高分子材料必备－不看后悔

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1、第四章通用高分子材料郑志锋西南林学院2005年10月包装工程本科专业基础课4-1塑料4-1-1类型及特性一、概念塑料：是以聚合物为主要成分，在一定条件（温度、压力等）下可塑成一定形状并且在常温下保持其形状不变的材料，习惯上也包括塑料的半成品（如压塑粉等）。二、类型——目前大批量生产的已有20余种，少量生产和使用的则有数十种。（一）按组分数目分——单一组分塑料：基本上是由聚合物构成或仅含有少量辅助物料（染料、润滑剂等）→PE塑料、PP塑料、有机玻璃等。——多组分塑料：除聚合物外，还包含大量辅助剂（增塑剂、稳定剂、改性剂、填料等）→PF塑料、PVC塑

2、料等。（二）按受热后形态性能表现的不同分——热塑性塑料：——热塑性塑料：受热后软化，冷却后又变硬，可重复、循环，反复成型→占塑料总产量的70%以上→大吨位品种：PVC、PE、PP等。——热固性塑料：由单体直接形成网状聚合物或通过交联线型预聚体而形成，受热后不能再回复到可塑状态，不溶不熔→聚合过程（最后的固化过程）和成型过程同时进行→PF、氨基树脂、不饱和聚酯、环氧树脂等。（三）按使用范围分——通用塑料：指产量大、价格较低、力学性能一般、主要作非结构材料使用→PVC、PE、PP、PS等。——工程塑料：指可作为结构材料使用，能经受较宽的温度变化范围和

3、较苛刻的环境条件，具有优异的力学性能、耐热、耐磨性能和良好的尺寸稳定性→聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛等。但：目前两者之间的界限模糊，如PP经改性之后也可作结构材料用。三、特性①质轻：相对密度大致0.9-2.2，仅为钢铁的1/4-1/6→密度大小主要决定于填料用量。②电绝缘：表面电阻109-1018Ω→导电填料（金属粉、石墨等）或经特殊处理→一定导电率的导体或半导体。③绝热。④摩擦系数：有些很低→轴承、轴瓦、齿轮等→可用水作润滑剂；有些较高→制动装置的摩擦零件。⑤耐化学腐蚀。⑥容易成型加工→各种装饰品，薄膜、型材、配件及产品。⑦性能可调范围宽：应用领域

4、广泛。⑧力学性能比金属差，表面硬度亦低。⑨大多数品种易燃。⑩耐热性较差。4-1-2塑料的组分及其作用一、聚合物——单组分：基本上由聚合物组成→聚四氟乙烯不加任何添加剂，PE、PP等只加少量添加剂。——含量：40-100%。二、添加剂（一）类型①有助于加工的润滑剂和热稳定剂；②改进材料力学性能的填料、增强剂、抗冲改性剂、增塑剂等；③改进耐燃性能的阻燃剂；④提高使用过程中耐老化性的各种稳定剂。（二）主要添加剂及其作用（1）填料及增强剂——填料⊕种类：硅石（石英砂）、硅酸盐（云母、滑石、陶土、石棉）、碳酸钙、金属氧化物、炭黑、玻璃珠、木粉等。⊕作用：降

5、低成本、收缩率，一定程度上改善塑料某些性能（如增加模量和硬度，降低蠕变等）。⊕用量：20-50%。——增强剂⊕种类：纤维状材料→最常用玻璃纤维、石棉纤维，新型有碳纤维、石墨纤维和硼纤维等。⊕作用：提高塑料制品的强度和刚性。⊕用量：20-50%。——增强效果：取决于增强剂和填料与聚合物界面分子间相互作用的状况→偶联剂。（2）增塑剂——概念：一般是沸点较高、不易挥发、与聚合物有良好混溶性的低分子油状物。——种类⊕主增塑剂：与聚合物的混溶性好、塑化效率高→PVC主要使用增塑剂（80%）→碳原子数6-11的脂肪酸与邻苯二甲酸类合成的酯类→邻苯二甲酸二辛酯

6、（DOP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）及邻苯二甲酸二甲酯、二乙酯；环氧类、磷酸酯类、癸二酸酯类、氯化石蜡类。樟脑（纤维素基塑料的增塑剂）。⊕副增塑剂（增量剂）：与聚合物的混溶性稍差，主要是与主增塑剂一起使用，以降低成本。——作用：降低玻璃化温度和成型温度，改善加工时熔体的流动性能，降低分子间作用力；制品模量降低、刚性和脆性减小。（3）稳定剂——目的：为防止塑料在光、热、氧等条件下过早老化，延长制品的使用寿命，常加入稳定剂→防老剂——品种：抗氧剂、热稳定剂、紫外线吸收剂、变价金属离子抑制剂、光屏蔽剂等。①抗氧剂——概念：能抑制或延缓聚合物氧化过程的

7、助剂。——作用：消除老化反应中生成的过氧化自由基，还原烷氧基或羟基自由基等→终止氧化连锁反应——种类⊕取代酚类：对制品无污染和变色性，适用于烯烃类塑料或其他无色及浅色塑料制品；⊕芳胺类：抗氧化效能高于酯类且兼有光稳定作用，但有污染性和变色性；⊕亚磷酸酯类：不着色抗氧剂，常用作辅助抗氧剂；⊕含硫酯类：辅助抗氧剂用于聚烯烃，与酚类并用有显著协同效应。②热稳定剂——应用：主要用于PVC及其共聚物。——PVC加工特点：PVC分子具有较强极性，Tg、软化温度、Tm较高，150-160℃以上才能塑化加工；热稳定性差→>90℃开始分解，>120℃更明显，放出大

8、量HCl，使树脂降解，颜色较深，无法加工。——PVC热降解机理（自由基反应机理，有氧存在）①脱HCl→加速PVC分子链断裂及其连锁反应；