常見(jiàn)聚合物材料

1、 1.聚氯乙烯（聚氯乙烯（Polyvinylchloride-PVC） l典型的極性無(wú)定型聚合物，無(wú)毒、無(wú)臭的白色粉 末，難燃，離火即熄，火焰上黃下綠，冒黑煙， 燃燒時(shí)變軟，發(fā)出刺激性酸味，滴下能拉絲的膠 質(zhì)。 lPVC在6585oC開(kāi)始軟化，170oC以上呈熔融狀態(tài)， 140oC以上即開(kāi)始少量分解，190oC以上大量放出 氯化氫，由于PVC的熔融溫度接近分解溫度，成 型困難，故常常需加入穩(wěn)定劑以提高分解溫度。 PVC的長(zhǎng)期使用溫度為-1555 oC。 lPVC是一種多組分的塑料，根據(jù)不同用 途要求，可加入不同的添加劑 l（1）硬PVC（RPVC）：分子量較低的 PVC樹(shù)脂、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著

2、色劑、 增塑劑（少量或不加）、改性劑、加工 助劑、填料等 l（2）軟PVC（SPVC）：分子量較高的 PVC樹(shù)脂、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色劑、 增塑劑等 典型的非極性結(jié)晶聚合物，無(wú)臭、無(wú)味、 無(wú)毒，乳白色蠟狀半透明材料，易燃燒， 火焰上黃下藍(lán)，燃燒時(shí)產(chǎn)生熔融滴落且 有明顯石蠟燃燒氣味。通常按密度可分 為高密度、中密度、低密度聚乙烯；按 壓力可分為低壓、中壓、高壓聚乙烯， 此 外 還 有 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 （UHMWPE）、線形低密度聚乙烯 （LLDPE）。 l（1）高壓法聚乙烯（高壓法聚乙烯（LDPE）：反應(yīng)溫度 150300，反應(yīng)壓力150300MPa，采用O2 或過(guò)氧化物作引發(fā)劑

3、的自由基聚合。通常，反 應(yīng)壓力高，相對(duì)分子質(zhì)量較高，支鏈較少；反 應(yīng)溫度高，相對(duì)分子質(zhì)量較低，支鏈較多。 l（2）中壓法聚乙烯中壓法聚乙烯：反應(yīng)溫度130 270，反應(yīng)壓力1.88MPa，采用CrO3 或MoO3為催化劑的離子聚合，所得產(chǎn)物 支鏈較少，分子鏈等規(guī)度較高，屬高密 度聚乙烯。 l（3）低壓法聚乙烯（低壓法聚乙烯（HDPE）：反應(yīng)溫 度85100，反應(yīng)壓力常壓2MPa， 采用Ziegler-Natta的絡(luò)合配位聚合。 lPE的主要產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)是密度和熔融指 數(shù)。PE的力學(xué)性能在很大程度上取決于 聚合物的分子量、支化度和結(jié)晶度。 LDPE的熔點(diǎn)為105110 oC，HDPE的熔點(diǎn) 為1

4、32135 oC。 l聚乙烯的成型加工性能良好，成型前無(wú) 需干燥。 l聚丙烯的性能與聚乙烯相近，但密度較 小，耐熱性較好、透明性較高、力學(xué)強(qiáng) 度較高，但耐低溫性能、耐老化性能較 聚乙烯差。 l成型前一般不用干燥；成型溫度范圍寬 (成型溫度在200300 oC)，流動(dòng)性好，熔 點(diǎn)160175，分解溫度350： lPP熔體的粘度對(duì)剪切速率的依賴性比對(duì) 溫度的依賴性大。 l通用級(jí)聚苯乙烯為硬、脆、透明的無(wú)定 型熱塑性塑料。無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，易 燃燒，燃燒時(shí)冒黑煙，有特殊氣味，敲 擊時(shí)有金屬聲，斷口出現(xiàn)光澤，易于染 色。 lPS的熔融溫度為150180，熱分解溫 度300，長(zhǎng)期使用溫度6080。 l工

5、業(yè)上生產(chǎn)PS 的方法主要為懸浮聚合法 和本體聚合法。 lPS具有較好的流動(dòng)性，成型性能良好， 成型溫度范圍寬，熱穩(wěn)定性好，吸濕性 低，成型前無(wú)需干燥。成型時(shí)應(yīng)注意所 產(chǎn)生的定向及內(nèi)應(yīng)力。 lABS樹(shù)脂：樹(shù)脂： lABS是微黃色或白色、不透明、無(wú)毒、無(wú)味 的熱塑性樹(shù)脂。丙烯晴（A）具有耐化學(xué)腐 蝕性和一定的表面硬度；丁二烯（B）賦予 樹(shù)脂彈性和良好的沖擊性能；苯乙烯（S） 則使樹(shù)脂具有剛性和流動(dòng)性。ABS并非三種 單體的簡(jiǎn)單共聚物或共混物，而是玻璃態(tài) 聚合物連續(xù)相中分散著橡膠相的高分子。 lABS成型性能良好，由于有一定的吸濕性， 成型前應(yīng)進(jìn)行干燥。 l俗稱有機(jī)玻璃（雅克麗），為目前透明 性最好

6、的聚合物，但表面硬度較低。 lPMMA常采用澆鑄成型的方法制得厚度較 大的板材。 lPA俗稱尼龍，根據(jù)合成單體的不同，可分 為PA66、PA6、PA1010、PA11等，具有優(yōu) 良的力學(xué)性能：較高的沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度， 優(yōu)良的耐磨性和自潤(rùn)滑性。 lPA6的 制造方法主要有兩種： l（1）開(kāi)環(huán)聚合：在水存在下，己內(nèi)酰胺在 約260的高溫下進(jìn)行聚合。 l（2）陰離子聚合法：以氫氧化鈉為催化劑， N乙?；簝?nèi)酰胺或甲苯二異氰酸酯等為 助催化劑。得到的是高相對(duì)分子質(zhì)量的PA6 （單體澆鑄尼龍，MC尼龍），其力學(xué)性能 （沖擊強(qiáng)度、耐磨性等）、耐熱性優(yōu)良。 但加工性能較差。 lPA具有良好的成型加工性能，

7、由于吸水性 較大，成型前應(yīng)進(jìn)行加熱干燥，PA的尺寸 穩(wěn)定性差，收縮率大，常進(jìn)行后處理。 lPOM分為兩種：共聚甲醛和均聚甲醛。 POM通常為白色或淺黃色粉末，制品表 面光滑且有一定光澤，著色性好。POM 具有優(yōu)良的力學(xué)性能，可代替金屬使用。 lPOM的熔融溫度范圍狹窄，但尺寸穩(wěn)定 性好，吸水率極低。 lPC是幾乎無(wú)色或呈輕微淡黃色的透明塑料 （非結(jié)晶型聚合物），燃燒時(shí)有黑煙冒出， 且發(fā)出花果臭味。PC的制作方法主要有兩 種： l（1）酯交換法：在催化劑存在下，雙酚A 和碳酸二苯酯在約200熔融狀態(tài)下進(jìn)行酯 交換，然后在295300下縮聚得PC（分 子量一般在2.53萬(wàn)）。 l（2）光氣法：采用

8、雙酚A和光氣在氫氧化 鈉或吡啶和溶劑存在下，反應(yīng)制得PC。采 用相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，分子量控制在10 萬(wàn)左右。 lPC具有極好的沖擊強(qiáng)度，耐熱性，長(zhǎng)期使 用溫度可達(dá)130 oC，同時(shí)，又具有良好的 耐寒性，脆化溫度為-100 oC。（耐環(huán)境應(yīng) 力開(kāi)裂性差，缺口敏感性高）。 l雖然PC的吸水率低，但成型前應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格 干燥。PC的熔融溫度高，成型溫度高 （240300 oC），且接近分解溫度，因此成 型困難。PC的流動(dòng)特性接近牛頓流體，其 粘度對(duì)溫度十分敏感。在實(shí)際成型操作中 常采用“三高兩低”的方法：即注射溫度 高、模具溫度高、熱處理溫度高；注射壓 力低、塑化壓力低。 lPC脫模后最好經(jīng)過(guò)熱處理

9、。 lPF是一種重要的熱固性塑料，可由苯酚 和甲醛聚合得到：當(dāng)甲醛/苯酚摩爾比大 于1在堿性條件下，得到的是堿法酚醛樹(shù) 脂，又叫熱固性酚醛樹(shù)脂；當(dāng)甲醛/苯酚 摩爾比小于1在酸性性條件下，得到的是 酸法酚醛樹(shù)脂，又叫熱塑性酚醛樹(shù)脂。 PF的固化過(guò)程可表示如下： l熱固性（甲階段）酚醛樹(shù)脂為粘稠黃色半 透明液體，熱塑性酚醛樹(shù)脂為類似于松香 的固體。 lPF具有極性的酚羥基和醚鍵，易吸水，經(jīng) 交聯(lián)后形成的體型結(jié)構(gòu)會(huì)將極性的酚羥基 包圍在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)，極性顯示不出來(lái)，從 而表現(xiàn)出較好的電絕緣性，廣泛應(yīng)用于電 器產(chǎn)品。 l木粉填充的酚醛塑料制品（俗稱電木）， 電絕緣性能好，成型性能好。 l氨基樹(shù)脂是含有胺

10、基或酰胺基的單體與 甲醛反應(yīng)生成的一類熱固性樹(shù)脂，主要 品種有脲醛樹(shù)脂（UF）和三聚氰胺甲醛 樹(shù)脂（MF）。 l氨基塑料突出的特點(diǎn)是可制成色澤鮮艷 的制品，為塑料餐具和桌面裝飾層壓板 的主要材料。脲醛塑料俗稱電玉。 l環(huán)氧樹(shù)脂（EP）目前最重要的品種為雙酚A和環(huán) 氧氯丙烷合成的環(huán)氧樹(shù)脂。環(huán)氧樹(shù)脂粘接力強(qiáng)， 又能低溫低壓固化，因此廣泛用作粘合劑。 lEP可采用脂肪族或芳香族多元胺等有機(jī)多元胺， 順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐等有機(jī)多元酸酐， AlCl3、ZnCl2、SnCl4、BF3等 潛固化劑和酚醛樹(shù)脂、 脲醛樹(shù)脂、糠醛樹(shù)脂、聚酰胺等合成樹(shù)脂，使環(huán) 氧基開(kāi)環(huán)而交聯(lián)固化，可制作高強(qiáng)度的增強(qiáng)塑料， 優(yōu)

11、良的電絕緣材料等。 l天然橡膠是一種從天然植物中采集出來(lái)的 高彈性材料。最有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的含橡膠成分 的植物主要包括：三葉橡膠樹(shù)（巴西橡 膠）、杜仲樹(shù)（古塔波膠或馬來(lái)樹(shù)膠）、 橡膠草等，其中，三葉橡膠樹(shù)的產(chǎn)膠量最 大，質(zhì)量最好，工業(yè)上應(yīng)用的天然橡膠的 主要來(lái)源是三葉橡膠。 l田間膠乳又稱新鮮膠乳，剛從橡膠 樹(shù)上流出的膠乳。易受細(xì)菌侵蝕而產(chǎn)生 凝固，不便于保存。 l保存膠乳經(jīng)過(guò)加氨處理的膠乳。氨 水可起殺菌和保持分散體穩(wěn)定的作用。 l新鮮膠乳和保存膠乳的含膠量大約30 左右。經(jīng)濃縮加工，可得到含膠量達(dá)60 左右的濃縮膠乳。 lNR是直接用田間膠乳或保存膠乳來(lái)制造 的，其制法是將膠乳稀釋后，加入稀醋

12、酸液進(jìn)行凝固，然后經(jīng)過(guò)壓片、干燥、 打包等處理。 lNR通常包括煙片、縐片、顆粒膠等許多 品種，其制法各有不同。 l煙片膠是由天然膠乳經(jīng)酸凝固、壓片， 然后熏煙干燥制成。其物理機(jī)械性能較 好，保存期較長(zhǎng)，是天然橡膠中最好的 品種。 lNR的主要成分為橡膠烴，還包括少量的蛋 白質(zhì)、丙酮抽出物、水分、水溶物、灰分。 l一般天然橡膠（三葉橡膠）的橡膠烴是由 含98以上的順式1，4聚異戊二烯組成， NR的相對(duì)分子質(zhì)量約為70萬(wàn)，相對(duì)分子質(zhì) 量分布范圍較寬，這是它既有良好的物理 機(jī)械性能，又有良好加工性能的原因。 l異戊橡膠（異戊橡膠（IR）的分子結(jié)構(gòu)與天然橡膠相 同，性能也相似，故有“合成天然橡膠”

13、之稱。IR的用途與NR相同。 l順丁橡膠又稱聚丁二烯橡膠，主要采用 陰離子和配位陰離子聚合反應(yīng)制備。聚 丁二烯橡膠根據(jù)其順式結(jié)構(gòu)的含量多少 可分為高順式聚丁二烯橡膠、中順式聚 丁二烯橡膠和低順式聚丁二烯橡膠。 l目前工業(yè)上常用的品種大多為高順式含 量的（順丁膠），其彈性較高，生熱小， 工藝性能較好。 l聚丁二烯橡膠主要用途是制造輪胎胎面， 常與NR和SBR并用。 l塑料和橡膠制品的差別主要在于它們的 玻璃化溫度，通常，塑料的Tg高于室溫， 在室溫下通常處于玻璃態(tài)，呈現(xiàn)塑性； 橡膠的Tg低于室溫，在室溫下通常處于 高彈態(tài)，呈現(xiàn)彈性。 l聚酯纖維是產(chǎn)量最大的合成纖維品種，是由芳香 二羧酸和二元醇縮聚制得的樹(shù)脂，再經(jīng)熔融紡絲 和加工處理制成。 l聚酯纖維即聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維（滌綸）， 有長(zhǎng)絲和短纖維之分。它是一種優(yōu)良的紡織材料， 其強(qiáng)度在大宗纖維品種中僅次于聚酰胺纖維，高 溫下強(qiáng)度降低較小，彈性接近羊毛，保