教學(xué)進(jìn)度表40學(xué)時(shí)

1、教學(xué)進(jìn)度表（40學(xué)時(shí)）第一周 緒論（2）第二周 塑料添加劑（2）第三周 熱塑性塑料（2）第四周 熱固性塑料、工程塑料（2）第五周 橡膠（天然橡膠）（2）第六周 合成橡膠（2）第七周 纖維（天然纖維）（2）第八周 合成纖維（2）第九周 涂料組成、油基涂料（2）第十周 合成樹脂涂料（2）第十一周 功能高分子材料簡介（2）第十二周 化學(xué)功能高分子材料（離子交換樹脂）第十三周 化學(xué)功能高分子材料（高吸水性樹脂）第十四周 高分子絮凝劑、光功能高分子材料第十五周 光刻蝕劑、光致變色材料第十六周 電功能高分子材料（3）第十七周 高分子液晶（3）第十八周 復(fù)合高分子材料、納米高分子材料（4）第一章 緒論1高分

2、子材料在國民經(jīng)濟(jì)中的地位材料、能源、信息是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱，而材料科學(xué)又是一切技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。人類的生活和科技的發(fā)展離不開材料，同時(shí)，新材料的出現(xiàn)往往又推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展和生活的改善，人類使用自己制造的材料已數(shù)千年的歷史了，但材料做為一門科學(xué)卻僅有幾十年的時(shí)間。材料科學(xué)是一門新興的學(xué)科，是眾多基礎(chǔ)學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科相互交叉、滲透、融合的一門綜合學(xué)科，對材料科學(xué)的深入研究，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。高分子材料是材料領(lǐng)域中的新秀，但卻給材料領(lǐng)域帶來重大變革。目前，高分子材料已經(jīng)在高新技術(shù)，國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，已成為國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域不可缺少的材料，可以這樣說，沒有高分子材料，就沒有我

3、們今天的文明生活，高分子材料由于原料來源豐富，制造工藝簡單，用途廣泛，品種繁多，節(jié)省能源，在材料領(lǐng)域中的地位日益突出，不但在數(shù)量上，而且在品種上每年都在以較大的百分?jǐn)?shù)增長，用以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ畹男枰?，并為發(fā)展高新技術(shù)提供更多更有效的結(jié)構(gòu)材料功能材料和專用材料。材料科學(xué)主要研究材料的制備、結(jié)構(gòu)、性能和加工以及它們之間的相互關(guān)系，高分子材料科學(xué)主要研究高分子材料的制備、結(jié)構(gòu)與材料性能之間的關(guān)系；探索加工工藝對材料性能的影響；為改進(jìn)加工工藝，提高高分子材料的性能和合理利用、開發(fā)新的高分子材料、改進(jìn)現(xiàn)有的加工工藝，開拓新的應(yīng)用領(lǐng)域提供理論依據(jù)，從材料的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)（包括分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)

4、構(gòu)）上闡明材料性能變化的規(guī)律性。在此基礎(chǔ)上，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量，改進(jìn)加工工藝，更合理更有效利用高分子材料的目的，并最終實(shí)現(xiàn)按預(yù)定性能設(shè)計(jì)和制備新材料，更好地為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。材料的結(jié)構(gòu)決定了其用途，而材料的性能又決定其使用范圍。人們對材料性能的不斷更新的要求又反過來促使人們?nèi)ブ苽浜驮O(shè)計(jì)出新的材料。人類與材料固有的關(guān)系由原先材料固有的性能決定應(yīng)用，轉(zhuǎn)變到先有性能的需要，再去研制能滿足這種性能的材料，也就是逐步達(dá)到分子設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)的目的。2材料的類別材料從不同角度出發(fā)，有許多不同的分類方法，按化學(xué)組成分類可分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料和有機(jī)高分子材料及復(fù)合材料。按結(jié)構(gòu)形態(tài)分類，可以分為單晶、多晶

5、、非晶和復(fù)合材料等。按材料所起的作用分，可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料兩種。此外，也可按使用的領(lǐng)域分為電子材料、耐火材料、醫(yī)用材料、耐蝕材料、建筑材料、工程材料等不同類型。21 金屬材料金屬材料分為兩種，一種以純金屬使用，另一種由幾種金屬適當(dāng)加入某些其它物質(zhì)，以提供其特殊性能，我們稱之為合金，如鋼、青銅、鋁合金、鈦合金等。工業(yè)上又把金屬材料分為黑色金屬和有色金屬兩大類。黑色金屬通常指鐵和鐵基合金，是工為業(yè)上應(yīng)用最廣泛，產(chǎn)量最大的金屬材料。其中又以鐵碳合金，包括碳鋼、合金鋼、不銹鋼、和鑄鐵為主，碳鋼又叫碳素鋼，根據(jù)含碳量的多少分為低碳鋼、（含碳0.25%以下）、中碳鋼（含碳0.30%-0.60%）和高

6、碳鋼（含碳0.60%-2.00%）。合金鋼是含有一定量的其它元素的鋼，常用的元素有鉻、鉬、鎢、銅、鋁、鎳、鈷、錳、鈦、釩、鉭、硼、硅等，種類繁多，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，合金鋼根據(jù)其組成和用途可以進(jìn)行不同分類，如按合金中，其它元素的不同含量可以分為低合金鋼（其它元素總含量一般在3%-5%以下）、中合金鋼（其它元素總含量在5%-10%）和高合金鋼（其它元素總含量在10%以上）三大類。根據(jù)其它元素的種類，可以分為鎳鋼、鉬鋼、錳鋼、鉻鋼、鎢鋼、硼鋼、鐵釩鋼、錳硅鋼等。另外，根據(jù)用途又可以分為結(jié)構(gòu)合金鋼、工具合金鋼和特種合金鋼（如不銹鋼），不銹鋼是一類可以耐酸、堿、鹽腐蝕的特種鋼的總稱，主要是含鉻

7、合金鋼，一般含鉻量不低于12%，這種鋼暴露于氧氣中時(shí)，在其表面形成一層薄的氧化鉻，對表面起保護(hù)作用，因而具有優(yōu)良的耐腐蝕特性。常用的有鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩類，鑄鐵是含碳量大于2%的鐵碳合金，同時(shí)還含有少量的硅、錳和硫、磷。不同的鑄造工藝可以得到不同類型不同用途的鑄鐵。有色金屬通常指除了鐵和鐵合金以外的其它金屬，可以分為四類：（1）重金屬，如銅、鋅、鉛、鎳等；（2）輕金屬，如鉀、鈉、鈣、鎂、鋁等；（3）貴金屬，如金、銀、鉑等；（4）稀有金屬，如鍺、鈹、鑭、鈾等，由于稀有金屬在現(xiàn)代工業(yè)中的作用日益增強(qiáng)，還有一種分類法是將稀有金屬從有色金屬中劃出與黑色金屬、有色金屬并列為三大類，有色金屬里還包括以

8、這些金屬為主生產(chǎn)的合金，如鋁合金、鈦合金、銅合金等。22 無機(jī)非金屬材料由金屬以外的無機(jī)化合物或元素構(gòu)成的材料通稱無機(jī)非金屬材料，主要為硅酸鹽材料。硅酸鹽是地球上存在量最大的礦物，由SiO2和不同的氧化物結(jié)合可以形成不同的硅酸鹽。按其使用情況可以分為玻璃、陶瓷和水泥三大類。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在原有硅酸鹽的基礎(chǔ)上相繼研制出許多新型的無機(jī)材料，如鍺和硅是目前半導(dǎo)體工業(yè)所用的主要材料，還有用焦碳和石英砂制成的碳化硅材料以及氮化硼、鈦酸鋇鐵電體材料等。23 高分子材料高分子材料也稱為高聚物材料，它是以高分子化合物為基體，再配以其它添加劑（也叫助劑）所構(gòu)成的一類材料的總稱。高分子材料有各種不同的分類方

9、法，按來源可以分為天然高分子材料和合成高分子材料。按性能和用途又可以分為塑料、橡膠、纖維、膠粘劑、涂料、功能高分子材料及聚合物基復(fù)合材料。按高分子主碳結(jié)構(gòu)分又可以分為碳鏈高分子材料，雜鏈高分子材料和元素有機(jī)高分子材料三大類。24 復(fù)合材料由兩種或兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)以不同方式組合，而得到一種具有復(fù)合效果的多相固體材料稱之為復(fù)合材料，所謂復(fù)合效果就是組合的復(fù)合材料其性能優(yōu)于原先材料各自性能或具有新的性能特點(diǎn)。復(fù)合材料一般由連續(xù)相的基材（如樹脂基、陶瓷基、金屬基等）和分散相的增強(qiáng)材料（如纖維、織物、金屬絲及粉末填料等）所組成。如玻璃鋼就是用玻璃纖維或玻璃布增強(qiáng)的塑料，其制造方法是在不飽

10、和樹脂中加入苯乙烯和固化劑，然后涂布于玻璃纖維或玻璃布上，再經(jīng)固化成型而得。其基體材料除不飽和樹脂外還可用環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂等。近年由于碳纖維的開發(fā)利用，以碳纖維作為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料正在迅速發(fā)展。復(fù)合材料具有非常高的比強(qiáng)度和比模量，被廣泛使用于航空、航天、導(dǎo)彈、核武器等領(lǐng)域。3高分子材料的發(fā)展趨勢31 高分子材料科學(xué)研究發(fā)展趨勢隨著生產(chǎn)和科技的發(fā)展，對高分子材料性能提出各種各樣新的要求。但總的來說，今后高分子材料總的發(fā)展趨勢是高性能化高功能化、復(fù)合化、精細(xì)化和智能化。311 高性能化隨著航空、航天、電子、信息技術(shù)、汽車工業(yè)、兵器工業(yè)、家用電器等工業(yè)領(lǐng)域的需要發(fā)展，對材料提出了許多新的要求，要

11、求其機(jī)械性能、耐熱性，耐久性、耐腐蝕性能進(jìn)一步提高。因而，高性能材料的開發(fā)和研究是材料科學(xué)領(lǐng)域科研的一個(gè)主要方面，高分子材料高性能化研究主要包括單一高分子材料的高性能化，通過改性技術(shù)高性能化以及于此研究相適應(yīng)的高分子材料評價(jià)技術(shù)的研究。高分子材料高性能化主要有：（1）創(chuàng)造新的高分子聚合物；（2）通過改變催化劑或催化體系，合成工藝及共聚、共混、交聯(lián)、結(jié)晶等進(jìn)行高分子改性；（3）通過新的加工方法，改變聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、達(dá)到高性能化；（4）通過微觀復(fù)合方法，例如原位復(fù)合、分子復(fù)合、自增強(qiáng)，達(dá)到高性能化，對現(xiàn)有品種的改性是今后提高高分子材料性能、發(fā)展新品種的主要途徑。312 高功能化功能高分子材料是

12、材料領(lǐng)域最具活力的新領(lǐng)域，雖處于開發(fā)初期階段，但已在研究的深度和廣度上獲得一定進(jìn)展，出現(xiàn)了一大批具有各種各樣新功能的高分子材料，主要包括化學(xué)功能高分子材料，電磁功能高發(fā)子材料，光功能高分子材料，生物功能高分子材料等。如，可以像金屬一樣導(dǎo)電和導(dǎo)熱的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性高聚物，能吸收自重、幾千倍的高吸水性樹脂，可用于制造大規(guī)模集成電路的光刻膠，要以作為人造器官的醫(yī)用高分子材料等?？梢灶A(yù)期，隨著科技的發(fā)展，將會(huì)有更多更好的高功能高分子材料問世。功能高分子材料的明天將會(huì)更燦爛。313 復(fù)合化復(fù)合材料可以克服單一材料的缺點(diǎn)和不足，發(fā)揮不同材料的優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大高分子材料的應(yīng)用范圍，提高其經(jīng)濟(jì)效益。復(fù)合材料是材料工業(yè)的

13、發(fā)展方向，高分子材料是復(fù)合材料的基體，同時(shí)許多高性能的增強(qiáng)材料也是高分子材料。如玻璃纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料，當(dāng)前已大規(guī)模地生產(chǎn)和應(yīng)用，占高聚物復(fù)合材料的絕大部分，主要應(yīng)用于汽車、建筑、船舶等領(lǐng)域。高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合材料是新材料革命的一個(gè)重要方向，目前主要應(yīng)用于航空、航天、兵器、造船、海洋工程等方面，其中應(yīng)用最多的就是高性能高聚物復(fù)合材料。當(dāng)前復(fù)合材料基體樹脂主要是熱固性樹脂，但利用熱塑性樹脂作為基體開發(fā)復(fù)合材料近年研究也很活躍。復(fù)合材料今后的研究方向主要是：（1）高性能、高模量的纖維增強(qiáng)材料的研究與開發(fā)；（2）合成具有高強(qiáng)度，優(yōu)良的成型加工性能和優(yōu)良耐熱性的基體樹脂；（3）界面性能，粘接性能的提高及

14、評價(jià)技術(shù)的改進(jìn)；（4）確立無損檢驗(yàn)技術(shù)，提高復(fù)合材料可靠性；（5）微觀復(fù)合與宏觀復(fù)合的綜合利用；（5）新的成型加工技術(shù)的開發(fā)。314 精細(xì)化近幾年，隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，要求所用材料及加工技術(shù)進(jìn)一步向高純化、超凈化、精細(xì)化、功能化方向發(fā)展。例如，超大規(guī)模集成電路用光致抗蝕劑，目前光刻工藝分辨率可達(dá)1m-2m，實(shí)驗(yàn)室水平可達(dá)0.1m。為了發(fā)展亞微米級(jí)（0.01m）和納米級(jí)（0.001m）的超微細(xì)光刻工藝，除了要發(fā)展適于波長更短的光源曝光的新型光致抗蝕劑，還要改進(jìn)光刻工藝，由于信息技術(shù)發(fā)展而興起的有機(jī)電子材料，如有機(jī)導(dǎo)體和超導(dǎo)體、有機(jī)半導(dǎo)體、光導(dǎo)體、有機(jī)鐵磁體相繼開發(fā)成功，而且這一領(lǐng)域目前研究日

15、益活躍，前途不可限量。315 智能化賦于材料智能化是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的重大課題，智能材料是使材料本身帶有生物所具有的高級(jí)智能，例如預(yù)知預(yù)告性，自我診斷，自我修復(fù)，認(rèn)識(shí)識(shí)別能力、刺激反應(yīng)性，環(huán)境應(yīng)答性等種種特性，對環(huán)境變化可以作出合乎要求的應(yīng)答，例如開發(fā)出事先能預(yù)告疲勞、裂縫和壽命的材料；對環(huán)境變化、折射率、透光率、反射率會(huì)作出相應(yīng)變化的光學(xué)材料；根據(jù)人體的狀態(tài)，控制和調(diào)節(jié)藥劑釋放的微膠囊材料，根據(jù)生物體生長或愈合的情況，或繼續(xù)生長或發(fā)生分解的人造血管，人工骨等醫(yī)用材料。由功能材料到智能材料，是材料科學(xué)的又一次飛躍，它是新材料、分子、原子級(jí)工程技術(shù)、生物技術(shù)和人工智能諸多學(xué)科相互融合的一個(gè)產(chǎn)物。3

16、2 高分子材料生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展趨勢高分子材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在二個(gè)方面，一是改進(jìn)原有品種的性能或者生產(chǎn)具有新功能的高聚物，另一方面必須在技術(shù)上著眼于工藝技術(shù)的合理化，自動(dòng)化和最佳化，在生產(chǎn)中必須重視節(jié)省能源、消除污染。因此，產(chǎn)品質(zhì)量的提高以及工藝技術(shù)的完善與最佳化，將成為今后高分子材料生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢。321 綜合利用資源、強(qiáng)化生產(chǎn)、簡化工藝，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化、最佳化在目前及今后相當(dāng)長一段時(shí)間，制備高分子材料的原料仍將以石油和天然氣為主，但從油脂、煤及農(nóng)副產(chǎn)品為原料制備高分子材料的趨勢將會(huì)日趨強(qiáng)烈。對石油及天然氣也要注意綜合利用，例如C3以上成份的合理充分利用；一些烷烴，合成氣及其它工

17、業(yè)副產(chǎn)物的綜合利用也要引起重視，農(nóng)副產(chǎn)品屬可再生資源，取之不盡，用之不竭，由其生產(chǎn)高分子材料具有極強(qiáng)的生命力和廣闊的發(fā)展空間。開發(fā)高效催化劑和引發(fā)劑，縮短聚合反應(yīng)時(shí)間，提高生產(chǎn)率是高分子材料生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的又一領(lǐng)域。目前在聚烯烴生產(chǎn)中，高活性高定向的高效催化劑已逐步取代常規(guī)催化劑，這種趨勢仍將繼續(xù)。在高分子材料合成中，改變催化劑或改變其組成狀態(tài)都可以改變高聚物的微觀結(jié)構(gòu)，并得到不同性能的產(chǎn)品。這也是生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展中開發(fā)高效催化劑的一個(gè)方面工作。高分子聚合物只有通過成型加工才能成為有使用價(jià)值的產(chǎn)品，高分子加工是高分子材料生產(chǎn)中不可缺少的環(huán)節(jié)。高速化、大型化、自動(dòng)化是高聚物加工手段的發(fā)展趨勢。它主要通

18、過對現(xiàn)有加工方法的完善、改善和合理化。其中最主要的是生產(chǎn)過程自動(dòng)化和電子計(jì)算機(jī)的普遍應(yīng)用?？s短成型周期，簡化加工工藝，改進(jìn)成型方法，發(fā)展直接成型越來越受到重視。在成型加工中，諸如激光、多種粒子束、超聲波、等離子體、微波、磁場諸多新技術(shù)的應(yīng)用已將引起廣泛注意，并取得一定成效。另外，合成材料加工助劑的發(fā)展也應(yīng)引起重視，今后的發(fā)展趨勢是開發(fā)高性能、多功能、對環(huán)境友好的助劑新品種。322 節(jié)省資源、能源、防治污染在以后高分子材料生產(chǎn)中，不論是合成單體，或是聚合工藝，乃至加工成型其技術(shù)發(fā)展的出發(fā)點(diǎn)都要著眼于節(jié)省能源，資源和對環(huán)境友好。隨著高分子材料消費(fèi)量的快速增長，相應(yīng)的廢棄物也會(huì)越來越多，對高分子材料

19、廢棄物的處理和再利用，也是高分子材料生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)迫切需要解決的問題。33 高分子材料性能測試及評價(jià)技術(shù)高分子材料評價(jià)技術(shù)對其工業(yè)開發(fā)及利用起著重要的作用。材料評價(jià)技術(shù)包括對材料性能的評價(jià)及判定，以及材料測試技術(shù)兩個(gè)方面。對高分子材料而言，在不同使用環(huán)境下，如何預(yù)測制品的性能，尤其是耐候性、耐久性，使用壽命的預(yù)測是很有實(shí)際意義的，但現(xiàn)在還沒有一套比較成熟的方法有待進(jìn)一步研究，主要包括要研究開發(fā)和建立在極端環(huán)境下材料使用可靠性的實(shí)驗(yàn)方法，以及對材料結(jié)構(gòu)缺陷的分析（包括點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷）和無損檢測技術(shù)，還要解決高精度的結(jié)構(gòu)測定和功能評定技術(shù)在高分子材料的生產(chǎn)制造和應(yīng)用研究中的應(yīng)用。應(yīng)從

20、高分子科學(xué)基礎(chǔ)出發(fā)，結(jié)合具體問題綜合研究來控制質(zhì)量，提出比較容易測定，又能在本質(zhì)上表達(dá)復(fù)雜結(jié)構(gòu)或性能主要特點(diǎn)的表征參數(shù)，從而較好的解決實(shí)際問題。34 高分子分子設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)根據(jù)需要合成具有特定性能或功能的高分子材料，即所謂的“高分子分子設(shè)計(jì)”和“材料設(shè)計(jì)”目前正在開展的工作有下面幾個(gè)方面：（1）深入研究組成、結(jié)構(gòu)和性能（或功能）之間的關(guān)系，找出定性、定量關(guān)系，這是所指的結(jié)構(gòu)不僅包括分子結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，還包括通過填充、共混復(fù)合所形成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。（2）按需要合成具有特定鏈結(jié)構(gòu)的高聚物，這些鏈結(jié)構(gòu)包括：鏈節(jié)單元、聚合度、支化度、支化定向、定序、定交聯(lián)點(diǎn)。（3）研究在加工成型時(shí)，按需要產(chǎn)生一定的聚

21、集態(tài)結(jié)構(gòu)、高次結(jié)構(gòu)以及成型條件、工藝參數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系和相互關(guān)系。（4）將高分子材料科學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)高分子分子設(shè)計(jì)的軟件，計(jì)算機(jī)輔助合成路線選擇軟件、計(jì)算機(jī)輔助材料選擇的專家系統(tǒng)以及建立高分子材料數(shù)據(jù)庫。此外，還包括正在進(jìn)行的分子和原子一級(jí)水平設(shè)計(jì)和合成高分子材料的研究。第二章 通用高分子材料21 塑料211 塑料概述2111 塑料的定義及分類定義：以合成或天然高聚物為基本成分，并配以一定的高分子助劑，如填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等經(jīng)加工可塑成型，并在常溫下保持形狀不變的材料，稱之為塑料。作為塑料基礎(chǔ)成分的高聚物，不僅決定塑料類型而且決定塑料的主要性能。同一種高聚物，由于其制備方法

22、、工藝條件及加工方法不同，即可作塑料，也可作纖維或橡膠使用，如尼龍既可作塑料也可作纖維。塑料有各種不同的分類方法：如按材料的受熱行為分：可分為熱固性塑料和熱塑性塑料。按塑料的使用功能分：把產(chǎn)量大、價(jià)格便宜，原料來源豐富應(yīng)用面廣的塑料稱為通用塑料，例聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯，酚醛塑料和氨基塑料，占塑料總量的80%，其力學(xué)性能、熱性能都比較差，主要作為非結(jié)構(gòu)材料使用。另一類為工程塑料，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、熱性能、尺寸穩(wěn)定可以作為結(jié)構(gòu)材料使用，如聚四氟乙烯、聚酰胺、聚甲醛等。按化學(xué)結(jié)構(gòu)分：可分為聚烯烴、聚苯乙烯類、丙烯酸類、聚酰胺、聚酯類、聚砜類、聚酰亞胺類。2112 組分和作用塑料根據(jù)組

23、分?jǐn)?shù)目可分為單組分塑料和多組分塑料。單組分塑料基本上由高聚物組成，如聚四氟乙烯。大多數(shù)塑料為多組分體系，除高聚物外，還加入添加劑（高分子助劑）。高聚物，助劑和加工工藝是影響高分子材料制品質(zhì)量的三大要素。其中，助劑起著很重要的作用。助劑可以改善材料的加工性能，使用性能并可降低成本，可以說，沒有助劑，就沒有高分子材料工業(yè)。例如，如果沒有熱穩(wěn)定劑，聚氯乙烯就成為不可加工的樹脂。助劑的分類方法很多，有時(shí)一種助劑能起到多方面的作用，所以很難截然分開。若按功能來分，可以分為：（1）穩(wěn)定化助劑：是指為防止或延緩高分子材料在貯存加工以及使用過程中老化和變質(zhì)而加入的助劑，包括抗氧劑，光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑，防霉劑等

24、；（2）提高機(jī)械性能的助劑：主要指填料和增強(qiáng)劑；（3）改善加工性能的助劑：包括潤滑劑、偶聯(lián)劑、抗靜電劑等；（4）其它用途的助劑：如阻燃劑、發(fā)泡劑、著色劑等。下面就主要的助劑作一簡單介紹：（1）填料和增強(qiáng)劑：增強(qiáng)劑可以大大提高塑料制品的強(qiáng)度和剛性，最常用的為纖維材料，如玻璃纖維、石棉纖維、碳纖維、石墨纖維和硼纖維等。填料的主要功能是降低成本和收縮率，還在一定程度上改善塑料的某些性能。如模量、硬度、降低蠕變等。填料品種很多，主要有石英砂、硅酸鹽（云母、滑石粉、陶土、石棉）、碳酸鈣，金屬氧化物，炭黑等。增強(qiáng)劑和填料的增強(qiáng)效果取決于它們和高聚物界面分子之間相互作用的狀況，常用偶聯(lián)劑來處理填料及增強(qiáng)劑，

25、以增加其與高聚物之間的作用力，更好地發(fā)揮增強(qiáng)效果。（2）增塑劑定義：凡是能增加高聚物的塑性、改善加工性能，賦于制品柔韌性的物質(zhì)統(tǒng)稱為增塑劑。增塑劑通常為沸點(diǎn)高、揮發(fā)性小的液體或低熔點(diǎn)固體，能較長時(shí)間貯留在高聚物內(nèi)部，以保持制品的柔韌性。增塑劑的作用就在于削弱高聚物分子鏈間的作用力，以降低其軟化溫度、熔融溫度和玻璃化溫度，通常玻璃化溫度降低值與增塑劑的體積分?jǐn)?shù)成正比。由于玻璃化溫度的降低，從而改善了高聚物的加工性能和提高了制品的柔韌性。作為一種理想的增塑劑，首先應(yīng)與高聚物有良好的相容性，相容性好必然增塑效果好，制品柔韌性好，增塑劑也不會(huì)隨時(shí)間推移而滲出，所以使用壽命長。增塑劑從結(jié)構(gòu)上看，主要是由

26、高級(jí)一元醇和有機(jī)二元酸形成的酯，其中用量最大的鄰苯二甲酸酯類，約占消費(fèi)總量的80%-85%，以鄰苯二甲酸二辛酯、二丁酯為代表。此外還有脂肪族二元羧酸類。磷酸酯類和環(huán)氧酯類。（3）熱穩(wěn)定劑高分子材料在加工、貯存，使用過程中，由于內(nèi)外因素的影響，導(dǎo)致性能變壞，最終喪失使用價(jià)值，此類現(xiàn)象叫老化，老化的實(shí)質(zhì)是材料的基本成份高聚物發(fā)生了降解或交聯(lián)兩類不可逆化學(xué)反應(yīng)。如何采取防老化措施，以達(dá)到延緩其老化速度，延長其壽命，這就是高分子材料的穩(wěn)定化。為了達(dá)到穩(wěn)定化目的而加入的一些助劑叫穩(wěn)定劑。凡是能增加高聚物熱穩(wěn)定性的助劑叫熱穩(wěn)定劑。熱穩(wěn)定劑的作用（主要針對PVC）：（1）吸收和中和PVC分解所放出的HCl；

27、（2）置換分子中不穩(wěn)定的氯原子，抑制脫HCl反應(yīng)；（3）能與聚烯烴中生成的雙鍵進(jìn)行加成；（4）防止烯烴結(jié)構(gòu)氯化等。常用的熱穩(wěn)定劑有： 鉛鹽類： 三鹽基硫酸鉛； 金屬皂類： 硬脂酸和月桂酸的鎘、鋇、鉛、鈣等鹽； 有機(jī)錫類： 二月桂酸二丁基錫； 環(huán)氧酯類：環(huán)氧大豆油。 （4）抗氧劑抗氧劑是指能延緩或抑制材料氧化老化的物質(zhì)，其作用在于它能消除老化反應(yīng)中生成的過氧化自由基，還原烷基或羥基自由基等，從而使氧化的連銷反應(yīng)中止?？寡鮿┲饕腥〈宇?，芳胺類、亞磷酸酯類，含硫酯類等，其中以酚類和胺類為主，約占總量的90%。（5）光穩(wěn)定劑在戶外使用的高分子材料，由于陽光中的紫外線和大氣中氧的綜合作用，導(dǎo)致材料性

28、能變壞，最后喪失使用性能，這個(gè)過程稱為光氧化降解或光氧老化。光氧化機(jī)理基本上與熱氧化機(jī)理類似，當(dāng)然不同的高聚物其對紫外線的敏感波長也不相同，因此，選擇光穩(wěn)定劑時(shí)應(yīng)于以注意。光穩(wěn)定劑種類很多，按作用機(jī)理可以分為四類：光屏蔽劑、紫外線吸收劑、能量轉(zhuǎn)移劑，自由基捕捉劑。其中紫外線吸收劑是光穩(wěn)定劑的主體。紫外線吸收劑能夠強(qiáng)烈的吸收紫外光，并將其能量轉(zhuǎn)換成無害的熱能形式放出，使高聚物免遭破壞。常見的紫外線吸收劑有水楊酸酯類、二苯甲酮類、苯并三唑類、三嗪類以及取代丙烯腈類，其中以二苯甲酮類產(chǎn)量最大，用途最廣。例，UV-9為2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮。（6）防霉劑由于生物因素而引起材料的破壞稱之為生物老化

29、，如海生生物的附殖，昆蟲鼠類等的侵蝕，微生物（霉菌和細(xì)菌）的長霉等，其中又以微生物長霉最為普遍，長霉是霉菌在高分子體系內(nèi)生長和繁殖的結(jié)果。溫度和濕度是霉菌生存和繁殖的首要條件，其次還與高分子材料的品種、組成有關(guān)，例如，天然高分子材料中的木材制品，纖維制品就極易受微生物的侵蝕而導(dǎo)致材料老化。一般講，合成樹脂對霉菌感受性很小，但合成材料中的助劑，往往成為霉菌滋長的營養(yǎng)物料。如增塑劑，就可以為霉菌分泌物所分解，轉(zhuǎn)化成醇類等有機(jī)物，為霉菌提供養(yǎng)料，從而使霉菌生長和繁殖。另外，由于高分子材料的表面靜電作用，使大氣中存在物質(zhì)附著在高分子材料表面，也為霉菌提供生長環(huán)境。防霉措施：選擇抗霉性強(qiáng)的材料，包括各類

30、助劑；進(jìn)行表面處理、添加防霉劑。防霉劑為一類能抑制霉菌生長和殺滅霉菌的助劑，其主要品種為酚類化合物，例苯酚和鹵代苯酚及其衍生物。如：五氯苯酚、五氯苯酚鈉，另外，還有有機(jī)汞化合物和有機(jī)錫化合物。（7）阻燃劑絕大多數(shù)高分子材料都是易燃的，凡能增加高分子材料耐燃性的物質(zhì)，叫阻燃劑。含有阻燃劑的塑料，大多數(shù)具有自熄性，也可以是不燃性的。隨著人們對塑料燃燒問題的重視，阻燃劑發(fā)展很快，其生產(chǎn)與消費(fèi)量居添加劑第二位。阻燃劑大多是周期表中V、VII、III族元素的化合物。如第V族的氮、磷、銻、鉍的化合物，第VII族的氯、溴的化合物和第III族的硼、鋁化合物，此外，硅和鉬的化合物也可作為阻燃劑使用，其中最常用的

31、是氯、溴、磷、銻和鋁的化合物。阻燃劑是以阻止燃燒為目的，其阻燃機(jī)理較為復(fù)雜，主要有以下幾種，一是阻燃劑的加入，能使燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能分散，降低高聚物表面溫度；二是將可燃性高分子材料與空氣隔絕；三是能稀釋高分子材料分解產(chǎn)生的可燃性氣體，或者能捕獲燃燒時(shí)產(chǎn)生的自由基。從而中斷鏈?zhǔn)窖趸磻?yīng)。當(dāng)然一種阻燃劑不可能同時(shí)具備以上全部作用，但可通過加入幾種不同阻燃劑發(fā)揮不同作用。根據(jù)阻燃劑的使用方法，可以分為添加型和反應(yīng)型兩大類，添加型阻燃劑是在加工時(shí)，簡單地?fù)郊尤胨芰现?，其?yōu)點(diǎn)是使用方便，適用面廣，但往往對塑料的性能有一定影響，一般多用于熱塑性塑料。反應(yīng)型阻燃劑是在高分子合成時(shí)作為一個(gè)組分參與反應(yīng)，或通過化

32、學(xué)反應(yīng)使它成為高聚物的組成部分，所以阻燃性持久，對塑料性能影響小，主要用于熱固性塑料。添加型阻燃劑有無機(jī)類化合物：三氧化二銻、氫氧化鋁、硼酸鋅、偏硼酸鋇等，有機(jī)類阻燃劑有磷酸酯類（磷酸三甲苯酯、磷酸二苯酯磷酸三辛酯；含氯磷酸酯（磷酸三（2，3-二氯丙）酯，磷酸三-（2，3-二溴丙基）酯等）。有機(jī)鹵化物：氯化石蠟、氯化聚乙烯、四溴雙酚A和十溴二苯醚等。反應(yīng)型阻燃劑有氯代酸酐、四氯或四溴鄰苯二甲酸酐。（8）發(fā)泡劑高分子泡沫材料由于質(zhì)輕、隔熱、隔音，有極優(yōu)良的電性能和機(jī)械阻尼特性，故用途較廣。發(fā)泡劑：能使高分子材料成為泡孔結(jié)構(gòu)的一類物質(zhì)稱之為發(fā)泡劑。發(fā)泡劑作為一種助劑加到高分子化合物中，當(dāng)加工受熱時(shí)

33、，釋放出的氣體尚未逸出表面時(shí)，高分子材料已成型，而氣體則留在材料中，形成泡孔結(jié)構(gòu)。發(fā)泡劑按產(chǎn)生氣體的方式分為物理發(fā)泡劑和化學(xué)發(fā)泡劑兩類，物理發(fā)泡劑主要是依靠本身的物理狀態(tài)的變化而達(dá)到發(fā)泡的目的，最常用的是脂肪烴和鹵代烴，屬于揮發(fā)性液體，一般常用沸點(diǎn)不超過100的液體，如戊烷 、己烷、二鹵甲烷等?；瘜W(xué)發(fā)泡劑是指經(jīng)加熱分解后放出氣體，使高分子材料發(fā)泡的物質(zhì)，主要有無機(jī)發(fā)泡劑如碳酸銨、碳酸氫鈉、亞硝酸銨等，這是最早使用的一類發(fā)泡劑，多用于橡膠制品，有機(jī)發(fā)泡劑主要有偶氮化合物亞硝基化合物以及磺酰肼類等。作為發(fā)泡劑應(yīng)具有發(fā)泡迅速并可調(diào)節(jié)，發(fā)氣量大，分解溫度適宜，易于在高分子材料中分散，發(fā)泡劑本身及其分解

34、生成的氣體和殘余物無毒、無臭、不污染制品，不腐蝕加工設(shè)備且價(jià)格低廉。（9）抗靜電劑由于高分子材料優(yōu)良的絕緣性和小的吸水性，所以一旦在材料表面形成靜電就難以消除，這種靜電可影響高分子材料的加工和質(zhì)量。甚至帶來嚴(yán)重的危害性。如，加工薄膜時(shí)，由于靜電吸引力，使薄膜粘在機(jī)械上，合成纖維加工，因靜電吸引力而使纖維粘結(jié)在一起或粘附在機(jī)械輥筒上而使操作難以進(jìn)行，塑料唱片會(huì)因吸塵而影響音質(zhì)，電影膠片因吸塵而影響圖像，在電影膠片生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電可高達(dá)幾千伏，若不予以消除，可使人觸電。更有甚者，當(dāng)靜電引起電暈放電或火花放電時(shí)，若周圍有易燃易爆物質(zhì)存在，還會(huì)導(dǎo)致著火或爆炸。消除靜電的方法有：對樹脂本身改性，增加

35、其導(dǎo)電性，以泄漏靜電；使用導(dǎo)電裝置、消除靜電；改善環(huán)境的相對濕度和使用抗靜電劑等。抗靜電劑：凡能降低高分子材料表面電阻的和體積電阻適當(dāng)增加其導(dǎo)電性，從而防止靜電在材料表面積聚的物質(zhì)都叫抗靜電劑。機(jī)理：抗靜電劑大多為表面活性劑，其結(jié)構(gòu)是一端為極性基團(tuán)，另一端為非極性基團(tuán)，它能在高分子材料表面形成一個(gè)單分子層，如果抗靜電劑為離子型，它們就起離子導(dǎo)電作用；若為非離子型，則由于親水基的吸濕作用，間接降低了表面電阻，加速了電荷泄漏?？轨o電劑有高級(jí)醇的硫酸酯及其鹽；磺酸酯及其鹽；磷酸酯及其鹽以及季銨鹽；酰胺等。（8）著色劑定義：加入高分子材料中，使材料及其制品具有各種顏色的物質(zhì)稱為著色劑。作用：使制品美觀

36、、提高耐候、耐老化性能。分類：著色劑分為染料和顏料兩大類。染料可溶于有機(jī)溶劑中，分子內(nèi)帶有發(fā)色基團(tuán)和助色基團(tuán)，而顏料則不溶，只是分散于展色劑中，而產(chǎn)生顏色。顏料又可分為無機(jī)顏料和有機(jī)顏料。通常無機(jī)著色劑都是顏料而有機(jī)著色劑即可是顏料又可是染料。（9）潤滑劑定義：在高分子材料加工時(shí)，為提高工作效率，應(yīng)降低分子鏈之間的相互作用，也即減少分子鏈間的內(nèi)摩擦，降低高聚物的熔融粘度，增加物料的流動(dòng)性，減少物料與加工設(shè)備之間的摩擦，以利于脫模。為了達(dá)到上述目的，應(yīng)加入適當(dāng)?shù)闹鷦?，此助劑稱潤滑劑。潤滑劑包括脫模劑、防粘劑、爽滑劑等。分類：潤滑劑按其作用機(jī)理可分為外部潤滑劑和內(nèi)部潤滑劑兩類，外部潤滑劑屬于一種界

37、面潤滑劑，它們與高聚物相容性很小，在加工過程中從高聚物內(nèi)部向表面遷移，形成一層潤滑劑層，使高聚物能順利離開加工設(shè)備的熱金屬表面，有利于它的流動(dòng)和脫模。內(nèi)部潤滑劑與高聚物有一定相容性，該相溶性一般在常溫下較小，在高溫下增大，產(chǎn)生一定的增塑作用，減少了高分子分子鏈間的內(nèi)摩擦，降低了物料的熔融粘度，增加了物料的流動(dòng)性，此稱為內(nèi)潤滑作用。常用的外潤滑劑是硬酯酸及其鹽，內(nèi)潤滑劑主要是低分子量聚乙烯。（10）偶聯(lián)劑作用：無機(jī)填料及增強(qiáng)材料和以樹脂基體組成的塑料及其復(fù)合體，以及用樹脂為膠粘劑對各種材料的粘結(jié)都涉及兩種不同性質(zhì)材料（無機(jī)物和有機(jī)物）的結(jié)合，結(jié)合是否緊密將直接影響其性能，偶聯(lián)劑的出現(xiàn)就提供了這種

38、橋梁和紐帶。定義：偶聯(lián)劑是一類具有兩性結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，其一部分基團(tuán)可以與無機(jī)物表面的化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)，另一部分基團(tuán)則具有親有機(jī)物的性質(zhì)，可與有機(jī)物中的基團(tuán)起反應(yīng)或物理纏結(jié)，從而把兩種不同的材料緊密的結(jié)合起來。目前工業(yè)上常用的偶聯(lián)劑有硅烷類，RSiX3，其中R為親有機(jī)物的基團(tuán)如乙烯基等，X能夠水解的烷氧基團(tuán)，例，乙烯基三乙氧基硅烷，另外還有鈦酸酯類，如，其烷氧基與無機(jī)物表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其余基團(tuán)與高聚物纏結(jié)或發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。例，三異硬脂?；佀岙惐?212 通用塑料2121 聚乙烯（Polyethylene PE）概述：聚乙烯樹脂按合成工藝的不同，分為低密度聚乙烯（LDPE），1937年工業(yè)化生產(chǎn)。高密

39、度聚乙烯（HDPE），1965年工業(yè)化生產(chǎn)，中密度聚乙烯（MDPE）和線型低密度聚乙烯（LLDPE）也于20世紀(jì)70年代投入工業(yè)化生產(chǎn)，聚乙烯主要制作板材、管、薄膜、貯槽和容器，用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及日常生活用品。聚乙烯中約70%是LDPE，而其中的70%又用來制造薄膜（包裝、建筑、農(nóng)用、日常生活）。HDPE的大約四分之三用做注射及吹塑中空制品（如塑料瓶桶、玩具、殼體、家用電器等）。而LLDPE這個(gè)被稱為第三代聚乙烯的新材料主要用于薄膜，以代替LDPE，這種薄膜沖擊強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度和延展性都很高，可以做的很薄。合成：乙烯單體的合成主要由石油烷烴熱裂解后，精制而得，另外還有乙醇脫水，乙炔加氫和從天然氣中

40、分離。聚合方法主要有：a）高壓聚合法：以高純度 99.8%的乙烯為原料，在180MPa-300MPa壓力下，在170-200下，以氧氣、有機(jī)過氧化物、偶氮化合物作為引發(fā)劑進(jìn)行自由基聚合，制得密度較低，0.91 g/cm3-0.93g/cm3的LDPE。b) 中壓聚合法：以乙烯為原料，在1.5MPa-8.0MPa壓力下，130-270條件下，以過渡金屬為催化劑，烷烴為溶劑，制得密度為0.93g/cm3 -0.94g/cm3的MDPE。c) 低壓聚合法：以高純度乙烯為原料，用Ziegler-Natta高效載體鈦系作催化劑，H2作分子調(diào)節(jié)劑，在汽油溶劑中進(jìn)行配位聚合反應(yīng)，制得密度為0.94 g/cm

41、3-0.96g/cm3的HDPE。d) 低壓氣相本體法制LLDPE：在沸騰床反應(yīng)器中采用鉻和鈦氟化物催化劑附著于硅膠載體上組成的催化體系，以H2為分子量調(diào)節(jié)劑，使乙烯與少量（約8%-12%）C4-C8-烯烴，如丁烯-1，進(jìn)行共聚反應(yīng)，壓力0.7 MPa -12.1MPa，溫度85-95，制得LLDPE。聚乙烯的結(jié)構(gòu)及性能結(jié)構(gòu)：聚乙烯是僅含有碳?xì)鋬煞N元素的長鏈脂肪烴，單體對稱。由于聚合方法不同，大分子的規(guī)整度不同，也即表現(xiàn)在大分子的支化程度及結(jié)構(gòu)有較大差異，因而性能上也有明鮮不同。高壓法是自由基聚合機(jī)理，在反應(yīng)中容易發(fā)生大分子間和大分子內(nèi)鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，導(dǎo)致LDPE支化度高，長短支鏈不規(guī)整，呈樹枝狀

42、，分子量低，分子量分布寬，故結(jié)晶底低、密度低、制品柔軟、透氣性好、透明度高、熔點(diǎn)低、機(jī)械強(qiáng)底低。低壓法是按配位機(jī)理聚合，故使HDPE支化度低，線型結(jié)構(gòu)，分子量高，分子量分布窄，因而結(jié)晶度高，制品耐熱性好，機(jī)械強(qiáng)度比LDPE高。LLDPE由于具有規(guī)整的短支鏈結(jié)構(gòu)，雖然結(jié)晶度和密度與LDPE相似，但由于分子間力加大，其熔點(diǎn)與HDPE相似，但其抗撕裂性和耐應(yīng)力開裂性比LDPE和HDPE都高。性能：聚乙烯為乳白色不透明或半透明的蠟狀固體，無毒、無味，幾乎不吸水，密度比水小。LDPE、HDPE和LLDPE三者都存在蠕變大，尺寸穩(wěn)定性差，不能作結(jié)構(gòu)件使用的問題。聚乙烯易燃，燃燒時(shí)有石蠟氣味，火焰上黃下藍(lán)，

43、離火繼續(xù)燃燒，聚乙烯易受光氧化、熱氧化、臭氧氧化分解，表現(xiàn)為制品變色、龜裂、發(fā)脆直至破壞，可加防老劑改性。聚乙烯具有突出的電絕緣性和介電性能，并不受濕度和頻率的變化，故常用作電器部件，電線及電纜。聚乙烯有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，在室溫下不溶于任何溶劑，LDPE在60以上能溶于苯中，HDPE在80以上才能溶解，不受無氧化性的酸、堿及其水溶液侵蝕，濃HNO3和H2SO4會(huì)慢慢侵蝕PE。聚乙烯無毒，故大量用于食品包裝中。2122 聚丙烯 （ Polypropylene PP） 聚丙烯1957年由意大利Montecatini公司首先生產(chǎn)，當(dāng)前聚丙烯的產(chǎn)量僅次于PE、PVC和PS而居第四位。制備：聚丙烯的工業(yè)

44、合成方法有溶液法，本體法和氣相法，常采用以純度為99%以上的丙烯為原料，在烷烴（己烷、庚烷）中，以TiCl3和（C2H5）2AlCl為催化劑氫氣為分子量調(diào)節(jié)劑。于50和1MPa壓力下進(jìn)行配位聚合，目前生產(chǎn)的聚丙烯95%為等規(guī)聚丙烯。性能及用途：聚丙烯為白色蠟狀固體，相對密度0.89-0.91，是較輕的樹脂品種，在水中穩(wěn)定，具有優(yōu)良的機(jī)械力學(xué)性能，其拉伸、壓縮強(qiáng)度和硬度、彈性模量等都優(yōu)于HDPE，但由于分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性，因而沖擊強(qiáng)度較差，其耐磨性能與尼龍相近，聚丙烯具有良好的耐熱性。M.p.165-170，其制品能在100進(jìn)行消毒滅菌，不受外力作用在180也不會(huì)變形，其脆化溫度約-15，所以耐寒

45、性較差，其優(yōu)良的電絕緣性并不受溫度影響，同時(shí)具有較高的介電系數(shù)，可以用作受熱的電器絕緣件，其擊穿電壓較高，可以用做電氣零件，聚丙烯具有高的化學(xué)穩(wěn)定性，除可以被濃HNO3、H2SO4侵蝕外，對其它各種化學(xué)試劑都比較穩(wěn)定，但其耐紫外線和耐候性不夠理想，所以常加穩(wěn)定劑以提高其耐老化性能。聚丙烯加工方便，可用注塑、擠出、吹塑方法加工成型。聚丙烯主要用于薄膜、電絕緣體，容器、包裝材料等，還可用于機(jī)械零件如法蘭、接頭、汽車零件、管道等，也可用做家用電器，如電視機(jī)、收錄機(jī)外殼及洗衣機(jī)內(nèi)襯。由于其無毒及有一定耐熱性，廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)，如注射器及藥品、食品包裝。并且聚丙烯還可以拉絲成纖維，用于制地毯及編織袋。改

46、性：通過添加防老劑可以改善其易熱、光老化的缺點(diǎn)，通過填充、增強(qiáng)改性可以提高聚丙烯的耐熱性，強(qiáng)度、模量及耐疲勞性能。采用共混或共聚技術(shù)可以改善聚丙烯的低溫脆性，2-丙共聚物已成為耐低溫聚丙烯的一類。另外，在聚丙烯中加入韌性高的塑料如聚酰胺或橡膠（乙丙橡膠）可以提高聚丙烯的低溫沖擊強(qiáng)度。2123 聚苯乙烯（PolystyrenePS）聚苯乙烯1930年由德國首先工業(yè)化，聚苯乙烯塑料是以苯乙烯樹脂為基本成份的塑料，包括均聚物和以苯乙烯為主的共聚物。目前產(chǎn)量居第三位。制備：單體苯乙烯是以苯和乙烯為原料，在AlCl3催化下生成乙苯，乙苯再以鐵、鋅、鎂的氧化物為催化劑，在高溫下脫氫生成苯乙烯。目前工業(yè)上苯

47、乙烯的聚合方法主要以本體聚合和懸浮聚合為主。本體聚合：本體聚合可以是熱引發(fā)，也可以是光引發(fā)，熱引發(fā)一般分兩個(gè)階段進(jìn)行。首先在80-82進(jìn)行預(yù)聚，反應(yīng)條件要溫和，以防反應(yīng)太快而引起暴聚，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)到30%-50%時(shí)，再進(jìn)入反應(yīng)溫度從110到180的連續(xù)聚合塔中，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率達(dá)90以上即為完成。懸浮聚合：懸浮聚合是以水為分散介質(zhì)，再加入分散劑，于80-90反應(yīng)10h，再在100-105下熟化即得聚苯乙烯。性能和用途：由于苯環(huán)的空間位阻，影響大分子鏈段的內(nèi)旋轉(zhuǎn)和柔順性，鏈段在常溫下僵硬規(guī)整性差，基團(tuán)相互作用小，故耐熱性差，聚苯乙烯為非結(jié)晶高聚物，透明度高達(dá)88%-92%，折射率為1.59-1.60，吸

48、水性低，其質(zhì)硬而脆，耐磨性差，PS有優(yōu)良的電絕緣性能，有高的體積電阻和表面電阻，介電損耗小，是良好的絕緣材料，PS熱變形溫度為60-80，耐熱性低，導(dǎo)熱系數(shù)不隨溫度而改變是良好的絕熱材料，能燃燒。燃燒時(shí)帶有濃煙，PS能耐某些礦物油、有機(jī)酸、鹽、堿及其水溶液，PS能溶于苯、甲苯等芳烴中。由于PS具有透明、價(jià)廉、剛性大，電絕緣性好，印刷性能好及優(yōu)異的加工性能等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于工業(yè)裝飾，各種儀器儀表零件、燈罩、電子工業(yè)的高頻零件，透明模型、玩具、日用品等。另外，還大量用于制造泡沫材料。改性聚苯乙烯為了克服聚苯乙烯脆性大，耐熱性低的缺點(diǎn)，開發(fā)了一系列改性聚苯乙烯，其中主要的有ABS、MBS、AAS

49、、ACS、AS等。a) ABS ABS是指由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體組成的熱塑性塑料，其成分復(fù)雜，不僅僅是三種單體的共聚物，也可以包括某種單體的均聚物及其混合物。制備：接枝共聚法，包括乳液接枝和懸浮接枝，其中以乳液接枝為主，是先用丁二烯和苯乙烯制成丁苯膠乳，然后加入丙烯腈和苯乙烯使之共聚和接枝共聚?；鞜挿ǎ河萌橐壕酆系姆椒ǚ謩e制得AS樹脂（丙烯腈和苯乙烯）和BA（丁腈橡膠），然后兩者進(jìn)行機(jī)械混合，可得ABS，這種方法制成的ABS實(shí)際上是塑料與橡膠的共混物。性質(zhì)與用途：由于制品方法不同，ABS性能有所差異，但總的講具有堅(jiān)韌、質(zhì)硬，剛性大等優(yōu)異的力學(xué)性能，特別是沖擊強(qiáng)度高、耐磨性好，使用溫度

50、-40-100，還具有良好的電緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，但耐侯性差。ABS可用于制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表箱、冰箱襯里，汽車零部件、電氣零件、紡織器材、容器、家具等。b) AAS 丙烯腈-丙烯酸酯苯乙烯的三元共聚物 耐侯性比ABS高8-10倍。 c) MBS 甲基丙烯酸甲酯丁二烯苯乙烯三元共聚物，性能與ABS相近，但透明性改進(jìn)很多，故有透明ABS之稱。2124 聚氯乙烯（Polyvinyl chloride PVC） PVC是1931年工業(yè)化生產(chǎn)的通用塑料，日前產(chǎn)量僅次于PE居第二位。制備：其單體為氯乙烯，由乙炔和氯化氫加成而得（電石路線）此法優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)化率高，設(shè)備簡單，但其明鮮

51、的缺點(diǎn)是耗電高，成本高。另一條路線是以乙烯為原料，與氯、氧等合成氯乙烯的氧氯化法?？偟姆磻?yīng)方程式為：4CH2+2Cl2+O24CH2=CHCl+2H2O氯乙烯單體可以經(jīng)懸浮，乳液或本體聚合而制得聚氯乙烯樹脂，但目前以懸浮法為主，大約占樹脂總產(chǎn)量的85%左右。懸浮聚合：以明膠水溶液作分散劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑下聚合。性能及用途聚氯乙烯是一種無色硬質(zhì)及低溫脆性的材料，熱穩(wěn)定性很差，軟化點(diǎn)80，130開始分解變色，并分解放出氯化氫，而且加熱時(shí)易粘附在金屬表面上，因此，PVC要成為有用的材料，必須加入各種助劑，如增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、增強(qiáng)劑等，PVC使用增塑劑量最大，一方面因?yàn)镻VC熔融粘度高，不

52、易加工，另一方面，PVC可以容納大量增塑劑，從而達(dá)到可以制得軟質(zhì)PVC的目的。PVC，阻燃性較好，（氧化指數(shù)40以上），化學(xué)穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度和電絕緣性優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是耐熱性差。PVC主要用于薄膜和人造革，（包括農(nóng)膜，包裝材料，防雨材料，臺(tái)布等）硬制品（硬管、瓦楞板、襯里、門窗、墻壁裝飾物、電線電纜絕緣層）地板、家具、錄音材料等。改性：氯化聚氯乙烯（CPVC）、性能與PVC接近，但耐熱性、耐老化性、耐腐蝕性有所提高。2125 酚醛樹脂與塑料（phenol-forinaldehyde reins, PF）酚醛樹脂是酚類化合物和醛類化合物縮聚而得到的高聚物，其中最重要的是苯酚甲醛樹脂，它是187

53、2年發(fā)現(xiàn)，最早工業(yè)化（1910年）的熱固性樹脂。制備：隨反應(yīng)條件不同，如酸性催化劑還是堿性催化劑及苯酚甲醛配比不同可以生成不同性能的樹脂。在堿性條件下，酚：醛為1：（1.5-2.0）時(shí)，反應(yīng)初期生成單或多羥甲基酚，也可以少量生成二聚體，若繼續(xù)反應(yīng)，則生成樹脂狀產(chǎn)物，由可溶可熔到半溶半熔，再深入反應(yīng)，則生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不熔不溶。若在酸性條件下，酚：醛為1：（），則首先生成羥甲基酚，它很活潑，很快與另一苯酚分子上的鄰位或?qū)ξ粴浒l(fā)生脫水反應(yīng)，最終得到線型酚醛樹脂，屬熱塑性樹脂不可固化，聚合度一般為4-12，如再加入多聚甲醛或六次甲基回胺，則可固化。（固化原理是提供甲醛）（CH2）6N4+6H2O6CH

54、2O+4NH3。若甲醛過量，不管用酸或用堿作催化劑，或甲醛雖不過量，但以堿為催化劑都生成熱固性樹脂。酚醛塑料：酚醛樹脂本身很脆，因此必須加入各種纖維或填料后才能獲得所要求的性能，以酚醛樹脂為基料，加入各種添加劑后，所制成的材料，統(tǒng)稱為酚醛塑料。a）酚醛壓塑料，以熱塑性酚醛樹脂為基體，加入固化劑，固化促進(jìn)劑，填料，潤滑劑、著色劑等組成。通用配方：PF100，六次甲基四胺12.5，氧化鎂3，硬脂酸鎂2，苯胺黑染料4，木粉100。制法：將上述組份混合后，在塑煉機(jī)上熔融混煉，再冷卻粉碎過篩而成粉狀或粒狀酚醛塑料，可供模壓、注射、擠出成型，主要用作電絕緣材料，如閘刀殼，有電木之稱。b）酚醛層壓料：將各種

55、片狀纖維材料，如棉布、玻璃布、石棉布、牛皮紙、碳纖維等浸漬甲階段的熱固性樹脂，經(jīng)烘干制成纖維增強(qiáng)的酚醛塑料預(yù)漬料，再經(jīng)模壓制成層壓板，或經(jīng)纏繞成型制成管材、型材和制品。用途：主要用做電絕緣材料，如用碳纖維增強(qiáng)，能大大提高耐熱性，已用于飛機(jī)、汽車等方面，在宇航中可用于燒蝕材料，隔熱，防止金屬殼層熔化。2126 氨基塑料（Amino plastics）氨基塑料是以氨基樹脂為基本組分的塑料。氨基樹脂是指由含氨基官成團(tuán)（主要為脲素與三聚氰胺）與醛類經(jīng)縮合反應(yīng)生成的高聚物。主要品種有脲甲醛樹脂，三聚氰胺甲醛樹脂，脲-三聚氰胺甲醛樹脂。制備（以脲醛樹脂為例）反應(yīng)體系中的羥甲基可以與脲素上的活潑氫反應(yīng)或者或

56、者2個(gè)羥甲基縮合。 低分子量的高聚物為水溶性的，如在酸性條件下進(jìn)一步加熱，分子鏈間的活性基團(tuán)發(fā)生縮合，進(jìn)行交聯(lián)而形成體型結(jié)構(gòu)。如一個(gè)分子鏈上的羥甲基與另一個(gè)分鏈上的活潑氫反應(yīng)。以及兩個(gè)分子鏈上的羥甲基相互反應(yīng)生成醚健。氨基塑料：氨基塑料是由氨基樹脂和添加劑組成，添加劑有填料（纖維、木粉、紙漿、云母、石棉）固化劑（草酸、磷酸三甲酯）穩(wěn)定劑（六次甲基四胺）潤滑劑、著色劑等組成。制法：按配方配料，然后由捏合機(jī)捏合，經(jīng)干燥，粉碎即可得到氨基塑料，因其美麗如玉，又有優(yōu)良的電性能，因而被稱“電玉粉”，此為氨基模塑料。氨基層壓塑料和酚醛層壓料制法一樣。脲醛樹脂具有質(zhì)堅(jiān)硬，耐刮痕、無色透明、耐電孤、耐燃自熄等

57、特點(diǎn)，適合制電器開關(guān)，插座、照明器具。由于它無毒、耐油、耐有機(jī)溶劑，因而還可用于日用器皿、食具，其層壓板可作為裝飾板、文具、包裝器材等。三聚氰胺-甲醛樹脂除了有脲醛樹脂的優(yōu)點(diǎn)外，還有耐熱水性，用其制成仿瓷制品，可作為餐具和廚房用具，經(jīng)玻璃纖維及石棉增強(qiáng)后，因具有高的耐電孤性，因而可作為各種開關(guān)，滅孤罩和防暴電器零件，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件以及電器零件。213 工程塑料2131 聚酰胺（Polyamide PA）概述：聚酰胺類塑料是指主鏈由酰胺鍵重復(fù)單元（NHRCO）n組成的高聚物，也叫尼龍（Nylon）。1939年尼龍66首先工業(yè)化。分類：從種類上講聚酰胺可分為脂肪族聚酰胺，芳香族聚酰胺，含雜環(huán)芳香族聚酰胺和脂環(huán)聚酰胺等。從結(jié)構(gòu)上分，由w-氨基酸脫水縮聚或由內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而成；由二元胺與二元酸及其衍生物如酰氯等反應(yīng)生成；此外還有二元、三元共聚尼龍。聚合方法主要通過單體經(jīng)縮聚反應(yīng)而生成，但環(huán)己內(nèi)酰