无所不能的塑料专训(ppt 50页).ppt

1、第 四 章 无 所 不 能 的 塑 料,4.1 塑料的定义和特点,4.1.1 什么是塑料,是一类在常温下有固定的形状和强度，在高温下具有可塑性的高分子材料,塑料的熔融温度一般仅200左右，比钢铁低得多，因此容易加工是塑料区别于其他材料的重要特点,第一种塑料赛璐璐的发现,大多数塑料都能在加热时反复地塑化，称之为热塑性树脂,热塑性树脂,热固性树脂,另外一些塑料，它们只能在第一次加工时塑化，做成固定的形状，以后再把它加热到熔融温度以上，形状不再发生变化，这类塑料称为热固性树脂,Why,原因是因为它们在第一次加工时发生了化学反应，分子间形成了化学键，使整个分子变成象渔网一样的交联结构,热固性和热塑性高

2、分子的差异,4.1.2 塑料的特点,同无机和金属材料相比，塑料有很多优点,一）比重轻，强度高,常用树脂的密度在1g cm-3左右，只有铝的1/5，钢铁的1/10左右,许多聚烯烃塑料如聚乙烯PE、聚丙稀PP塑料的密度都小于1g cm-3，能浮于水上。如果将它们做成泡沫塑料，其密度仅0.1 g cm-3左右。少数聚合物的密度较大，如聚氯乙烯PVC为1.4 g cm-3 ，聚四氟乙烯为2.2 g cm-3 ，但比金属和陶瓷轻,密度小，但是塑料的强度高,绝对值来比较，大多数聚合物的机械强度比金属差，但是由于高分子的密度小，它们的比强度（单位重量材料的强度）反而比金属材料高,举例：尼龙的密度是铁的1/1

3、0，但尼龙的断裂强度只比钢丝小一半,算一下：具有同样强度的尼龙丝的重量只有钢丝的1/5,该特点带来的使用价值和经济价值惊人,汽 车,至1990年，塑料在每辆轿车中所占重量已经到达10.3，占车用材料体积的50左右，使小轿车的重量减轻了三分之一,汽车重量每减轻425kg，每升汽油就能多跑1km路程，节油1以上。至90年代，美国在每辆汽车上使用的塑料已达116kg，重量减轻了1/3，按全美公路上行驶的汽车来估算，每年可以节省原油300104t。 如果做成全塑汽车，每辆车质量减轻47.7，节能效益将再提高3倍,飞 机,减轻飞行器的自身的重量对节省燃料，降低运运行费具有重要作用。商业飞机的费用200美

4、元/kg,飞机上使用塑料复合材料的部件： 1雷达罩 2前起舱门 3 发动机罩环 4 吊挂整流 5炭刹车皮 6后缘板 7固定前缘底板及金属前缘板 8内外扰流板 9襟翼 10舵面 11鳍 12尾翼板 13升降舵 14装饰体及地板 15主起舱门及整流 16襟翼整流 17副翼 18翼身整流,二）绝缘性和绝热性好,塑料高分子是一种不良导体，具有优良的绝缘性和保温性。因而广泛的应用于电气和电子绝缘和保温隔热领域中,在电子、电气、雷达、电视、广播、通讯、计算机登电子行业和仪器仪表行业中，塑料的主要用途是置备电缆的绝缘套管和电气设备的绝缘外壳。插头、插座、开关等都与我们生活密切相关,大多数低压电线的绝缘层主要

5、用什么塑料生产的,PVC(聚氯乙烯,绝 缘 性,为什么近年来电力电缆和高压电缆等用PE代替PVC呢,1， PVC(聚氯乙烯)密度PE，减轻架空重量； 2， PVC燃烧后有毒，易造成环境污染,绝 热 性,当年唐明皇为取悦杨贵妃快马千里运送荔枝； “一骑红尘妃子笑”已过 如今“泡沫塑料荔枝大家吃,其他应用实例： 1， 农用薄膜建温棚，东北人冬天也能吃到鲜蔬； 2， 导弹、火箭、航天飞机等飞行器表面的温度达到1300，其表面的保护涂层就是选用导热系数小的高分子材料，如酚醛环氧树脂和有机硅树脂,三）耐腐蚀性和化学稳定性好,耐腐蚀是环境保护要解决的一个重要课题。 我国每年因腐蚀造成的直接经济损失至少有2

6、00亿,塑料容器存放高腐蚀性液体；防腐涂料应用于设备的保护，合成纤维用于制备滤布等等,PP（聚丙稀）复合管制备自来水管，代替镀锌水管，不会被氧化，水也不会再发黄了，亦能确保直饮水质量,自来水管放出来的水为什么发黄,四）光学性质好,有机玻璃、醋酸纤维酯、涤纶和PVC都是透光性很好的塑料。 可以应用于制作照相胶卷和投影薄膜，塑料光盘，塑料光纤等,五）耐磨、自润滑性能好,旱冰鞋的轮子是什么塑料制成的,热塑型聚氨酯 PTFE,六）加工性能优良，能耗小,加工温度低，可做成管材、板材、型材、线材等等,4.2 塑料主要品种,塑 料,通用塑料,日常生活中大量应用的塑料，生产量大，价格低廉。PE/PVC/PP/

7、PS/ABS,通用的对强度、耐磨性和其他机械性能要求较高的场合，综合性能优良，使用温度在150以下，消耗量在万吨以上。PA/PC/POM/PBT/PET,通用性工程塑料,特种工程塑料,使用温度在150以上，消耗量在万吨以下，具有某种特殊性能,按照塑料的用途进行分类,4.2.1 通用塑料,1. 结构最简单的塑料聚乙烯PE,发展最迅速，产量最大的一种塑料品种。 按生产工艺来分类： 高压聚合低密度聚乙烯（LDPE） 低压齐格勒纳塔催化剂引发聚合高密度聚乙烯（HDPE），其机械性能为各种PE中最好 线形、低密度聚乙烯（LLDPE），环境应力开裂性最高; 超高分子量聚乙烯（UHMWPE,聚乙烯塑料的手感

8、同石蜡相似，燃烧进会一滴滴往下淌， 并有燃蜡的气味,2.全能的塑料聚氯乙烯树脂（PVC,是因为PVC本身是一种质地很硬的塑料，但是通过加入大量 增塑剂，则可以变成比PE还柔软的塑料，用于制备各种不同的用品,为什么 全能,聚乙烯塑料的主要用途是制备薄膜 经交联处理的LDPE已大量用于制作电缆的绝缘层,用 途,常用的增塑剂有： 邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酯等，其用量可达PVC树脂的3070,硬质塑料： 不耐压的容器、管材、板材等。 加入大量CaCO3做成钙塑料，提高塑料的硬 度，来替代钢铁或木材制作塑料门窗、地板、天花板和电线套管等,软质塑料：饮料、药品和化妆品的外包装。 薄膜产品。 由于染色性非

9、常好，所得产品鲜艳，常用来制造 玩具、凉鞋和人造革等,PVC的不足之处,1，耐温性差：1560，光热作用下易老化（红色塑料 桶）。 2，毒性：来自三方面，a,单体有毒性；b,增塑剂有毒性； c，燃烧分解时放出令人窒息的HCL 3，难降解，环境污染,3.最轻的塑料聚丙稀（PP,20世纪50年代，齐格勒纳塔催化剂引发聚合的出现，解决了石油高温裂解的废气丙稀的应用。制得性能优异、具有高度立体规整性和结晶度的高聚物PP,1） 全同立构PP,2） 间同立构PP,3） 无规立构PP,以上两种统称为立构规整性高分子（tactic polymer): C*的立体构型有规则连接，简称等规高分子,密度仅0.9g/

10、cm3-0.91g/cm3,是通用塑料中相对密度最小的品种 ,无毒、无味、耐热性好，能在110左右长期使用，常用作一次性茶杯、饭碗、饭盒及微波炉 专用餐具等,用 途,力学性能好，用作制备高强度扁丝原料。 钙塑料：装潢材料等 耐曲折性好：文具盒和仪器盒的铰链 玻璃纤维增强后做汽车保险杠等,PP的缺点,一是受阳光照射或与铜接触会很容易老化； 其次是在低温下会变脆，所以在使用上要特别注 意，尽量不要在室外及低温下使用,解决方案： 1，PP中加入抗氧化剂和抗紫外剂防止它的老化。 2，与其他单体共聚合改性，乙-丙共聚树脂,4. 最鲜艳的塑料聚苯乙烯（PS,最早实现工业化的塑料之一 。 特点：极易染成鲜艳

11、的颜色，富于装饰性。常用来制作玩具。积木、方块,白色污染的主要来源一次性泡沫饭盒,聚苯乙烯的不足之处是质地很脆，耐冲击强度差 ，纯PS做的圆珠笔杆落地则碎。 解决方法： 用PS同丙烯酸酯或丙烯腈类单体共聚制成的聚合物既有很好的透明度，又有较好的强度，做成的圆珠笔杆既美观，又结实，深受学生朋友们的喜爱。 解说HIPS-高抗冲性PS,5. 抗冲击强度优良的树脂ABS树脂,缺点：耐热性不够高，6070,1954年美国博格华纳公司开发 。 丙稀氰（Acrylonitrile） 丁二烯（Butadiene） 苯乙烯（Styrene） 共聚，结合了三种组分的优点，A使它具有耐化学腐蚀性，B使它具有耐冲击性

12、和韧性，S使它有良好的加工性、染色性。 应用：家电和汽车工业中广泛应用，如电视机、电话及仪器仪表的外壳，冰箱的内胆。汽车零部件、泵的叶轮等,6. 不会碎的玻璃聚甲基丙烯酸甲酯PMMA,PMMA可见光的透光率高达92，紫外光的透过率也高达75。 无机玻璃.85%, .10,染色性好，可以加入珍珠粉或荧光粉，带领绚丽多彩的色彩效果,4.2.2 工 程 塑 料,1. 尼龙聚酰胺,合成通式,主要品种有尼龙66，尼龙-6，尼龙-610，尼龙-1010等。 后两个数字表示二元胺和二元酸中碳原子的数目。 分子中碳原子越多，聚合物的性质就越柔软。尼龙-66丝做板刷，鞋刷，尼龙-1010丝做牙刷,2. 聚碳酸酯

13、PC,合成反应,PC20世纪50年代发展起来的一种工程塑料,PC的主要应用,婴儿耐瓶、饮水杯（又称太空杯）和纯净水的水桶，可反复消毒，透光性比PMMA好,3. 热塑 型聚酯PET,PET俗称涤纶或的确凉，由对苯二甲酸同乙二醇酯缩聚制成的塑料，20世纪60年代以前主要用于生产合成纤维，1966年日本帝人公司和荷兰AK20公司首先将它用作工程塑料,PET的主要应用,因为强度好，可用于制作计算机软盘、录音或录像带片基；碳酸气饮料瓶和食用油瓶,4. 聚甲醛POM,POM是一种非常坚韧、耐磨的工程塑料，有很优异的耐冲击、抗疲劳性。 抗张强度比黄铜和锌还高，经拉伸后可同刚材媲美,POM的主要应用,代替价格

14、昂贵的有色金属，制备齿轮、轴承、滑块、阀门、开关、键盘、拉链和把手等耐磨器件,5. 聚砜 PSF,PSF(双酚A钠盐与二氯二苯砜缩聚而成)主链中有许多苯环，是一种高强度的耐高温塑料。刚性高和耐磨性好，介电性能、耐温性、耐氧化性和耐辐射性都很优良，可在150以上长期使用。适于制备汽车、飞机中耐热的零部件，也可用于制备线圈骨架和电位器的部件等。 微孔成膜材料,6. 聚 酰 亚 胺,主链上具有芳杂环的结构，比聚砜的刚性和耐热性更好，可以在250300以上长期使用。是制造电机漆包线绝缘层的重要原料，主要应用于宇航和电子工业,俗称电木，是世界上最早实现工业化的合成塑料。 用于制造电木产品，也是清漆和胶粘

15、剂的原料。 同炭黑，玻璃纤维，玻璃布热压在一起；木屑或刨花热压粘结制备层压板,4.2.3 热 固 性 树 脂,1. 酚 醛 树 脂,2. 氨基塑料,甲醛同尿素或三聚氰胺缩聚形成的聚合物。 密胺塑料（甲醛和三聚氰胺聚合），无毒，用于制造餐具,4.2.3 热 固 性 树 脂,3. 不饱和聚酯,不饱和聚酯树脂UP是由二元醇和不饱和二元酸经缩聚而得的产物，改变二元醇和二元酸的品种和数量，可以获得各种性能的缩聚物国内，目前已工业化生产的不饱和聚酯树脂有100多种牌号,不饱和聚酯树脂UP在固化前是长链型分子，相对分子质量一般为1003000，这些不饱和的长链可以与不饱和单体交联形成复杂结构的网状分子,它的

16、结构特点在于同时具有酯键和不饱和键 UP主要用于玻璃钢和涂料。在增强塑料中，UP因在加工固化时不排出水或其他副产物，可在较低的压力和温度下成型,据2000年左右统计，不饱和聚酯树脂UP用于增强材料FRP的比例达到85%左右，在FRP中占主要用量是建筑材料12.3%，浴室用品26%， 净化槽19.5%，工业用机械材料12.3%等。近年来，UP的主流消费为人造大理石、运输器材和浴缸等领域,1 UP 的特性及用途,Unsaturated resin (UP)简介,Unsaturated resin (UP)简介,通用型不饱和聚酯树脂UP的合成如上图所示。 从图上可以看出，改进UP性能可以从选用新型的

17、二元酸或醇的单体或环氧单体，使用新型功能化助剂，使用新型固化剂等方面着手,开发和应用低收缩性UP树脂、阻燃UP树脂、透明性UP树脂、低挥发性UP树脂、发泡UP树脂、耐热型UP 、低吸水型UP树脂、玻璃钢渔船专用UP树脂、光固化UPR树脂、强韧性UP树脂、耐腐蚀UP树脂和PET 型UP树脂。 通过化学改性或者用共混改性等方法, 提高产品性能, 增加品种数量,扩大应用领域,我国UP在近十年虽然发展较快，但与国外相比差距较大，生产规模小，产品质量低，品种型号只有500个左右，原材料短缺，新品种技术开发投入不够 各种功能性阻燃UP树脂的研究和应用亟待解决,2 UP 研究的技术发展趋势,Unsatura

18、ted resin (UP)简介,俗称“塑料王”，王水中都不会融解。 低摩擦系数家具脚,4.2.4 特 种 塑 料,1. PTFE聚四氟乙烯,2. 有机硅树脂,高温绝缘性好，可制备高级的电气绝缘材料；无毒，重要的医用高分子材料,4.3 塑料的主要用途和选用,1，塑料薄膜 LDPE, HDPE, LLDPE及PE同其他高分子的共聚物。家用保险膜；与其他单体共聚物（EVA）。 2，塑料包装膜的新品种 热收缩薄膜；缠绕包装薄膜；复合薄膜（表面蒸镀技术）等 3，中空容器 PET瓶：饮料瓶、食用油瓶、日化及日用品瓶、医药瓶、农药包装瓶等。 4，塑料周转箱 装汽水、瓶子的箱，PE、PP注射成型而得。 5，

19、塑料编制袋 6， 泡沫塑料,PE、PP是最好回收的。这两者的利润也是最高的,4.4 塑料制品的回收再利用,废塑料主要是有五大树脂， PE、PP、PVC、PS、ABS这五种占95,现在旧塑料空瓶塑料价格7500/吨，做这行旧塑料加工有利润吗？ 单个瓶子价格偏高了，价格一直在波动，你看一下新料的价格，再比较一下有两三千块钱的利润空间，有一个差价，这样就知道结果的,4.4 塑料制品的回收再利用,一般情况利润： 一吨的原料成本，人工成本，水电费用，厂房租金，工人工资，运输费用其它以外，刚开始做有五百到六百块钱的利润空间，但是如果你够吨级产量的话刚开始就有一千多，如果机械熟练，工艺熟练，那就要适当改性后

20、，就附加值比较高，有些地区原料比较便宜，有些纯利润达到三千块钱的也有,塑料回收的道德缺失！ ！ ！ 河北省文安县出现了采用注射器、输液管、血浆袋等各种医疗垃圾生产一次性水杯、水桶、饮料瓶等食用器皿的“生产基地”；浙江省台州市有企业用废旧手机按键及塑料壳生产奶瓶，以及有企业用回料加工纯净水瓶,4.4 塑料制品的回收再利用,回收利用废旧塑料，既可以消除“白色污染”，又能够创造利润，是利国利民的好事,4.4 塑料制品的回收再利用,而从去年以来，世界原油价格持续上涨，再生塑料价格优势突出，更是促使这一行业旺盛发展。近日而言，PP的价格在人民币11,000元/吨左右，而一级PP回收料的价格可低至人民币5600元/吨；PVC的价格约为人民币7200元/吨左右，而一级PP回收料的价格在人民币30004000元之间，其中差价显而易见,塑料回收的道德缺失原因,4.4 塑料制品的回收再利用,但是，废旧塑料的正常用途是生产包装用托盘、保温防火建材、吹膜制袋和粘胶剂等等，而绝非生产食用器皿！卫生部1990年11月发布的“关于食品用塑料制品及原材料卫生管理办法”第七条中就明确规定：凡加