塑料的相关知识

2013-3-26 8:38:21 人评论 次浏览 分类:新闻动态

塑料是 以树脂为主要成分,在一定 温度和压力下塑造成一定形状,并在常 温下能保持既定形状的高分子有机材料。
树脂是 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。广义地讲,在塑料 工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。
二、塑料的分类
塑料目 前尚无确切的分类,一般分类如下:
1.按塑料 的物理化学性能分
热塑性塑料: 在特定 温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。如聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料。
热固性塑料: 因受热 或其它条件能固化成不熔不溶性物料的塑料。如酚醛塑料、环氧塑料等。
2.按塑料用选分
通用塑料: -般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
工程塑料: -般指能 承受一定的外力作用,并有良 好的机械性能和尺寸稳定性,在高、低温下 仍能保持其优良性能,可以作 为工程结构件的塑料。如ABS、尼龙、聚矾等。
特种塑料: -般指具有特种功能(如耐热、自润滑等),应用于 特殊要求的塑料。如氟塑料、有机硅等。
3.按塑料成型方法分
模压塑料: 供模压 用的树脂混合料。如一般热固性塑料。
层压塑料: 指浸有 树脂的纤维织物,可经叠合、热压结 合而成为整体材料。
注射、挤出和吹塑塑料: -般指能 在料筒温度下熔融、流动,在模具 中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性塑料。
浇铸塑料: 能在无 压或稍加压力的情况下,倾注于 模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙。
反应注射模塑料: 一般指液态原材料,加压注入模腔内,使其反 应固化制得成品。如聚氨脂类。
4.按塑料 半制品和制品分
模塑粉: 又称塑料粉,主要由热固性树脂(如酚醛)和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如酚醛塑料粉。
增强塑料: 加有增 强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。
泡沫塑料: 整体内 合有无数微孔的塑料。
薄膜: 一般指厚度在O.25毫米以 下的平整而柔软的塑料制品。
此外,工程塑料、增强塑 料和泡沫塑料又有其不同的类别,见下表:
工程塑料的分类
类 别  聚 合 物
通用工程塑料 尼龙、聚甲醛、聚碳酸酯、改性聚苯醚、热塑性聚酯、
超高分子量聚乙烯、甲基戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等
特种工程塑料 非交联型 聚矾、聚醚矾、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、氟树脂等
交联型  聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、耐热环氧树脂等
增强塑料的分类
按增强材料
的外形分类 粒状增强塑料 如钙塑塑料
纤维增强塑料 如玻璃 纤维或玻璃布增强塑料
片状增强塑料 如云母增强塑料
按增强材料
的材质分类  布基、石棉增强塑料 如碎布增强塑料
无机矿物填充塑料 如石英、云母填充塑料
玻纤增强塑料 如预浸渍料,SMC、BMC等
特种纤维增强塑料 如碳纤维、凯芙拉纤维增强塑料
金属纤维增强塑料 如钢丝增强塑料
泡沫塑料的分类
类 别 定 义
硬质泡沫塑料 无柔韧性,压缩硬度大,应力达 到一定值方产生变形,解除应 力后本能恢复原状的泡沫塑料
半硬质泡沫塑料  柔韧性 介于硬质和软质泡沫塑料之间的泡沫塑料
软质泡沫塑料  富有柔韧性,压缩硬度很小,应力解 除后能恢复原状,残余变 形较小的泡抹塑料
三、塑料的基本性能
1.质轻、比强度高。塑料质轻,一般塑料的密度都在0.9 ~ 2.3克/厘米3之间,只有钢铁的1/8 ~1/4、铝的1/2左右,而各种 泡沫塑料的密度更低,约在0.01 ~ O.5克/厘米3之间。按单位 质量计算的强度称为比强度,有些增 强塑料的比强度接近甚至超过钢材。例如合金钢材,其单位 质量的拉伸强度为160兆帕,而用玻 璃纤维增强的塑料可达到170 ~ 400兆帕。
2.优异的电绝缘性能。几乎所 有的塑料都具有优异的电绝缘性能,如极小 的介电损耗和优良的耐电弧特性,这些性 能可与陶瓷媲美。
3.优良的化学稳定性能。一般塑 料对酸碱等化学药品均有良好的耐腐蚀能力,特别是 聚四氟乙烯的耐化学腐蚀性能比黄金还要好,甚至能耐"王水"等强腐 蚀性电解质的腐蚀,被称为"塑料王"。
4.减摩、耐磨性能好。大多数 塑料具有优良的减摩、耐磨和自润滑特性。许多工 程塑料制造的耐摩擦零件就是利用塑料的这些特性,在耐磨 塑料中加入某些固体润滑剂和填料时,可降低 其摩擦系数或进一步提高其耐磨性能。
5.透光及防护性能。多数塑 料都可以作为透明或半透明制品,其中聚 苯乙烯和丙烯酸酯类塑料象玻璃一样透明。有机玻 璃化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯,可用作航空玻璃材料。聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯 等塑料薄膜具有良好的透光和保暖性能,大量用作农用薄膜。塑料具 有多种防护性能,因此常 用作防护保装用品,如塑料薄膜、箱、桶、瓶等。
6.减震、消音性能优良。某些塑 料柔韧而富于弹性,当它受 到外界频繁的机械冲击和振动时,内部产生粘性内耗,将机械能转变成热能,因此,工程上用作减震消音材料。例如,用工程 塑料制作的轴承和齿可减小噪音,各种泡 沫塑料更是广泛使用的优良减震消音材料。
上述塑料的优良性能,使它在 工农业生产和人们的日常生活中具有广泛用途;它已从过去作为金属、玻璃、陶瓷、木材和 纤维等材料的代用品,而一跃 成为现代生活和尖端工业不可缺少的材料。
然而,塑料也有不足之处。例如,耐热性 比金属等材料差,一般塑料仅能在100℃以下温度使用,少数200℃左右使用;塑料的 热膨胀系数要比金属大3 ~ 10倍,容易受 温度变化而影响尺寸的稳定性;在载荷作用下,塑料会 缓慢地产生粘性流动或变形,即蠕变现象;此外,塑料在大气、阳光、长期的 压力或某些质作用下会发生老化,使性能变坏等。塑料的 这些缺点或多或少地影响或限制了它的应用。但是,随着塑 料工业的发展和塑料材料研究工作的深入,这些缺 点正被逐渐克服,性能优 异的新颖塑料和各种塑料复合材料正不断涌现。
四、塑料的 制造和树脂的合成方法
(一) 塑料的制造
塑料的基础原料,最初是 以农副产品为主,从本世纪20年代起 转向以煤和煤焦油产品为主,从50年代起 逐渐转向以石油和天然气为主。
塑料工 业包括三个生产系统:塑料原料(树脂或半成品及助剂)的生产,塑料制品的生产,塑料成型机械(包括模具)的制造。前两者 的关系可示意如下:
从示意 图中可看出三个生产系统就是塑料工业的三个组成部分,三者互相依存,缺一不可。
(二) 树脂的合成方法
1.缩聚反应。单体分 子间脱掉水或其它简单分子键合成聚合物的化学反应。可分为 均缩聚反应和共缩聚反应。
(1) 均缩聚反应: 带有两 个官能团的一种单体进行的缩聚反应。
(2) 共缩聚反应: 两种或 两种以上的双官能团单体进行的缩聚反应。
2.加聚反应。由不饱 和或环状单体分子加成聚合生成聚合物的一种化学反应。反应中 没有水或其它低分子副产物的释出,而且所 生成的聚合物元素成分与原用单体的成分相同。按参加 反应的单体种类和聚合物本身的构型,可分为均聚合反应、共聚合 反应和定向聚合反应。
(1) 均聚合反应: 一种不 饱和或环状单体分子间进行的聚合反应。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
(2) 共聚合反应: 两种或 两种以上不饱和或环状的单体键合的聚合反应。如丙烯 脂一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)。由两种 单体制得的共聚物,在聚合 物链中可以有以下四种排列方式:
交替共聚物 …… -A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A一……
无规共聚物 …… -A-A-B-A-B-B-B-A-A-B-A一……
嵌段共聚物 …… -A-A-A-B-B-B-B-B-A-A-A一……
接枝共聚物 …… -A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-A一……
                           └-B-B-B        └-B-B-B
(3) 定向聚合反应: 在聚合过程中,控制反应条件,使单体 聚合成具有定向有规则结构产物的反应,即全同 立构型或间同立构型的聚合反应。其聚合 产物叫做定向聚合物。
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五、塑料的 成型和加工方法
塑料成 型加工是一门工程技术,所涉及 的内容是将塑料转变为塑料制品的各种工艺。在转变 过程中常会发生以下一种或几种情况,如聚合 物的流变以及物理、化学性能的变化等。塑料成型的方法很多,详细见表
塑料成型方法
成 型 方 法 成 型 方 法
压制成型 压缩模塑
层压
冷压模塑
传递模塑
低压成型 浇 铸 静态浇铸
嵌 铸
离心浇铸
搪 塑
旋转铸塑
滚 塑
流延铸塑
挤出成型 手糊成型
挤拉成型 纤维缠绕成型
注射成型 排气式注射成型
流动式注射成型
共注射注射成型
无流道注射成型
反应注射成型
热固注射成型 压延成型
吹塑成型  注射吹塑成型
挤出吹塑成型
拉伸吹塑薄膜   涂 覆 热熔敷
流化喷涂
火焰喷涂
静电喷涂
等离子喷涂
发泡成型 化学发泡
物理发泡
机械发泡 二次成型 热成型
双轴拉伸
固相成型

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