工程塑料-塑料概述andPE.ppt

第二章第二章 塑料塑料2.1绪论绪论2.2通用塑料简介通用塑料简介2.3工程塑料分类型介绍工程塑料分类型介绍PP材料在汽车行业中具有巨大的市场商机无限小矿泉水瓶的祸害小矿泉水瓶的祸害2.1绪论绪论本章基本内容：本章基本内容：1、塑料的发展概况、定义和分类、塑料的发展概况、定义和分类2、各种塑料性能、各种塑料性能3、塑料的应用领域、塑料的应用领域学习目的及要求：学习目的及要求：了解塑料塑料的性能与应用领域。了解塑料塑料的性能与应用领域。本章重点：本章重点：1.塑料的定义塑料的定义2.塑料性能塑料性能3.应用领域应用领域。学习方法：学习方法：掌握基本的、重点的内容，多联系实际。掌握基本的、重点的内容，多联系实际。塑料定义：塑料定义：从广义上来说：凡能够塑成一定形状的材料，或者是在一定温从广义上来说：凡能够塑成一定形状的材料，或者是在一定温度或压力条件下，能够流动的材料度或压力条件下，能够流动的材料(如：石墨、玻璃、铜、铝如：石墨、玻璃、铜、铝等等)都可称为都可称为“塑料塑料”。狭义上来讲：一般是指以合成树脂为基本成分的高分子有机狭义上来讲：一般是指以合成树脂为基本成分的高分子有机化合物，在一定条件化合物，在一定条件(如温度、压力等如温度、压力等)可塑成一定形状的、可塑成一定形状的、并且在常温下保持形状不变的材料。并且在常温下保持形状不变的材料。多数塑料是以合成树脂为基础，并根据用途的不同，添加多数塑料是以合成树脂为基础，并根据用途的不同，添加不同的助剂，如：填料、增塑剂、抗氧剂、抗静电剂、爽不同的助剂，如：填料、增塑剂、抗氧剂、抗静电剂、爽口剂等。口剂等。树脂是指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用树脂是指受热时通常有转化或熔融范围，转化时受外力作用具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，具有流动性，常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物，它是塑料最基本的，也是最重要的成分。广义地讲，在塑料它是塑料最基本的，也是最重要的成分。广义地讲，在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。树脂树脂树脂是无定形的半固体、固体或假固体的有机物质。一般是树脂是无定形的半固体、固体或假固体的有机物质。一般是高分子物质。呈透明或半透明乳白色。无固定熔点，但有软高分子物质。呈透明或半透明乳白色。无固定熔点，但有软化或熔融范围，受热变软逐渐熔化，在力的作用下可流动。化或熔融范围，受热变软逐渐熔化，在力的作用下可流动。大多不溶于水，有的可溶于有机溶剂。大多不溶于水，有的可溶于有机溶剂。根据来源分为：天然树脂和合成树脂。根据来源分为：天然树脂和合成树脂。根据受热后表现分为：热固性树脂和热塑性树脂。根据受热后表现分为：热固性树脂和热塑性树脂。根据溶解度分为：水溶性树脂、醇溶性树脂和油溶性树脂根据溶解度分为：水溶性树脂、醇溶性树脂和油溶性树脂树脂的分类树脂的分类塑料的分类塑料的分类A:A:塑料的种类很多，基本可分为十八大类树脂，二百多个品种（有塑料的种类很多，基本可分为十八大类树脂，二百多个品种（有资料介绍有资料介绍有300多品种），但其中常用的品种有二十几种。各有其多品种），但其中常用的品种有二十几种。各有其特殊的物理、化学、电和机械等性能。特殊的物理、化学、电和机械等性能。根据塑料受热后的变化分为根据塑料受热后的变化分为：热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料热塑性塑料 热塑性塑料，是以热塑性树脂为基本成分的塑料。这种热塑性塑料，是以热塑性树脂为基本成分的塑料。这种塑料主要具有链状的线性结构，特点是受热后发生物态变化，塑料主要具有链状的线性结构，特点是受热后发生物态变化，由固体软化或熔融成粘流体状，在压力的作用下，可塑成所由固体软化或熔融成粘流体状，在压力的作用下，可塑成所需要的形状，在常温下不变形，但加热后可软化，这个过程需要的形状，在常温下不变形，但加热后可软化，这个过程可以反复多次塑制，而塑料分子结构并不发生变化。如：聚可以反复多次塑制，而塑料分子结构并不发生变化。如：聚乙烯、尼龙等。塑料软包装用的基材属于此类。乙烯、尼龙等。塑料软包装用的基材属于此类。热固性塑料热固性塑料 热固性塑料是以热固性树脂为基本成分的塑料。成型热固性塑料是以热固性树脂为基本成分的塑料。成型后具有网状的体型结构，受热后不再软化，强热后会分解后具有网状的体型结构，受热后不再软化，强热后会分解破坏，不能反复塑制。如：酚醛塑料、氨基塑料等。其中破坏，不能反复塑制。如：酚醛塑料、氨基塑料等。其中松香改性酚醛树脂，可以制造亮光油墨和铅印油墨。松香改性酚醛树脂，可以制造亮光油墨和铅印油墨。根据塑料的组分性质分为根据塑料的组分性质分为：纤维素塑料、蛋白质塑料和合成树脂塑料纤维素塑料、蛋白质塑料和合成树脂塑料塑料的分类塑料的分类B:B:纤维素塑料纤维素塑料以纤维素的衍生物为基本成分的塑料。如：硝酸纤维以纤维素的衍生物为基本成分的塑料。如：硝酸纤维(素素)塑料，塑料，醋酸纤维醋酸纤维(素素)塑料，乙基纤维塑料，乙基纤维(素素)塑料等。包装印刷常用的玻璃塑料等。包装印刷常用的玻璃纸、摄影胶片、制版用的软片等皆属于这类塑料。纸、摄影胶片、制版用的软片等皆属于这类塑料。蛋白质塑料蛋白质塑料以蛋白质为基本成分的塑料。如：大豆蛋白质塑料等。常用于以蛋白质为基本成分的塑料。如：大豆蛋白质塑料等。常用于制成玩具或和其它塑料并用作为改性剂。制成玩具或和其它塑料并用作为改性剂。合成树脂塑料合成树脂塑料合成树脂塑料，即合成树脂，又称人造树脂。是由单体经聚合成树脂塑料，即合成树脂，又称人造树脂。是由单体经聚合而成的树脂，种类很多。有的能溶于水或有机溶剂。有的合而成的树脂，种类很多。有的能溶于水或有机溶剂。有的加热软化。有的受热后变为不溶不熔状态，根据化学组成分加热软化。有的受热后变为不溶不熔状态，根据化学组成分为：乙烯基树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。为：乙烯基树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。各有其物理、化学和电性能。各有其物理、化学和电性能。根据使用范围和用途根据使用范围和用途：通用塑料、工程塑料、特种塑料通用塑料、工程塑料、特种塑料塑料的分类塑料的分类C:工程塑料是指具有优良的机械强度、刚性、耐冲击等物理性能，工程塑料是指具有优良的机械强度、刚性、耐冲击等物理性能，可以代替金属材料应用于各种工程机械设备上的一种塑料。如可以代替金属材料应用于各种工程机械设备上的一种塑料。如尼龙、聚碳酸酯、聚醚酮等。这类塑料有的也是制作高强度的尼龙、聚碳酸酯、聚醚酮等。这类塑料有的也是制作高强度的包装材料。包装材料。工程塑料工程塑料通用塑料通用塑料产量大、价格低、应用广的塑料。其使用温度通常较低，如无规产量大、价格低、应用广的塑料。其使用温度通常较低，如无规聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等 工程塑料是物理力学性能及热性能比较好的、可以当作结构材料使用的且在较宽的温度范围内可承受一定的机械应力和较苛刻的化学、物理环境中使用的塑料材料。在工程塑料中，通常使用量最大、长期使用温度在100150、可作为结构材料使用的塑料材料称为通用工程塑料，而将使用量较小、价格高、长期使用温度在150以上的塑料材料称为特种工程塑料。特种塑料特种塑料特种塑料是指具有某一特性特别优良的塑料。如：能耐特种塑料是指具有某一特性特别优良的塑料。如：能耐500以上高温的，或者能在一以上高温的，或者能在一100以下低温寒冷条件下使用的，以下低温寒冷条件下使用的，或者能应用于高能射线幅照强环境中使用的塑料。近年，国际或者能应用于高能射线幅照强环境中使用的塑料。近年，国际上研究的塑料包装材料，能够抑制热、声、光、静电、电磁技上研究的塑料包装材料，能够抑制热、声、光、静电、电磁技能量穿透的塑料，也属于特种塑料。能量穿透的塑料，也属于特种塑料。通用塑料通用塑料1.聚乙烯（聚乙烯（HDPELDPELLDPEUHMWPECPEVLDPEULDPEmPE)。2.聚氯乙烯（聚氯乙烯（PVC）（）（悬浮聚合、乳液聚合）悬浮聚合、乳液聚合）3.聚丙烯（全同、简同、无规）（聚丙烯（全同、简同、无规）（PP-RPP-HPP-B)4.聚苯乙烯（聚苯乙烯（GPSHIPSEPS)5.ABS(苯乙烯类聚合物）苯乙烯类聚合物）塑料分类塑料分类工程塑料工程塑料1.聚酰胺（聚酰胺（PA6PA66PA1010PA11PA12）2.聚酯树脂（聚酯树脂（PETPBT)3.聚碳酸酯（聚碳酸酯（PC)4.聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA)5.聚氨酯（聚氨酯（PU)6.聚甲醛聚甲醛（POM）塑料分类塑料分类特种工程塑特种工程塑料料v普通双酚普通双酚A型聚砜型聚砜v聚砜（聚砜（PSU）改性聚砜（双酚改性聚砜（双酚A与与PMMA及及ABS共聚物）共聚物）v非双酚非双酚A型聚砜（或称聚苯醚砜）型聚砜（或称聚苯醚砜）v聚醚砜（又称聚芳醚）聚醚砜（又称聚芳醚）v聚酰亚胺（聚酰亚胺（PI）v聚苯醚（聚苯醚（PPO）v聚苯硫醚（聚苯硫醚（PPS）v聚醚酮（聚醚酮（PEK）v聚芳醚酮（聚芳醚酮（PEKK）v聚醚醚酮（聚醚醚酮（PEEK）v聚四氟乙烯聚四氟乙烯(PTFE)v液晶聚合物（液晶聚合物（LCP）塑料分类塑料分类按塑料成型方法分按塑料成型方法分:塑料的分类塑料的分类D:模压塑料模压塑料：供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。：供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。层压塑料层压塑料：指浸有树脂的纤维织物，可经叠合、热压结合而成为整体材：指浸有树脂的纤维织物，可经叠合、热压结合而成为整体材料。料。注射、挤出和吹塑塑料注射、挤出和吹塑塑料：一般是指能在料筒温度下熔融、流动，在模具：一般是指能在料筒温度下熔融、流动，在模具中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性塑料。中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性塑料。浇铸塑料浇铸塑料：能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定：能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙。尼龙。反应注射模塑料反应注射模塑料：一般是指液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固：一般是指液态原材料，加压注入模腔内，使其反应固化制得成品。如聚氨脂类。化制得成品。如聚氨脂类。模塑粉模塑粉：又称塑料粉，主要由热固性树脂（如酚醛）和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如酚醛塑料粉。增强塑料增强塑料：加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。泡沫塑料泡沫塑料：整体内合有无数微孔的塑料。薄膜薄膜：一般指厚度在0.25mm以下的平整而柔软的塑料制品。按塑料半制品和制品分按塑料半制品和制品分E:助剂助剂1.1.增塑剂（增塑剂（DOP DBP DBP 氯化石蜡氯化石蜡 环氧环氧大豆油大豆油 偏苯三酸三辛酯偏苯三酸三辛酯 单脂肪酸甘油酯单脂肪酸甘油酯 癸二酸二辛酯癸二酸二辛酯 己二酸二辛酯己二酸二辛酯 油酸甲酯油酸甲酯 对苯二甲酸二辛酯对苯二甲酸二辛酯 癸二酸二丁酯癸二酸二丁酯）2.2.稳定剂（热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂）稳定剂（热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂）3.3.润滑剂润滑剂4.4.着色剂着色剂5.5.阻燃剂阻燃剂6.6.发泡剂发泡剂7.7.抗静电剂抗静电剂8.8.偶联剂、增强剂、相容剂偶联剂、增强剂、相容剂9.9.填料填料塑料原料与助剂的主要内容塑料原料与助剂的主要内容填充剂（填料）填充剂（填料）重要的但非必不可少的成分重要的但非必不可少的成分作用：作用：作用：作用：减少树脂用量，降低塑料成本；减少树脂用量，降低塑料成本；例如：酚醛压缩粉若无填充剂，则既不能进行成型加例如：酚醛压缩粉若无填充剂，则既不能进行成型加工又无实用价值；工又无实用价值；PE、PVC+CaCO3=廉价的具有足廉价的具有足够刚性和耐热性的钙塑料；玻璃纤维提高塑料的力学够刚性和耐热性的钙塑料；玻璃纤维提高塑料的力学性能；石棉提高耐热性；导电、导热、导磁等。性能；石棉提高耐热性；导电、导热、导磁等。改善塑料某些性能，扩大塑料的应用范围。改善塑料某些性能，扩大塑料的应用范围。填充剂（填料）填充剂（填料）填充剂（填料）填充剂（填料）（20502050%）分类：分类：分类：分类：按化学性能可分为按化学性能可分为有机填料有机填料无机填料无机填料按形状可分为：按形状可分为：粉状粉状：木粉、纸浆、滑石粉、云母粉、石棉粉等：木粉、纸浆、滑石粉、云母粉、石棉粉等纤维状纤维状：棉花、亚麻、玻璃纤维、碳纤维等：棉花、亚麻、玻璃纤维、碳纤维等层状（片状）层状（片状）：纸张、棉布、麻布、玻璃布等：纸张、棉布、麻布、玻璃布等能够增加塑料的塑性、流动性、柔韧性，改善能够增加塑料的塑性、流动性、柔韧性，改善成型性能，降低刚性和脆性成型性能，降低刚性和脆性；它是；它是能与树脂相溶的、能与树脂相溶的、不易挥发的高沸点有机化合物不易挥发的高沸点有机化合物。常用的增塑剂是液态或低熔点固体有机物。主常用的增塑剂是液态或低熔点固体有机物。主要有要有甲酸脂类甲酸脂类、磷酸酯类磷酸酯类和和氯化石蜡氯化石蜡等。等。增塑剂增塑剂作用：作用：作用：作用：提高塑性、流动性和柔软性；提高塑性、流动性和柔软性；降低刚性和脆性；降低刚性和脆性；改善塑料的工艺性能和使用性能。改善塑料的工艺性能和使用性能。例如：硝化纤维素若无增塑剂，则既不能进行成型例如：硝化纤维素若无增塑剂，则既不能进行成型加工又无实用价值；硝酸纤维、醋酸纤维、加工又无实用价值；硝酸纤维、醋酸纤维、PVC等等也必须加入增塑剂。也必须加入增塑剂。增塑剂增塑剂增塑剂可分为主增塑剂和副增塑剂两大类：主增塑剂的特点是增塑剂可分为主增塑剂和副增塑剂两大类：主增塑剂的特点是与树脂的相溶性好、塑化效率高、耐迁移、低挥发性、低的油与树脂的相溶性好、塑化效率高、耐迁移、低挥发性、低的油（水）抽出性、低温柔性。副增塑剂的相溶性较差，主要是与（水）抽出性、低温柔性。副增塑剂的相溶性较差，主要是与主增塑剂一道使用以降低成本，所以也称增量剂。主增塑剂一道使用以降低成本，所以也称增量剂。增塑剂总量中的增塑剂总量中的757580%80%应用于聚氯乙烯塑料，主要是碳原子数应用于聚氯乙烯塑料，主要是碳原子数6-116-11的脂肪醇与邻苯二甲酸类合成的酯类，其中最为主要的是邻的脂肪醇与邻苯二甲酸类合成的酯类，其中最为主要的是邻苯二甲酸二辛酯（苯二甲酸二辛酯（DOPDOP），是标准增塑剂。此外，还有环氧类、），是标准增塑剂。此外，还有环氧类、磷酸酯类和癸二酸酯类增塑剂及氯化石腊类增量剂等。磷酸酯类和癸二酸酯类增塑剂及氯化石腊类增量剂等。凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。可分为以下三种：可分为以下三种：它的主要作用就是抑制或防止树脂在加它的主要作用就是抑制或防止树脂在加工或使用过程中受热而降解。如工或使用过程中受热而降解。如PVC它的主要作用是阻止树脂在光的作用下它的主要作用是阻止树脂在光的作用下降解（塑料变色、力学性能下降等等）。如降解（塑料变色、力学性能下降等等）。如PE、PP、PS、PC延缓或抑制塑料氧化速度。如延缓或抑制塑料氧化速度。如PE、PP、ABS热稳定剂热稳定剂热稳定剂热稳定剂：光稳定剂光稳定剂光稳定剂光稳定剂：抗氧化剂抗氧化剂抗氧化剂抗氧化剂：稳定剂稳定剂（0.30.5%）为防止塑料在成型过程中粘模，减少塑料对模为防止塑料在成型过程中粘模，减少塑料对模具的摩擦，改善塑料的流动性，提高塑件表面的光具的摩擦，改善塑料的流动性，提高塑件表面的光泽度而加入的添加剂。泽度而加入的添加剂。润滑剂润滑剂（1%）如如PE、PP、PVC、PS、PA、ABS起起装饰美观装饰美观的作用，某些着色剂还能提高塑料的的作用，某些着色剂还能提高塑料的光光稳定性稳定性、热稳定性热稳定性和和耐候性耐候性。分类分类颜料颜料染料染料有机颜料有机颜料无机颜料无机颜料着色剂着色剂（0.010.02%）特点：特点：无机颜料：着色能力、透明性、鲜艳性较差，无机颜料：着色能力、透明性、鲜艳性较差，但耐但耐光型、耐热性、化学稳定性较好，不易褪色。光型、耐热性、化学稳定性较好，不易褪色。染料：染料：色彩鲜艳、颜色齐全，着色能力、透明性好。色彩鲜艳、颜色齐全，着色能力、透明性好。性能与无机颜料相反。性能与无机颜料相反。着色剂着色剂（0.010.02%）有机颜料的特性介于无机颜料和染料之间。有机颜料的特性介于无机颜料和染料之间。还有阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、防腐剂、固化剂和加工助还有阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、防腐剂、固化剂和加工助剂等等剂等等并非每种塑料都要加入全部的添加剂，根据塑料品种和需并非每种塑料都要加入全部的添加剂，根据塑料品种和需求有选择性的加入某些添加剂求有选择性的加入某些添加剂在塑料工业中着色剂多采用颜料在塑料工业中着色剂多采用颜料着色剂着色剂 （0.010.02%0.010.02%）塑料常用的添加剂塑料常用的添加剂塑料常用的添加剂塑料常用的添加剂塑料的几种常见加工方法塑料的几种常见加工方法:A、注塑成型、注塑成型B、吹塑成型、吹塑成型C、吸塑成型、吸塑成型D、挤出成型、挤出成型E、压延成型、压延成型F、层积成型、层积成型G、吹薄成型、吹薄成型H、拉丝成型、拉丝成型塑料的优点塑料的优点(1)(1)易于加工、易于制造易于加工、易于制造(易于成型易于成型)即使制品的几何形状相当复杂即使制品的几何形状相当复杂,只要能从模具中脱模只要能从模具中脱模,都比较容易制作都比较容易制作.因而其效因而其效率远胜于金属加工率远胜于金属加工,特别是注塑成型制品特别是注塑成型制品,经过一道工序经过一道工序,即可制造出很复杂的成即可制造出很复杂的成品品.(2)(2)可根据需要随意着色可根据需要随意着色,或制成透明制品或制成透明制品利用塑料可制作五光十色、透明美丽的制品利用塑料可制作五光十色、透明美丽的制品,尚可任意着色的特性尚可任意着色的特性,可提可提高其商品价值高其商品价值,并给人一种明快的感觉并给人一种明快的感觉.(3)(3)可制做轻质高强度的产品可制做轻质高强度的产品与金属、陶瓷制品相比与金属、陶瓷制品相比,质量轻、机械性能好质量轻、机械性能好,比强度比强度(强度与密度的比值强度与密度的比值)高高,故故可制做轻质高强度制品可制做轻质高强度制品.特别是填充玻璃纤维后特别是填充玻璃纤维后,更可提高其强度更可提高其强度.另外另外,由于塑料质量轻由于塑料质量轻,可节约能源可节约能源,故其制品亦日趋轻量化故其制品亦日趋轻量化.(8)(8)产品制造成本低产品制造成本低塑料原料本身虽然不那么便宜塑料原料本身虽然不那么便宜,但如但如(1)(1)项所述项所述,由于塑料易于加工由于塑料易于加工,设备费用比较设备费用比较低廉低廉,所以能降低产品成本所以能降低产品成本.(4)(4)不生锈、不易腐蚀不生锈、不易腐蚀塑料一般耐各种化学药品的腐蚀塑料一般耐各种化学药品的腐蚀,不会象金属那样易生锈或受到腐蚀不会象金属那样易生锈或受到腐蚀.使用时不必使用时不必担心酸、碱、盐、油类、药品、潮湿及霉菌等的侵蚀担心酸、碱、盐、油类、药品、潮湿及霉菌等的侵蚀.(5)(5)不易传热、保温性能好不易传热、保温性能好由于塑料比热大由于塑料比热大,热导率小热导率小,不易传热不易传热,故其保温及隔热效果良好故其保温及隔热效果良好.(6)(6)既能制做导电部件既能制做导电部件,又能制作绝缘产品又能制作绝缘产品塑料本身是很好的绝缘物质塑料本身是很好的绝缘物质,目前可以说没有哪一种电气制品不使用塑料的目前可以说没有哪一种电气制品不使用塑料的.但如果在塑料中填充金属粉末或碎屑加以成型但如果在塑料中填充金属粉末或碎屑加以成型,也可制成导电良好的产品也可制成导电良好的产品.(7)(7)减震、消音性能优良减震、消音性能优良,透光性好透光性好塑料具有优良的减震、消音性能塑料具有优良的减震、消音性能;透明塑料透明塑料(如如:PMMA:PMMA、PSPS、PCPC等等)可制作透明可制作透明的塑料制品的塑料制品(如如:镜片、标牌、罩板等镜片、标牌、罩板等).).(1)(1)耐热性差、易于燃烧耐热性差、易于燃烧这是塑料最大的缺点这是塑料最大的缺点,与金属和玻璃制品相比与金属和玻璃制品相比,其耐热性远为低劣其耐热性远为低劣,温度稍高温度稍高,就会就会变形变形,而且易于燃烧而且易于燃烧.燃烧时多数塑料能产生大量的热、烟和有毒气体燃烧时多数塑料能产生大量的热、烟和有毒气体;即使是热即使是热固性树脂固性树脂,超过超过200200摄氏度也会冒烟摄氏度也会冒烟,并产生剥落并产生剥落.(2)(2)随着温度的变化随着温度的变化,性质也会大大改变性质也会大大改变高温自不待言高温自不待言,即使遇到低温即使遇到低温,各种性质也会大大改变各种性质也会大大改变.(3)(3)机械强度较低机械强度较低与同样体积的金属相比与同样体积的金属相比,机械强度低得多机械强度低得多,特别是薄型制品特别是薄型制品,这种差别尤为明显这种差别尤为明显.(4)(4)易于受特殊溶剂及药品的腐蚀易于受特殊溶剂及药品的腐蚀一般来说一般来说,塑料比较不容易受化学药品的腐蚀塑料比较不容易受化学药品的腐蚀,但有些塑料但有些塑料(如如:PC:PC、ABSABS、PSPS等等)这方面的性质特别差这方面的性质特别差;在一般情况下热固性树脂耐腐蚀性相当强在一般情况下热固性树脂耐腐蚀性相当强.塑料的缺点塑料的缺点(5)(5)耐久性差耐久性差,易老化易老化无论是强度、表面光泽或透明度无论是强度、表面光泽或透明度,都不耐久都不耐久,受负荷有蠕变现象受负荷有蠕变现象.另外另外,所有的塑料均怕紫外线及太阳光照射所有的塑料均怕紫外线及太阳光照射,在光、氧、热、水及大气环境在光、氧、热、水及大气环境作用下会老化作用下会老化.(6)(6)易受损伤、也容易沾染灰尘及污物易受损伤、也容易沾染灰尘及污物塑料的表面硬度都比较低塑料的表面硬度都比较低,容易受损伤容易受损伤;另外另外,由于是绝缘体由于是绝缘体,故带有静故带有静电电,因此容易沾染灰尘因此容易沾染灰尘.(7)(7)尺寸稳定性差尺寸稳定性差与金属相比与金属相比,塑料收缩率很高塑料收缩率很高,故难于保证尺寸精度故难于保证尺寸精度.在使用期间受潮、在使用期间受潮、吸湿或温度发生变化时吸湿或温度发生变化时,尺寸易随时间发生变化尺寸易随时间发生变化.塑料的应用领域塑料的应用领域1农业农业薄膜：地膜、大棚膜：育苗，蔬菜，养殖薄膜：地膜、大棚膜：育苗，蔬菜，养殖管材和管件：灌溉，自来水供水管材和管件：灌溉，自来水供水网箱养殖，育苗，运动草皮，沙漠绿化网箱养殖，育苗，运动草皮，沙漠绿化2包装：用途广泛包装：用途广泛包装容器，代替金属、陶瓷、玻璃、木材等包装容器，代替金属、陶瓷、玻璃、木材等保鲜软装罐头、果汁、化装品保鲜软装罐头、果汁、化装品防震：防震：PS、PU、PE泡沫塑料泡沫塑料日常包装：袋，编织袋，捆扎绳，打包带日常包装：袋，编织袋，捆扎绳，打包带3交通运输：交通运输：主要用于汽车、轮船的零部件及装修上（比强度大）主要用于汽车、轮船的零部件及装修上（比强度大）4电气工业：电气工业：电线、电缆、录音机、录像机、电视机等电线、电缆、录音机、录像机、电视机等5化学工业：化学工业：塑料容器和管道、耐腐蚀塑料容器和管道、耐腐蚀6仪表工业：仪表工业：制造辅件制造辅件7建筑工业：建筑工业：化学建材，代替木材，水泥砖瓦，顶棚，地板化学建材，代替木材，水泥砖瓦，顶棚，地板8航空材料：航空材料：飞机上用塑料件，减轻重量飞机上用塑料件，减轻重量9国防与尖端工业：国防与尖端工业：卫星、火箭及原子能工业中做烧蚀材料、耐腐蚀材料，卫星、火箭及原子能工业中做烧蚀材料、耐腐蚀材料，武器中做零部件，塑料地雷，隐身飞机武器中做零部件，塑料地雷，隐身飞机10家具：家具：桌椅桌椅11体育用品和日用品：体育用品和日用品：钓鱼竿、梳子、玩具、餐具、盆、筐、鞋、衣、塑料跑道钓鱼竿、梳子、玩具、餐具、盆、筐、鞋、衣、塑料跑道体育器械等。体育器械等。12医疗卫生：医疗卫生：一次性注射器，输液器，人造骨骼及气管、血管等。一次性注射器，输液器，人造骨骼及气管、血管等。塑料的缺点及使用局限塑料的缺点及使用局限 耐热性较差，一般塑料的工作温度仅耐热性较差，一般塑料的工作温度仅100C100C左右，否则会降解、左右，否则会降解、老化老化导热性较差，所以在要求导热性好的场合，不能用塑料件。导热性较差，所以在要求导热性好的场合，不能用塑料件。吸湿性大，容易发生水解老化。吸湿性大，容易发生水解老化。易老化，所以对于使用寿命较长的场合，一般还是用金属件。易老化，所以对于使用寿命较长的场合，一般还是用金属件。这些不足使塑料在某些领域的应用受到限制。但是，随着新品这些不足使塑料在某些领域的应用受到限制。但是，随着新品种塑料的问世以及改性技术的发展，塑料的这些不足都将会得种塑料的问世以及改性技术的发展，塑料的这些不足都将会得到改进。到改进。聚乙烯聚乙烯PE(polyethlene)PE(polyethlene)发展发展1933年年英国英国ICI高压法高压法低密度聚乙烯（低密度聚乙烯（LDPE）1953年年德国德国Ziegler低压法低压法高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（HDPE）美国美国Phillips中压法中压法高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（HDPE）聚乙烯是由乙烯单体经自由基聚合或配位聚合而获得的高聚物。产聚乙烯是由乙烯单体经自由基聚合或配位聚合而获得的高聚物。产量居居世界首位，占总树脂量的量居居世界首位，占总树脂量的20%20%左右。左右。LDPE2030个甲基个甲基（1000个个C）支链多支链多堆砌性降堆砌性降低低结晶度结晶度低低熔点、硬熔点、硬度降低度降低流动性好流动性好HDPE5个甲基（个甲基（1000个个C）支链少支链少堆砌性好堆砌性好结晶度结晶度高高熔点、硬熔点、硬度高度高流动性差流动性差LDPE LDPE 低密度聚乙烯，支链太长低密度聚乙烯，支链太长流动性不好流动性不好LLDPE LLDPE 线型低密度聚乙烯线型低密度聚乙烯聚乙烯聚乙烯1）基本特性：）基本特性：产量最大；无毒、无味，呈白色或乳白色；结晶型产量最大；无毒、无味，呈白色或乳白色；结晶型塑料；吸水性极小，介电性能好。因此，聚乙烯是最理想的高频塑料；吸水性极小，介电性能好。因此，聚乙烯是最理想的高频电绝缘材料电绝缘材料。2）主要用途：）主要用途：塑料管、塑料板、塑料绳、齿轮、轴承等；包装用塑料管、塑料板、塑料绳、齿轮、轴承等；包装用的塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电线电缆的塑料薄膜、软管、塑料瓶以及电气工业的绝缘零件和电线电缆外皮等外皮等。3）成型特点：）成型特点：成形收缩率范围及收缩值大，方向性明显，容易变成形收缩率范围及收缩值大，方向性明显，容易变形、翘曲。流动性好且对压力变化敏感，宜用高压注射；模具应形、翘曲。流动性好且对压力变化敏感，宜用高压注射；模具应设有冷却系统；质软易脱模，塑件有浅的侧向凸凹时可强行脱模。设有冷却系统；质软易脱模，塑件有浅的侧向凸凹时可强行脱模。比较项目高压法中压法低压法操作条件聚合压力，MPa聚合温度，引发剂98.1-245.2150-330微量氧或有机过氧化物2-7125-150金属氧化物260齐格勒-纳塔引发剂转化率，%16-27接近100接近100反应机理自由基型配位离子型配位离子型工艺流程简单复杂复杂结构性能大分子支化程度相对密度纯度热变形温度，高低（0.910-0.925）高50，较软介于两者之间居中（0.926-0.940）基本与低压法相同基本与低压法相同大分子排列整齐高（0.941-0.970）产品含有引发剂残基78，较硬 建设投资高低低操作费用低高高聚乙烯生产方法（高压法、中压法、低压法）比较聚乙烯生产方法（高压法、中压法、低压法）比较主要原料乙烯的结构与性质乙烯CH2CH2，是最简单的烯烃。常温常压是略带芳香气味的无色可烯气体。几乎不溶于水，化学性质活泼。物理参数如下：乙烯的主要生产方法相对分子质量熔点，沸点，相对密度（液体，-103.8 ）临界温度，28.05169.4103.80.56999.90临界压力，MPa自然点，聚合热，kJ/mol爆炸极限，%4.97537953.02-34乙烯的主要生产方法乙烯的主要生产方法液化天然气、液化石油气分离液化天然气、液化石油气分离焦炉煤气分离焦炉煤气分离乙醇催化脱水乙醇催化脱水石脑油、轻柴油、重油、原油裂解气分离石脑油、轻柴油、重油、原油裂解气分离聚乙烯生产工艺聚乙烯生产工艺乙烯高压聚合生产工艺乙烯高压聚合生产工艺是在微量氧或有机过氧化物存在下，将乙烯压缩到压力下，是在微量氧或有机过氧化物存在下，将乙烯压缩到压力下，在在150-290的条件下，乙烯经自由基聚合反应转变为聚乙烯的聚合方法。的条件下，乙烯经自由基聚合反应转变为聚乙烯的聚合方法。聚合原理聚合原理乙烯在高温高压下按自由基聚合反应机理进行聚合。由于反应温度高，容易乙烯在高温高压下按自由基聚合反应机理进行聚合。由于反应温度高，容易发生向大分子链的转移而形成长支链和短支链产物，造成产物结晶度低、密度小发生向大分子链的转移而形成长支链和短支链产物，造成产物结晶度低、密度小聚合主要工艺条件聚合主要工艺条件乙烯纯度乙烯纯度纯度纯度99.9%。引发剂引发剂以氧为引发剂时，氧的用量严格控制在以氧为引发剂时，氧的用量严格控制在0.003%-0.007%；以有机产化物为引发剂时，将其溶解在液体石蜡中，配制成以有机产化物为引发剂时，将其溶解在液体石蜡中，配制成1%-25%的溶的溶液。液。相对分子质量调节剂相对分子质量调节剂主要加入丙烯、丙烷、乙烷等，但纯度要有严格要求。主要加入丙烯、丙烷、乙烷等，但纯度要有严格要求。聚合温度聚合温度取决于引发剂的种类。以氧为引发剂时温度控制在取决于引发剂的种类。以氧为引发剂时温度控制在230以上；以有机以上；以有机过氧化物为引发剂时温度控制在过氧化物为引发剂时温度控制在150左右。左右。聚合压力聚合压力108-245MPa，高低取决于，高低取决于PE生产牌号，压力越大产物相对分子质量越大。生产牌号，压力越大产物相对分子质量越大。聚合转化率与产率聚合转化率与产率乙烯单程聚合转化率为乙烯单程聚合转化率为16%-27%，未反应单体经冷却循环使用，总产，未反应单体经冷却循环使用，总产率为率为95%。乙烯进料温度为。乙烯进料温度为40，乙烯，乙烯-聚乙烯混合物出料温度聚乙烯混合物出料温度160-280。大部分反应热由离开物料带走，反应器夹套冷却只带少量反应热。大部分反应热由离开物料带走，反应器夹套冷却只带少量反应热。聚合产物的相对分子质量测定聚合产物的相对分子质量测定相对分子质量范围相对分子质量范围10000-50000，重均相对分子质量控制在，重均相对分子质量控制在100000以上。一般通过熔融指数（以上。一般通过熔融指数（MI）法测定。）法测定。乙烯高压聚合生产工艺流程乙烯高压聚合生产工艺流程乙烯高压聚合生产工艺流程主要生产过程分为压缩、聚合、乙烯高压聚合生产工艺流程主要生产过程分为压缩、聚合、分离和掺合四个工段分离和掺合四个工段。比较项目釜式反应器高压法管式反应器高压法压力温度反应带走的热量平均停留时间生产能力物料流动状态反应器内表面清洗方法共聚条件能否防止乙烯分解产品相对分子质量的分布长支链微粒凝胶108-245.2MPa，可保持稳定可严格控制在130-280 10%10-120s之内可在较大范围内变化在每一反应区内充分混合不需要特别清洗可在广范围内共聚反应容易控制，可防止乙烯分解窄多少约为323.6MPa，管内产生压力降可高达330，管内温度差较大30%与反应器的尺寸有关。约60-300取决于反应器的参数接近柱塞流动，中心至管壁层流用压力脉冲法清洗只可以与少量其他单体共聚难以防止偶然解聚宽少多聚合反应设备聚合反应设备 乙烯高压聚合反应器主要有釜式和管式两种。乙烯高压聚合反应器主要有釜式和管式两种。乙烯中压聚合工艺乙烯中压聚合工艺工艺路线工艺路线其一，乙烯为单体，烷烃为溶剂，其一，乙烯为单体，烷烃为溶剂，CrO3-Al2O3-SiO2为引发剂，在为引发剂，在150，4.9MPa下聚合。下聚合。其二，乙烯为单体，脂肪烃或芳烃为溶剂，以其二，乙烯为单体，脂肪烃或芳烃为溶剂，以MOO3-Al2O3或氧化镍或氧化镍-活性炭活性炭为引发剂，在为引发剂，在200-260，6.87MPa下聚合。重点介绍第一条工艺路线。下聚合。重点介绍第一条工艺路线。主要工艺条件主要工艺条件单体单体重点控制对引发剂有害的杂质，如水、氧、一氧化碳及含硫、氮、卤素等化重点控制对引发剂有害的杂质，如水、氧、一氧化碳及含硫、氮、卤素等化合物进行严格控制（万分之一以下），为防止乙烯与其他单体共聚，也要不含其合物进行严格控制（万分之一以下），为防止乙烯与其他单体共聚，也要不含其他烯烃。他烯烃。引发剂引发剂使用使用CrO3分散于分散于Al2O3-SiO2组成的载体上的固体引发剂。其中铬的含量为组成的载体上的固体引发剂。其中铬的含量为2%-3%。载体的用量在。载体的用量在90：10范围内效果较好。且要求载体的表面积要小，孔范围内效果较好。且要求载体的表面积要小，孔穴要大。穴要大。溶剂溶剂采用采用C5-C12的石蜡烃或环烷烃。的石蜡烃或环烷烃。聚合主要控制的条件聚合主要控制的条件温度温度对引发剂而言，活性温度越高，产物相对分子质量越低；对产物相对分子质对引发剂而言，活性温度越高，产物相对分子质量越低；对产物相对分子质量而言温度的影响如下图所示。最佳引发剂活化温度为量而言温度的影响如下图所示。最佳引发剂活化温度为550左右。左右。90 1001301501702040100140反应温度（）110 1201401606080120聚合反应温度对聚乙烯相对分子质量的影响相对分子质量10340050060070080020304050活化温度（）引剂剂活化温度对聚乙烯相对分子质量的影响相对分子质量10307142128351020304050聚合压力，聚合压力，MPa聚合反应压力对聚乙烯相对分子质量的影响聚合反应压力对聚乙烯相对分子质量的影响相相对对分分子子质质量量103聚合压力聚合压力:聚乙烯的相对分子质量随压力的升高而增加。聚乙烯的相对分子质量随压力的升高而增加。乙烯中压法聚合工艺流程乙烯中压法聚合工艺流程主要采用浆液法。该法是将固体引发剂分散于反应介质悬浮主要采用浆液法。该法是将固体引发剂分散于反应介质悬浮液，乙烯开始聚合时，生成的聚乙烯大部分分散在反应介质中，液，乙烯开始聚合时，生成的聚乙烯大部分分散在反应介质中，由于反应物料呈浆液状，故称为浆液聚合。这种方法得到的聚乙由于反应物料呈浆液状，故称为浆液聚合。这种方法得到的聚乙烯相对分子质量可达烯相对分子质量可达40000以上。以上。乙烯低压聚合工艺乙烯低压聚合工艺乙烯的低压聚合，是以烷基铝和乙烯的低压聚合，是以烷基铝和TiCl4或或TICl3组成的配合组成的配合物为引发剂，于常压下，物为引发剂，于常压下，6075下聚合成高密度聚乙烯的下聚合成高密度聚乙烯的方法。聚合机理为配位阴离子聚合反应。方法。聚合机理为配位阴离子聚合反应。乙烯低压聚合的工艺条件乙烯低压聚合的工艺条件主要原料主要原料单体单体低低压聚合聚合对乙乙烯单体体纯度的要求（体度的要求（体积分数）分数）单体乙体乙烯中中杂质含量含量对聚合的影响聚合的影响乙烯，%丙烯，%乙烷及甲烷，%丁二烯，%乙炔，%丙酮，%甲醇，%氨，%990.0210.00020.00010.00050.00050.001NO及NO2，%N2O，%总硫量，%水，%O2，%CO2，%CO，%0.00050.00020.00020.00050.00050.00020.0002乙烯中杂质含量，%聚合情况C2C2CH4C2CO2COO2H2O1234599.0799.499.00.470.580.004840.015240.00020.001140.46240.0030.005620.00230.00020.00270.00010.00077不聚合不聚合不聚合活性低