02第二讲第一单元塑料及其成型

CompanyLogo2本节课内容：课程目的了解塑料常用品种掌握常用塑料的结构式、主要性能及用途能够根据塑料制品的外形确定成型加工方法塑料概述塑料是在玻璃态下使用的、具有可塑性的高分子材料。它以树脂为主要组分，加入各种添加剂，能在一定温度和压力下加工成形的各种材料的总称。塑料的组成：1）树脂:塑料的主要组分。它胶粘着塑料中的其它一切组成部分，并使其具有成型性能。绝大多数塑料就是以所用树脂命名的。2）填充剂（填料）:提高塑料的力学、电学性能或降低成本等。它在塑料占有相当大的比例。如加入铝粉可提高光反射能力和防老化；加入二硫化钼可提高润滑性。常用填充剂有云母粉、石墨粉、炭粉、氧化铝粉、木屑、玻璃纤维、碳纤维等。3）增塑剂:提高塑料的可塑性和柔软性。常用熔点低的低分子化合物来增加大分子链间距离，从而达到增加大分子链的柔顺性的目的。常用增塑剂有甲酸酯类、磷酸酯类、氯化石蜡等。塑料4）稳定剂:提高塑料对热、光、氧等的稳定性，延长使用寿命。常用热稳定剂有硬酯酸盐、环氧化合物和铅的化合物等。光稳定剂有炭黑、氧化锌等遮光剂。5）润滑剂:提高塑料在加工成形过程中的流动性和脱模能力，同时可使制品光亮美观。常用润滑剂有硬酯酸、盐类等。塑料6）抗静电剂:通过降低电阻来减少摩擦电荷，从而减少或消除制品表面静电荷的形成。抗静电剂一般是有机氮化物或具有醚结构的化合物7）阻燃剂：用以减缓塑料燃烧性能的助剂。8）着色剂:赋予塑料制品各种色彩。常用的着色剂是一些有机染料和无机颜料。有时也采用能产生荧光或磷光的颜料。塑料9）发泡剂:是一类受热时会分解放出气体的有机化合物，它是制备泡沫塑料的助剂。10）偶联剂：增强剂或填料用偶联剂处理后可提高其效能，改善塑料制品的性能。常用的偶联剂有有机硅、有机钛酸酯等。11）固化剂:与树脂发生交联反应，使受热可塑的线型结构变成热稳定好的体型结构。常用的固化剂如六次甲基四胺、过氧化二苯甲酰等。塑料塑料的分类1：热固性塑料与热塑性塑料按照受热特性分类热固性塑料塑料–只能被加热一次，冷却后形成永久的形状，不能循环再用热塑性塑料塑料–受热后软化，冷却后能再变硬成型，可重复多次热固性塑料与热塑性塑料聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯等。酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、有机硅树脂环氧树脂11/111EngineeringPlasticsPE-HDPE-LDPCRF-PPm-PPOPTFEPETPBTPAPOMPESPEIPEEKPVCPPSUPAIPE-UHMWPMMAPPABSPPSPSUPBIHighPerformancePlasticsamorphoussemi-crystallineCommodityPlasticsPS300ºF148.9℃200ºF93.3℃400ºF204.4℃PIPU塑料的分类2：通用塑料、工程塑料与功能塑料通用塑料•Classifiedasmaterialswithoperatingtemperaturesbelow200°F•Generallyhavelowphysicalproperties•Goodchemicalresistanceinmostcases•Usedaslightdutystructuralparts,mediatransfercomponentssuchaspumpbodies,valvebodies,tubing•Generallylowcostattheresinlevel–$0.50to2.50perlb.五大通用塑料：PE，PVC，PP，PS，ABS工程塑料•Classifiedasmaterialswithcontinuousoperatingtemperaturesupto300°F•Generallymuchstrongerandmoreversatilethancommodityplastics.Usedinstructuralandwearapplications•Availablewithenhancementstofitbroaderdemandsforservice•Costsrunbetween$1.50–25.00perpoundHighPerformanceMaterials•Classifiedasmaterialsthatwillperformabove300°F•Associatedwiththemostextremeoperatingconditions–Temperaturesupto850°F–Broadchemicalresistance–Superiorphysicalstrengthwithsomematerialsbetterthan7:1strengthtoweightratios–Excellentinherentwearproperties–Thermallystable–Costsrangefrom$25-200.00perpound通常指具有某些特殊机能的塑料材料，如导电塑料、磁性塑料、抗菌塑料、缓释塑料、吸水性树脂等。功能塑料塑料制品分类3，品质指标按几何形状：管、膜、片、板按用途：绳、带、袋、人革、日用制品、泡沫塑、电缆、建材……物理性能指标：密度、吸水性、光学性能、热性能、电性能、防磁性、消音性等机械性能指标：抗张强度、抗弯强度、冲击强度、疲劳强度、剪切伸长、伸长率、弹性模量、耐磨性、硬度等稳定性能指标：耐老化性、耐化学品性、耐热性、耐燃性、耐生物作用性能等塑料及其应用HighDensityPolytheneLowDensityPolythenePolyvinylChloridePolystyreneNylonCelluloseAcetateAcrylicPolypropyleneABSEpoxyResinMelamineFormaldehydePolyesterResinGlassReinforcedPlasticCarbonFibrePlasticsElastomers1）结构单元：聚乙烯（PE－polyethylene）：——CH2—CH2——［］2）支化结构：右图：（a）高密度PE分子链（b）低密度PE分子链（c）线性低密度PE分子链Polythylene3）性质：①耐化学腐蚀；②良好的电绝缘性和高频介电性能；③韧性、耐寒性好；④较低的摩擦系数；⑤不易吸水；⑥不耐热，不耐大气老化。PolythyleneLowDensityPolytheneProperties:Soft,Flexiblegoodelectricalinsulator绝缘体.MostLDPEapplicationisfilmbased.Industryusesalsoincludewireandcablecoating,injectionandBlowmolding.isusedforPlasticbags,Bottles4LDPEHighDensityPolytheneProperties:Tough,FeelsWaxy,Resistanttochemicals.2HDPEHDPEisusedforBuckets(水桶),Basins盆,Bottles,ContainersandisextensivelyusedinbothBlowMouldingandInjectionMouldingprocessesBack1）结构单元：2）性质：无毒、无味、无臭、半透明蜡状固体。密度小，力学性能高于聚乙烯；耐热性、耐水性良好，化学稳定性好；但不耐芳香族和氯化烃溶剂，耐寒性差，易老化。——CH2—CH2——［］CH3│PolypropylenePolypropyleneProperties:Rigid,Goodfatigueresistance,GoodchemicalresistancePolypropyleneisoneofthemoreflexibleplasticsandisusedforPlastichinges,Crates,Rope&Yarn5PPBack1）结构单元：2）性质：具有较高的强度、刚性；良好的电绝缘性、耐化学腐蚀性；能溶于四氢呋喃和环已酮等有机溶剂；具有阻燃性；但热稳定性较差，使用温度较低，介电常数、介电损耗较高。——CH2—CH2——［］Cl│PolyvinylChloridePolyvinylChlorideProperties:Rigid,Weatherresistant.3PVCPVCisusedforGutters(水槽),Windowframes&Drainpipes.ItisoftenusedintheExtrusionprocess.Back1）结构单元：丙烯晴(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体（共聚生成）2）性质：丙烯晴能提高强度、硬度、耐热性和耐腐蚀性，丁二烯能提高韧性，苯乙烯能提高电性能和成型加工性能。ABS塑料具有较好的抗冲击性能、尺寸稳定性和耐磨性，成型性好，不易燃，耐腐蚀性好，但不耐酮、醛、酯、氯代烃类溶剂。AcrylonitrileButadieneStyreneAcrylonitrileButadieneStyreneProperties:StrongandTough.Impactresistant,Scratchresistant,Chemicalresistant.Comesinawiderangeofcolours.5PPABSisusedextensivelyforinjectionmolding,TypicalproductswouldbeCarbumpers,Kitchenware,Cases,helmetsetcBack1）结构：尼龙的品种很多，如尼龙6、尼龙66、尼龙610等。数字表示基本单元中的碳原子数目。所有尼龙分子结构单元中都有一个相同的特征基团－酰胺基：——C—N——［］‖OH│2）性质：聚酰胺属结晶性塑料，半透明，乳白，略带黄色。由于酰胺基的存在，分子之间有很强的氢键作用，因此聚酰胺的强度高，韧性好；另外耐磨性和自润滑性好，摩擦系数低；具有良好的耐油、耐溶剂性、阻燃性；但吸水性大，热膨胀系数大，耐热性不高。NylonNylonProperties:Hard,tough,rigid.Self-lubricating.Resistanttopetrochemicals.NylonisusedforGearwheels,Bearings,Curtainrailspackaging,film,clothing,7OtherBack1）结构单元：2）性质：①低温冲击韧性极佳；②高模量、高强度、抗蠕变，尺寸稳定性好；—O—C—O——［］│O———C—││CH3CH3③透光率高，约为86～92％；④电绝缘性好。Polycarbonate6PSPolycarbonateProperties:highlytransparenttovisiblelight,withbetterlighttransmissionthanmanykindsofglassPolycarbonateisaversatile,toughplasticusedforavarietyofapplications,frombulletproofwindowstocompactdisks(CDs).Back1）结构单元：2）性质：出色的耐热、耐寒能力（-180～+260℃长期使用）；摩擦系数极低，有自润滑效果；化学稳定性极佳，俗称“塑料王”；极好的电绝缘性和介电性；但强度低，抗蠕变性较差，不易加工成形。——CF2—CF2——［］PolytetrafluoroethylenePolytetrafluoroethyleneProperties:PTFEisafluorocarbonsolid,asitisahigh-molecular-weightcompoundconsistingwhollyofcarbonandfluorine.PTFEishydrophob