塑料产品工业设计基础1

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1、PlasticProductDesignEngineering塑料树脂配方及原理曹新鑫（河南理工大学材料学院）13629854268caoxinxin@hpu.edu.cncaoxinxin@hpu.edu.cn课程简介课程性质本课程是材料科学与工程专业高分子方向的专业选修课程，是以高分子化学及物理和高聚物流变学的基本理论为指导，分析塑料材料的结构性能、成型加工的特点，掌握成型用物料的配制、选材的基本原理与方法，并了解一些典型制品的加工工艺及生产中的不正常现象产生的原因及对策。学时：32选用教材《塑料产品工业设计基础》，郁文娟顾燕，化学工业出版社。参考教

2、材1、张克惠.塑料材料学——高等学校材料科学系列教材.西安：西北工业大学出版社，2001年08月；2、王文广.塑料材料的选用.北京：化学工业出版社，2001年01月。。Contents第5章产品结构设计第6章产品组装设计第7章产品功能设计第8章产品应用设计第1章绪论第2章聚合物化学与塑料基础第3章塑料材料实用性能第4章塑料设计材料第1章塑料的历史与发展塑料的应用包装材料建筑材料电子电器汽车工业医疗卫生塑料——工业设计的首选材料绪论1.11.21.31.1塑料的历史与发展赛璐珞酚醛树脂聚烯烃、工程塑料天然高分子加工阶段合成树脂阶段大发展阶段纤维素的改性和加

3、工新材料新技术以合成树脂为基础原料生产塑料目前我国是全世界塑料的第二大生产国，也是第二大消费国（另有说法：第一大消费国）。.从第一个塑料产品赛璐珞诞生算起，塑料工业迄今已有140多年的历史。其发展历史可分为三个阶段。天然高分子加工阶段这个时期以天然高分子，主要是纤维素的改性和加工为特征。1869年美国人J.W.海厄特发现在硝酸纤维素中加入樟脑和少量酒精可制成一种可塑性物质，热压下可成型为塑料制品，命名为赛璐珞。1872年在美国纽瓦克建厂生产。当时除用作象牙代用品外，还加工成马车和汽车的风挡和电影胶片等，从此开创了塑料工业，相应地也发展了模压成型技术。19

4、03年德国人A.艾兴格林发明了不易燃烧的醋酸纤维素和注射成型方法。1905年德国拜耳股份公司进行工业生产。在此期间，一些化学家在实验室里合成了多种聚合物，如线型酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等，为后来塑料工业的发展奠定了基础。1904年世界塑料产量仅有10kt，还没有形成独立的工业部门。合成树脂阶段(3-1)这个时期是以合成树脂为基础原料生产塑料为特征。1909年美国人L.H.贝克兰在用苯酚和甲醛来合成树脂方面，做出了突破性的进展，取得第一个热固性树脂──酚醛树脂的专利权。在酚醛树脂中，加入填料后，热压制成模压制品、层压板、涂料和胶粘剂等。这是第一

5、个完全合成的塑料。1910年在柏林吕格斯工厂建立通用酚醛树脂公司进行生产。在40年代以前，酚醛塑料是最主要的塑料品种,约占塑料产量的2/3。主要用于电器、仪表、机械和汽车工业。1920年以后塑料工业获得了迅速发展。其主要原因首先是德国化学家H.施陶丁格提出高分子链是由结构相同的重复单元以共价键连接而成的理论和不熔不溶性热固性树脂的交联网状结构理论，1929年美国化学家W.H.卡罗瑟斯提出了缩聚理论，均为高分子化学和塑料工业的发展奠定了基础。由于当时化学工业总的发展十分迅速，为塑料工业提供了多种聚合单体和其他原料。当时化学工业最发达的德国迫切希望摆脱大量依

6、赖天然产品的局面，以满足多方面的需求。这些因素有力地推动了合成树脂制备技术和加工工业的发展。1914年-1918年合成树脂阶段(3-2)第一个无色的树脂是脲醛树脂。1928年，由英国氰氨公司投入工业生产。1911年，英国F.E.马修斯制成了聚苯乙烯，但存在工艺复杂、树脂老化等问题。1930年，德国法本公司解决了上述问题，在路德维希港用本体聚合法进行工业生产。在对聚苯乙烯改性的研究和生产过程中，已逐渐形成以苯乙烯为基础，与其他单体共聚的苯乙烯系树脂，扩展了它的应用范围。1931年,美国罗姆-哈斯公司以本体法生产聚甲基丙烯酸甲酯，制造出有机玻璃。1926年，

7、美国W.L.西蒙把尚未找到用途的聚氯乙烯粉料在加热下溶于高沸点溶剂中,在冷却后,意外地得到柔软、易于加工、且富于弹性的增塑聚氯乙烯。这一偶然发现打开了聚氯乙烯得以工业生产的大门。1931年德国法本公司在比特费尔德用乳液法生产聚氯乙烯。1941年,美国又开发了悬浮法生产聚氯乙烯的技术。从此,聚氯乙烯一直是重要的塑料品种，它又是主要的耗氯产品之一，在一定程度上影响着氯碱工业的生产。1939年,美国氰氨公司开始生产三聚氰胺-甲醛树脂的模塑粉、层压制品和涂料。合成树脂阶段(3-3)1933年英国卜内门化学工业公司在进行乙烯与苯甲醛高压下反应的试验时，发现聚合釜壁

8、上有蜡质固体存在，从而发明了聚乙烯。1939年该公司用高压气相本体法生产低密度聚