塑料基礎(chǔ)知識(shí)

塑料基礎(chǔ)知識(shí)演講人：日期：目錄塑料概述塑料的組成與結(jié)構(gòu)塑料的性能與應(yīng)用塑料的成型與加工技術(shù)塑料的環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展新型塑料材料與技術(shù)展望01塑料概述PART定義與特點(diǎn)定義塑料是以單體為原料，通過加聚或縮聚反應(yīng)聚合而成的高分子化合物?？剐巫兡芰λ芰系目剐巫兡芰χ械?，介于纖維和橡膠之間。組成塑料由合成樹脂及填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、色料等添加劑組成。樹脂含量樹脂約占塑料總重量的40%～100%，塑料的基本性能主要決定于樹脂的本性。通用塑料、工程塑料和特種塑料。按用途分類高強(qiáng)度、高韌性、耐磨損、耐腐蝕、耐高溫、耐低溫等類型。按性能分類01020304熱塑性塑料和熱固性塑料。按熱行為分類注塑、擠出、吹塑、壓延、層壓等塑料。按成型方法分類塑料的分類發(fā)展歷程自第一個(gè)塑料產(chǎn)品賽璐珞誕生算起，塑料工業(yè)迄今已有120年的歷史。初期應(yīng)用塑料初期主要用于電氣絕緣、制造齒輪、紐扣等，替代傳統(tǒng)材料?，F(xiàn)代應(yīng)用現(xiàn)代塑料已廣泛應(yīng)用于包裝、建筑、交通、電子、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域。新發(fā)現(xiàn)2023年4月，一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一種新的塑料污染形式，即塑料垃圾薄膜與巖石發(fā)生化學(xué)結(jié)合。塑料的歷史與發(fā)展02塑料的組成與結(jié)構(gòu)PART01020304透明度高、耐化學(xué)腐蝕、機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于包裝、醫(yī)療等領(lǐng)域。樹脂的種類與性質(zhì)聚丙烯（PP）透明度高、加工性能好、耐化學(xué)腐蝕，廣泛應(yīng)用于電子、電器、日用品等領(lǐng)域。聚苯乙烯（PS）具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性、電絕緣性和機(jī)械強(qiáng)度，是建筑材料、電線電纜的重要原料。聚氯乙烯（PVC）最常見的塑料之一，具有良好的絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度。聚乙烯（PE）增塑劑增加塑料的柔韌性、彈性和耐寒性，常用的有鄰苯二甲酸酯類、脂肪族二元酸酯類等。降低成本、增加體積、增強(qiáng)某些性能，常用的有碳酸鈣、滑石粉、木粉等。防止塑料在加工、儲(chǔ)存和使用過程中受熱、光、氧等外界因素的作用而分解、變質(zhì)，常用的有抗氧化劑、光穩(wěn)定劑等。使塑料具有各種顏色，常用的有有機(jī)顏料和無機(jī)顏料。添加劑的作用與類型穩(wěn)定劑填料著色劑塑料中的高分子鏈有序排列，形成結(jié)晶區(qū)域，使塑料具有較高的密度和機(jī)械強(qiáng)度。塑料中的高分子鏈無序排列，形成無定形區(qū)域，使塑料具有較好的透明性和韌性。塑料在加工過程中，高分子鏈沿外力方向取向排列，使塑料在取向方向上具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和抗變形能力。塑料中的高分子鏈通過化學(xué)鍵連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使塑料具有較高的耐熱性、耐溶劑性和機(jī)械強(qiáng)度。塑料的微觀結(jié)構(gòu)結(jié)晶結(jié)構(gòu)無定形結(jié)構(gòu)取向結(jié)構(gòu)交聯(lián)結(jié)構(gòu)03塑料的性能與應(yīng)用PART密度與輕質(zhì)高強(qiáng)度塑料的密度通常在0.8-2.2g/cm3之間，是金屬的1/5-1/20，這使得塑料成為輕質(zhì)高強(qiáng)的材料，廣泛應(yīng)用于航空、汽車等領(lǐng)域。絕緣性能熱性能物理性能塑料具有優(yōu)異的電絕緣性能，廣泛應(yīng)用于電線電纜、電機(jī)、電子工業(yè)等領(lǐng)域。塑料的熱導(dǎo)率低，隔熱效果好，可用作保溫材料；同時(shí)，部分塑料具有耐高溫性能，可在高溫環(huán)境下使用。塑料對(duì)酸、堿等化學(xué)物質(zhì)具有良好的耐腐蝕性，適用于化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。耐腐蝕性通過添加抗老化劑，塑料可以抵抗紫外線、氧化等外界因素的破壞，延長(zhǎng)使用壽命。耐老化性部分塑料可降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成長(zhǎng)期污染，是環(huán)保型材料。環(huán)保性化學(xué)性能010203加工性能與應(yīng)用領(lǐng)域易于成型塑料具有良好的可塑性，可通過注塑、吹塑、擠塑等工藝加工成各種形狀和尺寸的產(chǎn)品。加工溫度范圍寬廣泛應(yīng)用領(lǐng)域塑料的加工溫度范圍較寬，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。塑料因其優(yōu)異的性能而廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、包裝、醫(yī)療、交通等領(lǐng)域，成為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的重要材料。04塑料的成型與加工技術(shù)PART注射成型技術(shù)注射成型機(jī)結(jié)構(gòu)與功能包括注射裝置、合模裝置、液壓傳動(dòng)和電氣控制系統(tǒng)等部分，實(shí)現(xiàn)塑料的加熱、塑化和注射。注射成型工藝參數(shù)包括注射壓力、注射速度、模具溫度、塑料溫度等，對(duì)成型質(zhì)量有重要影響。注射成型適用范圍適用于熱塑性塑料和熱固性塑料，可制造形狀復(fù)雜、精度高的塑料制品。注射成型優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)效率高、成型周期短、可自動(dòng)化生產(chǎn)、產(chǎn)品尺寸精確等。擠出成型技術(shù)擠出成型機(jī)結(jié)構(gòu)與原理主要由擠出機(jī)、機(jī)頭、模具和冷卻裝置等部分組成，通過螺桿旋轉(zhuǎn)將塑料向前推送并加熱塑化。02040301擠出成型適用范圍適用于熱塑性塑料和某些熱固性塑料，可制造管材、棒材、板材、異型材等。擠出成型工藝參數(shù)包括擠出速度、擠出溫度、壓力、模具尺寸等，影響擠出制品的質(zhì)量。擠出成型優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)效率高、可連續(xù)生產(chǎn)、產(chǎn)品截面形狀多樣、尺寸精確等。壓制成型工藝分類包括模壓成型和壓延成型等。壓制成型技術(shù)01模壓成型過程將預(yù)熱的塑料放入模具內(nèi)，通過壓力作用使其成型并冷卻固化。02模壓成型適用范圍適用于熱固性塑料和熱塑性塑料的成型，可制造大型、形狀復(fù)雜的塑料制品。03模壓成型優(yōu)點(diǎn)制品尺寸精確、表面光潔、可制造較厚制品等。04利用壓縮空氣將熱塑性塑料吹脹并貼合模具表面冷卻定型。利用真空將加熱的塑料片材吸附到模具表面冷卻定型。將塑料粉末或液體注入模具中，通過旋轉(zhuǎn)和加熱使其均勻覆蓋模具表面并固化成型。將液態(tài)塑料注入模具中，通過冷卻使其固化成型。其他成型技術(shù)吹塑成型吸塑成型旋轉(zhuǎn)成型澆鑄成型05塑料的環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展PART環(huán)境污染塑料難以降解，大量塑料廢棄物在環(huán)境中長(zhǎng)期存在，污染土壤、水源和空氣。海洋生態(tài)破壞海洋中的塑料垃圾對(duì)海洋生物造成極大威脅，導(dǎo)致生物誤食、纏繞等問題。能源浪費(fèi)塑料的生產(chǎn)和焚燒過程中消耗大量能源，加劇了全球能源危機(jī)。食品安全問題塑料中的添加劑可能遷移到食品中，對(duì)人類健康造成潛在威脅。塑料污染的現(xiàn)狀與危害填埋處理塑料填埋量大，占用土地資源，且難以降解，對(duì)環(huán)境造成長(zhǎng)期污染。焚燒處理塑料焚燒會(huì)產(chǎn)生有毒有害氣體，對(duì)大氣環(huán)境造成污染。回收再利用通過分類回收、加工處理，將塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為新的塑料制品或其他用途。能源化利用將塑料廢棄物轉(zhuǎn)化為能源，如燃料油、燃料氣等，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。塑料廢棄物的處理與回收生物降解塑料的研究進(jìn)展淀粉基生物降解塑料01以淀粉為主要原料，降解速度較快，但力學(xué)性能較差。聚乳酸(PLA)生物降解塑料02以乳酸為原料，具有良好的生物相容性和可降解性。聚羥基脂肪酸酯(PHA)生物降解塑料03由微生物合成，具有完全的生物降解性，但成本較高。生物降解塑料的研發(fā)方向04提高力學(xué)性能、降低成本、改善加工性能等。塑料行業(yè)的綠色發(fā)展趨勢(shì)綠色原料采用可再生資源制備塑料原料，如生物質(zhì)、二氧化碳等。綠色生產(chǎn)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，減少能源消耗和污染物排放，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。綠色產(chǎn)品開發(fā)具有環(huán)保性能的塑料制品，如可降解、可回收、低毒等。綠色管理加強(qiáng)塑料廢棄物的分類回收和處理，提高資源利用率，減少環(huán)境污染。06新型塑料材料與技術(shù)展望PART聚苯硫醚（PPS）具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射等特性，可用于高端機(jī)械、化工等領(lǐng)域。液晶聚合物（LCP）具有高強(qiáng)度、高模量、低吸水性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子、電器、汽車等領(lǐng)域。聚醚醚酮（PEEK）具有高強(qiáng)度、高韌性、耐磨損、耐腐蝕等特性，在醫(yī)療、汽車、航空航天等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。聚酰亞胺（PI）具有優(yōu)良的絕緣性、耐高溫、耐磨損等特性，廣泛應(yīng)用于航空航天、電子信息等領(lǐng)域。高性能工程塑料功能性塑料材料如有機(jī)玻璃、聚碳酸酯等，具有優(yōu)異的透明性、光學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于眼鏡、汽車、電子等領(lǐng)域。光學(xué)塑料通過加入導(dǎo)電物質(zhì)如碳纖維、金屬粉末等，使塑料具有導(dǎo)電性能，可用于電子、電器等領(lǐng)域。以天然可再生資源為原料，如淀粉、纖維素等，可生物降解，對(duì)環(huán)境友好，是未來塑料材料的重要發(fā)展方向。導(dǎo)電塑料通過加入磁性物質(zhì)如鐵氧體等，使塑料具有磁性，可用于磁記錄材料、磁性傳感器等領(lǐng)域。磁性塑料01020403生物基及生物降解塑料3D打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)塑料制品的定制化生產(chǎn)，滿足個(gè)性化需求，降低生產(chǎn)成本。定制化生產(chǎn)3D打印技術(shù)可以快速制作出塑料制品的原型，加速產(chǎn)品研發(fā)和迭代速度?？焖僭椭谱?10203043D打印技術(shù)可以制造傳統(tǒng)工藝無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，為塑料制品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了更多可能性。3D打印制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)3D打印技術(shù)使得塑料制品的生產(chǎn)更加分散化，降低了對(duì)集中式生產(chǎn)的依賴，提高了生產(chǎn)的靈