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文檔簡介
1、第1章通用塑料1.1概述1.121 塑料的類型和特性以合成樹脂為主要成分(基材),按需要加入適當(dāng)助劑,組成配料,借助成型工具,在一定T、P條件下,可塑化成一定形狀、而且在常溫下能保持形狀的一類材料1.122 塑料分類(1 )按化學(xué)組成分類PE、PP、EP、PC(2 )按塑料組分?jǐn)?shù)目單一組分PE、PP、PS、PA 多組分PVC(3)按受熱性行為 熱塑性塑料:在特定的溫度范圍內(nèi)可反復(fù)加熱軟化、熔融流動(dòng),冷卻時(shí)凝固變硬的塑加熱不產(chǎn)生交聯(lián)反應(yīng)形成主要缺點(diǎn):剛性、耐熱性較差加工中發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng),成為料;原因:樹脂分子鏈線性或支鏈結(jié)構(gòu),不含可以產(chǎn)生鏈間反應(yīng)基團(tuán), 鏈間化學(xué)鍵,在加工中僅發(fā)生物理變化主要性
2、能特點(diǎn):可熔、可溶主要優(yōu)點(diǎn):加工成型方便,可再生 熱固性塑料:成型后不能再加熱軟化重復(fù)加工的塑料 產(chǎn)生原因:樹脂加工前為線性結(jié)構(gòu)并含有反應(yīng)基團(tuán)或雙鍵, 三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)主要性能特點(diǎn):不熔、不溶主要優(yōu)點(diǎn):耐熱性高,受壓不容易變形主要品種:PF、EP、UP、UF、MF PI、有機(jī)硅(4 )按使用范圍和用途分類 通用塑料:非結(jié)構(gòu)材料PE、PP、PVC PF、EP 工程塑料:結(jié)構(gòu)材料PA、PC POM PPS PI1.1.2.3 塑料特性(1)優(yōu)點(diǎn):質(zhì)輕、電氣絕緣性好、力學(xué)強(qiáng)度范圍廣、優(yōu)良防腐蝕性、隔熱性能好、成型加工性能好、 減震、消音、良好透光性、著色性好(2)缺點(diǎn): 耐熱性較低,使用溫度不高;力學(xué)強(qiáng)
3、度不如金屬;長期使用性能較差;易發(fā)生蠕變、疲勞、結(jié)晶大多數(shù)品種易燃;產(chǎn)生黑煙、有毒氣體較易老化;變色、開裂、機(jī)械強(qiáng)度下降熱膨脹性比金屬、陶瓷大1.1.3 塑料組成及其作用多組分塑料基體材料樹脂、輔助材料添加劑1.1.3.1 合成樹脂 主要作用:1)決定塑料的基本特性;2)粘接作用 用量:40 100%1.1.3.2 添加劑 添加目的:改善材料加工成型性能和制品使用性能,降低成本,延長使用壽命 添加劑主要品種:熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、增強(qiáng)劑、填充劑、著色劑、 改性劑、交聯(lián)劑、發(fā)泡劑、阻燃劑、抗靜電劑、防霉劑、軟化劑、防粘劑、光澤劑、脫模劑、開 口劑等(1 )對助劑基本要求:功
4、能上有效,塑料加工、使用條件下穩(wěn)定,與樹脂結(jié)合穩(wěn)固,不滲析和 噴霜,無毒無味,價(jià)格適宜滲析:塑料中助劑向相接觸的其它材料中發(fā)生遷移的現(xiàn)象噴霜:塑料中助劑向制品表面遷移的現(xiàn)象易發(fā)生噴霜助劑品種:增塑劑、潤滑劑(2)穩(wěn)定劑:老化:長期儲(chǔ)存或使用過程中,性能隨時(shí)間逐漸劣化的現(xiàn)象老化現(xiàn)象:變色、發(fā)粘、變脆、龜裂、變形、粉化、斑點(diǎn)、霉變、物理力學(xué)性能降低穩(wěn)定劑:抑制或減緩塑料老化作用的物質(zhì)三大類穩(wěn)定劑:抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑 抗氧劑 能延緩或抑制塑料自動(dòng)氧化速度,延長其使用壽命的物質(zhì)。 酚類:2,6二叔丁基苯酚,3甲基一4 異丙基丙酚胺類:N , N二苯基乙二胺 亞磷酸酯類:亞磷酸三苯酯、亞磷酸三丁
5、酯 熱穩(wěn)定劑 改善樹脂熱穩(wěn)定性,抑制熱降解、熱分解 常用三類熱穩(wěn)定劑:鹽基鉛鹽類三鹽基硫酸鉛:3PbO Pb2SO4 H20二鹽基硬脂酸鉛:2PbO Pb00C(CH2 )16 CH3 金屬皂類硬脂酸的鈣、鈉、鎘、鋇、鋅等鹽月桂酸的鋇、鈣、鎘等鹽類有機(jī)錫類 二月桂酸二丁基錫 :CH3( CH2)10COO2S n ( CH2)3CH32順丁烯二酸二丁基錫熱穩(wěn)定劑消耗量:2 4%對脂量 光穩(wěn)定劑改善塑料的耐日光性,防止或降低日光中紫外線對塑料的破壞(3) 增塑劑 增塑劑作用改善塑料塑性,增加成型加工時(shí)流動(dòng)性,降低制品脆性,改善耐寒性 增塑劑基本要求揮發(fā)性很小,與樹脂混溶性良好 常用品種 鄰苯二甲
6、酸酯類磷酸酯類脂肪族二元酸酯類增塑機(jī)理一一隔離作用增加分子鏈之間距離一;大分子間吸引、纏結(jié)v內(nèi)旋轉(zhuǎn) 柔曲、滑移一-耐寒性 脆性V(4) 潤滑劑改善塑料在成型加工時(shí)的流動(dòng)性、脫模性,促進(jìn)加工成型,提高生產(chǎn)能力和制品外觀質(zhì)量和光潔度等內(nèi)潤滑劑作用:減小加工時(shí)樹脂大分子之間的摩擦,降低熔體粘度主要品種:硬脂酸、硬脂酸酯類(甲酯、丁酯)外潤滑劑:減小加工時(shí)物料或制品與加工設(shè)備金屬表面間的摩擦或粘附主要品種:硬脂酸鹽(Ca、Mg Ba、Zn、Pb)、石蠟、硅有機(jī)化合物(甲基硅油、乙基硅油)(5) 填充劑 增加體積,減少樹脂用量,降低成本,改善塑料某些物理性能主要品種: 碳酸鈣、滑石粉、云母粉、木粉(6)
7、 增強(qiáng)劑 能夠顯著提高塑料力學(xué)性能,增大材料承載能力主要品種:玻璃纖維、碳纖維等(7) 阻燃劑能夠降低材料的燃著傾向和程度,或降低燃燒速率和火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊闹鷦┮喳u素化合物為主阻燃效果:溴化合物> 氯化合物 > 碘化合物 > 氟化合物1.1.4 塑料的成型加工方法1.141塑料的配制1 )熱塑性塑料的配制主要供料形式:顆粒工藝流程:樹脂+助劑> 混合 > 塑煉擠出、切粒、包裝主要工序: 原料準(zhǔn)備原材料預(yù)處理、計(jì)量、輸送初混合混合:固體狀粉料的混合使用設(shè)備:高速混合機(jī)塑煉粉碎或?;? )熱固性塑料的配制供料形式:壓塑粉、團(tuán)塊狀、片狀或?qū)訅旱陌宀暮桶舨姆蹱钆淞瞎に嚵鞒虒?/p>
8、壓板、棒材制備工藝流程1.1.4.2 (1)成型 將各種形態(tài)的塑料(粒料、粉料等)制成所需形狀的制品或半成品。成型過程發(fā)生物理、化學(xué)變化塑料主要成型方式:擠出、注塑、吹塑、壓延、模壓(2)加工加工機(jī)械加工、裝配修飾1.2 塑料性能表征與測試性能:材料在各種不同的條件下所具有的適應(yīng)能力 塑料主要性能:供料、力學(xué)、熱學(xué)、耐熱、耐寒、電、光學(xué)、化學(xué)、燃燒與阻燃、老化1.2.1 塑料供料表征1.2.1.1 熔融指數(shù) 將熱塑性塑料在一定溫度和壓力下,熔體在10min內(nèi)通過標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的重量值,稱為塑料的熔體流動(dòng)速率指數(shù),簡稱熔融指數(shù)熔融指數(shù)簡寫:M . I 單位:g / 10min表征參數(shù):熱塑性塑料供料
9、流動(dòng)性性能指標(biāo)1.2.1.2 拉西格流動(dòng)性 將熱固性塑料供料試樣熱壓成錠,加入到測定儀的料腔中。在規(guī)定溫 度、壓力下,3min內(nèi)從儀器下端口模中壓岀塑料的長度。1.2.2 力學(xué)性能1.2.2.1 強(qiáng)度 表征材料受載時(shí)抵抗破壞的能力強(qiáng)度:拉伸、剪切、壓縮、彎曲122.2 硬度材料抵抗壓入變形特別是永久變形、抗壓痕、耐劃傷性的衡量尺度表示方法(1)洛氏(Rockwell) R、L、M三種尺度(2)邵氏(Shore, H s )邵氏A, HA ; 邵氏D, HD ( 3)巴氏(巴柯爾)1.2.2.3 韌性材料抵抗快速載荷引起破壞的能力表示方法:沖擊強(qiáng)度,斷裂伸長率沖擊強(qiáng)度測試方法:(1)簡支梁法2)
10、懸臂梁法(缺口試樣)Izod式3)落錘法(4)薄膜擺錘沖擊法1.2.3 熱學(xué)性能(1)熱導(dǎo)率 熱導(dǎo)率?。?)線脹系數(shù) 線脹系數(shù)大(3)比熱容 比熱容大1.2.4 耐熱性 在升溫環(huán)境中材料抵抗由于自身的物理或化學(xué)變化引起變形、軟化、尺寸改 變、強(qiáng)度下降及其它性能降低或工作壽命明顯減少等的能力1.2.4.1 塑料特征性溫度(1)玻璃化溫度 Tg ( 2)熔點(diǎn)Tm或流動(dòng)溫度Tf ( 3)熱分解溫度 Td塑料加工溫度:Tf Td1.2.4.2 短時(shí)耐熱性 評價(jià)參數(shù):物理耐熱性1 )彎曲負(fù)載熱變形溫度(熱變形溫度)(2 )維卡耐熱(維卡軟化點(diǎn))測試原理:一定負(fù)載荷,一定升溫速度下,試樣某一指標(biāo)達(dá)到規(guī)定形
11、變時(shí)所對應(yīng)的溫度1.2.4.3 長時(shí)耐熱性評價(jià)參數(shù):最高連續(xù)使用溫度性能值保持不低于初始值的50%寸的溫度測定方法:熱老化試驗(yàn)1.2.6 電性能1.2.7 光學(xué)性能1.2.7.1 透光率Tt = T2 / T1 (%) T1入射光光通量(lm)T2 透射光光通量(lm) 1.2.7.2 霧度hs = Ts / T2 Ts透射光中散射光光通量(lm)1.2.8 化學(xué)性能耐化學(xué)藥品性、耐溶劑應(yīng)力開裂性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性改善ESCF方法:提高分子量、減少分子量的分散性、降低結(jié)晶度、與彈性體共混改性、交聯(lián)1.2.9 燃燒與阻燃性能評價(jià)塑料燃燒最科學(xué)的方法:有限氧指數(shù)法有限氧指數(shù)定義:在室溫和規(guī)定的條件
12、下,在氮、氧氣體中恰好能維持塑料試樣平穩(wěn)燃燒時(shí)混合 氣體中所含氧氣的體積百分?jǐn)?shù)材料可燃性判斷標(biāo)準(zhǔn):易燃材料:OI < 22難燃材料:01: 22 27高難燃材料:OI > 27良好阻燃材料結(jié)構(gòu):含鹵素原子、芳環(huán)阻燃塑料:氟塑料、芳香族聚酰胺、聚芳砜、PI、PPS PVC易燃塑料:PE、PP、POM PET、PBT密度最大類塑料:氟塑料密度最小類塑料:聚烯烴類塑料1.3聚乙烯(PE )1.3.1概述分子通式:(CH2- CH2 ) n PE占塑料總產(chǎn)量:20%1.3.2支鏈型聚乙烯1.3.2.1低密度聚乙烯(1)樹脂制備方法 n CH2= CH2一 (CH2- CH2) n反應(yīng)條件:
13、150C 300 °C,110 350MPa釜式停留時(shí)間:10120S管式停留時(shí)間:60 300 S乙烯單程轉(zhuǎn)化率:15 30 %(2)PE的結(jié)構(gòu)支鏈MWD密度、結(jié)晶度 結(jié)晶 強(qiáng)度 非結(jié)晶 彈性、柔性、光學(xué)透明性(3)性能 優(yōu)點(diǎn)無毒、無味、光澤性蠟狀、優(yōu)良電性能、化學(xué)惰性、加工性、軟而韌,阻隔性 、不受稀酸影響,室溫?zé)o溶劑溶解缺點(diǎn)I、除韌性外,其它力學(xué)性能低H、熱變形溫度低皿、易燃W、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性( ESCR差 產(chǎn)生原因:活性物質(zhì)降低 PE內(nèi)聚能 改善方法: 降低結(jié)晶度、降低分子量分散性、交聯(lián)V、粘附性差(4 )加工方法 吹塑、擠出、注塑(5)應(yīng)用 薄膜類 主要用途,占 55%
14、擠岀涂敷 中空吹塑、注塑制品、電纜制品、泡沫塑料1.322乙烯共聚物(1 )乙烯一乙酸乙烯共聚物 (EVA)結(jié)構(gòu)式:(CH2 CH2 ) x (CH2 CH) ynOCO-CH3I、乙酸乙烯含量結(jié)晶性JLH、分子量 f 軟化點(diǎn)、加工性 0、強(qiáng)度f 、韌性 、ESCR皿、極性VA側(cè)鏈一一粘合性、溶解性fEVA和PE性能相比:彈性、柔性、 ESCR粘結(jié)性、耐低溫性、透明性、透氣性、耐候性、對填料的受容性增大(2 )其它乙烯共聚物(3) 離子聚合體 組成與制備 乙烯與不飽和羧酸共聚物用羧酸鹽或醋酸鹽中和后形成的含有共價(jià)鍵和離子鍵的共聚物鏈 結(jié)構(gòu)-E-(-CHrCH/UCHyCR片玉C=Oa Me+O
15、AcoCR玉結(jié)構(gòu)特點(diǎn):既有共價(jià)鍵又有離子鍵交聯(lián)鍵是依靠羧基的陰離子與金屬陽離子的靜電吸引,又稱為離子型交聯(lián)鍵離子型交聯(lián)鍵無規(guī)存在于長鏈聚合物之間,常溫下穩(wěn)定,使具有高分子量聚合物的固態(tài)性質(zhì),不如共價(jià)交聯(lián)鍵強(qiáng),溫度升高時(shí)離子鍵可逆斷裂,使材料熔融流動(dòng),呈現(xiàn)熱塑性彈性體性能 可采用熱塑性塑料方法加工,冷卻又重新形成離子鍵,提高產(chǎn)品力學(xué)性能 應(yīng)用 包裝、運(yùn)動(dòng)器具、汽車工業(yè)(4) 乙烯一一乙烯醇共聚物簡 寫:EVOH-tCReg乙烯醇(PVOH :OH優(yōu)點(diǎn):氣體透過性低阻隔性缺點(diǎn):高吸水性、水解性廿chch)x (ch CHnEVOH結(jié)構(gòu)式:OH 阻隔類塑料 對小分子液體、氣體、水蒸氣等透過系數(shù)小的聚
16、合物 結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn) EVOH最突岀性能特點(diǎn):高阻隔性其它性能特點(diǎn):優(yōu)良耐油、耐有機(jī)溶劑,較高力學(xué)性能,熱穩(wěn)定性好,可回收利用應(yīng)用食品包裝 保鮮包裝非食品包裝I. 3.3 線性聚乙烯主要品種: HDPE、LLDPE HMWHDPEUHMWREVLDPE ULDPE均聚物共聚物共聚單體:a 烯烴1.3.3.1 高密度聚乙烯(HDPE 均聚物 共聚物 共聚單體:1 2%a 烯烴1.3.3.2 線性低密度聚乙烯(LLDPE)共聚單體:8% a 烯烴(例:丁烯)結(jié)構(gòu)特點(diǎn):帶短小 共聚單體支鏈(1)性能優(yōu)點(diǎn):耐穿刺、拉伸、撕裂、 ESCR耐寒、耐熱 缺點(diǎn):光澤度、霧度(2)應(yīng)用 薄膜占65 70%包裝膜
17、、保鮮膜高ESCR容器1.333超高分子量聚乙烯(UHMWPE重均分子量:100 300萬(1)突岀優(yōu)點(diǎn)耐磨性在已知塑料中最好; 優(yōu)異的韌性; 自潤滑性能良好,磨耗低;耐低溫性能好;Tb < -80 °C ;優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性;電絕緣性、消音減震性、抗粘結(jié)性良好,不結(jié)垢;無毒、無味、無污染(2) 缺點(diǎn) 硬度、耐熱、抗蠕變性 最大缺點(diǎn):加工困難-流動(dòng)性差 造成因素:分子量一一流動(dòng) 性熔體流動(dòng)速率 MFR>0熔融粘度一一109 Pa S(3)解決成型加工方法 改進(jìn)加工設(shè)備 改進(jìn)工藝配方(4)應(yīng)用 耐磨、耐腐制件如齒輪、滑輪、閥門、彎管接頭1.3.4 聚乙烯的改性PE主要缺點(diǎn):
18、承載能力、易燃、耐候性、ESCR改性主要品種:LLDPE、VLDPE ULDPE、交聯(lián)PE、CPE1.4 聚丙烯(PP)1.4.1 聚丙烯均聚物 1.4.1.1 制備方法 nCH3 CH=CH2>( CH CH2 ) n反應(yīng)機(jī)理:陰離子型定向配位聚合第三代高效載體催化劑:TiCI4 ED- MgCI2 / AlR31.4.1.2 結(jié)構(gòu) (a )全同立構(gòu)(c)間規(guī)立構(gòu)1.4.1.3 性能特點(diǎn) (1)密度小;d=0.90 0.92 ( 2)化學(xué)穩(wěn)定性好;耐化學(xué)試劑性良好,室溫下不溶解于任何溶劑(3)環(huán)境與老化性能:比PE更容易受熱、光氧化(4)耐熱性好;表現(xiàn):耐沸水、蒸氣性良好(5)電性能優(yōu)
19、異;(6)力學(xué)性能優(yōu)異的抗彎曲疲勞性;但韌性較差,對缺 口十分敏感1.4.1.4 加工工藝 注塑、擠岀1.4.2 聚丙烯共聚物 聚合物鏈上引入不同種類的單體分子常見共聚單體:乙烯PP C:丙烯與乙烯的共聚物1.4.2.1 聚丙烯無規(guī)共聚物(PP R) PP R性能特點(diǎn):結(jié)晶度、熔點(diǎn)降低;柔順性、透明性、低溫耐沖擊性能增加,硬度、剛度較PP低1.4.2.2 聚丙烯共聚物改性品種耐沖擊PP:用彈性體共混,PP/EPDM增強(qiáng)PP: 1040%玻纖增強(qiáng)填充PP:碳酸鈣、滑石粉等填充1.5 聚氯乙烯(PVC1.5.1聚氯乙烯樹脂由氯乙烯單體經(jīng)自由基聚合而成1.5.1.1制備方法 乳液、懸浮聚合1.5.1
20、.2 分類(1)分子量大小通用型n = 500 1500 高聚合度n > 1700 (2 )形態(tài)粉狀(懸浮法)糊狀(乳液法)(3)結(jié)構(gòu) 緊密型 疏松型1.5.1.3 聚氯乙烯性能(1) 一般性能 白色或淡黃色堅(jiān)硬粉未,結(jié)晶度< 5% d=1.351.46, 阻燃、自熄性 (2)力學(xué)性能 強(qiáng)度、剛度、硬度較高;韌性、耐寒性較差(3)熱性能軟化溫度區(qū)間:80 85 C T分=140 C T熔=160 C熱穩(wěn)定性差,最高連續(xù)使用溫度為6080C( 4)電性能 較好的電性能材料(5)耐化學(xué)試劑及耐溶劑性耐化學(xué)腐蝕性較優(yōu)異。耐大多數(shù)無機(jī)酸、堿、鹽及多數(shù)有機(jī)溶劑(6)環(huán)境與老化降解熱、光、氧作
21、用下,易發(fā)生降解 制品需加入熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑(7)成型加工T分=140 C T熔=160 C加工解決辦法:加入熱穩(wěn)定劑或增塑劑PVC性能總結(jié):優(yōu)點(diǎn):阻燃、自熄性、強(qiáng)度、剛度、硬度較高,耐化學(xué)腐蝕性好,電絕緣性好 缺點(diǎn):熱穩(wěn)定性、耐老化性能差1.5.1.4 聚氯乙烯添加劑及其作用(1)穩(wěn)定劑作用 在加工過程中,吸收中和分解產(chǎn)生的鹽酸,避免鹽酸進(jìn)一步催化樹脂分解;消除氧化降解反應(yīng)生成的自由基或與生成的雙鍵加成,消除共軛雙鍵體系;制品使用過程中,防止或延緩老化;提高PVC樹脂分解溫度,使在熔融PVC溫度以上,改善加工穩(wěn)定性。(2)增塑劑作用與PVC混溶,分布在大分子鏈之間,削弱T熔v T分
22、使塑性增加,改善分子間作用力,使聚合物粘度降低,熔融溫度降低,并使制品的柔軟性1.5.1.6成型加工及應(yīng)用(1 )擠岀成型 管、板、棒材(2)壓延成型硬、軟片材,薄膜、人造革、壁紙(3)注塑成型 涼鞋、殼體、閥門、泵、管件(4)中空吹塑 瓶、桶、壺1.5.2 PVC糊樹脂及加工 PVC糊樹脂:用乳液聚合或懸浮方法生產(chǎn)的粒徑較小的PVC樹脂,懸浮在液態(tài)增塑劑中,并配以各種添加劑,調(diào)成的一種糊狀物。生產(chǎn)制品:人造革、手套、地板革、玩具、涂料 成型特點(diǎn):先成型后塑化1.5.3 高聚合度 PVC n: 2000 3000高溫下能塑化成型而常溫下能顯示橡膠彈性的熱塑性 彈性體1.6苯乙烯系樹脂大分子鏈中
23、包含苯乙烯的一類聚合物總稱1.6.1 通用型聚苯乙烯(GPPS最主要生產(chǎn)方法:本體聚合相對分子量:5 10萬1.6.1.2 性能(1)物理性能 尺寸穩(wěn)定性好,收縮率、吸濕率低、易著色,透明性、光澤性好 最 大特點(diǎn):高度透明性制品透明條件:非結(jié)晶體;可部分結(jié)晶,但顆粒細(xì)小,并小于可見光波長范圍衡量材料透明性指標(biāo):透光率、霧度(濁度)三大透明塑料材料:PS、PMMA PC表征材料透光質(zhì)量:折射率、雙折射、色散良好透明材料條件:高透光率、低霧度、高折射率、小雙折射、小色散(2) 熱性能 熱變形溫度:70 98 C最高使用溫度:60 80 C熱導(dǎo)率:0.10 0.15w/mk耐熱性較差,熱導(dǎo)率較?。?
24、) 電性能 良好的介電、電絕緣性;應(yīng)用于潮濕環(huán)境(4)力學(xué)性能 硬而脆(5)化學(xué)性能 耐鹽酸、堿腐蝕,不耐氧化性酸、氧化劑;耐溶劑性能差(6)耐候性 空氣中易氧化降解1.6.1.3 應(yīng)用(1 )電器制品 各種電器配件、殼 體、高頻電容器(2 )透明制品 燈罩、透明模型3)日用品 家具把手、牙刷把、梳子、兒童玩具(4)包裝、隔熱制品 防震包裝、隔墻板、屋頂夾芯材料1.6.2 高抗沖聚苯乙烯(HIPS) PS主要缺點(diǎn):韌性、耐熱性、耐溶劑將PS樹脂與橡膠進(jìn)行混煉性HIPS組成:PS+橡膠1.6.2.1制備方法 機(jī)械混煉法、接技共聚法(1)機(jī)械混煉法 (2)接枝共聚法 將丁苯或順丁、丁基橡膠粉碎為碎
25、粒后溶解到苯乙烯單體中,用過氧化物引發(fā)進(jìn)行 共聚本體接枝共聚法、本體一懸浮接枝共聚法丁苯橡膠、順丁橡膠接枝共聚的HIPS結(jié)構(gòu)通式:十十掘nSBR BR增韌效果好原因:與PS最適宜的混溶性1.6.2.2 性能特點(diǎn)白色不透明珠狀或粒狀顆粒,沖擊性能優(yōu)異、剛性好、易著色、制品光澤度高、尺寸穩(wěn)定性好、易加工 拉伸強(qiáng)度、透明性、耐熱性、氧滲透率較差1.6.2.3 用途(1 )各類殼體各種電器殼體,占國內(nèi)彩電殼體 60% ( 2)低發(fā)泡材料(3其它材料 板材、片材,吸塑成容器或杯盤1.6.3 ABS 樹脂以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體為基礎(chǔ)合成的聚合物總稱(CH2- CH x ( CH2- CH = C
26、H CH2) y (CH2 CH)zCNAr1.6.4.1 制備方法(1)混煉接技法 AS樹脂與橡膠熔融混煉(2)接枝共聚法 乳液接枝共聚 法本體一懸浮接枝共聚法164.2 單體組分作用(1)丙烯腈 耐化學(xué)腐蝕、高表面硬度、熱穩(wěn)定、電鍍(2) 丁二烯 柔韌、耐寒(3)苯乙烯 剛 性、硬度、光澤,易加工ABS 特性:耐熱、耐腐、堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛性、電鍍性微觀結(jié)構(gòu):BR分散在AS連續(xù)相中的“海島”型結(jié)構(gòu)1.6.4.3 性能(1 )物理性能 無毒無味,不透明,易燃、易著色,高光澤度(2)力學(xué)性能韌性好、耐磨、尺寸穩(wěn)定、耐油(3)熱性能ABS熱變形溫度:93 118C PS熱變形溫度:70 98C良好耐
27、熱、耐寒性,可在 40 100 C使用(4)電性能 良好電絕緣性,幾乎不受溫度、濕度、頻率影響(5)耐候性較差,易氧化降解(6)耐化學(xué)試劑及耐溶劑性不受水、無機(jī)鹽、堿、多種酸影響,但溶于醛、酮及氯代烴中1.6.4.4 ABS 塑料的加工(1)工藝特性 無定形,無明顯熔點(diǎn),吸水率0.3%,干燥處理;成型收縮率較低;0.4 0.8%很好光澤性;很好電鍍性(2 )加工工藝 注塑、擠出1.6.4.5 應(yīng)用1)機(jī)械零件 齒輪、軸承、泵葉輪 2)殼體材料 電視機(jī)、手機(jī)、洗衣機(jī)等外殼(3)汽車配件 方向盤、儀表盤、擋泥板、風(fēng)扇葉片(4)其它制品 化工各類防腐蝕管、電鍍制品1.7熱固性通用塑料1.7.1熱固性
28、通用塑料概述樹脂在加工中發(fā)生化學(xué)變化,分子結(jié)構(gòu)從加工前線性轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu),化重復(fù)加工的一類塑料生產(chǎn)、成型特點(diǎn)原料分子量較低的合成樹脂,分子具有活性反應(yīng)基團(tuán)或雙鍵,線性或線性支鏈結(jié)構(gòu) 成型發(fā)生固化反應(yīng),由線性或線性支鏈低聚物轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型高聚物,1.7.21.7.2.11.7.2.2變化1.7.3不能反復(fù)加工主要成型加工方法壓制、層壓、澆注酚醛樹脂(PF)簡介酚類與醛類縮聚反應(yīng)得到樹脂統(tǒng)稱酚類:苯酚、1.7.51.81.8.1成型后不能再加熱軟性能特點(diǎn) 強(qiáng)度、耐熱溫度、加工尺寸精度較高,耐電弧性、耐蠕變性好(對、鄰)甲酚、同時(shí)樹脂形態(tài)發(fā)生加工較難,3,5二甲酚醛類:甲醛、糠醛1.8.2 1.8.
29、2.1反應(yīng)條件:催化劑:熱塑性酚醛樹脂(酸法樹脂)鹽酸、草酸 PH V 3苯酚/甲醛=6/5或7/6 (摩爾比)反應(yīng)式:(n+1)OH0 +nCHOPHOH» HT CHTd I + n出0線性結(jié)構(gòu),松香狀,性脆,可溶、可熔 用途:壓縮粉、泡沫塑料1.8.2.2熱固性酚醛樹脂(堿法樹脂)反應(yīng)條件:催化劑:氫氧化鈉、氫氧化鋇、氨水熱固性酚醛樹脂:甲階、乙階、丙階(1)甲階樹脂(A階樹脂) 加成反應(yīng) 特點(diǎn):多種羥甲基苯酚的混合物。線性或支鏈,熱塑性樹脂性質(zhì): 形狀:粉狀PH = 8 11苯酚/甲醛=6/7羥甲基縮合反應(yīng)溶于乙醇、丙酮、堿水溶液,熱塑性(2)乙階樹脂(B階樹脂)典型乙階樹脂
30、結(jié)構(gòu)式:(摩爾比)OHOHHOCtC-* CH *f|-CH2OCH- J- CHOHI OHfcohch,oh特點(diǎn):粘稠液體或固體。支鏈或部分交鏈,不溶堿液,可全部或部分溶解于丙酮、乙醇,加熱不 溶化但可軟化又稱:半熔PF(3 )丙階樹脂 不溶不熔交聯(lián)體系,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,分子量很大,完全硬化又稱:不熔PF1.8.3 PF 固化1.831熱塑性PF固化 熱塑性PF結(jié)構(gòu)式:固化特點(diǎn):加固化劑固化劑:六次甲基四胺、多聚甲醛、環(huán)氧樹脂六次甲基四胺加熱分解過程:(CH2)6N4 + 6H2O-6CHO + 4NH1.8.3.2 熱固性PF固化固化方式:(1)加熱固化(2)酸固化 酸類固化劑:鹽酸、磷酸、對
31、 甲苯磺酸PF樹脂固化總結(jié):熱塑性必須加固化劑固化熱固性加熱或加入少量酸類固化劑室溫固 化1.8.4 酚醛塑料 層壓塑料模壓塑料泡沫塑料塑料組分:酚醛樹脂、填料、著色劑、固化劑、潤滑劑1.8.4.1 層壓塑料樹脂制造 > 填料浸膠-干燥-裁剪疊合(或卷制)-加熱壓制-層壓塑料 脂:甲階PF1.8.4.2 模壓塑料 壓塑粉組成:酚醛樹脂、粉狀填料、固化劑、固化促進(jìn)劑、潤滑劑、著色劑各組分作用:酚醛樹脂:粘結(jié)。熱塑性 PF或甲階PF,含量35 55%填料:骨架作用,降低成本 品種:木粉、云母粉、玻纖、石棉、石墨固化促進(jìn)劑:中和樹脂中剩余酸,促進(jìn)硬化,提高耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度主要品種:氧化鎂、氫氧
32、化鈣潤滑劑:消除對模具粘附,增加可塑性、流動(dòng)性主要品種:硬脂酸、硬脂酸鹽類著色劑:主要品種:苯胺黑、酞菁藍(lán)、氧化鐵紅、氧化鉻1.8.4.3 泡沫塑料主要原料:熱塑性或甲階熱固性酚醛樹脂1.8.5 主要性能特點(diǎn) 價(jià)格低廉,耐高溫、電絕緣;脆、不耐堿、需高溫高壓加工1.8.6 應(yīng)用 應(yīng)用領(lǐng)域:酚醛塑料:60% 粘合劑:30%,清漆及其它用途:10%電絕緣材料、管材料、隔熱隔音、耐高溫材料1.9 氨基樹脂(AF)氨基化合物和醛類化合物縮聚產(chǎn)物脲甲醛(UF)三聚氰胺一甲醛(MF)1.9.1 脲醛樹脂(UF) 1.9.1.1 UF 的合成(1)加成反應(yīng) NfCONH + CfO -NHCONHCOHNH
33、CONHCOH + CfO *HOC2NHCONHCOH(2 )縮聚反應(yīng)HOCHNHCONHCOH+ NHCONHHOCHJHCONHCNHCONH結(jié)構(gòu)特點(diǎn):活性羥甲基、活性氫原子1.9.1.2 固化(1 )加熱固化 130 160 C下反應(yīng)2 )加熱并加入潛伏性酸類固化促進(jìn)劑潛伏性酸類固化促進(jìn)劑:又稱催化劑或變定劑。主要品種:草酸、鄰苯二甲酸、一氯乙酸(3 )室溫固化 催化劑:磷酸、氯化銨、氯化鋅191.3 性能優(yōu)點(diǎn):耐光、耐燃、易著色、堅(jiān)硬、耐弱酸、堿及油脂缺點(diǎn):耐濕耐熱性差191.4 應(yīng)用UF最大用途:粘合劑1.9.2 三聚氰胺甲醛樹脂(MF)又稱密胺樹脂密胺塑料特性:耐濕、耐熱、表面硬
34、度高、耐污染、介電 最主要用途:餐具,用量占 50%1.10 聚氨酯(PU分子主鏈含有許多重復(fù)氨基甲酸酯基團(tuán)(又稱氨酯鍵)一NH CO O的一類聚合物1.11.2 泡沫塑料 以樹脂為基礎(chǔ),采用化學(xué)或物理方法,在內(nèi)部產(chǎn)生無數(shù)小氣孔制成的塑料1.11.2.2 原料組分 主要原料:多異氰酸酯、多元醇、催化劑、擴(kuò)鏈劑、發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、 開孔劑阻燃劑、防老劑、增強(qiáng)劑、填充劑1.11.2.3 成泡原理(1 )水RNCO H 2。尸+ eq原理:化學(xué)方法。NCO與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生CO2發(fā)泡。2)低沸點(diǎn)鹵代烴CClF3 eCl2F2原理:物理方法。低沸點(diǎn)物吸收熱量產(chǎn)生氣體,使聚 合物發(fā)泡。1.11.2.
35、4 發(fā)泡成型工藝模塑發(fā)泡 各組分計(jì)量,經(jīng)高速攪拌混合數(shù)秒后,倒入涂有脫模劑的金屬模具在一定溫度預(yù)反應(yīng),脫模,再加熱充分熟化噴涂發(fā)泡借助壓力使各組分在噴槍內(nèi)混合,噴涂于施工物件表面上進(jìn)行現(xiàn)場發(fā)泡成型第2章工程塑料2.1 概述2.1.1定義 作為結(jié)構(gòu)材料,能在較廣溫度范圍內(nèi),承受一定機(jī)械應(yīng)力和較苛刻物理、化學(xué)環(huán)境 中使用的塑料。2.1.2 分類 按產(chǎn)量和使用范圍分類:通用工程塑料:產(chǎn)量大,耐熱溫度100 150C,用作結(jié)構(gòu)材料 五大通用工程塑料比例結(jié)構(gòu):PA(35%)、POM( 20%)、PBT ( 9%、FF PET ( 2%、PC ( 25%)、MPPO( 9%特種工程塑料:產(chǎn)量小,價(jià)格貴,耐
36、熱溫度150 C以上,結(jié)構(gòu)材料或特殊用途主要品種:氟塑料、 PPS PSU PI、PAEK2.1.3 特性結(jié)構(gòu)特性:大分子含有ON、S F等雜原子、極性基團(tuán)2.1.3 特性優(yōu)點(diǎn):比強(qiáng)度高,耐熱、耐寒、耐腐、耐候、耐磨、電絕緣缺點(diǎn):力學(xué)性能、硬度、導(dǎo)熱及耐高溫較金屬或陶瓷差;易老化、蠕變2.2 聚酰胺(PA) 2.2.1 概述大分子主鏈上含有一NH CO-重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的一類線性聚合物總稱俗稱:尼龍2.2.1.1 P型聚酰胺 由w氨基酸自縮聚或由內(nèi)酰胺開環(huán)聚合制得w氨基酸:右cooi內(nèi)酰胺:叫咖co2.2.1.2 mp型聚酰胺由二元胺與二元酸縮聚制得nfN fCH)6NH + nHO OCTCHC
37、OOH -卄NX視NHCg毗CgOH +nH 2Om:二元胺中碳原子數(shù) P:二元酸中碳原子數(shù)221.3 種類 PA6、PA66 PA9、PA610 PA1010、PA11、PA1212、芳香尼龍222脂肪族聚酰胺結(jié)構(gòu)特點(diǎn):線型結(jié)構(gòu),分子鏈骨架組成:一C N柔曲性,典型熱塑性聚合物極性酰胺基t較強(qiáng)結(jié)晶能力、分子鏈之間氫鍵較高內(nèi)聚能密度酰胺基t親水基團(tuán)t吸濕性、吸水率2.2.3 性能2.2.3.1力學(xué)性能(1 )比強(qiáng)度高 比拉伸:PA>金屬; 比壓縮:PA金屬(2)優(yōu)良耐摩擦、耐磨耗性無油潤滑因數(shù)=0.1 0.3( 3)良好耐疲勞性2.2.3.2 熱性能 熔點(diǎn):180 280 C熱變形、最高
38、使用溫度< 100 C,耐寒性良好2.2.3.3 耐化學(xué)試劑及耐溶劑性耐大部分有機(jī)溶劑、堿、鹽,不耐強(qiáng)酸、氧化劑PA6: S =28 (J/cm3) PA66 : S =27.8 (J/cm3) PE : S =16.5 (J/cm3)2.2.3.4 PA最大缺點(diǎn) 耐光性不好 吸水性大小t次甲基數(shù)/酰胺基數(shù)決定2.2.4 加工與應(yīng)用2.2.4.1 成型加工方法最重要方法:注塑2.2.4.2 應(yīng)用利用主要特性:耐磨、自潤滑、耐油、耐腐應(yīng)用領(lǐng)域:機(jī)械、化工、電子電器、零部件及體育運(yùn)動(dòng)器材2.3聚碳酸酯(PC)2.3.1 概述分子主鏈含有一O R O CO重復(fù)單元的線型聚合物總稱應(yīng)用最多品種:
39、雙酚 A型聚碳酸酯 雙酚A型聚碳酸酯結(jié)構(gòu)式:CHOO C 4%CH32.3.2 結(jié)構(gòu)與性能 2.3.2.1 結(jié)構(gòu) 性鏈,無定形熱塑性塑料2.3.2.2 PC主要性能剛性 OOI柔性一C增加剛性結(jié)論:剛(2)熱性能耐熱又耐寒, 在- 100 130 C使用 (3)透明性 透光率87 91%,折射率1.587 ( 4)其它性能 低吸水率、 成型收縮率小,尺寸精度高、耐腐、易著色、阻燃、電性能好(5 )主要缺點(diǎn) 熔體粘度高,制件易應(yīng)力開裂;耐堿性、耐溶劑性差,高溫易水解;耐磨損、耐疲勞性差改性方法:增強(qiáng)、共混2.3.3 加工與應(yīng)用 2.3.3.1 加工 加工方法 注塑擠岀吹塑2.3.3.2 應(yīng)用(1
40、)光學(xué)、照明材料 大型燈罩、窗玻璃、建筑采光板(2)通信材料CD、DVD光盤,光導(dǎo)纖維(3)透鏡材料 鏡片、光學(xué)儀器材料(4)電子/電器材料絕緣材料、開關(guān)、外殼、薄膜(5)包裝材料2.4 聚甲醛(POM2.4.1 概述大分子主鏈含有一CH2(重復(fù)單元的聚合物,學(xué)名:聚氧化亞甲基高結(jié)晶線性熱塑性塑料2.4.2 均聚 POM力學(xué)性能剛而韌,良好綜合力學(xué)性能chonOCF2 H 2OChO-hoch-ochOCHOhC o鍵長:0.146 C- C鍵長:0.154 分子堆集更緊密結(jié)構(gòu)特點(diǎn):線性、對稱、規(guī)整、無側(cè)鏈、高密度結(jié)晶性聚合物2.4.3 共聚 POM°、CHCH0nOCH + mCH
41、 CH OCf OHOCCO JCHO)x(理0呼枝0滬先叫=1.410,結(jié)晶度:70_75%poM性能優(yōu)良原因:高密度、高結(jié)晶2.4.4 性能特點(diǎn)2.4.4.1 綜合性能好 (1)剛、韌、硬 對沖擊強(qiáng)度影響:溫度對沖擊強(qiáng)度影響不大,對缺口十分敏感 (2)優(yōu)良的耐摩擦、耐磨耗性(3)耐疲勞性十分突岀(4)耐蠕變性優(yōu)良2.442熱性能 (1)熔點(diǎn)、熱變形溫度高;(2)長期使用溫度不高;(3)熱穩(wěn)定性差OOIIIIHOC葉 OCHOCHOH + CHCCH-OO解決方法:(1)封端處理,成粉料CMOCH°4°CHCH°CCH(2) 加入抗氧劑、紫外線吸收劑等(3)擠岀
42、造粒2.4.4.3 耐有機(jī)溶劑性能突岀弱極性結(jié)晶、S大、溶解度參數(shù)大2.4.4.4 較好的電性能高密度、高結(jié)晶度束縛偶極矩運(yùn)動(dòng)2.4.4.5 尺寸穩(wěn)定性好,不吸水,但耐候性、耐射線幅射性差POM作為第二代拉鏈,應(yīng)用材料哪些性能?1)良好耐磨性,保證足夠壽命;2)低摩擦系數(shù)和耐疲勞強(qiáng)度,保證配合牢固;3)尺寸精度高,穩(wěn)定性好,不吸水,保證配合默契準(zhǔn)確;4)耐熱水性好,耐堿性洗滌劑,以保證洗滌,外表美觀2.4.5 加工與應(yīng)用2.4.5.1 加工方法注塑和擠岀2.4.5.2 應(yīng)用(1機(jī)械工業(yè) 齒輪、軸承、泵體、皮帶輪(2)汽車工業(yè) 風(fēng)扇、萬向輪、門手柄(3)電子/電器行業(yè) 電動(dòng)工具外殼、電視配件(4
43、)其它 窗框、第二代拉鏈材料、水箱CH卜_。卄2.5 聚苯醚(PPO化學(xué)結(jié)構(gòu)式:CH學(xué)名:聚2,6 二甲基一1,4 苯醚、主要優(yōu)點(diǎn):高耐熱性,低a、硬而堅(jiān)韌、電絕緣性耐水、耐化學(xué)介質(zhì)性優(yōu)良: PPO的a塑料中最小主要缺點(diǎn):熔融流動(dòng)性差,成型加工困難;制品易開裂,耐疲勞差2.6 聚酯類樹脂飽和二元羧酸與飽和二元醇縮聚得到的線性聚合物主要品種: 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET) 聚對苯二甲酸丁二醇酯( PBT)。一 OCO bOC£)4On(PBT)2.6.1 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)2.6.1.1 結(jié)構(gòu) 分子鏈主要結(jié)構(gòu)組成:O bCC古 結(jié)論:剛性、較高 Tg、熔融溫度-力學(xué)性能2
44、.6.1.2 應(yīng)用分類 纖維(滌綸)、塑料2.6.1.3 飲料瓶特性2.6.1.4 PET改性品種(1)增強(qiáng)改性 增強(qiáng)物:玻纖、碳纖、硅纖、硼纖 改善性能:高負(fù)荷下耐熱性、高溫下力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性 (2)共混改性 主要品種:PET/PBT、 PET/PC、PET/PA、PET/PE改善性能:沖擊、尺寸穩(wěn)定性261.5 加工方法 注塑、擠岀、吹塑 261.6 應(yīng)用1)瓶類2)薄膜、片材3 )工程塑料2.7 聚酰亞胺(PI )大分子主鏈上含有酰亞胺基團(tuán)的一類芳雜環(huán)聚合物總稱PI主要品種:熱固性均苯型、熱塑性醚酐型結(jié)構(gòu)特點(diǎn):主鏈苯環(huán)、酰亞胺基形成五元雜環(huán)t剛性大,分子間作用力強(qiáng),斂集密度高突岀性能
45、:熱穩(wěn)定性、高溫下力學(xué)、電性能、耐化學(xué)介質(zhì)、耐幅射、阻燃性應(yīng)用:薄膜、涂料、纖維、工程塑料2.8 氟塑料 分子鏈中含有氟原子的塑料總稱F FC C】n2.8.1 聚四氟乙烯(PTFE) 2.8.1.1 結(jié)構(gòu)式:F F 2.8.1.2 一般性能蠟狀白色結(jié)晶、d=2.14 2.30,重均分子量=5 X 105 9X 106,熔點(diǎn)=320 345 C,很好生理相容性281.3 優(yōu)點(diǎn)1)優(yōu)異耐高、低溫性,工作溫度范圍寬2)優(yōu)異耐化學(xué)腐蝕、老化性3)摩擦因數(shù)小、極低粘附性 4 )優(yōu)異介電、電絕緣性、阻燃性2.8.1.4 缺點(diǎn)(1)除自潤滑性外,其它力學(xué)性能一般(2)冷流性3)難熔融加工性2.8.1.5
46、成型方法 燒結(jié)、擠岀、推壓、機(jī)械加工、涂覆成型2.8.1.6 應(yīng)用防腐、滑動(dòng)、密封、電絕緣、防粘、醫(yī)用第3章橡膠3.1 概述 橡膠:具有高彈性的高分子材料,又稱彈性體3.1.1 橡膠分類 天然(NR、合成:通用,特種,熱塑性彈性體 合成橡膠:單體經(jīng)聚合反應(yīng)合成的高分子材料通用合成橡膠 簡稱:通用橡膠性能與NR相近,代替NR使用的合成橡膠主要品種:丁苯、順丁、乙丙、丁基、氯丁橡膠特種合成橡膠簡稱:特種橡膠具有特殊性能,專門用于耐熱、耐寒、耐油等特殊用途的橡膠主要品種:丁腈、聚氨酯、丙烯酸酯、硅、氟橡膠 熱塑性彈性體 常溫下具有類似于橡膠的力學(xué)、使用性能,又能按熱塑性塑料進(jìn)行加工和回收的材料 主要
47、品種:聚氨酯類、苯乙烯類、聚烯烴類3.1.2 橡膠的性能指標(biāo)3.1.2.1 物理機(jī)械性能(1、拉伸性能 表示參數(shù):拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率、定伸應(yīng)力、扯斷永久變形定伸應(yīng)力(定伸強(qiáng)度)試樣一定伸長(300% 500%時(shí),原橫截面上單位面積所受的力,MPa扯斷永久變形 Hd=(L2 L0 ) L0 X 100% L0 :試驗(yàn)前試樣工作標(biāo)距L2 :試樣扯斷后停放 3min對接起來標(biāo)距(2、彈性 受外力發(fā)生形變, 除去外力后迅速回復(fù)原有尺寸的能力試驗(yàn)方法:回彈性試驗(yàn),也稱擺錘彈性試驗(yàn)(3、硬度 橡膠抵抗外壓力下形變的能力常用測試儀器:邵式硬度計(jì)A(4、磨耗 試樣在一定轉(zhuǎn)數(shù)或一定行程內(nèi)磨損體積主要測試方法:
48、Akron、Schopper、格拉西里、皮克磨耗 橡膠其它性能指標(biāo):耐低溫、耐熱、耐老化、耐燃燒、電、耐介質(zhì)性能3.1.2.2 橡膠的工藝性能可塑性、門尼焦燒測試儀器門尼粘度計(jì)(100 C)、壓力(3 X 106ML1+4 100 °C(1可塑性固體受外力作用變形后,能完全或部分保持變形的性質(zhì)測試原理:未硫化橡膠在兩個(gè)能相對轉(zhuǎn)動(dòng)的模腔和轉(zhuǎn)子之間一定的溫度 6 X 106 Pa、下,測定試樣變形時(shí)所受的扭力一門尼粘度表示方法:ML1+4 100 Cff分子量彈性可塑性J3.1.3 配方3.1.3.1橡膠制品的原材料生膠、再生膠、硫化膠膠粉+ 配合劑(1)生膠、再生膠、硫化膠膠粉 生膠
49、沒有經(jīng)過加工和配合的原料橡膠天然膠乳T膠粘劑、干膠 生產(chǎn)合成橡膠單體:丁二烯、異戊二烯、乙烯、苯乙烯 再生膠 廢硫化膠經(jīng)處理后制得的具有一定可塑性,能重新硫化的材料主要反應(yīng):脫硫脫硫原理:不破壞 C C下,打斷s s、c S,切斷部分長鏈和交聯(lián),分子鏈降低,彈性變塑性 再生膠生產(chǎn)方法:高溫連續(xù)脫硫、微波脫硫、超聲波脫硫 硫化膠膠粉 廢舊橡膠制品直接粉碎(2) 橡膠配合劑 純橡膠缺點(diǎn):分子間作用力很小,溫度升高變軟發(fā)粘,外力下容易產(chǎn)生塑性流動(dòng),遇溶劑易溶脹溶解,力學(xué)性能低,耐老化性能差,無實(shí)用價(jià)值配合劑作用:改善加工性能,延長制品使用壽命,提高使用價(jià)值,降低成本 主要配合劑 硫化劑、硫化促進(jìn)劑、
50、硫化活性劑)、防焦劑、防老劑、增強(qiáng)劑、填充劑硫化劑:一定條件下,使橡膠發(fā)生交聯(lián)的物質(zhì)硫化劑:二交聯(lián)劑生膠:硫化前的橡膠硫化膠、熟橡膠:已硫化的橡膠硫化劑種類:硫磺、含硫化合物、過氧化物、胺、金屬氧化物硫化促進(jìn)劑作用:加快硫化速度,縮短硫化時(shí)間,減少硫化劑用量,降低硫化溫度,提高硫化 膠物理力學(xué)性能常用品種:噻唑類、秋蘭姆類防焦劑又稱硫化延遲劑、硫化延緩劑、穩(wěn)定劑少量加入可防止或延緩膠料發(fā)生焦燒的物質(zhì)焦燒: 膠料在硫化前的加工及貯存過程中發(fā)生的早期輕度硫化現(xiàn)象 防焦劑主要種類:亞硝基化合物類、有機(jī)酸類、硫氮類 完整硫化交聯(lián)體系組成:硫化劑、促進(jìn)劑、活性劑、防焦劑 其它配合劑 隔離劑、發(fā)泡劑、著色
51、劑、軟化劑3.132橡膠制品配方表示基本配方生膠用量100份應(yīng)用場合:實(shí)驗(yàn)室中 質(zhì)量分?jǐn)?shù)配方 膠料總質(zhì)量100%應(yīng)用場 合:計(jì)算材料成本 體積分?jǐn)?shù)配方 總體積100%應(yīng)用場合:計(jì)算體積成本 生產(chǎn)配方 煉膠機(jī) 的規(guī)格和容量制定的配方 又稱:實(shí)用配方 單位:Kg3.1.4 橡膠的加工工藝 塑煉、混煉、壓延和壓岀、成型、硫化3.1.4.1 塑煉 生膠彈性-可塑性生產(chǎn)設(shè)備:開煉機(jī)、密煉機(jī) 可塑性:門尼粘度3.1.4.2 混煉 生膠和各種配合劑混合均勻的過程主料(膠)一促進(jìn)、活性、防老劑一補(bǔ)強(qiáng)、填充劑一液體軟化劑一硫磺注意加料順序3.1.4.3 壓延和壓岀得到初坯3.1.4.4 成型 把構(gòu)成制品的各部件
52、通過粘貼、壓合得到半成品半成品:尚缺最后一道硫化工序的加工制品3.1.4.5 硫化線型網(wǎng)狀硫化方法:冷、室溫、熱硫化3.1.5 結(jié)構(gòu)與性能3.1.5.1 分子結(jié)構(gòu)特性(1)大分子具有足夠的柔性;Tg低;(2)不結(jié)晶或結(jié)晶度很??;(3)分子必須能夠進(jìn)行交聯(lián),無冷流3.2 通用橡膠3.2.1 天然橡膠(NR用量最大橡膠3.2.1.1 組成和結(jié)構(gòu) 橡膠烴:占93%非橡膠成分:蛋白質(zhì)、水分、灰分、丙酮抽岀物n=10000相對分子質(zhì)量:3 3000萬MWD2.8 10低分子量峰值:20 100萬高分子量峰值:100-ChiH200萬T g= 73 °CCf1-2特性:室溫硬固狀態(tài),50 C軟化
53、100C狀態(tài):可塑性、粘稠狀321.2 性能 (1)優(yōu)點(diǎn)很好彈性生膠伸長率:75 77%硫化膠伸長率:750 850%回彈率:50 85%較高力學(xué)強(qiáng)度拉伸性能、耐屈撓疲勞拉伸強(qiáng)度=1725MPa良好氣密、防水、電絕緣、絕熱、耐寒性;加工性能好 MWD2.8 10(2)缺點(diǎn) 耐臭氧、熱氧老化、光性能差;不飽和雙鍵 耐油、耐溶劑性極差非極性橡膠 結(jié)論:用量最大、綜合性能最好的橡膠3.2.2 丁苯橡膠(SBR以丁二烯、苯乙烯為單體共聚而成的高分子彈性體產(chǎn)量第二,占橡膠總產(chǎn)量34%合成橡膠第一,占 55%C廿C社C*CH)*CFCH »( CH CH. nCH右3.2.2.1 結(jié)構(gòu)C&quo
54、t;苯乙烯:剛性 丁二烯:柔韌性3.2.2.2 性能(1)優(yōu)點(diǎn)質(zhì)量均一,無異物混入;耐熱、老化、臭氧、耐磨、耐油優(yōu)于NR與BR、NR混溶性好(2)缺點(diǎn)純膠強(qiáng)度低,彈性、耐寒性較差;耐撕裂性、粘著性 較差;滯后損失大;硫化速度慢3.2.2.3 應(yīng)用 部分或全部代替 NR使用3.2.3 聚丁二烯橡膠(BR) 1,3 丁二烯結(jié)構(gòu): C憶CH CPCH br: 1,3 丁二烯為單體聚合的彈性體順式一1,4聚丁二烯:Tg= 102C全同立構(gòu)聚1,2丁二烯:Tg= 15C順丁橡膠:順式一1, 4結(jié)構(gòu)含量達(dá)95%以上的聚丁二烯橡膠主要性能特點(diǎn):彈性最高,耐低溫性、耐磨、相容性好應(yīng)用輪胎、膠鞋、膠帶、膠輥3.2.4.2 乙丙橡膠的組成、結(jié)構(gòu)(1) 化學(xué)結(jié)構(gòu)n xCH=CH + ny CH2=CH-CH3D
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