塑料原料与助剂绪论与聚乙烯14944.pptx
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1、塑料原料与助剂塑料原料与助剂塑料工程教研室塑料工程教研室返回*2参考书参考书参考书:参考书:1.塑料原料与助剂塑料原料与助剂科技出版社科技出版社段予忠段予忠2.塑料工业塑料工业石油化学出版社石油化学出版社上海合成树脂研究所上海合成树脂研究所3.合成树脂及塑料手册合成树脂及塑料手册化工部科技情报所化工部科技情报所4.橡胶塑料加工助剂橡胶塑料加工助剂化工出版社化工出版社5.塑料加工技术应用手册塑料加工技术应用手册机械出版社机械出版社李祖德李祖德返回*3绪论绪论v基本内容: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、塑塑料料性性能能;3、塑塑料料的的应应用用领领域域;4
2、、本本课课程程的的主主要要内内容容和和要要求求;5、聚聚乙乙烯烯种种类类、性性能能与与应应用用领领域域;6、聚聚乙乙烯烯简简单单识别识别学学习习目目的的及及要要求求:了了解解塑塑料料的的性性能能与与应应用用领领域域,聚聚乙乙烯烯种种类、应用与识别。类、应用与识别。v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。v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。返回*4 人人类类社会的社会的进进步与材料的使用密切相关。人步与材料的使用密切相关。人类类要生存、要要生存、要发发展就离不开材料的使用。从石器展就离不开材
3、料的使用。从石器时时代、代、铜铜器和器和铁铁器器时时代代发发展到今天,人展到今天,人类类使用的材料主要使用的材料主要有四大有四大类类,即木材、硅酸,即木材、硅酸盐盐(水泥、陶瓷)、(水泥、陶瓷)、钢铁钢铁、塑料。其中塑料是塑料。其中塑料是2020世世纪纪才才发发展起来的一大展起来的一大类类新材新材料。塑料是高分子材料中最大的一料。塑料是高分子材料中最大的一类类材料,目前世材料,目前世界高分子材料的年界高分子材料的年产产量中,塑料量中,塑料约约2 亿亿吨吨,合成,合成纤纤维约维约0.0.5亿亿吨吨,合成橡胶,合成橡胶约约0.0.2 亿亿吨吨,v前言前言返回人类在远古时期已经开始使用天然高分子材人
4、类在远古时期已经开始使用天然高分子材料,并逐步学会对它们的加工。如用蚕丝、棉、料,并逐步学会对它们的加工。如用蚕丝、棉、毛织布,用木材、棉、麻造纸。毛织布,用木材、棉、麻造纸。19世纪世纪30年代末年代末开始了对天然高分子的化学改性,如对天然橡胶开始了对天然高分子的化学改性,如对天然橡胶的硫化,纤维素的硝化成为第一个塑料品种,方的硫化,纤维素的硝化成为第一个塑料品种,方法是用硝酸将纤维素硝化,用樟脑作增塑剂制得法是用硝酸将纤维素硝化,用樟脑作增塑剂制得硝酸纤维素硝酸纤维素塑料,俗称赛璐珞。塑料,俗称赛璐珞。1907年人工合成年人工合成了第一个高分子材料了第一个高分子材料酚醛树脂(苯酚、甲醛酚醛
5、树脂(苯酚、甲醛路线)。路线)。返回*61.11.1 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,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,能够流动的材或者是在一定温度或压力条件下,能够流动的材料料(如:石墨、玻璃、铜、铝等如:石墨、玻璃、铜、铝等)都可称为都可称为“塑料塑料”。狭义上来说:一般是指以合成树脂为基本成分狭义上来说:一般是指以合成树脂为基本成分的高分子有机化合物,在一定条件的高分子有机化合物,在一定条件(如温度、压力如温度、压力等等)可塑成一定形状的、并且在常温下保持形状不可塑成一定形状的、并且在常温下保持形状不变的材料。变的材料。多数
6、塑料是以合成树脂为基础,并根据用途的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、抗不同,添加不同的助剂,如:填料、增塑剂、抗氧剂、抗静电剂、爽口剂等。氧剂、抗静电剂、爽口剂等。返回*71.2塑料的分类塑料的分类 1.2.1 1.2.1 塑塑料料的的种种类类很很多多,基基本本可可分分为为十十八八大大类类树树脂脂,二二百百多多个个品品种种(有有资资料料介介绍绍有有300多多品品种种),但但其其中中常常用用的的品品种种有有二二十十几几种种。各各有有其其特特殊殊的的物物理理、化化学学、电和机械等性能。分类方法有两种:电和机械等性能。分类方法有两种:a根根据据塑塑料料
7、受受热热后后的的变变化化分分为为:热热塑塑性性塑塑料料和和热热固固性性塑料。塑料。b根根据据塑塑料料的的组组分分性性质质分分为为:纤纤维维素素塑塑料料、蛋蛋白白质质塑塑料和合成树脂塑料。料和合成树脂塑料。返回1.2.2热塑性塑料热塑性塑料热热塑塑性性塑塑料料,是是以以热热塑塑性性树树脂脂为为基基本本成成分分的的塑塑料料。这这种种塑塑料料主主要要具具有有链链状状的的线线性性结结构构,特特点点是是受受热热后后发发生生物物态态变变化化,由由固固体体软软化化或或熔熔融融成成粘粘流流体体状状,在在压压力力的的作作用用下下,可可塑塑成成所所需需要要的的形形状状,在在常常温温下下不不变变形形,但但加加热热后
8、后可可软软化化,这这个个过过程程可可以以反反复复多多次次塑塑制制,而而塑塑料料分分子子结结构构并并不不发发生生变变化化。如:聚乙烯、尼龙等。如:聚乙烯、尼龙等。返回*91.2.31.2.3热固性塑料热固性塑料热热固固性性塑塑料料是是以以热热固固性性树树脂脂为为基基本本成成分分的的塑塑料料。成成形形后后具具有有网网状状的的体体型型结结构构,受受热热后后不不再再软软化化,强强热热后后会会分分解解破破坏坏,不不能能反反复复塑塑制制。如如:酚酚醛醛塑塑料料、氨氨基基塑塑料料等等。其其中中松松香香改改性性酚酚醛醛树树脂脂,可以制造亮光油墨和铅印油墨。可以制造亮光油墨和铅印油墨。返回1.2.4 1.2.4
9、 纤维素塑料纤维素塑料纤维素塑料是以纤维素的衍生物为基本成纤维素塑料是以纤维素的衍生物为基本成分的塑料。如:硝酸纤维分的塑料。如:硝酸纤维(素素)塑料,醋酸纤维塑料,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的玻璃纸、摄影胶片、制版用的软片等皆属于这类塑料。这类塑料。返回*111.2.5蛋白质塑料蛋白质塑料蛋白质塑料是以蛋白质为基本成分的塑料。如:大蛋白质塑料是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。作为改性剂
10、。1.2.6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。有的加热软化。有的受热后变为不溶不或有机溶剂。有的加热软化。有的受热后变为不溶不熔状态,根据化学组成分为;乙烯基树脂、丙烯酸树熔状态,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。各有其物理、化学和脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。各有其物理、化学和电性能。电性能。返回*121.2.7什么是什么是树脂树脂树脂是树脂是无定形的半固体无定形的半固体、固体或假固体固
11、体或假固体的有机物的有机物质。一般是大分子物质。呈透明或半透明乳白色。质。一般是大分子物质。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。大多不溶于水,有的熔化,在力的作用下可流动。大多不溶于水,有的可溶于有机溶剂。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。根据根据受热受热后表现分为后表现分为:热固性热固性树脂和树脂和热塑性热塑性树脂。树脂。根据根据溶解度溶解度分为分为:水溶性树脂、醇溶性树脂和油溶水溶性树脂、醇溶性树脂和油溶性树脂。性树脂。返回*131.2.8什
12、么是工程塑料什么是工程塑料工工程程塑塑料料是是指指具具有有优优良良的的机机械械强强度度、刚刚性性、耐耐冲冲击击等等物物理理性性能能,可可以以代代替替金金属属材材料料应应用用于于各各种种工工程程机机械械设备上的一种塑料。如尼龙、聚碳酸酯、聚醚酮等。设备上的一种塑料。如尼龙、聚碳酸酯、聚醚酮等。返回1.2.9什么特种塑料什么特种塑料特种塑料是指具有某一特性特别优良的塑料。特种塑料是指具有某一特性特别优良的塑料。如:能耐如:能耐500以上高温的,或者能在一以上高温的,或者能在一100以以下低温寒冷条件下使用的,或者能应用于高能射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
13、,国际上研究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、的塑料包装材料,能够抑制热、声、光、静电、电磁能量穿透的塑料,也属于特种塑料。电磁能量穿透的塑料,也属于特种塑料。返回1.2.10什么是聚烯烃塑料什么是聚烯烃塑料聚烯烃塑料是烯烃类聚合物的总称。烃类是聚烯烃塑料是烯烃类聚合物的总称。烃类是含有元素种类最少的有机化合物,由含有元素种类最少的有机化合物,由碳和氢碳和氢两种两种元素组成。种类繁多,有广泛的天然资源。如:元素组成。种类繁多,有广泛的天然资源。如:天然气、石油分馏产物、煤干馏产物、天然橡胶天然气、石油分馏产物、煤干馏产物、天然橡胶等的主要成分都
14、属于烃类。烃类塑料如等的主要成分都属于烃类。烃类塑料如聚乙烯、聚乙烯、聚丙烯聚丙烯等是塑料包装印刷用量最多的塑料。等是塑料包装印刷用量最多的塑料。返回*162塑料的塑料的特点特点2.1质质轻轻、比比强强度度高高一一般般在在0.92.3之之间间,有有些些增增强强塑料的比强度接近或超过钢材,例如玻璃钢。塑料的比强度接近或超过钢材,例如玻璃钢。2.2优优质质的的电电绝绝缘缘性性能能几几乎乎所所有有的的塑塑料料都都具具有有优优异异的电绝缘性能。尼龙等例外。的电绝缘性能。尼龙等例外。2.3优优良良的的化化学学稳稳定定性性能能一一般般塑塑料料对对酸酸碱碱等等化化学学药药品品均均有有良良好好的的耐耐腐腐蚀蚀
15、能能力力,特特别别是是聚聚四四氟氟乙乙烯烯的的耐耐腐腐蚀蚀性性比比黄黄金金还还好好,甚甚至至能能耐耐“王王水水”腐腐蚀蚀,称称为为“塑料王塑料王”。v2塑料的特点塑料的特点返回2.4减摩、耐磨性减摩、耐磨性能能好。好。2.5透光及防护透光及防护性能性能多数塑料为透明或半透明,其多数塑料为透明或半透明,其中中PS、PMMA为典型的代表。为典型的代表。2.6减震、消音减震、消音性能性能。2.7加工性能良好加工性能良好2.8不足不足:耐热性比金属差,热膨胀系数比金属大:耐热性比金属差,热膨胀系数比金属大35倍,易蠕变、老化等。倍,易蠕变、老化等。返回*18v3塑料的应用领域塑料的应用领域3.1农业农
16、业薄膜薄膜:地膜、大棚膜:育苗,蔬菜,养殖:地膜、大棚膜:育苗,蔬菜,养殖管材和管件管材和管件:灌溉,自来水供水:灌溉,自来水供水网网:养殖,育苗,运动草皮,沙漠绿化:养殖,育苗,运动草皮,沙漠绿化3.2包装:用途广泛包装:用途广泛包装包装容器容器,代替金属、陶瓷、玻璃、木材等,代替金属、陶瓷、玻璃、木材等保鲜保鲜,软装罐头、果汁、化装品软装罐头、果汁、化装品防震防震:PS、PU、PE泡沫塑料泡沫塑料日常包装日常包装:袋,编织袋,捆扎绳,打包带:袋,编织袋,捆扎绳,打包带返回3.3交通运输:主要用于交通运输:主要用于汽车、轮船汽车、轮船的零部件及装的零部件及装修上(比强度大)修上(比强度大)3
17、.4电气工业:电线、电缆、录音机、录像机、电电气工业:电线、电缆、录音机、录像机、电视机等视机等3.5化学工业:塑料容器和管道、耐腐蚀化学工业:塑料容器和管道、耐腐蚀返回*203.6仪表工业:制造辅件仪表工业:制造辅件3.7建建筑筑工工业业:化化学学建建材材,代代替替木木材材,水水泥泥砖砖瓦瓦,顶顶棚,地板棚,地板3.8航空材料:飞机上用塑料件,减轻重量航空材料:飞机上用塑料件,减轻重量3.9国国防防与与尖尖端端工工业业:卫卫星星、火火箭箭及及原原子子能能工工业业中中做做烧烧蚀蚀材材料料、耐耐腐腐蚀蚀材材料料,武武器器中中做做零零部部件件,塑塑料料地地雷,隐身飞机雷,隐身飞机返回3.10家具:
18、桌椅家具:桌椅3.11体育用品和日用品:钓鱼竿、梳子、玩具、餐体育用品和日用品:钓鱼竿、梳子、玩具、餐具、盆、筐、鞋、衣、塑料跑道、体育器械等。具、盆、筐、鞋、衣、塑料跑道、体育器械等。3.12医疗卫生:一次性注射器,输液器,人造骨医疗卫生:一次性注射器,输液器,人造骨骼及气管、血管等骼及气管、血管等。返回*224 4塑料原料与助剂课程主要内容塑料原料与助剂课程主要内容通用塑料通用塑料1.1.聚乙烯(聚乙烯(HDPE LDPE LLDPE UHMWPE HDPE LDPE LLDPE UHMWPE CPE VLDPE ULDPE mPE)CPE VLDPE ULDPE mPE)。2.2.聚氯乙
19、烯(聚氯乙烯(PVCPVC)()(悬浮聚合、乳液聚合)悬浮聚合、乳液聚合)3.3.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)返回*234 4塑料原料与助剂的主要内容塑料原料与助剂的主要内容工程塑料工程塑料1.1.聚酰胺(聚酰胺(PA6 PA66 PA1010 PA11 PA12 PA6 PA66 PA1010 PA11 PA12 MC)MC)2.2.聚酯树脂(聚酯树脂(PET PBT)PET PBT)3.3.聚碳酸酯(聚碳酸酯(PC)PC)4.4.聚甲基丙烯酸甲酯(
20、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)PMMA)5.5.聚氨酯(聚氨酯(PU)PU)6.POM6.POM返回*244 4塑料原料与助剂的主要内容塑料原料与助剂的主要内容热固性塑料热固性塑料酚酚醛醛塑塑料料(PFPF):电电绝绝缘缘、耐耐热热性性、耐耐酸酸性性好好,用于电器通信、涂料、胶粘剂。用于电器通信、涂料、胶粘剂。氨氨基基塑塑料料:电电绝绝缘缘、耐耐热热性性、耐耐酸酸性性好好,用用于绝缘材料、餐具等。于绝缘材料、餐具等。环环氧氧树树脂脂(EPEP):粘粘接接效效果果、电电绝绝缘缘性性、耐耐药性好,用于粘合剂、涂料、电绝缘材料。药性好,用于粘合剂、涂料、电绝缘材料。脲脲醛醛(UFUF):无无色色、着着
21、色色容容易易,似似酚酚醛醛,用用于于罩、按钮、涂料。罩、按钮、涂料。三聚三聚氰氰胺:硬度大,耐磨性、阻燃性、耐水胺:硬度大,耐磨性、阻燃性、耐水性好。用于装性好。用于装饰饰板、板、强强化地板、化地板、电电器零件、器零件、涂料。涂料。返回*254 4塑料原料与助剂的主要内容塑料原料与助剂的主要内容特种工程塑特种工程塑料料普通双酚普通双酚A型聚砜型聚砜聚砜(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)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)聚醚砜(又称聚芳醚)聚醚砜(又称聚芳醚)聚酰亚胺(聚酰亚胺(PI)聚苯醚(聚苯醚(PPO)聚苯硫醚(聚苯
22、硫醚(PPS)聚醚酮(聚醚酮(PEK)聚芳醚酮(聚芳醚酮(PEKK)聚醚醚酮(聚醚醚酮(PEEK)聚四氟乙烯聚四氟乙烯(PTFE)液晶聚合物(液晶聚合物(LCP)返回*264 4塑料原料与助剂的主要内容塑料原料与助剂的主要内容助剂助剂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
23、.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.填料填料返回*27上篇上篇第一章第一章聚乙烯聚乙烯 聚聚乙乙烯烯是是世世界界塑塑料料品品种种中中产产量量最最大大的的品品种种,应应用用广广泛泛,约约占占世世界界塑塑料料总总产产量量的的四四分分之之一一,目目前前聚聚乙乙烯烯的的产产量量已已达达到到四四千千多多万万吨吨,已已有有6060多多年年的的工工业业化化历历史史,其其中中我我国国2002006 6年年的的聚聚乙乙烯烯产产量量为为700700万万吨吨,其其原原料料丰丰富富,价价格格便便宜
24、宜,容容易易成成型型加加工工,性性能能优优良良。19331933年年英英国国卜卜内内门门化化学学工工业业公公司司利利用用高高压压聚聚合合生生成成LDPELDPE;19391939年年德德国国齐齐格格勒勒用用氯氯钛钛作作催催化化剂剂低低压压下下合合成成了了HDPEHDPE;19571957年年美美国国菲菲利利浦浦石石油油公公司司用用氧氧化化铬铬硅硅铝铝胶胶作作催催化化剂剂中中压压下下合合成成了了LLDPELLDPE。返回 聚聚乙乙烯烯根根据据合合成成的的单单体体、方方法法、路路线线的的不不同同可可分分为为低低密密度度聚聚乙乙烯烯,高高密密度度聚聚乙乙烯烯和和线性低密度聚乙烯等品种,线性低密度聚乙
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