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新材料行业——改性工程塑料培训教程—（2）芜湖纽麦特新材料有限公司WUHUNIOUMAITENewMaterialTechnologyCentre塑料的成分塑料(广义定义)：塑料的定义塑料(狭义定义)：指具有塑性行为的材料。是指以合成树脂(或在加工过程中用单体直接聚合)为主要成分，以填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗氧剂、色料等添加剂为辅助成分，在加工过程中能流动成型的材料。塑料是一种以高分子有机物质为主要成分的材料，在制造以及加工过程中，借助熔融态流动(flow)来造型，加工完成呈现固态形状。塑料——1、它是合成有机高分子化合物；2、种类繁多，由不同的单体聚合而形成不同种类的塑料；3、它以多种型态存在，例如：液体、固体、胶体溶液等；4、具有不同的性质；5、可以用不同的加工方法成型；6、产品呈现多样化，用途广泛。塑料的性能——塑性、弹性、刚性塑性：材料在某种给定载荷下，产生永久变形，撤去外力后不能恢复原状的性质的材料特性；弹性：物体在外力作用下发生形变，当外力撤消后能恢复原来大小和形状的性质。刚性：两个物体相碰撞不会发生变形，因此两个刚体就不会占据同一个空间。微粒、原子就是这样的物质。弹性变形：可以恢复的那部分变形塑性变形：不可恢复的那部分变形在一个具体的变形中，一定有弹性变形，可能会有塑性变形。塑料的成分塑料的主要成分是合成树脂。树脂这一名词最初是由动植物分泌出的脂质而得名，如松香、虫胶等。目前树脂是指尚未和各种添加剂混合的高聚物。何为树脂？天然树脂：松香、虫胶......合成树脂：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)......树脂塑料的成分树脂约占塑料总重量的40%～100%。有些塑料基本上是由合成树脂所组成，不含或少含添加剂，如有机玻璃(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。塑料的基本性能主要取决于树脂的本性，但是添加剂也起着十分重要的作用(强化或改性)。所谓塑料，其实它是合成树脂中的一种，形状跟天然树脂中的松树脂相似，但它是经过化学反应合成得到的具有可塑性的材料，而被称之为塑料。塑料的成分通常所用的塑料并不是一种纯物质，它的主要成分是合成树脂。除了上述助剂外，塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等，以满足不同的使用要求。它是由合成树脂、填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗氧剂、色料等添加剂组成的。合成树脂：合成树脂的分子结构与塑料性能合成树脂为合成的高分子化合物，是利用小分子单体原料通过加成聚合或缩合聚合反应而成的材料。例如：nCH2＝CH2催化剂〔CH2－CH2〕n△CN──CH2─CH─CNCH2─CH─CH2─CH=CH─CH2nnCH2=CH─CH=CH2+nCH2=CH+nCH2=CH催化剂[CH(CH2)4CHNH]n催化剂HOCH(CH2)4CHNH2n+nH2O主要是制造塑料，合成树脂还是制造合成纤维、涂料、胶粘剂、绝缘材料等的基础原料。通常为粘稠液体或加热可软化的固体，受热时通常有熔融或软化的温度范围，在外力作用下可呈塑性流动状态，冷却后固化成型。合成树脂外观合成树脂的应用合成树脂种类按合成反应特征按主链结构按其热行为加聚型缩聚型碳链杂链非碳链---元素有机高分子热塑性热固性碳链高分子：分子主链全部由碳原子以共价键相连的高分子（大多由加聚得到）如：CH2CH2nXXClCH3COOCH3特点：不易水解，易加工，易燃烧，易老化，耐热性较差。CH2nO聚甲醛CH3CH3nOCOO聚砜OOS杂链高分子：分子主链由两种或两种以上原子如：O，N，S，C等以共价键相连的高分子，如：这类聚合物是由缩聚反应或开环聚合而成的，因主链带极性，易水解，醇解或酸解。优点：耐热性好，强度高；缺点：易水解；这类聚合物主要用作工程塑料OROCOR'COn聚酯ROR'CONHnCNH聚氨酯元素高分子：分子主链含Si，P，Al，Ti，As，Sb，Ge等元素的高分子。如硅橡胶：nOSiCH3CH3特点：是具有无机物的热稳定性，有机物的弹性和塑性。但强度较低。合成树脂原料（来源丰富）早期：以煤焦油产品和电石碳化钙为主现代：以石油和天然气的产品为主，如乙烯、丙烯、苯、甲醛及尿素等，合成树脂生产方法本体聚合悬浮聚合乳液聚合溶液聚合熔融聚合界面缩聚等具有这种结构的高分子化合物称为线型高分子化合物；有些高分子带有支链，称为支链高分子，属于线型结构。一、线型结构线型高分子支链高分子线型结构（包括支链结构）高聚物的特点：由于有独立的分子存在，故有弹性、可塑性，在某些溶剂中能溶解，加热能熔融，硬度和脆性较小的特点。线型高分子材料制成的是热塑性塑料。线型结构体型结构树脂的分子结构二、体型结构体型高分子体型结构高聚物的特点：由于没有独立的大分子存在，故没有弹性和可塑性，不能溶解和熔融，只能溶胀，硬度和脆性较大。由体型高分子制成的是热固性塑料。具有这种结构的高分子化合物称为体型高分子化合物。有些高分子虽然分子间有交联，但交联较少，称为网状结构，亦属于体型结构。热塑性塑料热固性塑料分子结构线形高分子体型高分子弹性好差可塑性有无溶解性可溶性溶胀性硬度小大脆性弱强加热可熔融不可熔融热塑性塑料、热固性塑料性质比较热塑性塑料与热固性塑料3、常用的热塑性塑料：⑴聚烯烃：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚异戊二烯......⑵聚卤代烯烃：聚氯乙烯、聚四氟乙烯......⑶聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯晴、聚丙烯酸酯类......⑷聚砜、聚苯醚、氯化聚醚......。一、热塑性塑料1、定义：在加热时变软以至流动，冷却后变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。2、原理：热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动。冷却变硬的过程是物理变化。热塑性塑料聚乙烯（PE）聚丙烯（PP）聚苯乙烯（PS）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA有机玻璃）聚氯乙烯（PVC）聚酰胺（Nylon尼龙)聚氨酯（PU）聚四氟乙烯（特富龙，PTFE）聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，PETE，涤纶)1、定义：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。这种材料称为热固性塑料。二、热固性塑料2、固化原理：热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三度的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。3、常用的热固性塑料：酚醛树脂、三聚氰胺甲醛、环氧、不饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。4、主要用途：主要用于隔热、耐磨、绝缘、耐高压电等在恶劣环境中使用的塑料，大部分是热固性塑料，最常用的是炒锅锅把手和高低压电器的壳体及绝缘件。热固性塑料环氧树脂酚醛塑料聚酰亚胺三聚氰胺甲醛树脂高分子结构橡胶(线形高分子)硫化硫化橡胶（体型高分子）高分子结构改变对性质的影响橡胶硫化的作用：1、可塑性和伸长率下降；2、强度，弹性和硬度上升；3、压缩永久变形性下降；4、溶胀度减弱。塑料添加剂对塑料添加剂的主要要求是：①高效：在塑料加工和应用中能有效地发挥其应有的功能。添加剂的选用应依据配混料的综合性能要求；②相容性：能与合成树脂较好地相容；③持久性：在塑料加工和应用过程中不挥发、不渗出、不迁移、不溶出；④化学稳定性：在塑料加工和应用过程中不分解，不与合成树脂及其他组分发生化学反应；⑤无毒：对人体无任何毒性作用；⑥价格低廉。塑料添加剂：填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、抗氧剂、色料等；塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂......，以满足不同的使用要求。塑料添加剂的功能塑料添加剂按其特定功能可分为七大类：①改善加工性能的添加剂，如热稳定剂、润滑剂等；②改善机械加工性能的添加剂，如增塑剂、增韧剂等；③改善表面性能的添加剂，如抗静电剂、偶联剂等；④改善光学性能的添加剂，如着色剂等；⑤改善老化性能的添加剂，如抗氧剂、光稳定剂等；⑥降低塑料成本的添加剂，如增量剂、填充剂等；⑦赋于其他特定效果的添加剂，如发泡剂、阻燃剂、防霉剂等。填料填料又叫填充剂，它可以提高塑料的强度和耐热性能，并降低成本。例如：酚醛树脂中加入木粉后可大大降低成本，使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一，同时还能显著提高机械强度（俗称电木）。填料有机填料无机填料木粉玻璃纤维碎布硅藻土、蒙脱土织物纤维石棉纸张炭黑碳酸钙增塑剂增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性，降低脆性，使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶，无毒、无臭，对光、热稳定的高沸点有机化合物。最常用的是邻苯二甲酸酯类。例如生产聚氯乙烯塑料时，若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料，若不加或少加增塑剂(用量10％)，则得硬质聚氯乙烯塑料。增塑剂又称塑化剂增塑剂是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，在塑料加工中添加这种物质，可以使其柔韧性增强，容易加工。台湾厂商用一种常见的增塑剂DEHP代替棕榈油配制的有毒起云剂也能产生和乳化剂相似的增稠效果。但是，业内人士指出，DEHP作为增塑剂并不属于食品香料原料，因此，DEHP不仅不能被添加在食物中，甚至不允许使用在食品包装上。“起云剂”是一种合法食品添加物，经常使用于果汁、果酱、饮料等食品中，是由阿拉伯胶、乳化剂、棕榈油及多种食品添加物混合制成。但因棕榈油价格昂贵，售价为塑化剂的五倍，昱伸香料公司遂以便宜却有毒性的塑化剂取代，加入到“起云剂”中。塑化剂的分子结构类似荷尔蒙，被称为“环境荷尔蒙”，是台湾环保署列管的毒性化学物质。若长期食用可能引起生殖系统异常、甚至造成畸胎、癌症的危险。塑化剂风波塑化剂======增塑剂（台湾汉语）（大陆汉语）塑化剂属于工业化学品或工业助剂这次台湾所称的“塑化剂”实际上是一种增塑剂，学名叫“邻苯二甲酸（2─乙基己基）二酯”，简称DEHP，是一种毒性大于三聚氰胺的化工塑料软化剂。增塑剂DEHP：无色、无味液体，添加后可让微粒分子更均匀散布，因此能增加延展性、弹性及柔软度，常作为沙发、汽车座椅、橡胶管、化妆品及玩具的原料，属于工业添加剂，会对人体造成损害。因为这种物质本身并不是人体可食用的添加剂。黑心商人用塑化剂取代成本贵5倍的棕榈油来牟取暴利。塑化剂也并不在现有食品安全检测项目范围内，我国并没有控制塑化剂的规范标准。希望国家能早日将塑化剂检测也纳入到食品药品的日常监控中去。稳定剂为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏，延长使用寿命，要在塑料中加入稳定剂。常用的稳定剂有硬脂酸盐、环氧树脂......。硬脂酸盐中的金属Ｍ离子常由下列几种组成：ⅠＡ族元素中的Li；ⅡＡ族元素中Mg、Ca、Sr、Ba；ⅡＢ族元素中的Zn、Cd；IVＡ族元素中的Sn、Pb。如：Ca(C18H35O2)2；Mg(C18H35O2)2；Li(C18H35O2)；Pb(C18H35O2)2……硬脂酸盐：M(C18H35O2)x(1)硬脂酸锌(ZnSt)，无毒且透明，用量大后，易引起“锌烧”制品变黑，常与Ba、Ca皂并用。(2)硬脂酸钙(CaSt)，加工性能好、热稳定能力较高，无硫化污染，无毒，但透明性较差。常与Zn皂并用。(3)硬脂酸镉(CdSt)，为一重要的透明稳定剂品种，毒性较大，不耐硫化污染，抑制初期变色能力大，常与Ba皂并用。(4)硬脂酸铅(PbSt)，热稳定性好，可兼做润滑剂。缺点为易析出，透明差，有毒且硫化污染严重，常与Ba、Cd皂并用。(5)硬脂酸钡(BaSt)，有毒，长期热稳定性好，抗硫化污染，透明，常与Pb、Ca皂并用。稳定剂的使用硬脂酸盐可以单独或两种以上复合使用，具有良好的稳定性和润滑性，有着广泛地应用。例如：硬脂酸盐也是聚氯乙烯（PVC）等塑料加工助剂的主要品种之一。它可作为PVC的热稳定剂和润滑剂，广泛地用于各种软质和硬质制品。塑料加工润滑剂脱模剂颜料分散剂涂料和油墨的凝胶剂化妆品纤维造纸医药、炸药其它方面双酚ABisphenolABPA双酚A学名2,2-二（4-羟基苯基）丙烷，简称二酚基丙烷。白色晶体，熔点156～158℃。主要用于制备环氧树脂(约占65%)和聚碳酸酯（约占35%）,其钾