塑料的分类、成分及特性
塑料是一种用途广泛的合成高分子材料,在我们的日常生活中塑料制品比比皆是从我们起床后使用的洗漱用品、早餐时用的餐具,到工作学习时用的文具、休息时用的座垫、床垫,以及电视机、洗衣机、计算机的外壳,还有夜晚给我们带来光明的各种造型的灯具……
塑料以它优异的性能逐步地代替了许多已经使用了几十年、几百年的材料和器皿,成为人们生活中不可缺少的助手塑料集金属的坚硬性、木材的轻便性、玻璃的透明性、陶瓷的耐腐蚀性,橡胶的弹性和韧性于一身,因此除了日常用品外,塑料更广泛地应用于航空航天、医疗器械、石油化工、机械制造、国防、建筑等各行各业
一、塑料的分类
塑料种类很多,到目前为止世界上投入生产的塑料大约有三百多种塑料的分类方法较多,常用的有两种:
1、根据塑料受热后的性质不同分为热塑性塑料和热固性塑料
热塑性塑料分子结构都是线型结构,在受热时发生软化或熔化,可塑制成一定的形状,冷却后又变硬在受热到一定程度又重新软化,冷却后又变硬,这种过程能够反复进行多次如聚氯乙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等热塑性塑料成型过程比较简单,能够连续化生产,并且具有相当高的机械强度,因此发展很快
热固性塑料的分子结构是体型结构,在受热时也发生软化,可以塑制成一定的形状,但受热到一定的程度或加入少量固化剂后,就硬化定型,再加热也不会变软和改变形状了热固性塑料加工成型后,受热不再软化,因此不能回收再用,如酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等都属于此类塑料热固性塑料成型工艺过程比较复杂,所以连续化生产有一定的困难,但其耐热性好、不容易变形,而且价格比较低廉
2、根据塑料的用途不同分为通用塑料和工程塑料
通用塑料是指产量大、价格低、应用范围广的塑料,主要包括聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料五大品种人们日常生活中使用的许多制品都是由这些通用塑料制成
工程塑料是可作为工程结构材料和代替金属制造机器零部件等的塑料例如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS树脂、聚四氟乙烯、聚酯、聚砜、聚酰亚胺等工程塑料具有密度小、化学稳定性高、机械性能良好、电绝缘性优越、加工成型容易等特点,广泛应用于汽车、电器、化工、机械、仪器、仪表等工业,也应用于宇宙航行、火箭、导弹等方面
二、塑料的成分
我们通常所用的塑料并不是一种纯物质,它是由许多材料配制而成的其中高分子聚合物(或称合成树脂)是塑料的主要成分,此外,为了改进塑料的性能,还要在聚合物中添加各种辅助材料,如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等,才能成为性能良好的塑料
1、合成树脂
合成树脂是塑料的最主要成分,其在塑料中的含量一般在40%~100%由于含量大,而且树脂的性质常常决定了塑料的性质,所以人们常把树脂看成是塑料的同义词例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈其实树脂与塑料是两个不同的概念树脂是一种未加工的原始聚合物,它不仅用于制造塑料,而且还是涂料、胶粘剂以及合成纤维的原料而塑料除了极少一部分含100%的树脂外,绝大多数的塑料,除了主要组分树脂外,还需要加入其他物质
2、填料
填料又叫填充剂,它可以提高塑料的强度和耐热性能,并降低成本例如酚醛树脂中加入木粉后可大大降低成本,使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一,同时还能显著提高机械强度填料可分为有机填料和无机填料两类,前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等,后者如玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等
3、增塑剂
增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性,降低脆性,使塑料易于加工成型增塑剂一般是能与树脂混溶,无毒、无臭,对光、热稳定的高沸点有机化合物,最常用的是邻苯二甲酸酯类例如生产聚氯乙烯塑料时,若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料,若不加或少加增塑剂(用量
塑料原料是一种聚合物(polymer),又可称为高分子或巨分子,也是一般所俗称的塑料或树脂。所谓塑料原料,其实它是[合成树脂]中的一种,形状跟天然树脂中的[松树脂]相似,但因又经过化学的力量来合成,而被称之为塑料。这种聚合物是由许多较小而结构简单的小分子,藉共价键来组合而成的。聚合物的种类繁多,一般若是以对热之变化来分类,它可以分为两大类。注塑是塑料原料使用的一种常见途径。然而精密注塑则是追求打造高精度的注塑产品。精密注塑有两个指标:一是设备精度,另一个是模具误差精密注塑拥有最精良的注塑相关产品。注塑过程是把塑料从固态(粉料或粒料)向液态(熔体)又向固态(制品)转变的过程。从粒料到熔体,再由熔体到制品,中间要经过温度场、应力场、流场以及密度场等的作用,在这些场的共同作用下,不同的塑料具有不同的聚合物结构形态和流变性能。
塑料有很多种类,常见种类有:
1PET,聚对苯二甲酸乙二醇酯 主要应用: 最常见的是用作饮料瓶、屏幕保护膜及其它透明保护膜。PET也可纺丝,就是我们常说的涤纶,故而奥运期间有回收饮料瓶制衣的说法。许多追求透气和轻便的运动服就是涤纶制成的,很久以前流行的衣料“的确良”也是此物,但是限于当时纺丝手段的落后,的确良衣物穿着上不如现在的舒服。此外PET亦有许多工程应用。
2PE,聚乙烯(高密度聚乙烯:HDPE;低密度聚乙烯:LDPE) 主要应用: 目前PE是应用最广泛的塑料,借助不同的改性方法,PE可以应用在日常生活的各个方面。比较有代表性的包括塑料桶、薄膜、纸杯内壁、水管和电缆外皮等。
3PVC,聚氯乙烯 主要应用: PVC现在多用于制造一些廉价的人造革,脚垫,下水管道等;由于其电气性能良好又有一定的自身阻燃特性,被广泛用于电线电缆的外皮制造。此外,PVC在工业领域应用广泛,特别是在对耐酸碱腐蚀要求高的地方。
4PP,聚丙烯 主要应用: PP的使用范围也很广泛,日常用品如包装、玩具、脸盆、水桶、衣架、水杯、瓶子等等;工程应用如汽车保险杠等。纺成丝的PP被称为丙纶,在纺织品、无纺布、绳索、渔网等制品中很常见。
5PS,聚苯乙烯 主要应用: 廉价透明制品,泡沫塑料,CD盒,水杯,快餐盒,保温衬层等。
6ABS,丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 主要应用: ABS根据三种组分含量和分子链形态分为很多种,广泛用于各种电器外壳、办公用品组件、安全帽和门窗管道等,工业中ABS常用于其他塑料的共混改性。
7PA,聚酰胺 主要应用: 提起聚酰胺的另一个名字:尼龙,大家一定不陌生。聚酰胺家族很是强大,不论是PA6、PA66、PA11还是PA12,无一不具有优良的物理化学性能。这也是PA在电子电器和汽车行业广泛应用的原因。生活中,尼龙绳、尼龙袜也是常见的物品。纺丝的PA纤维被称作锦纶,用于鱼线、渔网、绳索和传送带等。
8PC,聚碳酸酯 主要应用: PC力学性能优良,又韧又刚,且透光性好,生活中常被用于透明水杯、奶瓶、饮水桶、CD基材、镜片和灯罩等。
9共混物(XX-XX合金) 由于单一塑料很难满足复杂的使用需求,塑料工业中常把不同塑料混合在一起,制成塑料合金,这样既可以发挥不同材料的优点,又能节约开发新材料的成本。 主要应用: 塑料合金被广泛应用于各种结构材料中。如手机外壳多为PC-ABS合金;一些下水管道为了满足性能和加工的需要制成了两种PE的合金,称为双峰聚乙烯。
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