工程塑料-塑料概述andPE.ppt
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1、第二章 塑料,2.1 绪论2.2 通用塑料简介2.3 工程塑料分类型介绍,PP材料在汽车行业中具有巨大的市场,商机无限,商机无限,商机无限,小矿泉水瓶的祸害,2.1 绪论,本章基本内容:1、塑料的发展概况、定义和分类2、各种塑料性能3、塑料的应用领域学习目的及要求:了解塑料塑料的性能与应用领域。本章重点:1.塑料的定义 2.塑料性能 3.应用领域。学习方法:掌握基本的、重点的内容,多联系实际。,塑料定义:,从广义上来说:凡能够塑成一定形状的材料,或者是在一定温度或压力条件下,能够流动的材料(如:石墨、玻璃、铜、铝等)都可称为“塑料”。,狭义上来讲:一般是指以合成树脂为基本成分的高分子有机化合物
2、,在一定条件(如温度、压力等)可塑成一定形状的、并且在常温下保持形状不变的材料。,多数塑料是以合成树脂为基础,并根据用途的不同,添加不同的助剂,如:填料、增塑剂、抗氧剂、抗静电剂、爽口剂等。,树脂是指受热时通常有转化或熔融范围,转化时受外力作用具有流动性,常温下呈固态或半固态或液态的有机聚合物,它是塑料最基本的,也是最重要的成分。广义地讲,在塑料工业中作为塑料基本材料的任何聚合物都可称为树脂。,树脂,树脂是无定形的半固体、固体或假固体的有机物质。一般是高分子物质。呈透明或半透明乳白色。无固定熔点,但有软化或熔融范围,受热变软逐渐熔化,在力的作用下可流动。大多不溶于水,有的可溶于有机溶剂。,根据
3、来源分为:天然树脂和合成树脂。根据受热后表现分为:热固性树脂和热塑性树脂。根据溶解度分为:水溶性树脂、醇溶性树脂和油溶性树脂,树脂的分类,塑料的分类A:,塑料的种类很多,基本可分为十八大类树脂,二百多个品种(有资料介绍有300多品种),但其中常用的品种有二十几种。各有其特殊的物理、化学、电和机械等性能。,根据塑料受热后的变化分为:热塑性塑料和热固性塑料。,热塑性塑料 热塑性塑料,是以热塑性树脂为基本成分的塑料。这种塑料主要具有链状的线性结构,特点是受热后发生物态变化,由固体软化或熔融成粘流体状,在压力的作用下,可塑成所需要的形状,在常温下不变形,但加热后可软化,这个过程可以反复多次塑制,而塑料
4、分子结构并不发生变化。如:聚乙烯、尼龙等。塑料软包装用的基材属于此类。,热固性塑料 热固性塑料是以热固性树脂为基本成分的塑料。成型后具有网状的体型结构,受热后不再软化,强热后会分解破坏,不能反复塑制。如:酚醛塑料、氨基塑料等。其中松香改性酚醛树脂,可以制造亮光油墨和铅印油墨。,根据塑料的组分性质分为:纤维素塑料、蛋白质塑料和合成树脂塑料,塑料的分类B:,纤维素塑料以纤维素的衍生物为基本成分的塑料。如:硝酸纤维(素)塑料,醋酸纤维(素)塑料,乙基纤维(素)塑料等。包装印刷常用的玻璃纸、摄影胶片、制版用的软片等皆属于这类塑料。,蛋白质塑料以蛋白质为基本成分的塑料。如:大豆蛋白质塑料等。常用于制成玩
5、具或和其它塑料并用作为改性剂。,合成树脂塑料合成树脂塑料,即合成树脂,又称人造树脂。是由单体经聚合而成的树脂,种类很多。有的能溶于水或有机溶剂。有的加热软化。有的受热后变为不溶不熔状态,根据化学组成分为:乙烯基树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、聚酯树脂等。各有其物理、化学和电性能。,根据使用范围和用途:通用塑料、工程塑料、特种塑料,塑料的分类C:,工程塑料是指具有优良的机械强度、刚性、耐冲击等物理性能,可以代替金属材料应用于各种工程机械设备上的一种塑料。如尼龙、聚碳酸酯、聚醚酮等。这类塑料有的也是制作高强度的包装材料。,工程塑料,通用塑料,产量大、价格低、应用广的塑料。其使用温度通常较低,如无规聚
6、苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等,工程塑料是物理力学性能及热性能比较好的、可以当作结构材料使用的且在较宽的温度范围内可承受一定的机械应力和较苛刻的化学、物理环境中使用的塑料材料。在工程塑料中,通常使用量最大、长期使用温度在100150、可作为结构材料使用的塑料材料称为通用工程塑料,而将使用量较小、价格高、长期使用温度在150以上的塑料材料称为特种工程塑料。,特种塑料,特种塑料是指具有某一特性特别优良的塑料。如:能耐500以上高温的,或者能在一100以下低温寒冷条件下使用的,或者能应用于高能射线幅照强环境中使用的塑料。近年,国际上研究的塑料包装材料,能够抑制热、声、光、静电、电磁技能量穿透的塑
7、料,也属于特种塑料。,通用塑料,1.聚乙烯(HDPE LDPE LLDPE UHMWPE CPE VLDPE ULDPE mPE)。2.聚氯乙烯(PVC)(悬浮聚合、乳液聚合)3.聚丙烯(全同、简同、无规)(PP-R PP-H PP-B)4.聚苯乙烯(GPS HIPS EPS)5.ABS(苯乙烯类聚合物),塑料分类,工程塑料,1.聚酰胺(PA6 PA66 PA1010 PA11 PA12)2.聚酯树脂(PET PBT)3.聚碳酸酯(PC)4.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)5.聚氨酯(PU)6.聚甲醛(POM),塑料分类,特种工程塑料,普通双酚A型聚砜聚砜(PSU)改性聚砜(双酚A与PMMA及AB
8、S共聚物)非双酚A型聚砜(或称聚苯醚砜)聚醚砜(又称聚芳醚)聚酰亚胺(PI)聚苯醚(PPO)聚苯硫醚(PPS)聚醚酮(PEK)聚芳醚酮(PEKK)聚醚醚酮(PEEK)聚四氟乙烯(PTFE)液晶聚合物(LCP),塑料分类,按塑料成型方法分:,塑料的分类D:,模压塑料:供模压用的树脂混合料。如一般热固性塑料。层压塑料:指浸有树脂的纤维织物,可经叠合、热压结合而成为整体材料。注射、挤出和吹塑塑料:一般是指能在料筒温度下熔融、流动,在模具中迅速硬化的树脂混合科。如一般热塑性塑料。浇铸塑料:能在无压或稍加压力的情况下,倾注于模具中能硬化成一定形状制品的液态树脂混合料。如MC尼龙。反应注射模塑料:一般是指
9、液态原材料,加压注入模腔内,使其反应固化制得成品。如聚氨脂类。,模塑粉:又称塑料粉,主要由热固性树脂(如酚醛)和填料等经充分混合、按压、粉碎而得。如酚醛塑料粉。增强塑料:加有增强材料而某些力学性能比原树脂有较大提高的一类塑料。泡沫塑料:整体内合有无数微孔的塑料。薄膜:一般指厚度在0.25mm以下的平整而柔软的塑料制品。,按塑料半制品和制品分E:,助剂,1.增塑剂(DOP DBP 氯化石蜡 环氧大豆油 偏苯三酸三辛酯 单脂肪酸甘油酯 癸二酸二辛酯 己二酸二辛酯 油酸甲酯 对苯二甲酸二辛酯 癸二酸二丁酯)2.稳定剂(热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂)3.润滑剂4.着色剂5.阻燃剂6.发泡剂7.抗静电剂8
10、.偶联剂、增强剂、相容剂9.填料,塑料原料与助剂的主要内容,填充剂(填料),重要的但非必不可少的成分,作用:,减少树脂用量,降低塑料成本;,例如:酚醛压缩粉若无填充剂,则既不能进行成型加工又无实用价值;PE、PVC+CaCO3=廉价的具有足够刚性和耐热性的钙塑料;玻璃纤维提高塑料的力学性能;石棉提高耐热性;导电、导热、导磁等。,改善塑料某些性能,扩大塑料的应用范围。,填充剂(填料)(2050%),分类:,按化学性能可分为,有机填料,无机填料,按形状可分为:,粉状:木粉、纸浆、滑石粉、云母粉、石棉粉等纤维状:棉花、亚麻、玻璃纤维、碳纤维等层状(片状):纸张、棉布、麻布、玻璃布等,能够增加塑料的塑
11、性、流动性、柔韧性,改善成型性能,降低刚性和脆性;它是能与树脂相溶的、不易挥发的高沸点有机化合物。,常用的增塑剂是液态或低熔点固体有机物。主要有甲酸脂类、磷酸酯类和氯化石蜡等。,增塑剂,作用:,提高塑性、流动性和柔软性;降低刚性和脆性;改善塑料的工艺性能和使用性能。,例如:硝化纤维素若无增塑剂,则既不能进行成型加工又无实用价值;硝酸纤维、醋酸纤维、PVC等也必须加入增塑剂。,增塑剂,增塑剂可分为主增塑剂和副增塑剂两大类:主增塑剂的特点是与树脂的相溶性好、塑化效率高、耐迁移、低挥发性、低的油(水)抽出性、低温柔性。副增塑剂的相溶性较差,主要是与主增塑剂一道使用以降低成本,所以也称增量剂。,增塑剂
12、总量中的7580%应用于聚氯乙烯塑料,主要是碳原子数6-11的脂肪醇与邻苯二甲酸类合成的酯类,其中最为主要的是邻苯二甲酸二辛酯(DOP),是标准增塑剂。此外,还有环氧类、磷酸酯类和癸二酸酯类增塑剂及氯化石腊类增量剂等。,凡能阻缓材料变质的物质称为稳定剂。,可分为以下三种:,它的主要作用就是抑制或防止树脂在加工或使用过程中受热而降解。如PVC,它的主要作用是阻止树脂在光的作用下降解(塑料变色、力学性能下降等等)。如PE、PP、PS、PC,延缓或抑制塑料氧化速度。如PE、PP、ABS,热稳定剂:,光稳定剂:,抗氧化剂:,稳定剂(0.30.5%),为防止塑料在成型过程中粘模,减少塑料对模具的摩擦,改
13、善塑料的流动性,提高塑件表面的光泽度而加入的添加剂。,润滑剂(1%),如PE、PP、PVC、PS、PA、ABS,起装饰美观的作用,某些着色剂还能提高塑料的光稳定性、热稳定性和耐候性。,分类,颜料,染料,有机颜料,无机颜料,着色剂(0.010.02%),特点:,无机颜料:着色能力、透明性、鲜艳性较差,但耐光型、耐热性、化学稳定性较好,不易褪色。,染料:色彩鲜艳、颜色齐全,着色能力、透明性好。性能与无机颜料相反。,着色剂(0.010.02%),有机颜料的特性介于无机颜料和染料之间。,还有阻燃剂、抗静电剂、发泡剂、防腐剂、固化剂和加工助剂等等,并非每种塑料都要加入全部的添加剂,根据塑料品种和需求有选
14、择性的加入某些添加剂,在塑料工业中着色剂多采用颜料,着色剂(0.010.02%),塑料常用的添加剂,塑料常用的添加剂,塑料的几种常见加工方法:,A、注塑成型 B、吹塑成型 C、吸塑成型D、挤出成型 E、压延成型 F、层积成型G、吹薄成型 H、拉丝成型,塑料的优点,(1)易于加工、易于制造(易于成型)即使制品的几何形状相当复杂,只要能从模具中脱模,都比较容易制作.因而其效率远胜于金属加工,特别是注塑成型制品,经过一道工序,即可制造出很复杂的成品.,(2)可根据需要随意着色,或制成透明制品利用塑料可制作五光十色、透明美丽的制品,尚可任意着色的特性,可提高其商品价值,并给人一种明快的感觉.,(3)可
15、制做轻质高强度的产品与金属、陶瓷制品相比,质量轻、机械性能好,比强度(强度与密度的比值)高,故可制做轻质高强度制品.特别是填充玻璃纤维后,更可提高其强度.另外,由于塑料质量轻,可节约能源,故其制品亦日趋轻量化.,(8)产品制造成本低塑料原料本身虽然不那么便宜,但如(1)项所述,由于塑料易于加工,设备费用比较低廉,所以能降低产品成本.,(4)不生锈、不易腐蚀塑料一般耐各种化学药品的腐蚀,不会象金属那样易生锈或受到腐蚀.使用时不必担心酸、碱、盐、油类、药品、潮湿及霉菌等的侵蚀.,(5)不易传热、保温性能好由于塑料比热大,热导率小,不易传热,故其保温及隔热效果良好.,(6)既能制做导电部件,又能制作
16、绝缘产品塑料本身是很好的绝缘物质,目前可以说没有哪一种电气制品不使用塑料的.但如果在塑料中填充金属粉末或碎屑加以成型,也可制成导电良好的产品.,(7)减震、消音性能优良,透光性好塑料具有优良的减震、消音性能;透明塑料(如:PMMA、PS、PC等)可制作透明的塑料制品(如:镜片、标牌、罩板等).,(1)耐热性差、易于燃烧这是塑料最大的缺点,与金属和玻璃制品相比,其耐热性远为低劣,温度稍高,就会变形,而且易于燃烧.燃烧时多数塑料能产生大量的热、烟和有毒气体;即使是热固性树脂,超过200摄氏度也会冒烟,并产生剥落.,(2)随着温度的变化,性质也会大大改变高温自不待言,即使遇到低温,各种性质也会大大改
17、变.,(3)机械强度较低与同样体积的金属相比,机械强度低得多,特别是薄型制品,这种差别尤为明显.,(4)易于受特殊溶剂及药品的腐蚀一般来说,塑料比较不容易受化学药品的腐蚀,但有些塑料(如:PC、ABS、PS等)这方面的性质特别差;在一般情况下热固性树脂耐腐蚀性相当强.,塑料的缺点,(5)耐久性差,易老化无论是强度、表面光泽或透明度,都不耐久,受负荷有蠕变现象.另外,所有的塑料均怕紫外线及太阳光照射,在光、氧、热、水及大气环境作用下会老化.,(6)易受损伤、也容易沾染灰尘及污物塑料的表面硬度都比较低,容易受损伤;另外,由于是绝缘体,故带有静电,因此容易沾染灰尘.,(7)尺寸稳定性差与金属相比,塑
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