服裝面料塑料膜用原料

2023/2/21

塑料成型加工基礎(chǔ)

材料加工3121班

2013年上期2023/2/22教材：高分子物理（化工版侯文順、楊宗偉主編）高分子材料加工基本工藝（化工版王加龍主編）參考書：《塑料成型工藝》（化學(xué)工業(yè)出版社，楊中文主編）2023/2/23學(xué)習(xí)方式

采用項目教學(xué)法：通過布置“工作任務(wù)、問題咨詢、計劃決策、實施指導(dǎo)、檢查與評價、項目總結(jié)”進行實施1、分小組接受工作任務(wù)，成立項目組，組長及組員；2、教師解讀任務(wù)書，教師與組長簽訂完成任務(wù)合同書；3、制訂完成項目任務(wù)計劃及學(xué)習(xí)相關(guān)知識4、項目計劃實施5、項目任務(wù)完成檢查與評價6、項目完成情況總結(jié)2023/2/24課程主要內(nèi)容：三個模塊1、膜片類塑料的制作2、管與型材類塑料的制作3、單個塑料件制作八個項目1、塑料疏菜大棚膜的制作（16學(xué)時）2、服裝面料塑料膜的制作（16學(xué)時）3、塑料管材的制作（16學(xué)時）4、塑料門窗型材的制作（16學(xué)時）5、塑料打包帶的制作(16學(xué)時)6、塑料飯盒的制作(16學(xué)時)7、塑料果盤的制作(16學(xué)時)8、塑料搪塑件的制作(16學(xué)時)2023/2/25項目一、塑料疏菜大棚膜的制作教學(xué)任務(wù)1、塑料膜類型及常用原料2、蔬菜大棚膜的性能要求分析及標準3、蔬菜大棚膜的原料選擇及配方4、蔬菜大棚膜制作方案5、蔬菜大棚膜生產(chǎn)經(jīng)濟與環(huán)保評估2023/2/261、塑料膜類型及常用原料一、塑料膜的類型

1、按用途分：農(nóng)用膜、包裝膜、功能膜；

2、按生產(chǎn)方法分：擠出吹塑膜、平擠膜、壓延膜、流涎膜；

3、按材料分：聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜、聚酯膜、聚酰胺膜。二、塑料膜生產(chǎn)常用原料用于塑料膜生產(chǎn)的常用原料：PE、PP、PVC、PET、PA等2023/2/27二、塑料膜生產(chǎn)常用原料用于塑料膜生產(chǎn)的常用原料：PE、PP、PVC、PET、PA等1、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯的分子結(jié)構(gòu)2023/2/282、高分子鏈結(jié)構(gòu)

高分子鏈的近程結(jié)構(gòu)和遠程結(jié)構(gòu)。近程結(jié)構(gòu)介紹高分子鏈結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、鍵接方式、立體構(gòu)型、支化與交聯(lián)和端基等內(nèi)容；遠程結(jié)構(gòu)包括單個高分子的大小和柔順性。2023/2/29大分子鏈都是由數(shù)目很大的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵連結(jié)而成大分子鏈的幾何形狀分為線形、支鏈、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大分子大分子鏈的單鍵若無空間阻礙時，由內(nèi)旋轉(zhuǎn)呈現(xiàn)無數(shù)構(gòu)象，從而使高分子鏈具有柔性。（高分子材料具有高彈性）大分子鏈之間靠范德華力作用結(jié)合（靜電力、誘導(dǎo)力、氫鍵等），從而形成晶態(tài)、非晶態(tài)、取向態(tài)、織態(tài)結(jié)構(gòu)的聚合物。高分子鏈結(jié)構(gòu)具有不均一性（聚合度及分子量大小不一樣）高分子結(jié)構(gòu)的主要特征2023/2/210（1）高分子結(jié)構(gòu)的分類

高分子結(jié)構(gòu)：指組成高分子的不同尺度的結(jié)構(gòu)單元在空間的相對排列.

包括：①鏈的結(jié)構(gòu)（近程結(jié)構(gòu)和遠程結(jié)構(gòu)）②凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)2023/2/211高分子結(jié)構(gòu)(microstructure)鏈結(jié)構(gòu)（chain）單個分子的結(jié)構(gòu)和形態(tài)(morphology)近程結(jié)構(gòu)（一級結(jié)構(gòu)）：是構(gòu)成聚合物最基本的微觀結(jié)構(gòu)，包括高分子基本的結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)結(jié)構(gòu)和立體化學(xué)結(jié)構(gòu).其中前者包括高分子鏈的原子種類、排列、取代基和端基的種類、單體單元的鏈接方式、支鏈的類型和長度等。構(gòu)型：是指原子的取代基在空間的排列：包括幾何異構(gòu)和立體異構(gòu)。遠程結(jié)構(gòu)（二級結(jié)構(gòu)）：指單個大分子的大小和在空間的存在的各種形狀（形態(tài)、構(gòu)象）例如：伸直鏈、無規(guī)線團、折疊鏈。凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)：是指大分子之間的幾何排列（如何堆砌的）包括晶態(tài)結(jié)構(gòu)，非晶態(tài)，取向態(tài)，液晶態(tài)，織態(tài)等結(jié)構(gòu)。是在加工過程中形成的，是由微觀結(jié)構(gòu)向宏觀結(jié)構(gòu)過渡的狀態(tài)。2023/2/212近程結(jié)構(gòu)：直接影響Tm、ρ、溶解性、粘度、粘附性。凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)：

決定Polymer制品使用性能的主要因素。遠程結(jié)構(gòu):（小分子沒有，大分子獨有）：賦予高分子鏈柔性，致使聚合物有高彈性。聚合物結(jié)構(gòu)決定其性能：2023/2/213

高分子的原子種類和排列高分子結(jié)構(gòu)單元鍵接方式支化與交聯(lián)共聚物的序列結(jié)構(gòu)構(gòu)型(Configuration)（2）高分子鏈近程結(jié)構(gòu)2023/2/214A、鏈的原子種類和排列CompositionofPolymerChain.碳鏈高分子雜鏈高分子元素有機高分子

梯形和雙螺旋形高分子端基2023/2/215

碳鏈高分子：

主鏈全部由碳原子組成（有共價鍵連接而成）由加成反應(yīng)得到：例如：PE、PP、PVC、PS、MMA。特點：不溶于水，可塑性（可加工性）但耐熱性差。雜鏈高分子：

主鏈中有兩種或兩種以上的原子組成，e.g:O、S、N.由縮聚或開環(huán)反應(yīng)得到：e.g:PA（尼龍）、PET（滌綸）、PPO（聚苯醚）、PSU（聚砜）、POM（聚甲醛）、PPS（聚苯硫醚）。特點：具有極性，易水解、醇解，耐熱性比較好，強度高?？捎米鞴こ趟芰稀?023/2/216元素有機高分子：

主鏈中不含碳，含有Si、P、Ti、Al等元素，

特點：具有無機物的熱穩(wěn)定性，有機物的彈性和塑性。e.g:硅橡膠-123℃使用，耐低溫性好2023/2/217梯形和雙螺旋形高分子：e.g:PI聚酰亞胺可耐高溫320℃模量都非常高耐熱性非常好

2023/2/218端基EndGroup

：端基對polymer的力學(xué)性能沒有影響，但對熱穩(wěn)定性影響最大，要提高耐熱性，一般要對高分子鏈進行封端。e.g:加入封端，以提高PET耐熱性和控制分子量，以排除小分子來調(diào)節(jié)分子量。2023/2/219取代基對聚合物的性能有重要影響主鏈相同（如，碳鏈），取代基不同，聚合物的化學(xué)和物理性質(zhì)不同，取代基不同，形成了一系列聚合物品種。取代基的電子效應(yīng)和立體效應(yīng)對主鏈有影響，對主鏈之間的排列有影響，同時，取代基可賦予聚合物相應(yīng)化學(xué)與物理特性。如：PE：－CH2－CH2－、PTFE：－CF2－CF2－、

PP：－CH2－CH（CH3）－、

PS：－CH2－CH（C6H5）－（有芐基氫）、

PVC：－CH2－CHCl－、取代基對α—H有重要影響2023/2/220PTFE：－CF2－CF2－Molecularmodelsofpolytetraethylene2023/2/221有機氟高分子的結(jié)構(gòu)特點有機氟高分子的主鏈上帶有大量的氟原子，氟原子吸引電子和束縛電子云的能力最強，而且氟原子的原子半徑小、電子云密度大、電子云流動性小，難極化，與碳原子形成的C—F鍵的鍵能比C—H鍵大，C—F鍵穩(wěn)定，不易被破壞。有機氟高分子特有的“α—氟代效應(yīng)”，使與C—F鍵相鄰的化學(xué)建均得到加強；同時，氟原子的電子云對高分子主鏈（碳鏈）有強的屏蔽作用，這種強屏蔽作用對有機氟高分子（如，聚四氟乙烯等）主鏈起到了保護作用，這種特殊的高分子結(jié)構(gòu)可賦予有機氟高分子及其制品諸多優(yōu)異性能。2023/2/222有機氟高分子的特殊結(jié)構(gòu)可賦予有機氟高分子

及其制品諸多優(yōu)異性能

如高耐候性、高抗紫外線性和高耐化學(xué)性、高耐腐蝕性等化學(xué)特性。同時，C—F鍵又有難極化的特點，這使有機氟高分子材料的表面能最低，表面能低使氟材料表面有很好的拒水性、拒油性、耐沾污性和理想的生物穩(wěn)定性及相容性。2023/2/223有機氟高分子的化學(xué)特性：最好的化學(xué)穩(wěn)定性：高抗紫外線性、高耐候性、高耐化學(xué)性、高耐老化性特異的表面性能—表面能最低：拒水性好、拒油性好、耐沾污性好理想的生物穩(wěn)定性和生物相容性：優(yōu)異的光學(xué)性能：可有低折射率、高透明性優(yōu)異的電學(xué)性能：低介電常數(shù)、高絕緣性有機氟高分子材料被譽為“有機材料之王”。2023/2/224氟原子可賦予有機氟材料制品多種特性：2023/2/225有機氟材料是高性能材料，是極端惡劣環(huán)境條件下工程技術(shù)的首選材料，如：

氟塑料（塑料王）：聚四氟乙烯可在250℃的溫度下長期使用，做化學(xué)反應(yīng)時，使用的攪拌片，攪拌塞多時用聚四氟乙烯制的；氟涂料（如，不粘鍋涂料）可在有鹽、油、醋和高溫條件下長期使用；室溫固化建筑氟涂料有超耐候和超耐久性，其使用壽命可達20年以上，被稱為涂料王；全氟聚醚硅橡膠的使用溫度范圍為-50℃—200℃，且高耐油、耐胺，是航空、航天和汽車中的理想的耐油密封材料；全氟離子交換膜可在強堿和較高溫度工況下長期使用。

有機氟材料在功能材料領(lǐng)域也占有重要地位。2023/2/226B高分子結(jié)構(gòu)單元鍵接方式頭—尾頭—頭尾—尾受紫外線照射易斷裂(PVC老化的原因)頭-尾連接鍵接結(jié)構(gòu)：是指結(jié)構(gòu)單元在高分子鏈中的聯(lián)結(jié)方式（順序）例如:而2023/2/227聚乙烯醇(醇解度95%以上)維尼綸：PVA+HCHO聚醋酸乙烯酯水解得到否則，纖維易吸水，性能變差實際要求Head-to-tail縮醛反應(yīng)2023/2/228C支化與交聯(lián)圖1高分子鏈的幾種模型2023/2/229線形高分子（linearpolymer）：

分子長鏈可以蜷曲成團。線形的分子間沒有化學(xué)建鍵結(jié)合，在受熱或者受力的情況下分子間可以相互移動，因此線型高聚物可以在適當?shù)娜軇┲腥芙?，加熱時可以熔融，易于加工成型。支化高分子（branchingpolymer）：

與線形高分子的化學(xué)性質(zhì)相似，但物理機械性能不同，線形分子易于結(jié)晶，故密度，熔點，結(jié)晶度和硬度方面都高于前者。支化破壞了分子的規(guī)整性，故結(jié)晶度大大降低。2023/2/230支化與交聯(lián)的性能差異:支化的高分子可以溶解;交聯(lián)的高分子不溶解,在交聯(lián)度不大的情況下溶脹,不熔融的熱固性塑料和硫化橡膠都是交聯(lián)高分子交聯(lián)結(jié)構(gòu)的形成條件：若在縮聚反應(yīng)過程中有三個以上的官能度的單體存在；或在加聚過程中有自由基的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)；或雙烯類單體中第二鍵的活化等都能生成的高分子。交聯(lián)（networkpolymer）:

高分子鏈之間通過支鏈連接成一個空間三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)2023/2/231PE種類鏈的幾何形狀

ρ(%)拉伸強度σt

(kg/cm2)Tm最高使用溫度℃LDPE支化結(jié)構(gòu)0.91~0.9460~7070~15010580~100HDPE線形結(jié)構(gòu)0.95~0.9795210~370135120交聯(lián)PE交聯(lián)結(jié)構(gòu)0.95~1.40-----100~210-----135用途：1.LDPE：薄膜材料、軟制品2.HDPE：硬制品、管材3.交聯(lián)聚乙烯：海底電纜、電工器材表1PE鏈幾何形狀對其性能的影響2023/2/232eg:橡膠硫化未硫化:分子間容易滑動,受力后不能恢復(fù)原狀硫化后:不易滑動,有可逆的彈性形變注意:交聯(lián)度不同,性能也不相同;如交聯(lián)度小的橡膠(含硫量<5%),彈性好,交聯(lián)度大（20％～30％）的橡膠,彈性差,隨著交聯(lián)度的增加,機械強度和硬度都將增加,最后失去彈性而變脆.2023/2/233交聯(lián)的作用:1.使分子在使用時克服分子間的流動,即提高強度2.提高耐熱性3.提高抗溶劑性,即不容易溶解于有機溶劑2023/2/234D、共聚物的序列結(jié)構(gòu)共聚物：由兩種以上的單體鍵合而成的聚合物以A、B兩種單體單元所構(gòu)成的共聚物為例，按連接方式可分為：交替共聚物(alternatingcopolymer)ABABABABABABABA無規(guī)共聚物(randomcopolymer)AABABBAA嵌段共聚物(blockcopolymer)AAAAAABBBBBAAAAAA接枝共聚物(graftcopolymer)AAAAAAAAAAAAABBBB2023/2/235不同類型的共聚物，它們的性能也不相同，因此常用該法來對某種材料改性舉例：苯乙烯St+丁二烯Ba.工程塑料ABS：丙稀腈，丁二烯和苯乙烯的三元接枝共聚物，因此兼具三種組分的特性：質(zhì)硬、耐腐蝕、提高制品的拉伸強度和硬度。2023/2/236a.聚四氟乙烯＋六氟丙烯共聚,形成F-46－－