìn)一步加熱可在固態(tài)進(jìn)行 熱分解. 再 不進(jìn)行 熱分解 范圍內(nèi) 加熱，一旦 硬化 不可復(fù)原. ex) 電木(PF), 環(huán)氧樹脂(EP), 三聚氰胺 甲醛樹脂(MF),脲醛樹脂(UF), 熱可塑性和 熱硬化性樹脂,3. Plastic 概論, 高分子 化合物 構(gòu)成 * 結(jié)晶性 ; 規(guī)則性 排列的 狀態(tài), 硬而且

4、有剛度 結(jié)晶性 Plastic的 情況 由于 Filler 的作用，保固效果好 * 非結(jié)晶性 ; 像 線團(tuán) 互相纏繞的狀態(tài)，耐沖擊力強(qiáng)，透明 分類 基準(zhǔn) * 根據(jù) 分子排列 有無 結(jié)晶構(gòu)造 實際 高分子 構(gòu)成 * 結(jié)晶 部分和 非結(jié)晶 混合構(gòu)成 結(jié)晶度 * 結(jié)晶性 Plastic 中 結(jié)晶 部分的 比率, 結(jié)晶性(Crystalline)和 非結(jié)晶性(Amorphous)Plastic,3. Plastic 概論, 根據(jù) 高分子構(gòu)造的 分類,1. 線性 聚合物 ( Linear Polymer ) * 分子的 長度 變長時, 難維持 直線狀態(tài) 由于 分子的 各種運(yùn)動 ( 震動, 伸縮, 彎曲

5、) 的 影響，形成 各種 分子 形態(tài) ; 鏈狀的 構(gòu)造 2. 分支 鏈行 聚合物 ( Branched Chain Polymer ) * Block Copolymer ; AAAABBBAAABBBB * Graft Copolymer ; AAAAAAAAAAAAAA I I B B * Terpolymer ; AAABBBAAAA 或 AAAABBBCCCC I I C C 3. 網(wǎng)狀 聚合物 ( Network Polymer ) * 線性 高分子里 一部分 可以結(jié)合的 碳原子 使 線性 高分子 互相結(jié)合的 網(wǎng)狀 構(gòu)造,3. Plastic 概論, 機(jī)械 性質(zhì) - 加重 引起的變形

6、 或 材料的 強(qiáng)度 等 機(jī)械性 相關(guān)的 性質(zhì) - 強(qiáng)度 : 對于 變形的 承受力 (彈性率) 和 成品 負(fù)荷條件下的 形狀維持能力 (牽力強(qiáng)度, 彎曲強(qiáng)度, 彈性率, Rockwell(洛氏) 硬度) - 韌性 : 由于 外部 負(fù)荷 導(dǎo)致 破損的 材料允許的能量 (耐 沖擊 強(qiáng)度) - 耐 疲勞性 : 受到 反復(fù) 應(yīng)力 或 扭力 時 材料 弱化 加速 破損的現(xiàn)象 熱性質(zhì) - 耐熱性 : 耐熱 變形性(HDT, VST), 連續(xù)耐熱溫度 - 熱膨脹系數(shù): 樹脂 固有的 性質(zhì)，在 組裝性 和 變形性 方面 需要考慮(金屬材料的 27倍) - 耐燃性 : 空氣中 加熱時 材料 發(fā)生 酸化 和 熱分解

7、, 分解 gas 發(fā)煙 燃燒., Plastic 材料的 基本 性質(zhì), 化學(xué) 性質(zhì) - 耐 化學(xué)藥品性 : 有機(jī)溶劑, 酸堿的 影響評價 - 耐 Stress Crack 性 : 材料 長時間 在 一定的 應(yīng)力或 變形狀態(tài)下 放置于 藥品中 在 應(yīng)力和 藥品 相互作用下 對于 靜態(tài) 破壞的 對應(yīng)力 下降 導(dǎo)致 產(chǎn)生 裂痕的現(xiàn)象。需要測試 各 藥品下 臨界允許 應(yīng)力. - 耐侯性 : 紫外線, 氧氣 等 影響，在 室外 使用時 外觀變化 或 機(jī)械性 性質(zhì) 低下,3. Plastic 概論, 電 性質(zhì) - 絕緣性 和 流電性: 絕緣破損 / 絕緣性 /流電性(極化) - 導(dǎo)電性(帶電性) : 由于

8、 摩擦 易于 帶電，導(dǎo)電時 電荷 不輕易 減少 電 沖擊, 灰塵 吸附 靜電(帶電) 防止劑 使用 : 1013-cm 1010 -cm 以下 物理 性質(zhì) - 比重 : 高分子的 化學(xué)性 構(gòu)造, 分子間 力, 分子量 和 其分布, 結(jié)晶度, 分子 排列方向 等 根據(jù) 高分子 原有的 性質(zhì)和 材料的 熱 或 機(jī)械性 環(huán)境 決定. - 光學(xué) 性質(zhì) : 調(diào)整 高分子的 屈折率 開發(fā) 透明材料 - 吸濕性 : 根據(jù) 高分子 化學(xué)構(gòu)造 和 添加劑等 物質(zhì)的 親和性 差異 而 變化 AS, ABS, PMMA, 聚酰胺 等 吸濕性 強(qiáng)的 材料 成型前 需干燥 - 密度: 根據(jù)高溫和壓力變化, 完成品 變形

9、后 收縮 ( 密度 增加 ) 非結(jié)晶性 樹脂 : 5/1000 左右, 結(jié)晶性 樹脂 : 20/1000 50/1000 左右, Plastic 材料的 基本 性質(zhì),3. Plastic 概論, Plastic 添加劑,不損壞塑膠制品固有的性能，進(jìn)行合成樹脂的簡單加工，為了改良最終產(chǎn)品的性能，進(jìn)行加工或者在合成過程中添加的化學(xué)物質(zhì).,塑膠制品的品質(zhì)改良和成型品的加工性，物性向上，維持長期的穩(wěn)定性.,添加劑,使用目的,添加劑的種類,3. Plastic 概要,補(bǔ)充資料 Plastic 材料,Contents,第 1 章 plastic 概要 第 2 章 plastic的形態(tài) 第 3 章 熱可塑性

10、和結(jié)晶構(gòu)造 第 4 章 工程聚合物的定義 第 5 章 注塑成型用plastic的選擇 第 6 章 注塑成型用plastic的特性 第 7 章 plastic制品的物性測定,第 1 章 plastic 概要,Plastic 使用理由 Plastic的缺點 高分子的定義 高分子 根據(jù)構(gòu)成成分分類 高分子- 根據(jù)鏈?zhǔn)叫螒B(tài)分類 高分子的應(yīng)用領(lǐng)域 聚合物的歷史 主要 Plastics的開發(fā)歷史,Plastic 使用理由,Plastic的缺點,Mono (One), Poly (Many) Mer : Molecule, Unit, 物質(zhì) Monomer Polymer 高分子的定義 1) 化學(xué)上可以進(jìn)行

11、染色，氧化和分解反應(yīng)，物理上，可以溶解和結(jié)晶，機(jī)械上，可以彈性變形等的物質(zhì)。 2) 一般叫做有機(jī)高分子，特殊無機(jī)高分子或者 有機(jī)/無機(jī)高分子也存在. 3) 有機(jī)物 : 由C, H, O, N構(gòu)成,高分子的定義,高分子 根據(jù)構(gòu)成成分分類,Homopolymer: 單一的單體構(gòu)成的高分子化合物 帶有一定的單一的Tg或者Tm等固有聚合物的基本性質(zhì). PE, PP Homo, PA6, PA66, Acetal homo, GPPS, PMMA, PC. Copolymer: 由兩個以上單體構(gòu)成的高分子化合物 雖然帶有單一的 Tg或者 Tm, 根據(jù)重合時各個構(gòu)成成分比率的不同可以出現(xiàn)多樣的狀態(tài). PP

12、 copolymer, Acetal copolymer, PA6/66, SAN Polymer Alloy (Blend): 2種以上的高分子物質(zhì)經(jīng)過物理的熔融混合的高分子合金 因為是混合成分進(jìn)行物理混合的狀態(tài)，各個成分的Tg和Tm被發(fā)現(xiàn)并表現(xiàn)出來. M-PPO, HIPS, PC/ABS, PC/PBT, PA/PP.,高分子- 根據(jù)鏈?zhǔn)叫螒B(tài)分類,線型: 沒有分支或者架橋結(jié)合的高分子鏈?zhǔn)叫螒B(tài) 分支型: 從中心鏈條開始聚合物分支裂開出去的形態(tài) 架橋型: 聚合物相互化學(xué)性的架橋連接的形態(tài),例) Polyamides (nylon), polyethylene terephthalate (P

13、ET), Polyoxymethylene (POM), High Density Polyethylenes (HDPE),例) Low Density Polyethylene 是特定催化和熱，壓力下形成的分支型高分子的一種.,例) 硫化橡膠, 熱固性聚酯, 環(huán)氧, 樹脂等典型的架橋連接的高分子.,高分子的應(yīng)用領(lǐng)域,高分子形成的基本條件 1) 長聚合物分子 : 平均分子量 Mn約20,000 2) 分子間平行排列 3) 分子之間有凝聚力 (氫鍵, van der Waals 結(jié)合) 高分子代表應(yīng)用領(lǐng)域 1) Plastics : 室溫下鏈條不會移動 (frozen, immobile),

14、非組織化構(gòu)造的高分子 2) Rubber or Elastomer (橡膠) : 分子鏈條可以移動的高分子構(gòu)成的分子鏈條纏繞，可以像液體一樣的運(yùn)動. 3) Fibers (纖維): 分子鏈條不能移動, 鏈條中很多部分帶有三維的規(guī)則的構(gòu)造(結(jié)晶) 4) Surface finishes or coatings (油漆, 涂裝) 5) Adhesive (膠粘劑),第 2 章 塑料的形狀,塑料的 分類 塑料的 性質(zhì) 熱固型和熱塑型 熱固型和熱塑型 樹脂種類,塑料的分類,高分子化合物,人造高分子化合物,天然高分子化合物,合成高分子化合物,再生（半合成）高分子化合物,合成樹脂,Celluloid，Ce

15、llophane，rayon等,合成纖維,合成橡膠,塑料的性質(zhì),熱固性和熱塑性,熱固性(Thermosets),特點 加熱后，橋接后固化 不能再融化- 不可逆 Burr 后需要加工 使用溫度高 例) 雞蛋,熱塑性(Thermoplastics),特點 加熱后 軟化/熱熔 冷卻之后固化-可逆 再熱熔 可能 成形后加工最小化 使用溫度有限制 例) 冰,熱固型和熱塑型樹脂種類,第 3 章 熱塑性和結(jié)晶型構(gòu)造,結(jié)晶型高分子的構(gòu)造 非結(jié)晶型/ 半結(jié)晶型高分子的構(gòu)造 結(jié)晶型聚合物的特性 非結(jié)晶型聚合物特性 融化 (結(jié)晶型和不定型) 溫度移動點(Tg 無Notch時，破斷無） 卓越的電絕緣性 難燃(UL 9

16、4/V0, UL94-5VA) 表面強(qiáng)度低.(PMMA對比),PC的主要特征,可視光線的透過率 89% : 2mm厚度 卓越的耐沖擊強(qiáng)度 實用溫度范圍40120度 尺寸穩(wěn)定性優(yōu)秀, creep變形,吸收尺寸變化小.適用于精密成型品 自我消化性(難燃) 優(yōu)秀的耐朽性(玉外用, 汽車Light) 一般沒有包含增韌劑等的添加劑，所以無毒性- 食品容器, 醫(yī)療器械, FDA 在長期特性廣泛的范圍上因變化小，所以適用絕緣材料,PC的主要用途,POM(Polyacetal),結(jié)晶性樹脂 Homo Polymer Block Copolymer(潤滑性Polymer化學(xué)結(jié)合),Gasoline, Greas

17、eoil, 不凍液, Window 洗凈液等上有優(yōu)秀的內(nèi)藥品性, 極限(-40)上到Engine室的溫度(100)廣泛的溫度范圍上維持穩(wěn)定的物性, 要求耐磨性的各種功能部品及耐Creep性的Creep類上使用,POM的主要特征,均勻的機(jī)械性物性 耐疲勞性優(yōu)秀,耐Creep性 耐油性, 耐油劑溶劑性優(yōu)秀 卓越的磨擦, 磨耗性, 潤滑性豐富 良好的成型性 可以超音波容差 表面硬度高 吸收性小. 因濕度/水分，變化小,POM比較,Polyester系 PBT PET,PBT,PBT(Polybutylene Terephathalate) 結(jié)晶性,從1971開始量產(chǎn) 非強(qiáng)化Grade 玻璃纖維 強(qiáng)化

18、Grade 無機(jī)物(Mineral) 強(qiáng)化Grade 難燃Grade,PBT的主要特征,優(yōu)秀的機(jī)械系物性 優(yōu)秀的低溫特性(-40度) 卓越的耐熱性(連續(xù)使用溫度120140度) 短時間 : 160210度 : GF grade : 240度 低的吸水性, 低的線膨脹系數(shù) - 尺寸穩(wěn)定性 優(yōu)秀的磨擦/磨耗特性 -齒輪 耐化學(xué)性(油, 燃料, 脂肪等) 耐Stress Cracking 良好的成型性及優(yōu)秀的外觀品質(zhì) 后加工性優(yōu)秀(超音波容差性, 印刷, 圖章),PBT的主要用途,使用上注意點,因水蒸氣等可能加速分解 合理成型溫度: 230 260度 成型溫度在280以上時熱分解 120130度, 35小時用熱風(fēng)干燥器來脫水,PET,PolyethyleneTerephthalate 結(jié)晶性樹脂 使用在纖維, Film,瓶子等 GF強(qiáng)化樹脂 : Engineering Plastic 卓越的耐熱性, 耐藥品性, 耐朽性 電機(jī),電子,汽車,車輛,PET