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1第二章要点1.塑料和橡胶的区别：Tg塑料室温，室温下处于玻璃态，呈现塑性Tg橡胶室温，室温下处于高弹态，呈现弹性PE、PP的Tg室温，为何是塑料？因为结晶度高，刚性，柔韧性不佳，主要作为塑料使用。橡胶要求材料必须常温下具备高弹性，而聚乙烯常温下由于结晶的原因不具备这一特点，所以聚乙烯常温下不能单独作为橡胶来使用。2.工程塑料的特点：拉伸强度50MPa冲击强度6KJ/m2长期耐热温度100℃聚酰胺聚酯聚甲醛聚碳酸酯聚苯醚ABS树脂聚砜氟塑料聚酰亚胺氯化聚醚PAPETPBTPOMPCPPO/PSFPTFEPCTFEPICP特种工程塑料：使用温度150℃聚酰亚胺聚砜聚苯硫醚聚醚醚酮氟塑料PIPSFPPSPEEK见上表3.热塑性塑料:分子链中无可反应的活性基团聚乙烯聚丙烯聚氯乙烯ABS树脂聚甲基丙烯酸甲酯聚酰胺聚碳酸酯聚甲醛聚酯PEPPPVCPMMAPAPCPOMPETPBT热固性塑料：分子链中有可反应的活性基团！酚醛树脂脲醛树脂三聚氰胺甲醛树脂环氧树脂不饱和树脂PFUFMFEPUP4.结晶性塑料：PEPPPAPOMPET（非100%结晶）非晶态塑料：PSPVCPCPSF5.通用橡胶丁苯橡胶氯丁橡胶顺丁橡胶异戊橡胶丁基橡胶乙丙橡胶三元乙丙橡胶天然橡胶SBRCRBRIRIIREPREPDMNR6.特种橡胶丁腈橡胶硅橡胶氟橡胶聚氨酯橡胶聚硫橡胶NBRMQFPMUR/聚丙烯酸酯橡胶氯醚橡胶氯化聚乙烯丁吡橡胶ACMCOECOCPE7.热塑性弹性体SBSSIS氢化SBS（SEBS）苯乙烯（硬）-丁二烯（软）-苯乙烯苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯8.合成纤维杂链纤维涤纶聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维锦纶聚酰胺纤维（尼龙）氨纶聚氨酯弹性体纤维碳链纤维腈纶聚丙烯腈纤维维纶聚乙烯醇缩甲醛纤维丙纶聚丙烯纤维氯纶聚氯乙烯纤维芳纶芳香族聚酰胺纤维（Kevlar）9.聚乙烯（PE）分子形态结晶度机械强度拉伸强度用途LDPE支链最多，长短不一，最长最低较柔软，较低，熔点较低最低，6~14制薄膜，电缆LLDPE支链少而短，规整两者之间比LDPE高，熔点也比其高。但加工时熔融粘度高，熔体强度低中等，20~28制薄膜，药品容器，水管直链状HDPE支链最少而最短最高，几乎是LDPE的两倍刚性较大，机械强度、熔点较高最高，24~31制中空容器、注射制品直链状10.聚丙烯PP耐老化性比PE差各种包装、阻隔薄膜、透明胶成型收缩率大耐低温、抗冲击性能差（韧性差）改性PP做保险杠必须复合or共混改性11.聚氯乙烯PVC本体聚合法、悬浮法、乳液法市售85%以上为悬浮法PVCor乳液法PVC乳液法PVC：糊树脂。热稳定性差不能用于制作透明制品和电绝缘制品。适合制作人造革、搪塑制品、发泡制品电绝缘性差颗粒较细2悬浮法PVC性能分类外观加工性能分子量3.6~8.5万，白色粉末状固体，无色嗅味紧密型（乒乓球型）颗粒细小且分布较宽，表面光滑，表观密度较高，内部带有小孔，致密细粉多易飞扬，输送效率低进料慢热敏性无定型热塑性塑料塑化慢初期变色大，着色鲜艳性差阻燃、自息性（与PE区别，是可燃的）残留VCM多，鱼眼多电绝缘性优良Tm=210℃，T130℃迅速分解疏松性（棉花球型）颗粒较粗分布较窄，表面粗糙，表观密度小，内部多孔，疏松飞扬少，输送効率高树脂无毒，VCM单体为强致癌物，含量应低于1ppm进料快塑化快初期变色小，着色鲜艳性好残留VCM少，鱼眼少12.聚苯乙烯PS本体聚合透明制品：灯罩等。透光率仅次于PMMA（有机玻璃）加工：注塑法为主悬浮聚合发泡制品：包装、饭盒、保温板13.ABS树脂ABS工程塑料A丙烯腈耐油性好，耐化学腐蚀，有一定的刚性和硬度Tm=217~237℃热分解温度250℃B丁二烯提高韧性，耐冲击，耐寒具有突出的力学性能，良好的综合性能S苯乙烯介电性好，加工流动性好，有刚性，有光泽14.聚酰胺PA开发最早，用量最大；高强度高刚性；制作织物15.聚酯PETPBTPET聚对苯二甲酸乙二醇酯强韧性，透明性，良好的阻隔性可制作碳酸饮料瓶成型以注射、挤出、吹塑为主高结晶性120℃长期使用PBT聚对苯二甲酸丁二醇酯耐化学、耐高温、良好的电性能电子电器、汽车、机械设备、精密仪器的零部件。取代铜、锌、铝及铸铁等金属材料140℃连续使用半透明吸湿性低16.聚碳酸酯PCPC高强度、高弹性系数、高冲击强度使用温度范围广高透明性、自由染色性成形收缩率低、尺寸安定性良好耐疲劳性佳、耐候性佳、电气性特优无嗅无味对人体无害符合卫生安全17.酚醛树脂PF=甲醛+苯酚甲醛过量，碱性热固性酚醛树脂苯酚过量，酸性热塑性酚醛树脂金属碱式盐或过渡元素氢氧化物为催化剂，酸性高邻位酚醛树脂，热塑性固化速度比酸法快2~3倍18.天然橡胶NR=顺式1,4-聚异戊二烯不饱和化学性质活泼，可用硫磺硫化非极性不耐油（相似相容）结晶性自补强作用，可达25MPaTg-70℃（纯胶），-40℃（碳黑填充胶）良好的综合性能拉伸强度高，弹性大，伸长率高，耐磨，耐疲劳，生热低，加工性好19.顺丁橡胶BR=高顺式-1,4-聚丁二烯反式易结晶，弹性差，只能用作塑料弹性&耐寒性：通用橡胶中最佳轮胎用胶（与NR、SBR并用）结晶性耐磨性：优于NR、SBR动态生热：低，优于NR抗湿滑性：差20.丁苯橡胶SBR丁苯橡胶SBR=B丁二烯+S苯乙烯溶聚丁苯橡胶省燃油，更优轮胎用胶（与NR、BR并用）不饱和性化学活性比NR差（硫磺、氧），耐老化性能比NR好非极性不耐油非结晶性纯胶强度低，需要炭黑补强耐磨性弹性好弹性：BRNRSBR21.氯丁橡胶CR=氯丁二烯的均聚物=反式1,4结构80%+顺式1,4结构10%结晶性纯胶强度高，物机性能好，耐寒性差制作胶管、胶带、耐油胶鞋极性耐油性好化学稳定性良好：耐氧化、耐老化、耐腐蚀耐燃性好，HCl阻燃硫化需用金属氧化物（ZnO,MgO）硫化粘着性良好，易与金属、皮革、纤维粘合322.丁腈橡胶NBR=丁二烯+丙烯腈丙烯腈强极性：耐油、耐溶剂性优良耐油橡胶制品。汽车、油田开采、航空航天领域丁二烯不饱和，可用硫磺硫化；耐热、耐老化性能较差23.硅橡胶MQ：主链-Si-O-Si-耐高低温卓越：Si-O键能370KJ/mol，C-C：347KJ/mol耐臭氧、耐候性优异电绝缘性优良生理惰性纯胶强度低，需用白炭黑补强（相容性好）饱和性需用过氧化物硫化三元乙丙橡胶EPDM组成乙烯+丙烯+少量含双键的第三单体乙烯+丙烯饱和。耐热、耐老化性能好第三单体含碳碳双键，可用硫磺硫化，但速率慢用途制造较高温或户外使用的耐老化橡胶制品与聚烯烃塑料共混：PP/EPDM，热塑性弹性体，海岛结构，动态硫化。PP：连续相；EPDM：分散相其他橡胶丁基橡胶IIR气密性优异氟橡胶FPM耐高温、耐油、耐高真空、耐酸碱、耐化学介质聚氨酯橡胶UR耐磨性优异，很好的拉伸强度丙烯酸橡胶ACM耐热氧老化、耐油性优异氯磺化聚乙烯CPE耐老化氯醚橡胶COECO耐油、耐寒顺丁BR与氯丁橡胶CR之比较柔顺性弹性耐寒性耐油性耐老化性BR高高高低低CR低低低高高PP的熔体流动速率与成型方法的关系熔体流动速率（g/10min）成型方法制品0.5~2挤出成型管、板、片、棒0.5~8单丝、窄带、撕裂纤维、双向拉伸薄膜6~12吹塑薄膜、T型机头平膜0.5~1.5中空吹塑成型中空容器1~15注射成型注射成型制品10~20熔融纺丝纤维24.PE的结晶性与性能随结晶度提高，密度、熔点、拉伸强度、硬度增高，但伸长率、冲击韧性下降，透明性下降。25.聚合物结晶过程晶核成核过程→晶体增长过程晶核多结晶速度快，球晶尺寸小，材料韧性好；加成核剂可增加晶核（异相成核）结晶方式静态结晶（等温条件下）动态结晶（非等温条件下）：加工过程结晶阶段成核阶段（结晶诱导期）→一次结晶（主期结晶）→二次结晶（球晶间隙间进行结晶）26.成型方法与结晶度熔融温度、时间高：残存晶核少，均相成核为主，结晶速度慢，结晶尺寸大低：残存晶核多，异相成核为主，结晶速度快，结晶尺寸小冷却速度、温度快：结晶度小，尺寸小在Tg与最大结晶温度之间慢：结晶度大，尺寸大27.成型后处理方法与结晶性二次结晶、后结晶、后收缩使晶粒生长变大制品内应力增大，制品质量下降退火有利于分子链重排，提高结晶度和球晶尺寸消除热历史引起的内应力，提高制品性能和尺寸稳定性淬火结晶度降低改善制品的冲击性能（韧性）28.结晶性和物性的关系结晶分子链排列有序→分子链间吸引力增加→力学性能、热性能提高结晶度提高阻隔性提高、抗冲性下降结晶尺寸小到光波波长的一半以下，则透明结晶性塑料成型收缩率大29.成型过程中的取向形成流动取向、拉伸取向方向单轴取向、平面取向解取向分子热运动：纤维拉伸后用热风吹，以解取向，得到一定的弹性影响材料的拉伸强度、弹性模量、冲击强度、透气性增加30.影响聚合物取向的因素聚合物的结构简单、柔性大、分子量较低利于取向，又易解取向低分子化合物如增塑剂、溶剂，使聚合物Tg、Tf降低温度提高拉伸比增大取向度提高31.影响熔体黏度的外在因素温度升高10℃，熔体黏度降低1/3~1/2压力提高，聚合物自由体积减少，链间距缩小，分子间作用力增大，熔体黏度增加。每增强100MPa，相当于降温30~50℃剪切速率增加，熔体黏度下降——剪切变稀！432.聚合物改性对材料性能的影响化学改性PP、PEO2、卤素、SO2、MAH、丙烯酸、乙烯基硅氧烷PS卤素、SO2、MAH二烯类橡胶氢化，拉伸强度增大嵌段改性SBS、SEBS拉伸强度、加工性能提高互穿聚合物网络IPN33.热力学相容性相容的共混聚合物：ΔGM=ΔHM-TΔSM≤0玻璃化温度转变法：TgM=W1Tg1+W2Tg2部分相容：两个Tg相互靠拢完全不相容：两个Tg，分别为两聚合物的Tg34.一些塑料成型时允许的含水量PETPBTPCPA-6，PA-660.005%0.05%0.02%0.2%35.高分子材料热-机械特性与成型加工的关系36.成型时剪切速率范围与成型方法定义1.生胶：无配合剂且尚未交联，线型大分子or带支链的线型，可溶于有机溶剂2.混炼胶：生胶与配合剂经加工混合均匀，且未被交联3.硫化胶：已交联4.橡胶：（硫化胶）是一种在室温下具有高弹性的高分子材料。在外力作用下橡胶可以伸长几倍甚至几十倍，外力撤除后几乎可以恢复到原状。5.通用橡胶：指性能与天然橡胶相近，物理性能和加工性能较好，可广泛用作轮胎和其他一般橡胶制品的橡胶。6.特种橡胶：指具有特殊性能，可用于制备各种耐热、耐寒、耐油、耐溶剂、耐化学腐蚀、耐辐射等特殊使用要求的橡胶。7.热塑性弹性体：分子结构中一部分或全部由具有橡胶弹性的链段所组成，大分子链之间存在化学或物理交联而成的网状结构，起补强作用，常温下显示橡胶的弹性，而高温下，受热的作用这种网状结构消失，呈现塑性，可按热塑性塑料的成型方法塑化成型，冷却下这种网状结构又复原。具有塑料和橡胶的加工性和使用性。8.熔体流动指数MFI=熔体流动速率MFR（meltflowrate）=熔融指数MI：用一定温度、一定压力下，10min内聚合物从出料孔挤出的重量（g）来表示，单位为g/10min。9.均相成核:指分子链的初始集聚并达到一定的尺寸，其他的分子链可以在这些初始集聚体上进行排列增长。10.异相成核：指体系中杂质提供分子链进行有序排列的场所。11.二次结晶：指一次结晶后，在一些残留的非晶区和结晶不完整的部分区域内，继续结晶并逐步完善的过程。12.后结晶：指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域，在成型后继续结晶的过程。在这过程中，不5形成心的结晶区域，而在球晶界面上使晶体进一步长大，是初结晶的继续。13.后收缩：二次结晶和后结晶造成的制品性能和尺寸发生变化的现象，包括晶粒变粗、产生内应力，制品翘曲、开裂，冲击韧性变差。14.退火：（热处理）将试样在Tg~Tm温度范围内的某一温度下加热，以等温或缓慢变温的方式使结晶逐渐完善化的过程。15.淬火：（骤冷）指熔融状态或半熔融状态的结晶性聚合物，在该温度下保持一段时间后，快速冷却使其来不及结晶，以改善制品的冲击性能。16.流动取向：聚合物熔体