工程塑料-塑料概述andPE.ppt
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1、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
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、,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。
9、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。
10、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
11、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(
12、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
13、)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:
14、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。
15、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
16、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
17、: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
18、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
19、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
20、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
21、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
22、。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
23、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
24、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
25、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
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