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文檔簡介
1、4.1 4.1 塑料塑料4.2 4.2 橡膠橡膠4.3 4.3 纖維纖維4.4 4.4 膠黏劑及涂料膠黏劑及涂料第四章第四章 通用高分子材料通用高分子材料定義:定義:塑料是以聚合物為主要成分,在一定條件(溫度、塑料是以聚合物為主要成分,在一定條件(溫度、壓力等)下可塑成一定形狀并且在常溫下保持其形狀不變壓力等)下可塑成一定形狀并且在常溫下保持其形狀不變的材料,習(xí)慣上也包括塑料的半成品,如壓塑粉等。的材料,習(xí)慣上也包括塑料的半成品,如壓塑粉等。4.1 4.1 塑料塑料4.1.1 類型及特征類型及特征1、塑料的分類、塑料的分類目前大批量生產(chǎn)的已有目前大批量生產(chǎn)的已有2020余種,少量生產(chǎn)和使用的有
2、數(shù)十種。余種,少量生產(chǎn)和使用的有數(shù)十種。(1 1)按組分數(shù)目分類)按組分數(shù)目分類單一組分塑料:單一組分塑料:基本上是由聚合物構(gòu)成或僅含有少量輔助物料(基本上是由聚合物構(gòu)成或僅含有少量輔助物料(染料、潤滑劑等),比如聚乙烯(染料、潤滑劑等),比如聚乙烯(PEPE)塑料、聚丙烯()塑料、聚丙烯(PPPP)塑料)塑料、有機玻璃等。、有機玻璃等。多組分塑料:多組分塑料:除聚合物外,還包含大量輔助劑(增塑劑、穩(wěn)定劑除聚合物外,還包含大量輔助劑(增塑劑、穩(wěn)定劑、改性劑、填料等),比如酚醛(、改性劑、填料等),比如酚醛(PFPF)塑料、聚氯乙烯()塑料、聚氯乙烯(PVCPVC)塑)塑料等。料等。(2 2)按
3、受熱后形態(tài)性能表現(xiàn)的不同分類)按受熱后形態(tài)性能表現(xiàn)的不同分類熱塑性塑料:熱塑性塑料:受熱后軟化,冷卻后又變硬,可重復(fù)、循環(huán),反復(fù)受熱后軟化,冷卻后又變硬,可重復(fù)、循環(huán),反復(fù)成型,占塑料總產(chǎn)量的成型,占塑料總產(chǎn)量的70%70%以上,大噸位品種有以上,大噸位品種有PVCPVC、PEPE、PPPP等。等。熱固性塑料:熱固性塑料:由單體直接形成網(wǎng)狀聚合物或通過交聯(lián)線型預(yù)聚體由單體直接形成網(wǎng)狀聚合物或通過交聯(lián)線型預(yù)聚體而形成,受熱后不能再回復(fù)到可塑狀態(tài),不溶不熔,聚合過程(而形成,受熱后不能再回復(fù)到可塑狀態(tài),不溶不熔,聚合過程(最后的固化過程)和成型過程同時進行。例如最后的固化過程)和成型過程同時進行。
4、例如PFPF、氨基樹脂、不、氨基樹脂、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等。飽和聚酯、環(huán)氧樹脂等。(3 3)按使用范圍和功能分類)按使用范圍和功能分類通用塑料:通用塑料:指產(chǎn)量大、價格較低、力學(xué)性能一般、主要作非指產(chǎn)量大、價格較低、力學(xué)性能一般、主要作非結(jié)構(gòu)材料使用,如結(jié)構(gòu)材料使用,如PVCPVC、PEPE、PPPP、PSPS等。等。工程塑料:工程塑料:指可作為結(jié)構(gòu)材料使用,能經(jīng)受較寬的溫度變化指可作為結(jié)構(gòu)材料使用,能經(jīng)受較寬的溫度變化范圍和較苛刻的環(huán)境條件,具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱、耐范圍和較苛刻的環(huán)境條件,具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐熱、耐磨性能和良好的尺寸穩(wěn)定性,能替代金屬制造機械零件和工磨性能和良好的尺寸
5、穩(wěn)定性,能替代金屬制造機械零件和工程構(gòu)件的塑料。如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛等。程構(gòu)件的塑料。如聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛等。目前兩者之間的界限模糊,如目前兩者之間的界限模糊,如PPPP經(jīng)改性之后也可作結(jié)構(gòu)材料經(jīng)改性之后也可作結(jié)構(gòu)材料用。用。功能(特種)塑料:功能(特種)塑料:具有特具有特殊功能和特殊用途的塑料。殊功能和特殊用途的塑料。例如導(dǎo)電塑料、導(dǎo)磁塑料、例如導(dǎo)電塑料、導(dǎo)磁塑料、感光塑料等。感光塑料等。4.1.2 塑料使用利弊簡述塑料使用利弊簡述塑料被列為塑料被列為2020世紀最偉大的發(fā)明之一,塑料的普及被譽世紀最偉大的發(fā)明之一,塑料的普及被譽為為“白色革命白色革命”。從上世紀六十年代開始,塑
6、料從上世紀六十年代開始,塑料( (主要指聚乙烯、聚丙烯、主要指聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚氯乙烯、聚苯乙烯) )進入廣泛實用階段。由于塑料具進入廣泛實用階段。由于塑料具有很多優(yōu)點:它取材容易,價格低廉,加工方便,質(zhì)地有很多優(yōu)點:它取材容易,價格低廉,加工方便,質(zhì)地輕巧,因此塑料一問世,便深受歡迎,它迅速滲入到社輕巧,因此塑料一問世,便深受歡迎,它迅速滲入到社會生活的方方面面,塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、會生活的方方面面,塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等,創(chuàng)造了巨大的社會和經(jīng)濟效益。管等,創(chuàng)造了巨大的社會和經(jīng)濟效益。廢舊塑料產(chǎn)生的廢舊塑料產(chǎn)生的“白色污染白色污染”隨著塑料產(chǎn)量不斷增大
7、,成本越來越低,我們用過的大隨著塑料產(chǎn)量不斷增大,成本越來越低,我們用過的大量農(nóng)用薄膜、包裝用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用量農(nóng)用薄膜、包裝用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被拋棄在環(huán)境中,給景觀和環(huán)境帶來很大破壞。由于后被拋棄在環(huán)境中,給景觀和環(huán)境帶來很大破壞。由于塑料包裝物大多呈白色,它們造成的環(huán)境污染被稱為塑料包裝物大多呈白色,它們造成的環(huán)境污染被稱為白白色污染色污染。塑料的貢獻塑料的貢獻白色污染的防治白色污染的防治(1)停止使用一次性餐具及超薄塑料袋。)停止使用一次性餐具及超薄塑料袋。(2)回收廢塑料并使之資源化是解決白色污染的根本途徑。)回收廢塑料并使之資源化是解決白色污染的根本途徑
8、。近年來,一些國家大力開展近年來,一些國家大力開展3R運動:即要求做到廢塑料的減運動:即要求做到廢塑料的減量化(量化(Reduce)、再利用()、再利用(Reuse)、再循環(huán)()、再循環(huán)(Recycle)。)。(3)研究開發(fā)降解塑料。降)研究開發(fā)降解塑料。降解塑料有三類:光降解塑料、解塑料有三類:光降解塑料、生物降解塑料及雙降解塑料。生物降解塑料及雙降解塑料。(4)加強環(huán)保宣傳,提高公)加強環(huán)保宣傳,提高公民的環(huán)保意識,在社會上形成民的環(huán)保意識,在社會上形成良好的環(huán)保氛圍,是解決白色良好的環(huán)保氛圍,是解決白色污染及其它各種形式污染的前污染及其它各種形式污染的前提。提。為了保護環(huán)境和節(jié)約資源,請
9、多次使用,廢棄為了保護環(huán)境和節(jié)約資源,請多次使用,廢棄后建議回收再利用后建議回收再利用 塑料制品回收標識塑料制品回收標識4.1.3 塑料的特點塑料的特點 比重輕,強度高比重輕,強度高(0.9-2.2 g/cm3)材料材料鋁鋁鋼鐵鋼鐵樹脂樹脂聚乙烯聚乙烯聚丙稀聚丙稀泡沫塑料泡沫塑料聚氯乙稀聚氯乙稀聚四氟乙烯聚四氟乙烯密度密度g/cm35101110.11.42.2應(yīng)用領(lǐng)域:日常生活用品、汽車工業(yè)、航空和宇航工業(yè)、軍事應(yīng)用領(lǐng)域:日常生活用品、汽車工業(yè)、航空和宇航工業(yè)、軍事 絕緣性和絕熱性好(表面電阻絕緣性和絕熱性好(表面電阻109-1018 )制備電纜的絕緣套管和電氣設(shè)備的絕緣外殼,冷藏、建制備電
10、纜的絕緣套管和電氣設(shè)備的絕緣外殼,冷藏、建筑隔熱、節(jié)能裝置筑隔熱、節(jié)能裝置 耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性好耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性好塑料管和塑料包裝瓶塑料管和塑料包裝瓶 光學(xué)性質(zhì)好光學(xué)性質(zhì)好具有透光性和裝飾性具有透光性和裝飾性膠卷、商品外包裝、塑料大棚、有機玻璃、光盤、光纖膠卷、商品外包裝、塑料大棚、有機玻璃、光盤、光纖塑料管和塑料包裝瓶塑料管和塑料包裝瓶 耐磨、自潤滑性能好耐磨、自潤滑性能好旱冰鞋的輪子、軸承、齒輪旱冰鞋的輪子、軸承、齒輪 加工性能優(yōu)良,容易成型加工,能耗小加工性能優(yōu)良,容易成型加工,能耗小 各種裝飾品,薄膜、型材、配件及產(chǎn)品各種裝飾品,薄膜、型材、配件及產(chǎn)品l性能可調(diào)范圍寬:應(yīng)用領(lǐng)域廣
11、泛性能可調(diào)范圍寬:應(yīng)用領(lǐng)域廣泛l力學(xué)性能比金屬差,表面硬度亦低力學(xué)性能比金屬差,表面硬度亦低l大多數(shù)品種易燃大多數(shù)品種易燃l耐熱性較差耐熱性較差4.1.4 塑料的組分及其應(yīng)用塑料的組分及其應(yīng)用塑料的組成:塑料的組成:合成樹脂添加劑合成樹脂添加劑 塑料與樹脂的區(qū)別:塑料與樹脂的區(qū)別:樹脂是純的高聚物,而塑料是以樹脂是純的高聚物,而塑料是以樹脂為主的高聚物制品。樹脂為主的高聚物制品。1、合成樹脂(聚合物)、合成樹脂(聚合物) (40%-100%) 受熱軟化后可將塑料的其它組分加以粘合,并決定塑料受熱軟化后可將塑料的其它組分加以粘合,并決定塑料的主要性能。的主要性能。2、添加劑、添加劑 添加劑是為改
12、善塑料某些性能而加入的物質(zhì)。添加劑是為改善塑料某些性能而加入的物質(zhì)。 填料及增強劑填料及增強劑主要的添加劑主要的添加劑填料:填料:使用其的主要目的是增加制品的體積,使用其的主要目的是增加制品的體積,降低成本降低成本和收縮率和收縮率,故又有,故又有增量劑增量劑之稱。之稱。種類:種類:硅石(石英砂)、硅酸鹽(云母、滑石、陶土、硅石(石英砂)、硅酸鹽(云母、滑石、陶土、石棉)、碳酸鈣、金屬氧化物、炭黑、玻璃珠、木粉等。石棉)、碳酸鈣、金屬氧化物、炭黑、玻璃珠、木粉等。增強劑和填料的用量一般為增強劑和填料的用量一般為2050。增強劑和填料的增強效果取決于它們與聚合物增強劑和填料的增強效果取決于它們與聚
13、合物界面分子界面分子間相互作用間相互作用的狀況。采用的狀況。采用偶聯(lián)劑偶聯(lián)劑處理填料及增強劑,可處理填料及增強劑,可增加其與聚合物之間的作用力,通過增加其與聚合物之間的作用力,通過化學(xué)鍵化學(xué)鍵偶聯(lián)起來,偶聯(lián)起來,更好地發(fā)揮其增強效果。更好地發(fā)揮其增強效果。增強劑:增強劑:為提高塑料制品的強度和剛性為提高塑料制品的強度和剛性,可加入各種纖,可加入各種纖維狀材料作增強劑,最常用的是維狀材料作增強劑,最常用的是玻璃纖維玻璃纖維;新型的增強;新型的增強劑有劑有碳纖維、石墨纖維和硼纖維碳纖維、石墨纖維和硼纖維。增塑劑增塑劑作用作用用熔點低的低分子化合物來增加大分子鏈間距離,削弱用熔點低的低分子化合物來增
14、加大分子鏈間距離,削弱分子間相互作用,降低玻璃化溫度和熔體粘度,增加其分子間相互作用,降低玻璃化溫度和熔體粘度,增加其流動性,從而改善聚合物的加工性能和制品柔韌性。流動性,從而改善聚合物的加工性能和制品柔韌性。要求要求類型類型鄰苯二甲酸酯類、環(huán)氧類、磷酸酯類等鄰苯二甲酸酯類、環(huán)氧類、磷酸酯類等主要的添加劑主要的添加劑與樹脂相溶性好與樹脂相溶性好沸點高,揮發(fā)性小沸點高,揮發(fā)性小本身穩(wěn)定,不易變性本身穩(wěn)定,不易變性無毒無味,無色狀態(tài)無毒無味,無色狀態(tài)穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑主要的添加劑主要的添加劑作用作用類型類型防止塑料在光、熱、氧等條件下過早老化,延長制品的防止塑料在光、熱、氧等條件下過早老化,延長制品的使
15、用壽命。使用壽命。n 熱穩(wěn)定劑熱穩(wěn)定劑n 光穩(wěn)定劑光穩(wěn)定劑n 抗氧劑抗氧劑光屏蔽劑、紫外線吸收劑、猝滅劑、自由基捕獲劑光屏蔽劑、紫外線吸收劑、猝滅劑、自由基捕獲劑使分解溫度上升,常用硬脂酸鉛,鉛的使分解溫度上升,常用硬脂酸鉛,鉛的化合物及環(huán)氧化合物等化合物及環(huán)氧化合物等消除老化反應(yīng)中生成的自由基,常用消除老化反應(yīng)中生成的自由基,常用取代酚類、芳胺類等取代酚類、芳胺類等p 潤滑劑:潤滑劑:防止塑料加工時粘在模具上防止塑料加工時粘在模具上, , 使制品光亮;使制品光亮;常用潤滑劑常用潤滑劑有硬酯酸、鹽類等。有硬酯酸、鹽類等。p 固化劑(交聯(lián)劑):固化劑(交聯(lián)劑):使熱固性樹脂由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)
16、構(gòu),使熱固性樹脂由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu),常用的固化劑如六次甲基四胺、過氧化二苯甲酰等。常用的固化劑如六次甲基四胺、過氧化二苯甲酰等。p 偶聯(lián)劑:偶聯(lián)劑:增強劑或填料用偶聯(lián)劑處理后可提高其效能,改善塑料增強劑或填料用偶聯(lián)劑處理后可提高其效能,改善塑料制品的性能。常用的偶聯(lián)劑有有機硅、有機鈦酸酯等。制品的性能。常用的偶聯(lián)劑有有機硅、有機鈦酸酯等。p 著色劑:著色劑:塑料制品著色。常用的著色劑是一些有機染料和無機顏塑料制品著色。常用的著色劑是一些有機染料和無機顏料。有時也采用能產(chǎn)生熒光或磷光的顏料。料。有時也采用能產(chǎn)生熒光或磷光的顏料。p 發(fā)泡劑:發(fā)泡劑:是一類受熱時會分解放出氣體的有機化合物,它
17、是制備是一類受熱時會分解放出氣體的有機化合物,它是制備泡沫塑料的助劑。常用偶氮二甲酰胺。泡沫塑料的助劑。常用偶氮二甲酰胺。p 阻燃劑:阻燃劑:用以減緩塑料燃燒性能的助劑。用以減緩塑料燃燒性能的助劑。p 抗靜電劑:抗靜電劑:通過降低電阻來減少摩擦電荷,從而減少或消除制品通過降低電阻來減少摩擦電荷,從而減少或消除制品表面靜電荷的形成??轨o電劑一般是有機氮化物或具有醚結(jié)構(gòu)的表面靜電荷的形成??轨o電劑一般是有機氮化物或具有醚結(jié)構(gòu)的化合物?;衔铩F渌N類其他種類主要的添加劑主要的添加劑4.1.5 塑料成型加工方法塑料成型加工方法u擠出成型擠出成型u注射成型注射成型u模壓成型模壓成型u吹塑成型吹塑成型u
18、壓延成型壓延成型成型與加工:成型與加工:塑料制品通常是由聚合物或聚合物與其他塑料制品通常是由聚合物或聚合物與其他組分的混合物,于受熱后在一定條件下塑制成一定形狀,組分的混合物,于受熱后在一定條件下塑制成一定形狀,并經(jīng)冷卻定型、修整而成的過程。并經(jīng)冷卻定型、修整而成的過程。熱塑性塑料與熱固性塑料的性質(zhì)和受熱后表現(xiàn)不同,其熱塑性塑料與熱固性塑料的性質(zhì)和受熱后表現(xiàn)不同,其成型加工方法也不同。成型加工方法也不同。擠出、注射、壓延、吹塑是熱塑擠出、注射、壓延、吹塑是熱塑性塑料的主要加工方法。性塑料的主要加工方法。模壓、鑄塑及傳遞模塑是熱固性模壓、鑄塑及傳遞模塑是熱固性塑料的主要加工方法。塑料的主要加工方
19、法。1 1、擠出成型、擠出成型擠出成型是借助螺桿或柱塞的擠壓作用,使受熱熔化的聚擠出成型是借助螺桿或柱塞的擠壓作用,使受熱熔化的聚合物材料在壓力推動下,強行通過口模而成為具有恒定截合物材料在壓力推動下,強行通過口模而成為具有恒定截面的連續(xù)型材的一種成型方法。面的連續(xù)型材的一種成型方法。 擠出成形的生產(chǎn)效率高,可自動化連續(xù)生產(chǎn),一般使用熱擠出成形的生產(chǎn)效率高,可自動化連續(xù)生產(chǎn),一般使用熱塑性塑料作原料。塑性塑料作原料。擠出成型幾乎能成型擠出成型幾乎能成型所有的熱塑性塑料所有的熱塑性塑料機頭機頭擠壓系統(tǒng)擠壓系統(tǒng)傳動系統(tǒng)傳動系統(tǒng)將原料在料筒中加熱至流動狀態(tài),同時通過螺桿向前推壓至將原料在料筒中加熱至
20、流動狀態(tài),同時通過螺桿向前推壓至機頭,通過不同形狀和結(jié)構(gòu)的口模連續(xù)擠出,獲得不同形狀機頭,通過不同形狀和結(jié)構(gòu)的口模連續(xù)擠出,獲得不同形狀的型材,如管、棒、帶、絲、板等。的型材,如管、棒、帶、絲、板等。制品主要有:制品主要有:管材管材板材板材薄膜薄膜電線電纜包覆電線電纜包覆各種異型制品各種異型制品注射成型原理:注射成型原理:將粒狀或粉狀的塑料加入到將粒狀或粉狀的塑料加入到注射機的料斗,在注射機內(nèi)注射機的料斗,在注射機內(nèi)塑料受熱熔融并使之保持流塑料受熱熔融并使之保持流動狀態(tài),然后動狀態(tài),然后在一定壓力下在一定壓力下注入閉合的模具注入閉合的模具,經(jīng)冷卻定,經(jīng)冷卻定型后,熔融的塑料就固化成型后,熔融的
21、塑料就固化成為所需的塑件。為所需的塑件。2 2、注射成型、注射成型注射成型產(chǎn)品注射成型產(chǎn)品優(yōu)點優(yōu)點 成型周期短、生產(chǎn)效率高、易實現(xiàn)自動化成型周期短、生產(chǎn)效率高、易實現(xiàn)自動化 能成型形狀復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的能成型形狀復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件塑料制件 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 適應(yīng)范圍廣適應(yīng)范圍廣 注射成型的特點注射成型的特點缺點缺點注射設(shè)備價格較高;注射模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜;生產(chǎn)成本高、生注射設(shè)備價格較高;注射模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜;生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長、不適合于單件小批量的塑件生產(chǎn)產(chǎn)周期長、不適合于單件小批量的塑件生產(chǎn)模壓成型原理及流程模壓成型原理及流程模具閉合模具閉合
22、 熱固性塑料熱固性塑料放入加料室放入加料室 受熱熔融受熱熔融 塑料在壓力下經(jīng)澆注塑料在壓力下經(jīng)澆注系統(tǒng)充滿型腔系統(tǒng)充滿型腔 固化成固化成型型 開模取件開模取件3 3、模壓成型、模壓成型模壓成型產(chǎn)品模壓成型產(chǎn)品模壓成型主要用于熱固性塑料,適模壓成型主要用于熱固性塑料,適用于形狀復(fù)雜或帶有復(fù)雜嵌件的制用于形狀復(fù)雜或帶有復(fù)雜嵌件的制品,但生產(chǎn)率低、模具成本較高。品,但生產(chǎn)率低、模具成本較高。 吹塑原理吹塑原理 吹塑成型產(chǎn)品吹塑成型產(chǎn)品吹塑成型吹塑成型是借助于氣體壓力是借助于氣體壓力使閉合在模具中的熱熔型坯使閉合在模具中的熱熔型坯吹脹形成中空制品的方法。吹脹形成中空制品的方法。主要用于制造中空制品,也
23、主要用于制造中空制品,也可用于吹塑聚丙烯、聚乙烯可用于吹塑聚丙烯、聚乙烯等塑料薄膜。等塑料薄膜。4 4、吹塑成型、吹塑成型將已經(jīng)塑化的接近粘流溫度的聚合物材料通過一系列相向?qū)⒁呀?jīng)塑化的接近粘流溫度的聚合物材料通過一系列相向旋轉(zhuǎn)著的水平輥筒間隙,使物料承受擠壓和延展作用,成旋轉(zhuǎn)著的水平輥筒間隙,使物料承受擠壓和延展作用,成為具有一定厚度、寬度與表面光潔的薄片狀制品,主要用為具有一定厚度、寬度與表面光潔的薄片狀制品,主要用于生產(chǎn)片材、薄膜、人造革等。于生產(chǎn)片材、薄膜、人造革等。 5 5、壓延成型、壓延成型軟質(zhì)軟質(zhì)PVC薄膜生產(chǎn)工藝流程薄膜生產(chǎn)工藝流程1、聚乙烯、聚乙烯 (PE)塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的
24、品種塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的品種(1 1)聚乙烯的定義)聚乙烯的定義nCH2CH2聚乙烯是乙烯聚合而成的樹脂聚乙烯是乙烯聚合而成的樹脂結(jié)構(gòu)最簡單的塑料。結(jié)構(gòu)最簡單的塑料。英文為:英文為:polyethylene, 縮寫為:縮寫為:PE。結(jié)構(gòu)式為:結(jié)構(gòu)式為:4.1.6 常用塑料簡介常用塑料簡介LDPE:存在大量的長支鏈和存在大量的長支鏈和短支鏈。短支鏈。HDPE:只有少量短支鏈只有少量短支鏈LLDPE:有較多的短支鏈,有較多的短支鏈,但沒有長支鏈。但沒有長支鏈。低密度聚乙烯(低密度聚乙烯(LDPE)LDPE、HDPE和和LLDPE的鏈結(jié)構(gòu)的鏈結(jié)構(gòu)高密度聚乙烯高密度聚乙烯(HDPE)基本性質(zhì):基本性質(zhì)
25、:無臭,無毒,無臭,無毒,白色蠟狀白色蠟狀固體固體,柔而韌,比水輕,柔而韌,比水輕,吸水性低,吸水性低,易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透明度隨結(jié)晶度增易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透明度隨結(jié)晶度增加而下降加而下降。力學(xué)性能一般:力學(xué)性能一般:拉伸強度不高、硬度低、環(huán)境應(yīng)力開裂嚴拉伸強度不高、硬度低、環(huán)境應(yīng)力開裂嚴重。重。熱性能:熱性能:具有優(yōu)良的耐低溫性能,最低使用溫度可達具有優(yōu)良的耐低溫性能,最低使用溫度可達-70-100,但受熱易老化(氧化和降解)。,但受熱易老化(氧化和降解)?;瘜W(xué)穩(wěn)定性好:化學(xué)穩(wěn)定性好:室溫下能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕,常溫下不室溫下能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕,常溫下不溶于任何已知的溶劑。溶于
26、任何已知的溶劑。電絕緣性能優(yōu)良電絕緣性能優(yōu)良加工性能:加工性能:流動性極好流動性極好,成型時無需太高壓力就能制出薄壁成型時無需太高壓力就能制出薄壁長流程制品。長流程制品。(2 2)PEPE的性能的性能交聯(lián)交聯(lián)PE(3 3)PEPE的應(yīng)用的應(yīng)用制造食品包裝袋、農(nóng)用薄膜、各制造食品包裝袋、農(nóng)用薄膜、各種飲水瓶、容器、玩具等;還可種飲水瓶、容器、玩具等;還可制各種管材、電線絕緣層等。制各種管材、電線絕緣層等。(1 1)PVC PVC 樹脂和樹脂和PVCPVC塑料的定義塑料的定義聚氯乙烯樹脂聚氯乙烯樹脂是氯乙烯單體在過氧化物、偶氮化合物等引是氯乙烯單體在過氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑;或在光、熱作用下按
27、自由基聚合反應(yīng)機理聚合而成發(fā)劑;或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機理聚合而成的聚合物。的聚合物。英文名稱:英文名稱:polyvinyl chloride, 簡稱簡稱PVC結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式:nClCHCH22、聚氯乙烯(、聚氯乙烯(PVC)僅次于聚乙烯的第二大塑料品種僅次于聚乙烯的第二大塑料品種PVC 塑料塑料以以 PVC樹脂為基料,與穩(wěn)定劑、增塑劑、填料、樹脂為基料,與穩(wěn)定劑、增塑劑、填料、著色劑及改性劑等多種助劑混合,經(jīng)塑化、成型加工而成。著色劑及改性劑等多種助劑混合,經(jīng)塑化、成型加工而成。本身質(zhì)地很硬,加入增塑劑可變成比本身質(zhì)地很硬,加入增塑劑可變成比PE還柔軟的塑料,用于還柔軟的塑料,用于制
28、備各種不同的用品制備各種不同的用品全能塑料全能塑料(2 2)性質(zhì):)性質(zhì):具有較高的強度、剛性;良好的電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性;具有較高的強度、剛性;良好的電絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性;能溶于四氫呋喃和環(huán)已酮等有機溶劑;具有阻燃性;但熱穩(wěn)能溶于四氫呋喃和環(huán)已酮等有機溶劑;具有阻燃性;但熱穩(wěn)定性較差,使用溫度較低,介電常數(shù)、介電損耗較高。定性較差,使用溫度較低,介電常數(shù)、介電損耗較高。PVC的致命缺點:的致命缺點:p 單體氯乙烯有毒單體氯乙烯有毒p 某些增塑劑有毒某些增塑劑有毒p 在高溫或燃燒時會分解放出氯化氫在高溫或燃燒時會分解放出氯化氫(3 3)應(yīng)用:)應(yīng)用:純聚氯乙烯屬無規(guī)立構(gòu),無色透明,硬而脆,
29、很少應(yīng)用。純聚氯乙烯屬無規(guī)立構(gòu),無色透明,硬而脆,很少應(yīng)用。常利用橡膠和增塑劑對其改性處理。常利用橡膠和增塑劑對其改性處理。硬聚氯乙?。河簿勐纫蚁。河糜诠I(yè)管道、給排水系統(tǒng)、板件、管件、用于工業(yè)管道、給排水系統(tǒng)、板件、管件、建筑及家用防火材料,化工防腐設(shè)備及各種機械零件。建筑及家用防火材料,化工防腐設(shè)備及各種機械零件。增塑(軟)聚氯乙?。涸鏊埽ㄜ洠┚勐纫蚁。河糜诖昂?、桌布、雨衣、手提箱、用于窗簾、桌布、雨衣、手提箱、人造革、墻紙;農(nóng)用薄膜、耐酸堿軟管及電線電纜包覆層人造革、墻紙;農(nóng)用薄膜、耐酸堿軟管及電線電纜包覆層等。等。尼龍尼龍PVC手套手套3、聚丙烯、聚丙烯最輕的塑料最輕的塑料(1 1)定
30、義:)定義:丙烯聚合的產(chǎn)物丙烯聚合的產(chǎn)物英文:英文:polypropylene, 縮寫為縮寫為 PP。結(jié)構(gòu)式為:結(jié)構(gòu)式為:nCH3CHCH2全同立構(gòu)全同立構(gòu)CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3CH2CHCH3CH2CH CH2CH3CH CH2CHCH3CH3CH2CHCH3間同立構(gòu)間同立構(gòu)無規(guī)立構(gòu)無規(guī)立構(gòu)等規(guī)等規(guī)PP :結(jié)晶度高,占結(jié)晶度高,占PP產(chǎn)量的產(chǎn)量的95。間規(guī)間規(guī) PP:結(jié)晶度低,結(jié)晶度低,目前產(chǎn)量少。目前產(chǎn)量少。無規(guī)無規(guī) PP:不結(jié)晶,粘稠不結(jié)晶,粘稠狀物質(zhì),不能用做塑料。狀物質(zhì),不能用做塑料。性能:性能:比聚乙
31、烯更透明、更輕,力學(xué)性能更好,特別是抗彎比聚乙烯更透明、更輕,力學(xué)性能更好,特別是抗彎曲疲勞強度高。介電性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性好,易于加工曲疲勞強度高。介電性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性好,易于加工成形。成形。 (2 2)聚丙烯的性能及用途)聚丙烯的性能及用途用途:用途:薄膜、容器、制作各種機械零件,如法蘭、接頭、泵薄膜、容器、制作各種機械零件,如法蘭、接頭、泵葉輪、汽車零件。水蒸汽、各種酸堿等的輸送管道、化工容葉輪、汽車零件。水蒸汽、各種酸堿等的輸送管道、化工容器、各種絕緣零件。器、各種絕緣零件。(1 1)聚合)聚合方法方法本體聚合本體聚合獲得獲得PS純凈度高,主要用來制純凈度高,主要用來制造對電性
32、能要求高的制品造對電性能要求高的制品懸浮聚合懸浮聚合獲得獲得PS分子量高,分布窄,但分子量高,分布窄,但純度不如本體聚合純度不如本體聚合PS,可用來制造一般日用,可用來制造一般日用和工業(yè)用品和工業(yè)用品PS泡沫塑料。泡沫塑料。乳液聚合乳液聚合主要用于涂料和主要用于涂料和PS泡沫塑料。泡沫塑料。溶液聚合溶液聚合主要用于配制清漆。主要用于配制清漆。4、聚苯乙烯(、聚苯乙烯( polystyrene, PS)nCHCH2(2 2)PSPS的性能及應(yīng)用的性能及應(yīng)用p通用通用PSp泡沫泡沫PS成本低、成本低、剛性大、透明度高剛性大、透明度高、電絕緣性、電絕緣性好、易成型、易染色好、易成型、易染色儀表外殼、
33、汽車燈罩、照明制品、高頻儀表外殼、汽車燈罩、照明制品、高頻電容器、高頻絕緣、光導(dǎo)纖維、包裝材電容器、高頻絕緣、光導(dǎo)纖維、包裝材料料質(zhì)輕、低導(dǎo)熱、抗沖擊、吸水率低質(zhì)輕、低導(dǎo)熱、抗沖擊、吸水率低建筑、運輸、冷藏、化工設(shè)備的保溫、建筑、運輸、冷藏、化工設(shè)備的保溫、絕熱和減震材料絕熱和減震材料(3 3)PSPS的改性的改性ABS塑料塑料ABS是丙烯腈(是丙烯腈(A),丁二烯(),丁二烯(B),苯乙烯(),苯乙烯(S)進行)進行三元三元接枝接枝共聚而制得的。其結(jié)構(gòu)式為:共聚而制得的。其結(jié)構(gòu)式為:CH2CHCHCH2y CHCH2CNx CH2CHz n 目前的目前的ABS:A: 20-40%; B:10
34、-30%; S: 30-60%PSPS的抗沖擊性差的抗沖擊性差PSPS的耐熱性不好,強度隨溫度提高大幅降低的耐熱性不好,強度隨溫度提高大幅降低PSPS的缺點的缺點: :用途:用途:用于汽車、家用電器、箱包、裝飾板材等零部件。用于汽車、家用電器、箱包、裝飾板材等零部件。ABS塑料的性能及應(yīng)用塑料的性能及應(yīng)用丙烯腈丙烯腈 硬度、耐熱性、力學(xué)強度硬度、耐熱性、力學(xué)強度丁二烯丁二烯抗沖擊性抗沖擊性苯乙烯苯乙烯良好的熱塑性加工性良好的熱塑性加工性 性能:性能:無毒、無味,易溶于酮、醛、酯等有機無毒、無味,易溶于酮、醛、酯等有機溶劑。耐磨性、抗沖擊性能好。溶劑。耐磨性、抗沖擊性能好。加工容加工容易,而且價
35、格低廉,所以在工業(yè)上獲得易,而且價格低廉,所以在工業(yè)上獲得極其廣泛的應(yīng)用。極其廣泛的應(yīng)用。5、聚酰胺(、聚酰胺(polyamide, PA)u聚酰胺的前聚酰胺的前30年年是作為合成纖維材料,尼龍(是作為合成纖維材料,尼龍(Nylon)的俗)的俗稱就是來自于此。尼龍的最早發(fā)明商稱就是來自于此。尼龍的最早發(fā)明商美國杜邦公司美國杜邦公司(DuPont)。)。u1960年左右,聚酰胺開始被用于年左右,聚酰胺開始被用于“工程塑料工程塑料”。(1 1) 定義定義聚酰胺(俗稱尼龍)是指分子主鏈上含有酰胺基團的高聚酰胺(俗稱尼龍)是指分子主鏈上含有酰胺基團的高分子化合物。分子化合物。CONH(2 2)PAPA
36、的分類的分類脂肪族脂肪族PA芳香族芳香族PA透明透明PA脂肪族聚酰胺是線形高分子材料,由亞甲脂肪族聚酰胺是線形高分子材料,由亞甲基鏈段和極性基團(酰胺基)有規(guī)律交替基鏈段和極性基團(酰胺基)有規(guī)律交替鏈接而成。鏈接而成。分子骨架上含有芳環(huán)的聚酰胺(如分子骨架上含有芳環(huán)的聚酰胺(如Kevlar纖纖維)維)COCONHNHn非結(jié)晶聚合物,具有高度透明、低吸水非結(jié)晶聚合物,具有高度透明、低吸水性、耐熱水性等優(yōu)點性、耐熱水性等優(yōu)點尼龍尼龍66,尼龍,尼龍6,尼龍,尼龍610,尼龍,尼龍1010等。等。(3 3)PAPA的性能的性能缺點缺點是是吸水性大吸水性大,影響尺寸穩(wěn)定性和電性能,纖維增強可,影響尺
37、寸穩(wěn)定性和電性能,纖維增強可降低樹脂吸水率,使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻降低樹脂吸水率,使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃纖維親合性十分良好。璃纖維親合性十分良好。無毒,無臭,耐候性好,無毒,無臭,耐候性好,韌性好,強度高韌性好,強度高,軟化點高,軟化點高,耐熱,耐熱,磨擦系數(shù)低,耐磨損,自潤滑性磨擦系數(shù)低,耐磨損,自潤滑性,耐油,耐弱酸,耐油,耐弱酸,耐堿和一般溶劑,電絕緣性好,有自熄性。耐堿和一般溶劑,電絕緣性好,有自熄性。PA的優(yōu)點:的優(yōu)點:PA為半透明或乳白色結(jié)晶性樹脂。為半透明或乳白色結(jié)晶性樹脂。(4 4)PAPA塑料的應(yīng)用塑料的應(yīng)用u機械設(shè)備:機械設(shè)備:軸承、軸瓦、齒輪、泵
38、葉輪、螺栓、風軸承、軸瓦、齒輪、泵葉輪、螺栓、風扇葉片等。扇葉片等。u電子設(shè)備:電子設(shè)備:各種線圈骨架、機罩、集成線路板等。各種線圈骨架、機罩、集成線路板等。u化工設(shè)備:化工設(shè)備:耐腐蝕耐油管道、容器、過濾器等。耐腐蝕耐油管道、容器、過濾器等。 u建筑與民用:建筑與民用:窗、門、窗簾導(dǎo)軌滑輪、安全帽、繩索等。窗、門、窗簾導(dǎo)軌滑輪、安全帽、繩索等。性能:性能:堅硬、耐高溫、良好的堅硬、耐高溫、良好的機械性能、電絕緣性好、機械性能、電絕緣性好、抗沖擊性好、透明度高抗沖擊性好、透明度高 用途:用途:制造繼電器盒蓋,計算機和磁盤的殼體、熒光燈罩、汽車及透制造繼電器盒蓋,計算機和磁盤的殼體、熒光燈罩、汽
39、車及透明窗的玻璃等明窗的玻璃等,而且是宇宙、航空工程中不可缺少的材料而且是宇宙、航空工程中不可缺少的材料nCOOCCH3CH3O結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式:6、聚碳酸酯(、聚碳酸酯(PC, 透明金屬)透明金屬)7、酚醛樹脂(電木)、酚醛樹脂(電木)酚醛樹脂酚醛樹脂是是酚類與醛類酚類與醛類在催化劑作用下形成樹脂的統(tǒng)稱,在催化劑作用下形成樹脂的統(tǒng)稱,它是工業(yè)化最早它是工業(yè)化最早(1910年年,德國德國Bakelite)的合成高分子材料。的合成高分子材料。OHOHCH3CH3OHH3COHOHu酚類主要是苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚等。酚類主要是苯酚、甲酚、二甲酚、間苯二酚等。HCHOHCOCHOOCHOu 醛類
40、主要是甲醛、乙二醛、糠醛等。醛類主要是甲醛、乙二醛、糠醛等。熱塑性和熱固性酚醛樹脂熱塑性和熱固性酚醛樹脂nOHCH2OHOHCH2OH熱固性酚醛樹脂是在熱固性酚醛樹脂是在堿堿性催化劑性催化劑作用下作用下苯酚與苯酚與甲醛以摩爾比甲醛以摩爾比1時制成時制成性能:性能:難溶、難熔、耐熱,機械強度難溶、難熔、耐熱,機械強度高,剛性好,抗沖擊性好,絕高,剛性好,抗沖擊性好,絕緣性好緣性好用途:用途:制造線路板、插座、插頭、電制造線路板、插座、插頭、電話機、行李車輪、工具手柄、話機、行李車輪、工具手柄、貼面板、三合板、刨花板等貼面板、三合板、刨花板等 酚醛樹脂(電木)的性能與應(yīng)用酚醛樹脂(電木)的性能與應(yīng)
41、用性能:性能:聚四氟乙烯的聚四氟乙烯的C-F鍵鍵能高,鍵鍵能高,鏈節(jié)結(jié)構(gòu)高度對稱,結(jié)晶度鏈節(jié)結(jié)構(gòu)高度對稱,結(jié)晶度高達高達90%以上,以上,對任何酸、對任何酸、堿、王水和溶劑都具有卓越堿、王水和溶劑都具有卓越的耐腐蝕性的耐腐蝕性。并耐熱耐寒,。并耐熱耐寒,可在可在-200-250的溫度范圍內(nèi)的溫度范圍內(nèi)使用。電絕緣性十分優(yōu)異。使用。電絕緣性十分優(yōu)異。此外摩擦系數(shù)低耐磨損。缺此外摩擦系數(shù)低耐磨損。缺點是剛性不夠,有時影響零點是剛性不夠,有時影響零件尺寸的穩(wěn)定性。件尺寸的穩(wěn)定性。結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式:nCF2CF28、聚四氟乙烯(塑料王)、聚四氟乙烯(塑料王)用途:用途:可用作高溫環(huán)境中化工設(shè)備的密封零件,
42、無油潤滑條件下作可用作高溫環(huán)境中化工設(shè)備的密封零件,無油潤滑條件下作軸承、活塞等,還可做電容器、電纜絕緣材料軸承、活塞等,還可做電容器、電纜絕緣材料 橡膠是以生膠為原料加入適量配合劑而形成的高橡膠是以生膠為原料加入適量配合劑而形成的高分子彈性體。分子彈性體。一般橡膠在一般橡膠在-50 C150 C的很寬溫的很寬溫度范圍內(nèi)具有彈性。度范圍內(nèi)具有彈性。4.2 4.2 橡膠橡膠橡橡樹樹之之淚淚分類橡膠橡膠天然橡膠天然橡膠合成橡膠合成橡膠通用橡膠通用橡膠特種橡膠特種橡膠丁苯橡膠丁苯橡膠順丁橡膠順丁橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠聚硫橡膠聚硫橡膠硅橡膠硅橡膠4.2.1 橡膠的結(jié)構(gòu)與性能橡膠的結(jié)構(gòu)與性能1、結(jié)構(gòu)特征、
43、結(jié)構(gòu)特征(1)大分子鏈具有足夠的柔順性,玻璃化溫度比室溫低)大分子鏈具有足夠的柔順性,玻璃化溫度比室溫低很多。很多。(2)在使用條件下不結(jié)晶或結(jié)晶度很小。)在使用條件下不結(jié)晶或結(jié)晶度很小。(3)在使用條件下無分子間相對滑動。)在使用條件下無分子間相對滑動。2、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系(1)彈性和強度)彈性和強度柔順性越大,彈性越大;分子量越高,橡膠的彈性和強度越柔順性越大,彈性越大;分子量越高,橡膠的彈性和強度越大,交聯(lián)使橡膠形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可提高橡膠的彈性和強度。大,交聯(lián)使橡膠形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可提高橡膠的彈性和強度。(2)耐熱性和耐老化性)耐熱性和耐老化性耐熱性主要取決于主鏈上化學(xué)鍵的
44、鍵能;不飽和橡膠主鏈上耐熱性主要取決于主鏈上化學(xué)鍵的鍵能;不飽和橡膠主鏈上的雙鍵易被臭氧氧化;次甲基的氫也易被氧化,耐老化性差的雙鍵易被臭氧氧化;次甲基的氫也易被氧化,耐老化性差;帶供電取代基者也易氧化。;帶供電取代基者也易氧化。3、耐寒性、耐寒性降低降低Tg或避免結(jié)晶,可提高橡膠的耐寒性?;虮苊饨Y(jié)晶,可提高橡膠的耐寒性。4、化學(xué)反應(yīng)性、化學(xué)反應(yīng)性有利:交聯(lián)反應(yīng)或進行取代等改性反應(yīng)。有利:交聯(lián)反應(yīng)或進行取代等改性反應(yīng)。有害:氧化降解等。有害:氧化降解等。5、加工性能、加工性能分子量越大,則熔體粘度越大,壓出膨脹率增加,膠料的分子量越大,則熔體粘度越大,壓出膨脹率增加,膠料的強度和粘著強度都隨之
45、增大。強度和粘著強度都隨之增大。橡膠分子量分布一般較寬,橡膠分子量分布一般較寬,其中高分子量部分提供強度,而低分子量部分起增塑劑作其中高分子量部分提供強度,而低分子量部分起增塑劑作用,可提高膠料流動性和粘性,增加膠料混煉效果,改善用,可提高膠料流動性和粘性,增加膠料混煉效果,改善混煉時膠料的包輥能力?;鞜挄r膠料的包輥能力。4.2.2 橡膠的組成橡膠的組成1 1、生膠:、生膠:2 2、配合劑、配合劑:(1 1)硫化劑:)硫化劑:未加配合劑、未硫化的橡膠,分天然與人工合成橡膠。未加配合劑、未硫化的橡膠,分天然與人工合成橡膠。a)相當于熱固性塑料中的固化劑)相當于熱固性塑料中的固化劑;b)使線性分子
46、交聯(lián)為體型分子)使線性分子交聯(lián)為體型分子;c)有硫磺及含硫化合物、過氧化物、醌類化合物。)有硫磺及含硫化合物、過氧化物、醌類化合物。橡膠硫化橡膠硫化未硫化未硫化: :分子間容易滑動分子間容易滑動, ,受力后不能恢復(fù)原狀受力后不能恢復(fù)原狀硫化后硫化后: : 不易滑動不易滑動, , 有可逆的彈性形變有可逆的彈性形變CH2CH2CHCCH3n硫磺自由基引發(fā)硫磺自由基引發(fā)(2 2)硫化促進劑:)硫化促進劑:縮短硫化時間,降低硫化溫度,縮短硫化時間,降低硫化溫度,強化硫化效果強化硫化效果。(3 3)活化劑(助促劑):)活化劑(助促劑):加速及充分發(fā)揮硫化促進加速及充分發(fā)揮硫化促進劑的作用。劑的作用。(5
47、 5)填充劑(補強劑):)填充劑(補強劑):提高機械強度或增加容積提高機械強度或增加容積金屬氧化物(如氧化鋅等)和硬酯酸并用。金屬氧化物(如氧化鋅等)和硬酯酸并用。(4 4)防老劑:)防老劑:防止和延緩橡膠制品的防止和延緩橡膠制品的老化。老化。石蠟、胺類和酚類等。石蠟、胺類和酚類等。常用促進劑有二硫化氨基甲酸鹽、黃原酸鹽類、常用促進劑有二硫化氨基甲酸鹽、黃原酸鹽類、噻唑類噻唑類、硫、硫脲類和部分醛類及醛胺類等有機物。脲類和部分醛類及醛胺類等有機物。 用于提高性能的填充劑稱為補強劑,如炭黑、二氧化硅、用于提高性能的填充劑稱為補強劑,如炭黑、二氧化硅、氧化鋅、氧化鎂等;另外還有用于降低成本的填充劑
48、,氧化鋅、氧化鎂等;另外還有用于降低成本的填充劑,如滑石粉、硫酸鋇等。如滑石粉、硫酸鋇等。4.2.3 橡膠分為天然橡膠和合成橡膠橡膠分為天然橡膠和合成橡膠天然橡膠的化學(xué)組成是天然橡膠的化學(xué)組成是聚異戊聚異戊二烯二烯, ,有有順式順式與與反式反式兩種構(gòu)型,兩種構(gòu)型,它們的結(jié)構(gòu)簡式分別為:它們的結(jié)構(gòu)簡式分別為:CH2CCCH2HCH3n順式順式 CH2CCCH3HCH2n反式反式 1 1、天然橡膠、天然橡膠人們仿造天然橡膠的結(jié)人們仿造天然橡膠的結(jié)構(gòu),合成了各種各樣的構(gòu),合成了各種各樣的合成橡膠。合成橡膠。合成橡膠在合成橡膠在某些性能上往往優(yōu)于天某些性能上往往優(yōu)于天然橡膠然橡膠,例如耐磨、耐,例如耐
49、磨、耐油、耐寒等方面。目前,油、耐寒等方面。目前,合成橡膠在數(shù)量上已遠合成橡膠在數(shù)量上已遠遠超過天然橡膠。遠超過天然橡膠。2 2、合成橡膠、合成橡膠下面列舉幾種常見的合成橡膠的性能及用途下面列舉幾種常見的合成橡膠的性能及用途性能:性能:耐水,耐老化性能,特別是耐耐水,耐老化性能,特別是耐磨性和氣密性好。缺點是不耐磨性和氣密性好。缺點是不耐油和有機溶劑,抗撕強度小油和有機溶劑,抗撕強度小 。結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式:用途:用途:為合成橡膠中最大的品種(約占為合成橡膠中最大的品種(約占50%),廣泛用于制造汽車輪),廣泛用于制造汽車輪胎,皮帶等;與天然橡膠共混可作密封配件和電絕緣材料。胎,皮帶等;與天然橡膠共
50、混可作密封配件和電絕緣材料。nyxCH2CHCH CH2CH2CH(1)丁苯橡膠()丁苯橡膠(SBR)由由1,3-丁二烯和苯乙烯為原料進行催化共聚而成丁二烯和苯乙烯為原料進行催化共聚而成性能:性能:彈性、耐老化性和耐低溫性、耐磨性,都超過天然橡膠;缺彈性、耐老化性和耐低溫性、耐磨性,都超過天然橡膠;缺點是抗撕裂能力差,易出現(xiàn)裂紋。點是抗撕裂能力差,易出現(xiàn)裂紋。結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式: :用途:用途:為合成橡膠的第二大品種(約占為合成橡膠的第二大品種(約占15%15%),大約),大約60%60%以上用于制造以上用于制造輪胎。輪胎。nCH2CCCH2HH(2)順丁橡膠)順丁橡膠由順式由順式-1,3-1,3-
51、丁二烯聚合而成丁二烯聚合而成性能:性能:分子無雙鍵存在,故耐熱、耐氧化、分子無雙鍵存在,故耐熱、耐氧化、耐老化性好,使用溫度耐老化性好,使用溫度高。高。結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式: :用途:用途:制造塑膠運動場、三角膠帶、輸送帶、耐熱膠管、墊片制造塑膠運動場、三角膠帶、輸送帶、耐熱膠管、墊片等。等。 nCH3CH2CH2CH CH2(3)乙丙橡膠)乙丙橡膠由乙烯和丙烯共聚而成由乙烯和丙烯共聚而成(4)異戊橡膠)異戊橡膠合成天然橡膠合成天然橡膠H3C(CH3CH2)3Al-TiCl4n異戊橡膠CH3nCH2=C-CH=CH2CCCH2CH2Hp但它的生膠強度、粘著性、但它的生膠強度、粘著性、加工性能以及硫化膠
52、的抗撕加工性能以及硫化膠的抗撕裂強度、耐疲勞性等均稍低裂強度、耐疲勞性等均稍低于天然橡膠。于天然橡膠。 p可替代天然橡膠,用于輪可替代天然橡膠,用于輪胎制品、海綿制品、膠管、胎制品、海綿制品、膠管、墊片、手套等的制造。墊片、手套等的制造。性能:性能:是一種耐熱性和耐老化性很好的橡膠,它的特點是既耐高溫,是一種耐熱性和耐老化性很好的橡膠,它的特點是既耐高溫,又耐低溫,彈性好,耐油,防水,其制品柔軟光滑,物理性能又耐低溫,彈性好,耐油,防水,其制品柔軟光滑,物理性能穩(wěn)定、無毒、生物惰性、加工性能好,缺點是機械性能差,較穩(wěn)定、無毒、生物惰性、加工性能好,缺點是機械性能差,較脆,易撕裂。脆,易撕裂。結(jié)
53、構(gòu)式結(jié)構(gòu)式: :用途:用途:可用于醫(yī)用材料,如導(dǎo)管,引流管,靜脈插管,人造器官等,可用于醫(yī)用材料,如導(dǎo)管,引流管,靜脈插管,人造器官等,還可用于飛機、導(dǎo)彈上的一些零部件及電絕緣材料。還可用于飛機、導(dǎo)彈上的一些零部件及電絕緣材料。nSiOCH3CH3(5)硅橡膠)硅橡膠由純二甲基二氯硅烷水解后縮聚而成由純二甲基二氯硅烷水解后縮聚而成4.2.4 橡膠成橡膠成型工藝型工藝1 1、塑煉:、塑煉:生膠在機械力和化學(xué)作用下發(fā)生裂解,平均分生膠在機械力和化學(xué)作用下發(fā)生裂解,平均分子量降低,膠料的彈性下降,塑性上升,為混煉做好準子量降低,膠料的彈性下降,塑性上升,為混煉做好準備。(生膠)備。(生膠)2 2、混
54、煉:、混煉:在煉膠機上反復(fù)擠壓混合(常加溫),使塑煉在煉膠機上反復(fù)擠壓混合(常加溫),使塑煉好的生膠與配合劑混合均勻的加工過程。好的生膠與配合劑混合均勻的加工過程。3 3、 壓延和壓出:壓延和壓出:尼龍或滌綸等織物上涂混煉膠壓延,生尼龍或滌綸等織物上涂混煉膠壓延,生產(chǎn)含簾子布的輪胎。產(chǎn)含簾子布的輪胎?;鞜捘z通過壓出口型壓出各種斷面的半成品,如內(nèi)胎,外混煉膠通過壓出口型壓出各種斷面的半成品,如內(nèi)胎,外胎、膠管等。胎、膠管等。4 4、硫化:、硫化:最后一道工序。通過一定的溫度、壓力和時間后,最后一道工序。通過一定的溫度、壓力和時間后,使大分子鏈發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成交聯(lián),由線型大分子變?yōu)轶w型使大分子鏈
55、發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成交聯(lián),由線型大分子變?yōu)轶w型大分子的工藝過程。大分子的工藝過程。天然纖維合成纖維凡能保持長度比本身直徑大凡能保持長度比本身直徑大100倍以上的均勻、線條狀或絲狀倍以上的均勻、線條狀或絲狀的高分子材料都稱為的高分子材料都稱為纖維纖維(fiber)。4.3 4.3 纖維纖維纖纖維維 天然纖維天然纖維化學(xué)纖維化學(xué)纖維 合成合成纖維纖維 4.3.1 纖維的種類纖維的種類棉花、羊毛、蠶絲、麻等棉花、羊毛、蠶絲、麻等再生再生人造人造纖維纖維再生纖維素再生纖維素纖維和纖維纖維和纖維素酯纖維等素酯纖維等錦綸、滌綸、錦綸、滌綸、腈綸、維綸、腈綸、維綸、丙綸和氯綸丙綸和氯綸等等用低分子化合物為用低
56、分子化合物為原料,通過化學(xué)合原料,通過化學(xué)合成和機械加工而制成和機械加工而制得的均勻線條或絲得的均勻線條或絲狀高聚物。狀高聚物。以天然高分子化合以天然高分子化合物為原料,經(jīng)化學(xué)物為原料,經(jīng)化學(xué)處理和機械加工制處理和機械加工制得的纖維。得的纖維。4.3.2 纖維的加工過程纖維的加工過程紡絲液的制備紡絲液的制備 紡絲成型紡絲成型 初生纖維的初生纖維的后加工后加工 拉伸、熱定拉伸、熱定型、上油等型、上油等濕法紡絲濕法紡絲干法紡絲干法紡絲按凝固介按凝固介質(zhì)不同質(zhì)不同熔體紡絲熔體紡絲溶液紡絲溶液紡絲按紡絲液按紡絲液不同不同高分子熔體高分子熔體從噴絲孔壓出,熔體細流從噴絲孔壓出,熔體細流在周圍空氣(或水)
57、中凝固成絲在周圍空氣(或水)中凝固成絲高分子溶解于溶劑中高分子溶解于溶劑中制得黏稠的紡絲制得黏稠的紡絲液,然后進行紡絲液,然后進行紡絲紡絲液從噴絲孔壓出,形成細流,在紡絲液從噴絲孔壓出,形成細流,在熱空氣中熱空氣中溶劑迅速揮發(fā)而凝固成絲溶劑迅速揮發(fā)而凝固成絲紡絲液由噴絲孔壓出,在紡絲液由噴絲孔壓出,在液體凝固液體凝固浴浴中固化成絲中固化成絲合成纖維的強度高、合成纖維的強度高、彈性好、耐磨和耐彈性好、耐磨和耐化學(xué)腐蝕,化學(xué)腐蝕,但它的但它的吸水性和透氣性較吸水性和透氣性較差差。因此,合成纖。因此,合成纖維常常與棉纖維或維常常與棉纖維或羊毛纖維混合紡織,羊毛纖維混合紡織,使衣服穿起來既舒使衣服穿起
58、來既舒適又美觀。適又美觀。 4.3.3 合成纖維合成纖維性能:性能:顯著優(yōu)點是:抗皺、保型、挺括、美觀。對熱、光穩(wěn)定性好。顯著優(yōu)點是:抗皺、保型、挺括、美觀。對熱、光穩(wěn)定性好。潤濕時強度不降低,經(jīng)洗耐穿,可與其他纖維混紡。年久不潤濕時強度不降低,經(jīng)洗耐穿,可與其他纖維混紡。年久不會變黃。缺點是不吸汗,會變黃。缺點是不吸汗,透氣性差,易起毛,靜電,透氣性差,易起毛,靜電,需高溫需高溫染色。染色。 結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式: :用途:用途:是產(chǎn)量最大的合成纖維,大約是產(chǎn)量最大的合成纖維,大約90%90%作為衣料用(紡織品為作為衣料用(紡織品為75%75%,紡織物為紡織物為15%15%)。用于工業(yè)生產(chǎn)的只占總量
59、的)。用于工業(yè)生產(chǎn)的只占總量的6%6%左右。左右。nCOOCOO (CH2)2O(1) (1) 聚對苯二甲酸乙二醇酯聚對苯二甲酸乙二醇酯( (滌綸、的確良滌綸、的確良) )性能:性能:強韌耐磨、彈性高、質(zhì)量輕,染色性好,較不易起皺,抗疲強韌耐磨、彈性高、質(zhì)量輕,染色性好,較不易起皺,抗疲勞性好。吸濕率為勞性好。吸濕率為3.5%-5.0%,在合成纖維中是較大的,吸,在合成纖維中是較大的,吸汗性適當,但容易走樣汗性適當,但容易走樣 。用途:用途:約一半作衣料用,一半用于工業(yè)生產(chǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中,約一半作衣料用,一半用于工業(yè)生產(chǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中,約約1/3是做輪胎簾子線。尼龍是做輪胎簾子線。尼龍
60、66的耐熱性比尼龍的耐熱性比尼龍6高,做高,做輪胎簾子線很受歡迎。輪胎簾子線很受歡迎。絲襪,運動服,降落傘,繩索,漁網(wǎng),工業(yè)慮布,牙刷絲襪,運動服,降落傘,繩索,漁網(wǎng),工業(yè)慮布,牙刷結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式:NH (CH2)6 NH C (CH2)4 COOn(2)聚己二酰己二胺纖維(錦綸)聚己二酰己二胺纖維(錦綸66,尼龍,尼龍66)性能:性能:具有與羊毛相似的特性,質(zhì)輕,保溫性和體積膨大性優(yōu)良。具有與羊毛相似的特性,質(zhì)輕,保溫性和體積膨大性優(yōu)良。強韌(與棉花相同)而富有彈性,軟化溫度高。吸水率低,強韌(與棉花相同)而富有彈性,軟化溫度高。吸水率低,不適宜作貼身內(nèi)衣。缺點是強度不如尼龍和滌綸。不適宜作貼
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