通用塑料PPT課件

1、1酚醛樹脂 Phenol-formadehyde Resin (PF) 酚類與醛類化合物縮聚而得樹脂 PF塑料：在酚醛樹脂中添加各種助劑所得到的具有綜合使用和加工性能的原料體系，成為酚醛塑料。第1頁/共72頁2酚醛樹脂發(fā)展史 時(shí)間 人物 主要貢獻(xiàn) 存在問題 1872 1899 BAYER 酸催化下，酚與醛可反應(yīng)，得到白色結(jié)晶物。難于進(jìn)一步處理。 Smith 甲醛與多元酚反應(yīng)，催化劑為濃鹽酸和五倍子酸。反應(yīng)劇烈，不易控制。Kleeberg 進(jìn)行應(yīng)用研究，稀鹽酸、溶劑、乙醛、多聚甲醛，得到可切削制品。收縮嚴(yán)重，產(chǎn)物不定。1902 Blumer Lugt 酒石酸催化，低溫反應(yīng)減少龜裂，得到商品酚醛樹

2、脂Laccain。多孔、龜裂、收縮 1905 1907 比利時(shí)裔美國科學(xué)家Baekeland1.控制催化劑和酚/醛比，得到熱固性和熱塑性PF。2.高溫模壓成型，得到無龜裂制品。3.木粉和纖維增加韌性。4.1910年10月10日，成立Bakelite公司，大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)PF。5.先后申請了400個(gè)專利，預(yù)見了所有PF的應(yīng)用。燒蝕材料1946上海塑料廠小規(guī)模生產(chǎn)。第2頁/共72頁3主要原料HHO第3頁/共72頁4基本反應(yīng) (1)苯酚與甲醛反應(yīng)生成羥甲基酚v（） 羥甲基酚與苯酚反應(yīng)第4頁/共72頁5 （） 羥甲基酚之間的反應(yīng)v（） 羥甲基酚與甲醛反應(yīng)第5頁/共72頁6影響反應(yīng)的因素酚/醛pH值酚醛

3、pH10酚醛pH5第6頁/共72頁7 酚醛1 主要反應(yīng)第7頁/共72頁8 酚醛1 第8頁/共72頁9 pH10（堿性催化劑） 第10頁/共72頁11合成條件對酚醛樹脂影響第11頁/共72頁12熱固性酚醛樹脂階狀態(tài)階段分子結(jié)構(gòu)性質(zhì)外觀階段（甲） 線性分子長期穩(wěn)定可流動階段（乙） 區(qū)域部分交聯(lián) 高溫固化固液混合階段（丙） 整體網(wǎng)狀交聯(lián) 熱固性不可塑形第12頁/共72頁13材料分子結(jié)構(gòu)特征 （） 具有優(yōu)良的力學(xué)性能和電性能，強(qiáng)度和彈性模量都比較高，長期經(jīng)受高溫后的強(qiáng)度保持率高，使用溫度高。 （） 尺寸穩(wěn)定性好，且阻燃性好，發(fā)煙量低。 （） 模量高，可做輕結(jié)構(gòu)材料使用。 （） 耐熱性好，通?？梢栽谝韵?/p>

4、長期使用。 （） 耐化學(xué)腐蝕性好，可耐有機(jī)溶劑和弱酸弱堿，但不耐濃硫酸，硝酸，強(qiáng)堿及強(qiáng)氧化劑的腐蝕。 （） 絕熱性能好，有較高的絕緣電阻和介電強(qiáng)度，所以是一種優(yōu)良的工頻絕緣材料，但其介電常數(shù)的介電損耗比較大。此外，但性能會受到溫度和濕度的影響，特別是含水量大于5%時(shí)，電性能會迅速下降。第13頁/共72頁14PF樹脂固化過程A階樹脂C階樹脂B階樹脂第14頁/共72頁15酚醛固化劑第15頁/共72頁16酚醛固化劑第16頁/共72頁17酚醛固化劑第17頁/共72頁18熱塑性酚醛樹脂合成與固化 熱塑性酚醛樹脂六次甲基四胺固化產(chǎn)物固化劑用量10%固化溫度160170固化壓力3040 MPa影響固化反應(yīng)的

5、因素第18頁/共72頁19熱固性酚醛樹脂合成與固化熱塑性酚醛樹脂少量六次甲基四胺酸性條件160170固化產(chǎn)物第19頁/共72頁20硼改性酚醛樹脂耐熱、抗灼燒、耐溶劑高速重負(fù)荷砂輪轎車剎車片第20頁/共72頁21鉬改性酚醛樹脂耐受瞬時(shí)高溫、強(qiáng)度高燒蝕材料、分解溫度500整流罩、噴管、熱防護(hù)第21頁/共72頁22酚醛制品 酚醛泡沫塑料階酚醛樹脂發(fā)泡劑（碳酸鈉、鋁粉、氟利昂）勻泡劑硅油催化劑（酸）計(jì)量混合加熱固化成型第22頁/共72頁23第23頁/共72頁24環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂定義 分子鏈中規(guī)律性重復(fù)排列有醚鍵、仲羥基鍵，并且由環(huán)氧基團(tuán)封端的一類聚合物稱為環(huán)氧樹脂。（簡稱EP） 第24頁/共72頁2

6、5環(huán)氧樹脂發(fā)展歷史 (1)環(huán)氧聚合物合成 (2)工業(yè)化合成原理和固化反應(yīng) (3)工業(yè)化生產(chǎn) (4)中國環(huán)氧樹脂工業(yè),1958年上海工業(yè) 化生產(chǎn)。第25頁/共72頁26環(huán)氧樹脂合成反應(yīng)NaOH第26頁/共72頁27第27頁/共72頁28第28頁/共72頁29環(huán)氧樹脂固化反應(yīng) （）胺類固化劑第29頁/共72頁30第30頁/共72頁31 （）酸酐固化劑OOOOOO第31頁/共72頁32酸酐固化反應(yīng)第32頁/共72頁33環(huán)氧樹脂指標(biāo) （）環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值 100克環(huán)氧樹脂中含有環(huán)氧基的摩爾數(shù)。表征了環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基的數(shù)量多少。一般而言，環(huán)氧值較大，分子量較小。 （）環(huán)氧樹脂命名、環(huán)氧樹脂類型環(huán)氧值第3

7、3頁/共72頁34 （）環(huán)氧樹脂固化劑用量計(jì)算 計(jì)算題：用二乙烯三胺固化環(huán)氧樹脂公斤，需要多少固化劑？（f=1.1）第34頁/共72頁35環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)特征和性能 環(huán)氧樹脂的固化體系主要由環(huán)氧樹脂、固化劑、稀釋劑、增塑劑、增韌劑、增強(qiáng)劑、及填充劑等組成，并且有以下特性： （1）具有多樣化的形式 （2）黏附力強(qiáng) （3）收縮率低 （4）力學(xué)性能 （5）化學(xué)穩(wěn)定性 （6）電絕緣性能 （7）尺寸穩(wěn)定性 （8）耐霉菌第35頁/共72頁36 環(huán)氧樹脂的主要缺點(diǎn)是它的要高于聚酯樹脂和酚醛樹脂，在使用某些樹脂和固化劑時(shí)毒性較大。第36頁/共72頁37環(huán)氧樹脂固化劑用輔助材料 稀釋劑 能夠降低環(huán)氧樹脂粘度，增加流

8、動性的助劑。不能參與固化反應(yīng)的稀釋劑稱為非活性稀釋劑；含有環(huán)氧基團(tuán)，參與固化反應(yīng)的稀釋劑稱為活性稀釋劑。第37頁/共72頁38 非活性稀釋劑：鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯。 活性稀釋劑：正丁基縮水甘油醚第38頁/共72頁39環(huán)氧樹脂應(yīng)用. 膠粘劑（）土木、建筑用膠粘劑 （）電子電器用膠粘劑 （）交通工具：汽車、飛機(jī)和船舶 （）機(jī)械工業(yè)：機(jī)械工業(yè)、模具、光學(xué)零件 第39頁/共72頁40 . 反應(yīng)注射成型（）工藝原理 （）設(shè)備模具 （）產(chǎn)品應(yīng)用 第40頁/共72頁41 . 環(huán)氧樹脂模塑料（）原料特點(diǎn) （）加工工藝 （）產(chǎn)品應(yīng)用 . 環(huán)氧樹脂涂料（）性能特點(diǎn) （）產(chǎn)品應(yīng)用 第41頁/共72頁4

9、2 . 環(huán)氧樹脂復(fù)合材料（）加工工藝（）產(chǎn)品應(yīng)用 . 環(huán)氧樹脂泡沫塑料和齒科材料（）環(huán)氧樹脂泡沫塑料成型原理 （）產(chǎn)品應(yīng)用 （）齒科材料應(yīng)用 第42頁/共72頁43不飽和聚酯樹脂第43頁/共72頁44不飽和聚酯樹脂 不飽和聚酯樹脂定義： 由飽和二元羧酸（酸酐）、不飽和二元羧酸（酸酐）與多元醇縮聚而成的線性高聚物。第44頁/共72頁45 不飽和聚酯樹脂的物理性質(zhì)不飽和聚酯樹脂的物理性質(zhì)相對密度：相對密度：1.111.111.201.20左右左右固化時(shí)體積收縮率較大固化時(shí)體積收縮率較大固化樹脂的耐熱性：絕大多數(shù)的熱變形溫度都在固化樹脂的耐熱性：絕大多數(shù)的熱變形溫度都在50506060，一些耐熱性好

10、的樹脂則可達(dá)，一些耐熱性好的樹脂則可達(dá)120120。紅熱膨脹系數(shù)紅熱膨脹系數(shù)11為（為（130130150150）1010-6-6。力學(xué)性能：較高的拉伸、彎曲、壓縮等強(qiáng)度。力學(xué)性能：較高的拉伸、彎曲、壓縮等強(qiáng)度。耐化學(xué)腐蝕性能：耐水、稀酸、稀堿的性能較好，耐化學(xué)腐蝕性能：耐水、稀酸、稀堿的性能較好，耐有機(jī)溶劑的性能差，且樹脂的耐化學(xué)腐蝕性能耐有機(jī)溶劑的性能差，且樹脂的耐化學(xué)腐蝕性能隨其化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何形狀的不同而有很大的差異。隨其化學(xué)結(jié)構(gòu)和幾何形狀的不同而有很大的差異。介電性能：良好。介電性能：良好。 第45頁/共72頁46 不飽和聚酯樹脂的化學(xué)性質(zhì)不飽和聚酯樹脂的化學(xué)性質(zhì)具有多功能團(tuán)的線型高分

11、子化合物，在其骨架主具有多功能團(tuán)的線型高分子化合物，在其骨架主鏈上具有聚酯鏈鍵和不飽和雙鍵，而在大分子鏈鏈上具有聚酯鏈鍵和不飽和雙鍵，而在大分子鏈兩端各帶有羧基和羥基。兩端各帶有羧基和羥基。主鏈上的雙鍵：與乙烯基單體發(fā)生共聚交聯(lián)反應(yīng)，主鏈上的雙鍵：與乙烯基單體發(fā)生共聚交聯(lián)反應(yīng)，使不飽和聚酯樹脂從可溶、可熔狀態(tài)轉(zhuǎn)變成不溶、使不飽和聚酯樹脂從可溶、可熔狀態(tài)轉(zhuǎn)變成不溶、不熔狀態(tài)。不熔狀態(tài)。主鏈上的酯鍵：可發(fā)生水解反應(yīng)，酸或堿可以加主鏈上的酯鍵：可發(fā)生水解反應(yīng)，酸或堿可以加速該反應(yīng)；與苯乙烯共聚交聯(lián)后，可大大地降低速該反應(yīng)；與苯乙烯共聚交聯(lián)后，可大大地降低水解反應(yīng)的發(fā)生。水解反應(yīng)的發(fā)生。第46頁/共7

12、2頁47酸性介質(zhì)中：水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介質(zhì)的侵蝕。酸性介質(zhì)中：水解是可逆的，不完全的，所以，聚酯能耐酸性介質(zhì)的侵蝕。堿性介質(zhì)中：由于形成了共振穩(wěn)定的羧酸根陰離子，水解成為不可逆的，所以聚酯堿性介質(zhì)中：由于形成了共振穩(wěn)定的羧酸根陰離子，水解成為不可逆的，所以聚酯耐堿性較差。耐堿性較差。第47頁/共72頁48樹脂主要原料 不飽和聚酯樹脂的主要原料包括：第48頁/共72頁49樹脂主要反應(yīng)第49頁/共72頁50主要原料 順丁烯二酸酐 苯酐 氯代苯酐 對苯二甲酸 癸二酸 反丁烯二酸 第50頁/共72頁51主要原料乙二醇乙二醇 一縮二乙二醇一縮二乙二醇 一縮二丙二醇一縮二丙二醇 氫

13、化雙酚氫化雙酚 第51頁/共72頁52苯乙烯磷酸三烯丙酯第52頁/共72頁53 過氧化苯甲酰 叔丁基過氧化氫 過氧化二叔丁基 第53頁/共72頁54不飽和聚酯的合成不飽和聚酯的聚合反應(yīng)機(jī)理為醇酸縮聚，反應(yīng)與線形聚酯聚合反應(yīng)歷程相同，聚合方法多采用熔融縮聚。第54頁/共72頁55不飽和聚酯樹脂合成 以順丁烯二酸酐與乙二醇經(jīng)酯化縮聚形成線型樹脂以順丁烯二酸酐與乙二醇經(jīng)酯化縮聚形成線型樹脂結(jié)構(gòu)為例，說明不飽和聚酯樹脂的結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)為例，說明不飽和聚酯樹脂的結(jié)構(gòu)：_H2O)1(n+n H O CH2CH2O COCH CH COOHCH2CH2OHOH+CH CCH COOO第55頁/共72頁56實(shí)際生

14、產(chǎn)中，會用飽和二元酸代替部分不飽和二元酸，目的是為了調(diào)節(jié)不飽和聚酯的不飽和性（雙鍵密度），提高樹脂的韌性，改善聚合物與苯乙烯等乙烯基單體的兼容性等，使之有良好的綜合性能。第56頁/共72頁57 不飽和聚酯樹脂的制備分為聚合和稀釋兩部分。二元酸和二元醇按設(shè)定比例加入已排除空氣的反應(yīng)釜中，于170210進(jìn)行縮聚至反應(yīng)終點(diǎn)（反應(yīng)終點(diǎn)通過體系酸值測定控制）。然后，在稀釋釜內(nèi)預(yù)先投入按配方計(jì)量的苯乙烯、阻聚劑等，攪拌均勻，再將反應(yīng)釜中的聚合物緩慢放入稀釋釜中，冷卻過濾得具有一定粘度的液體樹脂。第57頁/共72頁58不飽和聚酯的固化 不飽和聚酯中含有大量的雙鍵，常采用加入交聯(lián)單體，在引發(fā)劑的作用下，用自由

15、基共聚的方法進(jìn)行交聯(lián)固化，引發(fā)劑多采用有機(jī)過氧化物。第58頁/共72頁59第59頁/共72頁60 不飽和聚酯的加工適用性很廣，根據(jù)不同加工工藝的使用要求，不飽和聚酯的固化體系分為三大類： （1）室溫固化體系 （2）中溫固化體系 （3）高溫固化體系第60頁/共72頁61室溫固化體系 手糊、噴射、注射、澆注及纖維纏繞成型工藝一般采用常溫固化系統(tǒng)。在常溫條件下穩(wěn)定的有機(jī)過氧化物和促進(jìn)劑組成的氧化-還原系統(tǒng)，如過氧化甲乙酮-環(huán)烷酸鈷及過氧苯甲酰-叔胺類。第61頁/共72頁62中溫固化體系 成型溫度在50100。一類由過氧化酯和二酰基過氧化物等分解溫度較高的有機(jī)過氧化物和促進(jìn)劑組成的氧化-還原系統(tǒng)，另一

16、類是分解溫度較低的過氧化物。國內(nèi)目前一般采用過氧化環(huán)己酮、過氧化苯甲酰和環(huán)烷酸鈷組成的固化系統(tǒng)，另一類系由異丙基過氧化氫、過氧化苯甲酰和特殊促進(jìn)劑組成的體系。這類體系用于連續(xù)成型的波形瓦、平板、拉擠、注射、預(yù)浸漬和SMC（低溫、低壓）等成型工藝中。第62頁/共72頁63高溫固化體系 成型溫度在100以上，用這類引發(fā)劑必須考慮適用期、樹脂體系在模具中的流動性、反應(yīng)性及制品的物理-化學(xué)性能。主要是用于SMC及BMC的壓制成型工藝中。第63頁/共72頁64不飽和聚酯性能特點(diǎn)酯鍵多 強(qiáng)氫鍵 強(qiáng)度高苯環(huán)多 硬度高 耐磨好黏結(jié)強(qiáng) 玻璃鋼樹脂無定形 透明好人造大理石第64頁/共72頁65結(jié)構(gòu)與性能一般參照物第65頁/共72頁66結(jié)構(gòu)與性能第66頁/共72頁67不飽和聚酯的加工與應(yīng)用 1.不飽和聚