1-1服装面料塑料膜用原料

2019/8/41塑料成型加工基础材料加工3121班2013年上期教师：杨中文2019/8/42•教材：高分子物理（化工版侯文顺、杨宗伟主编）•高分子材料加工基本工艺（化工版王加龙主编）•参考书：《塑料成型工艺》（化学工业出版社，杨中文主编）2019/8/43学习方式•采用项目教学法：通过布置“工作任务、问题咨询、计划决策、实施指导、检查与评价、项目总结”进行实施•1、分小组接受工作任务，成立项目组，组长及组员；•2、教师解读任务书，教师与组长签订完成任务合同书；•3、制订完成项目任务计划及学习相关知识•4、项目计划实施•5、项目任务完成检查与评价•6、项目完成情况总结2019/8/44课程主要内容：三个模块1、膜片类塑料的制作2、管与型材类塑料的制作3、单个塑料件制作八个项目1、塑料疏菜大棚膜的制作（16学时）2、服装面料塑料膜的制作（16学时）3、塑料管材的制作（16学时）4、塑料门窗型材的制作（16学时）5、塑料打包带的制作(16学时)6、塑料饭盒的制作(16学时)7、塑料果盘的制作(16学时)8、塑料搪塑件的制作(16学时)2019/8/45•项目一、塑料疏菜大棚膜的制作教学任务1、塑料膜类型及常用原料2、蔬菜大棚膜的性能要求分析及标准3、蔬菜大棚膜的原料选择及配方4、蔬菜大棚膜制作方案5、蔬菜大棚膜生产经济与环保评估2019/8/461、塑料膜类型及常用原料一、塑料膜的类型1、按用途分：农用膜、包装膜、功能膜；2、按生产方法分：挤出吹塑膜、平挤膜、压延膜、流涎膜；3、按材料分：聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚氯乙烯膜、聚酯膜、聚酰胺膜。二、塑料膜生产常用原料用于塑料膜生产的常用原料：PE、PP、PVC、PET、PA等2019/8/47•二、塑料膜生产常用原料•用于塑料膜生产的常用原料：PE、PP、PVC、PET、PA等•1、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯的分子结构2019/8/48•2、高分子链结构高分子链的近程结构和远程结构。近程结构介绍高分子链结构单元的化学组成、键接方式、立体构型、支化与交联和端基等内容；远程结构包括单个高分子的大小和柔顺性。2019/8/49①大分子链都是由数目很大的结构单元通过共价键连结而成②大分子链的几何形状分为线形、支链、网状结构大分子③大分子链的单键若无空间阻碍时，由内旋转呈现无数构象，从而使高分子链具有柔性。（高分子材料具有高弹性）④大分子链之间靠范德华力作用结合（静电力、诱导力、氢键等），从而形成晶态、非晶态、取向态、织态结构的聚合物。⑤高分子链结构具有不均一性（聚合度及分子量大小不一样）高分子结构的主要特征2019/8/410（1）高分子结构的分类高分子结构：指组成高分子的不同尺度的结构单元在空间的相对排列.包括：①链的结构（近程结构和远程结构）②凝聚态结构2019/8/411高分子结构(microstructure)链结构（chain）单个分子的结构和形态(morphology)近程结构（一级结构）：是构成聚合物最基本的微观结构，包括高分子基本的结构单元的化学结构和立体化学结构.其中前者包括高分子链的原子种类、排列、取代基和端基的种类、单体单元的链接方式、支链的类型和长度等。构型：是指原子的取代基在空间的排列：包括几何异构和立体异构。远程结构（二级结构）：指单个大分子的大小和在空间的存在的各种形状（形态、构象）例如：伸直链、无规线团、折叠链。凝聚态结构：是指大分子之间的几何排列（如何堆砌的）包括晶态结构，非晶态，取向态，液晶态，织态等结构。是在加工过程中形成的，是由微观结构向宏观结构过渡的状态。2019/8/412近程结构：直接影响Tm、ρ、溶解性、粘度、粘附性。凝聚态结构：决定Polymer制品使用性能的主要因素。远程结构:（小分子没有，大分子独有）：赋予高分子链柔性，致使聚合物有高弹性。聚合物结构决定其性能：2019/8/413•高分子的原子种类和排列•高分子结构单元键接方式•支化与交联•共聚物的序列结构•构型(Configuration)（2）高分子链近程结构2019/8/414A、链的原子种类和排列CompositionofPolymerChain.碳链高分子杂链高分子元素有机高分子梯形和双螺旋形高分子端基2019/8/415碳链高分子：主链全部由碳原子组成（有共价键连接而成）由加成反应得到：例如：PE、PP、PVC、PS、MMA。特点：不溶于水，可塑性（可加工性）但耐热性差。杂链高分子：主链中有两种或两种以上的原子组成，e.g:O、S、N.由缩聚或开环反应得到：e.g:PA（尼龙）、PET（涤纶）、PPO（聚苯醚）、PSU（聚砜）、POM（聚甲醛）、PPS（聚苯硫醚）。特点：具有极性，易水解、醇解，耐热性比较好，强度高。可用作工程塑料。2019/8/416元素有机高分子：主链中不含碳，含有Si、P、Ti、Al等元素，特点：具有无机物的热稳定性，有机物的弹性和塑性。e.g:硅橡胶-123℃使用，耐低温性好2019/8/417梯形和双螺旋形高分子：e.g:PI聚酰亚胺可耐高温320℃模量都非常高耐热性非常好OCCOOCCOOO+H2NH2NNH2NH2CONCNNNCCOn2019/8/418端基EndGroup：端基对polymer的力学性能没有影响，但对热稳定性影响最大，要提高耐热性，一般要对高分子链进行封端。e.g:加入封端，以提高PET耐热性和控制分子量，以排除小分子来调节分子量。2019/8/419取代基对聚合物的性能有重要影响•主链相同（如，碳链），取代基不同，聚合物的化学和物理性质不同，取代基不同，形成了一系列聚合物品种。•取代基的电子效应和立体效应对主链有影响，对主链之间的排列有影响，同时，取代基可赋予聚合物相应化学与物理特性。•如：PE：－CH2－CH2－、PTFE：－CF2－CF2－、•PP：－CH2－CH（CH3）－、•PS：－CH2－CH（C6H5）－（有苄基氢）、•PVC：－CH2－CHCl－、取代基对α—H有重要影响2019/8/420•PTFE：－CF2－CF2－CH2CHCH2CHCH2CHClCH2OCH3ZnCl2CHCH2CHCH2CHCH2CH2ClMolecularmodelsofpolytetraethylene2019/8/421有机氟高分子的结构特点•有机氟高分子的主链上带有大量的氟原子，•氟原子吸引电子和束缚电子云的能力最强，•而且氟原子的原子半径小、电子云密度大、电子云流动性小，难极化，与碳原子形成的C—F键的键能比C—H键大，•C—F键稳定，不易被破坏。有机氟高分子特有的“α—氟代效应”，使与C—F键相邻的化学建均得到加强；•同时，氟原子的电子云对高分子主链（碳链）有强的屏蔽作用，这种强屏蔽作用对有机氟高分子（如，聚四氟乙烯等）主链起到了保护作用，这种特殊的高分子结构可赋予有机氟高分子及其制品诸多优异性能。2019/8/422有机氟高分子的特殊结构可赋予有机氟高分子及其制品诸多优异性能•如高耐候性、高抗紫外线性和高耐化学性、高耐腐蚀性等化学特性。•同时，C—F键又有难极化的特点，这使有机氟高分子材料的表面能最低，•表面能低使氟材料表面有很好的拒水性、拒油性、耐沾污性和理想的生物稳定性及相容性。2019/8/423有机氟高分子的化学特性：最好的化学稳定性：高抗紫外线性、高耐候性、高耐化学性、高耐老化性特异的表面性能—表面能最低：拒水性好、拒油性好、耐沾污性好理想的生物稳定性和生物相容性：优异的光学性能：可有低折射率、高透明性优异的电学性能：低介电常数、高绝缘性有机氟高分子材料被誉为“有机材料之王”。2019/8/424氟原子可赋予有机氟材料制品多种特性：2019/8/425有机氟材料是高性能材料，是极端恶劣环境条件下工程技术的首选材料，如：•氟塑料（塑料王）：聚四氟乙烯可在250℃的温度下长期使用，做化学反应时，使用的搅拌片，搅拌塞多时用聚四氟乙烯制的；•氟涂料（如，不粘锅涂料）可在有盐、油、醋和高温条件下长期使用；•室温固化建筑氟涂料有超耐候和超耐久性，其使用寿命可达20年以上，被称为涂料王；•全氟聚醚硅橡胶的使用温度范围为-50℃—200℃，且高耐油、耐胺，是航空、航天和汽车中的理想的耐油密封材料；•全氟离子交换膜可在强碱和较高温度工况下长期使用。••有机氟材料在功能材料领域也占有重要地位。2019/8/426B高分子结构单元键接方式头—尾头—头尾—尾受紫外线照射易断裂(PVC老化的原因)头-尾连接键接结构：是指结构单元在高分子链中的联结方式（顺序）例如:而2019/8/427聚乙烯醇(醇解度95%以上)维尼纶：PVA+HCHO聚醋酸乙烯酯水解得到否则，纤维易吸水，性能变差H2CCHOHH2CHCOHHCHOH2CCHOH2CCHOCH2-H2O实际要求Head-to-tail缩醛反应2019/8/428C支化与交联图1高分子链的几种模型2019/8/429线形高分子（linearpolymer）：分子长链可以蜷曲成团。线形的分子间没有化学建键结合，在受热或者受力的情况下分子间可以相互移动，因此线型高聚物可以在适当的溶剂中溶解，加热时可以熔融，易于加工成型。支化高分子（branchingpolymer）：与线形高分子的化学性质相似，但物理机械性能不同，线形分子易于结晶，故密度，熔点，结晶度和硬度方面都高于前者。支化破坏了分子的规整性，故结晶度大大降低。2019/8/430支化与交联的性能差异:支化的高分子可以溶解;交联的高分子不溶解,在交联度不大的情况下溶胀,不熔融的热固性塑料和硫化橡胶都是交联高分子交联结构的形成条件：若在缩聚反应过程中有三个以上的官能度的单体存在；或在加聚过程中有自由基的链转移反应；或双烯类单体中第二键的活化等都能生成的高分子。交联（networkpolymer）:高分子链之间通过支链连接成一个空间三维网状结构2019/8/431PE种类链的几何形状ρ(%)拉伸强度σt(kg/cm2)Tm最高使用温度℃LDPE支化结构0.91~0.9460~7070~15010580~100HDPE线形结构0.95~0.9795210~370135120交联PE交联结构0.95~1.40-----100~210-----135用途：1.LDPE：薄膜材料、软制品2.HDPE：硬制品、管材3.交联聚乙烯：海底电缆、电工器材表1PE链几何形状对其性能的影响2019/8/432eg:橡胶硫化未硫化:分子间容易滑动,受力后不能恢复原状硫化后:不易滑动,有可逆的弹性形变注意:交联度不同,性能也不相同;如交联度小的橡胶(含硫量5%),弹性好,交联度大（20％～30％）的橡胶,弹性差,随着交联度的增加,机械强度和硬度都将增加,最后失去弹性而变脆.2019/8/433交联的作用:1.使分子在使用时克服分子间的流动,即提高强度2.提高耐热性3.提高抗溶剂性,即不容易溶解于有机溶剂2019/8/434D、共聚物的序列结构共聚物：由两种以上的单体键合而成的聚合物以A、B两种单体单元所构成的共聚物为例，按连接方式可分为：交替共聚物(alternatingcopolymer)ABABABABABABABA无规共聚物(randomcopolymer)AABABBAA嵌段共聚物(blockcopolymer)AAAAAABBBBBAAAAAA接枝共聚物(graftcopolymer)AAAAAAAAAAAAABBBB2019/8/435不同类型的共聚物，它们的性能也不相同，因此常用该法来对某种材料改性举例：苯乙烯St+丁二烯Ba.工程塑料ABS：丙稀腈，丁二烯和苯乙烯的三元接枝共聚物，因此兼具三种组分的特性：质硬、耐腐蚀、提高制品的拉伸强度和硬度。2019/8/436a.聚四氟乙烯＋六氟丙烯共聚,形成F-46－－热塑性氟塑料b.PMMA是很好的一种塑料，性能与PS相似，但由于存在极性的酯基，分子间作用力比PS大，所以流动性差，不宜采用注塑成型。但是如果与少量St共聚，可以改善树脂的流动性，能采用注塑成型。c.St与少量丙烯腈共聚，其冲击