高分子材料概论-通用塑料

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1、第二章：高分子材料概论2.2通用塑料主要内容：2.2.1塑料概述概述2.2.2通用塑料的性能2.2.3通用塑料的用途2.2.4重要的通用塑料2.2.5思考题2.2.1塑料概述在所有高分子材料中，塑料的应用最广，品种最多，生产量最大，与人们生活和技术发展关系最密切，发展潜力极大。人类用合成方法生产的第一种塑料是硝化纤维素。硝化纤维作为塑料使用的第一个专利产品出现于1856年，而实现工业化生产是1872年，这就是用樟脑增塑的硝化纤维——赛璐珞的生产。一、塑料的定义和分类以合成或天然高聚物为基本成分，大多

2、数情况下配以一定的高分子助剂如填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等经加工可塑成型，并在常温下保持其形状不变的材料，称之为塑料。作为塑料基础成分的高聚物，不仅决定塑料的类型而且决定了塑料的主要性能。塑料品种甚多，性能亦各有差别，为便于区分和合理应用不同塑料，人们按不同方法对塑料进行分类。其中最重要的有以下几种分类方法：1）按材料的受热行为可分为热塑性和热固性塑料。热塑性塑料，加热时变软以至熔融流动，冷却时凝固变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行，其树脂的分子链是线型或仅带有支链。聚烯烃类、聚乙烯基类、聚苯乙

3、烯类、聚酰胺类、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚等都属于热塑性塑料，热塑性塑料占塑料总量的80%。热固性塑料，配料后进行第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度时分子链间产生化学反应，分子链之间通过化学键交联成为网状或三维体型结构，这一过程称为固化。固化过程是不可逆的化学变化，宏观上就使材料不能再软化流动了。酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、不饱和聚酯、有机硅、烯丙基酯、呋喃塑料等都属于热固性塑料。2）按塑料的使用功能可分为通用塑料和工程塑料。产量大、价格便宜、原料来源丰富、应用面广的称为通用塑料，一般有

4、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛和氨基塑料，占塑料总量的80％，因此上述六类塑料也被称之为六大通用塑料。通用塑料由于力学性能、热性能都比较差，主要作为非结构材料使用。工程塑料一般是指可作为结构材料使用，具有优异的力学性能、热性能、尺寸稳定性或能满足特殊要求的某些塑料，如聚四氟乙烯、聚酰胺、聚甲醛等。当然这两者之间的界限有时难以截然划分。某些通用塑料如聚丙烯、聚苯乙烯经改性之后也可作结构材料使用。3）按树脂的化学结构有聚烯烃类、聚苯乙烯类、丙烯酸类、聚酰胺、聚酯类、聚砜类、聚酰亚胺类等。二、塑

5、料的组分和作用塑料根据组分数目可分为单一组分的塑料和多组分塑料。单组分的塑料基本上是由高聚物组成，典型的是聚四氟乙烯，不加任何添加剂。而大多数塑料是多组分体系，除高聚物这一基本成分外，还加入添加剂(称高分子助剂)。高聚物、助剂和加工是影响高分子材料制品质量的三大要素。助剂能改善材料的加工性能、使用性能以及降低成本。助剂的分类方法很多，有时一种助剂能起到多方面的作用，所以很难截然分开。若按功能对高分子助剂进行分类，可分为：①稳定化助剂，是指防止或延缓高分子材料在贮存、加工以及使用过程中的老化和变质，其

6、中包括抗氧剂、光稳定剂、热稳定剂、防霉剂等；②提高机械性能的助剂，在塑料中主要指填料和增强剂；③改善加工性能的助剂，包括增塑剂、增韧剂、润滑剂等：④改善表面性能的助剂，包括润滑剂、偶联剂、抗静电剂等；⑤其他用途的助剂，如阻燃剂、发泡剂、着色剂、染料、固化剂等。2.2.2通用塑料的性能通用塑料是相对于工程塑料而言的一类塑料，具有质轻、电绝缘、耐化学腐蚀、容易成型等塑料的一般特点，通用塑料与金属、无机非金属材料的性能对比，其主要的优点：(1)质轻：塑料的密度在900-2300kg／m3之间，是材料中量轻

7、的，当制成泡沫塑料后密度下降到10-50kg／m3。(2)拉伸强度、拉伸模量比较低，韧性优良：特别是纤维增强的塑料比强度(强度与密度比)接近或超过金属材料。(3)传热系数小：塑料的传热系数是金属的1/100—1/1000，可以作为优良的绝热材料。泡沫塑料的绝热性更佳。(4)电绝缘性：塑料的体积电阻率在1013-1018Ω·cm之间，介电常数一般小于2，介电损耗小于10-4。和其它材料相比是最佳的绝缘材料。(5)成型加工性优良：塑料由于是塑性材料，因此可以适应各种成型方法，多数情况下可以一次成型。(6

8、)减震、消音性能良好。(7)耐腐蚀性优良：塑料有较好的化学稳定性，对酸、碱、盐溶液、蒸汽、水、有机溶剂等的稳定性优于金属材料。(8)透光性能、着色性能好：塑料的遇光性能、着色性能好，可以做成透明或半透明、色泽鲜艳的制品。(9)可赋予各种特殊的性能：塑料可以作成各种特殊性能的材料，如：透气性、难燃性、粘接性、离子交换性、生物降解性以及光、热、电、磁等性能。通用塑料的缺点如下：(1)力学性能比金属材料差，表面硬度低；(2)容易静电积累；(3)难于加工高精度的制品，成型条件