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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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