塑料的分類認(rèn)識

塑料的分類認(rèn)識第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四第二章塑料的分類認(rèn)識2-1、按塑料的應(yīng)用領(lǐng)域分類1、通用塑料：通用塑料只可作為一般非結(jié)構(gòu)性材料使用,其產(chǎn)量大、價格相對低廉、性能一般,多用于制做日用品.(如:PE、PP、PVC、PS、PMMA、EVA等)2、工程塑料：工程塑料是指具有較高力學(xué)性能及耐高溫、耐腐蝕,可以作為結(jié)構(gòu)性材料,具有優(yōu)異的綜合性能(包括:機械性能、電性能、耐熱性能、耐化學(xué)性能等),可在較寬闊的溫度范圍內(nèi)和較長的時間內(nèi)能良好地保持這種性能,并能在承受機械應(yīng)力和較為苛刻的化學(xué)、物理環(huán)境中長期使用.被公認(rèn)的七大工程塑料為:ABS、PC、POM、PA、PET、PBT、PPO等,工程塑料的產(chǎn)量相對較少,價格較貴.另外,還有功能塑料(如:LCP、人造器官等)、納米塑料、降解塑料等.第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四2-2、按塑料的結(jié)晶形態(tài)分類1、結(jié)晶性塑料：結(jié)晶性塑料是指在適當(dāng)?shù)臈l件下,分子能產(chǎn)生某種幾何結(jié)構(gòu)的塑料(如:PE、PP、PA、POM、PET、PBT等),大多數(shù)的屬于部分結(jié)晶態(tài).縮水率較大，通常為2%。一般為非透明或半透明。2、無定形塑料：無定形塑料是指分子形狀和分子相互排列不呈晶體結(jié)構(gòu)而呈無序狀態(tài)的塑料(如:ABS、PC、PVC、PS、PMMA、EVA、AS等),非結(jié)晶性塑料在各個方向上表現(xiàn)的的力學(xué)特性是相同的(各向同性)..縮水率較大，通常為0.5%。一般為非透明或半透明。第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四2-3按其受熱時所呈現(xiàn)的基本行為分類1、熱塑性塑料：熱塑性塑料是指在特定的溫度范圍內(nèi),能反復(fù)加熱軟化和冷卻變硬的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用.常采用注射、擠出、吹塑成形2、熱固性塑料：熱固性塑料是指受熱后成為不熔的物質(zhì),再次受熱不再具有可塑性且不能再回收利用的塑料(如:酚醛樹脂PF

、環(huán)氧樹脂、氨基樹脂、聚胺酯、發(fā)泡聚苯乙烯、脲醛（UF），三聚甲氰胺甲醛（MF），不飽和聚脂等）。常采用壓縮、壓注成形。第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四2-4、按塑料的透光性分類1、透明塑料：和透光率在88％以上的塑料稱為透明塑料(如:PMMA、PS、PC、Z-聚酯等)。2、半透明塑料：常用的半透明塑料有:PP、PVC、PE、AS、PET、MBS、PSF等。3、不透明塑料：不透明的塑料主要有POM、PA、ABS、HIPS、PPO等.第5頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四2-5、按塑料的硬度分類1、硬質(zhì)塑料：常見硬質(zhì)塑料有:ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO等;2、半硬質(zhì)塑料：半硬質(zhì)塑料有:PP、PE、PA、PVC等;3、軟質(zhì)塑料：軟質(zhì)塑料有:軟PVC、K膠(BS)、TPE、TPR、EVA、TPU等.第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四2-6、按塑料的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類1、聚烯烴類(如:LDPE、MDPE、HDPE、LLDPE、UHMWPE、PP等)2、聚苯乙烯類(如:PS、AS、BS、ABS、MBS、HIPS等)3、聚酰胺類(如:PA6、PA66、PA610、PA1010等)4、聚醚類(如:PC、POM、PSF、PPO等)5、聚酯類(如:PBT、PET等)6、丙烯酸酯類(如:PMMA)第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四2-7、按制造方法分：分聚合樹脂和縮聚樹脂聚合反應(yīng)和縮聚反應(yīng)：將從煤或石油中得到的相同或不相同的低分子單體化合成高分子聚合物的反應(yīng)。聚合反應(yīng)沒有低分子物質(zhì)析出，縮聚反應(yīng)有水、氨、氯化氫等低分子物質(zhì)析出第8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四２－８、按熱塑性塑料的高性能化分為了滿足注塑行業(yè)不斷高漲的市場對塑料的要求,幾十年來科學(xué)家們一直努力研制出更多的性能優(yōu)異的新型合成樹脂,同時又對現(xiàn)有的樹脂必能進行改良,層出不窮地推出高性能化新品種.通過改性,可使合成樹脂實現(xiàn)高性能的主要方法有如下幾種:(1)共聚合采用兩種以上的單體進行聚合的方法.(2)合金化把兩種以上的聚合物通過混合/混煉,形成微分散結(jié)構(gòu)的方法.(3)復(fù)合化在樹脂中添加聚合物以外的物質(zhì)的方法.(4)立體規(guī)整化采用新型的聚合催化劑提高聚合物分子有序性的方法.其中(1)和(4)可以被認(rèn)為是化學(xué)改性的方法,而(2)和(3)是物理改性的方法.使用這些方法不僅可以制造出具有一般性能的材料,而且還可以制造出各種具有高性能的材料.例如,聚苯乙烯作為單一品種的樹脂問世以來,通過和丙烯腈(AN)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丁二烯(BD)等單體的共聚改性,通過和彈性體的合金化或通過和其他物質(zhì)的復(fù)合化改性等方法的不斷改良,現(xiàn)在已發(fā)展成為苯乙烯系樹脂的一大類樹脂,其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴大.第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四１、共聚合（1）、加成共聚的方法耐沖擊性聚丙烯在制造時,首先是在聚丙烯的均聚物形成后,馬上進行乙烯和丙烯的共聚合,然后再用機械的方法所它們混合在一起.因此,耐沖擊性聚丙烯樹脂是由聚丙烯均聚物和乙烯丙烯共聚物組成的混合物體系.在受到?jīng)_擊時,主要是各個分散在均聚物體系的乙烯丙烯共聚物部分能吸收和消耗沖擊能,使體系的耐沖擊性得以提高的,耐沖擊聚丙烯樹脂具有較均衡的物性,且剛度、耐熱性、耐沖擊性均較好,具有廣泛的用途.如果我們從固體的結(jié)構(gòu)角度看,這種共聚合可以被認(rèn)為是專門為了實現(xiàn)合金化的共聚合方法.第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四（2）、縮聚物中替換某種單體的方法人們可以利用在縮聚物中替換某種單體的方法來實現(xiàn)聚合物的高性能化.如以尼龍、尼龍66為代表的聚酰胺樹脂,為了使其獲得更好的剛性和抑制進行縮聚,制成含苯環(huán)的聚酰胺.由于其主鏈上含有苯環(huán),與尼龍6或尼龍66相比則剛性較高,高溫時形狀穩(wěn)定性好,吸水率低等特點.當(dāng)然,替換其中的二元胺也是可以的,如用鄰苯二甲胺替代尼龍66中的二元胺而制成的塑料被用于薄壁制品,其用途正在不斷擴大.第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四（3）、其他如聚碳酸酯作為光學(xué)材料使用時,必須減少其雙折射率.為此常用聚苯乙烯對其進行改性,但采用一般共混的方法,如下圖(a)所示聚苯乙烯將少數(shù)um單位粒徑的粒子分散在聚碳酸酯中,則在化學(xué)結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)出不均一性.與之相比,若采用在聚碳酸酯的兩末端上結(jié)合苯乙烯的方法,其材料就可顯示出良好的均一性,如下圖(b)所示,其共聚物的分子上聚苯乙烯部分都集中在聚碳酸酯的末端.像這樣,苯乙烯以業(yè)已生成的聚碳酸酯末端為起點,聚合成聚苯乙烯的共聚合方式,一般被稱為接枝共聚.第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四２、合金化把兩種以上的聚合物混合在一起各取其所長,互相彌補其所短的方法叫做合金化.為了達到預(yù)期的目的,必須使體系像兩種以上的金屬經(jīng)熔融混合得到的金屬合金那樣,具有較穩(wěn)定的微分散結(jié)構(gòu).如果兩種聚合物具有相容性,則可以達到分子水平的混合,這種混合物在成型中其行為舉動相當(dāng)于一種聚合物,其成型品中各部分的微觀結(jié)構(gòu)也是完全均一的.但大多數(shù)聚合物之間是不相容的,對不相容的聚合物單純地用機械的手段將其混合,是不可能使其形成均一分散的結(jié)構(gòu)的.為此,常常通過機械手段和化學(xué)手段并用的方法,盡可能使其形成較微細(xì)的分散(微分散),以提高體系的均一程度實現(xiàn)良好的物性,這就是現(xiàn)在一般所進行的合金化的方法.與之相比,前述共聚合的方法是通過化學(xué)手段實現(xiàn)合金化的方法.第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四（1）、相容性聚合物合金上個世紀(jì)七十年代,人們已經(jīng)認(rèn)識到聚苯醚(PPO)和聚苯乙烯(PS)是能達到分子水平相容的,而后美國的CE公司把用PPO/PS混合的各種型號的成型材料推向了市場.丙烯腈和苯乙烯的共聚物(AS)和聚甲基丙烯甲酯之間有著較好的相容性,將兩者通過熔融混合而成的聚合物合金,商品名叫Stylac,它具有透明性、耐候性兼務(wù)備的特性（2）、非相容性合金耐沖擊性聚丙烯、耐沖擊性聚苯乙烯等都屬于非相容性合金.在非相容性合金中,大多數(shù)都是選擇彈性體聚合物以提高其基體聚合物有耐沖擊強度的體系.最近問世的StylacAT30,也屬于這種合金,AS和PMMA有較好的相容性,經(jīng)混合后制成的AT30具有較好的表面硬度、透明性和耐沖擊性.制作非相容性合金的另一種方法是,在混合時加入第三種聚合物作為相容劑以形成穩(wěn)定的微分散體系第15頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四3、復(fù)合化所謂復(fù)合化,就是在聚合物中加入各種填料(填充劑)以實現(xiàn)高性能化的一種方法.在各種聚合物中如聚丙烯、聚酰胺(尼龍)、聚碳酸酯等都是很常用的,而填充劑一般以玻璃纖維、碳纖維等為主流.玻璃纖維具有價格低拉伸強度大的優(yōu)點,日本常用直徑為13um的,而歐美常用10.5um的玻璃纖維做填充劑使用.碳纖維的強度和玻璃纖維差不多,但其重量輕.一般玻璃纖維和碳纖維的配合量都在數(shù)十份左右,在這種情況下能使材料輕量化的面纖維是有利的,此外在要求高強度和高剛性的場合,碳纖維也是有利的.配合30%～40%的短玻璃纖維后對各種樹脂具有補強效果,凡添加了玻璃纖維的體系,在100℃以上的高溫條件下,其拉抻強度能達到室溫條件的幾倍.為了使體系達到更好物性,玻璃纖維和聚合物的界面接著是極為重要的,為此玻璃纖維必須經(jīng)過預(yù)先處理,以期提高其表面硬度、集束性和聚合物的親合性.最近,有人報告了用粘土作填充劑的方法;在尼龍中僅添加4%的粘土,就可以把尼龍在120℃下的彈性模量提高三倍以上,而且其熱變形溫度也得到了大幅度的提高.目前粘土尼龍已經(jīng)進入實用化,被用于汽車發(fā)動機室內(nèi)部件使用.今后,這種復(fù)合化的方法也必將在其化聚合物上得到應(yīng)用第16頁，共17頁，2023年，2月20日，星期四4、立體規(guī)則化根據(jù)分子內(nèi)定向程度的大小,聚乙烯可被分類為高密度和低密度的兩種,目前作為成型材料使用的聚丙烯其分子內(nèi)都是定向的,非定向的聚丙烯為油狀物,不能作為成型材料使用.正是因為聚丙烯分子內(nèi)的原子團都按一定的方向配置,所以有較高的結(jié)晶性,一般把具有這樣特性的聚合物稱為立體規(guī)則性聚合物.生成這種聚丙烯的方法是在1953年,由意大利米蘭大學(xué)的納塔教授發(fā)現(xiàn)的,這種分子內(nèi)