2-1 合成树脂及塑料概述在线视频

同学们 大家好

欢迎来到高分子合成材料学

我是今天的主讲老师柴春鹏

这一章我们一起来学习合成树脂及塑料

包括概述 通用树脂及塑料

通用工程树脂及塑料

特种工程树脂及塑料

和热固性树脂及塑料

第一节 合成树脂及塑料概述

首先 我们来了解合成树脂及塑料的定义

合成树脂是由单体通过聚合反应

所生成的一类未加工的原始聚合物

是制造塑料 纤维 橡胶 涂料

粘合剂等产品的主要原料

塑料是以合成树脂为主要成分

适当加入 或者不加

添加剂 在一定温度和压力下

塑化成型的产品

两者其实没有严格的区分

在日常生活和生产中

塑料和树脂也会通用

合成树脂及塑料

常用的分类依据有两种

一是按树脂及塑料的热性质

分为热塑性树脂及塑料

即受热时软化或熔融 冷却后硬化

韧性好 可反复成型

这类树脂及塑料包括

聚乙烯 聚氯乙烯

聚丙烯 聚酰胺等

热固性树脂及塑料呢

是指固化为不溶解 不熔融的坚硬制品

不可再生

具有更好的耐热性和抗蠕变性能

常用的热固性树脂有酚醛树脂

环氧树脂

氨基树脂等

第二 是按照应用范围来分

通用树脂及塑料

也就是产量大 用途广 价格低的塑料

主要包括聚乙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚丙烯等

它们产量占塑料总产量的75%以上

工程树脂及塑料

是指具有较高性能

能替代金属制造机械零件和工程构件的塑料

如聚碳酸酯

聚甲醛

聚砜 聚四氟乙烯等

合成树脂及塑料的基本性能

有优点也有缺点

它们与金属材料相比

有以下的优点

首先是比重小

一般合成树脂和塑料的密度

都在0.9到2.3克每立方厘米之间

它只有钢铁的八分之一到四分之一

铝的二分之一左右

而各种泡沫塑料的密度则更低

约在0.01到0.5克每立方厘米之间

比强度比较高

比强度是按单位质量计算的强度

由于塑料的密度小

所以其比强度比较高

有些增强塑料的比强度

接近甚至会超过钢材

化学稳定性好

一般合成树脂及塑料的化学稳定性都是很好的

它们对酸 碱和许多化学药物

都具有良好的耐腐蚀能力

其中

聚四氟乙烯塑料的化学稳定性就是非常好的

它的抗腐蚀能力

比黄金还要好

可以承受王水的腐蚀

所以称它为塑料王

另外

合成树脂及塑料

有优良的电绝缘性能

合成树脂及塑料原子内部

一般都没有自由电子和离子

所以具有优异的电绝缘性能

许多电器用的插头

插座 开关 手柄等

都是用塑料制成的

另外 优良的耐磨

减磨和自润滑性能

合成树脂及塑料可以在水 油

或带有腐蚀性的液体中工作

也可以在半干摩擦

或者完全干摩擦的条件下工作

它们的耐磨 减磨和自润滑性能是

一般金属零件无法相比的

它们还具有优良的减震 吸能性能

塑料的柔韧性要比金属大得多 所以

当其遭到频繁的机械冲击和震动时

内部将产生粘性内耗

这种内耗可以把塑料从外部吸收进来的机械能量

转换成内部热能

从而起到了吸能和减震的作用

合成树脂及塑料也有突出的缺点

如机械强度和硬度

是没有金属材料高的

耐热性低于金属和陶瓷材料

导热性比较差

吸湿性比金属大

易老化 蠕变性以及膨胀收缩变形较大

上述缺点限制了树脂及塑料的使用范围

但这些缺点 是可以通过共混

共聚 填充等方法来改善的

接下来 我们来了解塑料的组成

塑料组成的主要成分是合成树脂

占塑料总重量的

40%到100%

合成树脂决定塑料的最基本的物理化学性质

但有时添加剂能有效改进塑料制品的性能

塑料的组成可分为

简单组分和复杂组分两类

简单组分的塑料

基本上是由合成树脂组成的

其中仅加入少量的辅助材料

这一类塑料主要有聚苯乙烯

聚乙烯 聚甲基丙烯酸甲酯等

也有的塑料除树脂外

不加任何的添加剂

如聚四氟乙烯塑料 通常就不加添加剂

复杂组分的塑料

则由多种组分所组成

除树脂外

还要加入填充剂 增塑剂 稳定剂

着色剂和润滑剂 固化剂等

这一类塑料主要有聚氯乙烯 酚醛塑料等

这里要添加的填充剂通常是对聚合物呈惰性的

填充剂的作用

主要是调整塑料的物理化学性能

提高材料强度

改善塑料的成型性能

扩大使用范围

减少合成树脂的用量

降低塑料的成本

塑料中的填充剂含量

一般为20%到50%不等

增塑剂是能与聚合物相容

并不易挥发的有机化合物

它可以提高塑料的可塑性和柔软性

降低熔融温度

改善熔体的流动性

稳定剂 通常是根据发挥作用的不同

主要有热稳定剂

抗氧化剂 光稳定剂等等

常用的稳定剂有 硬脂酸盐

铅的化合物

及环氧化合物等

着色剂是

为了满足塑料的使用上的美观要求的

给予塑料以色彩及特殊的光学性能

有时还能改善塑料制品的耐候性

着色剂用量较少

一般仅为0.01%到0.02%

润滑剂对塑料表面起润滑作用

可以提高塑料的流动性

减少或避免塑料熔体

对设备及模具的粘附和摩擦

防止塑料在成型加工过程中粘附在模具上

固化剂 又称为硬化剂 或者称交联反应剂

固化剂的作用是促使合成树脂进行交联反应

形成体型的网状结构

固化剂一般多用在热固性塑料中

另外 根据使用要求

塑料的组成中还可能会含有阻燃剂

发泡剂 防静电剂 偶联剂

开口剂 导电剂 导磁剂等等

了解了塑料的组成情况

下面 我们一起来看看

生活中常用的塑料的标识

美国塑料工业协会于

1988年制定了塑料制品回收标识

自此

塑料品种的识别和回收都变得更简单了

现今世界上许多国家都采用了这套标识方案

我们国家也在1996年

制定了与之几乎相同的标识标准

这个标识是由三角形的回收标记

数字和英文缩写三部分组成的

顺时针转的箭头形成的三角形符号

代表可回收再利用

数字1到7和英文缩写

是来指代塑料所使用的树脂种类

塑料使用的树脂种类不同

其使用范围和注意事项就会不同

三角中的数字 1

这里代表PET

也就是聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物

在矿泉水瓶

饮料瓶等塑料制品的底部

我们通常都会看到这个

箭头循环三角1的这个标识

PET通常耐热最高为65摄氏度

耐冷至零下20摄氏度

这种材质的饮料瓶不能装热水

只适合装温水或者是冻饮

如果装高温液体或加热就会变形

还可能会释放出对人体有害的物质

不能放在汽车内晒太阳

不能装酒 油等物质

这种标志的瓶子使用后不能再继续装水

打开后的瓶子 细菌和微生物已经进入

不能保证装水的卫生

另外 塑料会老化

重复使用可能析出有害物质

所以 这一标识的塑料瓶

用完之后 请丢在可回收的垃圾箱里

让它被回收利用

那么三角中的数字 2

代表的是HDPE

这个就是指高密度的聚乙烯

常见的是装清洁用品

沐浴产品的塑料容器

或是在商场中通用的塑料袋

多是用这种材质制成的

还有一些工业用品

可耐110℃的高温

若标明用于食物

则可用来盛装食品

盛装清洁用品 沐浴产品的塑料容器

可在小心清洁后重复使用

但常因不好清洗会有残留

从而变成细菌的温床

这种塑料长期使用

有害物质产生的可能性会很大

建议不要循环使用

那三角中的数字3

代表的是PVC

这个PVC是聚氯乙烯的缩写

常见于雨衣 塑料管 塑料开关等制品

用该材质制成的塑料制品

易产生两种有毒有害的物质

一是生产过程中没有被完全聚合的单分子氯乙烯

二是增塑剂中的有害物质

这两种物质在遇到高温和油脂的时候

是容易析出的

若是不慎进入人体容易致癌

所以 pvc很少用于食品包装

那对于三角中的数字4

它代表PE

这个PE是聚乙烯的缩写

通常这里的PE指的是低密度的聚乙烯

主要用于制造保鲜膜和塑料膜等

PE的耐热性不高

合格的PE保鲜膜在温度超过110摄氏度的时候

就会出现热熔的现象

留下一些人体无法分解的塑料制剂

若包装在食物外

同时加热的话

食物中的油脂会将保鲜膜中的有害物质溶解出来

所以食物是不能带着保鲜膜一起加热的

三角中的数字5

通常代表的是PP这是聚丙烯的缩写

这是唯一一种能放入微波炉中加热的材质

是制作微波炉餐盒用的原料

PP的耐热是在130℃的高温

熔点可以达到167℃

经过小心清洁后是可以重复使用的

PP的硬度比较高且表面有光泽

注意 部分微波炉餐盒

它的盒体会用PP去制成

但是盒盖可能会用其他的塑料去制成

所以使用前要仔细检查

如果有此类情况的话要先将盒盖取下之后

再加热

三角中的数字6

代表的是PS

也就是聚苯乙烯

这是用于制造碗装泡面盒

发泡快餐盒的材质

不能用于盛装强酸如柳橙汁

强碱性物质

因为会分解出对人体不好的致癌物质

虽然PS

又耐热又抗寒

但也会因温度过高而释放出化学物质

因而切忌直接在微波炉中

加热碗装的泡面盒

三角中的数字7

代表其他塑料

这里的其他塑料包括的就比较多

比如包括聚碳酸酯 PC

ABS树脂 聚酰胺

还有聚甲基丙酸甲酯 聚乳酸等等

这里 我们主要介绍聚碳酸酯和ABS树脂

聚碳酸酯简称PC

它的耐热是120到130℃

PC是多用于制造奶瓶

太空杯等

因为含有

毒双酚A而备受争议

理论上

只要在制作PC的过程中

双酚A被百分之百的转化成聚合物之后

便表示制品是完全没有双酚A的

但是 没有厂家能够保证

双酚A已被完全转化了

因而在使用过程中

还是需要有所注意的

ABS树脂 它是指丙烯腈

丁二烯 苯乙烯共聚物的树脂

ABS兼有三种组元的共同性质

A组元使其耐化学腐蚀 耐热

并有一定的表面硬度

B组元 使其具有高弹性和韧性

S组元使其具有热塑性和加工成型特性

并改善电性能

ABS塑料

是一种原料易得

综合性能良好

价格便宜 用途广泛的坚韧

质硬刚性的材料

在日常用品中

ABS树脂常用来制造行李箱

各种卡扣等

塑料制品已深入我们生活的每个角落

无处不在

同时塑料垃圾也不断地向我们涌来

严重影响我们的身体健康和生活环境

所以我们应该在生活中

尽可能的使用可降解的塑料

希望同学们从自身做起

减少使用塑料制品

支持限塑 禁塑

好 今天的内容就到这里

同学们再见